Назначение
Частотомеры универсальные серии СКТ-90 (далее частотомеры) предназначены для измерения: частоты непрерывных синусоидальных импульсно-модулированных сигналов, периода, отношения частот, длительности временных интервалов, длительности импульсов, длительности фронта и среза импульсов, фазового сдвига между сигналами, коэффициента заполнения импульсов.
Описание
Конструктивно частотомеры выполнены в виде компактного моноблока настольного исполнения, на передней панели которого расположены органы управления, входные разъемы и жидкокристаллический (ЖК) дисплей.
На задней панели частотомеров расположены: разъем шнура сетевого питания, выход опорного генератора, входы внешнего запуска и внешнего опорного генератора, разъёмы интерфейсов GPIB и USB.
Частотомеры построены на сверхбольших интегральных микросхемах по технологии ПЛИС. Принцип действия частотомеров основан на электронно-счетном принципе, заключающемся в измерении количества поступающих на вход счетного блока стробирующих импульсов, синхронизированных с входным сигналом, в течение определённого интервала времени. Интервал времени измерения задается методом подсчета стробирующих импульсов, сформированных генератором опорной частоты. После завершения всех измерений микроконтроллер частотомера вычисляет результат измерений и выводит информацию на дисплей. Микроконтроллер отвечает за функции управления, измерения, контроля точности и математическую обработку.
Частотомеры универсальные серии СКТ-90 имеют модификации: СКТ-90, СКТ-90ХЬ, СКТ-91, СКТ-91Я. Модификации частотомеров отличаются верней границей диапазона измерений частоты, набором встраиваемых опций, типом генератора опорной частоты.
Частотомеры могут комплектоваться встраиваемыми опциями, предназначенными для расширения частотного диапазона (опции третьего измерительного входа), а также имеют возможность установки различных типов термостатированных генераторов опорной частоты.
Для предотвращения несанкционированного доступа предусмотрена пломбировка в виде закрепительного клейма, закрывающего головку винта крепления корпуса частотомеров.
Внешний вид частотомеров и место нанесения знака утверждения типа и схема пломбировки от несанкционированного доступа приведены на рисунке 1. Вид задней панели частотомеров и схема пломбировки от несанкционированного доступа приведены на рисунке 2.
А
Программное обеспечение
Рисунок 1 - Внешний вид частотомеров и место нанесения знака утверждения типа (А)
Встроенное программное обеспечение (ПО) предназначено только для работы с частотомерами и не может быть использовано отдельно от измерительно-вычислительной платформы этих частотомеров.
Уровень защиты программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений - «средний» в соответствии с Р 50.2.077-2014.
Идентификационные данные ПО приведены в таблице 2.
Таблица 1 - Характеристики программного обеспечения
Идентификационные данные (признаки)
|
Значение
|
Идентификационное наименование ПО
|
Firmware
|
Номер версии (идентификационный номер ПО)
|
не ниже 1.01
|
Технические характеристики
приведены в таблице 2.
Наименование характеристики
|
Значение
|
Модификация частотомера
|
СЖ-90
|
СЖ-90ХЬ
|
СЖ-91
|
СКТ-91Я
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
Количество входов
|
2 (3 опция)
|
3
|
2 (3 опция)
|
Число разрядов при времени измерения 1 с
|
12
|
Диапазон измерений частоты (вход А, В), Гц, в режиме связи по:
- постоянному току
- переменному току
|
0,002 до 400 106 10 до 400 106
|
Диапазон измерений частоты для входа С, ГГц (опция 10)
|
от 0,1 до 3
|
-
|
от 0,1 до 3
|
Диапазон измерений частоты для входа С, ГГц (опция 13)
|
от 0,3 до 8
|
-
|
от 0,3 до 8
|
