Частотомер - Frequency counter

Счетчик частоты представляет собой электронный прибор , или компонент из одного, который используется для измерения частоты . Частотомеры обычно измеряют количество циклов колебаний или импульсов в секунду в периодическом электронном сигнале . Такой прибор иногда называют частотомером, особенно китайского производства.

Частотомер Systron-Donner 1973 года выпуска с дисплеем с трубкой Nixie.

Принцип работы

Большинство частотомеров работают с использованием счетчика, который накапливает количество событий, произошедших за определенный период времени. После заданного периода, известного как время стробирования (например, 1 секунда), значение счетчика передается на дисплей, и счетчик сбрасывается на ноль. Если измеряемое событие повторяется с достаточной стабильностью, а частота значительно ниже, чем частота используемого тактового генератора, разрешающую способность измерения можно значительно улучшить, измеряя время, необходимое для всего количества циклов, а не подсчитывая время. количество полных циклов, наблюдаемых в течение заранее установленной продолжительности (часто называемое обратным методом ). Внутренний генератор, который выдает временные сигналы, называется временной разверткой и должен быть очень точно откалиброван.

Если событие, которое нужно подсчитать, уже записано в электронной форме, все, что требуется, - это простое подключение к прибору. Более сложные сигналы могут нуждаться в некоторой обработке, чтобы сделать их пригодными для подсчета. Большинство частотомеров общего назначения будут включать в себя некоторые формы усилителя , схемы фильтрации и формирования на входе. Технология DSP , контроль чувствительности и гистерезис - это другие методы повышения производительности. Другие типы периодических событий, которые по своей природе не являются электронными, необходимо будет преобразовать с помощью какого-либо преобразователя . Например, механическое событие может прерываться световым лучом, а счетчик подсчитывать результирующие импульсы.

Частотомеры, разработанные для радиочастот (RF), также широко распространены и работают по тем же принципам, что и более низкие частотомеры. Часто у них есть больший диапазон, прежде чем они переполнятся. Для очень высоких ( микроволновых ) частот во многих конструкциях используется высокоскоростной предварительный делитель, чтобы снизить частоту сигнала до точки, при которой могут работать обычные цифровые схемы. Дисплеи на таких приборах учитывают это, поэтому они по-прежнему показывают правильное значение. В настоящее время микроволновые частотомеры могут измерять частоты почти до 56 ГГц . Выше этих частот измеряемый сигнал комбинируется в смесителе с сигналом гетеродина , создавая сигнал с разностной частотой, которая достаточно мала для непосредственного измерения.

Точность и разрешение

Частотомер Fluke PM6685R

Точность частотомера сильно зависит от стабильности его временной развертки. База времени очень тонкая, как стрелки часов, и может изменяться из-за движения, помех или даже дрейфа из-за возраста, что означает, что она может некорректно "тикать". Это может привести к тому, что показание частоты при привязке к временной развертке может показаться выше или ниже фактического значения. Высокоточные схемы используются для генерации шкалы времени для измерительных целей, обычно с использованием кварцевого генератора в герметичной камере с регулируемой температурой, известной как кварцевый генератор или кварцевый генератор .

Для более высокой точности измерений, внешняя опорная частоты связан с очень высокой стабильностью генератора , такими как GPS дисциплинированным рубидия может быть использован генератор. Если частота не должна быть известна с такой высокой степенью точности, можно использовать более простые генераторы. Также возможно измерить частоту, используя те же методы в программном обеспечении во встроенной системе . Например, центральный процессор (ЦП) может быть приспособлен для измерения собственной частоты работы при условии, что у него есть некоторая эталонная временная база для сравнения.

Точность часто ограничивается доступным разрешением измерения. Разрешение единичного счета обычно пропорционально частоте генератора временной развертки и времени стробирования. Улучшенное разрешение можно получить с помощью нескольких методов, таких как передискретизация / усреднение.

Кроме того, точность может быть значительно снижена из-за дрожания измеряемого сигнала. Эту ошибку можно уменьшить с помощью методов передискретизации / усреднения.

Интерфейсы ввода / вывода

Интерфейсы ввода-вывода позволяют пользователю отправлять информацию на частотомер и получать информацию от частотомера. Обычно используемые интерфейсы включают RS232 , USB , GPIB и Ethernet . Помимо отправки результатов измерений, счетчик может уведомить пользователя о превышении определенных пользователем пределов измерения. Общими для многих счетчиков являются команды SCPI, используемые для управления ими. Новая разработка - это встроенное управление через локальную сеть через Ethernet в комплекте с графическим интерфейсом пользователя . Это позволяет одному компьютеру управлять одним или несколькими приборами и устраняет необходимость в написании команд SCPI.

Смотрите также

Рекомендации

Внешние ссылки