測量高頻頻率的方法
測量高頻頻率的方法一般有諧振法、比較法和計(jì)數(shù)法三種。
�。薄⒅C振法就是利用諧振系統(tǒng)與被測電流頻率諧振時(shí)所產(chǎn)生的現(xiàn)象來確定被測頻率的。
�。�、比較法是應(yīng)用被測頻率fx與標(biāo)準(zhǔn)頻率fs(可能是二級、一級甚至絕對頻率標(biāo)準(zhǔn))相比較來確定fx。
�。�、計(jì)數(shù)器法是在一個(gè)特定的時(shí)間間隔內(nèi)，數(shù)出被測頻率信號的周期數(shù)來確定其頻率的。
一、諧振法
�。薄⒂糜跍y量高頻頻段，特別是特高頻范圍的測量
�。病⒉ㄩL計(jì)個(gè)別元件以及同被測頻率源的耦合提出以下的要求
�。�1）電容的有功損耗應(yīng)盡量小。因此，通常利用空氣介質(zhì)的可變電容器。
�。�2）電感線圈的電阻分量應(yīng)盡量小。因此，電感線圈不應(yīng)是小型的或鐵心的。
�。�3）串聯(lián)接入的諧振指示器的電阻應(yīng)盡量小。因此，常用小電阻的熱電式電流表。并聯(lián)接入的電壓指示器的輸入電阻應(yīng)盡量大。
（4）波長計(jì)和被測頻率源的耦合應(yīng)該很弱，使引入到波長計(jì)回路中的電阻很小。
�。�5）另外，在集中參數(shù)的波長計(jì)中，從電容器刻度上讀取的讀數(shù)常有一D的誤差，因此，根據(jù)校正曲線或表格查出的波長計(jì)的頻率也有誤差。如果電容器讀數(shù)的誤差為±ΔC，則由公式
從上式可以看出，當(dāng)電容器的電容量CZ大和電容讀數(shù)的絕對誤差ΔCZ小時(shí)，測量誤差Z小。但是，所有的測量不可能都在電容器Z大的電容器上進(jìn)行，可以適當(dāng)選取線圈，使測量在C具有較大值的波段中進(jìn)行。
二、比較法
比較法測量頻率是利用已知的標(biāo)準(zhǔn)頻率與被測頻率進(jìn)行比較，并由兩者的關(guān)系和標(biāo)準(zhǔn)頻率的數(shù)值來確定被測頻率的大小。這種方法測量的精確度主要取決于標(biāo)準(zhǔn)頻率的準(zhǔn)確度。比較法有以下三種方法：
�。�、零拍法
零拍法測量原理圖與8頻率與差頻的關(guān)系圖，如圖2所示：
圖2 零拍法測量原理圖與8頻率與差頻的關(guān)系圖
應(yīng)當(dāng)指出的是，在一般情況下，由于元件的非線性，在平滑調(diào)諧fs時(shí)，將出現(xiàn)很多零拍點(diǎn)，并滿足nfx= mfs的關(guān)系，而各零拍點(diǎn)對應(yīng)的m、n往往難以確定。因此用零拍法測量頻率時(shí)，要有相應(yīng)的粗測設(shè)備，以便在測量前做到心中有數(shù)。
�。�1）在一般情況下，由于元件的非線性，在平滑調(diào)諧fs時(shí)，將出現(xiàn)很多零拍點(diǎn)，并滿足nfx= mfs的關(guān)系，而各零拍點(diǎn)對應(yīng)的m、n往往難以確定。因此用零拍法測量頻率時(shí)，要有相應(yīng)的粗測設(shè)備，以便在測量前做到心中有數(shù)。
�。�2）用耳機(jī)作為零拍指示器時(shí)，當(dāng)差頻F低于15~30Hz頻率，因人的耳朵對于該范圍的頻率聽不見，會引起測量誤差。并導(dǎo)致頻率fx與fs的比較有30~60Hz的絕對誤差。
�。�3）一個(gè)振蕩器對另一個(gè)振蕩器的牽引效應(yīng)也會引起這種誤差。在有音頻牽引時(shí)，即使在某一個(gè)范圍內(nèi)調(diào)諧fs，fs與fx仍然彼此相等，致使在牽引區(qū)域內(nèi)耳機(jī)中沒有聲音。為此，我們可以通過減小fs與fx振蕩器之間耦合強(qiáng)度，使之很弱，這樣就可以使?fàn)恳?yīng)的影響忽略不計(jì)。就可以提高零拍法比較頻率的精確度。
２、二次差拍法
二次差拍法測量框圖，如圖3所示：
圖3 二次差拍法測量框圖
F前面的符號用下面的方法確定：fs > fx，F(xiàn)應(yīng)取“-”；則fs<fx，F(xiàn)應(yīng)取“+”。
二次差拍法與零拍法不同，它多用了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)音頻電源。這就避免了零拍法由于聽覺不能判斷的寂靜區(qū)(15~30Hz)和牽引效應(yīng)所引起的誤差。只要高、低二個(gè)標(biāo)準(zhǔn)振蕩器的頻率和被測振蕩器的頻率的穩(wěn)定度高，則測量精確度就可以很高。這種方法常用于精密測量和計(jì)量工作中。
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