Диапазон измерений частоты для входа С, ГГц (опция 14)
|
от 0,25 до 15
|
-
|
от 0,25 до 15
|
Диапазон измерений частоты для входа С, ГГц (опция 14В)
|
от 0,25 до 20
|
-
|
от 0,25 до 20
|
Диапазон измерений частоты для входа С, ГГц (опция 27G)
|
-
|
от 0,3 до 27
|
-
|
Диапазон измерений частоты для входа С, ГГц (опция 40G)
|
-
|
от 0,3 до 40
|
-
|
Диапазон измерений частоты для входа С, ГГц (опция 46G)
|
-
|
от 0,3 до 46
|
-
|
Диапазон измерений частоты для входа С, ГГц (опция 60G)
|
-
|
от 0,3 до 60
|
-
|
Диапазон измерений периодов для входов А и В, с
|
3,3 10-9 до 500
|
Диапазон измерений периодов для входа С, с (опция 10)
|
от 3,3 10-10 до 110-8
|
-
|
от 3,3 10-10 до 110-8
|
Диапазон измерений периодов для входа С, с (опция 13)
|
от 1,25 • 10-10 до 3,3 10'9
|
-
|
от 1,25• 10-10 до 3,3 10-9
|
Диапазон измерений периодов для входа С, с (опция 14)
|
от 7,210-11 до 5 10'9
|
-
|
от 7,210-11 до 5 10-9
|
Диапазон измерений периодов для входа С, с (опция 14В)
|
от 510-11 до 5 10-9
|
-
|
от 5 10-11 до 5 10-9
|
Диапазон измерений периодов для входа С, с (опция 27G)
|
-
|
от 3,710-11 до 3,3 10'9
|
-
|
Диапазон измерений периодов для входа С, с (опция 40G)
|
-
|
от 2,510-11 до 3,3 10'9
|
-
|
Диапазон измерений периодов для входа С, с (опция 46G)
|
-
|
от 2,2 10-11 до 3,3 10-9
|
-
|
Диапазон измерений периодов для входа С, с (опция 60G)
|
|
от 1,710-11 до 3,3 10-9
|
-
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
Диапазон измерений временных интервалов для входов А и В, с
(частота сигнала на входах до 160 МГц, минимальная длительность импульса 1,6 нс)
|
от 0 до 106
|
Диапазон измерений длительности импульсов для входов А и В, с
(частота сигнала на входах до 200 МГц)
|
от 2,5-10-9 до 106
|
Диапазон измерений длительности фронта и среза импульсов для входов А и В, с
(частота сигнала на входах до 160 МГц, минимальная длительность импульсов 1,6 нс)
|
от 1,5-10-9 до 1000
|
Диапазон измерения отношения частот для входов А, В и С
(частота сигнала на входах A и B от 100 Гц до 400 МГц, на входе С - в полном диапазоне частот)
|
от 10-9 до 1011
|
Диапазон измерения фазовых сдвигов, °
(сигналов на входах А и В; при частоте сигнала на входах не более 160 МГц)
|
от -180 до +360
|
Диапазон измерения коэффициента заполнения импульсов для входов А и В
(частота сигнала от 0,1 Гц до 200 МГц, минимальная длительность импульсов 2,5 нс)
|
от 0,000001 до 0,999999
|
Тип внутреннего опорного генератора (ОГ 1)) (стандартное исполнение)
|
UCXO2)
|
OCXO3)
|
UCXO
|
рубидиевый
|
Номинальное значение частоты ОГ, МГц
|
10
|
Пределы допускаемого относительного дрейфа частоты ОГ за 1 год (стандартное исполнение)
|
±5 10-6
|
±2 10-7
|
±5 10-6
|
±3 10-10
|
Относительная вариация частоты опорного генератора в рабочем диапазоне температур
|
±110-5
|
±5 10-8
|
±110-5
|
±110-10
|
Пределы допускаемого относительного дрейфа частоты ОГ за 1 год для опций ОГ
- опция 19/90
- опция 30/90
- опция 40/90
|
±2 10-7 ±5 10-8 ±1,510-8
|
Относительная вариация частоты опорного генератора в рабочем диапазоне температур для опций ОГ
- опция 19/90
- опция 30/90
- опция 40/90
|
±5 10-8 ±5 10-9 ±2,5-10-9
|
Разрешающая способность измерения (ошибка квантования (Eq)), с
|
10-10
|
5 • 10-11
|
Диапазоны установки уровня синхронизации на входах А и В, Вп-п 4)
- с выключенным аттенюатором
- с включенным аттенюатором
|
от -5 до +5 от -50 до +50
|
Примечания
1) Здесь и далее ОГ - опорный генератор
2) Где UCXO - кварцевый опорный генератор без температурной компенсации
3) Г де OCXO - термостатированный кварцевый опорный генератор
4) Здесь и далее Вп-п -значение напряжения от пика до пика, В
|
Чувствительность (Цмин) для входов А
и В, Вскз5),
