ТИПОВАЯ СТРУКТУРНАЯ СХЕМА И ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ЦИФРОВОГО ЧАСТОТОМЕРА 





Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

ТИПОВАЯ СТРУКТУРНАЯ СХЕМА И ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ЦИФРОВОГО ЧАСТОТОМЕРА



 

Типовая структурная схема ЦЧ может быть представлена в ви­де, показанном на рис. 5.2. Она содержит функциональные узлы, уже знакомые нам из § 3.6.4. В связи с этим охарактеризуем схему рис. 5.2, рассмотрев ее работу в различных режимах.

 

Измерение частоты

 

При измерении fx сигнал подается на вход 1, а блок образцовой частоты (БОЧ) подключается к ФУ2. Формирующие устройства ФУ1 и ФУ2 необходимы для преобразования гармонических сигна­лов в короткие импульсы, соответствующие моментам перехода сигналов через нуль в одну сторону. Благодаря этому образуются периодическая последовательность импульсов с периодом Тх (ФУ1), которые удобно считать при измерении fx, и импульсы, с помощью которых (ФУ2) формируется интервал Ти (метки времени). В каче­стве БОЧ применяется кварцевый генератор с системой делителей

Рис. 5.2. Типовая структурная схема ЦЧ.

и умножителей частоты, позволяющих выбрать требуемый коэффи­циент деления или умножения при формировании Ти. Само форми­рование Ти осуществляется с помощью УУ. Как и в ЦВ, управление работой ЦЧ может быть ручным или автоматическим.

Процесс измерения fx наглядно поясняется временными диаграм­мами, приведенными на рис. 5.3. Импульсы U1 поступают на вход селектора, который открыт во время действия напряжения U3, сформированного из колебаний БОЧ U2 . Это напряжение может иметь вид прямоугольного импульса длительностью Ти, называемо­го стробирующим импульсом (строб-импульсом), либо меток вре­мени, аналогичных старт- и стоп-импульсу в ЦВ. Таким образом, счетчик фиксирует число импульсов N (диаграмма U4), связанное с Тх и Ти очевидным соотношением

Tи=N Tx

откуда

fx=N / Tи,(5.4)

т. е. при Tи=10n с (n = 0, ±1, ±2, ...) показание счетчика соответ­ствует fx, и мы получаем прямоотсчетный интегрирующий ЦЧ.

Рассмотренный режим работы ЦЧ может быть использован для измерения долговременной нестабильности частоты путем фиксации значений ft, определения относительной вариации частоты 0о,- или относительного отклонения ег и расчета по формулам (5.1) или (5.2)

 

 

требуемого значения σ или δ. Этот процесс автоматизируется по заданной программе в реальном масштабе времени. Кроме того, для измерения отклонения частоты от номинального значения и выдачи результата измерения в процентах от этого значения применяют так называемые процентные частотомеры, которые относятся к при­борам специального назначения.

Рис. 5.3. Временные диаграммы, характеризующие работу ЦЧ.

Измерение периода

 

При измерении Тх сигнал подается на вход 2, а БОЧ подклю­чается к ФУ1 (см. рис. 5.2). В этом случае интервал времени изме­рения определяется величиной Тх, а счетными являются импульсы, сформированные из напряжения 02 (рис. 5.3). Для уменьшения ша­га квантования частота f0 может быть умножена в требуемое число раз. Таким образом, для этого режима работы ЦЧ

Tx=N T0/10n(5.5)

где 10n (n = 0, 1, 2, ...) определяется коэффициентом умножения f0. Из (5.5) видно, что при достаточно больших значениях Тх (в диапазоне низких и инфранизких частот) и я требуемый интервал времени измерения может быть равен Тх. Отсюда видна возмож­ность измерения fx за один период сигнала — неинтегрирующий ЦЧ. В практических схемах ЦЧ предусматривается возможность измерения не только одного, но и нескольких периодов Тх с после­дующим усреднением результатов измерений. Поэтому в общем слу­чае интервал времени измерения выбирается с помощью УУ рав­ным 10m Тх (т = 0, 1, 2, ...), и из (5.5) следует

Tx=N T0 /10(n+m) (5.6)

Возможность измерения одного или нескольких периодов Тх по­зволяет использовать этот режим для измерения кратковременной нестабильности частоты в реальном масштабе времени.

Измерение отношения частот

 

Режим измерения отношения частот двух сигналов является про­изводным режимов измерения fx и Тх. В этом режиме БОЧ исклю­чается из схемы, сигнал большей частоты f, подается на вход 1, а сигнал меньшей частоты f2 —на вход 2 (см. рис. 5.2). Таким обра­зом, интервал Тиформируется из сигнала частоты f2, а счету под­вергаются импульсы, сформированные из сигнала частоты }и Как видно из формулы (5.4), этому соответствует

N= f1 / f2(5.7)

т. е. с помощью ЦЧ могут быть реализованы не только абсолютные, но и относительные измерения частоты.





Последнее изменение этой страницы: 2016-12-28; просмотров: 249; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 54.224.133.198 (0.007 с.)