User manual

Instrukcja użytkownika Miernik częstotliwości Voltcraft FC-2500 www.conrad.pl

Strona 14 z 17

Dystrybucja Conrad Electronic Sp. z o.o., ul. Franciszka Kniaźnina 12, 31-637 Kraków, Polska

www.conrad.pl

otwarciu bramki impuls odpowiadający okresowi sygnału wejściowego, który nie w pełni

mieści się w czasie bramkowania TB, nie zostaje zliczony - ilustruje to 1 - faza A. Podobnie

przed zamknięciem bramki zostanie zliczony impuls, który odpowiada okresowi sygnału

wejściowego nie w pełni mieszczącym się w czasie bramkowania - patrz rys. 1 - faza B.

Opisany powyżej mechanizm może doprowadzić w skrajnym przypadku do zliczania o jeden

impuls za dużo lub o jeden impuls za mało. Graniczny błąd zliczania wynosi zatem Dz= ą1.

Z zależności tej wynika ważny wniosek: Jeśli liczba zliczonych impulsów N jest mola, to

niepewność pomiaru częstotliwości metodą cyfrową jest duża. Układ zapewnia małą

niepewność pomiaru częstotliwości, jeżeli czas bramkowania będzie dużo większy niż okres

sygnału, którego częstotliwość jest mierzona.

Zwiększenie dokładności jest możliwe jedynie przez zwiększenie liczby .zliczonych impulsów,

a zatem przez wydłużenie czasu bramkowania. W przypadku pomiaru częstotliwości bardzo

ma łych (np. poniżej 100 Hz) prowadzi to do długiego czasu pomiaru. Korzystniej jest

wówczas mierzyć okres sygnału i wyliczyć jego częstotliwość.

Pomiar okresu może odbywać się w tym samym układzie co pomiar częstotliwości, z tą

różnicą, że jest odwrócona rola impulsów wzorcowych i zliczanych w liczniku.

Otwarcie bramki następuje na czas równy okresowi mierzonego sygnału, a zliczane są

impulsy o dokładnie znanym okresie Tw, generowane w generatorze impulsów wzorcowych

(ewentualnie pomnożonym przez 10k za pomocą dekadowego dzielnika częstotliwości).

2. Układ pomiarowy okresomierza cyfrowego pokazano na rys.2a, a zasadę pomiaru

objaśniono na rys.2b.

Analogicznie jak przy pomiarze częstotliwości, przy pomiarze okresu powstają błędy zliczania.

Ich przyczyną jest w tym przypadku niedoliczenie impulsu wzorcowego (poprzednio był to

impuls odpowiadający sygnałowi mierzonemu) lub zliczenie impulsu, który nie zakończy się

przed upływem mierzonego okresu.

Podobnie jak przy pomiarze częstotliwości niepewność wyniku pomiaru jest duża w

przypadku małej liczby zliczonych impulsów. Zwiększenie dokładności pomiarów jest możliwe

przez zmniejszenie okresu Tw. Przy pomiarach okresu sygnałów o wielkiej częstotliwości są

trudności z wygenerowaniem sygnału wzorcowego o odpowiednio krótkim okresie Tw (czyli

bardzo wielkiej częstotliwości). W takim przypadku mierzy się częstotliwość sygnału

badanego i oblicza się jego okres. Niepewność pomiaru (ze względu na błąd zliczania) będzie

wówczas bardzo mała, nawet przy stosunkowo krótkich czasach bramkowania.

3. Pomiar przedziału czasu metodą cyfrową jest analogiczny do pomiaru okresu. Początek

zliczania jest wyznaczony przez początek mierzonego przedziału czasu, a koniec zliczania

przez koniec tego przedziału. Jeżeli przedział (odstęp) czasu jest wyznaczony przez dwa

impulsy: START i STOP, to pomiar może być dokonany w układzie jak na rys. 3. Pierwszy

impuls KASUJ przygotowuje układ do pomiaru, tj. zeruje przerzutnik Pl, ustawia w stan wysoki

przerzutnik P2 i zeruje licznik dziesiętny. Impuls START za pomocą przerzutnika P1 powoduje

otwarcie bramki i rozpoczęcie zliczania impulsów wzorcowych. Impuls STOP za pomocą

przerzutnika P2 powoduje zamknięcie bramki i zakończenie zliczania impulsów. Kolejny

impuls KASUJ powoduje przepisanie wyniku do pamięci i jego wyświetlenie, a jednocześnie

przygotowuje układ do kolejnego pomiaru.