实验3 频率测量及其误差分析

2021年频率特性的测量实验报告

课程名称: 控制理论乙指导老师: 成绩: 试验名称: 频率特征测量试验类型: 同组学生姓名: 一、试验目和要求（必填）二、试验内容和原理（必填）三、关键仪器设备（必填）四、操作方法和试验步骤五、试验数据统计和处理六、试验结果与分析（必填）七、讨论、心得一、试验目和要求1．掌握用李沙育图形法, 测量各经典步骤频率特征;2．依据所测得频率特征, 作出伯德图, 据此求得步骤传输函数。

二、试验内容和原理1.试验内容（1）R-C 网络频率特征。

图5-2为滞后--超前校正网络接线图, 分别测试其幅频特征和相频特征。

（2）闭环频率特征测试被测二阶系统如图5-3所表示, 图5-4为它模拟电路图。

取参考值051R K =,1R 接470K 电位器, 2510R K =, 3200R K =2.试验原理对于稳定线性定常系统或步骤, 当其输入端加入一正弦信号()sin m X t X t ω=, 它稳态输出是一与输入信号同频率正弦信号, 但其幅值和相位伴随输入信号频率ω改变而改变。

输出信号为()sin()()sin()m Y t Y t G j t ωϕωωϕ=+=+其中()mmY G j X ω=, ()arg ()G j ϕωω= 只要改变输入信号频率, 就能够测得输出信号与输入信号幅值比()G j ω和它们相位差()ϕω。

不停改变()x t 频率, 就可测得被测步骤（系统）幅频特征和相频特征。

本试验采取李沙育图形法, 图5-1为测试方框图在表（1）中列出了超前于滞后时相位计算公式和光点转向。

表中 02Y 为椭圆与Y 轴交点之间长度, 02X 为椭圆与X 轴交点之间距离, m X 和m Y 分别为()X t 和()Y t幅值。

三、关键仪器设备1．控制理论电子模拟试验箱一台; 2．慢扫描示波器一台;3. 任意函数信号发生器一台; 4．万用表一只。

四、操作方法和试验步骤 1.试验一（1）依据连接图, 将导线连接好（2）因为示波器CH1已经与函数发生器正极相连, 所以接下来就要将CH2接在串联电阻电容上, 将函数发生器正极接入总电路两端, 而且示波器和函数发生器黑表笔连接在一起接地。

测频法测周法的误差分析

方法。 • 电桥法和谐振法是这类测量方法的典型代表。 • 直接法常常通过数学模型先求出频率表达式，然后利
用频率与其它已知参数的关系测量频率。 • （2）比对法 • 是利用标准频率与被测频率进行比较来测量频率。其
测量准确度主要取决于标准频率的准确度。 • 拍频法、外差法及计数器测频法是这类测量方法的典
fc
k
fc ) k (ln k ln f c
fc ) fc
f c fc
（3）测频公式误差
f
f x fx
1 f x • Ts
fc fc
f
f x fx
1 f x • Ts
f c fc
（4）测频计数误差 Tx1 触发电平
t
触发电平 t
Tx2 (a)无噪声干扰的计数脉冲
Tx3 (b) 有噪声干扰的计数脉冲
图5.5 噪声干扰引起的计数误差
（5）结论
• 利用电子计数器测量频率时，提高频率测量的准确度（减少测量误差）可采取如下措施：
• ① 选择准确度和稳定度高的晶振作为时标信号发生器，以减小闸门时间误差。
• ② 在不使计数器产生溢出的前提下，加大分频器的分频系数k，扩大主门的开启时间，以减小量化误差的影响。
测频控制
被测信号
&
衰减器
时标输入自校控制
≥1
宽带
整形
脉冲
放பைடு நூலகம்器
电路
形成器
去
&
主门
图5.2 A通道的基本框图
2．计数器计数器用触发器构成。在数字仪表中，最常用的是按
8421编码的十进制计数器，来了十个脉冲就产生一个进位。
3．显示与驱动电路电子计数器以数字方式显示出被测量，目前常用的有

实验室误差分析报告

实验室误差分析实验室检测是及时、准确、可靠地测定被测物质含量,科学地解析数据和综合运用数据的过程,其目的是为应用服务部门提供相关性能状况及其变化规律,以便其更好地开展工作, 为公司和客户服务。

实验室检测由各种不同水平和经验的实验人员协同工作,要获得准确可比的检测数据,具有一定的难度,因此,必须对其过程进行严格科学地控制和管理。

现主要从以下几方面讨论和分析。

一、实验室检测对数据质量的要求实验室检测质量的好坏,集中反映在检测数据上,如果实验室分析测试结果不准确,很可能会导致错误的结论。

根据这一特点,检测数据至少有如下几点要求:1、代表性。

要求能够反映一定时间和空间中被测物的存在状况。

2、精密性。

要求测试值的重复性和再现性要好,这是保证准确度好的前提条件。

3、准确性。

要求测试值与真值符合程度要好,即测试结果要准确可靠。

4、可比性。

因为许多检测常常需要在一个长的时间系列上和一个广泛的空间范围内进行比较,确定其时空的变化规律,如果数据无可比性,这种比较分析就毫无意义。

以上四点要求中, 代表性和可比性主要体现在现场布点及采样等环节中,而数据的准确性和精密性,则主要体现在实验室内,这也是实验室检测质量保证的最终目的。

要讨论这两性的具体要求,就需要先从分析误差谈起。

二、分析测试中的误差实践证明,误差自始至终存在于一切科学实践和测试过程中,即使同一个分析人员在相同条件下测试同一样品的多次结果,往往也不完全相同,这种分析结果与被分析对象的客观状态的差异,就称为分析误差。

在测试分析中,误差的来源不同,其误差的特性就不同,据此,将误差分为以下三种:1、系统误差,又称为可测误差或恒定误差。

它是指在一定条件下,由某个或某些因素按照某种确定的规律变化,它的来源主要是方法的不完善、仪器指示性的变动、恒定的个人操作误差或环境误差,具有恒定性和明显的方向性（或正、或负）,在重复测定中不易被发现和减少,只有改变其条件,误差才能被发现,并可以通过有效措施避免和校正。

