頻率計數器和國外頻率計對比介紹

最早的頻率計數器是為了對某些需要計數的的事情進行計數而設計出來的。在發明計數器之前，頻率的測量都是用頻率計完成。頻率計數器是以數字方式對信號參數進行精密測量的首批儀器之一。

衡量頻率計數器主要指標是測量范圍、測量功能、精度和穩定性，這些也是決定價格高低的主要依據。隨著電子測試技術的發展，頻率計數器日趨成熟。目前，頻率計數器已經能輕松測量射頻、微波頻段信號。除頻率測量外，大多數頻率計數器還綜合了以下功能：頻率比、時間間隔、周期、上升/下降時間、相位、占空比、正/負脈沖寬度、總和、峰值電壓以及時間間隔平均等。頻率計功能延伸的最高境界就是綜合了調制域分析儀的功能。

SYN5636型高精度通用計數器在國外的基礎上新增加了時間間隔、脈寬、上升時間/下降時間、占空比、相位等測量功能，并兼有強大的數學運算、統計功能，包括平均值、標準偏差、最大值、最小值、峰峰值、累加計數、阿侖方差、頻率偏差、瞬時日差、趨勢圖和直方圖等功能。

本文從頻率計數器基本功能出發，對測量參數分別做出介紹：

頻率計數器測量功能

1、頻率測量

頻率表示單位時間波形振動的次數，是周期的倒數，頻率是最基本的測量參數。

根據頻率的不同范圍可把頻率計數器分為兩類：通用頻率計數器和微波頻率計數器。前者的測量范圍一般在1GHz以下；而微波頻率計數器提供從DC到數10GHz的高性能頻率測量，可覆蓋整個射頻、微波頻段。高頻測量是頻率計數器獨特的優勢，普通示波器很難達到。頻率測量很簡單，將信號接入頻率計數器輸入端后再調節功能鍵至頻率測量，屏幕即顯示當前頻率值。單一的頻率測量只需要一個輸入通道即可。

2、周期(T)

周期為波形振動一次所需要的時間，是頻率的倒數，大多數頻率計數器都會提供這項功能。信號周期的測量方法和頻率測量基本相似。

3、頻率比（f1/f2）

頻率比是對兩個頻率進行比較，它可用來測試倍頻器或前置換算器（分頻器）的性能。在許多儀器系統中，兩個頻率的比值遠比兩個獨立的頻率值有意義。例如在比率電容傳感器研發中，工程師關心的重點是兩個信號的頻率比。這時，用頻率計數器頻率比功能就能很直觀快捷顯示出兩路輸入信號頻率比。免去了測量兩路信號頻率后再自行計算的不便。這項功能要求頻率計數器至少有兩個通道。如果是有三路輸入信號時，可以測量任何兩路信號的頻率比。

4、時間間隔

時間間隔測量起始信號與終止信號之間所經歷的時間。如圖3所示，起始信號通常接入到一個通道A，而終止信號則通常接入到另一個通道B，這種功能通常稱為世界間隔A到B。測量的分辨率一般為100ns或更佳，有時低到皮秒(10-12)級。

高分辨率時間間隔測量在時間頻率傳遞和測量、航空航天、雷達定位、激光測距等領域具有十分重要的作用。這項功能同樣要求頻率計數器至少有兩個通道。

5、相位差

相位差又稱為相位移，是指兩個頻率相等的信號相位之差，表示兩信號再時間上的超前或滯后關系。

6、上升/下降時間

上升時間通常定義為信號從其穩態最大值的10％到90％所用的時間，同樣，下降時間對應著信號從穩態最大值的90％到10％所用的時間。上升/下降時間和脈寬在數字電路測量中特別有用。若上升時間和下降時間的觸發點已知，根據測量出來的上升/下降時間便能顯示轉換速率(v/s)計算結果。

7、脈沖寬度

脈沖寬度、脈沖幅度以及脈沖形狀是脈沖信號的主要參數。脈沖寬度通常為脈沖幅值為50％時所對應前后兩個點之間的時間差。如圖3所示，脈沖寬度用來表示脈沖能量作用的持續時間。頻率計數器一般都能測量正負脈沖寬度。

8、占空比

占空比是指信號處于高\低電平的時間所占信號總時間的比率，也可表述為單個脈寬占周期的比例。圖3中，正脈沖的寬度和周期的比值為42％，也就是占空比為42％。方波信號的占空比為50％。在其他參數相同的情況下，占空比越大，信號所攜帶的能量越高。

9、累計統計

累計是對事件的簡單計數。它在對電子事件或物理事件計數或自動測試需要數字化結果的場合十分有用。計數器在對事件數進行累加和顯示同時，門電路開通。某些情況下，這個功能稱為累計計數。

10、時間間隔測量功能

時間間隔測量是指測量一個特定的“起始”事件至一個“終止”事件的時間差。時間間隔測量可以用來測量電路時延、雷達脈沖間隔、粒子的飛行時間、電纜長度、脈沖周期、脈沖寬度、上升時間、相位差等。

邊沿測試功能

當某一信號發生變化時，我們常常需要檢測到這種變化，以此作為其他事件的觸發條件。根據被檢測信號所屬時鐘域，可將邊沿檢測分為同步邊沿檢測和異步同步檢測。所謂同步邊沿檢測是指輸入信號來自同一時鐘域；異步邊沿檢測是指輸入信號來自不同的時鐘域。

頻率計數器應用

頻率計數器功能是根據其應用來設計的。頻率計數器最常見的應用是確定發射機和接收機的特性。發射機的頻率必須進行檢驗和校準，才能符合有關規章制度的要求。頻率計數器能對輸出頻率和一些關鍵的內部頻率點進行測量。

在測試技術日新月異的今天，頻率計數器功能也在不斷完善和豐富來滿足不同測試領域的需求。面對不同功能不同規格的儀器，工程師需要根據自己的需要來選擇符合自己的儀器，這樣才能為測試工作帶來最大的效率。

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