Многоканальные частотомеры. 
Системы автоматического управления. 
Прецизионное управление лазерным излучением

Для одновременного измерения нескольких частот целесообразно применять многоканальные частотомеры, созданные на базе рассмотренных технических решений. В отличие от нескольких частотомеров, работающих одновременно, многоканальные частотомеры осуществляют измерения в единой базе времени, что обеспечивается общим образцовым генератором и счетчиком времени.

Разработанный в ИЛФ СО РАН частотомер в режиме измерения частоты осуществляет 1000 измерений в секунду. Получаемые данные позволяют вычислить среднюю частоту на интервале между любыми двумя чтениями одного канала. При этом погрешность падает обратно пропорционально длигельности интервала измерения. Схема реализована программно в виде проекта на микроконтроллере. В устройстве реализованы технические решения, защищенные патентами [100, 101].

Опорная частота, равная 40 МГц (сигнал 6С), вырабатывается системой ФЛП из основной частоты. В устройстве уточненные результаты получаются только для объединения грех последовательных отсчетов каждого канала. Частота опроса счетчиков выбрана из расчета, чтобы уточненные результаты следовали с интервалом 1 мс. Поэтому в двухканальном и трехканальном режимах уточненные результаты по каждому каналу получаются через интервалы 2 мс и 3 мс соответственно. Точность измерения ограничивается точностью образцовой частоты. Относительная погрешность частоты тактовых импульсов от компьютера оценивается величиной 10^-7, но при увеличении длительности измерительного интервала погрешность метода определяется погрешностью частоты образцового генератора, которая обычно составляет 10 ¹⁴.

Диапазон измеряемых частот входного сигнала в частотном режиме 5 кГц. .50 МГц, в режиме измерителя периода 1 Гц… 16 кГц.

Скорость получения отсветов — 1000 измерений / (канал х с).

Погрешность Д/'измсрсния частоты /_х на интервале т © определяется так:

где 6(- абсолютная погрешность, определяемая соотношением.

здесь а_ог — абсолютная погрешность образцового генератора, а_сч — абсолютная пофешность счета, заданная соотношением.

В частности, при т = 0,5 с /^=5 МГц, асц=2−10~⁹, и в случае Стог «^стсч получаем 8/ «0,01 Гц.

В режиме измерения периода погрешность АТ измерения периода Т_х на интервале т © определяется соотношением.

В случае применения режима измерений от внутреннего генератора (не метрологический режим) величину <7ог при расчете следует принять равной 10^-7. При этом допускается пофешность частоты порядка 1 Гц.

В режиме измерения периода частотомер формирует тактовый сигнал по каждому положительному фронту импульса входного сигнала. По этому импульсу частотомер осуществляет «чтение на лету» счетчика, измеряющего время положительного фронта импульса с погрешностью в 1 нс и посылает данные в компьютер. Кроме того, в этом режиме можно вычислять среднюю частоту между двумя любыми фронтами входного сигнала, и погрешность при этом обратно пропорционально падает с увеличением интервала усреднения. Поскольку этот режим специально разработан для применения частотомера в гетеродинном методе измерения частоты, результат вычисляется по формуле с произвольными коэффициентами К.2 и :

В этом режиме работает только один канал.