Электронноcчетный частотомер


Сдавался/использовался	1996г.
	Загрузить архив:
	Файл: 240-0152.zip (6kb [zip], Скачиваний: 136) скачать

Методическая разработка

для учащихся по курсу

"Электрорадиоизмерения"

на тему: "Электронносчетный частотомер".

Содержание:

Стр.

1. Введение. 1

2. Основные достоинства ЭСЧ. 2

3. Структурная схема. 4

4. Принципиальная схема. 7

5. Погрешности измерения. 8

6. Литература.

- 2 -

_Введение.

Данная методическая разработка является теоритическим пособиемпоэлект-

ронносчетным частотомерам дляучащихсяспециальностей "Радиоаппаратостроение"

и "Электроника".

В ней содержатся сведения по общей методике построения ЭСЧ.

Необходимостью написания разработки является:

1) широкое применение ЭСЧ при решении различных измерительных задач

2) ограниченное время, отводимое для их изучения.

Пособие может быть использовано учащимися при изучении данной темы вкурсе

ЭРИ, при подготовке к лабораторным работам, а так же во время электроизмеритель-

ной практики.

- 3 -

_Основные достоинства ЭСЧ.

В настоящее время цифровые измерители частоты и интервалов временисостав-

ляют наиболее многочисленную группу среди ЦИП. Они удобны в эксплуатации и отли-

чаются высокой точностью. Современные цифровые частотомеры выполняются на полуп-

роводниковых приборахи ИМС,что повысило их надежность по сравнению с первыми

ламповыми образцами, уменьшило габариты и потребляемую мощность.

Обычно ЭСЧ выполняются как универсальные приборы и позволяют помимо частоты

измерять период,временной интервал,длительность импульса, подсчет количества

импульсов.

- 4 -

_Структурная схема.

Обоснование выбора.

В данном приборе для измерения частоты используется метод непосредственного

подсчета числа импульсов за определенную единицу времени. Этот метод полразуме-

вает наличие генератора сигналаэталоннойчастоты, какправилоиспользуется

кварцевый генератор. Импульсы с кварцевого генератора подаются на декадный дели-

тель частоты.С выхода делителя частоты сигналы подаются в устройствоуправле-

ния. Функцией устройства управления является выработка измерительного стробирую-

щего импульса,который подается на схему совпадения в зависимости от выбранного

времени измерения.Также, устройство управления вырабатывает импульсы обнуления

счетчика и сигналы гашения индикатора в момент пересчета.

- 5 -

Принцип действия.

На вход прибора подаются сигналы определенной частоты,каксинусоидальной

формы, так и импульсной формы. Для использования их в устройстве необходимо пре-

образование формы сигнала в последовательность коротких импульсов.Эту функцию

выполняет формирующее устройство. Таким образом, на выходе формирующего устройс-

тва получается последовательность прямоугольных импульсовсчастотой, равной

частоте выходного сигнала.С выхода формирующего устройства импульсная последо-

вательность через переключатель подается насхемусовпадения. Функциейсхемы

совпадения являетсяпропуск последовательности прямоугольных импульсов за время

действия стробирующего импульса, который поступает на второй вход схемы совпаде-

ния с выхода устройства управления.

Таким образом,на выходе схемы совпадения появляется количество импульсов,

соответствующее измеряемой частоте, и подается на вход счетчика.

В данной конструкции используется четырехразрядный декадный счетчик.Выход

каждого разрядасчетчика подключается к дешифратору,который управляет работой

семисегментного индикатора.Таким образом,на индикаторах отображаетсянепос-

редственное значение измеряемой частоты.

