Применение счетчиков, измерение частоты сигнала

Опубликовано 16.06.2011 Ведущий Антон Панкратов

Для измерения частоты входного цифрового сигнала нередко применяются синхронные счетчики с асинхронным переносом.
Частоту входного сигнала можно измерить двумя путями: косвенным, то есть измерением периода входного сигнала и вычислением затем частоты, или же прямым измерением частоты. Первый метод требует вычислений с помощью компьютера или микроконтроллера, второй не требует никаких дополнительных вычислений.
В соответствии с методом прямого измерения частоты необходимо сформировать временное окно с заданной длительностью tо, в течение которого надо сосчитать количество N периодов входного сигнала Т.
В этом случае будет выполняться соотношение tо = NT или f = N/tо, где f - это частота входного сигнала.
Если длительность временного окна - строго постоянная величина, то погрешность измерения частоты будет определяться только погрешностью подсчета кода N. Для увеличения точности измерения частоты нужно увеличивать N, то есть необходимо увеличивать длительность временного окна tо. Однако при этом автоматически увеличивается время измерения.
Схема измерителя частоты практически не отличается от схемы измерителя длительности входного сигнала. Работа схемы начинается по короткому управляющему импульсу "Старт", который сбрасывает счетчик в нуль и переводит всю схему в режим счета, разрешая прохождение входного сигнала на вход +1 счетчика при положительном сигнале временного окна. С началом сигнала временного окна импульсы входного сигнала поступают на вход счетчика, и счетчик их считает. После окончания сигнала временного окна поступление импульсов на вход счетчика прекращается, триггер перебрасывается в исходное состояние и сообщает отрицательным фронтом на своем инверсном выходе о готовности выходного кода. Работа схемы возобновится по следующему импульсу "Старт".