ВИМІРЮВАННЯ ЧАСТОТИ ЕЛЕКТРИЧНИХ СИГНАЛІВ Загальні відомості


Скачати 489.88 Kb.
НазваВИМІРЮВАННЯ ЧАСТОТИ ЕЛЕКТРИЧНИХ СИГНАЛІВ Загальні відомості
Сторінка2/14
Дата24.03.2013
Розмір489.88 Kb.
ТипДокументи
bibl.com.ua > Фізика > Документи
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   14

5.2. Метод дискретного рахунку



Метод дискретного рахунку лежить в основі побудови електронно-лічильних частотомірів (ЕЛЧ), які використовуються для вимірювання частотно-часових параметрів електричних сигналів.

Суть методу дискретного рахунку розглянемо на основі аналізу типової структурної схеми ЕЛЧ у різних режимах роботи.

5.2.1. Цифровий частотомір



Спрощена структурна схема ЕЛЧ у режимі вимірювання частоти подана на рис 5.1.

Схема містить наступні елементи: вхідний пристрій ─ ВП, формуючий пристрій ─ ФП, часовий селектор ─ ЧС, опорний генератор ─ ОГ, подільник частоти ─ ПДЧ, пристрій формування і керування ─ ПФК, електронний лічильник ─ ЕЛ, дешифратор ─ ДШ і цифровий індикатор ─ ЦІ.

Вхідний пристрій забезпечує посилення або навпаки послаблення вхідного сигналу і його фільтрацію.

Формуючий пристрій перетворить досліджуваний сигнал у

послідовність імпульсів, частота проходження яких дорівнює

частоті досліджуваного сигналу.



Рис. 5.1. Структурна схема ЕЛЧ у режимі вимірювання частоти
Схема містить наступні елементи: вхідний пристрій ─ ВП, формуючий пристрій ─ ФП, часовий селектор ─ ЧС, опорний генератор ─ ОГ, подільник частоти ─ ПДЧ, пристрій формування і керування ─ ПФК, електронний лічильник ─ ЕЛ, дешифратор ─ ДШ і цифровий індикатор ─ ЦІ.

Вхідний пристрій забезпечує посилення або навпаки послаблення вхідного сигналу і його фільтрацію.

Формуючий пристрій перетворить досліджуваний сигнал у послідовність імпульсів, частота проходження яких дорівнює частоті досліджуваного сигналу.

Часовий селектор це - логічна схема, що забезпечує пропуск на електронний лічильник сформованих імпульсів вимірюваної частоти тільки при наявності на керуючому вході стробуючого імпульсу, тривалість якого визначає час вимірювання.

Опорний генератор є джерелом сигналу каліброваного часового інтервалу. З цією метою, як правило, використовується високостабільний термостатований кварцовий генератор частотою 1 або 5 Мгц. За допомогою формуючого пристрою опорного генератора виробляється послідовність імпульсів, що надходять на подільник частоти. подільник частоти формує послідовність імпульсів, частота проходження яких в раз нижча від частоти сигналу опорного генератора.

Пристрій формування і керування на основі сигналу, що надходить з подільника частоти, забезпечує одержання прямокутного строб-імпульсу, тривалість якого визначає час підрахунку і відповідно час вимірювання.

Електронний лічильник забезпечує підрахунок і запам’ятовування числа імпульсів, що пройшли через селектор за час строб-імпульсу.

Інформація з електронного лічильника через дешифратор надходить на цифровий індикатор, на табло якого з’являється інформація в одиницях вимірювання частоти. Перед початком нового циклу вимірювань необхідно підготувати лічильник, скинувши показання минулого циклу. Це робиться через ланцюг скидання від пристрою керування.

Таким чином, як видно з опису структурної схеми приладу, при вимірюванні частоти на перший вхід ЧС надходить послідовність імпульсів з періодом , обумовлених частотою досліджуваного сигналу , причому . На другий вхід ЧС поступає строб-імпульс тривалістю

, (5.1)
де ─ період надходження імпульсів з опорного генератора

На електронний лічильник проходить група імпульсів, число яких

. (5.2)

Якщо не враховувати похибку дискретизації і порівняти значення з рівностей (9.1) і (9.2), то маємо

,

звідки

. (5.3)

Таким чином, вимірювана частота дорівнює числу імпульсів , утворених із вимірюваного сигналу, а ─ коефіцієнт, що визначає одиницю вимірювання частоти і число значущих цифр при відліку (рис. 5.2).