в диапазонах частот:
- от 0 до 200 МГц
1,810' 2,5 • 103,510
- св. 200 до 300 МГц
-2
- св. 300 до 400 МГц
Диапазоны уровней входного сигнала для входа C (опция 10), Вскз, в диапазонах частот:
- от 0,1 до 0,3 ГГц
от 2• 10- до 12 от 1 • 10-2 до 12 от 2-10-2 до 12 от 4-10-2 до 12
от 210- до 12 от 1 10-2 до 12 от 210-2 до 12 от 410-2 до 12
- св. 0,3 до 2,5 ГГц
- св. 2,5 до 2,7 ГГц
- св. 2,7 до 3 ГГц_
Диапазоны уровней входного сигнала для входа С, (опция 13), Вскз, в диапазонах частот:
- от 0,1 до 0,2 ГГц
от 0,1 до 7
от
|
4
|
10-2
|
д
о
|
7
|
о
т
|
2
|
10-2
|
д
о
|
7
|
о
т
|
1
|
10-2
|
д
о
|
7
|
о
т
|
2
|
10-2
|
д
о
|
7
|
от
|
4
|
10-2
|
до
|
7
|
о
т
|
8
|
10-2
|
д
о
|
7
|
от 0,1 до 7
от
|
4
|
10-2
|
д
о
|
7
|
о
т
|
2
|
10-2
|
д
о
|
7
|
о
т
|
1
|
10-2
|
д
о
|
7
|
о
т
|
2
|
10-2
|
д
о
|
7
|
от
|
4
|
10-2
|
до
|
7
|
о
т
|
8
|
10-2
|
д
о
|
7
|
- св. 0,2 до 0,3 ГГц
- св. 0,3 до 0,5 ГГц
- св. 0,5 до 3 ГГц
- св. 3 до 4,5 ГГц
- св. 4,5 до 6 ГГц
- св. 6 до 8 ГГц
Диапазоны уровней входного сигнала для входа С, (опция 14), дБм, в диапазонах частот:
- от 0,25 до 0,5 ГГц
от -21 до +27 от -27 до +27
от -21 до +27 от -27 до +27
- св. 0,5 до 15 ГГц
Диапазоны уровней входного сигнала для входа С, (опция 14В), дБм, в диапазонах частот:
- от 0,25 до 0,5 ГГц
- св. 0,5 до 18 ГГц
- св. 18 до 20 ГГц
Диапазоны уровней входного сигнала для входа С, (опция 27G), дБм, в диапазонах частот:
- от 0,3 до 18 ГГц
- св. 18 до 20 ГГц
- св. 20 до 27 ГГц
от -21 до +27 от -27 до +27 от -21 до +27
от -21 до +27 от -27 до +27 от -21 до +27
от -33 до +13 от -29 до +13 от -27 до +13
Диапазоны уровней входного сигнала для входа С, (опция 40G), дБм, в диапазонах частот:
- от 0,3 до 18 ГГц
от -33 до +13 от -29 до +13 от -27 до +13 от -23 до +13
- св. 18 до 20 ГГц
- св. 20 до 27 ГГц
- св. 27 до 40 ГГц
Примечание 5) Здесь и далее Вс
среднее квадратическое значение входного напряжения, В
Диапазоны уровней входного сигнала для входа С, (опция 46G), дБм, в диапазонах частот:
- от 0,3 до 18 ГГц
от -33 до +13 от -29 до +13 от -27 до +13 от -23 до +13 от -17 до +13
от -33 до +13 от -29 до +13 от -27 до +13 от -23 до +13 от -17 до +13 от -15 до +10
- св. 18 до 20 ГГц
- св. 20 до 27 ГГц
- св. 27 до 40 ГГц
- св. 40 до 46 ГГц
Диапазоны уровней входного сигнала для входа С, (опция 60G), дБм, в диапазонах частот:
- от 0,3 до 18 ГГц
- св. 18 до 20 ГГц
- св. 20 до 27 ГГц
- св. 27 до 40 ГГц
- св. 40 до 46 ГГц
- св. 46 до 60 ГГц
Пределы допускаемой суммарной абсолютной погрешности измерения:
- частоты, Гц
- периода, с
- временных интервалов, длительности импульсов, фронта и среза импульсов, с
- отношения частот (f1/f2)
- фазового сдвига, °
- коэффициентов заполнения импульсов
± (Асист+2 • Аслуч), где Дсист - предел допускаемой систематической абсолютной погрешности измерения (рассчитывается по формулам, приведенным в данной таблице, в зависимости от измеряемого параметра)
Дслуч - предел допускаемой случайной абсолютной погрешности (рассчитывается по формулам, приведенным в данной таблице, в зависимости _от измеряемого параметра)_
2
-10
2 • 10
(Af • F )2
V-У ог 1 изм )
•F
+
изм
V tизм
Асист =
, где
3
Предел допускаемой систематической абсолютной погрешности измерения:
- частоты, Гц
- периода, с
Д£эГ - предел допускаемого относительного дрейфа частоты ОГ;
Fkm - измеренное значение частоты (Гц) или периода
(сХ
1изМ - установленное значение времени измерения, с
Предел допускаемой случайной абсолютной погрешности измерения:
t
- частоты, Гц,
- периода, с,
(если режим Smart Freq находится в положении Auto или OFF, при времени измерения < 200 мс)
jEq2 + 2 •(АТз )2 Аслуч = ---Fu3M, где
изм
Eq - разрешающая способность измерения (ошибка квантования), с;
