Файл: Lab_10.doc

Рисунок 10.4

від величини зразкового часового інтервалу, який визначається коефіцієнтом k подільника частоти. Похибка квантування зменшується при збільшенні зразкового часового інтервалу t₀. Однак, збільшення t₀ приводить до зростання часу вимірювання, а, отже, до зниження швидкодії. Оскільки зменшується при збільшенні f_x, то такі частотоміри ефективні в області середніх і високих частот (від одиниць кілогерц до десятків мегагерц).

Другою складовою похибки вимірювання частоти є похибка зразкової міри часу , яка зумовлена неточністю первинного встановлення значення t₀ і його наступними часовими та температурними змінами.

Визначимо нижню межу вимірювання f_{x min}. Для цього задамося нормованим значенням похибки квантування :

. (10.6)

Знайдемо верхню межу вимірювання частотоміра середніх значень. Ця характеристика обмежена ємністю двійкового лічильника:

,

де n – розрядність двійкового лічильника.

Підставимо N_max в рівняння перетворення частотоміра і отримаємо рівняння для визначення верхньої межі вимірювання

. (10.7)

Цифрові частотоміри цього типу вимірюють за час t₀ середнє значення частоти f_x. Тому їх називають частотомірами середніх значень.

В області низьких і інфранизьких частот більш ефективні частотоміри, які базуються на квантуванні вимірюваного періоду.

---

Контрольні питання і завдання:

1. Дайте поняття частоти, одиниці вимірювання частоти.

2. В чому сутність прямого і опосередкованого методів вимірювання частоти?

3. З яких основних блоків складається частотомір?

4. Сформулюйте фізичний ефект, який покладено в основу роботи частотоміра середніх значень.

5. Наведіть структурну схему і часові діаграми роботи частотоміра середніх значень.

6. Опишіть принцип дії частотоміра користуючись структурною схемою і часовими діаграмами.

7. Яке призначення зразкової міри часу? Поясніть за допомогою яких елементів формують зразковий часовий інтервал t₀? Чи впливає його стабільність на значення похибки квантування?

8. Виведіть рівняння перетворення та похибки квантування для частотоміра середніх значень.

9. Вкажіть шляхи зменшення похибки квантування.

10. Виведіть аналітичні залежності для оцінювання нижньої і верхньої межі вимірювання.

11. Поясніть, якими параметрами схеми обмежені нижня і верхні межі вимірювання.

12. Чому даний частотомір називають середніх значень.

13. За допомогою частотоміра середніх значень проведено вимірювання інформативного параметру f_x=10 кГц. Частота зразкового генератора f_o=1 МГц, а коефіцієнт переліку подільника частоти k=1 000 000. Наведіть структурну схему та часові діаграми роботи частотоміра. Визначити відносну похибку квантування.

14. За допомогою частотоміра середніх значень проведено вимірювання інформативного параметру f_x=10 кГц. Частота зразкового генератора f_o=1 МГц, а коефіцієнт переліку подільника частоти k=1 000 000. Наведіть структурну схему та часові діаграми роботи частотоміра. Визначити верхню межу вимірювання даного каналу, для 16-ти розрядного двійкового лічильника.

15. За допомогою вимірювального каналу частоти середніх значень проведено вимірювання інформативного параметру f_x=10 кГц. Частота зразкового генератора f_o=1 МГц, а коефіцієнт переліку подільника частоти k=1 000 000. Наведіть структурну схему та часові діаграми роботи частотоміра. Визначити нижню межу вимірювання даного каналу, для якої нормоване значення похибки квантування не перевищує 0.1%.

---