Приложение 5.1

к лабораторной работе № 5.

ЭЛЕКТРОННОСЧЕТНЫЙ ЧАСТОТОМЕР Ч3-32

1. НАЗНАЧЕНИЕ

Рисунок 5.2 - Частотомер электронносчетный Ч3-32.

Частотомер электронносчетный Ч3-32 предназначен для:

- измерения частоты электрических колебаний;

- измерения периода электрических колебаний;

- измерения отношения двух частот;

- измерения интервалов времени;

- измерения длительности импульсов;

- счета числа электрических импульсов;

2. ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ

2.1 Электронносчетный частотомер измеряет частоту электрических колебаний в диапазоне частот от 10 Гц до 3, 5 МГц при входном напряже­нии от 0.1 до 100 В эфф.;

2.2 Основная относительная погрешность измерения частоты прибором в процентах не должна превышать:

где

δ ₀ - основная относительная погрешность частоты внутреннего кварцевого генератора;

f_изм - измеряемая частота в Гц;

t_сч - время измерения в с.

2.3 Основная относительная погрешность частоты внутреннего генера­тора

δ ₀ = ±1·10^-7 за 1 час.

2.4. Электронносчетный частотомер измеряет период или 10 периодов электрических колебаний:

а) синусоидального напряжения от 10^-5 до 10^-1 с (от 100 кГц до 10 Гц) при входном сигнале от 0.5 до100 В.

б) импульсных сигналов любой полярности от 10^-5 до 10² с при входной амплитуде от 0, 5 до 100 В длительностью не менее 0, 25 мкс.

2.5. Основная относительная погрешность измерения периода синусои­дального сигнала не превышает суммарную:

где δ ₀ - основная относительная погрешность частоты внутреннего кварцевого генератора;

T_изм - измеряемый период в с;

T₀ - период тактовой частоты или частоты заполнения (метки времени)

n - количество декадных делителей служащих для умножения периода.

n = 0 при измерении одного периода;

n = 1 при измерении 10 периодов.

2.6. Основная относительная погрешность измерения периода импуль­сного сигнала не превышает:

где δ ₀ - основная относительная погрешность частоты внутреннего кварцевого генератора;

T_изм - измеряемый период в с

T₀ - период тактовой частоты или частоты заполнения (метки времени)

n - количество декадных делителей служащих для уменьшения периода.

n = 0 при измерении одного периода;

n = 1 при измерении 10 периодов.

2.7. Электронносчетный частотомер измеряет интервал времени между импульсами любой полярности в диапазоне от 10 мкс до 100 с. Мини­мальная длительность импульса 0, 5 мкс.

2.8. Электронносчетный частотомер измеряет отношение частот синусо­идальных колебаний от 1: 1 до 3.5·10⁵: 1. Диапазон низшей из сравнива­емых частот от 10 Гц до 100 кГц. Диапазон высшей из сравниваемых час­тот от 10 Гц до 3.5 МГц.

2.9. Электронносчетный частотомер измеряет длительность импульса любой полярности в диапазоне от 10 мкс до 10 мс.

2.10. Электронносчетный частотомер выдает напряжения кварцованных частот 10 Гц; 100 Гц; 1кГц; 10 кГц; 100 кГц и 1 МГц амплитудой не менее 1 В на нагрузке 1 кОм.

3. УСТРОЙСТВО И РАБОТА ИЗДЕЛИЯ

3.1 ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ

3.1.1. Принцип действия частотомера построен по классической схеме, в которой подсчитывается число периодов неизвестной частоты за из­вестный высокоточный отрезок времени, называемый временем измерения. При времени измерения в 1 с количество подсчитанных периодов и есть значение измеряемой частоты в герцах. На цифровом табло автома­тически регистрируется результат измерения с указанием порядка и раз­меренности. Время измерения изменяется путем последовательного деления час­тоты опорного генератора декадными ступенями.

При измерении периода длительность времени измерения равна изме­ряемому периоду, а подсчитываемые за это время колебания, образуются декадным делением опорной частоты, и называются метками времени.

При измерении отношения частот время измерения равно периоду низ­шей из сравниваемых частот, в течение которого подсчитывается коли­чество колебаний верхней из сравниваемых частот.

3.1.2. Измерение частоты электрических колебаний производится по структурной схеме рисунок 5.3.

