高精度頻率計數(shù)器的工作原理及功能特點

在現(xiàn)代科技的電子技術(shù)中，頻率測量是最基本的參數(shù)之一，并且與其他的測量的測量方案、測量結(jié)果都有十分密切的關(guān)系，因此測量頻率就顯得很重要了。測量頻率的方法有很多種，其中頻率計測量頻率具有精度高、使用方便、測量迅捷，也可以把測量結(jié)果上傳至電腦，以及便于實現(xiàn)測量過程自動化等優(yōu)點。電子計數(shù)器測頻使用高精度的頻率計即在一定閘門時間內(nèi)測量被測信號的脈沖個數(shù);一般使用于高頻信號的頻率測量。

60年代中期，電子測量技術(shù)取得了關(guān)鍵性的進(jìn)展，計算機(jī)的引入，使測量儀器的功能發(fā)生了質(zhì)的變化，有一些電量方面的測量轉(zhuǎn)變成測量整個系統(tǒng)的關(guān)鍵待征參數(shù)，從單純的接收、顯示轉(zhuǎn)變?yōu)榭刂?、分析、處理、計算與顯示輸出，從用單個儀器進(jìn)行測量轉(zhuǎn)變成用測量系統(tǒng)進(jìn)行測量。70年代，計算機(jī)的高精度技術(shù)在儀器儀表中的逐步使用，使電子儀器的測量在傳統(tǒng)的時域與頻域之外，又出現(xiàn)了數(shù)據(jù)或測試數(shù)據(jù)處理。80年代，由于微處理器被用到儀器中，儀器前面板開始朝鍵盤化方向發(fā)展，過去直觀的用于調(diào)節(jié)時基或幅度的旋轉(zhuǎn)度盤，選擇電壓電流等量程或功能的滑動開關(guān)，通、斷開關(guān)鍵已經(jīng)消失。90年代，儀器儀表與測量科學(xué)進(jìn)步取得重大的突破性進(jìn)展。這個進(jìn)展的主要標(biāo)志是儀器儀表智能化程度的提高。

數(shù)字式頻率計也稱為數(shù)字頻率表或電子計數(shù)器。它不僅是電子測量和儀器儀表專業(yè)領(lǐng)域中測量頻率與周期、測量頻率比和進(jìn)行計數(shù)、測時的重要儀器，而且比示波器測頻更方便、經(jīng)濟(jì)得多，特別是現(xiàn)代電子計數(shù)器產(chǎn)品與足見和具有多種測量功能的數(shù)字式頻率計，已廣泛應(yīng)用于計算機(jī)系統(tǒng)、通訊廣播設(shè)備、生產(chǎn)過程自動化測控裝置、帶有 LED、LCD數(shù)字顯示單元的多種儀器儀表以及諸多的可許技術(shù)領(lǐng)域?？梢哉f，伴隨著數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展，電子計算機(jī)、通訊設(shè)備、音頻和視頻技術(shù)進(jìn)入科研、生產(chǎn)、軍事技術(shù)和經(jīng)濟(jì)生活領(lǐng)域，直至家庭和個人，使得電子計數(shù)器和測頻手段與上述電子設(shè)備耦連為形影不離的技術(shù)。數(shù)字頻率計是一種用十進(jìn)制數(shù)字顯示被測信號頻率的數(shù)字測量儀器。它的基本功能是測量正弦信號 .方波信號 ,尖脈沖信號及其他各種單位時間內(nèi)變化的物理量，頻率計的基本原理是用一個頻率穩(wěn)定度高的頻率源作為基準(zhǔn)時鐘，對比測量其他信號的頻率。通常情況下計算每秒內(nèi)待測信號的脈沖個數(shù)，此時我們稱閘門時間為 1 秒。閘門時間也可以大于或小于一秒。

閘門時間越長，得到的頻率值就越準(zhǔn)確，但閘門時間越長則沒測一次頻率的間隔就越長。閘門時間越短，測的頻率值刷新就越快，但測得的頻率精度就受影響。本文數(shù)字頻率計是用數(shù)字顯示被測信號頻率的儀器，被測信號可以是正弦波，方波或其它周期性變化的信號。如配以適當(dāng)?shù)?a target="_blank">傳感器，可以對多種物理量進(jìn)行測試，比如機(jī)械振動的頻率，轉(zhuǎn)速，聲音的頻率以及產(chǎn)品的計件等等。因此，數(shù)字頻率計是一種應(yīng)用很廣泛的儀器，電子系統(tǒng)非常廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)，到處可見到處理離散信息的數(shù)字電路。數(shù)字電路制造工業(yè)的進(jìn)步，使得系統(tǒng)設(shè)計人員能在更小的空間內(nèi)實現(xiàn)更多的功能，從而提高系統(tǒng)可靠性和速度。

關(guān)于頻率計的說明，以SYN5637型高精度頻率計數(shù)器為參考進(jìn)行說明，這款頻率計標(biāo)配是以恒溫晶振OXCO作為內(nèi)部時基標(biāo)準(zhǔn)，其產(chǎn)品設(shè)計基準(zhǔn)即是頻率計的基本原理，就是我們平時提到的用一個頻率穩(wěn)定度高的頻率源作為基準(zhǔn)時鐘的特性。我們提到的這一款型號目前是按照規(guī)程設(shè)計的一款滿足應(yīng)用的頻率計設(shè)備，基礎(chǔ)提到的參數(shù)中頻率測量分辨率可以達(dá)到12位/秒，基礎(chǔ)配置測量頻率為6GHz，滿足以檢規(guī)作為測量依據(jù)的可言計量，工業(yè)生產(chǎn)等單位的應(yīng)用。

常用數(shù)字頻率測量方法有直接測頻法和間接測頻法, 直接測頻法適合于數(shù)字電路實現(xiàn),其基本原理是選取閘門信號, 將被測信號轉(zhuǎn)換為同頻的周期性脈沖信號, 然后將被測脈沖信號填入選取的閘門時間內(nèi), 通過計數(shù)電路對被測脈沖信號在閘門時間內(nèi)出現(xiàn)的脈沖個數(shù)進(jìn)行計數(shù),得到被測脈沖頻率。

液晶左邊為常用的配置，AC/DC，50歐/1兆歐阻抗，衰減X10，100kHz濾波器，液晶右邊為通道選擇，和頻率記錄趨勢進(jìn)入按鈕，以及啟動，停止，返回操作。液晶下面為閘門設(shè)置，常用1s，10s，點擊設(shè)置按鈕可進(jìn)行更多閘門配置。

當(dāng)需要測試功率時，選擇500歐姆阻抗，最下面的狀態(tài)里面顯示的即就是50歐姆阻抗選擇下輸入信號的功率，以及相應(yīng)的最大值，最小值，功率峰峰值。

液晶上方的狀態(tài)欄顯示統(tǒng)計的數(shù)據(jù)個數(shù)，以及當(dāng)前測試的閘門時間和標(biāo)稱值自動計算還是手動配置。

審核編輯：湯梓紅