Układy elektroniczne i technika pomiarowa/Moduł 12: Różnice pomiędzy wersjami
Z Studia Informatyczne
Przejdź do nawigacjiPrzejdź do wyszukiwania
Linia 93: | Linia 93: | ||
{| border="0" cellpadding="4" width="100%" | {| border="0" cellpadding="4" width="100%" | ||
|valign="top" width="500px"|[[Grafika:UETP_M12_Slajd11.png]] | |valign="top" width="500px"|[[Grafika:UETP_M12_Slajd11.png]] | ||
|valign="top"| | |valign="top"|Podstawowym układem pomiarowym współczesnych liczników uniwersalnych jest układ do pomiaru odstępu czasu przedstawiony. Większą rozdzielczość w takim układzie można uzyskać stosując generator wzorcowy o większej częstotliwości np. 100MHz. Wówczas rozdzielczość, określona okresem generatora wzorcowego, wynosi 10ns. Stosowane w praktyce techniki polegają na powieleniu częstotliwości generatora wzorcowego w układzie pętli fazowej lub zastosowaniu metody ekspansji czasu (metoda interpolacyjna) i metody podwójnego noniusza (metoda cyfrowa). | ||
Górny zakres pomiaru częstotliwości, w standardowych układach pomiarowych, wyznaczają możliwości wewnętrznego licznika. Technologie stosowane przy produkcji cyfrowych układów scalonych pozwalają na konstrukcję liczników działających przy częstotliwościach na poziomie pojedynczych GHz. Pomiar wyższych częstotliwości jest możliwy przy zastosowaniu dzielników częstotliwości lub przetworników heterodynowych. Dzielniki częstotliwości stosowane są rzadko z uwagi na pogorszenie właściwości metrologicznych przyrządu przejawiające się wprowadzeniem przez dzielnik dodatkowych błędów i wydłużeniem czasu pomiaru. Większe znaczenie mają układy z przetwarzaniem heterodynowym. Idea metody polega na tym, że sygnał badany o częstotliwości fx i drugi sygnał o znanej częstotliwości fw są podawane na wejścia układu mieszacza (układu mnożącego). Na wyjściu takiego układu otrzymuje się przebieg zawierające składowe o częstotliwościach stanowiących sumę i różnicę częstotliwości składowych (fx + fw i fx – fw). Następnie filtrem dolnoprzepustowym wybiera się z tego sygnału składową o częstotliwości różnicowej i wykonuje pomiar metodą standardową. Oczywiście do otrzymanego wyniku trzeba dodać wartość częstotliwości fw co jest realizowane automatycznie. | |||
|} | |} | ||
Linia 99: | Linia 100: | ||
{| border="0" cellpadding="4" width="100%" | {| border="0" cellpadding="4" width="100%" | ||
|valign="top" width="500px"|[[Grafika:UETP_M12_Slajd12.png]] | |valign="top" width="500px"|[[Grafika:UETP_M12_Slajd12.png]] | ||
|valign="top"| | |valign="top"|Problem wynika stąd, że mierząc czas tr w rzeczywistości dokonujemy pomiaru czasu t. | ||
Metoda polega na pomiarze czasów t1 i t2 czyli odstępów czasu pomiędzy impulsami start i stop, a impulsami generatora wzorcowego. Można to zrealizować wydłużając czasy t1 i t2. W praktyce korzysta się z integratorów ładowanych w czasie t1 i t2 i rozładowywanych prądem k-krotnie (np. 1000-krotnie) mniejszym. Pomocnicze liczniki zliczają odpowiednio n1 i n2 impulsów. | |||
|} | |} | ||
Linia 105: | Linia 108: | ||
{| border="0" cellpadding="4" width="100%" | {| border="0" cellpadding="4" width="100%" | ||
|valign="top" width="500px"|[[Grafika:UETP_M12_Slajd13.png]] | |valign="top" width="500px"|[[Grafika:UETP_M12_Slajd13.png]] | ||
|valign="top"| | |valign="top"|W metodzie tej są stosowane 3 generatory. Generator wzorcowy o okresie TW oraz dwa generatory pomocnicze o nieco innej częstotliwości określonej zależnością . Wartość n jest dobierana z liczb postaci 2m (np. 64 lub 256). Generator wzorcowy pracuje cały czas, natomiast generatory pomocnicze są uruchamiane w odpowiednio sygnałami start i stop. Technika podwójnego noniusz polega na wykryciu koincydencji (czyli zrównania) pomiędzy impulsami z generatora wzorcowego i impulsami z generatorów pomocniczych. Tym samym jest realizowany pomiar czasów t1 i t2. Wykrycie koincydencji jest możliwe dzięki zastosowaniu szybkich układów cyfrowych. Jak zwrócono wcześniej uwagę, jednym z problemów w pomiarach częstotliwości i czasu jest brak synchronizmu pomiędzy impulsami sterującymi bramką, a impulsami z generatora wzorcowego. Przedstawione powyżej metody nie eliminują braku synchronizacji, ale umożliwiają zwiększenie rozdzielczości (a tym samym dokładności pomiaru). Stosując cyfrowe układy opóźniające można doprowadzić do sytuacji kiedy bramka jest otwierana nie w chwili wystąpienia sygnału start, ale nieco później tzn. w chwili pojawienia się najbliższego impulsu z generatora wzorcowego (analogicznie można postąpić przy sygnale stop). Zastosowanie takiej synchronizacji jest niezbędne przy realizacji uśredniania wyników pomiarów. Technika uśredniania daje efekt w postaci poprawy rozdzielczości i dokładności poprzez zliczenie impulsów w czasie kilku okresów badanego przebiegu. Warunkiem podstawowym, oprócz synchronizacji, jest jednak niezależność wyników pomiarów kolejnych okresów. Oznacza to, że nie będzie poprawy rozdzielczości jeżeli okres badanego przebiegu stanowi wielokrotność okresu generatora wzorcowego. Stąd przy stosowaniu techniki uśredniania celowo wprowadza się modulację fazy przebiegu badanego. | ||
|} | |} | ||
Wersja z 22:00, 29 wrz 2006
wersja beta
Moduł 12 - Cyfrowe pomiary częstotliwości i czasu
![]() |
![]() |
opis |
![]() |
opis |
![]() |
opis |
![]() |
opis |
![]() |
opis |
![]() |
opis |
![]() |
opis |
![]() |
opis |
![]() |
opis |