Цифровий частотомір з вимірюванням середнього значення частоти

У нім кількість періодів невідомої частоти підраховується за відомий проміжок часу Тц.

.

Формувач Ф перетворить вхідна напруга частоти в імпульсну послідовність з періодом повторення Тх.

Зразковий часовий інтервал Тц встановлюється за допомогою генератора імпульсів з періодом повторення То і дільником частоти ДЧ з відповідним коефіцієнтом ділення k. Дільник частоти управляє ключем К, відкриваючи його на якийсь час Тц, за яке на лічильник проходить N імпульсів з вимірюваною частотою . Лічильник підраховує їх кількість, яка відображається на ЦОУ . Свідчення лічильника чисельно рівні середньому значенню вимірюваної частоти за час вимірювання Тц.

Погрішності вимірювання середнього значення частоти:

1. Погрішність, викликана нестабільністю тимчасового проміжку Тц, яка визначається нестабільністю генератора імпульсів.

2. Погрішність квантування, оскільки перший або останній квантуючий імпульс може не потрапити на вхід лічильника .

За відсутності синхронізації імпульсів Тх із старт-імпульсом СКО погрішності .

При синхронізації старт-імпульса з вимірюваною послідовністю .

Максимальна сумарна відносна погрішність .

Погрішність квантування можна зменшити в 2 рази, якщо підраховувати число напівперіодів.

Із зменшенням частоти погрішність вимірювання збільшується. Її можна зменшити, збільшуючи Тц, проте, збільшується час вимірювання, що не завжди допустимо. Крім того, при зміні в часі, збільшення Тц приводить до зростання динамічної погрішності.

Верхня межа вимірювання частоти обмежується максимальною швидкістю рахунку лічильника імпульсів (десятки Ггц). Нижня межа вимірювання визначається допустимою погрішністю і часом вимірювання .

Якщо в приведеній схемі генератор імпульсів замінити формувачем, на вхід якого подаватиметься сигнал з частотою , то

.

Таким чином, ми маємо можливість вимірювати відношення частот і .

Низькочастотний частотомір з діленням на період Тх

У цьому приладі відбувається вимірювання на частоті , а періоди - Тх. Потім здійснюється операція цифрового ділення на за допомогою реверсивного лічильника.

Два цикли роботи.

У першому циклі на реверсивний лічильник з передустановкою числа через ключ , відкритий протягом інтервалу Тх, на вхід «---» поступає число імпульсів, рівне . В кінці інтервалу Тх реверсивний лічильник видає число . Це число записується в регістр.

У другому циклі на вхід «+» реверсивного лічильника через , відкритий в такті інтервалу поступає число імпульсів , . При кожному заповненні реверсивного лічильника до числа відбувається перезапис в регістр числа . Число заповнень реверсивного лічильника підраховується лічильником СІ, тоді свідчення лічильника СІ:

.

Низькочастотний частотомір з множенням частки періоду Тх

У нім здійснений спосіб вимірювання часткою герца в числовому значенні шляхом множення залишку ділення - частки періоду .

По команді «Пуск» за допомогою схеми синхронізації здійснюються прив'язки початку інтервалу часу Тц, який задається генератором ГИВ, до початку вимірюваної частоти . Після прив'язки відкриваються ключі і . Ключ запускає ГИВ, а - СИ1. Одночасно включається реверсивний лічильник РСЬК. Він працює в режимі наповнення імпульсів частотою і скидання в нуль після закінчення кожного періоду Тх. Після закінчення фіксованого інтервалу Тц закриваються ключі і , і відкриваються і . Припиняється робота РСИ і СИ1. У СИ1 буде записано число . .

У РСИ , .

Хай лічильник СИ1 вимірює з погрішністю 1 Гц. Після відкриття ключів і з РСИ починають відніматися імпульси з частотою , а на лічильник СИ2 поступають імпульси з вимірюваною частотою . Останній імпульс, що списує число в РСИ, закриває . Тоді в СИ2 записано число, або .

Число в лічильнику СИ1 - ціле число Гц в числовому значенні , а число в СИ2 - долі Гц в значенні .

Виграш за часом вимірювання до 50 разів.

2-11. Частотомір номінальних значень, структурні схеми, принцип дії, аналіз похибок рівняння перетворення.