頻率時間計數器

頻率時間計數器用來實現頻率或時間數位化測量的儀器。可以測量頻率、周期、頻率比、時間間隔、脈衝寬度、脈衝累計等，還可以作為具有一定精度的頻率標準。

中文名稱	頻率時間計數器
英文名稱	frequency-time counter
定　　義	用來實現頻率或時間數位化測量的儀器。
套用學科	通信科技（一級學科），通信計量（二級學科）

基本介紹

• 中文名：頻率時間計數器
• 外文名：frequency-time counter
• 套用學科：通信科技，通信計量

時間頻率簡介

時間是物理學中的七個基本物理量之一，符號t。在國際單位制（SI）中，時間的基本單位是秒，符號s，在1967年召開的第13屆國際度量衡大會對秒的定義是：銫-133的原子基態的兩個超精細能階間躍遷對應輻射的9，192，631，770個周期的持續時間。這個定義提到的銫原子必須在絕對零度時是靜止的，而且在地面上的環境是零磁場。在這樣的情況下被定義的秒，與天文學上的曆書時所定義的秒是等效的。生活中常用的時間單位還有：毫秒ms、分min、小時h、日（天）d、周、月、年等。

頻率，是單位時間內完成周期性變化的次數，是描述周期運動頻繁程度的量，常用符號f或u表示，單位為秒分之一。為了紀念德國物理學家赫茲的貢獻，人們把頻率的單位命名為赫茲，簡稱“赫”。每個物體都有由它本身性質決定的與振幅無關的頻率，叫做固有頻率。頻率概念不僅在力學、聲學中套用，在電磁學和無線電技術中也常用。

時間與頻率互成倒數關係。測量到時間，即可導出相應得頻率。

原理

頻率時間計數器的組成見圖。晶體振盪器（晶振）提供標準頻率fs，經分頻（÷10m）作為“頻標”再經分頻（÷10m）作為“閘門時間”'這裡n>m。主門的一端輸入計數脈衝Tx，另一端輸入門控信號T以控制主門的開或關。在開門時間T內，通過主門的脈衝個數為N（N=T/T_X）送到十進計數器進行計數，並在數字顯示器上顯示N值。測量舉例：

①測量頻率。將開關選在“2”位置。被測頻率信號fA輸入A通道，經放大整形作為計數脈衝；選用適當的“閘門時間”T9。設在T9時間內計得的數為N，則被測頻率f_A=N/T₉ ，若T₉=1S，則計數值N可直接用頻率顯示。

②測量時間間隔。將開關選在“5”位置，被測脈衝信號6輸入B通道，經放大整形送到“門控雙穩”作為“開門”觸發脈衝；被測脈衝信號t2輸入C通道，經放大整形送到“門控雙穩”作為“關門”觸發脈衝，輸出的門控脈衝T=t2-t1=t。選用適當的頻標：T0作為計數脈衝。此時，Tx=T0，T=t，顯示數字N=t/T₀=t（取T₀=1s）。

③整機“自校"。測量前，將開關選在“1”位置，利用本機的“頻標”T0作為計數脈衝，選用適當的“閘門時間”T9進行自校。此時，Tx=T0，T=T9，如果測頻正確，顯示數字N應是10的乘冪，即圖中開關“3”位置用來測量周期，“4”位置用來測量頻率比。

分類

按照結構和性能的不同進行分類。

數字頻率計

通道頻帶較窄，計數速度較慢，直接計數的頻率範圍為10Hz～10MHz；藉助變頻器，測頻上限可達100MHz。

通用計數器

通道頻帶較寬，計數速度較快，直接計數的頻率可達幾百兆赫。具有多種測量功能，可測量頻率、周期、時間間隔、累加計數和計時等。

微波計數器

採用頻率變換技術，將微波頻率變換至1000MHz以下，以直接計數。測頻上限可達60GHz。

毫赫計數器

採用倒數計數器的結構，以提高測量低頻的精確度，最高分辨力可達0．00001Hz，測頻範圍為0．1Hz～10MHz。

時間計數器

可測量脈衝時間間隔、電纜電路延遲時間、脈衝寬度、占空比、上升和下降時間以及信號周期。測量範圍為1ns～10s，單次測時分辨力達100ps。

計算計數器

具有程控、運算和數據處理以及故障自診斷能力，可對頻率和周期進行等精度測量，還能進行時域和頻域穩定度分析。

發展動向採用微處理器和大規模積體電路（LSI），使儀器向頻帶更寬、速度更快、精度更高以及完全自動化方向發展。自動微波頻率計數器可自動計算和置換振盪器，具有高靈敏度和調頻容限寬等優點。直接測頻範圍可從0．1mHz到GHz量級，有的計數器分辨力可達10-12Hz；時間測量範圍可從1ns到10s，精度達Ins，單次分辨力可達100ps。