Цифровой частотомер. Механизм изменения цены наименьшего разряда показания прибора

Найдем период колебаний собственных счетных импульсов цифрового частотомера:

 мкс

Найдем число колебаний собственных счетных импульсов цифрового частотомера за период поданного сигнала:

 мс

Найдем абсолютную погрешность:   мс

Найдем относительную погрешность:    %

Ответ:                    мс

 мс                 %

Задача № 4.2.

Изобразите структурную схему цифрового частотомера в режиме измерения одного периода сигнала, укажите основные источники погрешностей, за счет чего производится изменение цены наименьшего разряда показания прибора? Определите, чему равны при частоте счетных импульсов МГц: интервал относительной погрешности  за счет дискретности отсчетов, время измерения  при показании прибора мс.

Рисунок 5 – Цифровой частотомер в режиме измерения периода сигнала.

Структурная схема цифрового частотомера в режиме измерения периода сигнала показана на рис.5. Здесь приняты следующие сокращения: ГОЧ – генератор опорной частоты, Ф1 и Ф2 – формирователи импульсов, ВС – временной селектор, СЧ – счетчик импульсов, ЦОУ – цифровое отсчетное устройство, ВУ – входное устройство, УФУ – устройство формирования и управления.   Основные источники погрешностей.

1.  Погрешность дискретизации. Ее уменьшают за счет увеличения частоты ГОЧ (путем установки умножителя частоты между ГОЧ и Ф1), т.е. за счет увеличения числа счетных импульсов. С этой же целью в схему между ВУ и Ф2 можно ввести делитель частоты.

2.  Погрешность, обусловленная нестабильностью образцовой частоты кварцевого генератора вследствие старения кварца.

3.  Влияние  шумов в каналах формирования строб-импульса  и счетных импульсов , вносящие в их положение временную модуляцию по случайному закону.

·  Механизм изменения цены наименьшего разряда показания прибора.

Выходной код счетчика СЧ, выдаваемый на ЦОУ, соответствует числу подсчитанных им счетных импульсов , а показания ЦОУ – периоду , поскольку период следования счетных импульсов  выбирается из соотношения , где  – целое число. Так, например, при  ЦОУ отображает число , соответствующее периоду , выраженному в мкс.

·  Рассчет интервала относительной погрешности  и времени измерения .

Предельная погрешность дискретизации составляет , а ее относительное значение обратно пропорционально числу зафиксированных счетных импульсов:.

Время измерения мс.

(4.1)

Изобразите структурную схему цифрового частотомера в режиме измерения частоты; укажите основные источники погрешностей, за счёт чего производится изменение цены наименьшего разряда показания прибора. Определите, чему равны: интервал относительной погрешности  за счёт дискретности отсчётов, время измерения , в двух случаях показаний прибораРешение

·  ВУ - входное устройство ФИ – формирователь импульсов

·  ВС – временной селектор  СЧ – счётчик импульсов

·  ЦОУ – цифровое отсчётное устройство УФУ – устройство формирования и управления

·  ДДЧ – декадный делитель частоты

·  КГ - Кварцевый генератор

Механизм изменения цены наименьшего разряда показания прибора

Счётчик подсчитывает число импульсов Nи выдаёт соответствующий код в цифровое отсчётное устройство ЦОУ. Отношение f_кв/K_Д выбирается равным 10ⁿ Гц, где n – целое число. При этом ЦОУ отображает число N, соответствующее измеряемой частоте f_X в выбранных единицах. Например, если за счёт изменения K_Д выбран коэффициент n=6, то число N, отображаемое на ЦОУ, соответствует частоте f_X, выраженной в мегагерцах. Перед началом измерений УФУ сбрасывает показания счётчик в нуль Зададимся частотой повторения импульсов (так как в задаче этот параметр не указан, примем за  его значение одно из распространённых):

т.к. наименьший разряд показания прибора : Откуда время измерения:0.1c Относительная предельная погрешность за счёт дискретизации:

1.

2.

Задача №4.3. Цифровой частотомер работает в режиме измерения частоты с временем измерения  с.

Какое значение  покажет прибор, если на вход его подать сигнал с частотой =85217 Гц?

Чему будут равны абсолютная  и относительная  погрешности, вызванные дискретностью отсчетов?

Решение:

На вход частотомера поступает сигнал с частотой =85217 Гц. За время измерения  с селектор пропускает счетные импульсы на вход счетчика, фиксирующие их число , после дешифровки число N отображается на отсчетном устройстве. Поскольку полученное число нецелое, отобразиться . Найдем предельную относительную погрешность дискретизации