外文翻譯--高精度頻率計（譯文）

1、中文 中文 2700 字高精度頻率計B. A.弗曼，Verzin頻率正在成為用于控制，轉(zhuǎn)換和測量越來越廣泛的參數(shù)。目的在于適應(yīng)自動裝置，測量，顯示和轉(zhuǎn)換技術(shù)目前的發(fā)展階段。其中，數(shù)字方法測量和轉(zhuǎn)換頻率是最精確的。目前還存在著合理的改善模擬頻率轉(zhuǎn)換器和頻率計精度等級的方法。這篇文章中介紹的是高頻信號到 ADC 的信號的轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換器被用作頻率計，是一種具有輸出0.1等級指針式儀表。應(yīng)用于此頻率計設(shè)計中的模擬儀器基本標(biāo)準(zhǔn)包括通過收集測量頻率

2、脈沖的方法來探測電壓的平均值，并用相應(yīng)的脈寬和幅度來校準(zhǔn)這些脈沖。這種裝置的誤差實際上取決于它們的校準(zhǔn)穩(wěn)定性與可變電源電壓和溫度。利用穩(wěn)定的晶體發(fā)電機，并結(jié)合高精度的電壓穩(wěn)定劑的方法，該電路通過獲得集成的持續(xù)時間，從而達(dá)到高精度測量水平。這種方法的應(yīng)用[1]使人們有可能降低的頻率計的基本誤差為0.01％。實際電路中的其他錯誤無法使這一精度得到實現(xiàn)。下面我們分析施加這樣的電路來設(shè)計一個頻率計的可能性。頻率計（圖1和圖2）由一個脈寬整形電路

3、、一個脈沖幅度整形電路和積分單元組成。整形電路包括由時鐘頻率生成器 CG 控制的同步門。在沒有輸入信號的觸發(fā)器1Tr 處于位置1時，柵極與被阻止，并且觸發(fā)器2Tr 處于位置0。持續(xù)時間整形電路（觸發(fā)器2Tr）輸出低電勢。在接收到測量頻率的脈沖時，觸發(fā)器1Tr 被觸發(fā)，與門導(dǎo)通，并且程序時鐘脈沖將觸發(fā)器2Tr設(shè)置為位置1。接下來時鐘脈沖返回觸發(fā)2Tr，然后觸發(fā)觸發(fā)器1Tr 回到它們的初始位置。因此，每一個接受的測量頻率脈沖都在觸發(fā)器2Tr

4、 的輸出端產(chǎn)生了一個電勢差。這個差持續(xù)了時鐘頻率的一個周期。持續(xù)時間整形電路的穩(wěn)定性是由時鐘頻率發(fā)生器和觸發(fā)器2Tr 輸出的壓降脈沖邊緣決定的。晶體穩(wěn)定的發(fā)生器可以在一個很寬的溫度范圍內(nèi)保持它的頻率而無需精度為5 - 10 的恒溫控制。因此，在形成的脈沖持續(xù)時間內(nèi)的基本不穩(wěn)定性取決于電路晶體管的開關(guān)時間。飽和晶體管的開關(guān)時間包括有效脈沖邊緣的持續(xù)時間和于飽和晶體管電阻隨溫度變化的不穩(wěn)定性。集電極電壓的絕對值和它對于飽和恒定深度的溫度系數(shù)

5、值取決于操作環(huán)境，并且，對于考慮中的兩種類型的晶體管是不同的。在一個閉合開關(guān)的輸出端的電壓的不穩(wěn)定性是由集電極電壓源和由不受控制的集電極熱電流造成的電壓降決定的。在所考慮的裝置中，振幅整形電路由一個半導(dǎo)體穩(wěn)壓器供給，它是一個穩(wěn)定因子為100的補償類型，且溫度不穩(wěn)定性的最大值為0.001%/℃。由于不受控制的開關(guān)晶體管的熱度變化，輸出電壓也會變，這種變化對于負(fù)荷為1KΩ 的硅晶體管來說可以被減少到最低限度不超過0.025mv/℃。為了得到

6、頻率計的高線性，有必要確保在沒有測量頻率時的零輸出信號。它需要使用一個相對于飽和晶體管 （見圖2）殘余電壓的補償電壓。補償是通 1 T過連接一個額外的與 恒飽和條件類似的晶體管 來得到的。通過調(diào)整晶體管 1 T 2 T的飽和深度（通過電阻 R1和 R2） ，就可能同時補償設(shè)備的溫度不穩(wěn)定性。為 2 T了挑選出正比于測量頻率的輸出電流的直流分量，電壓分接出整形開關(guān)和晶體管的差被饋送到一個由動圈式儀表組成的積分單元。有必要糾結(jié)于正確地選擇電

7、路，以滿足輸出脈沖持續(xù)時間和幅度的最佳整形需求。讓我們確定一個對總的附加頻率計誤差的兩個參數(shù)有同等不穩(wěn)定影響的最佳條件。在圖3所示的數(shù)據(jù)可以看到，不飽和時間的不穩(wěn)定性是最重要的。因此，對于只有200微秒的脈沖持續(xù)時間和 Ks=4的飽和度比率，沒有補償?shù)某掷m(xù)整形電路的不穩(wěn)定性在20-50℃的范圍內(nèi)總計約為0.008％/℃（圖三中的曲線１） 。幅度整形電路的不穩(wěn)定性相似值是 MP106晶體管和20V 的開關(guān)電源電壓在相同飽和度比時得到的。飽

8、和度比率的進(jìn)一步升高對振幅整形電路的工作有益，但它損害了持續(xù)時間整形電路的穩(wěn)定性。 上述脈沖持續(xù)時間決定了頻率的測量極限。因此 us， HZ =200 p t max 2500 f ?（考慮由于同步元素的操作環(huán)境下，測量延遲一個周期的可能性） 。上述溫度誤差可以由前面描述的參數(shù)補償方法來減少，通過在20-50℃范圍內(nèi)不超過0.0012/℃的誤差增大一個值的5-7倍。上述溫度范圍內(nèi)脈沖持續(xù)時間和幅度整形電路的總最大誤差將保持低于0.07%