IMG�93 (2)

wcj Do pomiaru stosunku częstotliwości nie trzeba więc odrębnych rozwiązań, lecz tylko użycia w odpowiedni sposób tej samej techniki cyfrowego pomiaru częstotliwości Wystarczy zamiast sygnału z generatora wzorcowego użyć do odmierzania czasu (otwierania i zamykania bramki) sygnału o częstotliwości, w stosunku do której chcemy wyznaczyć stosunek (która w ilorazie byłaby dzielnikiem) Taką możliwość przewidują konstruktorzy częstotliwościomierzy oferując funkcję „pomiar stosunku" Realizacja takiej funkcji niewiele kosztuje, bo sprowadza się do wykonania odpowiedniego przełączania tych samych modułów (funktorów), które w częstotliwościomierzu służą do pomiaru częstotliwości Korzyści z cyfrowego pomiaru stosunku częstotliwości są jednoznaczne - mierząc bezpośrednio stosunek otrzymujemy w jednym kroku wynik, ale też uzyskujemy większą dokładność, taką jak dla fiinkcji pomiaru częstotliwości danego częstotliwościomierza. Gdybyśmy bowiem mierzyli osobno jedną częstotliwość, następnie drugą i z otrzymanych wyników obliczali stosunek, to me tylko byłoby to uciążliwe, ale otrzymalibyśmy mniej dokładną wartość tego stosunku, bo w każdym z pierwotnych wyników pomiaru wystąpiłaby co najmniej niepewność przyrządowa, a obliczony stosunek miałby niepewność wynikającą z ich złożenia, czyli w skrajnym przypadku dwa razy większą

Niech sygnały A i B, których stosunek częstotliwości Ją Je- k chcemy zmierzyć cyfrowo, będą doprowadzone do wejść 1 i 2 częstotliwościomierza (rys. 2.1) i niech zostanie wybrana funkcja pomiaru stosunku Wskazanie będzie liczbą k otrzymaną ze zliczania w okresie Ta (lub w czasie stanowiącym jego n-krotność) sygnału o częstotliwości^ impulsów występujących z odstępem Tą sygnału A o częstotliwości Ją, co można prześledzić z zależności (2.3) Z zależności widać, ze w celu zwiększenia rozdzielczości wyniku należy częstotliwość Ja podzielić n-krotnie (w dzielniku częstotliwości), a następnie otrzymany wynik zliczania (większą liczbę, bo więcej impulsów zliczonych) podzielić przez n, żeby wartość stosunku była właściwa n jest z zasady całkowitą potęgą liczby 10, więc skutki operacji sprowadzać się będą do określenia położenia kropki dziesiętnej.

h ^ta ~a

^r*/ n

(2.3)

Oczywiście, gdy stosunek częstotliwości k jest liczbą dużą, to zwielokrotnianie /'« (dzielenie częstotliwości Ja) jest niekonieczne, bo wynik może mieć wystarczającą rozdzielczość (dostatecznie dużo cyfr znaczących).

Cyfrowy pomiar stosunku dwu częstotliwości jest nieskuteczny, gdy porównywane częstotliwości mało się różnią, są prawie równe Wówczas dokładniej można wyznaczyć różnicę (i stosunek) korzystając np z oscyloskopu Obserwując przemiany (ruch) obrazu tzw krzywej Lissajous na ekranie oscyloskopu i mierząc czas trwania jednego cyklu (lub więcej cykli) przemiany obrazu można bardzo dokładnie wyznaczyć różnicę, a następnie stosunek. Szczególnie skuteczne za pomocą tej techniki jest obserwowanie i mierzenie niestałości względnej • jednej częstotliwości w stosunku do drugiej. Oscyloskop pełni tu funkcję detektora fazy a nie przyrządu pomiarowego, więc jego dokładność nie ma wpływu na wynik. Mamy tu jeden z wielu przykładów efektywnego zastosowania metody różnicowej pomiaru

2.4.2. Cyfrowy pomiar fazy

Zasadę cyfrowego pomiaru fazy przedstawiono na rysunku 2.5. Polega ona na mierzeniu czasu l, opóźnienia między przebiegiem napięcia Ui(i) i napięcia UJt) dwu sygnałów oraz na mierzeniu okresu T, i wykonaniu obliczenia wg zależności (2.4) Można

poprawić dokładność wykonując dwa razy pomiar opóźnienia t, raz na zboczu narastającym i drugi raz na zboczu opadającym. W ten sposób pozbędziemy się skutków różnych przesunięć fazowych występujących w torach formowania oraz zmniejszymy wpływ zakłóceń. Do wzoru (2 4) podstawić możemy średnią z wyników pomiarów Ze wzoru (2 4) można wyznaczyć fazę wyrażoną w stopniach kątowych lub w radianach jako część kąta pełnego (część z 360° lub 2« radianów).

