晶體振蕩器在頻率計數(shù)器中的應(yīng)用

 RF頻率計數(shù)器和計時器是測試設(shè)備的項目，它們通過對設(shè)置周期內(nèi)的事件進行計數(shù)或通過對精確計時的事件進行計數(shù)來發(fā)現(xiàn)周期是什么來進行操作。可以使用高度穩(wěn)定的石英晶振來計算事件的時間段或精確計時的事件。這甚至可以由烤箱控制，這樣就可以獲得非常準確的參考。

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

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

直接計數(shù)頻率計數(shù)器

使用直接計數(shù)方法的那些數(shù)字頻率計數(shù)器在給定的時間內(nèi)對輸入信號與給定觸發(fā)電壓（以及在給定方向，例如從負向正移動）相交的次數(shù)進行計數(shù)。這個時間稱為登機時間.

基本計數(shù)器內(nèi)有幾個主要塊：

輸入：   當信號進入頻率計數(shù)器時，它會進入輸入放大器，在此信號被轉(zhuǎn)換為邏輯矩形波，以便在計數(shù)器其余部分的數(shù)字電路中進行處理。通常，該級包含一個施密特觸發(fā)器電路，以使噪聲不會引起雜散邊沿，雜散邊沿不會引起將要計數(shù)的其他脈沖。

盡管許多計數(shù)器可以自動實現(xiàn)，但通常可以控制觸發(fā)電平以及靈敏度。此時還需要牢記*大輸入電平-通常這會作為指導和警告印在前面板上。

準確的時基/時鐘：   為了在頻率計數(shù)器內(nèi)創(chuàng)建各種門/定時信號，需要準確的時基或時鐘。它通常是一個晶體振蕩器，在高質(zhì)量的測試儀器中，它將是一個高精度溫補晶振TCXO。在許多儀器中，都可以使用質(zhì)量更好的外部振蕩器，或者將頻率計數(shù)器振蕩器用于其他儀器。當有必要將許多儀器鎖定為同一標準時，這也是有益的。

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

閘門：   來自時鐘的精確定時的閘門使能信號施加到閘門的一個輸入，另一個輸入信號來自輸入信號。門的終輸出是一系列精確時間的脈沖。例如，如果輸入信號的頻率為1 MHz，并且門的打開時間為1秒鐘，那么將允許通過一百萬個脈沖。

計數(shù)器/鎖存器：   計數(shù)器接收來自門的輸入脈沖。它具有一組除以10的級（數(shù)字等于顯示位數(shù)的數(shù)量減去1）。每個階段都除以十，因此在鏈接時，*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。這些計數(shù)器輸出然后用于驅(qū)動顯示器。

為了在顯示圖形時將輸出固定在適當?shù)奈恢茫枰獙⑤敵鲦i存。通常，當計數(shù)器對新讀數(shù)進行計數(shù)時，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顯示屏是常見的。計數(shù)器可以顯示的每十年有一個數(shù)字。顯然，其他相關(guān)信息也可以顯示在顯示器上。

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

選通時間決定頻率計數(shù)器分辨率的原因是，它通常只能計數(shù)完整的周期，因為每個交叉點代表一個周期。此一秒的門控時間將使頻率分辨率為1 Hz，而十秒的門控時間將使分辨率低至0.1 Hz。值得注意的是，測量分辨率不是測量的百分比，而是僅與門控時間相關(guān)的固定量。

倒數(shù)計數(shù)器

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

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

頻率計數(shù)器在任何RF實驗室中被廣泛使用。它們提供了一種快速，簡便和準確的頻率測量方法，并且它們也相對具有成本效益。它們也可能是確保發(fā)射機頻率在所需頻段內(nèi)發(fā)射的要求。