Цифровой частотомер. Структурная схема. Принцип работы (методичка).

Цифровые частотомеры.

Назначение основных блоков (Рис. 8 и 9).

Рис. 8

Входное устройство (ВУ) предназначено для согласования прибора с объектом измерения и расширения его диапазона по напряжению.

Временной селектор (ВС) представляет собой ключевую логическую схему. С его помощью производится сравнение измеряемого интервала времени с периодом следования калиброванных импульсов, играющих роль меры.

Формирующее устройство (ФУ) предназначено для преобразования в прямоугольные импульсы напряжения, подаваемого на вход частотомера. Затем эти импульсы дифференцируются и ограничиваются по амплитуде сверху (или снизу). В результате на вход временного селектора подаются короткие импульсы, соответствующие началу каждого периода исследуемого напряжения. Таким образом, в формирующем устройстве измеряемые колебания преобразовываются в последовательность дискретных импульсов с тем же периодом следования Тх.

Генератор рабочей частоты (ГРЧ) предназначен для выработки гармонических колебаний стабильной частоты f₀ (обычно с кварцевой стабилизацией). С его помощью устанавливается интервал времени счёта Тэт, в течение которого происходит подсчёт периодов исследуемого колебания.

Схема управления временным селектором состоит из формирующего устройства, преобразующего гармоническое напряжение стабильной частоты в последовательность коротких импульсов из декадны делителей частоты.

Время счёта Тэт при этом равно периодам, .

Схема формирования импульсов сброса предназначена для управления полным
циклом измерений. Эта схема может работать в режиме ручного или автоматического управления.

Последовательность взаимодействия отдельных блоков частотомера показана на Рис.8. Измерение заключается в подсчете числа N импульсов периода неизвестной частоты в течение фиксированного времени .

Для пояснения работы схемы на Рис.9 приведены эпюры напряжений в различных точках схемы.

Из рисунков 8 и 9 видно, что при подаче на вход сигнала измеряемой частоты на управляющее устройство подается импульсная последовательность строго фиксированного периода с генератора стабильной частоты. Управляющее устройство формирует из колебаний фиксированный интервал времени (время измерения частоты) в виде импульса, который затем подается на временной селектор. При этом временной селектор устанавливается в открытое положение на время измерения.

При известном значении измеряемая частота определяется следующим образом

где — число импульсов, подсчитанное счетчиком.