Ryj. 2.5. Zasada pomiaru fazy na przykładzie sinusoidy

(2.4)

'* 'x

Buduje się też cyfrowe fazomierze, w których wynik pomiaru wartości fazy. np w stopniach kątowych osiąga się w jednym kroku działań Gdy w częstotliwościomierzu-czasomierzu zastosowany jest mikroprocesor, to naturalnym rozwiązaniem funkcji pomiaru fazy byłoby zaprogramowanie mikroprocesora do wykonywania potrzebnego sterownia i do potrzebnych obliczeń dla funkcji pomiaru fazy Można też potrzebną funkcję pomiarową urzeczywistnić układowo, a stosowane rozwiązanie jest ze względu na ogólną ideę pouczające¹. W takim układzie fazomierza do zwielokrotnienia częstotliwości w zadanym stosunku wykorzystuje się generator sterowany, którego częstotliwość jest nastawiana w pętli sprzężenia zwrotnego odpowiednio do częstotliwości sygnałów badanych (rys 2 6)

Napięcie sygnału, którego faza jest mierzona, doprowadzone jest do jednego wejścia detektora różnicy faz, gdy do drugiego wejścia doprowadzony jest sygnał z dzielnika częstotliwości Detektor różnicy faz, gdy „złapie na chwilę" zgodność fazy porównywanych w nim przebiegów, tak wysteruje częstotliwość generatora, żeby ona była np 360-10° razy większa od częstotliwości U/t) (lub Uifl), bo obie są jednakowe) Taka częstotliwość jest potrzebna, bo podzielona w dzielniku w takim samym stosunku stanie się częstotliwością równą częstotliwości sygnału U/0, a zgodność faz tych sygnałów zapewni zerowy sygnał sterujący na wyjściu detektora i podtrzymanie osiągniętej częstotliwości Częstotliwość z generatora doprowadzona do licznika przez bramkę otwieraną na czas odpowiadający przesunięciu fazowemu sygnałów badanych zapewni zliczenie takiej części z liczby 360.10* impulsów (przypadających na okres!), jaka odpowiada stosunkowi % Oczywiście, przebiegi sygnałów są odpowiednio formowane przed licznikiem i przed dzielnikiem Potęga n w wyrażeniu 360.10* wyznacza liczbę pozycji dziesiętnych wyniku pomiaru kąta fazowego, który ma być wyrażony w stopniach kątowych Gdyby na wyjściu z generatora sterowanego

Warto skojarzyć lę ideę - w tym przypadku sposAb zwielokrotniania częstotliwości - i postępowaniem zastosowanym w zegarze atomowym do przeniesienia wzorcowej miary częstotliwości mikrofalowej na miarę częstotliwości 5 MHz

Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
metro 31#26 układ formujący dzielnik częst. Rys. 3.3 Konfiguracja układu do pomiaru stosunku dwóch c
Wyznaczanie stosunku Cr f Cv dla powietrza metodą Clement a Desormes a Do pomiaru stosunku C, / Cv
Wy2nac2anie stosunku C/Q dla powietr2a metodą Clement ’ a Desormes a Do pomiaru stosunku C/Cy ubywam
004(1) 2 -*■ po założeniu mankietu aparatu do pomiaru ciśnienia badany nie powinien przez 3 minuty z
15 (34) 15 • Wciskając klawisz 3 skonfigurować miernik PFL-20 do pomiaru stosunku
DSC00220 15. Plany do pomiaru trafności mają: NIE mają6 grup porównań 16 Stronnicz
z rodziną włącznie), nader często nie przygotowuje do życia zawodowego, często nie przygotowuje też
382300 Przyrządy do pomiaru czasu i częstotliwości 382500 Przyrządy do pomiaru składu i właściwości
Inteligentne narzędzia do edycji skanu -już nie trzeba powtarzać wycisków TRIOS® umożliwia edycję
Błędy pomiaru: Błędu przypadkowego nie można uwzględnić jako poprawki, można tylko na podstawie seri
3 wiatr tutejszymocno 4715 *•*<#!&**** WIATR TUTEJSZY MOCNO DMUCHA, SZEPCZE SERCU COS DO UCH
60054 JJ D&M djinn03 45 DO NICZEGO Cl SE NIE PRZYDA DEZ StOW OTWIERAJĄCYCH WROTA. A TYLKO JA JE
Droga do samego siebie, samorozumienie, nie jest więc bezpośrednią intuicją czy intro-spekcją, lecz

więcej podobnych podstron