23 cyfrowy pomiar czestotliwosci

background image

Politechnika

Białostocka

Wydział Elektryczny

Katedra Elektrotechniki Teoretycznej i Metrologii

Instrukcja do zaj

ę

ć

laboratoryjnych z przedmiotu

METROLOGIA 2


Kod przedmiotu:

F03022




Ć

wiczenie pt.

CYFROWY POMIAR CZ

Ę

STOTLIWO

Ś

CI


Numer

ć

wiczenia

23



Autor

Dr in

ż

. Ryszard Piotrowski



Białystok 2006

background image

Ć

wicz. Nr 23 Cyfrowy pomiar częstotliwości

2

1. Wprowadzenie

z

ę

sto

ś

ciomierz jest przyrz

ą

dem do pomiaru cz

ę

stotliwo

ś

ci sygnału

okresowego. 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

background image

Ć

wicz. Nr 23 Cyfrowy pomiar częstotliwości

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

s-

totliwo

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 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.


background image

Ć

wicz. Nr 23 Cyfrowy pomiar częstotliwości

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.

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 T

P

i czas bramkowania T

B


T

T

t

t

B

P

=

+

1

2

(3)

Czasy

t

1

,

t

2

przedstawi

ć

mo

ż

na nast

ę

puj

ą

co,

background image

Ć

wicz. Nr 23 Cyfrowy pomiar częstotliwości

5

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 równania (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

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

kw

.


P

B

kw

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

kw

T

=

max

(6)

Wzgl

ę

dny bł

ą

d kwantowania, zgodnie z podstawow

ą

definicj

ą

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,

%

100

B

n

kw

T

=

δ

(7)

background image

Ć

wicz. Nr 23 Cyfrowy pomiar częstotliwości

6

Maksymalna (graniczna) warto

ś ć

tego bł

ę

du wynosi,

( )

( )

X

B

B

X

B

kw

kw

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

ś ć

ma ta ostatnia. Gdy cz

ę

stotliwo

ś ć

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

kw

)

max

T

B

(

δ

kw

)

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

kwantowania przyjmuje niedopuszczalnie du

ż

e warto

ś

ci, co dyskwalifikuje

w tym przypadku metod

ę

bezpo

ś

redni

ą

pomiaru. Rozwi

ą

zaniem problemu

w przypadku małych cz

ę

stotliwo

ś

ci mierzonych, jest zamiana ról dwu chara-

kterystycznych sygnałów: mierzonego i wzorcowego, co prowadzi do

metody

po

ś

redniej pomiaru cz

ę

stotliwo

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

stotliwo

ś ć

, jak

ą

mierzy

ć

mo

ż

e ten przyrz

ą

d bez przepełniania licznika

impulsów.

Zakres pomiarowy okre

ś

la równanie pomiaru (2), w którym w miejsce

liczby impulsów podstawia si

ę

pojemno

ś ć

licznika impulsów N

max

,




background image

Ć

wicz. Nr 23 Cyfrowy pomiar częstotliwości

7

f

N

T

B

max

max

(9)

gdzie:

f

max

- zakres pomiarowy cz

ę

sto

ś

ciomierza

N

max

- pojemno

ś ć

licznika impulsów

T

B

- czas otwarcia bramki

Dla przykładu, pojemno

ś ć

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 pod-

zakresy pomiarowe, przy czym, jak łatwo zauwa

ż

y

ć

, najwi

ę

ksz

ą

cz

ę

stotliwo

ś ć

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

ś ć

teoretyczna. Wła

ś

ciwo

ś

ci układów

półprzewodnikowych sprawiaj

ą

,

ż

e maksymalna cz

ę

stotliwo

ś ć

, 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 wyko-

rzystywany 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

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.

background image

Ć

wicz. Nr 23 Cyfrowy pomiar częstotliwości

8

Cz

ę

stotliwo

ś ć

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 zliczo-nych

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

,

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.




background image

Ć

wicz. Nr 23 Cyfrowy pomiar cz

ę

stotliwo

ś

ci

9

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 pomia-

rowy 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

kw

.

