Politechnika Wrocławska Miernictwo elektroniczne 2

Imię i nazwisko: Krystian Kamiński Nr albumu: 156418

Data: 26.01.2008 r.

Sprawozdanie z ćwiczenia nr 6

Ocena:

Temat: Pomiar częstotliwości i przesunięcia fazowego sygnałów okresowych

1. Cel ćwiczenia: Poznanie podstawowych metod pomiaru częstotliwości i przesunięcia fazowego między sygnałami, ze szczególnym zwróceniem uwagi na warunki pomiaru częstotliwości metodą zliczania w cyfrowych miernikach częstotliwości, okresu i odcinka czasu.

2. Pomiary i błędy Czas

Odczytana

Częstotliwość

δN

δf

bramkowania

częstotliwość

N

X

[kHz]

X

[%]

[%]

[s]

[MHz]

0,006

0,00010

1

100

100,0001

0,06

0,00010

1

100

100,0001

0,6

0,00060

6

16,66667

16,66677

6

0,01

0,00600

60

1,66667

1,66677

60

0,06000

600

0,16667

0,16677

600

0,60000

6000

0,01667

0,01677

0,006

0,00001

1

100

100,0001

0,06

0,00006

6

16,66667

16,66677

0,6

0,00060

60

1,66667

1,66677

6

0,1

0,00600

600

0,16667

0,16677

60

0,06000

6000

0,01667

0,01677

600

0,60000

60000

0,00167

0,00177

0,006

0,000006

6

16,66667

16,66677

0,06

0,00006

60

1,66667

1,66677

0,6

0,0006

600

0,16667

0,16677

6

1

0,006

6000

0,01667

0,01677

60

0,06

60000

0,00167

0,00177

600

0,599995

599995

0,00017

0,00027

Niepewność wyniku pomiaru częstotliwości fx trzeba wyznaczyć stosując metodę pochodnej logarytmicznej: N X

f

=

X

TW

ln f = ln N + ln T

X

X

W

różniczka zupełna tej funkcji wynosi: f

δ = N

δ

+ T

δ

X

X

W

Jak widzimy niepewność ta zależy od błędu granicznego określenia wzorcowego odcinka czasu Tw i od błędu względnego liczby impulsów Nx.

Dla tej samej częstotliwości f

±

x bramka może „przepuścić” w zadanym czasie Tw liczby impulsów różniące się o 1

w zależności od relacji czasowej między momentem otwarcia bramki, a pojawieniem się pierwszego impulsu (czyli Δ N = 1).

X

N

Δ

1

X

N

δ

=

=

X

N

N

X

X

Natomiast T

δ zależy przede wszystkim od dwóch czynników: W

‐ błędu generatora wzorcowego fw (błędu tzw. zegara, podstawy czasu)

‐ błędu przetwarzania częstotliwości wzorcowej na odcinek czasu Tw Pierwsza składowa błędu wynosi 0,0001%,a druga jest pomijalnie mała (zatem T

δ

=

%

0001

,

0

)

W

Przykładowe obliczenia: Dla czasu bramkowania 1s i dla częstotliwości 6Hz mamy: 0,006kHz = 6Hz oznacza, że w czasie bramkowania 1s, ilość zliczonych impulsów wynosi Nx=6.

1

1

N

δ

=

⋅100% =

⋅100% ≈ ,01667

0

%

X

N

6000

X

f

δ =

%

,01667

0

+

%

0001

,

0

≈

%

01677

,

0

X

Dla czasu bramkowania 0,1s i dla częstotliwości 60khz mamy: 60kHz = 60000Hz oznacza, że w czasie bramkowania 0,1s, ilość zliczonych impulsów wynosi Nx=6000.

3. Wnioski:

Z wyżej wyliczonych danych wynika, że częstotliwość można w bardzo dokładny sposób zmierzyć. Im dłuższy czas bramki i większa ilość impulsów (wyższa częstotliwość) wzrasta dokładność pomiaru częstotliwości.