电子计数器简介及分类

2023-06-22 理论教育版权反馈

【摘要】：电子计数器是利用数字电路技术输出给定时间内所通过的脉冲数并显示计数结果的数字化仪器。电子计数器工作原理可以看作被测时频与标准时标进行比较的过程，充分体现了测量的实质。一般我们把具有测频和测周两种以上功能的电子计数器都归类为通用计数器。专用计数器是指专门用于测量某种单一功能的电子计数器。

电子计数器是利用数字电路技术输出给定时间内所通过的脉冲数并显示计数结果的数字化仪器。电子计数器工作原理可以看作被测时频与标准时标进行比较的过程，充分体现了测量的实质。

1.时间与频率标准

1）天文时标

天文时标中的世界时，是以地球自转为依据，将1/86 400天定义为1 s，准确度为10－7量级，修正后可达3×10－9。历书时以地球绕太阳公转为依据，将1/31 556 925.9747年定义为1 s，准确度为1×10－9，1960年，第11届国际计量大会将其接受为“秒”的标准。

2）原子时标

原子在能级跃迁中将吸收或辐射频率恒定的电磁波，是原子时标的理论基础。常用于原子频标的原子为铯（Cs133）、铷（Rb87）、氢，它们在两个能级之间跃迁将吸收或释放能量，对应的跃迁频率分别为9.192 GHz、6.834 GHz、1.420 GHz，都在微波段，应用方便。1967年10月，第13届国际计量大会定义：秒是Cs133原子基态的两个超精细结构能级之间跃迁频率相应的射线束持续9 192 631 770个周期的时间。其准确度可达10－15，相当于数百万年误差只有±1 s。

作为原子频率标准的原子钟是原子时标的实物仪器，用于时间、频率标准的发布和比对，2016年，我国发射成功的天宫二号空间实验室搭载的冷原子钟做到了3000万年误差小于1 s。

3）石英晶体振荡器

石英晶体振荡器作为时间频率标准具有稳定性高、受外界影响小等特点，常应用于电子计数器、通信发射机、频率合成器等方面。晶体振荡器作为电子计数器的内部基准，一般要求高于测量准确度的一个数量级（10倍）。其输出频率为1 MHz、2.5 MHz、5 MHz、10 MHz等，普通晶振稳定度为10－5，恒温晶振可达10－7～10－9。

2.电子计数器的分类

根据仪器所具有的功能，电子计数器有通用计数器和专用计数器之分。

通用计数器是一种具有多种测量功能、多种用途的电子计数器。它可以测量频率、周期、时间间隔、频率比、累加计数、计时等；配上相应的插件，还可以测量相位、电压等。一般我们把具有测频和测周两种以上功能的电子计数器都归类为通用计数器。

专用计数器是指专门用于测量某种单一功能的电子计数器。例如，专门用于测量高频和微波频率的频率计数器、用以测量时间的时间计数器和具有某种特殊功能的特种计数器。时间计数器测时分辨率很高，可达到纳秒量级；特种计数器如可逆计数器、预置计数器、差值计数器等，主要用于工业自动化方面。

电子计数器按测量范围可分为低速计数器（低于10 MHz）、中速计数器（10～100 MHz）、高速计数器（高于100 MHz）、微波计数器（1～80 GHz）。

电子计数器简介及分类

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