Прийнято виділяти дві основні складові похибки вимірювання частоти Перша складова ─ це похибка формування зразкового інтервалу часу , протягом якого часовий селектор пропускає імпульси, тобто проводиться вимірювання.



Рис. 5.2. Часові діаграми роботи ЕЛЧ в режимі вимірювання частоти
Ця похибка в основному визначається заданою похибкою, тобто нестабільністю частоти кварцового генератора відносно номінального значення, встановленого по еталону , а також короткочасною і довгостроковою його нестабільністю протягом міжповірочного інтервалу . За рахунок термостатування елементів схеми відносна нестабільність кварцового генератора в реальних схемах звичайно складає .

Похибка це - досить мала величина в порівнянні із другою складовою ─ похибкою, визначеною взаємним розташуванням інтервального і рахункових імпульсів, тобто похибкою дискретизації .

Похибка дискретного рахунку виникає в даному випадку за рахунок втрати частини періоду вимірюваних імпульсів і з деякою імовірністю може складати імпульс.

Відносна похибка дискретизації

(5.4)

Таким чином, загальний вираз для визначення відносної нестабільності запишеться в наступному вигляді:

(5.5)

Як видно з наведених формул, похибка дискретизації збільшується із зменшенням вимірюваної частоти. В деяких межах це збільшення можна компенсувати збільшенням часу вимірювання . Однак при цьому зменшується швидкодія ЕЛЧ. У реальних приладах максимальний час вимірювання обмежується значенням , тому при вимірюванні досить низьких частот застосування розглянутого методу прямого рахунку неефективно. У цьому випадку вимірювати частоту треба непрямим методом, вимірюючи тривалість одного або декількох періодів досліджуваного сигналу.

1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   14

Схожі:

Опис лабораторної роботи
Вимірювання частоти і періоду електричних сигналів у віртуальному комп’ютерному середовищі LabVIEW
Опис лабораторної роботи
Вимірювання частоти і періоду електричних сигналів у віртуальному комп’ютерному середовищі LabVIEW
РОЗДІЛ 7 АНАЛІЗАТОРИ СПЕКТРА СИГНАЛІВ
Методи спектрального аналізу отримали широкого поширення при експлуатації різних радіоелектронних виробів. Це пояснюється тим, що...
Лабораторна робота №2 Дослідження спектрів сигналів, отриманих вимірювальною антеною П6-33
Мета: навчитися працювати з аналізатором спектру, вивчити принцип його дії; набути навичок роботи з вимірювальною антеною; навчитися...
ЗАТВЕРДЖЕНО Наказ Українського державного Центру радіочастот від...
Нормативні посилання
Величини та їх вимірювання. Довжина. Одиниці вимірювання довжини. Сантиметр
Мета. Познайомити учнів з поняттями: величина, вимірювання величин, одиниця вимірювання (мірка); встановити з учнями загальний
Лабораторна робота №4 з курсу «Цифрова обробка сигналів»
Мета й завдання : освоєння прийомів моделювання дискретних сигналів у середовищах Matlab й Simulink
Урок контролю й оцінювання знань
Мета уроку.  Вивчення методики вимірювання в електричних ланцюгах електричного опору й ознайомлення з деякими комбінованими вимірювальними...
1. Загальні відомості про районні організації політичних партій
Загальні відомості про районні організації політичних партій (останні дані про кількість зареєстрованих районних організацій, порівняльний...
Це система розподіленої обробки інформації між комп’ютерами за допомогою...
Передача інформації між комп’ютерами відбувається за допомогою електричних сигналів, які бувають цифровими та аналоговими
Додайте кнопку на своєму сайті:
Портал навчання


При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання © 2013
звернутися до адміністрації
bibl.com.ua
Головна сторінка