주파수 카운터

Frequency counter

주파수 카운터는 주파수 측정에 사용되는 전자 기기 또는 그 구성 요소입니다.주파수 카운터는 일반적으로 주기적인 전자 신호의 초당 펄스 또는 발진 사이클 수를 측정합니다.이러한 기구는 때때로 사이모미터라고 불리기도 하는데, 특히 중국 [citation needed]제조품 중 하나이다.

1973년부터 Nixie 튜브 디스플레이 포함 시스템 도너 주파수 카운터

조작 원리

대부분의 주파수 카운터는 특정 시간 내에 발생한 이벤트 수를 누적하는 카운터를 사용하여 작동합니다.게이트 시간으로 알려진 사전 설정 기간(예를 들어 1초)이 지나면 카운터 내의 값이 디스플레이에 전송되고 카운터가 0으로 리셋됩니다.측정 대상 이벤트가 충분한 안정성으로 반복되고 사용 중인 클럭 발진기보다 주파수가 상당히 낮으면 사전 설정 d에 대해 관측된 전체 사이클 수를 세는 대신 전체 사이클 수에 필요한 시간을 측정함으로써 측정 분해능을 크게 향상시킬 수 있습니다.소변(종종 상호 기술이라고도 함)시간 신호를 제공하는 내부 오실레이터를 타임베이스라고 하며, 매우 정확하게 보정해야 합니다.

카운트할 이벤트가 이미 전자적 형태인 경우 계측기에 대한 간단한 인터페이스만 있으면 됩니다.보다 복잡한 신호는 카운팅에 적합하도록 하기 위해 약간의 조절이 필요할 수 있습니다.대부분의 범용 주파수 카운터에는 입력에 앰프, 필터링 및 쉐이핑 회로가 포함되어 있습니다.DSP 기술, 감도 제어 및 히스테리시스는 성능을 향상시키는 다른 기술입니다.본질적으로 전자적이지 않은 다른 유형의 주기적 사건은 어떤 형태의 변환기를 사용하여 변환해야 한다.예를 들어 광빔을 차단하는 기계적 이벤트를 배치하고 카운터를 통해 결과 펄스를 카운트할 수 있습니다.

Radio Frequency(RF; 무선주파수)용으로 설계된 주파수 카운터도 일반적이며 저주파수 카운터와 같은 원리로 동작합니다.종종, 그것들은 넘치기 전에 더 많은 범위를 가집니다.매우 높은(마이크로웨이브) 주파수의 경우 많은 설계에서 고속 프리스케일러를 사용하여 신호 주파수를 일반 디지털 회로가 작동할 수 있는 수준까지 낮춥니다.이러한 계측기의 디스플레이는 이 점을 고려하여 올바른 값을 계속 표시합니다.마이크로파 주파수 카운터는 현재 거의 56GHz의 주파수를 측정할 수 있습니다.이들 주파수 이상에서는 측정 대상 신호가 믹서에 로컬 발진기의 신호와 결합되어 직접 측정할 수 있을 만큼 낮은 차분 주파수의 신호를 생성합니다.

정확도와 해상도

Fluke PM6685R 주파수 카운터

주파수 카운터의 정확도는 타임베이스의 안정성에 크게 좌우됩니다.타임베이스는 시계의 바늘처럼 매우 섬세하며, 이동, 간섭, 연령에 따른 드리프트에 의해 변경될 수 있습니다. 즉, 올바르게 체크되지 않을 수 있습니다.이로 인해 타임베이스를 참조할 때 주파수 판독값이 실제 값보다 높거나 낮아 보일 수 있습니다.계측을 위한 타임베이스를 생성하는 데 사용되는 고정밀 회로는 일반적으로 오븐 제어 크리스털 오실레이터 또는 크리스털 오븐으로 알려진 밀폐된 온도 제어 챔버 내에서 석영 크리스털 오실레이터를 사용합니다.

보다 정확한 측정을 위해 GPS에 의해 규정된 루비듐 발진기와 같은 매우 안정적인 발진기에 연결된 외부 주파수 기준을 사용할 수 있습니다.주파수를 그렇게 높은 정확도로 알 필요가 없는 경우에는 보다 단순한 발진기를 사용할 수 있습니다.임베디드 시스템의 소프트웨어에서 동일한 기술을 사용하여 주파수를 측정할 수도 있습니다.예를 들어 중앙처리장치(CPU)는 비교할 수 있는 기준타임베이스를 갖는다면 자신의 동작빈도를 측정하도록 배치될 수 있다.

정확도는 종종 측정의 사용 가능한 분해능에 의해 제한됩니다.단일 카운트의 분해능은 일반적으로 타임베이스 오실레이터 주파수 및 게이트 시간에 비례합니다.오버샘플링/[1][2]평균화와 같은 여러 기술을 통해 향상된 분해능을 얻을 수 있습니다.

또한 측정 대상 신호의 지터에 의해 정확도가 크게 저하될 수 있습니다.오버샘플링/평균화 기법을 사용하여 이 오류를 줄일 수 있습니다.

I/O 인터페이스

I/O 인터페이스를 사용하면 사용자는 주파수 카운터에 정보를 전송하고 주파수 카운터로부터 정보를 수신할 수 있습니다.일반적으로 사용되는 인터페이스에는 RS232, USB, GPIB 및 이더넷이 있습니다.카운터는 측정 결과를 전송하는 것 외에 사용자 정의 측정 한계를 초과하면 사용자에게 알릴 수 있습니다.많은 카운터에서 공통적으로 SCPI 명령이 카운터를 제어하는 데 사용됩니다.새로운 개발은 GUI를 갖춘 이더넷을 통한 내장 LAN 기반 제어입니다.이를 통해 한 대의 컴퓨터가 하나 이상의 계측기를 제어할 수 있으며 SCPI 명령을 작성할 필요가 없습니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ Johansson, Staffan. "New frequency counting principle improves resolution". Spectracom. Archived from the original on 10 September 2013. Retrieved 24 July 2013.
  2. ^ Schaad, Dr. Theo P. "Nano-Resolution, Oceanic, Atmospheric, and Seismic Sensors With Parts-Per-Billion Resolution" (PDF). Paroscientific. Archived (PDF) from the original on 14 October 2017. Retrieved 24 July 2013.

외부 링크

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