28. Измерение частоты и времени методом дискретного отсчёта

Частота: Сущность метода: прямое сравнение значения f_x измеряемой частоты с дискретным значени­ем Fобр образцовой частоты, воспроизводимым мерой. Для этого находят (путем дискретного счета) число n, показывающее, во сколько раз f_x больше Fобр. Искомое значение частоты определяется выражением f_x = n Fобр.

Периодический сигнал, частоту f_x которого необходимо изме­рить, поступает на вход прибора (обычно его обозначают бук­вой А). После усиления или ослабления во входном блоке сигнал подается на формирователь, где преобразуется в периодическую последовательность импульсов с частотой следования f_x. Эти им­пульсы подводятся к входу 1 временного селектора и проходят через него в счетчик, если на входе 2 селектора имеется строби­рующий импульс. Последний формируется из напряжения высокочастотного кварцевого генератора. Так как период его выходного сигнала мал, то для получения требуемой длительности стробирующего импульса в схеме предусмотрен делитель частоты. Он представляет собой набор де­кад, каждая из которых уменьшает частоту следования импульсов в 10 раз. Коэффициент деления q зависит от числа включенных декад. Из периодической последовательности импульсов, образу­ющейся на выходе делителя частоты, блок формирования и уп­равления формирует стробирующий импульс (временные ворота), подаваемый на вход 2 временного селектора и определяющий продолжительность счета. Блок формирования и управления, помимо формирователя временных ворот, содержит схему, задающую продолжительность индикации показания дис­плеем и сбрасывающую показания счетчика на нуль.

Время:

Для аппаратурного осуществ­ления описанного метода необходимы генератор счетных импуль­сов и счетчик, между которыми должна быть включена схема, от­крывающая счетчик на время Δt_x. Эту функцию выполняет временной селектор, представляющий собой логический элемент И. Счетные импульсы, непрерывно поступа­ющие на вход 1 временного селектора, могут проходить в счетчик только тогда, когда на входе 2 селектора действует стробирующий импульс. Он формируется из исследуемого сигнала устройством, содержащимся в блоке формирования и управления. За время действия стробирующего импульса, длительность которого равна измеряемому интервалу Δt_x счетчик считает импуль­сы генератора. Число импульсов, зафиксированное счетчиком и наблюдаемое с помощью цифрового отображающего устройства — дисплея, однозначно соответствует измеряемому интервалу Δt_x.

В измерительной технике импульс, вырезающий участок им­пульсной последовательности или задающий продолжительность счета, принято называть временными воротами.

Если период следования счетных импульсов генератора Г_сч (частота следования F_C4), то за интервал At_x через временные во­рота пройдет

m=Δtх/T_сч=Δt_xF_сч

импульсов и, следовательно, измеряемый интервал

Δt_x=mT_сч = m/F_сч

Измерения оказываются косвенными. Для получения прямого показания в приборах, построенных но схеме с жесткой логикой (без микропроцессора), частота следования импульсов выбрана равной F_сч= 10^k Гц, где k=1; 2; 3... Тогда Δt_x =m10^-k с.

Таким же способом можно измерить и длительность прямо­угольного импульса т_и. В этом случае исследуемый импульс по­дается непосредственно на вход 2 селектора. Временные ворота получаются равными длительности т_и.