Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Жиілік санағыш – жиілікті өлшеуге арналған электрондық құрал немесе оның бір бөлігі. Жиілік санағыштар көбінесе периодты электрондық сигналдың секундына қайталанатын тербеліс циклдарының немесе импульстардың санын өлшейді. Мұндай құрал кейде цимометр деп аталады, әсіресе қытайда жасалғандары.
A frequency counter is an electronic instrument, or component of one, that is used for measuring frequency. Frequency counters usually measure the number of cycles of oscillation or pulses per second in a periodic electronic signal. Such an instrument is sometimes called a cymometer, particularly one of Chinese manufacture.
Жұмыс істеу принципі
Жиілік санағыштардың көпшілігі белгілі бір уақыт аралығында болатын оқиғалардың санын жинақтайтын санағышты пайдаланады. Алдын ала белгіленген уақыттан кейін, мысалы, қақпа уақыты (1 секунд), есептегіштегі мән дисплейге көшіріледі және есептегіш нөлге қайта орнатылады. Егер өлшенетін оқиға өзін жеткілікті тұрақтылықпен қайталаса және жиілігі қолданылып жатқан сағат осцилляторынан әлдеқайда төмен болса, өлшеудің ажыратымдылығын алдын ала белгіленген ұзақтықта байқалатын циклдердің санын санаудың орнына толық циклдердің санын өлшеу арқылы едәуір жақсартуға болады (көбінесе кері техника деп аталады). Уақыт сигналдарын беретін ішкі осциллятор уақыт базасы деп аталады және өте дәл калибрленуі керек. Егер есептелетін оқиға электронды түрде болса, құралмен қарапайым байланыс орнату жеткілікті. Санға жарамды болу үшін күрделі сигналдарды кондициялау қажет болуы мүмкін. Жалпы мақсаттағы жиілік санағыштардың көпшілігі кіріс кезінде күшейткіш, сүзгілеу және пішіндеу схемаларын қамтиды. Цифрлік сигналды өңдеу технологиясы, сезімталдық бақылауы және гистерезис – өнімділікті жақсартудың басқа әдістері. Электронды емес басқа да кезеңді оқиғаларды түрлендіру үшін қандай да бір түрдегі түрлендіргіш қажет. Мысалы, жарық сәулесін тоқтату үшін механикалық оқиға жасалуы мүмкін, ал есептегіш алынған импульстерді санауға арналған. Радиожиіліктерге (RF) арналған жиілік санағыштар да кең таралған және төменгі жиілік санағыштармен бірдей принциптер бойынша жұмыс істейді. Көбінесе, олар толып кетпей тұрып, көбірек диапазонды қамтиды. Өте жоғары (микротолқындық) жиіліктер үшін көптеген конструкциялар сигнал жиілігін қалыпты цифрлық схема жұмыс істейтін деңгейге дейін төмендету үшін жоғары жылдамдықты прескалерді қолданады. Мұндай құралдардың дисплейлері осыны ескереді, сондықтан дұрыс мәнді көрсетеді. Микротолқындық жиілік санағыштар қазіргі уақытта 56 ГГц-ке дейінгі жиілікті өлшеуге мүмкіндік береді. Осы жиіліктерден жоғары, өлшенетін сигнал жергілікті осциллятордан келетін сигналмен араластырғышта біріктіріліп, айырмашылық жиілігіндегі сигнал шығарылады, ол тікелей өлшеу үшін жеткілікті төмен.
Most frequency counters work by using a counter, which accumulates the number of events occurring within a specific period of time. After a preset period known as the gate time (1 second, for example), the value in the counter is transferred to a display, and the counter is reset to zero. If the event being measured repeats itself with sufficient stability and the frequency is considerably lower than that of the clock oscillator being used, the resolution of the measurement can be greatly improved by measuring the time required for an entire number of cycles, rather than counting the number of entire cycles observed for a pre set duration (often referred to as the reciprocal technique). The internal oscillator, which provides the time signals, is called the timebase, and must be calibrated very accurately. If the event to be counted is already in electronic form, simple interfacing with the instrument is all that is required. More complex signals may need some conditioning to make them suitable for counting. Most general purpose frequency counters will include some form of amplifier, filtering, and shaping circuitry at the input. DSP technology, sensitivity control and hysteresis are other techniques to improve performance. Other types of periodic events that are not inherently electronic in nature will need to be converted using some form of transducer. For example, a mechanical event could be arranged to interrupt a light beam, and the counter made to count the resulting pulses. Frequency counters designed for radio frequencies (RF) are also common and operate on the same principles as lower frequency counters. Often, they have more range before they overflow. For very high (microwave) frequencies, many designs use a high speed prescaler to bring the signal frequency down to a point where normal digital circuitry can operate. The displays on such instruments consider this so they still display the correct value. Microwave frequency counters can currently measure frequencies up to almost 56 GHz. Above these frequencies, the signal to be measured is combined in a mixer with the signal from a local oscillator, producing a signal at the difference frequency, which is low enough to be measured directly.
