Цч для вимірювання відношення 2 – х частот.

ДЧ – для того, щоб формувати певний час

& - логічний елемент вимірювання відношення

ЦВП – цифровий відліковий пристрій.

відкриває ворота логічного елементу &.

, якщо , або

Якщо , тоді

повинен бути суттєвим, щоб пропустити побільше імпульсів.

Цч в режимі вимірювання тх.

При вимірюванні низьких частот і час вимірювання дуже зростає. Тоді роблять навпаки вимірюють періоди цих імпульсів.

& - часовий селектор;

За допомогою ДЧ можна змінювати - . Чим нижча частота, тим краще.

Похибка такого частотоміра визначається нестабільністю , похибка квантування часу, похибка від квантування . Її можна зменшити збільшуючи або . Інколи доцільно і високі частоти вимірювати через період.

Похибки а) розглянемо повільну складову виникнення похибки .

Беруть компаратор

Перехід через нуль – нечіткий, бо впливає та .

- з’являється додатковий час – похибка.

Відносна похибка:

можна записати як - швидкість зміни дрейфу нуля за - за час циклу.

похибка: .

Чим більший сигнал , тим краще. Чим більше - тим гірше.

б

) друга складова – шум – більш швидка складова .

= - якщо ми визначаємо дисперсію в двох точках.

- середньо - квадратичне відхилення = (СКВ)

- дисперсія.

в

) Сумарна відносна похибка частотоміра, що працює в режимі .

- нестабільність генератора квантуючих імпульсів; - шумова похибка;

- дрейф нуля; - похибка квантування. (похибка кванта , - кількість імпульсів)Пох.1кванта старт чи стоп імп.: . У нас є і старт і стоп імп., тому Похибка від одного кванта , - кількість імпульсів.

Кількість квантів: → похибка кванта .

6.8 Цифрові фазометри: структури, похибки. Фазообертувачі.

Є дві класичні схеми

1. Фазовий фільтр.

Ц

е схема з від’ємним зворотнім зв’язком послідовним по входу.

Коефіцієнт передачі операторної форми:

В комплексній формі:

(

Для знаходження модуля коеф. передачі беремо модуль чисельника / модуль знаменника підносимо до квадрату і беремо корінь квадратний)

Запишемо модуль коефіцієнта передачі:

Фаза (окремо для чисельника і знаменника і віднімаємо)( чисельник – )

Змінюючи і можна змінити фазовий зсув відносно в границях від 0˚ до 180˚.

2. Пасивна мостова схема.

;

Порівнюємо схеми:

2-га схема пасивна, мало шумна, широкий діапазон частот.

Недолік: диференційний вихід, не можна приєднати заземлення.

У 1-й схемі шум ОП, обмеження частотних властивостей через ОП. Застосовують на низьких частотах.

90˚ Фазообертувач.

(

похибка 0,1˚, навіть 0,01˚)

ПО – підсилювач – обмежувач;

СД – синхронний детектор

4 – х полюсник складається з RC – кіл які дають зсув.

4-х полюсник – недосконалий і нестабільний. Тому перетворюють синусоїду, за допомогою ПО в прямокутні імп. – стабільні імп.

СД – ключ, який пропускає в один такт синусоїду, а в інший не пропускає.

Якщо є зсув 90˚, ключ пропустить тільки заштриховану частину синусоїди. (позитивні і негативні кусочки синусоїди компенсуються).

Якщо імп. не буде 90˚ зсуву, з’явиться постійна складова, яка буде діяти на 4-х полюсник і змінюватиме його характеристики.

Цифрові фазометри (ЦФ).

1. ЦФ миттєвого зсуву фаз.

Відлік

;

Результат залежить від частоти або періоду вхідних сигналів і це спотворює показ. І застосовувати таку схему можна для одної фіксованої частоти. В іншому разі додатково вимірюють і вводять поправку, наприклад, за допомогою мікропроцесора (МП).

2. ЦФ з мікропроцесором.

тепер фаза не залежить від частоти і періоду вхідного сигналу.

3. ЦФ з середнім зсувом фаз.

(

формування )

← Схема має вигляд такий

; - const

- декілька раз вимірюють фазовий зсув. Якщо змінюється → змін. . Фазовий зсув не чутливий до періоду і вх. сигналу.

Фазометр з адитивною корекцією похибок.

Ф2 - 4

К

1, К2 – канали.

Схема працює в 2-х режимах

- початковий фазовий зсув 1-го каналу ;

- фазовий зсув в каналі ;

;

- внутрішній фазовий зсув;

Це перший такт – положення ключа 1.

Друге вимірювання – положення ключа 2:

- похибка.

Робимо інверсію.

К

анали більш ідентичні, тому похибка менша.

Є два відліки один – звичайний, інший – інверсний.

Стан1:

Стан2:

- похибка.

Адитивна корекція застосовується подібно до вольтметрів, для зменшення похибки від не ідентичності каналів.

У першому алгоритмі найбільш доцільному, похибка визначається першим каналом – К1 із-за не ідентичності 2-х напруг та (1 В та 5 В).