通用频率计数器

如何挑选通用频率计数器?

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发表时间:2020-09-18 19:25作者:同步天下来源:原创

频率计被广泛的应用在计量检测机构、生产线或各个实验室用来测量通信设备、雷达设备、晶体振荡器和电子产品。本文将着重介绍如何挑选一款通用频率计数器?

1、通用计数器工作原理

数字频率计的基本电路由输入通道、时基产生与变化单元、主门、控制单元、计数及显示单元组成。高精度通用计数器对闸门时间内累计被测输入信号的振荡次数或在待测时间间隔捏累计标准时间信号的个数,进行频率、周期和时间间隔的测量。

在一个测量周期过程中,被测周期信号在输入电路中经过放大、整形、微分操作之后形成特定周期的窄脉冲,送到主门的一个输入端。主门的另外一个输入端为时基电路产生电路产生的闸门脉冲。在闸门脉冲开启主门的期间,特定周期的窄脉冲才能通过主门,从而进入计数器进行计数,计数器的显示电路则用来显示被测信号的频率值,内部控制电路则用来完成各种测量功能之间的切换并实现测量设置。

2、倒数计数和直接计数通用计数器

通用频率计数器分成倒数计数和直接计数两大类。下面我们将两种工作原理和特点进行简单的介绍方便大家理解、选择最合适的计数器并正确地使用计数器。

倒数计数器最明显的特征就是永远显示同样的分辨率位数,而与具体输入的频率没有关系,不会随着频率的变化,分辨率位数会相应的发生差异。

倒数计数器是从周期计算频率的工作原理,即测量输入信号的周期,取周期倒数得到频率。因为是这种工作模式,因此对于给定的选通时间,所得到的分辨率为显示位数,而不是Hz。

以SYN5636型高精度通用计数器为例是特定的选通时间,您将看到按位数规定的倒数计数器分辨率,如12位/秒”。

直接计数器简单记录已知周期的信号循环次数。所得到的计数直接送至计数器的读出显示。这种方法既简单又便宜,但也意味着直接计数器的分辨率固定为Hz。例如,对于1s的选通时间,计数器能检测到的最低频率为1Hz(根据定义,1s内信号循环一次为1Hz)。因此如果您正在测量10Hz信号,对1s选通时间的预期最好分辨率为1Hz,或2位显示。对于1kHz信号和1s选通,您能得到4位。100kHz信号为6位,依此类推。图 2表明了这一关系。还应注意直接计数器的选通时间只能选为1s的十倍数或十分数,这也限制了您的测量灵活性。

计数器行业规定的标准化测量是相对于1s选通时间。对直接计数器和倒数计数器的分辨率进行比较。在较低频率时,倒数计数器有明显的优势。例如对于1kHz,直接计数器给出1Hz的分辨率(4位)。而10位∕秒的倒数计数器给出1μHz(10位)的分辨率。即使精密分辨率不是您的主要要求,倒数计数器还具有速度优势:倒数计数器在1ms时得到1mHz分辨率,而直接计数器却要花整整1s,才能得到1Hz分辨率。倒数计数器也提供连续可调的选通时间(不只是十进制步进),因此您能以最少的时间得到所需要的分辨率。


3、用倒数计数器or直接计数器?

     通过上文的介绍分析,您知道如何快速去判断当前的通用计数器属于以上哪两种设备,该选择哪一种采购使用?

判断方法比较简单只需注意频率分辨率这项指标,因此就可得知确定是直接计数器还是倒数计数器。倒数计数器是用位∕秒表示,直接计数器分辨率以Hz来表示。

假如用户的需求对频率计的分辨率没有具体严格的要求,也不关心测试的速度,那建议选择直接计数器,经济一些。假如一次要测几百种,希望快速测量,分辨率指标也比较在乎,那就不用考虑,直接用倒数计数器,例如SYN5636型通用计数器,当然这种是绝大多数计量检测机构的首选

如果您对分辨率没有严格要求,也不太关心速度,那么直接计数器就可能是经济的选择。而对于快速和高分辨率测量,则应选倒数计数器。




4、高精度通用计数器时基选择

通用计数器的内部时基一般标配的是温补晶振,可选高稳恒温晶振和铷钟,时基用哪种也是影响价格很重要的一项因素。

如有预算实在有限也可以选择像SYN5636型通用频率计数器,这种设备内置时基标配就是恒温晶振,但是性价比高。价位比其它品牌内置温补还优惠。


对于绝大多数用户的应用,需要兼顾精度、时基质量和校准周期。因为这几项和测量结果质量紧密相关。但是如果预算确实有限,建议可以选择成本低的时基标准,一般也可以达到精度要求,只不过需要频繁的进行校准。如果购买的是较高质量的时基,就可适当延长校准周期。当然也可用外部高精度频率标准改进测量精度。一般通用计数器都是自带外参考10mzh输入的。

5、通用计数器多久校准一次

不同配置的高精度频率计数器,校准周期长短也是不一样的。但是无论配置高还是配置低,都要不定期的进行校准来满足性能要求。校准通常与计数器精度直接相关。您在设备前面板显示屏上看到的测量质量主要受以下四个因素影响:
a. 时间不变的计数器性能因素,时基温度稳定性
b. 时间变化的计数器性能因素,如时基的老化率
c. 输入信号噪声级和纯净度

d. 高精度频率计数器的配置和设置、

正因为时基有老化率,因此要求我们要定期校准,一般建议是1年1次。尽管计数器是测量电信号的电子仪器,但作为每台计数器时基心脏的石英晶体却是一种机械元件。由于晶体是机械元件,因此在受到各种物理扰动时会改变它的振动频率,并进而影响计数器精度。这些不同扰动的累积效应即晶体的老化,校准计数器即是对老化的补偿。
    老化是一项容易预测和能通过校准得到补偿的因素。您可通过查看计数器的老化率指标确定何时需要校准。

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