P

B

kw

T

T

=

(13)

Maksymalna (graniczna) jego warto

ś ć

dla cz

ę

sto

ś

ciomierza o działaniu

po

ś

rednim wynosi, jak łatwo ustali

ć

, T

W

.

( )

W

kw

T

=

max

(14)

Wzgl

ę

dny bł

ą

d kwantowania, zgodnie z podstawow

ą

definicj

ą

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

n

kw

T

=

δ

(15)

Maksymalna (graniczna) warto

ś ć

tego bł

ę

du wynosi,

( )

( )

N

T

N

T

T

T

T

W

W

P

W

P

kw

kw

%

100

%

100

%

100

max

max

=

=

=

=

δ

(16)

background image

Ć

wicz. Nr 23 Cyfrowy pomiar częstotliwości

10

Uwzgl

ę

dniaj

ą

c w ostatniej zale

ż

no

ś

ci zwi

ą

zek (12), otrzymamy,

( )

%

100

max

W

X

kw

f

f

=

δ

(17)

Wynika z niej,

ż

e bł

ą

d kwantowania jest tym mniejszy, im mniejsza jest

cz

ę

stotliwo

ś ć

mierzona, co potwierdza przydatno

ś ć

cz

ę

sto

ś

ciomierza o działa-niu

po

ś

rednim do pomiaru małych cz

ę

stotliwo

ś

ci. Cz

ę

stotliwo

ś ć

wzorcowa

f

w

powinna by

ć

natomiast jak najwi

ę

ksza. W cz

ę

sto

ś

ciomierza PFL-21 u

ż

ytkownik

mo

ż

e wybiera

ć

t

ę

cz

ę

stotliwo

ś ć

spo

ś

ród o

ś

miu dost

ę

pnych warto

ś

ci, przy czym

zaleca si

ę

oczywi

ś

cie najwi

ę

ksz

ą

z nich, to znaczy 10 MHz.

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

ciomierza - czasomierza cyfrowego”.

Przebieg ćwiczenia

Studenci wykonuj

ą

wskazane ni

ż

ej Zadania, sporz

ą

dzaj

ą

c na bie

ż ą

co

stosowne notatki.

Zadanie 1

Dokonaj ogl

ę

dzin cz

ę

sto

ś

ciomierza - czasomierza. Zapoznaj si

ę

ze skró-

conym 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

background image

Ć

wicz. Nr 23 Cyfrowy pomiar częstotliwości

11

2. Wł

ą

cz czas otwarcia bramki równy 10 s przyciskiem znajduj

ą

cym si

ę

w sekcji „częstościomierz”.

3. Wł

ą

cz cz

ę

stotliwo

ś ć

1 Hz przyciskiem znajduj

ą

cym si

ę

w sekcji

częstotliwości wzorcowe”.

4. Pokr

ę

tło „odczyt” ustaw w poło

ż

eniu „

” i ka

ż

dy pomiar inicjuj przy-ciskiem

kasowanie”.

5. Przeł

ą

cznik „pamięć” (z tyłu przyrz

ą

du) pozostaw w poło

ż

eniu „wył”.

6. Zapisz wy

ś

wietlony wynik pomiaru w Tablicy 1.

7. Zapisuj wszystkie cyfry, jakie pojawią się po przecinku dziesiętnym
8. Zmierz w podobny sposób wszystkie cz

ę

stotliwo

ś

ci uwidocznione w

Tablicy 1

9. W kolumnie Uwagi wpisz jedno lub kilka (twoim zdaniem słusznych)

spostrze

ż

e

ń

spo

ś

ród zaproponowanych ni

ż

ej :