Рисунок 5.3 - Структурная схема измерения частоты

Положение переключателя «РОД РАБОТЫ» - «f_A».

Измеряемые колебания частотой от 10 Гц до 3, 5 МГц усиливаются и формируются усилителем-формирователем и поступают через селектор на блок счетных декад. Селектор открывается строб-импульсом, который вырабаты­вается схемой автоматики из импульсных сигналов, поступающих с дели­теля базы времени. Необходимое время счета выбирается переключателем «МЕТКИ ВРЕМЕНИ - ВРЕМЯ СЧЕТА S».

3.1.3. Измерение периодов электрических колебаний производится по блок-схеме рисунок 5.4 при положении переключателя «РОД РАБОТЫ» - «Т_Б» или «10Т_Б». Входной сигнал усиливается и формируется усилителем-формировате­лем и управляет схемой автоматики, формирующей строб-импульс, дли­тельность которого равна периоду измеряемого сигнала. На вход блока счетных декад поступают метки времени с делителей базы времени. Ве­личина меток времени выбирается переключателем «МЕТКИ ВРЕМЕНИ - ВРЕМЯ СЧЕТА S».

Более точное измерение периода производится в режиме «10Т_Б». В этом случае сформированный входной сигнал поступает на декадный делитель, где его период умножается на 10, а затем на схему формирования строб-импульса. Длительность строб-импульса в этом случае равна 10 периодам измеряемого сигнала. На табло производится индикация результата измерения.

Рисунок 5.4 - Структурная схема измерения периода сигнала.

3.1.4. Измерение отношения частот производится по блок-схеме рисунок 5.5. Усиленные и сформированные колебания меньшей из частот управ­ляют схемой формирования строб-импульса.

Рисунок 5.5 - Структурная схема измерения отношения частот.

4. ПОДГОТОВКА К РАБОТЕ

Для подготовки прибора к работе необходимо выполнить следующие операции:

а) необходимо изучить техническое описание и инструкцию по эксплу­атации, ознакомиться со схемой и конструкцией прибора;

б) рабочее место, на котором будет эксплуатироваться прибор, дол­жен иметь надежное заземление. Перед включением необходимо соединить земляную клемму прибора с заземлением рабочего места;

в) перед включением прибора в сеть тумблер «СЕТЬ» должен находить­ся в выключенном состоянии. Перед включением прибора необходимо проверить соответствие номиналов предохранителей. Сменные предохра­нители находятся в комплекте запасных частей к прибору.

4.1 РАСПОЛОЖЕНИЕ ОРГАНОВ УПРАВЛЕНИЯ

Все основные гнезда и органы управления расположены на передней панели прибора.

На передней панели располагаются следующие основные органы управ­ления:

а) входные гнезда каналов «ВХОД А» и «ВХОД Б», служащие для пода­чи измеряемых сигналов;

б) переключатели полярности импульсов и фронта, от которого запус­кается прибор по двум каналам;

в) переключатель «РОД РАБОТЫ», который обеспечивает взаимное сое­динение блоков и узлов прибора при различных режимах работы;

г) переключатель «МЕТКИ ВРЕМЕНИ - ВРЕМЯ СЧЕТА S», с помощью кото­рого производится выбор необходимого времени измерения или периода меток времени;

Рисунок 5.6 - Лицевая панель частотомера Ч3-32.

д) тумблер «СЕТЬ» и фонарь сигнальной лампы;

е) тумблер переключения на внешний опорный регенератор и гнездо подключения внешнего опорного генератора;

ж) тумблер «ВНЕШ. - АВТ.» и кнопка «ПУСК», служащие для переключе­ния на автоматический или ручной (внешний) пуск и для ручного (или внешнего автоматического) запуска прибора.

з) ручка регулировки «ВРЕМЯ ИНДИКАЦИИ», позволяющая плавно изме­нять время индицирования результатов измерения;

и) клемма «׀», соединенная с корпусом прибора.

4.2 ПОДГОТОВКА К ИЗМЕРЕНИЯМ

4.2.1. Проверить исправность и номинал предохранителя.

4.2.2. Включить кабель питания прибора в сеть.

4.2.3. Включить тумблер «СЕТЬ»; при этом зажигается сигнальная лам­почка и лампы индикаторного табло.

