ГЛАВА ВОСЬМАЯ. ИЗМЕРЕНИЕ ЧАСТОТЫ И ИНТЕРВАЛОВ ВРЕМЕНИ

8-1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЙ

Частотой колебаний называют число полных колебаний в единицу времени:

где время существования колебаний.

Для гармонических колебаний частота где период колебаний.

Единица частоты герц определяется как одно колебание в одну секунду. Частота и время неразрывно связаны между собой, поэтому измерение той или другой величины диктуется удобством эксперимента и требуемой погрешностью измерения. В Международной системе единиц время является одной из семи основных физических величин. Частота электромагнитных колебаний связана с периодом колебания и длиной однородной плоской волны в свободном пространстве следующими соотношениями: , где с — скорость света, равная

Спектр частот электромагнитных колебаний, используемых в радиотехнике, простирается от долей герца до тысяч гигагерц. Этот спектр вначале разделяют на два диапазона — низких и высоких частот. К низким частотам относят инфразвуковые (ниже 20 Гц), звуковые ( Гц) и ультразвуковые Высокочастотный диапазон, в свою очередь, разделяют на высокие частоты ультравысокие и сверхвысокие (выше 300 МГц). Верхняя граница

сверхвысоких частот непрерывно повышается и в настоящее время достигла учета оптического диапазона). Такое разделение объясняется разными способами получения электрических колебаний и различием их физических свойств, а также особенностями распространения на расстояние. Однако четкой границы между отдельными участками спектра провести невозможно, поэтому такое деление в большой степени условно.

Международный консультативный комитет по радио (МККР) предложил упорядочить наименования в спектре частот, применяемых для радиосвязи, радиовещания и телевидения. Этот спектр разбит на 9 полос, внутри которых частоты меняются в десять раз. Полосы обозначаются цифрами от 4 до 12, диапазонами частот, диапазонами и метрическими наименованиями длин волн и соответствующими аббревиатурами (табл. 8-1).

Таблица 8-1 (см. скан)

В радиотехнической практике чаще всего измеряется частота, иногда период и реже длина волны. Измерение частоты выполняется с наибольшей точностью по сравнению с другими видами радиоизмерений, поэтому многие физические величины, подлежащие измерению, преобразуют во временные или частотные для последующего точного измерения.

В зависимости от участка спектра и требуемой точности применяют различные методы измерения. Наиболее распространенными являются: метод перезаряда конденсатора, резонансный метод, метод сравнения и метод дискретного счета. На основе методов перезаряда конденсатора и дискретного счета созданы прямопоказывающие приборы — конденсаторные частотомеры и электронно-счетные (цифровые) частотомеры. Метод сравнения является трудоемким, так как требует обработки полученных данных. Частотомеры, построенные на методе резонанса, постепенно вытесняются цифровыми частотомерами.

Погрешность измерения частоты задается в абсолютном значении — или, чаще, в относительном: где значения измеряемой и образцовой частот соответственно. Допустимая погрешность определяется возможностями применяемого метода и составляет при измерении методом перезаряда конденсатора резонансным методом — методом сравнения — и методом дискретного счета — а иногда и меньше.