电子计数器1

电路：一般由“与门”构成。其原理如下图：
TA
A B
TB
TA
“门控信号”为‘1’时，
与
TB
允许计数脉冲通过；
门
C
计数脉冲A 闸门脉冲B
&Y
A , B=1 Y= 0 , B=0
21 ③ 时基单元
晶体振荡器 时基单元
分频或倍频器
闸门时间信号 时标信号
主要由晶体振荡器、分频及倍频电路组成，用以产生标准时间信号。 有两类：闸门时间信号（测频）和时标（测周）。
C通道：作用类似于B通道。当B通道用作门控双稳的“启动”通道， 使双稳电路翻转；C通道用作门控双稳的“停止”通道，使其复原。
计数信号
主门
计数显示单元
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② 主门
触发信号
门控信号 门控双稳
控制电路
逻辑控制单元
主门也称为闸门，其作用是通过“门控信号”
控制进入计数器的脉冲，使计数器只对预定
的“闸门时间”之内的脉冲计数。
输入耦合方式有AC和DC两种方式。AC耦合是指选择输入 端交流成分加到电子计数器。DC耦合即直接耦合，输入端信号 直接加到电子计数器上。
（2）最高输入电压
最高输入电压即允许输入的最大电压，超过该电 压仪器不能正常工作， 甚至损坏。
（3）输入耦合方式 输入耦合方式有AC和DC两种方式。AC耦合是指选择输入
常 用 的 “ 时 标 ” 有 ： 10ns 、 100ns 、 1μs 、 10μs、100μs、1ms。
如：若标准频率f0=1MHZ,经106分频后，可得到fs=1HZ（周期TS=1s） 的时基信号，经过门控双稳态电路得到宽度为TS=1s的门控信号。
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石英晶体振荡器
电子计数器内部时间、频率基准采用石英晶 体振荡器（简称“晶振”）。
显示期 （关门，停止计数）
⑤、计数与显示电路
计数电路对通过主门的脉冲进行计数（计 数值代表了被测频率或时间），并通过数码显 示器将测量结果直观地显示出来。
为了便于观察和读数，通常使用十进制计数电路。
1.电子计数器中的晶体振荡器主要用于 提高振荡频率，它的稳定性与电子计数器 的测量精度无关。（ ）
时间间隔、累加计数和自校等功能。
2、测量范围 测量范围即仪器的有效测量范围，如测频时的频率上限和下限， 测周时的周期最大值和最小值。
3、输入特性
（1）输入灵敏度 输入灵敏度是为保证仪器准确完成测试功能所需的最小输入电压。
（2）最高输入电压 最高输入电压即允许输入的最大电压，超过该电压仪
器不能正常工作， 甚至损坏。 （3）输入耦合方式ຫໍສະໝຸດ Baidu
7、输出 输出是指仪器可输出的时标信号种类、输出数码的编码 方式及输出电平值的大小等参数。
用电子计数器不能测量的是（ ）
A.频率
B.周期
C.脉冲幅度 D.脉冲宽度
电子计数器的显示器件有：LCD、LED、 CRT等。（ ）
A.对 B.错
在频率较高的场合，为满足匹配的 要求，电子计数器的输入阻抗一般选择 为低阻抗。（ ）
图1 通用电子计数器的原理方框图
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① A、B输入通道
施密特触发电路：利用施密特触发器的回差特 性，对输入信号具有较好的抗干扰作用。
作用：
A输入通道 计数信号
B输入通道 C输入通道
触发信号
将任意被测信号放大、整形成标准矩形脉冲。
A通道：计数脉冲信号通道。在门控信号作用时间内通过主门计数；
B通道：闸门时间信号通道。输出脉冲信号作门控双稳的触发脉冲。
A.对 B.错
电子计数器输入通道的作用主要是将输 入信号变换为标准脉冲以便计数。（ ）
A.对 B.错
闸门时间和时标是电子计数器提供 的两个时基信号，一般闸门时间较短， 时标较长。（ ）
A.对 B.错
在下列所述功能要求的选项中，通用计数器均 能实现的是（ ）
A.测量频率，测量电平 B.测量周期，测量高频和微波频率 C.进行累加计数，与计算机连接实现自动化测量 D.测量时间间隔，测量频率比
其中时间较长是闸门信号，经分频后得到；
时间较短是时标信号，经倍频后得到。
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要求：
标准性： “门控信号”和“时标”作为计数 器频率和时间测量的工作基准，应当具有高稳 定度和高准确度。
多值性：为了适应计数器较宽的测量范围，要 求“闸门时间”和“时标”可多档选择。
