29. Гетеродинный частотомер

Сущность: сравнении частоты исследуе­мого напряжения с частотой напряжения перестраиваемого гетеродина, кото­рый заранее проградуирован. Приборы, осуществляющие этот метод, называ­ют гетеродинными частотомерами. Их используют для измерения в диапазонах высоких и сверхвысоких частот.

В положении И переключателя П на смеситель поступа­ют одновременно напряжения двух частот: измеряемой f_x и гетеродина f_г. На Выходе смесителя получаются напряжения комбинационных частот, и в том- числе биений. Гетеродин перестраивают по частоте до появления нулевых (низ­кочастотных) биений, выделяемых ФНЧ и фиксируемых индикаторным при­бором. Индикатор может быть визуальным (осциллограф, стрелочный прибор) или тональным (телефон). После получения пулевых биений по шкале гетероди­на определяют частоту его напряжения и, следовательно, f_x, так как при ну­левых биениях f_x = fг.

30. Микропроцессорный цифровой частотомер

Напряжение исследуемого сигнала значение час­тоты f_x которого требуется измерить, поступает через входной блок на формирователь импульсов, где преобразуется в периоди­ческую последовательность положительных импульсов. Они подаются в формирователь временных ворот, содер­жащий делитель частоты, у которого устанавливается одно из двух значений коэффициента деления q: 16 или 128.

На вход 1 временного селектора поступает стробирующий импульс q₁T_x=16T_x.

На вход 2 временного селектора подводятся сетные импульсы. Число счетных импульсов получаем:

N= q₁ Fсч T_x =64x10⁵/T_x

Например, f_x =20Гц, N=320000, C= 2¹²=4096 (счетчик двенадцатиразраздный следовательно многократно переполниться).

Сигналы переполнения и остаточное двоич­ное число, фиксируемое счетчиком, поступают в микро-ЭВМ, тогда ЭВМ переходит к режиму 2. В этом случае по сигналу входы 1 и 2 временного селектора подключаются к входам 2 мультиплексора. На временной селектор со входа 1 поступает импульс длительностью 1 секунда. На вход 2 поступают счетные импульсы с частотой f_x и счетчик подсчитывает число импульсов попадающих во временные ворота.

31. Широкодиапазонный частотомер

Сочетание цифрового частотомера и гетеродинного преобразо­вателя частоты. Такое аппаратурное решение существенно рас­ширяет диапазон измеряемых значений частоты. Например, циф­ровой частотомер, непосредственно работающий в диапазоне 0,1 Гц ...300 МГц, совместно с комплектом преобразователей ча­стоты измеряет частоты в пределах от 0,1 Гц до 78,33 ГГц.

Методика измерения такова. Сигнал подводят к входу 2. При нулевых биениях между напряжением сигнала и одной из гармоник перестраиваемого гетеродина, фиксируемых индикатором, основную частоту гетеродина f_г измеряют цифровым частотомером. Измеряемая частота f_x определяется произведе­нием показания счетчика на номер гармоники п. Последний легко найти, если приблизительно известно значение f_x, так как f_x — nf_г. Когда f_x не известна, номер гармоники определяют следующим образом. Получив нулевые биения, фиксируют по электронно-счетному частотомеру основную частоту гетеродина f_г1. Если при этом использовалась п-я гармоника гетеродина, то f_x — nf_г1. За­тем плавно уменьшают частоту гетеродина до повторного появления нулевых биений. Теперь уже биения образуются между напряжением сигнала и (п+1)-й гармоникой гетеродина. Показания счетчика прибора в момент нулевых биений равны f_г2. Измеряемая частота та же, что и в первом случае нулевых биений. Следовательно, f_изм= (n+1) f_г2.Из равенства nf_гl= (п+1)f_г2находим: n= f_г2/(f_г1- f_г2).