a) Pomiar niemo

ż

liwy, licznik impulsów przepełnił si

ę

b) Pomiar niemo

ż

liwy czas otwarcia bramki zbyt długi

c) Pomiar niemo

ż

liwy, licznik wielokrotnie przepełnił si

ę

d) Pomiar niemo

ż

liwy, cz

ę

stotliwo

ś ć

zbyt du

ż

a

e) Pomiar niemo

ż

liwy, czas otwarcia bramki T

B

zbyt krótki

f) Nale

ż

y wybra

ć

krótszy czas T

B

g) Nale

ż

y wybra

ć

dłu

ż

szy czas T

B

h) Inne spostrze

ż

enia

10. Powtórz czynno

ś

ci dla czasów T

B

= 1 s, T

B

= 0,1 s, T

B

= 0,01 s

Tablica 1

Czas otwarcia bramki T

B

= 10 s

Cz

ę

stotliwo

ś

ć

nastawiona

Wy

ś

wietlony

wynik pomiaru w kHz

Uwagi

1 Hz

10 Hz

100 Hz

1 kHz

10 kHz

100 kHz

1 MHz

10 MHz



background image

Ć

wicz. Nr 23 Cyfrowy pomiar częstotliwości

12

Tablica 2

Czas otwarcia bramki T

B

= 1 s

Cz

ę

stotliwo

ś

ć

nastawiona

Wy

ś

wietlony

wynik pomiaru w kHz

Uwagi

1 Hz

10 Hz

100 Hz

1 kHz

10 kHz

100 kHz

1 MHz

10 MHz



Tablica 3

Czas otwarcia bramki T

B

= 0,1 s

Cz

ę

stotliwo

ś

ć

nastawiona

Wy

ś

wietlony

wynik pomiaru w kHz

Uwagi

1 Hz

10 Hz

100 Hz

1 kHz

10 kHz

100 kHz

1 MHz

10 MHz






background image

Ć

wicz. Nr 23 Cyfrowy pomiar częstotliwości

13

Tablica 4

Czas otwarcia bramki T

B

= 0,01 s

Cz

ę

stotliwo

ś

ć

nastawiona

Wy

ś

wietlony

wynik pomiaru w kHz

Uwagi

1 Hz

10 Hz

100 Hz

1 kHz

10 kHz

100 kHz

1 MHz

10 MHz

Zadanie 3

Przył

ą

cz do cz

ę

sto

ś

ciomierza (do którego z wej

ś ć

A, B, C ?) generator (np. typu

PW-11), nastaw na nim cz

ę

stotliwo

ś ć

sygnału sinusoidalnego 5 kHz. Nast

ę

pnie

zmierz:
a) nastawion

ą

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

c) wynik zapisz w Tablicy 5
d) wpisz stosowne uwagi (jak w Zadaniu 2)

Tablica 5

f

x

= 5 kHz

Czas otwaracia

bramki [s]

Wy

ś

wietlony

wynik pomiaru w kHz

Uwagi

10

1

0,1

0,01


background image

Ć

wicz. Nr 23 Cyfrowy pomiar częstotliwości

14

Zadanie 4

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 autotrans-

formatora laboratoryjnego.
Wyniki zapisz w Tablicy 6
Wpisz stosowne uwagi (jak w Zadaniu 2)

Uwaga: Ten punkt ćwiczenia powinien być wykonany pod ścisłym nadzorem

prowadzącego ćwiczenie.

Tablica 6

Cz

ę

stotliwo

ś

ć

sieci przemysłowej

Czas otwaracia

bramki [s]

Wy

ś

wietlony

wynik pomiaru w kHz

Uwagi

10

1

0,1

0,01

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 2003
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

background image

Ć

wicz. Nr 23 Cyfrowy pomiar częstotliwości

15

Wymagania BHP

Warunkiem przyst

ą

pienia do praktycznej realizacji

ć

wiczenia jest

zapoznanie si

ę

z instrukcj

ą

BHP i instrukcj

ą

przeciw po

ż

arow

ą

oraz

przestrzeganie zasad w nich zawartych. Wybrane urz

ą

dzenia dost

ę

pne na

stanowisku laboratoryjnym mog

ą

posiada

ć

instrukcje stanowiskowe. Przed

rozpocz

ę

ciem pracy nale

ż

y zapozna

ć

si

ę

z instrukcjami stanowiskowymi

wskazanymi przez prowadz

ą

cego.

