60) Поясните назначение, устройство и принцип роботы цифрового частотомера.
Цифровой частотомер — это сложный измерительный прибор для определения частоты периодического процесса или частот гармонических составляющих спектра сигнала. Частотомеры используются для обслуживания, регулировки и диагностики радиоэлектронного оборудования различного назначения, контроль работы радиосистем и технологических процессов. Для мастера, работающего с цифровыми частотомерами, важно знать насколько они точны.
Прибор позволяет измерять частоту электрических колебаний в пределах 100...99999 Гц и может быть использован для настройки различных генераторов, электронных часов, устройств автоматики. Амплитуда входного сигнала — 1...30 В.
Рис. 130. Структурная схема цифрового частотомера
Структурная схема частотомера показана на рисунке 130. Его основные элементы: формирователь импульсного напряжения сигнала fх измеряемой частоты, генератор образцовой (эталонной) частоты, электронный ключ, счетчик импульсов с блоком цифровой индикации и управляющее устройство, организующее работу прибора. Принцип его действия основан на измерении числа импульсов, поступающих на вход счетчика в течение строго определенного времени, равного в данном приборе 1 с. Этот необходимый измерительный интервал времени формируется в блоке управления.
В
основе принципа действия лежит
частотно-импульсный метод.
Принцип
работы:
С формирователя F сигнал
прямоугольной формы поступает на один
из входов И, на другой вход поступает
импульс длительности Δt0,
который получается на выходе делителя
частоты :FR и делится в К раз. Счетчик СТ
подсчитывает число переходов от 0 к 1 на
интервале Δt0.
Код числа N поступает на ЦОУ. Без учета
погрешности можно записать, что количество
импульсов N,поступивших на
счетчик:
N=Δt0/T=Δt0f=kf/2f0
f=N/Δt0=2f0N/k=gN
Рассмотрим погрешности, искажающие эти соотношения. Можно выделить 3 источника погрешности:
1) Отличие кванта от номинального значения из-за ухода частоты f0 (f0± Δf0), (gНОМ±Δg)
2) Преобразование непрерывной величины f в дискретизированную величину gN. В этом случае максимальное абсолютное значение погрешности будет составлять ±0.5g
3) Отсутствие синхронизации сигнала частотой f с сигналом частотой f0. Максимальная абсолютная погрешность, вызванная этим фактором, составляет ±0.5g