物理实验中的测量误差分析

物理实验中的测量误差分析【教案】一、引言物理实验是培养学生实验能力和观察力的重要手段之一。

在进行实验时，测量误差的存在是不可避免的。

本教案将围绕物理实验中的测量误差展开分析和讨论，旨在帮助学生理解和掌握测量误差的定义、来源和处理方法。

二、什么是测量误差测量误差是指测量结果与被测量真值之间的差异。

它可以是系统误差、随机误差或环境误差。

1.系统误差系统误差是由设备、仪器和实验条件等固定的因素造成的。

它的表现形式是测量结果整体偏离真值。

例如，仪器的刻度不准确、公式的假设条件不满足等。

2.随机误差随机误差是由无法完全控制的因素引起的。

它的表现形式是多次测量同一量值时，测量结果的差异。

例如，测量者的手颤动、仪器的读数不稳定等。

3.环境误差环境误差是由实验环境中的外界因素引起的。

它的表现形式是测量结果不稳定、波动明显。

例如，温度、湿度和气压等环境参数对测量结果的影响。

三、测量误差的来源和影响测量误差的来源和影响是多方面的，主要包括以下几个方面：1.仪器误差仪器本身存在的误差是造成测量误差的重要原因之一。

而且不同仪器的误差特点也不同，因此在实验设计中需要选择适当的仪器和检查仪器的准确性。

2.测量方法不当测量方法不当也会导致测量误差的增大。

例如，读数不准确、用具不合适等都会对测量结果产生影响。

3.环境因素环境因素包括温度、湿度、气压等，它们对测量结果的影响需要进行评估和控制。

四、测量误差的评估和处理为了准确地评估测量误差并处理好实验数据，我们可以采用以下方法：1.实验数据的重复测量重复测量同一物理量可以减小随机误差的影响，提高测量结果的准确性。

2.误差的类型和大小分析对于实验数据存在的误差，需要进行分类和分析。

区分是系统误差还是随机误差，并评估误差的大小。

3.合理处理误差根据误差的类型和大小，选取合适的处理方法。

例如，可以取多次测量结果的平均值作为最终结果，或者通过线性拟合等方法进行数据处理。

五、案例分析以测量物体自由下落加速度为例，进行误差分析。

电子测量实验-频率测量及其误差分析

实验三频率测量及其误差分析一、实验目的1 掌握数字式频率计的工作原理；2 熟悉并掌握各种频率测量方法；3 理解频率测量误差的成因和减小测量误差的方法。

二、实验内容1用示波器测量信号频率，分析测量误差；2用虚拟频率计测量频率。

三、实验仪器及器材1信号发生器 1台2 虚拟频率计 1台3 示波器 1台4 UT39E型数字万用表 1块四、实验要求1 查阅有关频率测量的方法及其原理；2 理解示波器测量频率的方法，了解示波器各旋钮的作用；3 了解虚拟频率计测量的原理；4 比较示波器测频和虚拟频率计测频的区别。

五．实验步骤1 用示波器测量信号频率用信号发生器输出Vp-p=1V、频率为100Hz—1MHz的正弦波加到示波器，适当调节示波器各旋钮，读取波形周期，填表3-1，并以信号源指示的频率为准，计算频率测量的相对误差。

表3-1“周期法”测量信号频率信号Vp-p 1V 采集方式峰值检测显示方式YT输入通道CH1 输入藕合方式直流垂直刻度系数（粗）200 mV垂直刻度系数（细）40mV触发源CH1 触发极性上升触发耦合直流信号频率水平刻度系数周期读数（格或cm）细测得频率频率测量相对误差100Hz 2.50 ms 20.0 100.000 Hz 01kHz 250 us 20.2 990.100 Hz 0.99% 10kHz 25.0us 20.2 9.901 KHz 0.99%100kHz 2.50 us 20.2 99.010 KHz 0.99% 1MHz 250 ns 20.0 1.000 MHz 0 5MHz 50.0 ns 20.2 4.950 MHz 1.00%2 用虚拟频率计测量频率用标准信号发生器输出正弦信号作为被测信号，送到DSO2902的CH-A1通道，按表3-2进行实验。

并以信号发生器指示的频率为准，计算测频误差。

表3-2虚拟计数器测频实验序号被测信号频率（Vp-p=1V）读数测得值相对误差单位(细) 数值(格)1 100Hz 0.2ms/div 50.1 99.800Hz 0.2%2 1000Hz 25us/div 40.0 1000.000Hz 03 10kHz 2us/div 50.3 9.940KHz 0.6%4 100kHz 0.25us/div 40.0 100.000KHz 05 1MHz 50ns/div 20.0 1.000MHz 06 5MHz 10ns/div 19.8 4.975MHz 0.5%3 用UT39E型数字万用表测量频率用标准信号发生器输出正弦信号作为被测信号，用UT39E型数字万用表测量频率，按表3-3进行实验。

系统频率测试实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的1. 了解系统频率特性的基本概念和测试方法。

2. 掌握使用示波器、频谱分析仪等设备进行系统频率测试的操作技巧。

3. 分析测试结果，确定系统的主要频率成分和频率响应特性。

二、实验原理系统频率特性是指系统对正弦输入信号的响应，通常用幅频特性（A(f)）和相频特性（φ(f)）来描述。

幅频特性表示系统输出信号幅度与输入信号幅度之比，相频特性表示系统输出信号相位与输入信号相位之差。

频率测试实验通常包括以下步骤：1. 使用正弦信号发生器产生正弦输入信号；2. 将输入信号输入被测系统，并测量输出信号；3. 使用示波器或频谱分析仪观察和分析输出信号的频率特性。

三、实验设备1. 正弦信号发生器2. 示波器3. 频谱分析仪4. 被测系统（如放大器、滤波器等）5. 连接线四、实验步骤1. 准备实验设备，将正弦信号发生器输出端与被测系统输入端相连；2. 打开正弦信号发生器，设置合适的频率和幅度；3. 使用示波器观察输入信号和输出信号的波形，确保信号正常传输；4. 使用频谱分析仪分析输出信号的频率特性，记录幅频特性和相频特性；5. 改变输入信号的频率，重复步骤4，得到一系列频率特性曲线；6. 分析频率特性曲线，确定系统的主要频率成分和频率响应特性。

