《电子测量仪器》频率计（讲义）重庆市电子技术类 考点讲练测

编写说明：重庆市《电子技术类专业考点讲练测》专辑，是依据重庆市高等职业教育分类考试专业综合理论测试电子技术类考试说明编写的。紧密围绕电子技术类专业考纲所涉及的三门高考课程的13个考点，精心编撰了33套讲练测。每套讲练测的内容均涵盖考点解读、思维导图、知识梳理、师生互动、概念强化题、高考模拟、课堂练习、课堂小结以及课后自测等九个环节。 本讲属于重庆市《电子技术类专业考点讲练测》的第33套，包含讲义、课件以及课后自测这三个教学文件，且与之配套使用的还有重庆市《电子技术类考纲百套卷》。欢迎各位老师下载使用，并敬请给予宝贵建议。 重庆市《电子技术类专业考点讲练测》第33套 【电子测量仪器】 频率计 讲义 [考纲要求] 了解频率计的功能，掌握其使用方法。 [思维导图] [知识梳理] 一、频率计 数字频率计也称电子计数器，它是一种常见的基本数字化测量仪器，可以用来测量无线电载波频率和振荡器的振荡频率，为调校和监视带来方便，利用其扩展功能可以测量信号的周期和脉冲宽度。对于温度、压力、流量、液位、pH值、振动、位移、速度 等参数，通过传感器可以将这些参数转换成频率信号，借助频率计可以间接测量这些参数。通过测量常见的晶体振荡器的工作频率并加以校正，可以使实际误差最小。常见频率计如图1所示 a)模拟频率计 (b)数字频率计 图1 常见频率计 二、频率计的构成 频率是指单位时间内所含的周期个数，数字频被测信号率计的基本原理如图2所示。 图2 基本原理 数字频率计主要由四个部分构成：衰减放大及整形电路、时基及闸门电路、计数及显示电路以及控制电路，如图3所示。 图3 构成 (1)衰减放大及整形电路 由于数字频率计的输入信号可以是正弦波、三角波，而闸门电路和计数电路要求被测信号为方波，所以在测量之前，需要通过整形电路将正弦波或者三角波转化成方波。另外，由于不清楚被测信号的强弱情况，所以应该在整形之前通过衰减放大处理。当输入信号电压幅度较大时，通过输入衰减电路将电压幅度降低。当输入信号电压幅度较小时，若前级输入衰减为零时不能驱动后面的整形电路，则调节输入放大的增益，被测信号得以放大。 (2)时基及闸门电路 闸门电路控制计数电路计数的标准信号，输入信号的脉冲进入计数电路的个数由闸门信号决定，闸门信号的精度很大程度上决定了数字频率计的测量精度。测量中所用的标准信号，一般由振荡器产生的信号经整形、分频而得到。由于振荡器的频率很稳定，故数字频率计的误差也很小。 (3)计数及显示电路 在闸门电路导通的情况下，开始计数输入信号中有多少个上升沿。在计数的时候数码管不显示数字。当计数完成后，数码管所显示的数字为计数结果。 (4)控制电路 控制电路产生计数清零信号和锁存控制信号。 三、频率计使用 下面以VC3165型频率计为例介绍 1. 面板说明如图4 图4 VC3165面板构成 1）A 端口（0.01Hz---50MHz） 2）B 端口（50MHz---2.4GHz） 3）频率指示灯 4）周期指示灯 5）LED 显示器 6）KHz/s 指示灯 7）MHz/ms 指示灯 8）复位键 9）周期键 10）确定键 11）功能键 12）ATT 键 13）AC/DC 键 14）闸门旋钮 15）电源开关 16）转换开关 17）电源插座 18）保险丝盒 2. 操作步骤 首先将电源转换开关打到相应位置(AC220V/110V,50Hz/60Hz)，插好电源线，打开电源开关, 预热20分钟后再开始工作。 （一）频率测量 （1）根据被测频率的范围选择 A 通道或 B 通道(频率测量范围如前所述)，并将被测信号源通过测 试电缆与所选通道连接。 （2）若被测信号频率小于 100Hz，需按下 “AC/DC 键”。 （3）若 A 通道输入信号幅度过大则先按下 “ATT”键，使仪器测量衰减后的信号。 （4）设置档位：当按功能键时显示窗口的最后一位显示值即为当前选中的档位,如图为第2档, 按功能键时,档位为循环显示: （5）以上操作完成后， 按“确认”键,本仪器开始运行并根据设置进行测量,同时将测试结果显示在8位 LED 的窗口上，同时还显示单位及测量状态。 （6）闸门时间可根据需要任意调节。 （7）在测量低于 100Hz 的信号时，本仪器将自动进入等精度测量状态。此时闸门时间不可调。 （二）周期测量 在测量频率状态下再按下“周期”按键，本仪器即进入周期测量状态；测量的结果显示在 LED 窗口上，同时显示工作状态及单位。 3.使用方法: 1) 将电源转换开关打到相应位置(AC220V/110V,50Hz/60Hz)，把仪器电源线插头插入电源插座。 2) 打开电源开关，并预热20分钟。 3) 将随机所附电缆线插入面板上的输入端口,根据频率范围选择插入A或B端口。 4) 选择适当的功能档位和闸门时间。闸门时间短, 则测频率速度快,但分辨率低；闸门时间长,则测频速度慢,但分辨率高。 5) 若测量周期则需按下“周期键”。 6) 按“确认键”则仪器开始测量。 4. 注意事项 ①测量高压,强辐射信号频率时,有线方式应串接大阻值电阻,无线方式应将频率计远离辐射信号源,测试衰减后的信号,以免损坏仪器。 ②当仪器显示不正常、死机等现象出现时,只要断一下电,或按复位按键即可恢复正常。 ③本机无信号直接输入时可能是非零显示,这是正常现象,不影响正常测量及准确度。 ④请勿将仪器置于高温、潮湿、多尘的环境,并应防止剧烈震动。 ⑤本仪器在强干扰（如强电场或强磁场）下使用时，灵敏度会相应下降。 ⑥随着被测频率的升高（高于1.2GHz时），灵敏度会相应下降。 [师生互动] 1.电子计数器的测周期原理与测频相反，即由被测信号控制主门开通，而用______脉冲进行计数。 【答案】晶振 2.用频率计测量频率属于______测量方法。 【答案】直接 3.要使用频率计的计数功能时，应按下______键。 【答案】TOTA  4.频率计测量信号周期时，应按下______键。 【答案】PERA 5.频率计闸门时间越长，其分辨率越______。 【答案】高 6.按下______键时，仪器将按设定状态开始工作。 【答案】确定 7.按下______键时为直流测量，弹起时为交流测量。 【答案】AC/DC [概念强化题] 1.频率计既可以测量频率也可以测量______ 【答案】周期 2.频率计的显示值由数值和______两项组成。 【答案】单位 3.在使用频率计时，一定要注意安全。尽量避免接触可能______的地方。 【答案】漏电 4.频率计在通电之前，一定要将电源转换______打到相应位置。 【答案】开关 5.VC3165型频率计，若被测信号频率为200MHz左右，则通道应选择B。( ) 【答案】√ 6.VC3165型频率计在放置时应垂直放置，而不要水平放置。 ( ) 【答案】× 7.VC3165型频率计，具有两个输入通道。( ) 【答案】√ 8.VC3165型频率计，频率范围A通道B通道只能手动选择量程切换。( ) 【答案】√ 9.数字频率计主要由哪四个部分构成? 【答案】数字频率计主要由四个部分构成：衰减放大及整形电路、时基及闸门电路、计数及显示电路以及控制电路 [高考模拟] 一、判断题(请在说法正确的题后写√, 说法错误的题后写×) 1.频率计是专门用来测量信号频率的电子测量仪器。( ) 【答案】√ 2.被测信号的周期与频率成反比。( ) 【答案】√ 3.使用频率计时要进行校正调零。( ) 【答案】× 4.如图所示为VC3165型频率计的“ATT”键，其主要功能是使信号幅度衰减。( ) 【答案】√ 5.用VC3165型频率计测某个信号时，频率指示灯和kHz/s指示灯点亮，数码管显示2.00000,则信号的周期是500μs。 ( ) 【答案】√ 二、选择题 1.频率的基本单位是( )。 A.MHz B.Hz C.Ghz D.A和C 【答案】B 2.周期的基本单位是( )。 A.ms B.s C.h D. A和C 【答案】B 3.VC3165型频率计，测量时应预热( )时间。 