24. Габаритные размеры частотомера (без ручки) не более 262х88х320 мм.

2. Устройство и работа

1. Принцип действия

Работа частотомера основана на счетно-импульсном принципе, заключающемся в том, что счетный блок считает количество поступающих на его вход импульсов в течение определенного интервала времени.

При измерении частоты счетный блок считает количество импульсов, сформированных из входного (измеряемого) сигнала за время длительности эталонного сигнала. Длительность эталонного сигнала (время счета) задается опорными частотами.

12

При измерении периода или длительности импульсов счетный блок считает количество импульсов опорной частоты (частоты заполнения или меток времени) за время периода (или длительности) входного (измеряемого) сигнала.

Счетный блок частотомера выполнен на базе PIC-процессора и программируемой логической микросхемы (ПЛИС).

Рисунок 9.1 – Структурная схема частотомера

Структурная схема частотомера приведена на рисунке 9.1 и включает:

- входное устройство;

- усилители ограничители (УО);

- делитель частоты (ДЧ);

- коммутатор;

- программируемая логическая микросхема (ПЛИС);

- РIC – процессор;

- генератор опорный частоты (кварцевый);

13

- переключатель режимов;

- индикатор и источник питания.

Схема работает следующим образом. На ВХОД А частотомера подается измеряемый сигнал в диапазоне частот от 0 до 150 МГц. Входное устройство представляет собой широкополосный повторитель напряжения, который позволяет выполнять дополнительно несколько функций:

- устанавливать входное сопротивление 50 Ом или 1 МОм с целью согласования с источником измеряемого сигнала;

- пропускать или фильтровать постоянную составляющую сигнала (открытый или закрытый вход);

- устанавливать коэффициент передачи сигнала (делитель) 1:1 или 1:10 с целью измерения сигналов с большими уровнями напряжения;

- ограничить уровень измеряемого входного сигнала по напряжению.

Далее сигнал поступает на усилитель-ограничитель 1, где происходит его основное усиление по напряжению. Сигнал, обработанный УО1, имеет фиксированные уровни ЭСЛ положительной логики.

На ВХОД Б частотомера подается измеряемый сигнал в диапазоне частот от 100 до 1000 МГц, который после усиления в У02 и деления частоты на 8 в делителе, поступает на второй вход коммутатора. С выхода коммутатора нормализованный сигнал поступает на вход ПЛИС.

Выбор режима измерения (частота, период, длительность), длительности эталонного стробимпульса (время счета), значение опорной частоты (метки времени) осуществляется при помощи переключателя режимов. Результат измерения передается от ПЛИС в PIC- процессор в виде цифрового кода. PIC-процессор обрабатывает информацию, полученную от делителя частоты и ПЛИС, и выводит на индикатор.

Генератор опорный частоты формирует высокостабильный сигнал опорной частоты значением 5 МГц, из которого формируются в ПЛИС эталонные стробимпульсы, опорные частоты и сигнал тактовой частоты PIC- процессора.

Индикатор представляет собой набор светодиодных индикаторов, которые обеспечивают отображение:

- результата измерения;

- положения десятичной запятой;

- размерность измеряемой величины;

- режим переполнения, при котором индицируется символ "-OL-".

Источник питания осуществляет преобразование переменного напряжения 220 В 50 Гц в стабилизированные напряжения плюс 5 В, минус 5 В, плюс 12 В необходимые для работы частотомера.