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        電子計數器

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        利用數字電路技術數出給定時間內所通過的脈沖數并顯示計數結果的數字化儀器。電子計數器是其他數字化儀器的基礎。在它的輸入通道接入各種模-數變換器,再利用相應的換能器便可制成各種數字化儀器。電子計數器的優點是測量精度高、量程寬、功能多、操作簡單、測量速度快、直接顯示數字,而且易于實現測量過程自動化,在工業生產和科學實驗中得到廣泛應用。

        電子計數器

        工作原理和基本功能  圖為電子計數器的基本結構。由 B通道輸入頻率為fB的經整形的信號控制閘門電路,即以一個脈沖開門,以隨后的一個脈沖關門。兩脈沖的時間間隔(TB)為開門時間。由A通道輸入經整形的頻率為 fA的脈沖群在開門時間內通過閘門,使計數器計數,所計之數N=fA·TB。

        對A、B通道作某些選擇,電子計數器可具有以下三種基本功能。

        ①頻率測量:被測信號從A通道輸入,若TB為1秒,則讀數N 即為以赫為單位的頻率fA。由晶體振蕩器輸出的標準頻率信號經時基電路適當分頻后形成閘門時間信號而確定TB之值。

        周期或時間間隔測量:被測信號由 B信道輸入,控制閘門電路,而 A通路的輸入信號是由時基電路提供的時鐘脈沖信號。計數器計入之數為閘門開放時間,亦即被測信號的周期或時間間隔。

        加計數:由人工觸發開放閘門,計數器對A通道信號進行累加計數。

        在這些功能的基礎上再增加某些輔助電路或裝置,計數器還可完成多周期平均、時間間隔平均、頻率比值和頻率擴展等功能。電子計數器性能指標主要包括:頻率、周期、時間間隔測量范圍、輸入特性(靈敏度、輸入阻抗和波形)、精度、分辨度和誤差(計數誤差、時基誤差和觸發誤差)等。

        電子計數器按功能可分三類。

        ①通用計數器可測頻率、周期、多周期平均、時間間隔、頻率比和累計等。

        ②頻率計數器:專門用于測量高頻和微波頻率的計數器,主要用于測頻率。

        ③計算計數器:一種帶微處理器的具有計算功能的計數器,除了具有通用計數器的功能之外,還能進行數學運算,求解比較復雜的方程式,可靠程序控制進行測量計算和顯示等全部工作。

        微波計數器  以通用計數器或頻率計數器為主體,配以測頻擴展器而組成的微波頻率計。它的測頻上限已進入毫米波段,有手動、半自動、全自動三類。系列化微波計數器是電子計數器發展的一個重要方向。

        頻率擴展技術將微波測頻轉換為較低的測頻,按其原理主要有置換法、取樣法和變頻法等。各種方法的主要性能評定項目包括測量速度、準確度、靈敏度、動態范圍、允許信噪比、允許調頻量、允許調幅量和幅度甄別等。

        ①置換法:利用零拍原理,用與被測頻率fx有一定關系的低頻f0來置換fx,用計數器測出f0,從而求出fx。這種方法靈敏度高、動態范圍大、允許調幅量大、幅度甄別顯示最強分量,測量上限頻率達26吉赫。

        ②取樣法:以取樣技術為基礎,應用鎖相原理將微波頻率轉換為低頻來測量。它兼具置換法和變頻法的優點,但測量頻率上限受微波取樣技術的限制。

        ③變頻法:利用變頻技術,將微波頻率與頻標諧波差頻變換成低頻,測量低頻而算出被測頻率。變頻法的優點是允許信噪比高,允許調頻量大,幅度甄別顯示最弱分量等。


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