3.5.1. Структурная схема цифрового частотомера

Упрощенная структурная схема электронно-счетного частотомера приведена на рис. 3.12. Основным элементом входного устройства (Вх.У) является аттенюатор или компенсированный делитель напряжения, с помощью которого устанавливается напряжение, необходимое для нормальной работы формирующего устройства (ФУ). В этом устройстве из входного переменного напряжения формируются короткие прямоугольные импульсы (рис. 3.13), форма которых не изменяется при изменении частоты и амплитуды входного напряжения в установленных для данного прибора пределах. Для формирования импульсов применяют триггер Шмидта или специальные схемы на туннельных диодах. Также ФУ может быть реализовано на логических элементах цифровой техники.

Рис. 3.12. Упрощенная структурная схема цифрового частотомера

Рис. 3.13. Эпюры напряжений

Схема совпадения (&) предназначена для пропускания импульсов на электронный счетчик (Сч) в течение известного интервала времени (времени счета), формируемого из частоты генератора с кварцевой стабилизацией Гкв:

.

В устройстве управления (УУ) вырабатывается импульс напряжения длительностью , с помощью которого временной селектор открывается и на электронный счетчик (Сч) проходит группа импульсов, число которых . Эта информация через дешифратор (Дш) поступает на цифровой индикатор (ЦИ), на табло которого появляются показания в единицах частоты.

Частота генератора с кварцевой стабилизацией обычно равна 5 или 10 МГц и поэтому длительность калиброванного импульса равна 0,2 или 0,1 мкс. При таких длительностях времени счета невозможно измерять частоты, значение которых равно или меньше ее. Поэтому после кварцевого генератора включают декадные делители частоты (ДЧ), на выходе которых образуются частоты в (n=1, 2, 3,… 8) раз ниже частоты генератора, т. е. 100, 10 и 1 кГц, 100, 10, 1 и 0,1 Гц.

Длительность калиброванного импульса, открывающего селектор, равна , и время счета можно устанавливать декадными ступенями от до 10 с. Измеряемая частота здесь определяется по формуле

, (3.7)

где – период следования импульсов кварцевого генератора на входе делителя частоты ДЧ.

Устройство управления одновременно с воздействием на временной селектор выдает импульсы для автоматического сброса показания с табло цифрового индикатора и освобождения электронного счетчика от накопленной информации, а также для приведения в исходное состояние дешифратора и делителей частоты. В устройстве управления предусмотрена блокировка схемы совпадения на некоторый интервал времени, в течение которого сохраняются показания на цифровом табло. Этот интервал времени называется временем индикации и устанавливается оператором в пределах нескольких секунд. Частотомер может работать в автоматическом режиме, при ручном и дистанционном управлении. В автоматическом режиме счет импульсов производится каждый раз, когда заканчивается установленное время индикации. При ручном управлении счет выполняется один раз при нажатии на кнопку ручного запуска; время индикации не ограничивается.