Дұрыс және ажырату қабілеті
Жиілік санауыштың дәлдігі оның уақыт базасының тұрақтылығына тікелей байланысты. Уақыт базасы өте нәзік, сағат тілі сияқты, және қозғалыс, кедергілер немесе тіпті жасқа байланысты өзгеруі мүмкін, яғни дұрыс "соғуы" тоқтауы мүмкін. Бұл, уақыт базасына сүйенгенде, жиілік өлшемінің нақты мәннен жоғары немесе төмен көрінуіне әкелуі мүмкін. Аспаптар үшін уақыт базасын жасау үшін жоғары дәлдікті тізбектер қолданылады, әдетте, температурасы бақыланатын жабық камерадағы кварц кристаллі осцилляторы қолданылады, бұл "пешке орнатылған кристалл осцилляторы" немесе "кристалл пеші" деп аталады. Ең жоғары дәлдікті өлшемдер үшін GPS-пен синхрондалған рубидий осцилляторы сияқты өте жоғары тұрақтылық осцилляторына қосылған сыртқы жиілік анықтамасы қолданылуы мүмкін. Жиілікті осыншалықты жоғары дәлдікпен білу қажет болмаған жағдайларда, қарапайым осцилляторларды пайдалануға болады. Сонымен қатар, жиілікті кіріктірілген жүйедегі бағдарламалық құралдарда да сол әдістерді қолдану арқылы өлшеуге болады. Мысалы, орталық процессор (CPU) өзінің жұмыс жиілігін өлшеуге мүмкіндік алады, егер оны салыстыру үшін белгілі бір уақыт базасы болса. Дәлдік көбінесе қол жетімді өлшеу ажыратымдылығымен шектеледі. Бір санаудың ажыратымдылығы әдетте уақыт базасы осцилляторының жиілігіне және қақпа уақытына пропорционалды. Жақсырақ ажыратымдылықты шамадан тыс үлгі алу/орташалау сияқты әдістер арқылы алуға болады. Бұған қоса, өлшенетін сигналдың тербелісі (jitter) дәлдікті айтарлықтай төмендетуі мүмкін. Бұл қатені шамадан тыс үлгі алу/орташалау әдістерімен азайтуға болады.
The accuracy of a frequency counter is strongly dependent on the stability of its timebase. A timebase is very delicate, like the hands of a watch, and can be changed by movement, interference, or even drift due to age, meaning it might not "tick" correctly. This can make a frequency reading, when referenced to the timebase, seem higher or lower than the actual value. Highly accurate circuits are used to generate timebases for instrumentation purposes, usually using a quartz crystal oscillator within a sealed temperature controlled chamber, known as an oven controlled crystal oscillator or crystal oven. For higher accuracy measurements, an external frequency reference tied to a very high stability oscillator, such as a GPS disciplined rubidium oscillator, may be used. Where the frequency does not need to be known to such a high degree of accuracy, simpler oscillators can be used. It is also possible to measure frequency using the same techniques in software in an embedded system. A central processing unit (CPU), for example, can be arranged to measure its own frequency of operation, provided it has some reference timebase to compare with. Accuracy is often limited by the available resolution of the measurement. The resolution of a single count is generally proportional to the timebase oscillator frequency and the gate time. Improved resolution can be obtained by several techniques such as oversampling/averaging. Additionally, accuracy can be significantly degraded by jitter on the signal being measured. It is possible to reduce this error by oversampling/averaging techniques.
I/O интерфейстері
I/O интерфейстері пайдаланушыға жиілік санағышқа ақпарат жіберуге және жиілік санағыштан ақпарат алуға мүмкіндік береді. Көбінесе қолданылатын интерфейстерге RS 232, USB, GPIB және Ethernet жатады. Өлшеу нәтижелерін жіберуден басқа, санағыш пайдаланушы белгілеген өлшеу шектері бұзылғанда пайдаланушыларды хабардар ете алады. Көптеген санағыштарды басқару үшін қолданылатын SCPI командалары ортақ. Жаңа жетістік – Ethernet арқылы LAN негізіндегі басқару, графикалық интерфейспен (GUI) толықтай жабдықталған. Бұл бір компьютерге бір немесе бірнеше құралды басқаруға мүмкіндік береді және SCPI командаларын жазу қажеттілігін жояды.
I/O interfaces allow the user to send information to the frequency counter and receive information from the frequency counter. Commonly used interfaces include RS 232, USB, GPIB and Ethernet. Besides sending measurement results, a counter can notify users when user defined measurement limits are exceeded. Common to many counters are the SCPI commands used to control them. A new development is built in LAN based control via Ethernet complete with GUI's. This allows one computer to control one or several instruments and eliminates the need to write SCPI commands.