ЦИФРОВЫЕ ЧАСТОТОМЕРЫ
Электронно-счетные частотомеры широко применяют для измерение электрических и неэлектрических параметров, преобразованных в частоту ил» интервал времени. Они отличаются высокой точностью, простотой обслуживания и удобством отсчета. Обычно цифровые частотомеры выполняются как универсальные приборы. С их помощью можно измерять частоту, период, отноше-ние частот, длительность и задержку импульса, считать последовательность импульсов, проводить самоконтроль. На рис. 2 представлена структурная схема частотомера-периодомера.
Входное формирующее устройство частотомера служит для преобразования напряжения измеряемой частоты в, последовательность однополярных импульсов, частота которых равна частоте входного сигнала. Импульсы нормируются так, чтобы их уровень и крутизна фронтов, независимо от частоты и формы сигнала на входе прибора, были бы пригодны для работы с другими узлами частотомера. При измерении частоты эталонные интервалы времени, вырабатываемые в формирователе эталонных интервалов и меток времени, равные 10n (л=0, ±1, ±2 и т. д.), заполняются импульсами следующими с неизвестной частотой FK. Число импульсов, попавших в эталонный интервал, подсчитыва-ется счетчиком. Период входного сигнала измеряется подсчетом числа меток, попавших в интервал между короткими импульсами, период которых равен периоду входного сигнала. Период меток обычно составляет 0,1; 1; ...; 103 мкэ.
Формирователь эталонного интервала и меток состоит из термостатированного кварцевого генератора и декадных делителей частоты.
Pис. 2. Структурная схема цифрового частотомера-периодомера
Временной селектор служит для формирования пачки импульсов с частоте! Fx (при измерении частоты); длительность пачки равна выбранному временнб-му интервалу. При измерении периода временной селектор формирует пачку меток с выбранным периодом и длительностью пачки, равной периоду входного сигнала. Счетчик импульсов подсчитывает число импульсов, прошедших через временной селектор. Выходы декад счетчика подключены к дешифраторам двоично-десятичного кода в десятичный или код семисегментных индикаторов.
Блок индикации содержит цифровые индикаторы, управляемые либо непосредственно сигналами дешифраторов, либо токовыми ключами.
Необходимую последовательность работы узлов прибора задает хронизатор.
При измерении частоты входной сигнал с частотой Fx поступает с разъема яа входное формирующее устройство и преобразуется им в импульсы с короткими фронтами, нормированные по амплитуде и длительности. Затем импульсы попадают на вход 1 временного селектора. На вход 2 селектора поступают также импульсы с периодом, равным эталонному интервалу.
Примем за начало измерительного цикла импульс установки нуля, поступающий с хронизатора и устанавливающий декады счетчика, формирователя временных интервалов и временной селектор в исходное положение. Импульс установки нуля вырабатывается после окончания времени индикации. После этого первый же импульс с формирователя временных интервалов, пришедший через переключатели S1.1, S1.3 на вход 2 временного селектора, откроет его. Импульсы с измеряемой частотой Fх, имеющиеся на входе 1 селектора, поступят на его выход и далее на счетчик импульсов. Второй импульс с формирователя эталонных интервалов закрывает временной селектор. Одновременно селектор выдает импульс запуска хронизатора, который с задержкой, равной времени индикации, вырабатывает импульс установки нуля. После чего цикл измерения повторяется. В течение времени индикации (обычно 0,2 — 5 с) можно снять отчет визуально. В это время временной селектор закрыт с целью исключения запуска цикла до окончания времени индикации.
Хронизатор допускает перевод с автоматического режима запуска на ручной. В этом случае хронизатор запускается не временным селектором, а кнопкой «Ручной пуск» (на рис. 2 не показана).
При измерении периода импульсы со входного формирующего устройства через контакты переключателя S1.3 поступают на вход 2 временного селектора. Они определяют «время измерения». Метки времени с переключателя S2 через контакты Sl.l, S1.2 поступают на вход 1 селектора.Прибор подсчитывает число меток за измеряемый интервал Тх- Порядок измерения периода Тх не отличается от порядка измерения частоты Fx.
Для повышения точности измерения можно увеличить время измерения за счет усреднения большого числа периодов. Для этого сигнал с выхода входного формирующего устройства необходимо подать на декадные делители (на рис. 2 не показано).
В режиме самоконтроля на вход формирующего устройства подаются импульсы, выбранные с помощью переключателей S2 или 53. Самоконтроль может производиться в режиме измерения частоты и в режиме измерения периода. Режимы измерения длительности импульса, времени задержки, отношения частот подробно описаны в [10 и 16].
