5.3. Измерение периода периодического сигнала методом дискретного счета

Д ля обеспечения приемлемой погрешности измерения низких частот измеряют период. Принцип измерения периода аналогичен измерению частоты, но временной селектор открывается импульсом, сформированным из напряжения измеряемого периода, а цепочка счетных импульсов формируется из напряжения кварцевого генератора (рис. 5.2).

Из исследуемого сигнала, период которого Т_x необходимо измерить, во входном блоке и формирующем устройстве ФУ формируется периодическая последовательность коротких импульсов с периодом следования Т_x . В блоке фоpмиpования и управления УУ из них фоpмиpуется стpобиpующий импульс длительностью Т_x . Если включен делитель частоты (на рис. 5.2 опущен) с коэффициентом деления q, то время следования импульсов на его выходе равно qT_x и такую же длительность имеет стробирующий импульс. Он подводится ко второму входу временного селектора, на первый вход которого подаются импульсы кварцевого генератора, являющиеся счетными импульсами. Для увеличения точности измерения импульсы с кварцевого генератора проходят блок умножения частоты УЧ, в котором частота f_кв умножается в 10^т (т = 1, 2, 3) раз. Измеряемый период: Т_x = NТ_кв 10^-т = N/(f_кв 10^т). Рассчитанное значение частоты: f_x = (f_кв 10^т)/ N.

Максимальное значение относительной погрешности дискретности при измерении периода с последующим вычислением частоты:

. (5.2)

При высоких частотах меньшее значение дает вычисление погрешности по (5.1), т. е. целесообразно измерять частоту, а при низких частотах – по (5.2), следовательно, целесообразно измерять период, а частоту рассчитывать. При граничном значении частоты погрешности измерения частоты и периода одинаковы:

,

откуда

.

5.4. Измерение интервалов времени методом дискретного счета

Измерение интервалов времени методом дискретного счета принципиально не отличается от измерения периода (рис. 5.3).

Измерение заключается в сравнении измеряемого интервала времени Δt_x с дискретным интервалом, воспроизводящим единицу времени.

Для этого измеряемый интервал Δt_x заполняется импульсами с известным образцовым периодом следования Т_обр Т_x , т.е. интервал преобразуется в отрезок периодической последовательности импульсов, число N которых, пропорциональное Δt_x, подсчитывается по формуле

.

Погрешности измерения складываются из погрешностей меры (нестабильность частоты следования импульсов), погрешностей преобразования (шумовые помехи), погрешностей сравнения измеряемого интервала Δt_x с периодом следования счетных импульсов T_кв (погрешность дискретности).

П огрешности дискретности могут быть уменьшены за счет увеличения частоты следования счетных импульсов, измерения большого числа интервалов t_x (т. е. интервала времени qt_x).

5.5. Требования к технике безопасности

1. Перед включением в сеть приборов проверить целостность сетевых шнуров.

2. Заземлить приборы.

5.6. Задание на выполнение лр

1. С помощью частотомера электронно-счетного Ч3-34А измерить частоту сигналов цифрового генератора Rigol DG1022.

2. С помощью частотомера электронно-счетного Ч3-34А измерить период сигналов цифрового генератора Rigol DG1022.

3. С помощью частотомера электронно-счетного Ч3-34А измерить интервал времени между сигналами двух каналов цифрового генератора Rigol DG1022 и рассчитать сдвиг фаз.