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