晶體振蕩器在頻率計(jì)數(shù)器中的應(yīng)用

 RF頻率計(jì)數(shù)器和計(jì)時(shí)器是測(cè)試設(shè)備的項(xiàng)目，它們通過(guò)對(duì)設(shè)置周期內(nèi)的事件進(jìn)行計(jì)數(shù)或通過(guò)對(duì)精確計(jì)時(shí)的事件進(jìn)行計(jì)數(shù)來(lái)發(fā)現(xiàn)周期是什么來(lái)進(jìn)行操作。可以使用高度穩(wěn)定的石英晶振來(lái)計(jì)算事件的時(shí)間段或精確計(jì)時(shí)的事件。這甚至可以由烤箱控制，這樣就可以獲得非常準(zhǔn)確的參考。

頻率等于一秒內(nèi)觸發(fā)電平的交叉次數(shù)。因此，對(duì)于較短的選通時(shí)間，可以根據(jù)觸發(fā)電平交叉的數(shù)量輕松計(jì)算頻率。

為了查看頻率計(jì)數(shù)器或計(jì)時(shí)器的工作方式，有必要分別描述這兩種方法。這兩種方法可以稱為直接計(jì)數(shù)和倒數(shù)計(jì)數(shù)。

直接計(jì)數(shù)頻率計(jì)數(shù)器

使用直接計(jì)數(shù)方法的那些數(shù)字頻率計(jì)數(shù)器在給定的時(shí)間內(nèi)對(duì)輸入信號(hào)與給定觸發(fā)電壓（以及在給定方向，例如從負(fù)向正移動(dòng)）相交的次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)。這個(gè)時(shí)間稱為登機(jī)時(shí)間.

基本計(jì)數(shù)器內(nèi)有幾個(gè)主要塊：

輸入：   當(dāng)信號(hào)進(jìn)入頻率計(jì)數(shù)器時(shí)，它會(huì)進(jìn)入輸入放大器，在此信號(hào)被轉(zhuǎn)換為邏輯矩形波，以便在計(jì)數(shù)器其余部分的數(shù)字電路中進(jìn)行處理。通常，該級(jí)包含一個(gè)施密特觸發(fā)器電路，以使噪聲不會(huì)引起雜散邊沿，雜散邊沿不會(huì)引起將要計(jì)數(shù)的其他脈沖。

盡管許多計(jì)數(shù)器可以自動(dòng)實(shí)現(xiàn)，但通常可以控制觸發(fā)電平以及靈敏度。此時(shí)還需要牢記*大輸入電平-通常這會(huì)作為指導(dǎo)和警告印在前面板上。

準(zhǔn)確的時(shí)基/時(shí)鐘：   為了在頻率計(jì)數(shù)器內(nèi)創(chuàng)建各種門(mén)/定時(shí)信號(hào)，需要準(zhǔn)確的時(shí)基或時(shí)鐘。它通常是一個(gè)晶體振蕩器，在高質(zhì)量的測(cè)試儀器中，它將是一個(gè)高精度溫補(bǔ)晶振TCXO。在許多儀器中，都可以使用質(zhì)量更好的外部振蕩器，或者將頻率計(jì)數(shù)器振蕩器用于其他儀器。當(dāng)有必要將許多儀器鎖定為同一標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，這也是有益的。

十年除法器和觸發(fā)器：   時(shí)鐘振蕩器用于提供精確定時(shí)的門(mén)控信號(hào)，該信號(hào)將允許來(lái)自輸入信號(hào)的直通脈沖。這是由時(shí)鐘產(chǎn)生的，方法是將時(shí)鐘信號(hào)除以十進(jìn)制分頻器，然后將其饋送到觸發(fā)器中，以提供主門(mén)的使能脈沖

閘門(mén)：   來(lái)自時(shí)鐘的精確定時(shí)的閘門(mén)使能信號(hào)施加到閘門(mén)的一個(gè)輸入，另一個(gè)輸入信號(hào)來(lái)自輸入信號(hào)。門(mén)的終輸出是一系列精確時(shí)間的脈沖。例如，如果輸入信號(hào)的頻率為1 MHz，并且門(mén)的打開(kāi)時(shí)間為1秒鐘，那么將允許通過(guò)一百萬(wàn)個(gè)脈沖。

