§ 4.6 Измерение временных интервалов
В общем случае измерение временных интервалов это задача измерения времени между двумя импульсами сформированных из 2-х сигналов (в общем случае не обязательно периодических). Рассмотрим структуру измерителя временных интервалов:
Триггрер формирует импульс длительностью равной длительности между 2-мя входными импульсами. Далее сформированный триггером импульс измеряется аналогично предыдущему случаю.
(Если к=-3, то в мс.. Если к=-6, то в мкс..)
Можно измерять не только длительность между сигналами, но и в случае их периодичности совпадении их частот, то и разность фаз этих сигналов.
§ 4.6 Измерение отношения частот
При наличии 2-х не нравных по частоте сигналов всегда один из них по частоте больше другого, а потому применяя схему изображенную ниже позволяющей производить сравнение периодов возможно получить на индикаторе отношение частот входных сигналов:
§ 4.7 Цифровой частотомер с гетеродином
При измерении высоких частот сталкиваются с тем, что быстродействие цифровой элементной базы ограниченно (максимальные частоты – единицы ГГц), что бы преодолеть это ограничение, в цифровом частотомере применяют гетеродин для получения разностных частот и последующего их измерения. Рассмотрим структурную схему прибора:
При положении переключателя S1 в положении 1 производятся измерения частот не выходящих за пределы рабочей полосы частот частотомера. Иначе переключатель S1 переводят в положение 2.
Значение неизвестной частоты входного сигнала будет определятся в ходе 2-х измерений. Во время 1-ого измерения с помощью индикатора находим n-ую гармонику входного сигнала и определяем её частоту, затем перестраивая частоту гетеродина в сторону её уменьшения смещая спектр справа-налево до обнаружения следующей гармоники (при обнаружении этой гармоники производим 2-е измерение частоты). Обнаружение еще одной гармоники более низкой частоты чем при первом измерении позволяет составить систему уравнений и решив её определить неизвестную частоту входного сигнала.
Раздел 5
§ 5.1 Измерение разности фаз
Понятие разность фаз имеет смысл только в том случае, если частоты одинаковы (когда совпадают угловые скорости векторов описывающих сигналы на комплексной плоскости), иначе речь идет не о разности фаз, а о фазовом набеге. В общем случае сигналы могут быть не только гармоническими:
генератор вольтметр осциллоскоп электронный
В данном случае понятие разности фаз относится к 1-ым гармоникам этих сигналов (эти гармоники влияют на периоды и эти гармоники можно выделить с помощью ФНЧ).
Измерение разности фаз можно проводить следующими способами:
Измерение разности фаз с помощью двухканального осцилографа
В данном случае измерение фаз осуществляется непосредственно.
При наличие осциллографа также возможно использовать приемы для измерения разности фаз с помощью каналов X и Y наблюдая фигуры Лиссажу.
Измерение разности фаз с помощью фазовращателя
Фазовращатель является пассивным четырехполюсником с линейной ФЧХ. В идеальном случае у фазовращателя будет линейная АЧХ.
Свойство фазовращателя – возможность изменения наклон фазовой характеристики при неизменной линейности. Это свойство позволяет менять фазу не изменяя частоту.
Рассмотрим принцип измерения разности фаз с помощью фазовращателя:
Допустим что имеется четырехполюсник с неизвестной фазовой характеристикой.
На одной и той же частоте возможно измерять сдвиг по фазе относительно входа.
Изменяя характеристику фазовращателя добиваются того, чтобы чтобы на осциллографе эллипс перешел в линию (фигуры Лиссажу), это сигнализирует о совпадении фаз. Считывая значение фазового сдвига фазовращателя определяем ранее неизвестный фазовый сдвиг четырехполюсника на этой частоте f.
Таким образом, изменяя частоту, можно снять по точкам фазовую характеристику четырехполюсника.
Точность такого метода - 0,1%.