单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第五讲 时间频率测量（二）,第五讲 时间频率测量（二）,时频测量误差,高分辨时频测,量,量技术,微波时频测量,技,技术,主要内容,一、测量误差,的,的来源,1.量化误差,时间频率测量,误,误差,什么是量化,误,误差：,由于计数值N,为,为整数,，fx和Tx,必,必然产生“截断误差”，该误差即为“量化误差”。也称为“1误差”，它是所有数,字,字化仪器都存,在,在的误差。,产生原因：由于,闸门开启和关,闭,闭的时间与被,测,测信号不同步,引,引起，使得在闸,门,门开始和结,束,束时刻有一,部,部分时间零头没有被计算,在,在内而造成,的,的测量误差,。,。,2.触发误,差,差,什么是,触发误差：输入信号经,过,过通道电路,放,放大、整形,得,得到脉冲信,号,号时，若输,入,入被测信号,叠加有干扰,信,信号,，则信号的,频,频率（周期,）,）及相对闸,门,门信号的触,发,发点就可能,变,变化。由此,产,产生的测量,误,误差称为“触发误差,”,”，也称为“转换误差,”,”。,3.标准频,率,率误差,机内时基（,闸,闸门时间）,和,和时标是频,率,率和时间间,隔,隔测量的参,考,考基准，它,们,们由内部晶,体,体振荡器（,标,标准频率源,）,）分频或倍,频,频后产生。,因,因此，其准确度和测,量,量时间之内,的,的短期稳定,度,度将直接影响,测,测量结果。,二、频率测,量,量的误差分,析,析,由频率测量,表,表达式：fx=N/Ts=Nfs,，,，计数器直,接,接测频的误,差,差主要由两,项,项组成：即,量,量化误差（,1误差）,和,和标准频率,误,误差。即:,而,由于fs由,晶,晶振(fc)分频得到,，,，设fs=fc/k，,则,则,频率测量的,误,误差表达式,可,可写成：,误差曲线,问题：被测,频,频率f,x,1MHz,，,，选择闸门,时,时间T,s,1s，则,由,由1误差,产,产生的测频,误,误差(不考,虑,虑标准频率,误,误差)是多,少,少？此时对,标,标准频率误,差,差有什么要,求,求？,思考题：为,减,减小误差，,提,提高测量频,率,率或增大闸,门,门时间会有,什,什么问题？,由测周的基,本,本表达式：,根据误差合,成,成公式，可,得,得：,式中，,和,和,分,分别,为,为量化误差,和,和时标周期,误,误差。,有：,所以，,三、周期测,量,量的误差分,析,析,测频时，被,测,测频率f,x,愈低，则量,化,化误差愈大,；,；,测周时，被,测,测频率f,x,愈高，则量,化,化误差愈大,。,。,可见，在测,频,频与测周之,间,间，存在一,个,个中界频率f,m,，,当f,x,f,m,时，应采用,测,测频；当f,x,F,02,(T,01,T,02,)且F,01,和F,02,非常接近。,即,即差值T,0,=T,02,T,01,很小。,开门时,关门时,被测时间间,隔,隔为：,定义扩展系,数,数K，则游,标,标时钟周期,用,用K可表示,为,为：,而,于是，被测,时,时间间隔可,写,写成：,微波频率测,量,量技术,通用电子计,数,数器,受内部计数,器,器等电路的,工,工作速度的,限,限制，对输,入,入信号直接,计,计数存在,最高计数频,率,率的限制,。对于,几十GHz,的,的微波计数,器,器,，主要采用变频法和置,换,换法将输入微波,频,频率信号变,换,换成可直接,计,计数的中频,。,。,混频器,差频放大器,电子计数器,谐波滤波器,谐波发生器,输入,f,x,f,I,f,s,变频法,变频法（或,称,称外差法）,是,是将被测微,波,波信号经差频变换成频率较低,的,的中频信号,，,，再由电子,计,计数器计数,。,。,阿伦方差,测,测量方案,阿仑方差的,测,测量，需要,进,进行相邻两,次,次连续取样,。,。可,用两台计数,器,器交替工作,实,实现。测量方案如,下,下图。,其波形如下,图,图所示：,例：用计数,式,式频率计测,量,量频率，已,知,知晶振频率fc的相对,误,误差为fc/fc=,510-8，闸门,时,时间T=1S时，计数,器,器读数为5400，试,求,求此时的测,频,频误差为多,大,大?若闸门,时,时间扩大到10S，则,此,此时的测频,误,误差又为多,大,大?,思考题,？,