4.1.3. Режим измерения частоты

При измерении частоты неизвестным параметром будет частота , известным –. Структурная схема измерения частоты приведена на рис. 4.2, временная диаграмма – на рис. 4.3.

Рис. 4.2. Структурная схема измерения частоты

Измеряемый сигнал (допустим синусоидальной формы, рис. 4.3, а) подается на входАи через регулируемый аттенюаторАTпоступает на вход формирователяФ_а. На его выходе образуется последовательность коротких импульсов с частотой следования, равной измеряемой частоте(рис. 4.3,б). Эта последовательность импульсов поступает на один из входов временного селектораВС. На другой его вход через блок автоматикиБАпоступает последовательность прямоугольных управляющих импульсов, длительность которых определяет счетный интервал времени(рис. 4.3,д). Эти импульсы формируются из напряжения опорного кварцевого генератораКГ(рис. 4.3,в) путем деления его частотыв делителе частотыДЧ (рис. 4.3,г). При коэффициенте делениязначение счетного интервала. Обычно счетный интервал определяют через период, равный 1 мс, и множитель, имеющий дискретно устанавливаемые значения 1; 10; 10²; 10³; 10⁴. В этих случаях длительность счетного интервала будет определяться какс. В частотомере счетный интервал времени устанавливается переключателем ВРЕМЯ ИЗМЕРЕНИЯ.

Рис. 4.3. Временная диаграмма измерения частоты

Прошедшие за время счета через временной селектор импульсов (рис. 4.3,е) отсчитываются счетчиком импульсовСч. В блоке индикацииБИопределяется измеряемая частота

,

и полученное значение отображается на блоке индикации. Так как числа икратны 10, то операция делениянасводится к сдвигу запятой на индикаторе.

Приведенное соотношение определяет не только режим измерения частоты, оно лежит в основе измерения периода повторения сигналов, измерения временных интервалов, а также отношения двух частот сравниваемых периодических сигналов.

Пример 1.Определить частоту сигнала, приведенного на рис. 4.3,а, при следующих параметрах частотомера: частота кварцевого генератора= 1 МГц (рис. 4.3,в), значение делителя частоты. Тогда длительность счетного интервала составитс(рис. 4.3,д). На счетчике зафиксированоN= 3 импульса. Измеряемое значение частоты составляет= 300 кГц.

4.1.4. Режим измерения периода

При измерении периода неизвестным параметром, формируемым из входного сигнала, будет период известным, задаваемым органами управления параметрами частотомера, – заполняющие импульсы. Структурная схема измерения периода приведена на рис. 4.4, временная диаграмма – на рис. 4.5. Сигнал (рис. 4,5,а) со входа Б через аттенюатор А_Т подается на формирователь Ф_Б, где формируется последовательность импульсов (рис. 4.5, б) с периодом, равным измеряемому периоду , а на выходе блока автоматикиБА – управляющий импульс длительностью (рис. 4.5,в). При этом переключатель на входе БА находится в положении Т_Б.

Рис. 4.4. Структурная схема измерения периода

Путем умножения или деления частоты опорного кварцевого генератора КГ(рис. 4.5,г) в базе времениБВобразуется последовательность коротких счетных импульсов с периодом (рис. 4.5,д). Эти импульсы также называютметками времени с периодом (частотой ).

Прошедшие за время счета через временной селекторсчетных импульсов (рис. 4.5,е) пересчитываются в значение измеряемого периода, и результат отображается в отсчетном устройстве. Значение периода счетных импульсов (меток времени) может устанавливаться соответствующим дискретным переключателем.

Рис. 4.5. Временная диаграмма измерения периода

Если переключатель на входе блока автоматики установить в положение Т_Б 10, то в процессе измерения периода может осуществляться усреднение серии измеренных его значений, что достигается путем дополнительного деления частоты измеряемого сигнала (или соответственно умножения измеряемого периода) в раз (рис. 4.5,ж, и). Тогда при отсчитанном числе счетных импульсов(рис. 4.5,к) и периоде значение измеряемого периода будет.

Пример 2. Определить период сигнала, приведенного на рис. 4.5, а. Частота кварцевого генератора составляет = 1 МГц (рис. 4.5,г). Этой частоте соответствует период = 1 мкс. Коэффициент умножения периода сигнала k = 10. В результате измерения в счетчике зафиксировано 66 импульсов. Итоговое значение измеряемого периода .