五、实验结果与分析1. 幅频特性曲线：观察幅频特性曲线，可以发现系统存在一定频率范围内的增益峰值和谷值。

这些峰值和谷值可能对应系统中的谐振频率或截止频率。

通过分析峰值和谷值的位置，可以了解系统的带宽和选择性。

2. 相频特性曲线：观察相频特性曲线，可以发现系统在不同频率下存在相位滞后或超前。

相位滞后表示系统对输入信号的相位延迟，相位超前表示系统对输入信号的相位提前。

通过分析相位特性，可以了解系统的相位稳定性。

六、实验总结1. 通过本次实验，我们掌握了系统频率特性的基本概念和测试方法。

2. 使用示波器和频谱分析仪等设备，我们成功地分析了被测系统的频率特性。

3. 通过分析频率特性曲线，我们了解了系统的主要频率成分和频率响应特性。

电子信号频率测量方法的误差分析

门时间ｍ成反比；如果预置闸门的下降沿超前较多，且待测信号的频率较低，ｍ则较大，＝一
— —
ｍｐ＋ＪｏＪｎ／柏
，
有增加。
在图２中，。，ｍＪｏ则ｎ＝１故。＝ｌｔ
；
ＬＬＬＬＬＬ－－ｊｊ＿＿ＪＪＪＪ
ｉ
Ｉ
ｌ
｛
基准频率信号的标定频率与实际频率分别为 √－；册
电子计数器对待测信号的计数值和精确值分别为凡、凡；。电子计数器对基准频率信号的计数值及精确值分
别为ｍ、。ｍ。则待测信号的精确值为
厶＝（）１
厂－门．＿１］ｒ
图１直接测频法
如图１所示，直接测频法就是在标准闸门时间内通过计数器记录待测信号的脉冲个数以获得其频率。
而实际计算待测信号频率时，只能采用下式：
方法。
关键词：频率测量；误差分析；闸门测频法变
１引言
频率源不稳定造成的。基准频率源一般由晶体振荡
电子信号频率的测量目前多采用数字法，即通过电子计数器的输入通道对信号进行放大（减）滤波衰、
Ａ＝这样就形成了测量误差。（）２
因为标准闸门时间由计数器对基准频率信号计数获得，因此保证了ｍ值计数的准确性，ｍ＝。而待测即ｍ，信号的计数存在 ±１的量化误差。由式（）６可得

电力系统频率测量误差成因分析

电力系统频率测量误差成因分析内容预览电力系统频率测量误差成因分析肖遥，孟·让·柯洛德（1．湖北省电力试验研究院，湖北省430077；2．布鲁塞尔自由大学）摘要：系统频率是大家普遍关注的电能质量指标之一。

大量应用新技术对频率测量精度的要求也越来越高。

近年来用于精确测量频率的新方法也常见于报道，但这些方法几乎都在波形畸变上做文章。

文中通过理论分析和试验，揭示了引起频率测量偏差的主要原因是系统中的发电机出力、负荷和系统结构发生变化，导致被测电压信号初相角发生突变所致。

关键词：系统频率；频率测量；电能质量1引言电力系统频率是重要的电能质量指标之一。

对于系统频率监测和控制来讲，其测量误差达到10mHz应该说是基本满足要求的。

但是一些新技术在电力系统的应用中要求有精确的频率测量结果作为参考值。

测量系统频率的通常手段是通过检测电压波形的过零点，利用1个或几个周期过零点的时间间隔来推算出此段波形的频率。

然而，研究表明，在有信号干扰的情况下，用此方法测量的频率不很精确。

人们还发现，即便是在同一电网的不同位置，在同一时刻的频率测量结果也不一致。

经研究，发现波形畸变、暂态过程中的非周期分量、噪声干扰等是造成频率测量精度不高的原因，有人试图利用现代数学理论来提高频率测量精度［1～9］。

关于频率测量的诸多方法的介绍可以参考文献［10］，本文不多述评。

这些频率测量算法的共同点是在波形上做文章，有的甚至将电压初相角恒定作为假设条件。

然而其最终结果却不尽如人意。

笔者通过实验和理论分析认为：导致系统频率测量精度差的主要原因是系统中的发电机出力、负荷波动以及系统结构发生变化，使电压信号的相位发生突变所致。

2系统频率的定义设有如式（1）的电压信号式中ω（t）／2π为系统频率f s。

当信号的基波相角和谐波相角稳定时，式（2）的频率就是系统的频率。

从式（2）还可以看出，该频率与信号的幅值没有任何联系，这从试验中也得到证明。

驻波法测量频率的误差分析

音叉的标称频率仍然是ｆ＝０．Ｈ，ｏ１３１ｚ测量频率结果的相
对误差是
一ｆ
ｏ
表１出了改变砝码质量ｍ，保持弦线长度Ｌ不变，给得到不同个数的驻波的实验数据。
表１ｐ３９Ｏ１ ’ ｇｍＬＩ２ｍｇ９８０４ｓ＝．。Ｏ４・＝．８＝．６ｍ‘．７ × ｋ６０２
（３ ’
砝码，弦线的长度为Ｌ移动Ｂ可改变Ｌ的长短。电振音又作，
振幅恒定的简谐振动，当弦线的密度ｐ弦线上的张力Ｔ弦、、
收稿日期：０７０ — ２２０ — ６１
竽＋× 睾
维普资讯
医学信息２０年９０７月第２卷第９ＭｄａＩｏａｏ．ｅ．０７Ｖ１２．ｏＯ期ｅｉｌｎｒｔｎＳｐ２０．ｏ０Ｎ．ｃｆｍｉ．９
摘要：阐述测量及误差，理论计算和实际测量两方面对驻波法测量频率产生的误差进行分析讨论。从
关键词：量；差；波测误驻
ＡｎｌｓｓｏｅＭｅｓｒｍｅｔＥｒｏｆＦｒｑｅｃｎＳａｄｎａｅＭｅｏａｙｉｆｔａｕｅｎｒｒｏｅｕｎｙｉｔｎｉｇＷｖｔｄｈｈ
ＷＡＮＧｉｌｎＧｕ－ｉａ
（ｆｃｆｈｓｓＤｉｄｃｌｎｅｉ，ａａ１０３ＣｉａＯｆｅｏｙｉ，ａａＭｅｉｉｒｔＤｌｎ１６２，ｈ）ｉＰｃｌｎａＵｖｓｙｉｎ

