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technische Daten

Einstellungen werden im nicht flüchtigen EE-prom gespeichert:
Der Anzeigemodus (Frequenz, Periode oder Offset), die Zählzeit (0,1 oder 1 sec) und die Mittelung (ein oder aus) sind also beim nächsten Einschalten wieder so eingestellt, wie sie vor dem Ausschalten waren.
Wenn Offset eingestellt war, wird auch die dazugehörige Vergleichsfrequenz, zu welcher das Offset angezeigt wird, gespeichert. Man kann damit z.B. die Frequenzdrift eines Signals beobachten. Die gespeicherte Offsetfrequenz geht verloren, wenn man zur Frequenzanzeige zurückkehrt. Wird Offset erneut eingestellt, wird die zuletzt angezeigte Frequenz als neue Offsetfrequenz gespeichert.
Die Kalibrierung erfolgt per Software, indem ein Kalibrierfaktor ermittelt und gespeichert wird, mit dem alle Messwerte korrigiert (multipliziert) werden. Es sind keine Trimmer Einstellungen nötig und auch nicht vorhanden. Der User kann das Gerät jederzeit durch Anlegen von genauen 10 MHz, an den Messeingang, kalibrieren. Sinnvollerweise macht man dies erst nach einer längeren Aufwärmzeit (mind. 15min).
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Technische Daten:
Spannungsversorgung
11 -14 Volt
Stromaufnahme
ca. 80 mA
mit OCXO ca. 200 mA, (beim Einschalten,
bis 650 mA)
anzeigbare Werte
Frequenz
Periodendauer
Offset (Differenz zu einer gespeicherten  
Frequenz)
Zählzeit
0,1 und 1 sec.
Auflösung (Anzeigegenauigkeit)
8 bzw. 9 Stellen (je nach Zählzeit)
Messgenauigkeit (Raumtemperaturbereich,
18 - 25 GradC)
1x10^-6 (mit einfachem Quarz)
1x10^-8 (mit OCXO)
1x10^-9 (mit ext. Referenz, wenn diese so 
genau ist)
0,5x10^-9 (mit ext. Ref. und averaging)
Eingangsimpedanz (10 Hz - 100 MHz)
ca.30 kOhm || 10 pF
Eingangsimpedanz (100 MHz - 1300 MHz)
50 Ohm
Eingangsimpedanz (Referenzfrequenz)
50 kOhm || 10pF
Eingangsspannung (10 Hz - 100 MHz)
60 mVss - 6 Vss
Eingangspegel (10 MHz - 1300 MHz)
-10 dbm - +10dbm
Eingangsspannung (Referenzfrequenz)
0,5 - 5 Vss
Abmessungen
111 x 71 x 48 mm

Reziproker Frequenzzähler
10 Hz - 1,3 GHz (9-stellig)

Arbeitsweise dieses Reziprok Zählers::
 
Zur Verdeutlichung dient das nachfolgende Pulsdiagramm. Dort findet man die im Text erwähnten Signalnamen. Die Referenzfrequenz ist mit "clk" und die zu messende unbekannte Frequenz mit "fx" bezeichnet.

Ein Reziprok Zähler misst nicht die während einer fest eingestellten Torzeit (z.B. 1sec) am Eingang ankommende Anzahl von Perioden. Die eingestellte Torzeit  entspricht nur ungefähr der tatsächlichen Zählzeit. Zu Beginn der Torzeit wird auf den Beginn einer fx-Periode am Zähleingang gewartet. Erst dann beginnt der Zählvorgang (fx-Zählzeit). Ebenso wird am Ende der Torzeit noch auf das Ende einer fx-Periode am Zähleingang gewartet, bis der Zählvorgang gestoppt wird. Innerhalb dieser fx-Zählzeit erhält man somit immer eine ganzzahlige Anzahl von fx-Perioden (im Beispiel sind es 3).

Parallel dazu wird die Zeit zwischen Zählvorgang Anfang und Zählvorgang Ende (die fx-Zählzeit) gemessen. Durch eine einfache Rechnung erhält man dann die Frequenz: f = Anzahl Perioden / fx-Zählzeit.

Um die angegebene Anzeigegenauigkeit von 10^-9 zu erreichen muss als Erstes obige Rechnung mit der nötigen Auflösung gemacht werden. Eine Rechengenauigkeit von deutlich mehr als 9 Stellen ist notwendig. Der verwendete Mikroprozessor rechnet mit „64 bit floating point“ was etwa 15 Stellen Rechengenauigkeit ergibt.

Als Zweites muss die Zählzeit mit der nötigen Genauigkeit ermittelt werden. Sie muss ca. eine Nanosekunde betragen. Dazu wird zunächst die verwendete Referenzfrequenz (clk) herangezogen. Von ihr wird, wie schon bei fx, ebenfalls eine ganzzahlige Anzahl perioden gezählt (im Beispiel = 6). Die clock- Zählzeit beginnt mit der ersten positiven Flanke von clk nach dem Beginn der fx-Zählzeit und endet mit der nächsten pos. Flanke nach dem Ende der fx-Zählzeit. Das ist als clk-Zählzeit im Pulsdiagramm eingezeichnet.Sie ergibt aber nur eine Auflösung von 200ns (clock = 5 MHz). Ein Fehler entsteht am Anfang und Ende der fx-Zählzeit, weil die clock nicht synchron mit der zu messenden Frequenz (fx) ist. Dieser Fehler wird mit Hilfe von ein paar Logik Schaltkreisen und einer Kondensatoraufladung auf 1ns genau gemessen. Damit kann die Zählzeit insgesamt auf 1ns genau bestimmt werden und die angegebene Anzeigegenauigkeit erreicht werden.

Es kann noch ein "averaging" eingeschaltet werden. Dieses mittelt immer die letzten 10 Messwerte. Dadurch wird die Genauigkeit weiter verbessert.
 
[Technische Daten] [Plot Software von DG8SAQ] [weitere Details] [Arbeitsweise dieses Zählers]
 
Plot Software von DG8SAQ:
 
 
 
 
Thomas, DG8SAQ, hat eine sehr komfortable Software geschrieben und freundlicherweise zum Download Verfügung gestellt:
http://www.dg8saq.darc.de/DJ9PK-Counter/
Auf dieser Seite ist auch die Verwendung eines bluetooth Moduls zur Kommunikation mit dem PC oder anderen Geräten beschrieben. Deshalb wird hier nicht näher darauf eingegangen.

Die Software findet den COM port, auf dem der Zähler sendet, automatisch. Sie kann die empfangenen Daten in Listenform, zusammen mit der aufgelaufenen Zeit aufzeichnen. Die Daten können gespeichert werden, entweder im Textform (.dat), oder im .CSV Form. Letzteres Format liest  EXCEL automatisch als Tabelle ein.

Die Plot Funktion ist selbst skalierend. D.h. die Skalierung der x- und y- Achse erfolgt nach dem Bereich der auftretenden Daten. Eine Zoom- und Print- Funktion ist ebenfalls vorhanden.

Schließlich kann die gemessene Frequenz in großen Ziffern (bis zu Bildschirm füllend) auf dem Bildschirm dargestellt werden
Beispiel Plot: Einschwingverhalten des OCXO
 
Der Zähler hat eine serielle Schnittstelle, über die er mit Fernsteuer Befehlen eingestellt werden kann. So kann z.B. der Teiler Faktor von extern angeschlossenen Vorteilern eingegeben werden. Mit der Software von dg8saq können die Daten gespeichert oder geplottet werden.
hier finden Sie die Dokumentation: Cntr.pdf