double arrow
Структура ЧЦП циклического действия

ЧЦП циклического действия - начало процесса преобразования, которое можно осуществлять либо автоматически с периодом повторения Т. либо по команде из вне.

Реализует ые методы измерения , которые можно разбить на 2 группы:

1) с непосредственным отсчетом частоты

2) с непосредственным отсчетом периода

1. Построенные по данной группе ЧЦП называются цифровыми частотомерами.

2. - цифровые периодомеры.

Но на практике их неправильно так называть, т.к. частотомеры и периодомеры, которые примеряются в технике по прямому назначению в качестве автономных цифровых приборов всегда выдают отчет в единицах частоты и периода (в ГЦ и в секундах). В то время как ЧЦП вместе с измерительными преобразователями предназначены для измерения некоторого физического параметра, поэтому градуировка их производится в единицах данного параметра.

Во-вторых, ЧЦП обычно является частью какой-либо сложной измерительной системы, в которой выходной параметр ЧЦП - есть цифровой код, подвергающийся дальнейшей обработке(например, функциональному преобразованию или накоплению).

ЧЦП с непосредственным отсчетом частоты основаны на подсчете Nвых числа импульсов неизвестной частоты Фх равной 1/Tх за строго определённый интервал времени цикла Tц.

; .

ФИ – формирователь импульсов.

ГОЧ – генератор отсчётов частоты

ДЧ – делитель частоты

Кл - ключ

Сч – счётчик

CxCб – сема формирования сброса кода счётчика.

На рисунке 7.2 на ЧЦП в течении длительности цикла Тц Кл открыт и пропускает импульсы неизвестной частоты fх на счетчик Сч.




По завершении Тц ключ запирается, прекращает доступ счетных импульсов в счетчик.

Сформированный в счетчике код числа выходных сигналов Nвых , согласно 7.4 пропорционален входной частоте fx.

Одновременно срезом сигнала Тц запускается схема сброса кода счетчика CхСб, который через определённый интервал (τ), достаточный для считывания кода с счетчика Сч, вырабатывает короткий импульс сброса счетчика и запуска генератора опорной частоты (ГОЧ) для формирования нового цикла преобразования. Из показаний счетчика Nвых сигналов опреляют среднее за время Тц значение измеряемой частоты fx.

При таком методе измерения частоты возникает ряд погрешностей

1) Из-за нестабильности формирования временного интервала Тц, который определяетсяся нестабильностью для ГОЧ.



Применение кварцевых резонаторов в схеме ГОЧ сводит значения этой погрешности ΔГОЧ , которая может достигать до 10-5 – 10-7 %

2) Из-за ассинхронности моментов появление импульсов с периодами Tx и Tc (по отношению друг к другу фазы обоих сигналов могут быть полностью случайны).

Первый, либо последний импульс Тх может не попасть в счетчик за отведённое время Тс.

Обусловенная этим относительная погрешность дискретности определяется выражением :

40=49
3) Из-за усреднения значения частоты fx за интервал времени Тц (она же есть динамическая погрешность)

Схема ЧЦП с непосредственным отсчетом частоты предназначена для измерения высоких частот, т.к. только в этом случае обеспечивается достаточное быстродействие преобразователя при малой погрешности дискретности.

Например, при погрешности 0,1% и Тц = 0,1с, согласно формуле получается что fх минимальная должна составлять не менее 104 Гц

Нельзя забывать, что определяетсяся не только fх мин, но и при Тц=const разрядности счетчика N

Если объем счетчика =2N-1, то погрешность

При низком значении fx, для сохранения приемлимого значения εдик, необходимо согласовать выражение для , увеличив Тц

И если 0,1% и fxmax=100 Гц, то Тц = 10 с

В связи с этим значительно ухудшается быстродействие ЧЦП.

Чтобы уменьшить этот недостаток применяют умножители частоты (УЧ), либо можно использовать методы измерения неизвестной частоты по её периоду.

УЧ в технике частотных измерений играют такую же роль, что и усилители в технике аналоговых измерений, а именно:

- увеличивают чувствутельность

- расширяют пределы измерений

- позволяют при заданном быстродействии уменьшить погрешность дисректности

- и наоборот повысить быстродействие, если задать большую погрешность дискретности.






Сейчас читают про: