Цифрові методи вимірювання частоти, періоду, інтервалів часу

Останнім часом усі розглянуті вище аналогові методи і засоби вимірювання частоти витісняються цифровими. Це пояснюється розробкою і впровадженням високостабільних мір частоти і часу на основі кварцових резонаторів, цифрових мікросхем високого ступеня інтеграції, мікропроцесорів для обробки вимірювальної інформації.

Частота f_х іперіод Т_х — це взаємно обернені величини (fх=1/Т_х), тому вони вимірюються, як правило, одним приладом — універсальним частотоміром, який також може вимірювати відношення частот, відношення періодів, відхилення (девіацію) частот тощо.

За допомогою універсальних цифрових частотомірів здійснюють такі два основні методи вимірювання:

зіставлення N_x періодів Т_х вимірюваної частоти f_х з відомим з високою точністю інтервалом часу TN;

зіставлення N_x періодів То зразкової частоти fо з одним або кількома періодами Т_х вимірюваної частоти f_х.

Структура цифрового частотоміра, яким реалізується перший метод, наведена на рисунку 2. Цифровий частотомір працює за таким принципом. Сигнал із частотою f_х, яку потрібно виміряти, надходить на формувач імпульсів, який генерує прямокутні імпульси з періодом повторення Т_х, що дорівнює періоду повторення вхідних імпульсів і пов'язаний з вимірюваною частотою f_х залежністю:

Рис.2 – Цифровий частотомір

Мірою частоти у цифровому частотомірі є кварцовий генератор стабільної частоти fо. Високі метрологічні характеристики, зокрема високу стабільність частоти генератора, забезпечує резонатор, виготовлений з кристала кварцу. Відносна нестабільність частоти кварцового резонатора. Імпульси кварцового генератора з періодом повторення То=1/fо подаються на подільник частоти. На виході подільника частоти формується імпульс, тривалість якого в n разів більша за тривалість вхідного імпульсу. Цей імпульс на час пТ0 вмикає перемикач, і імпульси з періодом Т_х надходять на вхід електронного лічильника імпульсів. Кількість імпульсів з періодом, що підраховується лічильником упродовж часу пТо, дорівнює:

Таким чином, число Nx, зафіксоване лічильником, прямо пропорційне вимірюваній частоті.

На рисунку 3 наведено структуру цифрового хронометра, який реалізує другий метод вимірювання. На цифровий хронометр надходять старт-імпульс і стоп-імпульс. Інтервал часу між ними необхідно виміряти. Формувач імпульсів формує імпульс, тривалість якого дорівнює Т_х. Цей імпульс вмикає перемикач, і протягом часу Т_х на електронний лічильник імпульсів подаються імпульси з періодом повторення То з кварцового генератора. Число N_x, зафіксоване лічильником імпульсів, прямо пропорційне Т_х:

Рис.3 – Структура цифрового хронометра

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Електромеханічні частотоміри	\|	Вимірювання різниці фаз

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.006 сек.