- 6 -

ш0,9

┌─────────────┐ ┌─────────────┐ ┌─────────────┐ ┌─────────────┐

│ │ │ │ │ │ │ │

f4x0 │ ФОРМИРУЮЩЕЕ │ │ СХЕМА │ │ │ │ │

────┤ ├─────┤ ├─────┤ СЧЕТЧИК ├─────┤ДЕШИФРАТОР │

│ УСТРОЙСТВО│ │СОВПАДЕНИЯ │ │ │ │ │

│ │ │ │ │ │ │ │

└─────────────┘ └──────┬──────┘ └──────┬──────┘ └──────┬──────┘

│ │ │

│ ┌──────┴──────┐ ┌──────┴──────┐

││ │ │ │

││УСТРОЙСТВО │ │ │

└────────────┤ ├─────┤ИНДИКАТОР │

│УПРАВЛЕНИЯ │ │ │

│ │ │ │

└──────┬──────┘ └─────────────┘

│

┌─────────────┐ ┌──────┴──────┐

│ │ │ │

│ │ │ ДЕЛИТЕЛЬ│

│АВТОГЕНЕРАТОР├─────┤ │

│ │ │ ЧАСТОТЫ │

│ │ │ │

└─────────────┘ └─────────────┘

ш0

- 7 -

_Принципиальная схема.

Генератор образцовых импульсов ЭСЧ собран на логических элементах D 1.1 и D

1.2. Импульсы с частотой 1 МГц с его выхода подаются на декадный делитель часто-

ты, собранный на D2-D7. С делителя частоты через переключатель SA1 сигналы пода-

ются снеобходимым периодом,соответствующим выбранному пределу измерения,на

вход устройства управления.Оно собрано на логических элементах D 8.1, D 8.2, D

9.1, D 9.2,D 10.1 и транзисторе VT 4. Счетные импульсы подаются на вход форми-

рующего устройства,собранного на логических элементах D 1.3 и D 1.4. С его вы-

хода сформированнаяимпульсная последовательность подается на вход схемы совпа-

дения, собранной на D 10.1.Каскад на элементах:диод VD 7, резистор R10, кон-

денсатор С6, транзистор VT 4 определяет время подсчета измеряемой частоты и вре-

мя индикации, которое можно изменять подбором R10.

С выхода 6элементаD 9.2 поступают импульсы гашения индикатора в момент

пересчета измеряемой частоты.Таким образом,на индикаторе появляется мигающее

изображение измеряемойчастоты.Причем частотамигания зависит от выбранного

предела измерения.Перед каждым измерительным циклом на счетчик поступает обну-

ляющий импульссвывода 5триггера D 8.1.Счетные импульсы подаются на вход

счетчика с вывода 12 элемента D 1.4.

Счетчик реализованна микросхемах D 11-14.Подсчитанное число в двоичном

коде с выхода каждого счетчика подается навходсоответствующегодешифратора,

который преобразуетдвоичный код в код для управления семисегментными индикато-

рами HG 1 - HG 4.

Дешифратор собранна микросхемахD15 - D18.В зависимости от выбранного

предела измерения в соответсвующем разряде загорается точка, разделяющаясоот-

ветствующие десятичные разряды измеряемой частоты.

- 8 -

_Погрешность измерений.

При любых измерениях показания измерительных приборов отличаются отдейс-

твительных значений искомых величин из-за погрешностей измерений.

Причины появления погрешностей могут быть различными, например несовершенс-

тво измерительного прибора, несовершенство метода измерения, влияние условий ок-

ружающей среды, индивидуальные свойства экспериментатора.

Погрешности делятся на абсолютные и относительные.

1Абсолютная погрешность0 измерения равна разности между показанием прибораА

и действительным значением А4д0 измеряемой величины:

А = А - А4д

1Относительная погрешность0 выражается в процентах и бывает двух видов:

1) Действительнаяотносительная погрешность,равная отношению абсолютной

погрешности к действительному значению измеряемой величины:

4д0 =( А / А4д0)*100%.

2) Номинальная относительная погрешность,равная отношению абсолютной пог-

решности к измеренному значению исследуемой величины, т. е. к показанию прибора:

4н0 =( А / А)*100%.

Для большинства радиоизмерительных приборов,в отличиеот электроизмери-

тельных, деление на классы точности не производится. Допустимые величины относи-

тельных и абсолютных погрешностей устанавливаются ГОСТ или техническими условия-

ми. Эти значения приводятся в технической документации на прибор.

- 9 -

_Литература.

1. Терешин Г. М. Пышкина Т. Г.

"Электрорадиоизмерения". Издательство "Энергия", 1975 г.

2. "Электрические измерения"

под редакцией В. Н. Малиновского

Энергоиздат, 1982 г.

3. И. Ю. Зайчик

"Практикум по электрорадиоизмерениям".

Издательство "Высшая школа", 1979 г.