^зМ - установленное значение времени измерения, с;
АТз - предел допускаемой абсолютной погрешности, обусловленной системой запуска;
Fkm - измеренное значение частоты (Гц) или периода
_(с)_
Предел допускаемой случайной абсолютной погрешности измерения:
- частоты, Гц,
t
- периода, с,
(если режим Smart Freq находится в положении Auto или OFF, при времени измерения > 200 мс)
N = ■
6 < N < 1000 и N <■
А 25 -VEq2 + 2 -(АТз)2 _
Аслуч =-1-J=--FH3M, где
ИЗМ
Eq - разрешающая способность измерения, с; troM - установленное время измерения, с;
АТз - предел допускаемой абсолютной погрешности, обусловленной системой запуска, с; Fh3M - измеренное значение частоты (Гц) или периода (с);
800 N
-, при этом значение N
t
1И3М
находится в пределах:
F,
ИЗМ
2
-\/2,5 • 10-7 + УЩ
Т
J- Т1
где
Sx
Предел абсолютной погрешности, обусловленной временем срабатывания системы запуска (далее - системой запуска) АТз, с
ТдЖиттЕР - среднее квадратическое значение
джиттера на одном периоде, с;
УШуМСИгн - значение шума на измеряемом
сигнале, Вскз;
SXY - крутизна сигнала на входе А или В частотомера в точке запуска - Х или остановки измерения - Y, В/с;
Sху = Урр • 2% • f для сигналов синусоидальной
формы с уровнем запуска равным нулю, где
Vpp - значение размаха сигнала на входе, В;
_f - частота сигнала, Гц_
Предел допускаемой систематической абсолютной погрешности измерения временных интервалов, длительности импульсов, фронта и среза импульсов, с
АТу2 +(5-10-10 )2 +(Afог • Тизм )
2
Асист =
где
3
АТу - предел допускаемой абсолютной погрешности, обусловленной синхронизацией с уровнем запуска (далее - уровнем запуска), с; AfoГ - предел допускаемого относительного дрейфа частоты ОГ;
ТИЗМ - измеренное значение временного интервала. длительности импульса, или фронта и среза импульса, округленное вверх до ближайшего _целого значения, с_
1
|
2 3 4 5
|
Предел допускаемой абсолютной погрешности, обусловленной уровнем запуска ATy , с (при измерении временных интервалов, длительности импульсов, фронта и среза импульсов, фазового сдвига, коэффициента заполнения импульсов)
|
2
ATy =^Ы0-4 + 0,5-игест0 ■ (1/Sx)2 +(1/Sy)2 , где -2
Цгест=3-10" +0,01 •Изап - гистерезис по напряжению, при
частоте сигнала до 1 кГц, при измерении длительности
импульса и коэффициента заполнения, В;
Цгест=6-10" +0,01 •Изап - гистерезис по напряжению, при
частоте сигнала до 1 кГц для других измерений, В; Sxy - крутизна сигнала на входе для входа А и (или) В частотомера в точке запуска (X) и остановки (Y)
|
Предел допускаемой случайной абсолютной погрешности измерения временных интервалов, длительности импульсов, фронта и среза импульсов, с
|
АСЛуЧ = (DT3Старт )2 + (AT3стоп )2 + ЕЧ ' , ^
АТзстарт - предел абсолютной погрешности,
обусловленной системой запуска в точке начала измерения, с
AT3cmon - предел абсолютной погрешности, обусловленной системой запуска в точке окончания измерения, с;
Eq - разрешающая способность измерения, с
|
Предел допускаемой случайной составляющей абсолютной погрешности измерения отношения частот (f1/f2)
|
Аслуч = 2 • / ■ yJ(AT3fj)2 + (AT3f 2)2 + Eq2 , где
f1 - частота сигнала, которая делится на частоту f2 сигнала, Гц
AT3 /1 - предел абсолютной погрешности, обусловленной
системой запуска для сигнала с частотой f1, с AT3/2 - предел абсолютной погрешности, обусловленной
системой запуска для сигнала с частотой f2, с Eq - разрешающая способность измерения (ошибка квантования), с
|
Предел допускаемой систематической абсолютной погрешности измерения фазового сдвига между двумя сигналами, °
|
Acucm = л Eq + (5 10—1_ • . 3600, где V 3
Eq - разрешающая способность измерения; с Fh3m - значение частоты измеряемых сигналов, Гц.
