精確的頻率測量和時間測量

　　有一點需要注意的是，無論溫補時基還是恒溫槽時基，如果希望達到其指標，需要儀器有一個預熱的時間，通常是30分鐘。因此，在使用頻率計數器的時候，應盡量避免關機。但這會給外場測試帶來很多麻煩。要在天寒地凍的環境下等待儀器30分鐘的預熱，會讓人瘋掉的。一個好的選擇是給頻率計數器加一個電池選件。這個電池選擇不僅能省去了介入220V交流電的麻煩，更重要的是能讓恒溫槽時基經常性的保證需要的溫度，讓使用者無需等待30分鐘余熱。

　　即使時基非常穩定，但經過一段時間同樣會出現老化，會偏離設定的值，會提高測試的不確定性。這就需要對時基進行校準。關于時基校準的話題，我們后面會再講。

　　降低噪聲的影響

　　當我們在利用頻率計數器測量頻率或周期的時候，很多時候會看到測量的讀數會劇烈跳動。如果是12位數字顯示，跳動的數字可能是后3-4位，甚至更多。這時候，我們就可能不知所措，不知如何讀數，也不知是信號的問題還是計數器本身的問題

　　事實上，計數器本事是一種寬帶的儀器，對于輸入信號的相應非常靈敏。但這有時也會造成一些麻煩，特別是當輸入的信號上伴有噪聲的時候。對計數器來說，所有信號看來都基本相同。正弦波、方波、諧波和噪聲。計數器關心的只是信號一連串的過零，計數器認為過零觸發的信號頻率就是要測量的頻率，至于信號形狀如何，它根本不關心。如果是純凈信號，這一過程就不存在問題。但帶有噪聲或毛刺的信號會“欺騙”計數器在信號“假”的過零點上觸發。此時計數器就不能得到實際的計數。幸而高質量的計數器都提供解決這一問題的方法。它們首先要求在記錄過零前，信號需先通過兩個低和高的滯后閾值。這兩個電平間的間隔稱為觸發靈敏度，滯后帶，觸發帶，或其它一些類似術語。

　　其次是高質量的計數器還能讓您調節這一帶的寬度，以把不需要的觸發減到最少。如下圖所示，輸入的信號帶有一個會造成計數器出現“錯誤”觸發的毛刺成分。由于觸發帶很窄，計數器在毛刺信號的點1和點3上被觸發，但又同時，在實際被測信號的點2和點4)也被觸發。這時如果看讀數，就會變得亂七八糟。

　　通過調節觸發帶使計數器變得不太靈敏，但您就能避免這些寄生觸發。在下圖中，觸發帶有足夠的寬度(也就是靈敏度足夠低)，使過零的寄生不會引起計數。計數器記錄2次有效過零，并按此計算相應的頻率。

　　當然，這種方法也并不適用于所有種類的噪聲信號。如下圖的信號。這時一個正弦信號上帶有噪聲，對這樣的信號，調整觸發靈敏度就未必是一個好的辦法。我們就需要考慮其他的方法。

　　其中一個辦法就是通過調整觸發電平，使其“避開”最容易產生噪聲的地方。例如在這個信號中，信號有“干凈”的地方和“噪聲”的地方。如果我們將觸發電平放置在“干凈”的地方，在信號的這個位置相對比較穩定，其抖動可能最小。還有就是將觸發電平放置在信號上升或下降沿最陡的地方，這時觸發就會相對穩定。讀數也會相對穩定。實現起來非常簡單，就是在調整觸發電平的時候，觀察顯示的變化。當顯示最為穩定的時候，就說明觸發電平的位置是最好的。

　　當然，還有一個大家都常用的方法，即使用信號平均。在測試數據顯出現跳動是，啟用計數器的平均模式。平均模式能實際改進您的測量質量。通過減小信號中隨機變量的影響，平均減少了顯示的變化數字。

　　總之，如果顯示數據在不停的跳動，表明信號中可能存在噪聲。您可以根據噪聲的特點和測試要求，通過把計數器轉為低靈敏度模式、改變觸發電平或啟用平均模式，將測試數據顯示穩定下來。

　　頻率計數器的校準

　　雖然頻率計數器的時基穩定性非常高，但為了確保其測試精度，在使用一段時間后，同樣也需要校準。但一談到校準，很多工程師就會想到每年一次的儀器校準。但頻率計數器是否也是每年一校準呢?正確的回答是“視情況而定”。

　　頻率計數器的校準周期取決于計數器中的時基類型，計數器在測量期間經受的條件，最重要的是您需要多高的測量精度。為認識校準為什么不是一個簡單問題，您必須回過來考慮計數器精度的特性。實際上，正如我們以前的文章中提到的，4個主要因素決定了頻率計數器的測量精度:

　　1.與計數器本身相關的時間穩定量性能因素，如計數器時基的溫度穩定性。關于時基的選擇，我們在前一篇文章中有詳細說明。

　　2.與計數器本身相關的時間變化量性能因素，如晶體振蕩器時基的老化率。

　　3.信號特性，如噪聲的存在。

　　4.您選擇的設置，如閘門時間。

　　所以當我們談到計數器的精度指標時，看到的包括這一系列因素的復雜計算公式，而不是簡單的數字。讓我們集中關注第2點，即時基的老化率這個問題，來說明校準在起著什么作用。