Мини-лекции. Измерения. Частотомеры

   Для тех кто в школе плохо учился, повторяю, что частота — мера измерения колебаний. Кроме частоты колебание характеризуется периодом и длиной волны. Итак, частота это количество полных, законченных колебаний. Выражается в количестве этих самых колебаний в единицу времени. Основная единица ГЕРЦ — одно колебание в секунду. Естественно с приставками КИЛО, МЕГА, ГИГА... и обозначаются как Гц, кГц, мГц, гГц... Вполне возможно, что-то со временем изменялось (изменилось), но суть в обозначениях осталась прежней.

   Частота по традиции обозначается буквой [F] или [f]. Кому, что придёт в голову?! Период — время повторения колебаний: от начала одного колебания до начала другого. Или от любой другой точки одного колебания до соответствующей другого колебания. Длина волны (если суд признает его волной?) равна расстоянию прохождения волны за время равное одному периоду. Взаимосвязи этих понятий следующие: F = 1/T и F = c/ламбду. Буковка такая есть как бы шибко греческая?.. Вот только ПРОЗА не ХОЧИТ чтобы мы здесь ей использовали?! Почему? Почему-почему? Потому, что так решила! А, почему решила, ещё не решила!!! :-)) Где с = 300 000 км/сек. Скорость света стало быть.

   Частоты условно делятся на низкие и высокие. Которые в свою очередь тоже делятся на части. Итак низкие: инфразвук — ниже 16 Гц.; Звук — от 16 Гц до 20 кГц.; ультразвук — свыше 20 кГц. Электрические колебания выше 10 кГц — радиочастоты. Радиочастоты высокие — от 10 кГц до 30 мГц, ультравысокие — от 30 мГц до 3000 мГц и сверхвысокие — выше 3000 мГц. Приоритетным для измерения считается ЧАСТОТА. Реже ПЕРИОД. А ДЛИНА ВОЛНЫ в основном на сверхвысоких частотах, СВЧ. Но правило не железо-бетонное! Как это для русских — дорога там, где им надо ехать?!

   Способов (методов) измерений несколько и применяется где более удобно или проще. Либо по-другому не получается?! Вот эти методы:
1) Метод сравнения;
2) Резонансный метод.
3) Метод заряда и разряда конденсатора (конденсаторный);
4) Метод дискретного счёта.

   Наиболее обширный, — метод сравнения. Это:
1) Осциллографический. Мы его уже коснулись в предыдущей мини-лекции;
2) Способ акустических биений;
3) Способ нулевых биений.

   Приборы для измерения частоты, как и все приборы вообще классифицирутся как группы:

   Группа [Ч]. Приборы для измерения частоты. Подгруппы:
Ч0 — стандарты частоты и установки для воспроизведения образцовых частот;
Ч1 — установки для поверки измерителей частоты, воспроизведения образцовых частот, сличения частот сигналов;
Ч2 — частотомеры резонансные;
Ч3 — частотомеры электронно-счётные;
Ч4 — частотомеры гетеродинные;
Ч5 — калибраторы кварцевые и опорные генераторы.



   Из всей этой банды мы будем рассматривать только те подгруппы, которые непосредственно участвуют в измерениях: Ч2,3,4. На рис1  — гетеродинный частотомер «Ч4-1». Рис2 — резонансный «Ч2-35А». Рис3 — конденсаторный «Ч3-7». И внизу на рис5 — электронно-счётный «Ч3-63/1».

   И хотя «Ч3-7» и «Ч3-63/1» находятся в одной подгруппе, но принцип работы у них различный и даже очень! Если, что и связывает их, то это слово СЧЁТНЫЙ и то очень и очень слабо... В процессе Вы и сами всё поймёте...

   На рис4a показана формула, объясняющая принцип работы электронно-счётного частотомера. Входное устройство выдаёт на формирующее определённой амплитуды сигнал. Формирующее, в свою очередь из сигнала сформировывает импульсы, каждый из которых символизирует один период сигнала. Всё это хозяйство подаётся на селектор. С генератора ГКС и с помошью делителей частоты ДЛЧ, а также ЦУС, формируется импульс с точным значением длительности. Импульс управляет работой селектора и счётчика. Задача селектора пропустить через себя N-ое количество импульсов за время dT — длительности управляющего импульса. Тогда по формуле 4а мы и находим fx. Так при dT = 1сек. fx численно равна N. Если N = 10, то fx = 10 Гц.