2 Быстродействие счетчиков импульсов и методика экспериментального определения его параметров

Быстродействие счетчиков наряду с их емкостью (объемом) и видом выходного кода является одним из основных параметров, определяется оно двумя параметрами: разрешающей способностью t_p и временем установки t_уст кода счетчика. Под разрешающей способностью t_p понимают минимально допустимый интервал времени между двумя входными импульсами, при котором не происходит потери счетных импульсов. Этот параметр часто выражают через максимальную частоту f_сч счетных импульсов, определяемую из соотношения f_сч=1/t_p. Время установки кода t_уст представляет собой интервал времени между моментом поступления входного импульса и моментом установления выходного кода, т.е. моментом перехода счетчика в новое устойчивое состояние.

Максимальная частота счета f_сч или разрешающая способность t_p важны тогда, когда результат счета импульсов необходимо получить после поступления на вход СИ серии (пачки) импульсов. Время установки кода t_уст важно в том случае, когда результат счета необходимо получить после каждого приходящего счетного импульса.

Разрешающая способность t_p двоичных асинхронных СИ или их частота f_сч определяется быстродействием первого триггера, соответ­ствующего младшему разряду выходного кода, т.е. максимальной частотой или временем его переключения. Разрешающая способность t_p и f_сч двоично-десятичных СИ определяется быстродействием триггеров, а также видом связей между разрядами счетчика и временем срабатывания логических схем, образующих связи между триггерами счетчика

Время установки кода двоичных асинхронных СИ зависит от числа разрядов счетчика, быстродействия триггеров счетчика, а также от значения устанавливаемого в счетчике кода. Максимальное значение t_уст имеет место при изменении состояния всех разрядов, т.е. триггеров счетчика. В двоично-десятичных СИ еще одним фактором, увеличивающим t_уст, является время срабатывания логических схем, входящих в межразрядные связи счетчика.

В работе экспериментально определяют максимальную частоту счета f_сч и по ней вычисляют разрешающую способность t_p счетчика. Максимальную частоту счета можно определить путем плавного повышения частоты входных импульсов до тех пор, пока СИ начинает давать сбои в счете импульсов. Граничная частота входных импульсов, при которой сбои не наблюдаются, т.е. при которой нет потери счетных импульсов, и будет максимальной частотой счета f_сч.

Для определения момента сбоя счетчика его исследуют в режиме делителя частоты. При отсутствии сбоев в счете коэффициент деления К_д счетчика (К_д – отношение частоты входных импульсов к частоте выходных импульсов СИ) будет равен его модулю счета или коэффициенту пересчёта. При появлении сбоев в счете коэффициент деления отличается от модуля счета исследуемого СИ.

Коэффициент деления К_д счетчика определяют путем измерения отношения частоты входных импульсов к частоте выходных импульсов этого СИ с помощью цифрового частотомера.

Таким образом, методика измерения частоты f_сч заключается в измерении коэффициента деления К_д счетчика при плавном повышении частоты входных импульсов и определении максимальной частоты, при которой К_д счетчика равен его модулю счета. Определенная таким образом частота входных импульсов является максимальной частотой счета f_сч исследуемого счетчика.