Измерение высоких частот

Электронно-счетные частотомеры (ЭСЧ). Принцип действия электронно-счетного частотомера основан на методе подсчета числа периодов неизвестной частоты за известный, стабильный по длительности интервал времени (рис. 8.4, 8.5).

Напряжение измеряемой частоты подается на вход усилителя-формирователя A1, где преобразуется в последовательность коротких прямоугольных импульсов той же частоты. Сформированные импульсы через элемент И DD2 попадают на триггерный счетчик PC. Элемент И пропускает короткие импульсы частотой в течение времени , определяемого длительностью импульса, поступающего с блока «база времени». Интервал является периодом уменьшенной в н раз ча­стоты опорного кварцевого генератора G1. Если обозначить через период измеряемой частоты то число импульсов N, прошедших на счетчик за время , будет

, откуда

Если = 1 с, то число импульсов равно неизвестной частоте (в герцах).

Число импульсов, подсчитанных триггерным счетчиком, PC, преобразуется дешифратором DC в код, поступающий на цифровое отсчетное устройство HG.

Цифровые частотомеры, в силу их высокой точности, удобства пред­ставления отсчета, возможности автоматизированной передачи измери­тельной информации в виде кода на ЭВМ, нашли широкое распростра­нение.

Рис. 8.4 Рис. 8.5

 

Измерение периода. Для повышения точности измерений на низких частотах удобнее измерять период — величину, однозначно связанную с частотой (рис. 8.6).

Отличие от схемы цифрового частотомера в том, что интервал времени, равный определяется периодом измеряемой ча­стоты, а короткие импульсы, заполняющие этот интервал, вырабаты­ваются в приборе путем умножения частоты опорного кварцевого гене­ратора G1.

В этом случае число импульсов, прошедших на счетчик , откуда .

Погрешность измерения периода обусловлена погрешностью образцового генератора G1, погрешностью дискретности и погрешностью запуска формирующего устройства.

 

Рис. 8.6

 

Контрольные вопросы

8.2.1. На каких частотах используется метод сравнения?

8.2.2. Чем отличаются нулевые и акустические биения?

8.2.3. В чем общность и отличие резонансных частотомеров?

8.2.4. Назовите основные преимущества и недостатки цифровых частотомеров.

8.2.5. Частотомером Ч3-33 за время 1с производится измерение частоты 10 МГц. Чему равна абсолютная и относительная погрешности измерения, если отно­сительная нестабильность кварцевого генератора ?

8.2.6. Назовите источники погрешности рассмотренных методов измерения частоты.