電子計數器:數字化儀器-中文百科頻道

工作原理和基本功能

圖為電子計數器的基本結構。由B通道輸入頻率為fB的經整形的信号控制閘門電路,即以一個脈沖開門,以随後的一個脈沖關門。兩脈沖的時間間隔(TB)為開門時間。由A通道輸入經整形的頻率為fA的脈沖群在開門時間内通過閘門，使計數器計數所計之數N=fA·TB。

對A、B通道作某些選擇，電子計數器可具有以下三種基本功能。

①頻率測量：被測信号從A通道輸入，若TB為1秒，則讀數N即為以赫為單位的頻率fA。由晶體振蕩器輸出的标準頻率信号經時基電路适當分頻後形成閘門時間信号而确定TB之值。

②周期或時間間隔測量：被測信号由B信道輸入，控制閘門電路，而A通路的輸入信号是由時基電路提供的時鐘脈沖信号。計數器計入之數為閘門開放時間，亦即被測信号的周期或時間間隔。

③累加計數：由人工觸發開放閘門,計數器對A通道信号進行累加計數。

在這些功能的基礎上再增加某些輔助電路或裝置，計數器還可完成多周期平均、時間間隔平均、頻率比值和頻率擴展等功能。電子計數器性能指标主要包括：頻率、周期、時間間隔測量範圍、輸入特性（靈敏度、輸入阻抗和波形）、精度、分辨度和誤差（計數誤差、時基誤差和觸發誤差）等。

分類

電子計數器按功能可分四類。①通用計數器：可測頻率、周期、多周期平均、時間間隔、頻率比和累計等。②頻率計數器：專門用于測量高頻和微波頻率的計數器，主要用于測頻率。③計算計數器：一種帶微處理器的具有計算功能的計數器，除了具有通用計數器的功能之外，還能進行數學運算，求解比較複雜的方程式，可靠程序控制進行測量計算和顯示等全部工作。④微波計數器以通用計數器或頻率計數器為主體，配以測頻擴展器而組成的微波頻率計。它的測頻上限已進入毫米波段，有手動、半自動、全自動三類。系列化微波計數器是電子計數器發展的一個重要方向。

頻率擴展技術将微波測頻轉換為較低的測頻，按其原理主要有置換法、取樣法和變頻法等。各種方法的主要性能評定項目包括測量速度、準确度、靈敏度、動态範圍、允許信噪比、允許調頻量、允許調幅量和幅度甄别等。①置換法：利用零拍原理，用與被測頻率fx有一定關系的低頻f0來置換fx，用計數器測出f0,從而求出fx。這種方法靈敏度高、動态範圍大、允許調幅量大、幅度甄别顯示最強分量，測量上限頻率達26吉赫。②取樣法：以取樣技術為基礎，應用鎖相原理将微波頻率轉換為低頻來測量。它兼具置換法和變頻法的優點，但測量頻率上限受微波取樣技術的限制。③變頻法：利用變頻技術,将微波頻率與頻标諧波差頻變換成低頻,測量低頻而算出被測頻率。變頻法的優點是允許信噪比高，允許調頻量大，幅度甄别顯示最弱分量等。

多功能式

多功能電子式計數器由信号輸入電路、信号處理電路、計數及顯示驅動電路、計數狀态控制電路、顯示器和電源電路構成，可接受各種電壓幅度的脈沖電壓和觸點開/關兩種形式的輸入信号，信号處理電路通過光電耦合器與信号輸入電路聯接實現了信号輸入電路與計數工作電路的光電隔離，利用計數狀态控制電路可控制輸入信号的阻斷及計數器的複位。計數器有外接端子可與外部控制電路或裝置聯接由外部來控制計數器的工作狀态和計數器的複位。

多功能電子式計數器，包括有電源電路，其特征是由信号輸入電路、信号處理電路、計數及顯示驅動電路、計數狀态控制電路、顯示器構成，信号輸入電路由至少兩條由限流電阻與開關串聯構成的分擋開關電路并聯構成的叠擋器、一端與選擋器輸入端并聯另一端與電源電路正極聯接的輸入方式控制開關、陽極與選擋器輸出端聯接的發光二極管、陽極與發光二極管陰極聯接，集電極經電阻與電源電路正極聯接的光電偶合器，陽極與光電偶合器陰極聯接的整流二極管構成，信号處理電路由輸入端與信号輸入電路光電偶合器集電極聯接，其輸出端經電阻與電源電路正極聯接的施密特觸發器、輸入端與施密特觸發器輸出端聯接的同相緩沖器、反相緩沖器，控制端分别與同相緩沖器、反相緩沖器輸出端聯接，其輸出端并聯的兩個膜拟開關、與模拟開關輸出端并聯的濾波電路構成，與同相緩沖器輸出端聯接的模拟開關的輸人端接電源正極與反相緩沖器輸出端聯接的模拟開關的輸入端接公共地，計數及顯示驅動電路由計數及顯示驅動集成電路芯片和芯片工作輔助外圍電路構成，其計數輸入端接信号處理電路輸出端，其輸出接顯示器輸入端，計數及顯示驅動集成電路芯片為具有複位端和計數使能端的并對計數輸入端的脈沖信号以十進位方式計數的具有多位顯示譯碼和直接驅動顯示器進行數碼顯示的集成電路芯片，計數狀态控制電路由一端接計數及顯示驅動集成電路芯片複位端，另一端接系統公共地的複位開關和公共端接集成電路芯片的計數使能端，其另外面端分别接電源電路正極和公共地的單刀雙擲開關構成。