频率计数器测量功能介绍

图4 普通时间间隔和正负时间间隔之间的差别

10、累计(count)
累计是对事件的简单计数。它在对电子事件或物理事件计数或自动测试需要数字化结果的场合十分有用。计数器在对事件数进行累加和显示同时，门电路开通。某些情况下，这个功能称为累计计数。
累计有时会有些变化。在正常测量情况下，为了将计数读入计算单元，门电路一开始必须关闭。这意味着在读入时可能丢失一些计数。某些计数器具有连续累计功能，能够在将计数读入计算单元的同时仍然进行计数。少数频率计数器还具有向上-向下计数的能力。一个通道内的事件引起计数增加，但第二个通道的事件引起计数减少。比如，在比较两个需要相互比较的独立轴杆旋转时，应用此功能就会很方便。
三、频率计数器的数学功能
1、标度和偏置
设定标度和偏置并打开数学功能后，显示数值将按以下公式定义：
显示结果＝测量结果×标度＋偏置设定
使用这种功能，能够让屏幕上显示对用户更有意义的频率值，在实际应用中往往比较方便。此功能的数学处理原理形象表述在图5中。其中，1为原始采样数据，2为经过数学运算后的数据。
2、统计功能
可以用来统计和显示当前输入数据的标准偏差，并能选择统计次数。标准偏差是描述信号一致性好环的参数。标准偏差越大，表示信号幅值相差比较大，一致性差；而较小的标准偏差表示信号的幅值都很接近，信号波动小。
标准偏差可用以下公式描述：

其中，S为样本标准偏差。i从1到n，是总和，是样本均值。
3、极限
可以为输入信号设置频率上下限，只捕获范围内的数据。从图5中能看出，3中设定极限后，根据设定的极限对2中的数据进行筛选，得到4中的数据。当用户需要过滤掉一定范围外的信号时，这个功能提供了很大的帮助。

图5 数学运算和极限处理示意图

四、频率计数器应用
频率计数器功能是根据其应用来设计的。频率计数器最常见的应用是确定发射机和接收机的特性。发射机的频率必须进行检验和校准，才能符合有关规章制度的要求。频率计数器能对输出频率和一些关键的内部频率点(如本振)进行测量，查明无线电发射时候是否满足技术指标。
频率计数器的另一些应用包括计算机领域，在此领域中的数据通信、微处理器和显示器中都使用了高性能时钟。对性能要求不高的应用领域包括对机电产品进行测量。频率计数器的早期应用之一是作为信号发生器的一部分。在信号发生器信号输出之前，先通过频率计数器部件测量该信号，测量到的结果被转换为模拟信号用于反馈控制信号发生器的频率，直到达到所需要的数值，从而能得到稳定的信号输出。目前，很多信号发生器中都集成了频率计数器的简单功能。例如OI1842信号发生器也集成了测量范围为0.1Hz～50MHz的频率计功能。
五、总结
随着频率计数器计数发展，频率计数器的功能不断延伸。频率计数器即具有了时域、频域的功能，更具有了调制域和统计域的仪器测试功能。例如，HM8123可编程多功能计数器就具有最小、最大，平均，标准偏差等统计功能。
在测试技术日新月异的今天，频率计数器功能也在不断完善和丰富来满足不同测试领域的需求。面对不同功能不同规格的仪器，工程师需要根据自己的需要来选择符合自己的仪器，这样才能为测试工作带来最大的效率。

参考文献
(美)库姆斯著, 张伦等译. 电子仪器手册(第三版).科学出版社.2006.5.
Agilent, 53131A 通用计数器操作指南.
Hameg, Products 2007.
北京海洋兴业科技发展有限公司, 频率计基础知识.