Измерение периода периодического сигнала методом дискретного

счета

Для обеспечения приемлемой погрешности измерения низких частот измеряют период. Принцип измерения периода аналогичен измерению частоты, но временной селектор открывается импульсом, сформированным из напряжения измеряемого периода, а цепочка счетных импульсов формируется из напряжения кварцевого генератора (рис. 5.2).

Из исследуемого сигнала, период которого Т_x необходимо измерить, во входном блоке и формирующем устройстве ФУ формируется периодическая последовательность коротких импульсов с периодом следования Т_x. В блоке фоpмиpования и управления УУ из них фоpмиpуется стpобиpующий импульс длительностью Т_x. Если включен делитель частоты (на рис. 5.2 опущен) с коэффициентом деления q, то время следования импульсов на его выходе равно qT_x и такую же длительность имеет стробирующий импульс. Он подводится ко второму входу временного селектора, на первый вход которого подаются импульсы кварцевого генератора, являющиеся счетными импульсами. Для увеличения точности измерения импульсы с кварцевого генератора проходят блок умножения частоты УЧ, в котором частота f_кв умножается в 10 ^т (т = 1, 2, 3) раз. Измеряемый период: Т_x = NТ_кв 10^{- т} = N/ (f_кв 10 ^т). Рассчитанное значение частоты: f_x = (f_кв 10 ^т)/ N.

Максимальное значение относительной погрешности дискретности при измерении периода с последующим вычислением частоты:

. (5.2)

При высоких частотах меньшее значение дает вычисление погрешности по (5.1), т. е. целесообразно измерять частоту, а при низких частотах – по (5.2), следовательно, целесообразно измерять период, а частоту рассчитывать. При граничном значении частоты погрешности измерения частоты и периода одинаковы:

,

откуда

.

5.4. Измерение интервалов времени методом дискретного счета

Измерение интервалов времени методом дискретного счета принципиально не отличается от измерения периода (рис. 5.3).

Измерение заключается в сравнении измеряемого интервала времени Δ t_x с дискретным интервалом, воспроизводящим единицу времени.

Для этого измеряемый интервал Δ t_x заполняется импульсами с известным образцовым периодом следования Т_обр << Т_x, т.е. интервал преобразуется в отрезок периодической последовательности импульсов, число N которых, пропорциональное Δ t_x, подсчитывается по формуле

.

Погрешности измерения складываются из погрешностей меры (нестабильность частоты следования импульсов), погрешностей преобразования (шумовые помехи), погрешностей сравнения измеряемого интервала Δ t_x с периодом следования счетных импульсов T_кв (погрешность дискретности).

Погрешности дискретности могут быть уменьшены за счет увеличения частоты следования счетных импульсов, измерения большого числа интервалов Dt_x (т. е. интервала времени qDt_x).

Поиск по сайту: