来自 应用领域 2020-03-12 22:18 的文章
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计数器道理 电子计数器构成及各局限效力

  由B通道输入频率为fB的经整形的信号管制闸门电途,即以一个脉冲开门,以随后的一个脉冲合门。两脉冲的期间间隔(TB)为开门期间。由A通道输入经整形的频率为fA的脉冲群正在开门期间内通过闸门,使计数器计数,所计之数N=fA·TB。

  ①频率衡量:被测信号从A通道输入,若TB为1秒,则读数N即为以赫为单元的频率fA。由晶体振荡器输出的圭表频率信号经时基电途符合分频后酿成闸门期间信号而确定TB之值。

  ②周期或期间间隔衡量:被测信号由B信道输入,管制闸门电途,而A通途的输入信号是由时基电途供给的时钟脉冲信号。计数器计入之数为闸门绽放期间,亦即被测信号的周期或期间间隔。

  正在这些效用的根底上再添补某些辅助电途或安装,计数器还可已毕众周期均匀、期间间隔均匀、频率比值和频率扩展等效用。电子计数器职能目标要紧包罗:频率、印刷厂流水包装计数器周期、期间间隔衡量畛域、输入特点(乖巧度、输入阻抗和波形)、精度、辨别度和偏差(计数偏差、时基偏差和触发偏差)等。

  电子计数器要紧由输入电途、较量电途、期间基准电途、管制电途和计数显示电途等片面构成。

  (1)输入电途 电子计数器的输入电途要紧有三个效用,一是阻抗变换,二是电压放大,三是整形,因此它有三个构成片面,输入电途效用示妄图如图1所示。阻抗变换的主意是通过进步输入端的阻抗来减小对被测信号源的分流,常用晶体管射极随从器或场效应管源极随从器来完成。电压放大采用输入放大器,它们除需具有肯定的放大倍数外,还需求有较宽的通频带,以保障电子计数器有肯定的乖巧度和衡量畛域。印刷厂流水包装计数器整形电途的效用是对被衡量整形,使输至较量电途入口的波形规整化,成为前、后沿较陡的矩形脉冲,以保障计数电途能被牢靠地触发,整形电途常用施密特触发器来完成。

  (2)较量电途 电子计数器的较量电途是由一个与门电途来完成被测信号(如频率)与圭表期间信号的较量的,频率-数字转换波形示妄图如图2所示。若正在图中A端加上被测频率Λ的信号,正在B端加圭表期间为t(又称间门期间)的信号,则C端输出的脉冲数为N

  (5-7)与或(5-8)中±1是商讨到被测信号周期T与圭表期间t正在相位上恐怕会分别步的最坏情状下爆发的误工差。

  由此,N反响了被测频率fx,电途完成了频率-数字转换。比方,正在t=0.1s期间内,计数器计下了1000个脉冲数,则

  (3)期间基准电途(时基电途) 电子计数器是用较量法举办衡量的,也便是将被测信号与一系列圭表期间信号举办较量。比方,衡量频率时用的圭表期间信号(时标信号)是一系列闸门期间,如1ms、10ms、100ms、1s、10s等。电子计数器能否平常任务以及衡量精度的上下,与圭表期间信号有着直接合联。因此,对圭表期间信号的请求,一是要有高精度,二是能众组送出。要满意这些请求,可采用高精度、置于恒温槽中的石英晶体振荡器来爆发圭表期间信号,并采用倍频或分频器,将圭表期间信号分成一系列的时基信号。比方,七级特别频器能将1MHz的圭表频率分为100kHz、1OkHz、1kHz、10OHz、10Hz、1Hz和0.1Hz(相应的闸门期间分离为10μs,100μs、100ms、1ms、10ms、10ms、1s、10s),然后,再遵循需求通过选拔电途送出。

  由上可知,期间基准电途由石英晶体振荡器、倍频或分频电途及闸门期间选拔电途构成。图3是某电子计数器爆发圭表期间信号的方框图。显明,石英晶体振荡器是其重心片面,是总信号源。

  (4)管制电途 管制电途是电子计数器的指导体例,正在管制电途所送出的各样管制信号的指导下,协作计数器各单位电途的任务。通常计数器每举办一次衡量总要历程衡量准各、衡量、显示衡量结果、印刷厂流水包装计数器克复等阶段。每每,正在衡量准各阶段要使计数器复零,主闸门处于恭候翻开状况。正在衡量阶段,主闸门翻开,计数器对被测信号举办计数衡量。主闸门合上后,需求将衡量结果以数字的局势显示出来,并仍旧肯定期间,供衡量者考查与记实。一次衡量完毕后还要为下一次衡量做好准各。总共上述行为都是正在管制电途的联合指导下举办的。管制电途本质上是一个脉冲组合电途,由双稳电途、单稳电途等组成,与时基信号同步的各管制信号分离送往各受控单位。

  (5)计数显示电途 电子计数器的计数电途是对来自闸门的脉冲个数/N举办计数,并将计数结果用数字显示出来的仪器。为了进步计数器的衡量速率,并使每一次测得的数据段相对安宁地显示出来,常正在计数电途后加上寄存器,用来权且寄存衡量所得的数据。

  (6)自校 自校是电子计数器对其内部基准信号源举办衡量的一种效用,可借以查验自己的逻辑效用是否平常。自校和测频率的道理一样,计数器的读数即为频率数。闸门期间可能采用分别值,印刷厂流水包装计数器只是被测信号不是外加的,而是取自计数器内部的圭表期间信号,即圭表期间信号由石英晶体振荡器经分频器或倍频器供给。如取闸门期间为1s,而传送的圭表期间信号是周期为10s的信号,则自校的读数为1000000,显露圭表期间信号频率为1MHz,自校道理方框图如图4所示。

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