在高频实验中频率对信号测量误差的影响

在高频实验中频率对信号测量误差的影响摘要:本文以被测信号频率对幅度测量误差的影响为例,着重分析和论述这种误差的影响、产生的原因以及减小影响的措施。

关键词:频率误差措施从事实验教学多年,发现学生对测量误差的重视程度远远不够。

这会造成实验数据的不准确,分析出现偏差,从而影响最终的实验结论。

在高频实验中经常会用仪器和导线对信号幅度测量。

而当信号的频率逐渐增加或减小时,误差会怎样变化以及怎样来减小这种误差带来的影响,下文将详细论述。

1 误差的概念测量值与真值之差异称为误差,实验离不开对物理量的测量,测量有直接的,也有间接的。

由于仪器、实验条件、环境等因素的限制,测量不可能无限精确,物理量的测量值与客观存在的真实值之间总会存在着一定的差异,这种差异就是测量误差。

影响测量误差的因素有很多。

比如由于人为因素所造成的误差,包括误读、误算和视差等;由于量具因素所造成的误差,包括刻度误差、磨耗误差及使用前未经校正等因素;由于测量时所使用接触力或接触所造成挠曲的误差;测量时,因仪器设计或摆置不良等所造成的误差;测量时受环境或场地之不同,可能造成的误差有热变形误差和随机误差为最显着。

2 频率对误差的影响频率是单位时间内完成振动的次数,是描述振动物体往复运动频繁程度的量。

频率也是影响测量误差的一个重要因素,属于系统误差。

频率响应(简称频响)就是用来描述频率对幅度放大的影响,在电子学上用来描述一台仪器对于不同频率信号处理能力的差异。

频响也称频响曲线,是指增益随频率的变化曲线。

任何音响设备或载体(记录声音信号的物体)都有其频响曲线。

理想的频响曲线应当是平直的,声音信号通过后不产生失真。

通常放大器有两种失真:线性失真和非线性失真。

由频率引起的失真是一种“线性失真”,意思是说,发生这种失真时放大器的输出信号波形和输入波形仍然是“相似形”,它不会使放大器对要处理的信号产生“形变”。

一个单纯的频率失真可以看成放大器对于不同频率的信号放大倍数不同,于是,我们就可以说这台放大器有频率失真了。

频率测量实验

《电子系统设计》课内实验报告姓名：王关富班级：电子08003 学号： 0811100330 实验日期：2011/5/19程序清单：#include <reg52.h>#include <intrins.h>#define LINE1 0#define LINE2 1#define LINE1_HEAD 0x80#define LINE2_HEAD 0xC0#define DATA_MODE 0x38#define OPEN_SCREEN 0x0C#define DISPLAY_ADDRESS 0x80#define CLR 0x01sbit LCD1602_RS=P3^5; /* Data Command Pin 1 data 0 command pin 4 */ sbit LCD1602_RW=P3^6; /* Read Write Pin 1 read 0 write pin 5 */ sbit LCD1602_EN=P3^7; /* LCD Enable Signal pin 6 */sbit LCD1602_BUSY_status = P0^7;sbit Tg=P1^1;sbit Ts=P3^3;sbit fx=P3^4;unsigned long T0_COUNT=0,T1_COUNT=0;void f_to_a(float,unsigned char *);void LCD_command(unsigned char command,unsigned char BusyC);void LCD_data(unsigned char command,unsigned char BusyC);void LCD_set_xy( unsigned char x, unsigned char y );void LCD_write_char( unsigned x,unsigned char y,unsigned char dat);void LCD_write_string(unsigned char X,unsigned char Y,unsigned char *s); void LCD_init(void);/* lcd initize function */unsigned char ReadStatus(void);void delay_100ms(void); /* delay function */void delay_400ms(void);void disp1(void);unsigned char data asc_buffer[16];void main(void){unsigned int a,b,c,d;float fx;float float_register;unsigned char data asc_buffer[16];TMOD=0x9D; EA=1;TH0=0; TL0=0;ET0=1;TR0=1;TH1=0;TL1=0;ET1=1;TR1=1;asc_buffer[10]='H';asc_buffer[11]='z';asc_buffer[12]=' ';asc_buffer[13]=' ';asc_buffer[14]=' ';asc_buffer[15]=' ';while(1){ T0_COUNT=0,T1_COUNT=0;TH0=0; TL0=0;TH1=0;TL1=0;Tg=1; TR0=1; TR1=1;delay_100ms();Tg=0; TR0=0; TR1=0;while(Ts){a=T0_COUNT;a<<=8;a+=TH0; a<<=8;b=T1_COUNT;b<<=8;b+=TH1; b<<=8;fx=a+TL0;c=b+TL1;fx=(float)fx/c;fx=fx*1000;if(fx>=1){float_register=fx;asc_buffer[9]='k';f_to_a(float_register,asc_buffer); }else {fx*=1000;asc_buffer[9]=' ';float_register=fx;f_to_a(float_register,asc_buffer);}LCD_init( ); /*lcd初始化*/ LCD_write_string(0,LINE2,asc_buffer);}}// disp1( );}void LCD_command(unsigned char command,unsigned char BusyC){if (BusyC){ReadStatus( );_nop_( ); /* Test LCD busy or not */}P0 = command;LCD1602_RS=0; LCD1602_RW=0; LCD1602_EN=0; LCD1602_EN=0; LCD1602_EN=1; }void LCD_data(unsigned char command,unsigned char BusyC){if (BusyC) ReadStatus( ); /* Test LCD busy or not */P0 = command;LCD1602_RS=1; LCD1602_RW=0; LCD1602_EN=0; LCD1602_EN=0; LCD1602_EN=1; }void LCD_set_xy( unsigned char x, unsigned char y ){unsigned char address;if (y == LINE1) address = LINE1_HEAD + x;else address = LINE2_HEAD + x;LCD_command(address,1);}void LCD_write_char( unsigned x,unsigned char y,unsigned char dat){LCD_set_xy( x, y ); LCD_data(dat,1);}void LCD_write_string(unsigned char X,unsigned char Y,unsigned char *s) {unsigned char command;LCD_set_xy( X, Y ); /* set address */while (*s) /* write character */{command = *s;P0 = command;LCD_data(*s,1);s++;}}void LCD_init(void){delay_400ms( );LCD_command(CLR,0); /* clear screen */LCD_command(DATA_MODE,1); /* set 8 bit data transmission mode */LCD_command(OPEN_SCREEN,1); /* open display (enable lcd display) */LCD_command(DISPLAY_ADDRESS,1); /* set lcd first display address */LCD_command(CLR,1); /* clear screen */}void delay_100ms(void){unsigned char i = 5;unsigned int j;while(i--){j=1000;while(j--) {_nop_( );_nop_( ); }}}void delay_400ms(void){unsigned char i = 5;unsigned int j;while(i--){j=6000;while(j--) {_nop_( );_nop_( ); }}}unsigned char ReadStatus(void){P0 = 0xff;LCD1602_RS = 0;LCD1602_RW = 1;LCD1602_RW = 1;LCD1602_RW = 1;LCD1602_RW = 1; /*读忙信号*/LCD1602_EN = 0; LCD1602_EN = 0; LCD1602_EN = 0;LCD1602_EN = 0;LCD1602_EN = 1;while(LCD1602_BUSY_status) ; /*Test Busy State */return 0;}void disp1( ){LCD_write_string(0,LINE2,asc_buffer);}void f_to_a(float x,unsigned char *p){unsigned char data i,j;unsigned char data user_buffer[8];unsigned long data long_register;if(x < 0.0) {*p = '-';x *= -1;}else {*p = '+';}p++;long_register=x;x=x-long_register;j=0;while(1){user_buffer[j]=long_register%10;if(long_register == 0) /*修正后的程序*/{if(j==0) { j++;}break;}long_register /= 10;/* 原程序此段判断有bug，当输入的浮点数的个位为0时会出错，例如：输入100.232时，运算结果为0.23if(user_buffer[j]==0){if(j==0) {j++;}break;}*/j++;}for(i=j;i<8;i++){user_buffer[i]=x*10;x *= 10;x -= user_buffer[i];}for(i=0;i<j;i++){*p = user_buffer[j-i-1]+'0';p++;}*p = '.';p++;for(i=j;i<8;i++){*p = user_buffer[i]+'0';p++; }}void time0(void) interrupt 1{T0_COUNT++;}void time1(void) interrupt 3{T1_COUNT++;}。

