Цифровые методы измерения временных интервалов

Основано на делении (квантовании) его длительности на N элементарных интервалов (квантов) τ₀, и подсчета это­го числа. Интервалы τ₀образуются с помощью генератора стабильной частоты .

Структурная схема измерителя периода показана на рис. 16.3.

Рис.16.3

Деление частоты на n равноценно умножению периода на эту же величину:

Фх - низкочастотный формирователь, для преобразования гармонического сигнала в импульсный той же частоты;

ДЧ - делитель частоты и формирователь импульса длительностью nTx.

Такое деление низкой частоты f _x (умножение периода Т _x ) имеет смысл, как будет видно из дальнейшего, для уменьше­ния погрешности счета (квантования) δ_к.

В соответствии с рис.16.3 за время пТ_х открытого ключа К на счетчик пройдет N импульсов частоты f _0. Следовательно,

(16.5)

Число импульсов зафиксируется счетчиком, и на отсчетном устройстве (ЦОУ) появится число, соответствующее длительности периода .

Погрешность измерения периода можно получить из равен­ства (16.5).

(16.6)

Рассуждения, аналогичные тем, которые были сделаны при анализе погрешностей измерения частоты, приводят к заклю­чению, что первая составляющая относительной погрешности измерения периода есть погрешность счета или, иначе, погрешность квантования:

а вторая составляющая — погрешность, вызванная неста­бильностью генератора частоты Г₀ - . Так же, как и в случае измерения частоты, абсолютное значение погрешнос­ти ΔN_max = ±1. Следовательно, имея в виду равенство (16.5), выражение для относительной погрешности (16.6) может быть представлено в следующем виде:

(16.7)

Из (16.7) видно, что величина погрешности тем меньше, чем больше значения Т_х и п — число периодов, квантуемых с помощью последовательности импульсов частотой f ₀. Как следует из предыдущего, п представляет собой коэффи­циент деления частоты f_x или коэффициент умножения пе­риода Т_х. Частота f ₀ для получения малой погрешности должна быть также большой.

Увеличение п не может быть беспредельно, т. к при этом: увеличивается время измерения. В современных частотомерах величина пТ_х обычно не более 10...100 с.

Поиск по сайту: