POLITECHNIKA BIAŁOSTOCKA
WYDZIAŁ ELEKTRYCZNY
___________________________________________________________
Laboratorium Miernictwa Elektrycznego
Cz
ę
sto
ś
ciomierz cyfrowy
Instrukcja do
ć
wiczenia
Nr 23
_______________________________________________
Białystok 1998
Ć
wicz. Nr 23 Cz
ę
sto
ś
ciomierz cyfrowy
2
1. Wprowadzenie
z
ę
sto
ś
ciomierz, o którym tu mowa, jest przyrz
ą
dem przeznaczonym do
pomiaru cz
ę
stotliwo
ś
ci sygnału okresowego, jego okresu, stosunku
dwóch cz
ę
stotliwo
ś
ci, a tak
ż
e przedziału czasu zaznaczonego
impulsami startu i stopu. Jest te
ż
ź
ródłem cz
ę
stotliwo
ś
ci wzorcowych.
Przypomnijmy, cz
ę
stotliwo
ś ć
f sygnału (napi
ę
cia lub pr
ą
du) okresowego
jest jednoznacznie zwi
ą
zana z jego okresem T,
f
T
=
1
[Hz]
Pomiar jednej z tych wielko
ś
ci wyznacza jednocze
ś
nie drug
ą
z nich.
Cz
ę
sto
ś
ciomierze
cyfrowe
mierz
ą
na
ogół
zarówno
cz
ę
stotliwo
ś ć
(cz
ę
sto
ś
ciomierze o działaniu bezpo
ś
rednim) jak i okres (cz
ę
sto
ś
ciomierze o
działaniu po
ś
rednim).
Cz
ę
sto
ś
ciomierz o działaniu bezpo
ś
rednim
Schemat blokowy takiego cz
ę
sto
ś
ciomierza przedstawiony jest na rysunku
1.
Q
B
A
U
A
0,1 Hz
1 Hz
10 Hz
100 Hz
USB
W
L
UF
BE
W
I
G
U
A
U
X
U
B
U
W
T
W
= 0,1s
T
B
T
X
T
X
T
X
Rys. 1. Schemat blokowy cz
ę
sto
ś
ciomierza o działaniu bezpo
ś
rednim
C
Ć
wicz. Nr 23 Cz
ę
sto
ś
ciomierz cyfrowy
3
Napi
ę
cie okresowe (tu sinusoidalne) o nieznanej cz
ę
stotliwo
ś
ci
doprowadzone jest do wej
ś
cia układu formuj
ą
cego UF, który przekształca je na
ci
ą
g impulsów szpilkowych U
A
odległych od siebie o czas T
X
, równy okresowi
sygnału wej
ś
ciowego. Napi
ę
cie U
A
dochodzi do wej
ś
cia A bramki
elektronicznej BE typu AND, realizuj
ą
cej iloczyn logiczny. Impulsy
dochodz
ą
ce do wej
ś
cia A s
ą
odtwarzane na wyj
ś
ciu Q bramki tylko wtedy, gdy
na jej wej
ś
ciu B istnieje poziom logiczny wysoki H (ang. H - high) napi
ę
cia,
wynosz
ą
cy dla układów TTL ok. 5 V. Czas trwania poziomu wysokiego
nazywany
jest
czasem
otwarcia
bramki
T
B
( albo - czasem bramkowania). Jest on precyzyjnie odmierzany przez
wewn
ę
trzny zegar przyrz
ą
du. Na rys.1 przedstawiono go blokowo jako GIW
(generator impulsów wzorcowych). Zespół GIW grupuje w sobie generator
kwarcowy, zespół dzielników cz
ę
stotliwo
ś
ci oraz układ formuj
ą
cy, działaj
ą
cy tak
jak układ UF.
Cztery uwidocznione na rys.1 cz
ę
stotliwo
ś
ci, odpowiadaj
ą
czterem czasom
otwarcia bramki T
B
: 10s (0,1Hz), 1s (1Hz), 0,1s (10Hz), 0,01s (100Hz)
Impulsy pochodz
ą
ce z GIW dochodz
ą
do wej
ś
cia układu sterowania
bramk
ą
USB, który jest przerzutnikiem dwustabilnym. Pierwszy z impulsów
docieraj
ą
cy do wej
ś
cia tego układu przeprowadza jego napi
ę
cie wyj
ś
ciowe z
poziomu niskiego do wysokiego, kolejny za
ś
powoduje przej
ś
cie odwrotne.
Impulsy pojawiaj
ą
ce si
ę
na wyj
ś
ciu Q bramki s
ą
zliczane przez licznik
impulsów L, za
ś
wynik zliczania, po odpowiednim przetworzeniu jest
wy
ś
wietlany w postaci cyfrowej na wy
ś
wietlaczu W w jednostkach
cz
ę
stotliwo
ś
ci (zwykle kHz)
Zauwa
ż
my,
ż
e je
ż
eli czas otwarcia bramki T
B
równy jest 1s, to liczba
zliczonych przez licznik impulsów mo
ż
e by
ć
wy
ś
wietlona bezpo
ś
rednio jako
mierzona cz
ę
stotliwo
ś ć
w Hz. Wynika to oczywi
ś
cie z definicji herca.
Przyjrzymy si
ę
teraz bli
ż
ej zwi
ą
zkom mi
ę
dzy takimi wielko
ś
ciami jak
mierzona cz
ę
stotliwo
ś ć
f
X
, czas otwarcia bramki T
B
, liczba zliczonych impulsów
N. Wyka
ż
emy,
ż
e liczba impulsów N zliczonych w czasie otwarcia bramki T
B
jest
w przybli
ż
eniu proporcjonalna do mierzonej cz
ę
stotliwo
ś
ci f
X
.
Na rys. 2 pokazano siedem zliczonych przez licznik impulsów (w rzeczy-
wisto
ś
ci jest ich oczywi
ś
cie o wiele wi
ę
cej) oraz napi
ę
cie bramkuj
ą
ce U
B
.
Przyj
ę
to umownie, przypisywa
ć
ka
ż
demu impulsowi, który dotarł do
licznika, poprzedzaj
ą
cy go przedział czasu T
X
(impuls ten ko
ń
czy przedział T
X
).
Liczba impulsów N, stosownie do tej umowy, okre
ś
la czas pomiarowy T
P
,
b
ę
d
ą
cy wielokrotno
ś
ci
ą
przedziału T
X.
Ć
wicz. Nr 23 Cz
ę
sto
ś
ciomierz cyfrowy
4
T
N T
P
X
= ⋅
(1)
Przyjmuje si
ę
w uproszczeniu,
ż
e czas otwarcia bramki równy jest czasowi
pomiarowemu, to znaczy,
T
T
N T
N
f
B
P
X
X
≈
= ⋅
=
sk
ą
d oblicza si
ę
poszukiwan
ą
cz
ę
stotliwo
ś ć
,
f
N
T
X
B
≈
(2)
Wzór (2) jest równaniem pomiaru cz
ę
stotliwo
ś
ci dla cz
ę
sto
ś
ciomierza
cyfrowego o działaniu bezpo
ś
rednim. Zagadnienie przybli
ż
onej równo
ś
ci
wyst
ę
puj
ą
cej w tym wzorze rozwini
ę
te zostanie w nast
ę
pnym punkcie
dotycz
ą
cym bł
ę
du kwantowania.
Bł
ą
d kwantowania w czasie
Z rys.2 wynika,
ż
e czas pomiarowy T
P
nie jest to
ż
samy z czasem otwarcia
bramki T
B
, ten ostatni bowiem nie jest na ogół, ze zrozumiałych wzgl
ę
dów,
całkowit
ą
krotno
ś
ci
ą
okresu T
X
. Na podstawie rys.2. ustali
ć
mo
ż
na zwi
ą
zek
mi
ę
dzy tymi dwoma czasami.
∆
t
1
∆
t
2
T
P
T
X
T
B
Rys.2. Czas pomiarowy i czas bramkowania
T
T
t
t
B
P
=
−
+
∆
∆
1
2
(3)
Ć
wicz. Nr 23 Cz
ę
sto
ś
ciomierz cyfrowy
5
Czasy
∆
t
1
,
∆
t
2
przedstawi
ć
mo
ż
na nast
ę
puj
ą
co,
∆
t
1
= k
1
T
X
∆
t
2
= k
2
T
X
(4)
gdzie:
0
≤
k
1
≤
1
0
≤
k
2
≤
1
Podstawiaj
ą
c zale
ż
no
ś
ci (4) do (3), otrzymuje si
ę
,
(
)
T
T
T
k
k
B
P
X
=
+
−
2
1
W szczególnych przypadkach współczynniki k
1
, k
2
mog
ą
przyjmowa
ć
skrajnie
ró
ż
ne warto
ś
ci:
Gdy k
1
= 0, za
ś
k
2
=1,
wtedy
T
B
= T
P
+ T
X
Gdy k
1
= 1, za
ś
k
2
= 0,
wtedy
T
B
= T
P
−
T
X
Wynika st
ą
d,
ż
e w skrajnie niekorzystnych przypadkach czas otwarcia bramki T
B
mo
ż
e ró
ż
ni
ć
si
ę
od czasu pomiarowego T
P
co do warto
ś
ci bezwzgl
ę
dnej najwy
ż
ej
o czas T
X
, co mo
ż
na zapisa
ć
nast
ę
puj
ą
co,
T
T
T
B
P
X
=
±
Moduł ró
ż
nicy czasu otwarcia bramki i czasu pomiarowego nazywa si
ę
bezwzgl
ę
- dnym bł
ę
dem kwantowania w czasie i oznacza przez
∆
k
.
P
B
k
T
T
−
=
∆
(5)
Jest to jeden z charakterystycznych bł
ę
dów cyfrowej metody pomiaru.
Maksymalna (graniczna) jego warto
ś ć
dla cz
ę
sto
ś
ciomierza o działaniu
bezpo
ś
rednim wynosi, jak to ustalili
ś
my, T
X
.
( )
X
k
T
=
∆
max
(6)
Wzgl
ę
dny bł
ą
d kwantowania, zgodnie z podstawow
ą
definicj
ą
bł
ę
du
wzgl
ę
dnego jest ilorazem bł
ę
du bezwzgl
ę
dnego i warto
ś
ci rzeczywistej wielko
ś
ci
mierzonej, za któr
ą
tutaj przyjmuje si
ę
wzorcowo odmierzany czas otwarcia
bramki T
B
. Tak wi
ę
c,
Ć
wicz. Nr 23 Cz
ę
sto
ś
ciomierz cyfrowy
6
%
100
B
k
k
T
∆
=
δ
(7)
Maksymalna (graniczna) warto
ść
tego bł
ę
du wynosi oczywi
ś
cie,
( )
( )
X
B
B
X
B
k
k
f
T
T
T
T
%
100
%
100
max
max
=
=
∆
=
δ
(8)
Z zale
ż
no
ś
ci (8) wynika,
ż
e wzgl
ę
dny bł
ą
d kwantowania zale
ż
y od czasu
otwarcia bramki i warto
ś
ci mierzonej cz
ę
stotliwo
ś
ci. Bł
ą
d jest tym mniejszy, im
wi
ę
ksz
ą
warto
ść
ma ta ostatnia. Gdy cz
ę
stotliwo
ść
jest niewielka, bł
ą
d
kwantowania mo
ż
e przyjmowa
ć
znaczne warto
ś
ci.
Dla zilustrowania wpływu wielko
ś
ci T
B
, f
X
na bł
ą
d kwantowania,
w Tablicach 1, 2 przedstawiono warto
ś
ci tego bł
ę
du dla „du
ż
ej” i „małej”
cz
ę
stotliwo
ś
ci mierzonej.
Tablica 1
Tablica 2
f
X
=10 Hz
f
X
= 10 000 Hz
T
B
(
δ
k
)
max
T
B
(
δ
k
)
max
s
%
s
%
0,01
1000
0,01
1
0,1
100
0,1
0,1
1
10
1
0,01
10
1
10
0,001
Z Tablicy 1 wynika,
ż
e przy pomiarze „małej” cz
ę
stotliwo
ś
ci bł
ą
d kwanto-
wania przyjmuje niedopuszczalnie du
ż
e warto
ś
ci, co dyskwalifikuje w tym przy-
padku metod
ę
bezpo
ś
redni
ą
pomiaru. Rozwi
ą
zaniem problemu w przypadku
małych cz
ę
stotliwo
ś
ci mierzonych, jest zamiana ról dwu charakterystycznych
sygnałów: mierzonego i wzorcowego, co prowadzi do
metody po
ś
redniej
pomiaru cz
ę
stotli- wo
ś
ci, przedstawionej w dalszej cz
ę ś
ci instrukcji.
Zakres pomiarowy cz
ę
sto
ś
ciomierza
Zakresem pomiarowym cz
ę
sto
ś
ciomierza nazywamy najwi
ę
ksz
ą
cz
ę
stotli-
wo
ść
, jak
ą
mierzy
ć
mo
ż
e ten przyrz
ą
d bez przepełniania licznika impulsów.
Ć
wicz. Nr 23 Cz
ę
sto
ś
ciomierz cyfrowy
7
Zakres pomiarowy okre
ś
la równanie pomiaru (2), w którym w miejsce
liczby impulsów podstawia si
ę
pojemno
ść
licznika impulsów N
max
,
f
N
T
B
max
max
≈
(9)
gdzie:
f
max
- zakres pomiarowy cz
ę
sto
ś
ciomierza
N
max
- pojemno
ść
licznika impulsów
T
B
- czas otwarcia bramki
Dla przykładu, pojemno
ść
licznika impulsów cz
ę
sto
ś
ciomierza PFL-21
wynosi N
max
= 9 999 999.
Cz
ę
sto
ś
ciomierz o czterech czasach otwarcia bramki ma cztery podzakresy
pomiarowe, przy czym, jak łatwo zauwa
ż
y
ć
, najwi
ę
ksz
ą
cz
ę
stotliwo
ść
mo
ż
na
mierzy
ć
przy najkrótszym czasie otwarcia bramki, równym zazwyczaj 0,01 s. Dla
cz
ę
sto
ś
ciomierza PFL-21 jest ona równa
f
max
= 999 999 900 Hz
≈
1GHz. Jest to
jednak tylko warto
ść
teoretyczna. Wła
ś
ciwo
ś
ci układów półprzewodnikowych
(cho- dzi o ograniczony czas propagacji) sprawiaj
ą
,
ż
e maksymalna
cz
ę
stotliwo
ść
, jak
ą
mo
ż
e mierzy
ć
ten przyrz
ą
d wynosi zaledwie 25 MHz.
Cz
ę
sto
ś
ciomierz cyfrowy o działaniu po
ś
rednim
W przyrz
ą
dzie tym nast
ę
puje zamiana ról mi
ę
dzy sygnałem mierzonym i
sygnałem
pochodz
ą
cym
z
generatora
wewn
ę
trznego.
Ten
pierwszy
wykorzystywany jest do otwierania bramki, licznik zlicza za
ś
impulsy
generowane przez wewn
ę
trzny generator wzorcowy.
Schemat blokowy cz
ę
sto
ś
ciomierza o działaniu po
ś
rednim przedstawiono
na
rys. 3.
Mierzony sygnał okresowy (tutaj sinusoidalny) o nieznanym okresie T
X
po
przej
ś
ciu przez układ wej
ś
ciowy (nie pokazany na schemacie), doprowadzany
jest do układu formuj
ą
cego UF, który przekształca go w ci
ą
g impulsów
szpilkowych odległych od siebie o czas T
X
. Impulsy te dochodz
ą
do wej
ś
cia
układu sterowania bramk
ą
USB, przeprowadzaj
ą
c jego napi
ę
cie wyj
ś
ciowe U
B
kolejno z poziomu niskiego do wysokiego i odwrotnie. Czas trwania wysokiego
poziomu napi
ę
cia U
B
jest czasem otwarcia bramki T
B
. Napi
ę
cie U
B
Ć
wicz. Nr 23 Cz
ę
sto
ś
ciomierz cyfrowy
8
doprowadzane jest do wej
ś
cia A bramki BE iloczynu logicznego (bramki typy
AND). Wysoki poziom napi
ę
cia na tym wej
ś
ciu bramki pozwala na
„przechodzenie” przez ni
ą
impulsów pochodz
ą
cych z generatora impulsów
wzorcowych GIW.
Ś
ci
ś
le bior
ą
c impulsy na wyj
ś
ciu Q bramki s
ą
poziomami
wysokimi napi
ę
cia w tych chwilach czasu, w których na obydwu wej
ś
ciach A, B
wyst
ę
puj
ą
równocze
ś
nie poziomy wysokie sygnałów. Dzi
ę
ki temu sygnał na
wyj
ś
ciu Q jest odwzorowaniem napi
ę
cia U
W
generowanego przez GIW.
Cz
ę
stotliwo
ść
tego napi
ę
cia w przypadku przyrz
ą
du typu PFL-21 wynosi 10
MHz. Impulsy z wyj
ś
cia Q bramki s
ą
zliczane przez licznik L. Liczba impulsów
po odpowiednim przetworzeniu jest wy
ś
wietlana na wy
ś
wietlaczu cyfrowym w
jednostkach cz
ę
stotliwo
ś
ci, zazwyczaj w kHz.
Q
B
A
T
W
U
W
GIW
USB
W
L
UF
BE
U
f
U
W
U
X
U
B
T
X
T
X
T
B
=T
X
f
W
=10MHz
f
W
=10MHz
Rys.3. Schemat blokowy cz
ę
sto
ś
ciomierza o działaniu po
ś
rednim
Podobnie jak w poprzednim cz
ę
sto
ś
ciomierzu liczba impulsów zliczonych
w czasie otwarcia bramki „tworzy” czas pomiarowy T
P
,
T
N T
P
W
= ⋅
(
10)
Czas pomiarowy przyrównuje si
ę
do równego mu w przybli
ż
eniu czasu otwarcia
bramki,
T
T
P
B
≈
Bior
ą
c pod uwag
ę
zwi
ą
zek (10) i zwa
ż
ywszy,
ż
e:
T
T
B
X
=
, mo
ż
emy napisa
ć
,
Ć
wicz. Nr 23 Cz
ę
sto
ś
ciomierz cyfrowy
9
N T
T
W
X
⋅
≈
,
(
11)
sk
ą
d,
f
T
N T
f
N
X
X
W
W
=
≈
⋅
=
1
1
(
12)
Zwi
ą
zek (12) jest równaniem pomiaru cz
ę
stotliwo
ś
ci dla cz
ę
sto
ś
ciomierza
o działaniu po
ś
rednim.
Bł
ą
d kwantowania w czasie
Ten charakterystyczny dla metody cyfrowej bł
ą
d wyst
ę
puje równie
ż
w cz
ę
sto
ś
ciomierzu o działaniu po
ś
rednim. Wynika on z faktu,
ż
e czas
pomiarowy nie jest dokładnie równy czasowi otwarcia bramki, co ilustruje rys. 4.
∆
t
1
∆
t
2
T
P
T
W
T
B
= T
X
Rys. 4. Czas pomiarowy i czas bramkowania dla cz
ę
sto
ś
ciomierza o działaniu
po
ś
rednim
Analogicznie okre
ś
la si
ę
tu tak
ż
e bezwzgl
ę
dny i wzgl
ę
dny bł
ą
d
kwantowania w czasie.
Moduł ró
ż
nicy czasu otwarcia bramki i czasu pomiarowego nazywa si
ę
bezwzgl
ę
dnym bł
ę
dem kwantowania w czasie
i oznacza
∆
k
.
Ć
wicz. Nr 23 Cz
ę
sto
ś
ciomierz cyfrowy
10
P
B
k
T
T
−
=
∆
(
13)
Maksymalna (graniczna) jego warto
ść
dla cz
ę
sto
ś
ciomierza o działaniu
po
ś
rednim wynosi, jak łatwo ustali
ć
, T
W
.
( )
W
k
T
=
∆
max
(
14)
Wzgl
ę
dny bł
ą
d kwantowania, zgodnie z podstawow
ą
definicj
ą
bł
ę
du
wzgl
ę
dnego jest ilorazem bł
ę
du bezwzgl
ę
dnego i warto
ś
ci rzeczywistej wielko
ś
ci
mierzonej, któr
ą
tutaj jest wzorcowo odmierzany czas pomiarowy T
P
. Tak wi
ę
c,
%
100
P
k
k
T
∆
=
δ
(
15)
Maksymalna (graniczna) warto
ść
tego bł
ę
du wynosi oczywi
ś
cie,
( )
( )
N
T
N
T
T
T
T
W
W
P
W
P
k
k
%
100
%
100
%
100
max
max
=
⋅
=
=
∆
=
δ
(
16)
Uwzgl
ę
dniaj
ą
c w ostatniej zale
ż
no
ś
ci zwi
ą
zek (12), otrzymamy,
( )
%
100
max
W
X
k
f
f
=
δ
(
17)
Wynika z niej,
ż
e bł
ą
d kwantowania jest tym mniejszy, im mniejsza jest cz
ę
stotli-
wo
ść
mierzona, co potwierdza przydatno
ść
cz
ę
sto
ś
ciomierza o działaniu
po
ś
rednim do pomiaru małych cz
ę
stotliwo
ś
ci. Cz
ę
stotliwo
ść
wzorcowa
f
w
jest
dla danego przyrz
ą
du parametrem stałym. Dla cz
ę
sto
ś
ciomierza PFL-21, jak ju
ż
wspomniano cz
ę
stotliwo
ść
ta wynosi 10 MHz.
Ć
wicz. Nr 23 Cz
ę
sto
ś
ciomierz cyfrowy
11
Cyfrowy pomiar czasu
Zauwa
ż
my,
ż
e cz
ę
sto
ś
ciomierz o działaniu po
ś
rednim słu
ż
y
ć
mo
ż
e do
pomiaru dowolnego odcinka czasu zaznaczonego dwoma impulsami: startu i
stopu, doprowadzonymi do wej
ś
cia układu sterowania bramk
ą
USB (rys.3).
Mierzony przedział czasu
T
X
obliczany jest zgodnie z zale
ż
no
ś
ci
ą
(11). Zakres
pomiarowy czasomierza nie przekracza na ogół 10 sekund. Cz
ę
sto
ś
ciomierz PFL-
21 mo
ż
e pracowa
ć
w obydwu omówionych dotychczas trybach i nosi nazw
ę
„Cz
ę
sto
ś
cio- mierza - czasomierza cyfrowego”.
Przebieg
ć
wiczenia
Studenci wykonuj
ą
wskazane ni
ż
ej Zadania, sporz
ą
dzaj
ą
c na bie
żą
co
stosowne notatki.
Zadanie 1
Dokonaj ogl
ę
dzin cz
ę
sto
ś
ciomierza - czasomierza. Zapoznaj si
ę
ze skróco-
nym opisem technicznym przyrz
ą
du. Na tej podstawie odpowiedz pisemnie na
nast
ę
puj
ą
ce pytania.
1. Jaki zakres pomiarowy cz
ę
stotliwo
ś
ci ma przyrz
ą
d na wej
ś
ciu A ?
2. Jaki zakres pomiarowy cz
ę
stotliwo
ś
ci ma przyrz
ą
d na wej
ś
ciu B ?
3. Jakie czasy otwarcia bramki ma do wyboru u
ż
ytkownik cz
ę
sto
ś
ciomierza ?
4. Które z wej
ś ć
przyrz
ą
du słu
ż
y do pomiaru okresu?
5. Jaka jest rola wej
ś
cia C przyrz
ą
du?
6. Jakie maksymalne napi
ę
cia doprowadzi
ć
mo
ż
na do wej
ś ć
A i B ?
7. Jak mierzy si
ę
czas (przedział czasu) omawianym przyrz
ą
dem
Zadanie 2
1. Wł
ą
cz napi
ę
cie zasilaj
ą
ce przyrz
ą
d. Wł
ą
cz cz
ę
stotliwo
ś ć
1Hz przyciskiem
znaj- duj
ą
cym si
ę
w sekcji „cz
ę
stotliwo
ś
ci wzorcowe”. Wł
ą
cz czas otwarcia
bramki równy 10 s przyciskiem znajduj
ą
cym si
ę
w sekcji „cz
ę
sto
ś
ciomierz”.
Pokr
ę
tło „odczyt” ustaw w poło
ż
eniu „
∞
” i ka
ż
dy pomiar inicjuj przyciskiem
Ć
wicz. Nr 23 Cz
ę
sto
ś
ciomierz cyfrowy
12
„kasowanie”. Przeł
ą
cznik „pami
ę ć
” (z tyłu przyrz
ą
du) pozostaw w poło
ż
eniu
„wył”. Obserwuj przebieg procesu pomiarowego składaj
ą
cego si
ę
trzech
etapów:
I) zliczania
impulsów
(POMIAR),
II) wy
ś
wietlania
wyniku
(POMIAR), III kasowania stanu licznika (GOTOWE).
2. Zapisz wynik pomiaru w kHz. Wyja
ś
nij, w jakich odst
ę
pach czasu pojawiaj
ą
si
ę
na wy
ś
wietlaczu kolejne cyfry.
3. Czy przyrz
ą
d mo
ż
e w obserwowanym przypadku pełni
ć
rol
ę
czasomierza?
4. Jaki zakres pomiarowy ma przyrz
ą
d w tym przypadku?