时间频率测量误差课件

号不同步引起，使得在闸门开始和结束时刻有一部分时间零头没有被计算在内而造成的测量误差。
2.触发误差
什么是触发误差：输入信号经过通道电路放大、
整形得到脉冲信号时，若输入被测信号叠加有干扰信号，则信号的频率（周期）及相对闸门信号的触发点就可能变化。由此产生的测量误差称为“触发误差”，也称为“转换误差”。
微波频率测量技术
通用电子计数器受内部计数器等电路的工作速度的限制，对输入信号直接计数存在最高计数频率的限制。对于几十GHz的微波计数器，主要采用变频法和置换法将输入微波频率信号变换成可直接计数的中频。
变频法
变频法（或称外差法）是将被测微波信号经差频变换成频率较低的中频信号，再由电子计数器计数。
五、触发误差
◆频率测量时触发误差的影响
●尖峰脉冲的干扰尖峰脉冲只引起触发点的改变，对测频影响不大。
●高频叠加干扰产生错误计数。措施：增大触发窗；输入滤波。
T1
◆周期测量时触发误差的影响
●尖峰脉冲
周期测量时，尖峰脉冲的干扰对测量结果的影响非常严重。测量误差为： TTx'Tx
第五讲时间频率测量（二）
主要内容
时频测量误差高分辨时频测量技术微波时频测量技术
时间频率测量误差
一、测量误差的来源
1.量化误差
◆什么是量化误差：由于计数值N为整数，fx和Tx
必然产生“截断误差”，该误差即为“量化误差”。也称为“±1误差”，它是所有数字化仪器都存在的误差。
◆产生原因：由于闸门开启和关闭的时间与被测信
●分析
设输入为正弦波：vx Vmsinxt ,干扰幅度为Vn。
对触发点A1作切线ab，其斜率为
tan dvx

