第五章 时间频率测量及调制域分析讲解

调制域分析中，自变量是时间，因变量是信号的频率。
二、调制域分析仪的组成和工作原理
▼调制域分析仪要求显示在连续时间轴上频率的变化。 ▼把时间连续地分为足够细的小段，求出各小段的平均频率，并
给各小段加上时间标签。
三、调制域分析仪的应用
调制域分析仪可以观察信号频率随时间变化的情况、相位随时间变 化的情况等，即用来分析信号的动态特性。 （1）分析调频信号
N 1 1 N N Tf x
2时基误差
时基信号一般由石英振荡器产生，其误差的绝对值比计数误 差小一个数量级左右。 时基误差常用
T fc T fc
表示，fc为石英振荡器振荡频率。
3测频的总相对误差
fx N T N T fx N T
1 fc 1 fc fx fx N f c Tf x f c
Ts
Ts hTx
时标误差
触发误差
1 Vn h Vm
三部分合成总误差： T Ts f c 1 Vn x Tx fc h Vm hTx
Ts Tx f c 1 Vn n n Tx fc 10 Vm 10 Tx
（一）主要技术指标
1频率或时间测量范围
2灵敏度 3分辨力
4动态范围
5测量误差
（二）使用注意事项 1避免计数和显示值出错
2使用前要预热
3测试前进行仪器的自检 4选择合适的闸门、时标和周期倍乘 5减少信号中的干扰、毛刺和不稳定因素
第三节 计数器的改进和工作频率的扩展
第四节 调制域分析
一、调制域的基本概念
闸门时间为被 测周期Tx放大 h倍，时标信号 为石英振荡周 期Tc变换得到 的Ts
NTs NkT c Tx h h
三、电子计数器测频和测周的误差分析
（一）电子计数器的测频误差 fx＝N/T，fx的误差是N的误差与T的误差的合成。
fx
N T N T N T
1计数误差（±1误差）
对调频信号分析：确定载波频率、调制信号波形、调制速率、调制 后信号的频率变化范围等等。
中心频率（载频） 155.52MHz 频率变化范围165KHz 调频速率（调制信号频率） 3kHz
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
（2）信号抖动及其原因分析
课本上实例为分析某时钟信号的抖动。
Yd (dBsec) 20lg Y (sec)
Yc 2 2 10( 173.90 20 ) 5.7 109 s 5.7ns Yd 2 2 10( 215.60 20 ) 46.9 1012 s 46.9 ps
（一）电子计数器测频基本原理 频率：周期信号每秒钟出现的次数。 测频：对确定时间T内信号出现的次数N进行计数， 则被测信号频率
N fx T
N fx T
T－计数时间（闸门时间）；通常取1ms，10ms，0.1s，1s，10s等
（二）电子计数器测周基本原理
测时间：在被测时段Tx内使计数器闸门开启，在这段时间内 对已知周期为Ts的时标信号计数，若计数值为N，则被测时间段 为NTs。 测周期：
（二）电子计数器的测周误差
Tx NTs
计数值N及标准信号周期Ts的误差会造成Tx的误差，这是 测周的基本误差。此外，测周是用被测信号开启闸门，被测信 号上的干扰可能会对开启闸门的时间造成误差，这称为触发误 差。 1基本误差
Ts f c Tx N Ts T Tx N Ts f c x
四、通用计数器的其他功能
（一）脉冲宽度的测量
（二）测两路信号间时间及相位差
Tx 2 T
（三）测量频率比
f1 N n f 2 10
f1——被测信号中较高频率 f2——被测信号中较低频率
N——计数值
10n——对频率较低信号的周期倍乘率 （四）累加计数
五、通用计数器的主要技术指标和使用注意事项
（3）动态过程分析
（4）用统计直方图分析大量事件
2触发误差 干扰信号叠加在被测信号上，引起触发误差。
T 1 Vn T Tx V m
△T1与△T2代数合成
1 Vn T 2 Vm
△T1与△T2几何合成
3采用周期倍乘后的测周总误差
三部分：计数误差
N 1 N hTx N
Ts f c Ts fc
第五章 时间、频率测量及 调制域分析
第一节 时间的原始基准和标准
略
第二节 通用电子计数器
一、概述 电子计数器：采用电子学方法测出在一定时间内脉 冲数目，并显示测量结果的仪器。 通用计数器：集测量频率、周期、时间间隔、频率 比和计数等功能于一体。
二、电子计数器测量频率和周期的基本原理
两种工作模式：⑴在某确定的时间内计算被测信号 出现的个数；⑵在某未知时间内对已知周期的信号计数， 进而确定该未知的时间。