W trakcie zaj

ę ć

laboratoryjnych nale

ż

y przestrzega

ć

nast

ę

puj

ą

cych zasad.

Sprawdzi

ć

, czy urz

ą

dzenia dost

ę

pne na stanowisku laboratoryjnym s

ą

w

stanie kompletnym, nie wskazuj

ą

cym na fizyczne uszkodzenie.

Sprawdzi

ć

prawidłowo

ś ć

poł

ą

cze

ń

urz

ą

dze

ń

.

Zał

ą

czenie napi

ę

cia do układu pomiarowego mo

ż

e si

ę

odbywa

ć

po

wyra

ż

eniu zgody przez prowadz

ą

cego.

Przyrz

ą

dy pomiarowe nale

ż

y ustawi

ć

w sposób zapewniaj

ą

cy stał

ą

obserwacj

ę

, bez konieczno

ś

ci nachylania si

ę

nad innymi elementami

układu znajduj

ą

cymi si

ę

pod napi

ę

ciem.

Zabronione jest dokonywanie jakichkolwiek przeł

ą

cze

ń

oraz wymiana

elementów składowych stanowiska pod napi

ę

ciem.

Zmiana konfiguracji stanowiska i poł

ą

cze

ń

w badanym układzie mo

ż

e si

ę

odbywa

ć

wył

ą

cznie w porozumieniu z prowadz

ą

cym zaj

ę

cia.

W przypadku zaniku napi

ę

cia zasilaj

ą

cego nale

ż

y niezwłocznie wył

ą

czy

ć

wszystkie urz

ą

dzenia.

Stwierdzone

wszelkie

braki

w

wyposa

ż

eniu

stanowiska

oraz

nieprawidłowo

ś

ci w funkcjonowaniu sprz

ę

tu nale

ż

y przekazywa

ć

prowadz

ą

cemu zaj

ę

cia.

Zabrania si

ę

samodzielnego wł

ą

czania, manipulowania i korzystania z

urz

ą

dze

ń

nie nale

ż ą

cych do danego

ć

wiczenia.

W przypadku wyst

ą

pienia pora

ż

enia pr

ą

dem elektrycznym nale

ż

y

niezwłocznie wył

ą

czy

ć

zasilanie stanowisk laboratoryjnych za pomoc

ą

wył

ą

cznika bezpiecze

ń

stwa, dost

ę

pnego na ka

ż

dej tablicy rozdzielczej w

laboratorium. Przed odł

ą

czeniem napi

ę

cia nie dotyka

ć

pora

ż

onego.



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
23 cyfrowy pomiar czestotliwosci
CYFROWY POMIAR CZĘSTOTLIWOŚCI I CZASU, Studia, Metrologia
Cyfrowe pomiary czestotliwosci i czasu
LTP  Pomiar częstotliwości metodą cyfrową
Pomiar czestotliwosci metoda cyfrowa
Pomiar częstotl metodą cyfrową, studia, stare, New Folder (3), sem3, metra
cw  Pomiar czestotliwości metodą cyfrową
CW10 Pomiar czestotl met cyfrowa, AGH IMIR Mechanika i budowa maszyn, II ROK, Metrologia Tyka Haduc
Pomiar czestotliwosci metoda cyfrowa
Pomiar czestotliwosci metoda cyfrowa, studia, Nowy folder, Nowy folder, spraw wszelkie
Pomiar czestotliwosci metoda cyfrowa
Metrologia Pomiar częstotliwości i czasu metodą cyfrową
W13 Pomiary częstotliwości i czasu ppt
Pomiar częstotliwości i czasu sprawko
3 pomiar czestotliwosci fazy c Nieznany
Pomiary częstotliwości czasu
cw01 pomiar czestotliwosci id 1 Nieznany

więcej podobnych podstron