浅谈时间间隔计数器的定时器间隔测量功能

要长高 2024-02-08 1729

描述

间隔时间或时间间隔计数器能够测量波形上边沿之间的时间间隔。它们可以用于单个波形，或者通过提供两个单独的输入，它们可以使用一个波形开始时间间隔，另一个波形结束时间间隔测量。

定时器使用的电路块可能与频率计数器中使用的电路块相同。通过重新排列块，可以以略微不同的方式起诉相同的电路来测量时间间隔。因此，频率计数器和间隔定时器通常组合在同一台仪器中 - 这些测试仪器通常被称为频率计数器定时器。

这些测试仪器随处可见，通常可以相对便宜地购买。一些主要区别是基本时钟振荡器的精度、显示、易操作性和测试仪器的鲁棒性。

间隔计时器基础知识

时间间隔计数器的定时器间隔测量功能可以以多种方式使用。

波形时间间隔：频率定时器计数器可用于简单地测量输入波形的时间间隔。这只是频率的倒数。它通常测量波形到下一个正向沿的正向沿。

计数器

重复波形的时间间隔测量

脉冲时间间隔：除了简单地测量一个正向到下一个正向沿外，还可以测量下一个负向边沿的正向沿。或者，它可以测量从负向到正向的边缘。这样，就可以使用频率定时器计数器来测量脉冲的时间间隔。

计数器

重复波形元素的时间间隔测量可以看出，这两个选项由两个时间 T1 和 T2 表示：T1 表示定时器间隔 + 到 - ，T2 表示 - 到 + 波形的去沿。

这样，通过简单地添加波形边缘转换的选择，仪器的功能得到了极大的增强。这可以在没有太多额外电路的情况下提供，并且使用集成电路几乎不需要额外的成本。

时间间隔 A 到 B：许多计数器定时器有两个输入。通过这种方式，可以将一个信号的边沿测量到另一个信号的边沿。通常，可以在每个信号上选择正边沿或负边沿。

计数器

两个波形的时间间隔测量对于这种测量，可以使用两个波形的不同边缘来选择四种组合。它们由 T1（A+ 到 B+）、T2（A+ 到 B-）、T3（A- 到 B+）和 T4（A- 到 B-）表示，其中 A- 是波形 A 的负去沿等。

频率计数器定时器的时间间隔功能，可能不像直接频率计数器测量那样频繁使用，但它在某些领域是一个关键应用。时间间隔测量功能通常在低频计数器定时器中提供，更适合通用用途。它通常不包括在专门针对特定射频应用的射频或微波频率计数器中。

频率计数器定时器操作

时间间隔是频率的倒数。因此，只需重新配置用于频率测量的电路中的一些电路，就可以使用频率计数器定时器进行间隔定时器测量。

计数器

间隔定时器的基本框图

与频率计数器一样，定时器计数器或间隔定时器也具有许多组成测试仪器的模块。它们与计数器中使用的非常相似，只需要重新配置即可提供间隔定时功能。各阶段的运作总结如下：

信号输入级：在操作中，间隔定时器计数器接收需要定时的波形。定时器通常同时具有 A 和 B 输入。输入级对输入信号进行调节，并将其转换为间隔定时器计数器内所需的逻辑电平。

栅极触发器：然后，栅极触发器产生一个脉冲，该脉冲等于所需定时器间隔的长度。这可以使用简单的逻辑轻松实现，尽管此功能通常包含在特殊的频率计数器定时器集成电路中。这里还选择了正向和负向边沿的选择。

时钟振荡器：频率计数器定时器或定时器间隔计数器的时钟振荡器通常是晶体振荡器。在许多情况下，这将由烤箱控制，许多测试仪器还将有一个输出，将该振荡器用作其他仪器的时钟或参考源。它们也可以作为输入，以便可以使用外部时钟振荡器。这可以使一些测试系统在单一来源上运行，从而在整个测试系统之间提供同步的优势。

门：间隔定时器中门的功能与频率计数器中的功能完全相同，只是间隔定时器的输入被有效地反转。电路将是相同的。

要定时的边沿产生一个信号，该信号在定时期间使能门。在此期间，时钟信号通过。例如，如果要定时的信号长度为一秒，而进入栅极的时钟为1 MHz，则门的输出端将出现1 000 000个脉冲。

计数器/闩锁：计数器从栅极接收传入的脉冲。它有一组除以 10 的阶段，因为需要基于十进制的显示。整个计数器内的级数等于显示位数减去 1。当计数器被链接时，第一级是输入除以 10，第二级是输入除以 10 x 10 （100），因为它已被除以两个阶段，依此类推。然后，这些计数器输出用于驱动显示器。

为了在传输和显示数字时将输出保持在适当的位置，输出被锁存。通常，当计数器计数新读数时，锁存器将保留最后一个结果。这样，显示屏将保持静止，直到可以显示新结果，此时锁存器将更新并将新读数呈现给显示屏。通常，锁存器可以集成到显示电路中。

显示：显示屏从锁存器获取输出，并以正常可读格式显示。LED 仍然被广泛使用，尽管 LCD 更常见，因为它的功耗更低，并且为附加字符和指示器提供了更大的灵活性。计数器可以显示的每个十年都有一个数字。显然，显示屏上也可能显示其他相关信息。显示屏将被编程为将小数点放置在正确的位置。例如，对于时钟为 1 MHz 的 1 秒时间间隔，将计算 1 000 000 个脉冲，并且需要将小数点放在图 1 之后以表示 1.000 000 秒。

间隔计时器或计时器计数器通常非常易于使用。前面板上有简单的开关，如果是软件仪器，则在控制面板上启用不同的输入和不同的边沿，即正负边沿触发起始点和停止点。

这些测试仪器还可以非常精确地测量时间间隔。间隔定时器的测量精度取决于时钟振荡器，可以很容易地精确到十分之一6或 10 分之几7取决于所使用的振荡器。因此，这些测试仪器能够在许多应用中用于高精度测量。

审核编辑：黄飞

打开APP阅读更多精彩内容