Обобщённая структурная схема ЦИП

 

Схема

 

 

АП - аналоговый преобразователь,

АЦП - аналого-цифровой преобразователь,

ЦСОИ - цифровое средство отображения информации.

УУ - устройство управления,

М - мера,

ДС - дискретный сигнал.

Измеряемая величина x(t) поступает на аналоговый преобразователь  прибора АП, где происходит масштабное преобразование.

С АП сигнал поступает на аналого-цифровой преобразователь АЦП, где аналоговый сигнал преобразуется в соответствующий код (ДС), который отображается в виде числового значения N на цифровом средстве отображения информации ЦСОИ.

Цифровые измерители временных интервалов

Предназначены для измерения периода гармонических или импульсных сигналов и длительности импульсов.

В основе измерения временных интервалов положен принцип подсчета числа периодов Т₀импульсного сигнала u_N(t)с образцовой частотой f₀, заполняющих измеряемый интервал (период) T_x.

На рисункепредставлена структурная схема ЦИП для измерения периода.

.Рис. Структурная схема (а) и временная диаграмма работы (б) ЦИП для измерения периода

Исследуемый периодический сигнал u_х(t)поступает на вход усилителя-формирователя УФ, выходной сигнал u_T(t)которого представляет собой прямоугольные импульсы длительностью Т_x,равной периоду измеряемого сигнала.

Для уменьшения погрешности квантования применяют усреднение результатов за nпериодов, что осуществляется путем подсчёта импульсов образцовой частоты f₀ за временной интервал, равный nизмеряемым периодам Т_х, споследующим делением показаний счетчика на n (n обычно равно 10^m, где m - целое положительное число; тогда операция деления сводится к перенесению запятой в отсчёте).

 

Цифровые частотомеры

Цифровые частотомеры (ЦЧ) предназначены для измерения среднего или мгновенного значения частоты периодич еского сигнала, а также абсолютного или относительного отклонения частоты от номинального значения.

Принцип действия ЦЧ среднего значения заключается в подсчёте числа периодов Т_хнеизвестной частоты f_xза образцовый интервал времени T₀, формируемый прибором. 

Результат измерения

N = T₀/T_x = T₀fx.

Структурная схема ЦЧсреднего значения и временная диаграмма его работы изображены на рисунке.

Рис. Структурная схема (а) и временная диаграмма работы  (б)цифрового частотомера

Цифровые фазометры

В современной технике широкое распространение получили фазовые методы измерения, что обусловлено их высокой точностью и помехоустойчивостью.

Типовая структурная схема ЦФМ изображена на рисунке.

 

             Рис.  Структурная схема ЦФМ

Исследуемые сигналы поступают на формирователи Ф₁ и Ф₂, которые вырабатывают импульсы u_f1 и u_f2,соответствующие моментам перехода сигналов через нуль.

Эти импульсы перебрасывают триггер Тг,на выходе которого образуется импульс u_T(t)длительностью τ_х, открывающий ключ Kна интервал времени τ_х, определяемый фазовым сдвигом (см. рис.6).

Основ ным недостатком ЦФ для измерения мгновенных значений фазовых сдвигов является ограниченность частотного диапазона со стороны верхних частот.