频率特性的测量实验报告

课程名称：控制理论乙指导成绩：实验名称：频率特性的测量实验类型：同组学生__ 一、实验目的和要求〔必填〕二、实验内容和原理〔必填〕三、主要仪器设备〔必填〕四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析〔必填〕七、讨论、心得一、实验目的和要求1．掌握用李沙育图形法,测量各典型环节的频率特性；2．根据所测得的频率特性,作出伯德图,据此求得环节的传递函数. 二、实验内容和原理1.实验内容〔1〕R-C 网络的频率特性.图5-2为滞后--超前校正网络的接线图,分别测试其幅频特性和相频特性. 〔2〕闭环频率特性的测试被测的二阶系统如图5-3所示,图5-4为它的模拟电路图. 取参考值051R K =,1R 接470K 的电位器,2510R K =,3200R K =2.实验原理对于稳定的线性定常系统或环节,当其输入端加入一正弦信号()sin m X t X t ω=,它的稳态输出是一与输入信号同频率的正弦信号,但其幅值和相位随着输入信号频率ω的改变而改变.输出信号为其中()mmY G j X ω=,()arg ()G j ϕωω= 只要改变输入信号的频率,就可以测得输出信号与输入信号的幅值比()G j ω和它们的相位差()ϕω.不断改变()x t 的频率,就可测得被测环节〔系统〕的幅频特性和相频特性. 本实验采用李沙育图形法,图5-1为测试的方框图在表〔1〕中列出了超前于滞后时相位的计算公式和光点的转向.表中 02Y 为椭圆与Y 轴交点之间的长度,02X 为椭圆与X 轴交点之间的距离,m X 和m Y 分别为()X t 和()Y t 的幅值.三、主要仪器设备1．控制理论电子模拟实验箱一台； 2．慢扫描示波器一台；3. 任意函数信号发生器一台； 4．万用表一只. 四、操作方法和实验步骤 1.实验一〔1〕根据连接图,将导线连接好〔2〕由于示波器的CH1已经与函数发生器的正极相连,所以接下来就要将CH2接在串联电阻电容上,将函数发生器的正极接入总电路两端,并且示波器和函数发生器的黑表笔连接在一起接地.〔3〕调整适当的扫描时间,将函数发生器的幅值定为5V 不变,然后摁下扫描时间框中的menu,点击从Y-t变为X-Y显示.〔4〕改变函数发生器的频率,记录数据与波形.2.实验二：基本与实验一的实验步骤相同.五、实验数据记录和处理1.实验结果分析〔1〕实验一根据测得的数据,并经过一系列计算之后,得到的实验一幅频相频特性曲线如图所示：实验一幅频特性曲线〔实验〕实验一相频特性曲线〔实验〕通过运用公式理论计算得到的曲线如下图所示：实验一幅频特性曲线〔计算〕实验一相频特性曲线〔计算〕通过matlab仿真所得实验一中的幅频相频特性曲线如下图所示：由此可以看出,所测并计算之后得到的幅频特性曲线与相频特性曲线和公式计算结果所得到的曲线非常相近,并且与通过matlab仿真得到的波特图之间的差距很小,但仍然存在一定误差.（2）实验二根据测得的实验结果,在matlab上绘制幅频特性曲线图如下图所示：实验二幅频特性曲线〔实验〕实验二相频特性曲线〔实验〕根据计算结果,在matlab上绘制幅频曲线如下图所示实验二幅频特性曲线〔计算〕实验二相频特性曲线〔计算〕通过matlab程序仿真得到的幅频与相频曲线如下图所示：由上图分析可以得到,实验所测得到的幅频特性曲线与计算结果得到的曲线几乎一样,并且与matlab仿真的波特图非常相近.但是实验所测得到的相频特性曲线虽然和计算结果得到的曲线较为温和,但是却与matlab 仿真得到的相频曲线有着非常大的差别.这一点的主要原因为：...2.实验误差分析本次实验的误差相对于其他实验的误差而言比较大,主要原因有以下几点：（1）示波器读取幅值的时候,由于是用光标测量,观测到的误差相对来说非常大,尤其是当李萨如图像与x 轴的交点接近于零的时候,示波器的光标测量读数就非常困难了.（2）在调整函数发生器的频率过程中,由于示波器的李萨如图像模型对于横坐标扫描时间的要求,导致当频率增加的时候,可观测的点寥寥无几.只能用display里面的连续记录显示功能来记录波形.这样记录下来的波形,由于本身点走动的时候带有一定厚度,导致记录波形的宽度非常大,并且亮度基本一致,无法判断曲线边界的具体值,造成的误差也是非常大的.（3）在绘制曲线过程中,由于测量数据点有限,而造成绘制曲线与计算值存在一定误差.（4）本次实验的计算量非常繁琐且冗杂,对于实验误差的影响也是非常大的.（5）电阻和电容等非理想元件造成的误差3.思考题（1）在实验中如何选择输入的正弦信号的幅值？解：先将频率调到很大,再是信号幅值应该调节信号发生器的信号增益按钮,令示波器显示方式为信号-时间模式,然后观测输出信号,调节频率,观察在各个频段是否失真.（2）测试频率特性时,示波器Y轴输入开关为什么选择直流？便于读取数据,使测量结果更加准确.（3）测试相频特性时,若把信号发生器的正弦信号送入Y轴,被测系统的输出信号送入X轴,则根据椭圆光点的转动方向,如何确定相位的超前和迟后？若将输入和输出信号所在的坐标轴变换,则判断超前和滞后的办法也要反过来,即顺时针为滞后,逆时针为超前.七、讨论、心得1.在实验过程中,一定要耐心仔细,因为可能会出现李萨如图像与光轴的两个交点非常接近于原点,由于曲线本身的宽度,造成的视觉误差会非常大.所以在用光标测量数据的时候,一定要非常仔细耐心,尽可能让误差降到最小.2.在实验过程中,随着频率的增加,李萨如图像的显示光点也会随之减少,这个时候一定要适当调节扫描时间,尽量往小调,让扫描光点增加,形成比较完整的曲线,以便于测量与观察.3.在做第二个实验的时候,即使扫描时间已经调到了最小,仍然无法看见完整的曲线,这时,需要摁下示波器上display按钮,然后点击是否记录轨迹,然后就可以让点完整清晰地将曲线还原回来,从而减小误差.4.在计算过程中,注意认真仔细.计算量繁杂,容易导致计算错误,可以多设几个变量来解决.5.在绘制曲线过程中,如果直接用角速度w的话,有可能会出现小频率的点比较密集,大频率的点比较疏松,得到的曲线误差比较大,并且并不美观.当数据相差较大时,我采用了将横坐标求对数之后,再将新得到的数据作为横坐标绘制图像,则实验图像变得非常美观和清晰,并且具有说服力.6.通过本次实验,我了解到了频率特性测量的方法以与怎样求幅频特性|G<w>|和相频特性φ<w>的值,并且通过将自己实验所得曲线、实际计算曲线与matlab仿真之间的对比,将理论、实践、仿真融为一体,使我更加加深了频率响应曲线的认识.这样的方法,在以后的学习过程中,会应用的更加广泛,并且具有非常深远的意义.。

电力系统频率测量误差成因分析

事实上系统各处在同一时刻有许多种操作系统观测点的电压初相角ul在同一时刻的突变量在空间上服从均值为0的高斯分布10各观测点频率测量误差之和为dtul11因此利用gps时钟同步测量系统测量各地如各发电厂出口的局部频率取测量结果中595范围内局部频率的均值应该可以逼近系统频率指各观测点的测量结果按照由小到大排序比如100个测量点去掉5个最小值和5个最大值剩下的90个结果取平均值以便排除系统中操作引起的电压相角大突变现有的频率测量算法当遇到相位扰动时则显得无能为力因此进行新的算法探讨势在必然
设有如式 (1) 的电压信号
6 u ( t) = U h ( t) sin [ h X( t) t + Uh ( t) ]
(1)
h= 1
其中含有基波和谐波分量。根据定义, 该信号频率为
关键词: 系统频率; 频率测量; 电能质量中图分类号: TM 935. 1 文献标识码: A
1 引言
电力系统频率是重要的电能质量指标之一。对于系统频率监测和控制来讲, 其测量误差达到 10 m H z 应该说是基本满足要求的。但是一些新技术在电力系统的应用中要求有精确的频率测量结果作为
(2) 系统的局部频率测量误差和观测点电压相位突变之间的关系为
$f
l=
1 2P
d dt
$
Ul
(
t)
(9)
在有的工程中, 曾见到通过频率测量结果来校
核电压相位的方法。这种方法的缺陷是频率测量结
果本身就含有相位突变的影响, 如果试图通过频率
测量结果来校正相角突变, 然后通过相位突变来校
(3) 现场频率监测。图 3 为某工厂配电变压器 380 V 母线上的连续频率测量曲线。该工厂有一大容量 6 脉动整流冲击性负荷, 其快速启停, 造成观测点的频率测量结果以系统频率为中轴上下快速波动。系统侧的其它负荷

