Период – это минимальный интервал (Т), через который происходит повторение сигнала:
U(t) = U(t + kT)
Частота f = 1 / T

Классификация методов измерения частоты:

Методы измерения частоты

непосредственной оценки: переразряда конденсатора; резонансный; мостовой.

сравнения: акустических биений; электрических нулевых биений; осциллографические методы.

Метод непосредственной оценки.

Рис. 1. Структурная схема.

Метод сравнения.

Рис. 2. Структурная схема.

d f_x = d f₀ + d _ср

В методе сравнения существует обратная связь. С помощью устройства сравнения добиваются выполнения равенства:

где m, n – целые числа.

где f₀ – погрешность образцовой частоты.

с учетом относительной погрешности, вносимой устройством сравнения d _ср

Метод дискретного счета.

Частота есть количество периодов сигнала совершаемых в единицу времени. Если посчитать количество периодов N за известный интервал времени T₀, то можно найти частоту колебаний по формуле:
f_x = N / T₀
Эту идею можно реализовать с помощью следующей структурной схемы

Рис. 3. Структурная схема.

ВУ – входное устройство;
ФУ – формирующее устройство, преобразует входной сигнал к виду удобному для восприятия счетчиком;
ЭК – электронный ключ;
ЭС – электронный счетчик;
УЦО – устройство цифровой отображения;
Г – генератор образцовых колебаний;
УУ – устройство управления;
:f – делитель частоты, который понижает частоту кварцевого генератора до значений удобных для работы устройства управления.

Временные диаграммы работы ЦЧ.

При одних и тех же значениях частоты f_x и интервала времени T₀ количество импульсов, поступивших на счетчик, может быть разным. На представленном рисунке оно может изменяться от 3 до 5. Эту погрешность в определении числа импульсов принято называть погрешностью дискретности (квантования).
Эта погрешность имеет место в любом цифровом приборе, число импульсов определяется с погрешностью D N = ± 1 имп. Общая погрешность измерения частоты складывается из погрешности дискретизации d _д и погрешности кварцевого генератора d _кв.

где T₀ – время счета.

Цифровой периодомер.

На низких частотах погрешность дискретности измерения частоты ЦЧ становится очень большой, поэтому был разработан цифровой периодомер (ЦП). Измерение периода T_x осуществляют путем определения количества импульсов N с известным периодом Т₀, укладывающихся в интервале T_x. T_x = N Т_0.
Принцип его работы поясняется следующей структурной схемой.

Рис. 5. Структурная схема.
xf – умножитель частоты;
f₀ – частота кварцевого генератора.

Временные диаграммы.

Рис. 6. Временные диаграммы.
Для m периодов имеем:

Для уменьшения погрешности дискретности определяют число импульсов за m периодов, для этого после ФУ включают делитель частоты с коэффициентом деления m. Формулы по оценке погрешности:

где m – периодов.

d _ф – погрешность формирования интервала T_x, вызванная наличием шумов в исследуемом сигнале и внутри схемы периодомера (погрешность уровня запуска).

Задача:
Показание частотометра 28.4871 кГц. Определить коэффициенты деления делителя частоты кварцевого генератора, частота которого f_кв = 5 МГц,
Решение. Так как устройство отображения отражает содержимое счетчика, то по показанию частотомера находим число импульсов: N = 284871 импульсов. Коэффициент деления делителя частоты n_дел = f_кв / f_{вх yy}
Частота сигнала на входе устройства управления f_{вх yy} = 1 / T₀; f_x = N / T₀
T₀ = N / f_x = 10⁴ мс = 10 с, f_{вх yy} = 1 / T₀=1/10=0,1Гц,
n_дел = f_кв / f_{вх yy}=5*10⁶/0,1=: 5 × 10⁷
Ответ: 5 × 10⁷ раз.