34936 IMG�87 (2)

impulsów elektrycznych danego sygnału, albo te2 odstęp czasu między wybranymi zboczami sygnałów pochodzących z różnych źródeł (wówczas klucz kj jest otwarty).

W dwu identycznych układach formowania sygnał o dowolnym kształcie przebiegu napięcia jest zamieniany na równoważny pod względem charakterystyki czasowej stan-daryzowany (ze względu na parametry impulsów) przebieg impulsowy Standard przebiegu impulsowego jest dobierany odpowiednio do standardu układów cyfrowych użytych w konstrukcji częstotliwościomierza (np. standardu TTL) W układzie formowania napięcie o malej wielkości (np. o wartości nie mniejszej niż np. 20+50 mV) jest wzmacniane, napięcie o dużej wielkości (np o wartości rzędu dziesiątków woltów) jest ograniczane Górna dopuszczalna wielkość amplitudy napięcia jest ograniczona (np. do 100 lub 200 V) Typowa rezystancja wejściowa układu formowania wynosi nominalnie IMG dla częstotliwości małych i 500 dla dużych (np. 200 MHz).

inicjowanie ponuro

Rys. 2.1. Schemat strukturalny (funkcyjny! typowego częsiotliimściomiarza-czasomier/a cyfrowego

Gdy mierzony jest czas i„ to z ciągu impulsów otrzymywanych z wyjścia pierwszego układu formowania układ sterowania bramką wybiera impuls „starł", którym jest pierwszy impuls z ciągu występujący po impulsie „inicjowanie pomiaru", natomiast pierwszy impuls z drugiego układu formowania, pojawiający się po impulsie przyjętym jako „start” w pierwszym ciągu, jest przez układ sterowania bramką interpretowany jako „stop".

Gdy jednak jest mierzona jedna z wielkości czasowych tego samego sygnału (a więc T,. f, albo t, między wybranymi zboczami tego samego sygnału pochodzącego z jednego źródła), to w obu układach formowane są ciągi impulsów z tego samego sygnału wejściowego (oba układy formowania łączone są z pierwszym wejściem przyrządu łącznik ks zamknięty), a układ sterowania bramką dwa kolejne impulsy interpretuje jako odpowiednio „start" i 'stop"

W układach formowania oprócz wymienionych funkcji może być realizowana funkcja wybierania rodzaju zboczy (zbocze narastające, zbocze opadające) badanego przebiegu oraz nastawiania poziomu wyzwalania (rys 2.2). Gdy takie funkcje w czasomierzu istnieją, to umożliwiają wykonanie specjalnych pomiarów czasu, a pośrednio - fazy.

_

Ryi. 2. 2. Przebiegi napięcia formowanego: a • operacje na przebiegu wejściowym (na przykładzie sinusoidy); b • przebieg przejściowy, prostokątny; c - przykładowy przebieg impulsowy na wyjściu układu formującego. Poziom wyzwalania równa się średniej z    i

Wybranie poziomu wyzwalania oznacza wybranie napięcia chwilowego przebiegu badanego, przy którym wygenerowane zostanie zbocze przebiegu prostokątnego, a w dalszym toku formowania zbocze impulsu wyprowadzanego z układu formowania. W ten sposób równocześnie wyznaczana jest chwila, od której może być liczony czas. Realny układ wyzwalania charakteryzuje się pewnym opóźnieniem działania w stosunku do momentu zrównania się napięć; zadawanego poziomu wyzwalania i równego mu napięcia chwilowego. W wyniku tego momenty wyzwalania występują realnie przy napięciu chwilowym wyższym (U**.,), gdy przebieg napięcia jest lokalnie rosnący (czyli detekcja poziomu jest realizowana na zboczu narastającym) oraz występują przy napięciu chwilowym niższym (Udoi™), gdy przebieg napięcia jest lokalnie malejący (czyli detekcja poziomu jest realizowana na zboczu opadającym). Za nastawiony poziom wyzwalania (np nominalny na potencjometrze poziomu wyzwalania) przyjmuje się wartość średnią z U&,ii» i IV*. Zjawisko tej rozbieżności między nastawionym i realizowanym poziomem wyzwalania jest nazywane histerezą wyzwalania, a różnica napięcia górnego i dolnego strefą (przedziałem) histerezy, liczbowo charakteryzowanym jako ±u = ±0.5(JJg-Uj), gdzie u nazywane jest progiem histerezy (albo też dyskryminancją). Przy pomiarach odstępu czasu między wybranymi poziomami napięć danego przebiegu, ale wybranymi na różnych zboczach, powstanie błąd pomiaru odstępu czasu i będzie on tym większy, im stromość zboczy jest mmejsza i im histerezą jest większa Błąd pomiaru odstępu czasu również powstanie, gdy wybrane będą te same zbocza, ale na różnych poziomach napięcia występować będą różne stromości zboczy Taki błąd nie będzie występować przy pomiarze okresu, ponieważ wyzwalanie ma miejsce na tych samych zboczach i przy tym samym poziomie, więc opóźnienia będą miały tę samą wartość i ten sam znak.

W układzie formowania może być dostępna funkcja tzw automatycznego poziomu wyzwalania. Oznacza to, że konstruktor zrealizował korzystny poziom wyzwalania, zawsze jednakowy, np przejście przez zero na narastającym zboczu sygnału badanego.

Układ sterowania bramką (rys. 2.1) oprócz przedstawionej już funkcji logicznej (interpretacja impulsu „start" i „stop") realizuje jeszcze drugą funkcję - generowanie przebiegu prostokątnego o czasie trwania wyznaczonym przez impulsy „start” i „stop" (czas T, lub czas T, na rys. 2.3) . Napięcie to doprowadzone połączeniem „s” (rys. 2.1) do wejścia sterującego bramki podtrzymuje w niej stan otwarcia przez czas mierzony (T„ /,) lub wzorcowy (71,). Oznacza to, Ze przez wejście pomiarowe (oznaczenie „p" na rys. 2.1) mogą w tym czasie przechodzić przez bramkę impulsy do połączonego z jej wyjściem licznika impulsów, a więc fizycznie realizuje się odstęp czasu, w którym mogą być zliczane impulsy przepuszczane przez bramkę do licznika. Tak realizuje się istotny moment cyfrowej zasady

59