频率计数器的应用及数学功能

  Baike ·  2011-12-18 09:16  ·  13680 次点击
频率计数器最早的电子计数器是为了对诸如原子现象之类的事情进行计数而设计出来的。在发明计数器之前,频率的测量都是用频率计(一种精度很低的协调装置)完成。频率计数器是以数字方式对信号参数进行精密测量的首批仪器之一。
衡量频率计数器主要指标是测量范围、测量功能、精度和稳定性,这些也是决定价格高低的主要依据。随着电子测试技术的发展,频率计数器日趋成熟。目前,频率计数器已经能轻松测量射频、微波频段信号。除频率测量外,大多数频率计数器还综合了以下功能:频率比、时间间隔、周期、上升/下降时间、相位、占空比、正/负脉冲宽度、总和、峰值电压以及时间间隔平均等。频率计功能延伸的最高境界就是综合了调制域分析仪的功能。
频率计数器的数学功能
1、标度和偏置
设定标度和偏置并打开数学功能后,显示数值将按以下公式定义:
显示结果=测量结果×标度+偏置设定
使用这种功能,能够让屏幕上显示对用户更有意义的频率值,在实际应用中往往比较方便。此功能的数学处理原理形象表述在图5中。其中,1为原始采样数据,2为经过数学运算后的数据。
2、统计功能
可以用来统计和显示当前输入数据的标准偏差,并能选择统计次数。标准偏差是描述信号一致性好环的参数。标准偏差越大,表示信号幅值相差比较大,一致性差;而较小的标准偏差表示信号的幅值都很接近,信号波动小。
标准偏差可用以下公式描述:
其中,S为样本标准偏差。i从1到n,∑是总和,
是样本均值。
3、极限
可以为输入信号设置频率上下限,只捕获范围内的数据。从图5中能看出,3中设定极限后,根据设定的极限对2中的数据进行筛选,得到4中的数据。当用户需要过滤掉一定范围外的信号时,这个功能提供了很大的帮助。
频率计数器功能是根据其应用来设计的。频率计数器最常见的应用是确定发射机和接收机的特性。发射机的频率必须进行检验和校准,才能符合有关规章制度的要求。频率计数器能对输出频率和一些关键的内部频率点(如本振)进行测量,查明无线电发射时候是否满足技术指标。
频率计数器的另一些应用包括计算机领域,在此领域中的数据通信、微处理器和显示器中都使用了高性能时钟。对性能要求不高的应用领域包括对机电产品进行测量。频率计数器的早期应用之一是作为信号发生器的一部分。在信号发生器信号输出之前,先通过频率计数器部件测量该信号,测量到的结果被转换为模拟信号用于反馈控制信号发生器的频率,直到达到所需要的数值,从而能得到稳定的信号输出。目前,很多信号发生器中都集成了频率计数器的简单功能。例如OI1842信号发生器也集成了测量范围为0.1Hz~50MHz的频率计功能。

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