原创 精确的频率和时间测量 - 降低噪声的影响

当我们在利用频率计数器测量频率或周期的时候，很多时候会看到测量的读数会剧烈跳动。如果是12位数字显示，跳动的数字可能是后3-4位，甚至更多。这时候，我们就可能不知所措，不知如何读数，也不知是信号的问题还是计数器本身的问题

事实上，计数器本事是一种宽带的仪器，对于输入信号的相应非常灵敏。但这有时也会造成一些麻烦，特别是当输入的信号上伴有噪声的时候。对计数器来说，所有信号看来都基本相同。正弦波、方波、谐波和噪声。 计数器关心的只是信号一连串的过零，计数器认为过零触发的信号频率就是要测量的频率， 至于信号形状如何，它根本不关心。如果是纯净信号，这一过程就不存在问题。但带有噪声或毛刺的信号会“欺骗”计数器在信号“假”的过零点上触发。此时计数器就不能得到实际的计数。幸而高质量的计数器都提供解决这一问题的方法。它们首先要求在记录过零前，信号需先通过两个低和高的滞后阈值。这两个电平间的间隔称为触发灵敏度，滞后带，触发带，或其它一些类似术语。

其次是高质量的计数器还能让您调节这一带的宽度，以把不需要的触发减到最少。如下图所示，输入的信号带有一个会造成计数器出现“错误”触发的毛刺成分。由于触发带很窄，计数器在毛刺信号的点1 和点3上被触发，但又同时，在实际被测信号的点2和点4)也被触发。这时如果看读数，就会变得乱七八糟。

通过调节触发带使计数器变得不太灵敏，但您就能避免这些寄生触发。在下图中，触发带有足够的宽度（也就是灵敏度足够低），使过零的寄生不会引起计数。计数器记录2次有效过零，并按此计算相应的频率。

当然，这种方法也并不适用于所有种类的噪声信号。如下图的信号。这时一个正弦信号上带有噪声， 对这样的信号，调整触发灵敏度就未必是一个好的办法。 我们就需要考虑其他的方法。

其中一个办法就是 通过调整触发电平，使其“避开”最容易产生噪声的地方。例如在这个信号中，信号有“干净”的地方和“噪声”的地方。如果我们将触发电平放置在“干净”的地方，在信号的这个位置相对比较稳定，其抖动可能最小。 还有就是将触发电平放置在信号上升或下降沿最陡的地方，这时触发就会相对稳定。读数也会相对稳定。实现起来非常简单，就是在调整触发电平的时候，观察显示的变化。当显示最为稳定的时候，就说明触发电平的位置是最好的。

当然，还有一个大家都常用的方法，即使用信号平均。在测试数据显出现跳动是，启用计数器的平均模式。 平均模式能实际改进您的测量质量。通过减小信号中随机变量的影响，平均减少了显示的变化数字。

总之，如果显示数据在不停的跳动，表明信号中可能存在噪声。您可以根据噪声的特点和测试要求，通过把计数器转为低灵敏度模式、改变触发电平或启用平均模式， 将测试数据显示稳定下来。

安捷伦公司有一系列的计数器应用提示的视频材料，已经配上了中文字幕，上传到了优酷网上。您可以登录 http://u.youku.com/user_show/uid_Agilentchina 随时观看