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電子計數器的具體構成部分及各部分基本功能

發布日期:[2022-07-07]

電子計數器主要是由輸入電路、比較電路、時間基準電路、控制電路和計數顯示電路等部分構成部分。

(1)輸入電路電子計數器的輸入電路主要是有三大作用,一個是阻抗變換,另一個是電壓放大,三是整形,因此它有三種構成部分,輸入電路功能示意圖如圖1所示。阻抗變換的目的是根據提高輸入端的阻抗來減小對被測信號源的分流,較常用晶體管射極跟隨器或場效應管源極跟隨器來完成。電壓放大采用輸入放大器,這些除需有著相應的放大倍數外,還需有較寬的通頻帶,以確保電子計數器有相應的精確度和檢測范圍。整形電路的作用是對被檢測整形,使輸至比較電路入口的波形規整化,成為前、后沿較陡的矩形脈沖,以確保計數電路能被可靠地觸發,整形電路較常用施密特觸發器來完成。

JDM72-52電子式計數器

(2)比較電路電子計數器的比較電路是由一個與門電路來完成被測信號(如頻率)與標準時間信號的比較的。若在圖中A端加上被測頻率Λ的信號,在B端加標準時間為t(又稱間門時間)的信號,則C端輸出的脈沖數為N(5-7)與或(5-8)中±1是考慮到被測信號周期T與標準時間t在相位上可能會不同步的z壞情況下產生的誤工差。由此,N反映了被測頻率fx,電路實現了頻率-數字轉換。

JDM72-52電子式計數器

(3)時間基準電路(時基電路)電子計數器是用比較法進行檢測的,也就是將被測信號與一系列標準時間信號進行比較。例如,檢測頻率時用的標準時間信號(時標信號)是一系列閘門時間,如1ms、10ms、100ms、1s、10s等。電子計數器能否正常工作以及測量精度的高低,與標準時間信號有著直接關系。因此,對標準時間信號的要求,一個是要有高精度,另一個是能多組送出。要滿足這些要求,可采用高精度、置于恒溫槽中的石英晶體振蕩器來產生標準時間信號,并采用倍頻或分頻器,將標準時間信號分成一系列的時基信號。例如,七級十分頻器能將1MHz的標準頻率分為100kHz、1OkHz、1kHz、10OHz、10Hz、1Hz和0.1Hz(相應的閘門時間分別為10μs,100μs、100ms、1ms、10ms、10ms、1s、10s),然后,再根據需要根據選擇電路送出。

由上可知,時間基準電路由石英晶體振蕩器、倍頻或分頻電路及閘門時間選擇電路組成。圖3是某電子計數器產生標準時間信號的方框圖。顯然,石英晶體振蕩器是其核心部分,是總信號源。

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(4)控制電路控制電路是電子計數器的指令系統。在控制電路發出的各種控制信號的指揮下,協調計數器各單元電路的工作。一般來說,計數器每次進行測量,都要經過測量、測量、測量結果顯示、恢復等階段。通常,在每個測量階段計數器都歸零,主閘門處于等待打開的狀態。在測量階段,主閘門打開,計數器對被測信號進行計數和測量。大門關閉后,測量結果需要以數字形式顯示,并保存一定時間,供驗船師觀察和記錄。完成一次測量后,為下一次測量做準備。以上所有動作都是在控制電路的統一指揮下進行的。控制電路實際上是一個脈沖組合電路,由雙穩態電路、單穩態電路等組成,每個與時基信號同步的控制信號分別送到各個受控單元。

(5)計數顯示電路電子計數器的計數電路是一種從門計數脈沖數/N,并以數字顯示計數結果的儀表。為了提高計數器的測量速度和比較穩定地顯示被測數據段,往往在計數電路之后增加一個寄存器來臨時存儲被測數據。

(6)自校準自校準是電子計數器測量其內部參考信號源的功能,可用于檢查自身邏輯功能是否正常。自校準和頻率測量的原理是一樣的,計數器的讀數就是頻率數。閘門時間可以采用不同的值,但測量的信號不是外部的,而是取自計數器內部的標準時間信號,即標準時間信號由石英晶體振蕩器通過分頻器或倍頻器提供。如果選通時間為1s,傳輸的標準時間信號為周期為10s的信號,則自校準讀數為1000000,表示標準時間信號頻率為1MHz。

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