周期与频率的关系,

频率计是电子硬件工程师经常使用的电子仪器。它是用于测量信号周期、频率特性等功能的独立装置,是专门用于测量被测信号频率的测量仪器。

8d6e76e200eb4386a5e63c3678199bcf?_iz=31825&from=article.detail&x-expires=1705764566&x-signature=mG6xZvxITks8GU1pX9CPYe6hKas%3D&index=0

不过很多人应该也知道示波器也可以测频率,那为什么还要有专门的频率计呢?

f24e09dae9f341f7acbd2215cefd341e?_iz=31825&from=article.detail&x-expires=1705764566&x-signature=4cxSCxkJBzzkFdkjHL74ItaGTBg%3D&index=1频率

与示波器相比,频率计在测试信号的频率时具有更高的精度,并且测量精度不会随着档位的变化而略有变化。它是一款专业的测频工具,在需要高精度的场景中(比如测量CPU等中央处理器附近的晶振频率)发挥着重要作用。

频率计实现原理

工作原理可以分为五个步骤:

信号输入–垂直系统–采样–频率计算–结果显示

频率计算通过直接处理和分析ADC采样的原始数据,获得信号频率。

88b6d7f1dfec4f3796e50d883cd10b7a?_iz=31825&from=article.detail&x-expires=1705764566&x-signature=JUmQFoqnblOhYR2QrLxjvjM1xLA%3D&index=2

具体分析过程有两步。

边沿判断

最明显的就是通过判断从高电平到低电平的转变,也就是判断上升沿和下降沿来计算时间间隔。

但是在实际的波形测量过程中,肯定会有噪声。这个时候上升沿和下降沿不会多余吗?

周期7b921de60f5441f8993d3f6a5fae8ba1?_iz=31825&from=article.detail&x-expires=1705764566&x-signature=2U%2BxwMJI%2BeQmB4a2CVrMCcBFJc8%3D&index=3

在这种情况下,可以在频率计中设置比较级别。设定比较级别后,只有同时跨越两个比较级别的过渡才能被认为是有效期间。

统计/计算

边缘判断后,对边缘判断得到的数据进行整理分析。

通常,有两种方法用于计算频率周期。

一、测量频率的方法

一段时间内的信号周期数=这段时间内的上升沿(或下降沿)数减1,然后利用这段时间的个数就可以得到一段时间的具体时间,从而得到信号频率(即1/t),通常用于高频信号的采集。但考虑到实际计算过程中的误差,比如下图中的TS和TE,会产生不完整的实测信号周期,所以需要在计算过程中减去这部分时间。

d5d14921ecd642439d9076515b58c4d1?_iz=31825&from=article.detail&x-expires=1705764566&x-signature=cJHawH%2BbrIm%2FVHRiRTDKy3vzhaM%3D&index=4

最终信号周期的计算公式为Tc=(Tg-Ts-Te)/(N-1)。

b、测量周期法

将更好地理解周期测量方法。如其名,它直接测量被测信号一个周期所用的时间。

1042905848db4859bca2f1ae9de39803?_iz=31825&from=article.detail&x-expires=1705764566&x-signature=nDEMjBEVpJnXqJ%2BKfKCOkL8nZ%2Fo%3D&index=5

获得时间后,可以通过时间的倒数直接获得被测信号的频率,但一般用于低频信号的采集。

通常情况下,频率计会自动选择依靠哪种测量方法进行计算,无需用户的考虑和选择。

频率计的性能指标

一、有效数字

是测量范围,从测量结果左起第一个非零数字,即多少个频率,例如显示频率为32.138473MHz,其有效位数为8。

b、测量时间

测量时间是指频率计一次获得有效测量结果所需的时间。但是会有两种情况,就是上面说的频率测量法和周期测量法。

对于频率测量方法,测量时间是选通时间,例如1秒和2秒。

对于周期测量方法,测量时间取决于测量信号的周期长度,即测量信号的一个周期所花费的时间。

c、测量误差

测量误差越小,频率计的性能越好。当然技术要求更高,价格也会更贵。

18f4549dd5a84a6bbe187a016e27d6db?_iz=31825&from=article.detail&x-expires=1705764566&x-signature=BEhENpV4AV7hwiwcRcvh7FApB5s%3D&index=6

并且在测量时,可以在频率计中设置并显示多个参数,如频率平均值、最大值和最小值,然后比较它们之间的数值差异,从而判断误差和检测到的信号是否异常,是否可以看得一清二楚。

ab438bea96134bdf97bfbad9d9e0fa46?_iz=31825&from=article.detail&x-expires=1705764566&x-signature=dG%2B%2B1kGTIgWS%2BRe0v7LavVPIFOU%3D&index=7

往期精彩内容:

常见硬件工程师面试问题(1)

什么是“门”电路(电子硬件)

PADS文件和AD文件如何相互转换?

电源电路是这样设计的吗?

网约车驾龄,超龄,封号,注册,下载司机端问题,添加 微信:gua561     备注:问题

本文内容由互联网用户自发贡献,该文观点仅代表作者本人。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如发现本站有涉嫌抄袭侵权/违法违规的内容, 请发送邮件至 290004051@qq.com 举报,一经查实,本站将立刻删除。
如若转载,请注明出处:https://www.zy983.com/13408.html