A.20min B.60min C.3min D.30min 【答案】A 4.( )的一个重要作用是在每次采样后还要封锁主控门和时基信号输入，使计数器显示的数字停留一段时间，以便观测和读取数据。 A.存储器 B.逻辑控制电路 C.闸门电路 D.微处理器 【答案】B 5.VC3165型频率计，被测信号频率小于50MHz时，( )指示灯亮。 A.MHz指示灯 B.GHz指示灯 C.kHz指示灯 D. μs指示灯 【答案】A 6.用VC3165型频率计测试一个1kHz 2Vp-p方波，按功能键， 选择 ( ) 进行测试 。 A . 1 挡 B.2挡 C . 3 挡 D.1挡和2挡均可 【答案】C 三、填空题 1.VC3165型频率计使用的交流电源电压有110V和______两种。 【答案】220V 2.测试结束后，应将频率计的按键和旋钮恢复到______状态。 【答案】初始 3.频率计显示值为8.57,“kHz”指示灯亮，被测信号频率为______ 【答案】8.57KHz 4.用VC3165型频率计测试某信号的频率时，发现数码管显示的数字刷新得很慢，若想将数字刷新速度提高，可以逆时针调节______旋钮。 【答案】闸门 5.使用VC3165型频率计测量时，被测信号频率为300MHz时，______指示灯亮。 【答案】MHz/ms [课堂练习] 一、填空题 1.VC3165型频率计，测量采用单片机______进行智能化控制和数据处理。 【答案】AT89C51 2.频率计不同的通道，测量的______范围、周期范围不同。 【答案】频率 3.用VC3165型频率计测量电源变压器输出为6V电压的频率时，应同时按下DC键和______键。 【答案】ATT  4.用VC3165型频率计测得某正弦波的频率为1.23kHz,若要知道其周期，应再按下______键。 【答案】周期 5.用VC3165型频率计测试信号时，若仪器出现显示不正常、死机等现象时，可以先按下复位键看是否能将故障排除，若故障无法排除，还可以将设备关机______ 【答案】重启 二、判断题(请在说法正确的题后写√, 说法错误的题后写×) 1. VC3165型频率计，kHz/s指示灯、MHz/ms指示灯，均表示选择的测量单位。( ) 【答案】√ 2.VC3165型频率计，频率计在通电之前，一定要将电源转换开关打到相应位置。( ) 【答案】√ 3.用VC3165型频率计测试一个220V/6V的工频变压器的输出端，则频率计的输入端接“A端口”,还要按下“AC/DC”键和“ATT键”后才能测试。( ) 【答案】√ 4.用VC3165型频率计测某个信号时，频率指示灯和kHz/s指示灯点亮，数码管显示2.00000,则信号的频率是2kHz。 ( ) 【答案】√ 5.如图所示为VC3165型频率计的闸门旋钮，调节旋钮可以控制被测信号的频率范围。( ) 【答案】× 三、选择题 1.用VC3165型频率计测试一个信号时，要想将数码管的显 示位数增多，应将闸门旋钮( )调节。 A.顺时针 B.逆时针 C.拉出来进行扩展 D.按进去进行扩展 【答案】A 2.下列电子测量仪器的日常维护中错误的是( )。 A.禁止使用湿布抹擦仪器 B.使用吹风筒经常给仪器吹气通风 C.远离酸、碱性物质 D.经常将仪器搬到太阳底下晒，使其干燥 【答案】D 3.用VC3165型频率计测信号时，若频率计的接线座子(BNC接头)变形，导致接线不良，则会导致测试结果( )。 A.数码管不亮 B.显示数字不准确或显示为0 C.周期指示灯不亮 D.频率指示灯不亮 【答案】B 4.频率计不能正常显示结果时，应按下( )键。 A.ATT B.确定 C.复位 D.功能 【答案】C 5.逻辑控制电路的任务就是打开( ),关上主控门显示，然后清零。 A.存储器 B.闸门电路 C.放大整形电路 D.主控门计数 【答案】D 【课堂小结】 频率计用途、特点 频率计的构成 频率计的使用：以VC3165型频率计为例：频率测量、周期测量、使用方法及注意事项 6 学科网（北京）股份有限公司 $$