时间频率测量误差

时间频率测量误差时间频率测量是一项非常重要的技术，在许多领域如电力系统、通信系统、军事等都有着广泛的应用。

然而，在实际测量中，由于各种原因，都会导致测量结果与真实值之间存在一定的误差。

时间频率测量误差主要有以下几个方面：1. 仪器误差：时间频率测量仪器本身存在着固有的误差。

这是由于仪器的质量、精度以及电子元器件的制造差异等因素引起的。

对于高精度的仪器来说，这种误差可以通过校准来减小，但是无法完全消除。

2. 环境误差：测量环境的变化也会对时间频率测量结果产生影响。

例如，温度变化会引起电子元器件的性能变化，导致测量结果不准确。

同时，湿度、气压等因素也可能对测量结果产生一定的干扰。

3. 信号源误差：测量时间频率需要依赖于外部信号源，而信号源本身也存在一定的误差。

例如，振荡器的稳定度不高、频率漂移等因素都会对测量结果造成一定的影响。

4. 测量方法误差：不同的测量方法会对测量结果产生不同的误差。

例如，直接计数法、对准法、锁相环法等测量方法的原理和准确性各有差异，选择不合适的测量方法可能导致结果的偏差。

为了减小时间频率测量误差，可以采取以下措施：1. 使用高质量的测量仪器，并定期进行校准和维护，确保其性能稳定且精度高。

2. 控制测量环境，尽量保持稳定。

例如，对温度、湿度等进行控制，并防止外部干扰。

3. 使用高稳定度的信号源，并对其进行校准和调整。

4. 在选择测量方法时，根据实际需求和条件选择合适的方法，避免不合理的误差来源。

总的来说，时间频率测量误差是不可避免的，但通过正确的操作和合理的措施，可以减小误差并提高测量精度。

同时，时刻关注技术的发展和进步，采用新的测量方法和技术，也有助于改进测量结果的准确性。

时间频率测量是一项关键的技术，广泛应用于电力系统、通信系统、航空航天等领域。

准确的时间频率测量对于系统的可靠运行和性能优化至关重要。

然而，由于各种原因，时间频率测量误差无法完全避免，因此需要采取一系列措施来减小误差并提高测量的准确性。

3 测量频率的实验方案

3 测量频率的实验方案当两个信号相位差之间的变化不单调的时候，有限测量分辨率的结果在一个离散的模糊区域。

可以发现，原相重合的信息在轻微移相后丢失，新的相位重合点，这之前不存在，移相后出现。

从延迟和相移导致相位重合逆转的信息表明这个巧合是在一定的侧支模糊区域的边界。

基于该边界效应，如果可以精确地提取出的边界的信息，以及测量栅极是通过使用它达成，则模糊区的稳定性可利用来替换模糊区域的分辨率，从而大大提高精度。

本文提出一个基于边界效应的测量任何频率信号的方法，只应用简单电路，不采用频率转换技术和其它辅助精确时间测量方法。

如上所述，即使没有检测到明显的模糊区域，仍然可以通过离散模糊区域边界的处理方式来检测边界信息。

模糊区域的延迟和选择性处理在两个电路被实行以便于检测离散模糊区域的边界信息，两个相似的边界相位状态作为打开和关闭所述计数栅极的输入信号，然后将量化误差减小来获得高精度。