5. Jakie parametry wyznaczaj
ą
powy
ż
szy zakres?
6. Od jakiego bloku funkcjonalnego zale
ż
y dokładno
ś ć
czasomierza?
Zadanie 3
Wykonaj polecenia z punktów 1-4 Zadania 2, lecz dla cz
ę
stotliwo
ś
ci 10 Hz.
Jakim jednostkom czasu odpowiadaj
ą
cyfry pojawiaj
ą
ce si
ę
na ostatniej i
przedostatniej pozycji wy
ś
wietlacza?
Zadanie 4
Jak w Zadaniu 3, lecz dla cz
ę
stotliwo
ś
ci 100 Hz.
Zadanie 5
Wł
ą
cz cz
ę
stotliwo
ś ć
1 MHz, zmierz j
ą
kolejno przy wszystkich czasach otwarcia
bramki. Przy jakich czasach otwarcia bramki pomiar jest niemo
ż
liwy i dlaczego?
Zadanie 6
Wł
ą
cz cz
ę
stotliwo
ś ć
1 Hz, zmierz j
ą
kolejno przy wszystkich czasach otwarcia
bramki. Przy jakich czasach otwarcia bramki pomiar jest niemo
ż
liwy i dlaczego?
Zadanie 7
Ustal do
ś
wiadczalnie, co najmniej jak
ą
warto
ś ć
powinna mie
ć
cz
ę
stotliwo
ś ć
spo
ś
ród o
ś
miu dost
ę
pnych w cz
ę
sto
ś
ciomierzu, aby przy czasie otwarcia bramki
równym 0,01 s, na wy
ś
wietlaczu pojawił si
ę
wynik ró
ż
ny od zera.
Ć
wicz. Nr 23 Cz
ę
sto
ś
ciomierz cyfrowy
13
Zadanie 8
Przył
ą
cz do cz
ę
sto
ś
ciomierza generator (np. typu PW-11), nastaw na nim cz
ę
sto-
tliwo
ś ć
sygnału sinusoidalnego 5 kHz. Nast
ę
pnie zmierz:
a) t
ę
cz
ę
stotliwo
ś ć
przy czterech czasach otwarcia bramki, notuj
ą
c wszystkie
cyfry wyniku
b) okres oraz dziesi
ę ć
okresów tego sygnału
Zadanie 9
Zmierz cz
ę
stotliwo
ś ć
napi
ę
cia sieciowego oraz okres i dziesi
ę ć
okresów tego
napi
ę
cia po obni
ż
eniu jego warto
ś
ci do ok. 50 V przy pomocy autotransformatora
laboratoryjnego.
Uwaga: Ten punkt
ć
wiczenia powinien by
ć
wykonany pod
ś
cisłym nadzorem
prowadz
ą
cego
ć
wiczenie.
Ć
wicz. Nr 23 Cz
ę
sto
ś
ciomierz cyfrowy
14
3. Pytania i zadania kontrolne
1. Wyja
ś
nij w oparciu o zamieszczone w instrukcji schematy blokowe zasad
ę
działania cz
ę
sto
ś
ciomierza o działaniu bezpo
ś
rednim i po
ś
rednim
2. Wyja
ś
nij zasad
ę
działania układu formuj
ą
cego UF
3. Omów zasad
ę
działania bramki logicznej typu AND
4. Jak
ą
rol
ę
w cz
ę
sto
ś
ciomierzu pełni przerzutnik bistabilny?
5. Jakie bloki funkcjonalne zawiera w sobie blok GIW?
6. Wyprowad
ź
równania pomiaru dla obydwu rodzajów cz
ę
sto
ś
ciomierzy
7. Podaj definicj
ę
bezwzgl
ę
dnego i wzgl
ę
dnego bł
ę
du kwantowania w czasie dla
obydwu rodzajów cz
ę
sto
ś
ciomierzy
8. Opisz zasad
ę
pomiaru czasu (przedziału czasu) omawianym przyrz
ą
dem
4. Literatura
1. Chwaleba A. i inni Metrologia elektryczna WNT, Warszawa 1994
2. Bogdan T. Multimetry cyfrowe WKiŁ, Warszawa 1976
3. Sowi
ń
ski A. Cyfrowa technika pomiarowa WKiŁ, Warszawa 1976
4. Bad
ź
mirowski K. i inni Cyfrowe systemy pomiarowe WNT, Warszawa 1979