Измерение частоты.

Упрощенная функциональная схема ЦЧ в режиме измерения частоты и временные диаграммы работы приведены на рисунке 1. На схеме не показаны входной делитель, цепи сброса цифровых узлов и ряд других вспомогательных управляющих узлов.

Исследуемое периодическое напряжение U_Х произвольной формы, имеющее частоту f_Х, подается на вход формирующего устройства, состоящего из усилителя-ограничителя и триггера Шмидта. Амплитуда сигнала на выходе усилителя-ограничителя ограничена на уровне напряжения питания, а его форма приближается к прямоугольной. Триггер Шмидта обеспечивает малую длительность фронта и среза формируемых импульсов и тем самым периодическое напряжение U_Х произвольной формы окончательно преобразуется в последовательность прямоугольных импульсов U_Ф, следующих с частотой f_Х.

Импульсы с частотой f_Х поступают на первый вход элемента «И». На второй вход поступает «1» с выхода Т-триггера. Длительность единичного состояния триггера определяется длительностью интервала mТ₀, где Т₀ – период следования импульсов U_Г генератора образцовой частоты, m – коэффициент деления делителя частоты ДЧ. Пока триггер в состоянии «1» через элемент «И» на счетный вход счетчика поступит пакет из N_X импульсов, следующих с измеряемой частотой f_Х. Отсюда следует приближенное равенство:

mT₀» N_X T_X,

где Т_Х = 1/f_Х.

Приближенность равенства обусловлена погрешностью дискретного счета, которая будет рассмотрена далее. Интервал mТ₀ значительно превышает период Т_Х. С учетом того, что f₀= 1/T₀ , значение измеряемой частоты выражается через N_X следующим образом:

f_x= N_X f₀ /m.

Таким образом, частота прямо пропорциональна числу подсчитанных счетчиком импульсов.

Длительность интервала времени mT₀=m/f₀ задается переключателем S, который устанавливает коэффициент m деления частоты f₀.

Частота повторения импульсов f₀= 1/T₀ составляет обычно 10 или 100 МГц. Выбором коэффициента деления m получают результат измерения в необходимых единицах. Значения m выбирается равным 10^K, где K-целое число. Например, при f₀= 10 МГц и m=10, N_X будет соответствовать частоте f_Х, выраженной в МГц.

Дата добавления: 2015-07-21