一段時(shí)間內(nèi)，被測(cè)信號(hào)有效信號(hào)周期個(gè)數(shù)為，這段時(shí)間內(nèi)被測(cè)信號(hào)上升沿（或下降沿）的個(gè)數(shù)減1。用這段時(shí)間除以周期個(gè)數(shù)可以得到信號(hào)一個(gè)周期的時(shí)間，從而得到信號(hào)頻率。這“一段時(shí)間”我們稱之為“閘門時(shí)間”。通常情況下，閘門時(shí)間內(nèi)并不能包含整數(shù)個(gè)信號(hào)周期，簡(jiǎn)單進(jìn)行除法計(jì)算會(huì)存在較大的誤差。在實(shí)際計(jì)算過(guò)程中，還需要將閘門時(shí)間內(nèi)的起始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間去掉，僅用整數(shù)倍信號(hào)周期的時(shí)間進(jìn)行計(jì)算。
如下圖所示，設(shè)閘門時(shí)間為Tg（9個(gè)參考時(shí)鐘），閘門時(shí)間內(nèi)上升沿的個(gè)數(shù)為N（3個(gè)），閘門使能時(shí)刻到第一個(gè)被測(cè)信號(hào)的上升沿時(shí)間為Ts（1個(gè)參考時(shí)鐘），閘門結(jié)束時(shí)刻距離最后一個(gè)被測(cè)信號(hào)的上升沿時(shí)間為Te（1個(gè)參考時(shí)鐘）。
信號(hào)周期Tc的計(jì)算公式為：Tc= (Tg – Ts – Te)/(N-1)
頻率F的計(jì)算公式為：F = 1/Tc
測(cè)周法
直接測(cè)量被測(cè)信號(hào)的一個(gè)周期的時(shí)間，叫做測(cè)周法。測(cè)周法沒(méi)有閘門時(shí)間的概念，系統(tǒng)僅需要測(cè)量?jī)蓚€(gè)上升沿之間的時(shí)間直接得到信號(hào)的周期，再通過(guò)取倒數(shù)得到信號(hào)的頻率。如下圖所示，可直接得到被測(cè)信號(hào)的周期Tc。
頻率F的計(jì)算公式為:Fs =1/Tc
無(wú)論是測(cè)頻法還是測(cè)周法都需要有一個(gè)參考時(shí)鐘，它保證了測(cè)量結(jié)果的精度。測(cè)量不同頻率的信號(hào)、選擇不同擋位的時(shí)基，都不會(huì)影響和改變頻率計(jì)的測(cè)量精度，這就是等精度頻率計(jì)。
通常高頻信號(hào)適合采用測(cè)頻法，低頻信號(hào)適合采用測(cè)周法。在實(shí)際應(yīng)用中用戶不需要關(guān)心到底應(yīng)該采用哪種測(cè)量方法，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)被測(cè)信號(hào)的頻率特性自動(dòng)選擇合適的測(cè)量方法。
頻率計(jì)的性能指標(biāo)
有效位數(shù)
有效位數(shù)是指從測(cè)量結(jié)果的左起第一個(gè)非0后的所有位數(shù)。
DS70000系列示波器超高的20GSa/s采樣速率實(shí)現(xiàn)了采樣點(diǎn)間隔時(shí)間分辨率小至50Ps，其內(nèi)部集成的頻率計(jì)依托更小的ΔT誤差和更精確的測(cè)量算法，使得測(cè)量結(jié)果達(dá)到了8位有效位數(shù)的精度。在實(shí)際應(yīng)用中用戶可以根據(jù)實(shí)際情況在3bits~8bits有效位數(shù)范圍內(nèi)自由設(shè)置。
測(cè)量時(shí)間
測(cè)量時(shí)間是指能夠重新獲取一次有效測(cè)量結(jié)果所需要的時(shí)間。
對(duì)于測(cè)頻法，測(cè)量時(shí)間等效于閘門時(shí)間。DS70000系列示波器能夠在1s內(nèi)的測(cè)量時(shí)間提供最大8位有效位數(shù)的結(jié)果，兼顧了測(cè)量速度和測(cè)量精度。
對(duì)于測(cè)周法，測(cè)量時(shí)間取決于被測(cè)信號(hào)的周期，被測(cè)信號(hào)的周期越大測(cè)量時(shí)間越長(zhǎng)，比如測(cè)量一個(gè)0.1Hz信號(hào)，測(cè)量時(shí)間為10s。
測(cè)量誤差
測(cè)量誤差主要來(lái)自數(shù)字量化誤差、邊沿誤判導(dǎo)致的誤差、參考時(shí)鐘精度導(dǎo)致的誤差等。
頻率計(jì)的統(tǒng)計(jì)功能
DS70000系列示波器的頻率計(jì)還集成了統(tǒng)計(jì)功能，統(tǒng)計(jì)結(jié)果包括自測(cè)量功能開(kāi)啟后測(cè)量結(jié)果中的最大值、最小值和平均值。用戶通過(guò)觀察統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以清晰地知道在測(cè)量的這段時(shí)間內(nèi)測(cè)量結(jié)果是否存在過(guò)大、過(guò)小等異常問(wèn)題。
頻率計(jì)的統(tǒng)計(jì)功能
如何使用頻率計(jì)
正確使用頻率計(jì)功能能夠讓您快速、準(zhǔn)確地獲取結(jié)果，下面以DS70000為例，介紹一下該如何使用示波器的頻率計(jì)功能。
總結(jié)
