高精度頻率計(jì)數(shù)器的工作原理及功能特點(diǎn)

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

60年代中期，電子測(cè)量技術(shù)取得了關(guān)鍵性的進(jìn)展，計(jì)算機(jī)的引入，使測(cè)量?jī)x器的功能發(fā)生了質(zhì)的變化，有一些電量方面的測(cè)量轉(zhuǎn)變成測(cè)量整個(gè)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、?jì)算與顯示輸出，從用單個(gè)儀器進(jìn)行測(cè)量轉(zhuǎn)變成用測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量。70年代，計(jì)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(cè)量在傳統(tǒng)的時(shí)域與頻域之外，又出現(xiàn)了數(shù)據(jù)或測(cè)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(shí)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(dòng)開關(guān)，通、斷開關(guān)鍵已經(jīng)消失。90年代，儀器儀表與測(cè)量科學(xué)進(jìn)步取得重大的突破性進(jìn)展。這個(gè)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(jì)也稱為數(shù)字頻率表或電子計(jì)數(shù)器。它不僅是電子測(cè)量和儀器儀表專業(yè)領(lǐng)域中測(cè)量頻率與周期、測(cè)量頻率比和進(jìn)行計(jì)數(shù)、測(cè)時(shí)的重要儀器，而且比示波器測(cè)頻更方便、經(jīng)濟(jì)得多，特別是現(xiàn)代電子計(jì)數(shù)器產(chǎn)品與足見和具有多種測(cè)量功能的數(shù)字式頻率計(jì)，已廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、通訊廣播設(shè)備、生產(chǎn)過程自動(dòng)化測(cè)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。可以說，伴隨著數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展，電子計(jì)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(gè)人，使得電子計(jì)數(shù)器和測(cè)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(jì)是一種用十進(jìn)制數(shù)字顯示被測(cè)信號(hào)頻率的數(shù)字測(cè)量?jī)x器。它的基本功能是測(cè)量正弦信號(hào) .方波信號(hào) ,尖脈沖信號(hào)及其他各種單位時(shí)間內(nèi)變化的物理量，頻率計(jì)的基本原理是用一個(gè)頻率穩(wěn)定度高的頻率源作為基準(zhǔn)時(shí)鐘，對(duì)比測(cè)量其他信號(hào)的頻率。通常情況下計(jì)算每秒內(nèi)待測(cè)信號(hào)的脈沖個(gè)數(shù)，此時(shí)我們稱閘門時(shí)間為 1 秒。閘門時(shí)間也可以大于或小于一秒。

閘門時(shí)間越長(zhǎng)，得到的頻率值就越準(zhǔn)確，但閘門時(shí)間越長(zhǎng)則沒測(cè)一次頻率的間隔就越長(zhǎng)。閘門時(shí)間越短，測(cè)的頻率值刷新就越快，但測(cè)得的頻率精度就受影響。本文數(shù)字頻率計(jì)是用數(shù)字顯示被測(cè)信號(hào)頻率的儀器，被測(cè)信號(hào)可以是正弦波，方波或其它周期性變化的信號(hào)。如配以適當(dāng)?shù)?a target="_blank">傳感器，可以對(duì)多種物理量進(jìn)行測(cè)試，比如機(jī)械振動(dòng)的頻率，轉(zhuǎn)速，聲音的頻率以及產(chǎn)品的計(jì)件等等。因此，數(shù)字頻率計(jì)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(jì)人員能在更小的空間內(nèi)實(shí)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(jì)的說明，以SYN5637型高精度頻率計(jì)數(shù)器為參考進(jìn)行說明，這款頻率計(jì)標(biāo)配是以恒溫晶振OXCO作為內(nèi)部時(shí)基標(biāo)準(zhǔn)，其產(chǎn)品設(shè)計(jì)基準(zhǔn)即是頻率計(jì)的基本原理，就是我們平時(shí)提到的用一個(gè)頻率穩(wěn)定度高的頻率源作為基準(zhǔn)時(shí)鐘的特性。我們提到的這一款型號(hào)目前是按照規(guī)程設(shè)計(jì)的一款滿足應(yīng)用的頻率計(jì)設(shè)備，基礎(chǔ)提到的參數(shù)中頻率測(cè)量分辨率可以達(dá)到12位/秒，基礎(chǔ)配置測(cè)量頻率為6GHz，滿足以檢規(guī)作為測(cè)量依據(jù)的可言計(jì)量，工業(yè)生產(chǎn)等單位的應(yīng)用。

常用數(shù)字頻率測(cè)量方法有直接測(cè)頻法和間接測(cè)頻法, 直接測(cè)頻法適合于數(shù)字電路實(shí)現(xiàn),其基本原理是選取閘門信號(hào), 將被測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換為同頻的周期性脈沖信號(hào), 然后將被測(cè)脈沖信號(hào)填入選取的閘門時(shí)間內(nèi), 通過計(jì)數(shù)電路對(duì)被測(cè)脈沖信號(hào)在閘門時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)的脈沖個(gè)數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù),得到被測(cè)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(shì)進(jìn)入按鈕，以及啟動(dòng)，停止，返回操作。液晶下面為閘門設(shè)置，常用1s，10s，點(diǎn)擊設(shè)置按鈕可進(jìn)行更多閘門配置。

當(dāng)需要測(cè)試功率時(shí)，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(hào)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(jì)的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)，以及當(dāng)前測(cè)試的閘門時(shí)間和標(biāo)稱值自動(dòng)計(jì)算還是手動(dòng)配置。

審核編輯：湯梓紅