计数器

  计数器是一种具有多种测量功能、多种用途的电子计数器。它可以测量频率、周期、时间间隔、频率比、累加计数、 计时等;配上相应的插件,还可以测量相位、电压等。一般我们把凡具有测频和测周两种以上功能的计数器都归类为通用计数器。

主要性能

  1、 测试功能

  电子计数器所具备的测试功能一般包括测量频率、周期、 频率比、时间间隔、累加计数和自校等。

  2、 测量范围

  电子计数器的有效测量范围是相对于测量功能而言的, 不同的测量功能其测量范围的含义也不同。如测量频率时是指频率的上、下限;测量周期时是指周期时间单位)的、最小值。

  3、 输入特性

  一般情况下,当仪器有2~3个输入通道时,需分别给出各个通道的特性,主要有:

  1) 输入灵敏度:指仪器正常工作所需输入的最小电压。

  2) 输入耦合方式:主要有AC交流)耦合和DC直流)耦合两种。AC耦合时,被测信号经隔直电容输入;DC耦合时, 被测信号直接输入,在低频及脉冲信号输入时宜采用这种耦合

  3) 输入阻抗:包括输入电阻和输入电容,并有高阻抗例如1 MΩ//25 pF)和低阻抗例如50 Ω)之分。前者多用于频率不太高的场合,以减小对信号源的负载影响; 后者多用于频率较高的场合,以满足匹配要求。

  4) 输入电压:允许的输入电压。 超过输入电压后,仪器不能保证正常工作, 甚至会被损坏。

  4、 测量准确度

  测量准确度常用测量误差来表示,主要由时基误差和计数误差决定。时基误差由晶体振荡器的稳定度确定,电子计数器通常给出晶体振荡器的标准频率及其频率稳定度;计数误差主要指量化误差。

  5、 闸门时间和时标

  由仪器内部标准时间信号源提供的标准时间信号包括闸门时间信号和时标信号,可以有多种选择。

  6、输出

  这里指的是仪器可输出的标准时间频率)信号的种类、 输出数据的编码方式及输出电平的高低等。

显示及方式

  (1) 显示位数:仪器可显示的数字位数。

  (2) 显示时间:仪器一次测量结束后显示测量结果的持续时间。一般可以调节。

  (3) 显示方式:通常有记忆和不记忆两种方式。前者只显示最终计数的结果,后者则显示正在计数的过程。有的计数器只有记忆显示方式。

  (4) 显示器件: 仪器所采用的显示仪器类型。

构成

  1. A、 B输入通道

  输入通道的作用是将被测信号进行放大、整形,使其变换为标准脉冲。输入通道部分包括A、B两个通道,它们均由衰减器、 放大器和整形电路等组成。凡是需要计数的外加信号(例如测频信号),均由A输入通道输入,经过A通道适当的衰减、放大整形之后,变成符合主门要求的脉冲信号。而B输入通道的输出与一个门控双稳相连,如果需要测量周期,则被测信号就要经过B输入通道输入,作为门控双稳的触发信号。

  门又称闸门,它是用于实现量化的比较电路,它可以控制计数脉冲信号能否进入计数器。

  主门电路是一个双输入端逻辑与门。它的一个输入端接受来自控制单元中门控双稳态触发器的门控信号, 另一个输入端则接受计数(脉冲)信号。在门控信号作用有效期间,允许计数(脉冲)通过主门进入计数器计数。

  3. 计数、 显示单元

  计数与显示电路是用于对来自主门的脉冲信号进行计数, 并将计数的结果以数字的形式显示出来。为了便于读数,计数器通常采用十进制计数电路。 带有微处理器的仪器也可用二进制计数器计数,然后转换成十进制并译码后再进入显示器。

  4. 时基单元

  时基电路主要由晶体振荡器、分频及倍频器组成。

  时基电路主要用于产生各种标准时间信号。标准时间信号有两类,一类时间较长的称为闸门(时间)信号,通常根据分频级数的不同有多种选择; 另一类时间较短的称为时标信号。时标信号可以是单一的, 也可以有多种选择。

  5. 控制单元

  控制电路的作用是产生门控信号(Q)、寄存信号(M)和复零信号(R)三种控制信号,使仪器的各部分电路按照准备→测量→显示的流程有条不紊地自动进行测量工作。

  控制单元中包括前述的门控双稳态电路,它输出的门控信号用于控制主门的开闭,在触发脉冲作用下双稳态电路发生翻转。通常以一个输入脉冲开启主门,另一路输入脉冲信号使门控双稳复原,关闭主门。

误差来源

  1、量化误差

  2、触发误差

  3、标准频率误差

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