常用“闸门时间”有：1ms、10ms、100ms、 1s、10s。
A.对 B.错
凡是示波器能测量的电子计数器 均能测量。（ ）
A.对 B.错
电子计数器因为有DC耦合，故 可以测量直流电的参数。（ ）
A.对 B.错
第二讲 通用电子计数器的基本组成
通用电子计数器基本组成的原理方框图见图1。电路由A、 B输入通道、时基单元、主门、控制单元、计数及显示单元 等组成。
第4章
电子计数器
学习目标
➢了解电子计数器的基本组成和主要技术性能。
➢理解电子计数器测量频率、周期、频率比、时间间 隔和自校的工作原理及相应的原理框图。
➢理解电子计数器测量误差的来源；会采取措施减小 量化误差对测量结果的影响。
➢能正确使用电子计数器测量信号的频率、周期等基 本参数。
概述
第一讲 电子计数器的概述
按直接计数的最高频率可分为四大类：
1、低速计数器 2、中速计数器 3、高速计数器 4、微波计数器
最高计数频率小于10MHz 计数频率范围在10——100MHz 最高计数频率大于100MHz 计数频率范围在1——80GHz或更高
三. 电子计数器技术指标
1、测量功能 即仪器所具备的全部测试功能，一般包括测量频率、周期、频率比、
1.通用计数器 2.频率计数器 3.计算计数器 4.特种计数器
（1）通用计数器 通常指多功能计数器。它可以 用于测量频率、频率比、周期、时间间隔和累加计 数等，如配以适当的插件，还可以测量相位、电压 等参数。
（2）频率计数器 其功能为测频和计数。测频范 围很宽，在高频和微波范围内的计数器均属于此类。
24 ④ 控制单元
产生各种控制信号去控制和协调通用计数器各单元的工作，使 整机按“复零－测量－显示”的工作程序自动完成测量任务。如下图 所示：
门控双稳态电路：给它一个触
准备期 （ 复零，等待）
发脉冲，打开主门，再给它一个 触发脉冲，关闭主门。本质是一
测量期 （开门，计数）
个二分频器，由双稳态触发器构 成。
几种不同类型的晶体振荡器指标如下：
晶振类型
普通 温度补偿 单恒温槽 双恒温槽
输出频率(MHz) 日稳定度
1，10 1，5，10 1，2.5，5，10 2.5，5，10
10-510-6 10-610-7 10-710-9 10-910-11
准确度
10-5 10-6 10-610-8 优于10-8
（3）计算计数器 带有微处理器、具有计算功能 的计数器。它除具有计数器功能外，还能进行数学 运算、求解比较复杂的方程，能依靠程控进行测量、 计算和显示等全部工作。
（4）特种计数器 指具有特殊功能的计数器。如 可逆计数器、预置计数器、程序计数器和差值计数 器等，它们主要用于工业生产自动化，尤其在自动 控制和自动测量方面。
（3）显示器件 显示器件是指显示测量结果或测量状态的器件，如数码
管、发光管、液晶显示器等。
（4）显示方式 显示方式有记忆显示和非记忆显示两种方式。记忆显示只显
示最终结果，不显示正在计数的过程，实际显示的数字是刚结束 的一次测量结果，显示的数字保留至下一次计数过程结束时再刷 新。非记忆显示方式时，还可显示正在计数的过程。
电子计数器是一种最常见、最基本的数字化仪器， 它利用数字电子技术对在一定时间间隔内通过的脉冲 的个数进行计数并显示其计数结果。
一、特点： 体积小，耗电少，可靠性高，准确度高，测量
范围宽，读数快，便于实现测量过程的自动化。
二. 电子计数器的分类
电子计数器是一种多功能的仪器，按其测试功能 可以分为下列几种。
5、闸门时间T和时标 Ts
统称标准时间信号（或时基信号），它们由机内标准时间信号 源（石英晶体振荡器）提供，有多种选择。一般闸门时间T要大于时 标Ts。
6、显示及工作方式
（1）显示位数 显示位数是指可以显示的数字位数。显示位数越多分辨
率越高，通常显示位数为6位～10位。
（2）显示时间 显示时间是指两次测量之间显示结果的时间，一般可调。
电子计数器中的闸门电源有两路输入信号， 当电子计数器测累加计数时，产生闸门控制信号 与下列有关的是（ ）
A.被测信号 B.时标信号 C.时基信号 D.以上都不是
端交流成分加到电子计数器。DC耦合即直接耦合，输入端信号
直接加到电子计数器上。 （4）输入阻抗 输入阻抗包括输入电阻和输入电容。有高阻抗和低阻抗之分。
高阻抗多用于频率不太高的场合，以减小对信号源的负载影响。
低阻抗多用于频率较高的场合以满足匹配要求。
4、 测量准确度
测量准确度常用测量误差来表示。主要由时基误差和计数误差 决定。时基误差主要由晶体振荡器的稳定度确定，计数误差主要 由量化误差决定。