Układy elektroniczne i technika pomiarowa/Moduł 12: Różnice pomiędzy wersjami
Z Studia Informatyczne
Przejdź do nawigacjiPrzejdź do wyszukiwania
Linia 54: | Linia 54: | ||
{| border="0" cellpadding="4" width="100%" | {| border="0" cellpadding="4" width="100%" | ||
|valign="top" width="500px"|[[Grafika:UETP_M12_Slajd06.png]] | |valign="top" width="500px"|[[Grafika:UETP_M12_Slajd06.png]] | ||
|valign="top"| | |valign="top"|Bramka jest otwierana na czas stanowiący wielokrotność okresu generatora wzorcowego. Jeżeli czas ten wynosi 1s to liczba impulsów jest bezpośrednio miarą częstotliwości w hercach (dla czasu 1ms będzie to częstotliwość w kHz itp.). Zatem jeżeli w czasie 1s licznik zliczył 6453 impulsy to oznacza to, że częstotliwość wynosi 6453Hz. Jeżeli teraz bramka zostanie otwarta na 1ms to licznik zliczy tylko 6 impulsów co zostanie zinterpretowane jako 6kHz, otwarcie bramki na 10ms da wynik 64 impulsy lub 65 impulsów (zostanie to wyjaśnione dalej), co będzie oznaczać częstotliwość 6.4kHz lub 6.5kHz. Widać tutaj podstawową właściwość pomiaru częstotliwości – pomiar jest tym dokładniejszy im czas otwarcia bramki dłuższy. Gdyby bramka została otwarta na 100s licznik zliczyłby 645300 impulsy czyli częstotliwość można by odczytać z rozdzielczością równą 10mHz (6453.00Hz). Oczywiście sens tak długiego oczekiwania na wynik pomiaru jest wątpliwy, a ponadto zmierzona wartość częstotliwości jest wartością średnią za czas pomiaru. | ||
Jeżeli częstotliwość przebiegu wynosiła by 100kHz to uzyskanie rozdzielczości 10ppm (czyli 1Hz) wymagało by otwarcia bramki na czas 100ms, ale uzyskanie takiej samej rozdzielczości przy przebiegu o częstotliwości 1Hz wymagało by otwarcia bramki na 105s (prawie 28 godzin). | |||
|} | |} | ||
Linia 60: | Linia 62: | ||
{| border="0" cellpadding="4" width="100%" | {| border="0" cellpadding="4" width="100%" | ||
|valign="top" width="500px"|[[Grafika:UETP_M12_Slajd07.png]] | |valign="top" width="500px"|[[Grafika:UETP_M12_Slajd07.png]] | ||
|valign="top"| | |valign="top"|Przy pomiarze okresu bramka jest otwierana na czas równy jednemu okresowi lub wielokrotności okresów przebiegu badanego. Impulsy zliczane przez licznik pochodzą z generatora wzorcowego. Jeżeli częstotliwość generatora wzorcowego wynosi 10MHz to okres impulsów wzorcowych jest równy 100ns. Ta wartość określa podstawową rozdzielczość przy pomiarze okresu oraz każdego innego odcinka czasu. Pomiar częstotliwości 6543Hz przy czasie otwarcia bramki 1s pozwalał na uzyskanie rozdzielczości równej 1Hz, przy czasie równym 1ms – 1kHz, a uzyskanie rozdzielczości 10mHz wymagało otwarcia bramki na 100s. Przy pomiarze okresu tego samego przebiegu licznik powinien zliczyć 1549 impulsów co będzie odpowiadało odcinkowi czasu o długości 154.9ms (na taki czas zostanie otwarta bramka). | ||
Załóżmy, że dysponujemy licznikiem dziesiętnym 7-cyfrowym. Taki licznik może znajdować się w 107 stanach (od 0 do 9 999 999). Pomiar częstotliwości 50Hz przy 1 sekundowym czasie otwarcia bramki powoduje zliczenie 50 impulsów. Teoretyczna możliwa do uzyskania rozdzielczość to 1/107 czyli 10-7 = 0.00001% = 0.1ppm, w jednostkach częstotliwości odpowiada to 0.01mHz (wynik pomiaru 5 000 000), ale wymaga otwarcia bramki na 107s (ponad 3 lata). Zatem zmiana częstotliwości o np. 1mHz praktycznie nie jest możliwa do zarejestrowania. Przy pomiarze okresu licznik zapełni się po czasie 107 x 100ns = 1s. Jeżeli częstotliwość wzrosła do wartości 50.001Hz to przy pomiarze okresu otrzymamy wynik 0.0199996s, w którym najmniej znacząca cyfra odpowiada wartości 100ns. Ten wynik odpowiada częstotliwości 50.001Hz. Na zasadzie pomiaru okresu i wyznaczaniu częstotliwości na drodze obliczeniowej działają liczniki odwrotnościowe i większość współczesnych liczników uniwersalnych. | |||
Techniką poprawiającą dokładność i rozdzielczość pomiaru okresu jest wydłużenie czasu pomiaru, tzn. pomiar wielokrotności okresu. Sygnał wejściowy jest podawany wówczas na dekadowy dzielnik częstotliwości i dzielony przez 10N (standardowo N=1). Poprawia to rozdzielczość o N cyfr dziesiętnych. | |||
|} | |} | ||
Wersja z 21:47, 29 wrz 2006
wersja beta
Moduł 12 - Cyfrowe pomiary częstotliwości i czasu
![]() |
![]() |
opis |
![]() |
opis |
![]() |
opis |
![]() |
opis |
![]() |
opis |
![]() |
opis |
![]() |
opis |
![]() |
opis |
![]() |
opis |
![]() |
opis |
![]() |
opis |
![]() |
opis |
![]() |
opis |
![]() |
opis |
![]() |
opis |