計(jì)數(shù)器/鎖存器：   計(jì)數(shù)器接收來(lái)自門(mén)的輸入脈沖。它具有一組除以10的級(jí)（數(shù)字等于顯示位數(shù)的數(shù)量減去1）。每個(gè)階段都除以十，因此在鏈接時(shí)，*一階段是輸入除以十，第二階段是輸入除以10 x 10，依此類推。這些計(jì)數(shù)器輸出然后用于驅(qū)動(dòng)顯示器。

為了在顯示圖形時(shí)將輸出固定在適當(dāng)?shù)奈恢茫枰獙⑤敵鲦i存。通常，當(dāng)計(jì)數(shù)器對(duì)新讀數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)時(shí)，鎖存器將保留后的結(jié)果。這樣，顯示器將保持靜態(tài)，直到可以顯示新結(jié)果為止，此時(shí)將更新鎖存器，并將新讀數(shù)提供給顯示器。

顯示：   顯示屏從鎖存器中獲取輸出，并以常規(guī)可讀格式顯示。LCD或LED顯示屏是常見(jiàn)的。計(jì)數(shù)器可以顯示的每十年有一個(gè)數(shù)字。顯然，其他相關(guān)信息也可以顯示在顯示器上。

準(zhǔn)確生成門(mén)控時(shí)間很重要。這是通過(guò)在頻率計(jì)數(shù)器內(nèi)設(shè)置一個(gè)高度精確的頻率源來(lái)完成的。通常，這些器件將以10 MHz的頻率工作，需要對(duì)其進(jìn)行分頻以給出所需的門(mén)控時(shí)間。可以選擇0.01、0.1、1和10秒的數(shù)字。較短的時(shí)間顯然可以使顯示刷新的頻率更高，但是與此相反，計(jì)數(shù)精度卻較低。

選通時(shí)間決定頻率計(jì)數(shù)器分辨率的原因是，它通常只能計(jì)數(shù)完整的周期，因?yàn)槊總€(gè)交叉點(diǎn)代表一個(gè)周期。此一秒的門(mén)控時(shí)間將使頻率分辨率為1 Hz，而十秒的門(mén)控時(shí)間將使分辨率低至0.1 Hz。值得注意的是，測(cè)量分辨率不是測(cè)量的百分比，而是僅與門(mén)控時(shí)間相關(guān)的固定量。

倒數(shù)計(jì)數(shù)器

測(cè)量信號(hào)頻率的另一種方法是測(cè)量一個(gè)波形周期的周期，然后取其倒數(shù)。盡管該方法的實(shí)現(xiàn)比直接計(jì)數(shù)稍微貴一點(diǎn)，并且沒(méi)有被廣泛使用，但它確實(shí)具有一些優(yōu)點(diǎn)。主要的一點(diǎn)是，無(wú)論輸入頻率如何，它始終將始終顯示相同位數(shù)的分辨率。結(jié)果，以給定選通時(shí)間的位數(shù)來(lái)指定倒數(shù)頻率計(jì)數(shù)器，例如每秒10位。鑒于此，可以看出，倒數(shù)計(jì)數(shù)器在低頻下具有更高的分辨率。在1 kHz時(shí)，直接計(jì)數(shù)器的分辨率為1 Hz（4位數(shù)字）。一個(gè)10位數(shù)/秒的倒數(shù)計(jì)數(shù)器給出10位數(shù)的分辨率。

另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是這些計(jì)數(shù)器可以非常快速地讀取數(shù)據(jù)。倒數(shù)計(jì)數(shù)器將在1 ms內(nèi)給出1 mHz的分辨率，而直接計(jì)數(shù)器則需要一秒鐘來(lái)給出1 Hz的分辨率的讀數(shù)。

頻率計(jì)數(shù)器在任何RF實(shí)驗(yàn)室中被廣泛使用。它們提供了一種快速，簡(jiǎn)便和準(zhǔn)確的頻率測(cè)量方法，并且它們也相對(duì)具有成本效益。它們也可能是確保發(fā)射機(jī)頻率在所需頻段內(nèi)發(fā)射的要求。