4.2.4. Установить тумблер опорного генератора в положение «ВНУТР». При работе с внутренним опорным генератором. При работе с внешним опорным генератором, сигнал которого подается на гнездо «ВНЕШ.», тумблер должен находиться в нижнем положении.

5. ПОРЯДОК РАБОТЫ.

5.1. ИЗМЕРЕНИЕ ЧАСТОТЫ.

5.1.1. Произвести проверку работоспособности прибора по п.п 4.3

5.1.2. Установить переключатель входного сигнала в соответствующее положение.

5.1.3. К гнезду «ВХОД А» подсоединить кабель с делителем 1: 100.

5.1.4. Подсоединиться входным кабелем к источнику колебаний измеряе­мой частоты.

5.1.5. Установить переключатель «РОД РАБОТЫ» в положение «f_А», а тумблер «ВНЕШ.-АВТ.» - в положение «АВТ», тумблер опорного генератора в необходимое положение.

5.1.6. Установить переключатель «МЕТКИ ВРЕМЕНИ - ВРЕМЯ СЧЕТА S» в по­ложение необходимого времени счета.

5.1.7. Установить с помощью регулировки необходимое время индикации.

5.1.8. Отсчитать значение измеряемой частоты на индикаторном таб­ло. При отсутствии счета или неустойчивом счете сменить входной ка­бель прибора на кабель с меньшим коэффициентом деления (1: 10) или без делителя.

5.1.9. В режиме измерения частоты импульсных сигналов, близких к синусоидальному в диапазоне 1: 3.5 МГц, переключатель входного сигнала по входу А устанавливается в положение «~» и в положение соответствую­щего полярности при скважности больше двух.

5.2. ИЗМЕРЕНИЕ ПЕРИОДА (10^-5 – 10^-3) с.

5.2.1. Установить переключатель «РОД РАБОТЫ» в положение «ТБ» или «10ТБ».

5.2.2. Установить переключатель сигнала по «ВХОДУ Б» в положение «→», «→» или «~» в зависимости от формы подаваемого сигнала.

5.2.3. Установить переключатель «МЕТКИ ВРЕМЕНИ - ВРЕМЯ СЧЕТА S» в по­ложение необходимой длительности меток времени.

5.2.4. Установить с помощью регулировки необходимое время индика­ции, при этом тумблер «ВНЕШ.-АВТ.» в положение «АВТ».

5.2.5. Подать исследуемый сигнал через кабель с делителем 1: 100 на «ВХОД Б» прибора.

5.2.6. Отсчитать значение измеряемого периода на индикаторном табло.

5.3. ИЗМЕРЕНИЕ ОТНОШЕНИЯ ЧАСТОТ.

5.3.1. Установить переключатель «РОД РАБОТЫ» в положение «f_А/f_Б».

5.3.2. Установить переключатели сигналов по входам «А» и «Б» в со­ответствующее положение.

5.3.3. Установить с помощью регулировки необходимое время индикации, при этом тумблер «ВНЕШ-АВТ» - в положении «АВТ», тумблер опорного ге­нератора в соответствующем положении.

5.3.4. Подать исследуемые сигналы через кабели с делителями 1: 100 на входы прибора. Сигнал высшей из сравниваемых частот подайте на «ВХОД А», низший - на «ВХОД Б» прибора.

5.3.5. Отсчитать значение отношения частот исследуемых сигналов на индикаторном табло. При отсутствии счета или неустойчивом счете по­дать сигналы на входы прибора через кабели с делителями с меньшим коэффициентом деления.

Список использованной литературы

1. «Метрология и радиоизмерения» под редакцией В. И. Нефедова. М.: «ФОРУМ – ИНФРА-М» 2005.

2. «Электрорадиоизмерения» под редакцией А. С. Сигова. - М.: «Форум – Инфра-М», 2004 г.

3. «Метрология и электрорадиоизмерения в телекоммуникационных системах» под редакцией Б. Н. Тихонова. М.: Горячая линия - Телеком, 2007.

4. «Метрология, стандартизация и измерения в технике проводной связи» под ред. Б. П. Хромого. - М: «Радио и связь», 1986.

5. «Метрология и метрологическое обеспечение» А. Г. Сергеев. – М.: Высшее образование, 2008.