Электронные частотомеры и фазометры.

Для измерения частоты и фазы при высоких частотах (звуковые и радиочастоты) используются электронные частотомеры и фазометры. Такие приборы представляют собой сочетание магнитоэлектрического измерительного механизма с преобразователями, осуществляющими преобразование измеряемого параметра (частоты или фазы) в постоянный ток. В качестве преобразователей в схемах указанных приборов могут быть использованы фазо- или частотно- зависимые выпрямители, а также управляемые электронные ключи. Последняя разновидность преобразователей наиболее распространена на практике.

 

Рис. 3.26. Схема, поясняющая принцип действия конденсаторного частотомера

Рассмотрим работу электронного частотомера на примере прибора конденсаторного типа, принцип действия которого поясняется схемой рис. 3.26. В положении 1 переключателя В конденсатор С заряжается до напряжения U источника, приобретая заряд Q = CU. В положении 2 переключателя конденсатор разряжается через магнитоэлектрический измерительный механизм. Если положение переключателя менять с частотой, равной измеряемой частоте fx, то среднее значение тока в измерительном механизме будет Iср ~ Qf = CUfx.

 

Рис. 3.27. Упрощенная функциональная схема конденсаторного частотомера

 

Очевидно, что градуировка частотомера может быть произведена только при условии постоянства значений величин С и U. Постоянная времени цепей заряда и разряда конденсатора должна быть подобрана так, чтобы при самой высокой из измеряемых частот конденсатор успевал бы практически полностью зарядиться и разрядиться.

В реальных схемах электронных частотомеров функции переключателя В выполняют транзисторные ключи, управляемые напряжением измеряемой частоты fx.

В электронном частотомере (рис. 3.27) с помощью формирующего устройства ФУ входное напряжение неизвестной частоты fx преобразуется в прямоугольные импульсы постоянной амплитуды, следующие с такой же частотой. Пока импульс существует, конденсатор заряжается через диод Д₁, а в промежутке между импульсами разряжается через диод Д₂ и измерительный механизм. Отклонение указателя измерительного механизма (a == S_I I_ср) будет пропорционально измеряемой частоте.

Электронные фазометры такого же принципа действия применяются для измерения угла сдвига фаз от 0 до 180° (360°) и имеют класс точности 1 - 1,5 в диапазоне частот от 20 Гц до 200 Кгц.