Univerzalni elektronski števec

Skoči na: navigacija, iskanje

Omogoča zelo točno merjenje:

• frekvence
• periode
• časovnih intervalov
• razmerje frekvenc
• štetje dogodkov itn.

Ločimo dva merilna principa:

• štetje impulzov (counter)
• .

---

Vhodnja stopnja preoblikuje merjeni signal v impulze za nadaljno obdelavo.

• Schmittov prožilnik (prožilnik s histerezo) zmanjša vpliv dodanega šuma signalu.
  • z večjo histerezo so onemogoči šumno preklapljanje

(Slika: Vpliv histereze prožilnika na izločanje šuma)

---

Merjenje frekvence

(Slika: Univerzalni elektronski števec kot merilnik frekvence)

Osnovni elementi števca:

• kvarčni oscilator (9), ki proizvaja frekvenčno stabilen impulzni signal (referenčni signal),
• skupaj z dekadnim delilnikom (7 in 10) sestavlja časovno bazo,
• elektronska vrata (2), ki se odpirajo v taktu časovne baze,
• števec električnih impulzov (3).

---

Čas odprtja vrat (2) določa delilno razmerje dekadnega delilnika K(10)

--- V tem času T_M = KT₀ števec našteje povprečno:

impulzov neznane frekvence

primer

---

Ker meritev (T_M) ni sinhronizirana z merjenim signalom imamo pogrešek ločljivosti enega impulza - vantizacijski pogrešek!

(Slika: Kvantizacijski pogrešek pri merjenju frekvence)

• za čas T_M velja: T_M = Δt₁ + (Z − 1)T_x + Δt₂
  • časa nesinhronizacije sta

---

Časa nesinhronizacije:

• Če sta oba na spodnji meji Δt₁ = Δt₂ = 0, velja

T_M = (Z − 1)T'_.

---

Največji mejni pogrešek je impulz!

• izrazimo ga v enoti merjene veličine:

• absolutni mejni kvantizacijski pogrešek:

• in v relativni obliki:

z manjšanjem frekvence se poveča

primer

f₀

---

Merjenje frekvence f_x - negotovost

(Slika: ) Čas merjenja zapišemo: T_M = (Z − 1)

---

(Slika: ) Zapišemo ga lahko tudi takole: T_M = ZT_x + ΔΤ₁ + ΔΤ₂

• kjer velja

in

---

Ločljivost instrumenta pri merjenju frekvence Q_f = odvisna od časa merjenja

• izhodna veličina

---

Števec prešteje Z impulzov, vsakemu impulzu pripada kvant Q_f

Izmerjena frekvenca

Neznana frekvenca

Ralativni kvantizacijski pogrešek pri merjenju frekvence

---

• absolutna meja pogreška pa je:

(Slika: )

---

Standardna negotovost pri merjenju frekvence je predvsem odvisna od pogreška zaradi neusklajenosti in neujemanja,

Standardna negotovost

• mejna vrednost je

• porazdelitev pa trikotna

---

Merjenje časa

Poznamo:

• merjenje periode,
• merjenje časovnega intervala

Merjenje periode

(Slika: Univerzalni elektronski števec kot merilnik periode)

---

(Slika: )

• elektronska vrata krmili merjeni signal:
  • bistabilni T-multivibrator se preklopi ob vsakem drugem impulzu,
    • vrata so odprta

---

(Slika: )

primer

f₀ = 10MHz

---

(Slika: Kvantizacijski pogrešek pri merjenju periode) pri merjenju moramo počakati celo periodo

---

Celotni čas je enak: T_x = T_M =

• časa nesinhronizacije sta:

• če sta oba

• če sta oba

---

Največji mejni pogrešek je \pm 1 impulz

• Izražen v enoti merjene veličine:

• absolutni mejni kvantizacijski pogrešek:

• in v relativni obliki

primer

f₀ = 10MHz;K = 1;f_x = 10Hz