方框流程图和相应的波形分别如图2、3所示。

如图2所示，F0，基准频率信号；Fx，被测定频率信号，是具有复杂关系的两个信号。

这两个信号都被送入整形电路产生以此产生方波，得到两组一致脉冲。

两个相似相位一致的检测电路在延迟和处理上不同，这将导致两个模糊区域有时呈现相反的探测信息。

边界信息是通过对两组相位重合的脉冲的实时异或处理萃取。

在图3中示出f0和FX相位一致的检测信息，第一行中的两个图显示相位一致检测电路的结果，第二行两个图显示了其它电路的结果。

两组相重合检测脉冲大致上是相同的，但有时有轻微差别因为电路延迟的差异在某些位置导致了相反的探测结果。

例如，A0（红色粗线）被检测为在上面的波形图中的相重合的位置，而b0在下图中并不是相重合位置;A1位置是未检测到重合，但b1可能检测到。

从图3中可以看出，一致性检测的差异只存在于模糊区域的边界。

当参考门被启动并检测到第一个重合脉冲，实际测量门则被触发。

当参考门关闭并检测到第一重合脉冲，实际测量门关闭。

声音频率测量实验方法与结果分析

声音频率测量实验方法与结果分析声音频率测量是声学研究中常见的实验手段，也是我们日常生活中广泛应用的技术。

通过对声音频率的测量，我们可以了解声音的特性及其对人类和环境的影响。

本文将介绍常用的声音频率测量实验方法，并对实验结果进行分析。

一、实验方法1.1 仪器准备声音频率测量实验所需的仪器包括声音源、麦克风、声音频率测量仪等。

其中，声音源产生声音信号，麦克风用于接收声音信号，声音频率测量仪用于测量并记录声音信号的频率。

1.2 实验步骤首先，将声音源放置在一定距离处，确保其与麦克风的相对位置固定。

然后，将麦克风与声音频率测量仪相连，确保信号传输的稳定性。

接下来，调节声音源的音量，观察声音频率测量仪的显示并记录测量结果。

可以根据实验需要，对声音源和麦克风进行位置、距离等调整，以获取更准确的测量结果。

二、实验结果分析2.1 影响声音频率的因素声音频率受多种因素影响，主要包括声音源的振动频率、声音波长以及传播介质等。

在实验中，我们可以通过调节声音源的振动频率来获得不同的声音频率。

此外，不同传播介质对声音的传播速度存在差异，也会对声音频率产生影响。

2.2 实验结果分析在实验中，我们可以通过测量声音频率的方法来对不同声音源进行分析比较。

例如，对于乐器演奏，在不同音符的演奏过程中，我们可以测量并比较它们所产生的声音频率。

这有助于我们了解乐器音调的变化规律，并能够对音乐演奏技巧进行评估和改进。

此外，声音频率测量在音频设备调试和聆听环境评估方面也有重要应用。

通过测量环境中的噪音频率，我们可以判断噪音的源头并采取相应的措施来降低噪音水平。

同时，对音频设备进行频率测量有助于检测设备是否存在故障或失真现象，并进行相应的维修和调整。

总结：声音频率测量实验是一种常见的声学研究手段，它通过测量声音信号的频率来了解声音特性和其对人类和环境的影响。

实验方法主要包括仪器准备和实验步骤。

实验结果分析可以通过对不同声音源的频率测量来比较和评估声音特性，同时也可以应用于音频设备调试和聆听环境评估。

电子信号频率测量方法误差分析

电子信号频率测量方法误差分析现阶段在电子信号频率的测量上大多是采用数字方法进行，其基本原理是利用电子计数的输入通道对信号进行放大、分析、处理，然后再结合具体数据输出符合技术要求的脉冲信号，然后再通过定时器对采样时间间隔加以控制。

一般来说，在该时间段内对电子信号与基准频率信号进行计算能够通过计算机分析得出具体的频率值。

当前在电子信号频率的测量上主要有变闸门测频法、测周期法与直接测频发三种，对此就通过采用定量分析的方法对三种测量方法进行具体分析，并提出一些可用参考的意见与措施。

标签：电子信号；数字方法；电子计数器；采样1电子信号频率测量原理与误差分析设待测电子信号的频率实际测量值、精确值分别为fx、fx0；电子信号的基准频率的标定频率与实际测量频率分别为fR、fR0；电子计数器对待测电子信号的计数值和精确值分别为n、n0；电子计数器对基准频率信号的计数值及精确值分别为m、m0。

然后通过计算，得出电子信号待测精确值为fx0=m01m0fR0（1）而实际计算待测电子信号频率公式为：fx=n1mfR（2）从公式（1）与公式（2）就可以明显看出电子信号的实际测量值与理论计算值存在有不同，因此必然会造成电子信号频率的测量误差。

如果设定公式（2）中的四个变量的绝对误差分别为，则可以推出以下两个计算公式：Δfx=dfx=fx1ndn+fx1fRdfR+fx1mdm（3）Δfx≈fR1mΔn+n1nΔfR-n1m2fRΔm（4）如果设定公式（2）中的四个变量的相对误差分别为，则可以把公式（4）中的绝对误差量用相对误差量替代得到公式（5）：δfx=m01m*fR1fR0δn+m01m*n1n0δfR-n1n0*m201m2*fR1fR0δm（5）公式（5）中所产生的误差主要是因为电子计数器基准频率源不稳定所导致的，当前有很多电子技术其基准频率源是由于振荡器晶体震荡频率信号分频所获取到的，因此其稳定性同传统电子技术器相比较强，这样就可以忽略误差项，就可以把公式（5）简化为下式：δfx=m01m*δn-n1n0*m201m2*δm（6）因此由公式（6）可以得出，误差项是难以利用某一方法加以消除，不仅如此，由于在电子技术其的技术时间间隔当中也会产生一定的计数误差，而且在计数间隔中很难保证计数始终为整，加上电子计数器其最小技术单位为1，因此在计数过程中所产生的量化误差同样不可消除。

频率理论的实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的1. 理解频率理论的基本概念和原理；2. 掌握频率测量方法；3. 分析不同频率信号在电路中的特性；4. 提高对频率理论的实际应用能力。

二、实验原理频率理论是研究信号频率特性的学科，主要研究信号在时域和频域中的表现。

在实验中，我们将通过测量和观察不同频率信号在电路中的特性，加深对频率理论的理解。

三、实验仪器与设备1. 信号发生器：用于产生不同频率的正弦波信号；2. 示波器：用于观察和分析信号；3. 频率计：用于测量信号的频率；4. 电阻、电容、电感等电路元件；5. 电路连接线。

四、实验内容1. 产生不同频率的正弦波信号；2. 观察和分析信号在电路中的特性；3. 测量信号的频率；4. 分析不同频率信号在电路中的影响。

五、实验步骤1. 使用信号发生器产生频率为1Hz、10Hz、100Hz的正弦波信号；2. 将信号发生器输出的信号接入示波器，观察信号波形；3. 使用频率计测量信号频率，记录数据；4. 将信号接入电路，观察和分析信号在电路中的特性；5. 改变电路元件参数，观察和分析信号在电路中的变化；6. 比较不同频率信号在电路中的影响。

六、实验结果与分析1. 不同频率信号在示波器上的波形观察结果如下：（1）1Hz信号：波形平滑，无明显振荡；（2）10Hz信号：波形稍有振荡，振荡幅度较小；（3）100Hz信号：波形明显振荡，振荡幅度较大。

2. 频率测量结果如下：（1）1Hz信号：频率为1Hz；（2）10Hz信号：频率为10Hz；（3）100Hz信号：频率为100Hz。

3. 不同频率信号在电路中的影响分析如下：（1）低频信号（1Hz）：在电路中表现为较平稳的信号，对电路元件影响较小；（2）中频信号（10Hz）：在电路中表现为较明显的振荡，可能对电路元件产生一定影响；（3）高频信号（100Hz）：在电路中表现为强烈的振荡，可能对电路元件产生较大影响。

七、实验结论1. 通过本次实验，我们掌握了频率理论的基本概念和原理；2. 掌握了频率测量方法，能够准确测量信号的频率；3. 分析了不同频率信号在电路中的特性，了解了信号频率对电路的影响；4. 提高了实际应用能力，为今后在相关领域的工作打下了基础。