22

Министерство образования Российской Федерации

Красноярский государственный технический университет

А.М. Алёшечкин

В.И. Кокорин

МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТНО-ВРЕМЕННЫХ ПАРАМЕТРОВ СИГНАЛОВ

Учебно-методическое пособие

Красноярск 2001

УДК 621.396.6

Алёшечкин А.М., Кокорин В.И. Методы измерения частотно-временных параметров сигналов. Красноярск: Изд-во КГТУ. 2001. 96 с.

В данном пособии изложены современные методы измерения временных интервалов, частоты и фазового сдвига электрических сигналов. Приведены структурные и функциональные схемы средств измерений, предназначенных для определения частотно-временных параметров сигналов с рассмотрением принципа их работы. Выполнен анализ погрешностей, возникающих при измерениях, и рассмотрены методы их уменьшения.

Для студентов радиотехнического факультета всех форм обучения.

Печатается по решению редакционно-издательского совета

Введение

В области естественных и технических наук каждому открытию, разработке новых машин, изделий и материалов предшествует большое число многообразных измерений и, как следствие, растут требования к качеству, надежности и достоверности измерений. Поэтому в настоящее время к методам и средствам измерений предъявляются повышенные требования к точности измерений, быстродействию измерительных приборов, возможности их работы в автоматическом режиме, повышению надежности, уменьшению массы и габаритов, экономичности питания. Такие требования привели к разработке и промышленному производству средств измерений, основанных на новой элементной базе, – микропроцессорах и цифровых интегральных микросхемах, а также к широкому применению в измерениях методов цифровой обработки сигналов.

В предлагаемом пособии рассмотрены перспективные цифровые методы измерения таких параметров электрических сигналов, как интервал времени между двумя некоторыми точками исследуемого колебания, частота и фазовый сдвиг между двумя сигналами, представлены оптимальные алгоритмы обработки сигналов, выполняемой с целью снижения погрешностей измерений в условиях шумов и помех, искажающих исследуемый сигнал.

1. Измерение временных интервалов

Решение многих научных и технических задач связано с измерением интервалов времени, разделяющих два характерных момента времени какого-либо процесса.

Измерения временных интервалов (ВИ) необходимы при разработке и испытаниях всевозможных схем задержки и синхронизации, при исследованиях цифровых систем, многоканальных систем с временным разделением каналов и др.

Измерители временных интервалов относятся к подгруппе "И" – "Приборы для импульсных измерений", в которую входят следующие виды приборов:

• И1 – установки или приборы для поверки приборов для импульсных измерений;

• И2 – измерители временных интервалов;

• И3 – счетчики числа импульсов;

• И4 – измерители параметров импульсов;

• И9 – преобразователи импульсных сигналов.

В настоящее время для измерения временных интервалов, периода сигналов и подсчета числа импульсов используются универсальные цифровые частотомеры.