704-3型相位频率计是用单片机进行控制测量、计算和误差修正，对相位差和频率进行精密测量的电子仪器，适用于实验室和现场继保班组调试继保装置。

704-3型相位频率计测量原理：其由8031单片机进行控制，利用脉冲计数技术再由单片机进行运算，误差修正进行相位和频率的精密测量。整机由分压变流器、预放板、通道板、控制板（单片机系统和接口）及电源组成。输入信号分压分流后处理成幅度规范化的电压信号，再经预放板和通道板进行滤波、放大和整形成方波输出，其输出上升沿和下降沿与正弦波的零点相对应。若两输入信号分别命名为A和B的话，则由相位差的定义可知，A信号超前于B信号的角度为（φA-φB）=[（tA-tB）/TA]×360°（其中tA和tB分别为A、B信号的过零点时刻，TA为输入信号的周期）。本仪器就是利用这一定义进行相位测量。但为了尽量减少谐波对测相的影响 （波形失真度每增加0.17%将会增加0.1°的误差），本机设置有专用的滤波器。为了有效克服一般数字式相位计中通道的不对称和漂移，本机采用“单通道二次测相法”，先建立一个和A信号有固有相移和同频的C信号，然后测量φA-φC，再测量φC-φB。那么φA-φB= （φA-φC）+（φC-φB）=φA-φB+K×360°，同理φB-φA=360°-（φA-φB）。

704-3型相位频率计的面板布置图见图1-23，其背板布置图见图1-24。

1.自检查和自校

如不能确信仪器工作正常的话，可通过下述三个步骤后即可大致判断仪器工作是否正常。

（1）先将面板直键开关SA置 “滤波通”、“自检”、“φ”、“φA—φB”、“单次”挡。然后开启电源，此时五位数码管从01234开始每间隔0.8秒按十六进制数每次每位加一进行显示，最后停在F0.1.2.3.，三个符号指示灯应起码亮一次，若每位数码无断笔画及多笔画的话，说明机器数码显示及有关自检部分软硬件工作正常。

（2）将面板SA1、SA2均拨至“1.5～5V”挡。A、B两输入信号测试线反相地夹在背板～5V输出接线柱X9和X10上，将面板SA “自检”挡改为 “测量”，面板RP1和RP2推入，启动测试仪后仪器应显示180°±0.1°（注：供电电源波形失真度小于2%，失真度越大，误差越大）。再将SA置 “FA”、“连续”挡，仪器应连续显示供电电源的频率。

2.测试线的接法和量程选择

在测试前一般先将面板两个调幅带开关电位器RP1和RP2先推入，量程选择开关SA1和SA2应根据输入信号是电压还是电流及有效值的大小再拨合适的量程，然后再开启电源接入被测信号，再拔出RP1或RP2使指示表头PA1和PA2指示幅度值相等后再进行测试。测试线的黑插头接面板黑插座“0V”。若输入电压在150～500V时，红插头应接在“150～500V”这个插座上（相对应的量程选择开关需拨在 “50～150V”挡）。若输入电流在“1.5～5A”时，红插头应接在“1.5～5A”插座上 （相对应的量程选择开关需拨在“5m A～1.5A”挡）。

3.测量频率

输入信号接入 “A输入”，SA置 “测量”、“FA”挡，测试结果即为被测信号的频率。

4.测量相位差

（1）“A”和 “B”两路均需按 “测试线的接法和量程选择”所述输入同频信号，面板直键开关SA置 “测量”、“φ”挡。若SA置 “φA-φB”挡，测试结果即为A信号“超前”B信号的角度，若SA置 “φB-φA”挡，测试结果则为A信号 “滞后”B信号的角度。

（2）输入信号频率高于500Hz的相位差也可测量，但精度不作考核范围。

5.面板直键开关 “滤波通断”挡选择

当输入信号为频率低于70 Hz的正弦波或三角波时，应置 “滤波通”挡。当输入方波、矩形波或信号频率高于70 Hz时，应置“滤波断”挡。

图1-23　面板布置图

图1-24　背板布置图(www.daowen.com)

6.过载保护

当A输入信号从输入插座X3或B信号从X6输入时，若输入量大于量程选择开关对应刻度最大示值的1.6倍（指正弦波，波形不同会有差异）时，过载保护将会启动，仪器将会切断输入信号，指示灯亮。若信号从“1.5～5A”和 “150～500V”这两个插座输入时，输入量过大时会显示“超载”，但不会切断信号的输入。

7.信号灯显示

在测试过程中 “0”、“Hz”、“k Hz”三个单位符号指示灯同时兼任类似于一般电子仪器中的闸门指示。当连续测试时，每测一次将闪动一次。

8.注意要点

为提高测试精度和减少测试值的离散度，应注意以下四点：

（1）量程选择开关应拨在合适的量程，最好使表头指示为满刻度，拔出表头指示较大的那一路调幅电位器进行调节，使两个表头指示相等。

（2）要测“电压⇔电流”的相位差时，应将电流接至A输入端，电压接至B输入端。

（3）两根输入测试线黑插头必须接面板 “0V”接线端子，黑鳄鱼夹须夹在信号源低端，测相位差时应尽量避免AB输入的 “0V”接线端之间施加交直流电压，当直接施加～150V以上电压时，将可能会有±0.1°以上的附加误差。

（4）应尽量创造条件使仪器在基准条件下工作，以使仪器达到最佳精度，否则可能带来附加误差。当输入信号和供电频率不满足基准条件时允许有±0.05°的附加误差。在“工作条件下”允许有±0.05°的附加误差。

基准条件和工作条件见表1-2。

表1-2　基准条件和工作条件