|
Предел допускаемой случайной абсолютной погрешности измерения фазового сдвига между двумя сигналами, °
|
AСЛУЧ =л1(AT3старт )2 + (AT3стоп )2 + Eq ' • FИЗМ ' 360 0 , где
AT3cmapm - предел абсолютной погрешности,
обусловленной системой запуска в точке начала измерения, с
AT3cnton - предел абсолютной погрешности, обусловленной системой запуска в точке окончания измерения, с;
Eq - разрешающая способность измерения (ошибка квантования), с F ИЗм - значение частоты измеряемых сигналов, Гц.
|
1
|
2 3 | 4 5
|
Предел допускаемой систематической абсолютной погрешности измерения коэффициента заполнения
|
Асист = Eq2 +(210-10) . F где
|
Асист = -у 3 Fизм , где
Eq - разрешающая способность измерения (ошибка квантования), с;
Fkm - значение частоты измеряемых сигналов, Гц
|
Предел допускаемой случайной абсолютной погрешности измерения коэффициента заполнения
|
АсЛУЧ = (yl(АТ3старт + (АТ3стоп )2 + Eq ' } FИЗМ
, где
АТзстарт - предел абсолютной погрешности,
обусловленной системой запуска в точке начала измерения, с АТзстоп - предел абсолютной погрешности,
обусловленной системой запуска в точке окончания измерения, с;
Eq - разрешающая способность измерения(ошибка квантования), с;
F ИЗМ - значение частоты измеряемых сигналов. Минимальное значение ДСЛУЧ = 1 • 10-6
|
Сопротивление (импеданс) входа, Ом, для
- входа А, B
- входа С
|
50 или 1 106 (25 пФ) 50
|
Нормальные условия применения
- температура окружающего воздуха, °С
- относительная влажность, %, не более
|
от 20 до 26 80
|
Рабочие условия применения
- температура окружающего воздуха, °С
- относительная влажность, %, не более
|
от 0 до +50 85
|
Диапазон напряжения питающей сети с частотой в диапазоне от 45 до 440 Гц
|
от 90 до 265
|
Потребляемая мощность, В • А, не более (через 30 минут после включения)
- модификации: СКТ-90, СNТ-90XL, СКТ-91
- модификация СКТ-91Я
|
40
60
|
Г абаритные размеры, мм, ширина х длина х высота
|
210 х 395 х 90
|
Масса, кг
|
2,7
|
Знак утверждения типа
наносится на лицевую панель частотомеров в виде наклейки и типографским способом на титульный лист руководства по эксплуатации.
Комплектность
приведена в таблице 3.
Таблица 3 - Комплектность частотомеров
|
Наименование и обозначение
|
Количество, шт.
|
Частотомер
|
1
|
Сетевой кабель
|
1
|
Руководство по эксплуатации
|
1
|
Методика поверки ПР-04-2018МП
|
1
|
Поверка
осуществляется по документу ПР-04-2018МП «Частотомеры универсальные серии CNT-90. Методика поверки», утвержденному АО «ПриСТ» 31 января 2018 г.
Основные средства поверки:
- компаратор частотный Ч7-1014 (Госреестр № 40727-09);
- генератор импульсов сложной/произвольной формы 81150А (Госреестр № 56005-13);
- генератор сигналов E8257D (Госреестр № 53941-13);
- вольтметр высокочастотный Boonton 9231 (Госреестр 35082-07);
- ваттметр N1914A с преобразователем N8488A (Госреестр 44731-10);
- стандарт частоты и времени водородный Ч1-1007 (Госреестр № 40466-09).
Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение
метрологических характеристик поверяемых СИ с требуемой точностью.
Знак поверки, в виде оттиска поверительного клейма, наносится на свидетельство о поверке.
Сведения о методах измерений
приведены в эксплуатационном документе.
Нормативные документы
ГОСТ 22261-94 Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия.
ГОСТ 8.129-2013 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений времени и частоты.
Техническая документация изготовителя «PENDULUM INSTRUMENTS SP. Z O.O.».