件計數器
許多數據采集設備上都有事件計數器,它計算數字信號改變狀態的次數。數字信號的一個簡單示例是一種狀態低于 0.8 伏(低),另一種狀態高于 2.0 伏(高)。當狀態從低變為高時,事件計數器將其計數加一 (+1)。事件計數器輸入通常具有高輸入計數率,有些高達 20MHz 或更高。
它們是如何工作的?
事件計數器具有時鐘輸入和門控機制。門控機制決定何時和何時不計數——就像一個開/關開關。根據操作模式,時鐘源可以是計數器的輸入或設備上的頻率源(時鐘)。
事件計數器計數時鐘源的轉換,門控機制只是一個使能開關,告訴它計數或忽略信號。初始化時,計數設置為零計數,每次時鐘轉換時遞增加一。在最簡單的形式中,它計數并可以重置為零。一些事件計數器允許使用倒計時功能預先設置值。與內部時鐘一樣,此功能取決于設備。
我可以用它來測量頻率嗎?
要測量頻率,必須定期讀取事件計數器。知道間隔和從讀取到讀取的計數差異,可以找到頻率。如果每秒讀取一次事件計數器(間隔),計數每次增加 1000,則頻率為 1000Hz。數學只是時間間隔乘以計數差異的倒數。問題在于定期或精確的時間間隔執行讀取。一些設備允許使用板載起搏器電路與模擬輸入同步讀取事件計數器,而其他設備則不允許。在同步硬件的情況下,由于讀取間隔受到精確控制,因此可以進行準確的測量。如果同步操作不可用,則可以使用軟件定期讀取計數器,但這不是那么準確。
他們還能做什么?
高級事件計數器具有獨立于模擬輸入起搏電路的專用內部時鐘電路。時鐘允許事件計數器的精確遞增,而事件計數器的輸入用作門。需要單獨時鐘的一個例子是事件計數器與模擬輸入通道一起讀取的情況。此處輸入起搏用作門控機制,而輸入用作時鐘信號。這在采樣率低時效果很好,但當采樣率高時會出現問題。問題與低頻和快速選通有關。如果模擬輸入需要以 1000Hz 運行且頻率信號為 100Hz,則計數器每 10 個樣本只有一次計數。因此,十分之一的計算頻率是正確的。
如果有單獨的時基可用作時鐘,則事件計數器可以計算其轉換,使輸入用作門控制。 專用時基時鐘提供了除頻率測量之外的其他功能。提前計數器可以配置為從脈沖的邊沿到邊沿計數,有效地測量寬度。這有助于測量占空比,即信號邏輯從高到低的百分比。PWM 測量主要是占空比測量。
此外,一些設備支持(正交)位置編碼器。為了支持編碼器,必須至少有兩個事件計數器能夠確定兩者之間的相位差。它會查看哪個計數首先增加。相位決定方向,計數決定位置。通常一個事件計數器用于位置,另一個用于頻率以確定速度。許多編碼器還具有每轉出現一次的索引信號,在這種情況下,可以使用第三個事件計數器通過計算轉數來確定距離。
如果事件計數器支持觸發設備開始采樣的能力,則可以在特定位置開始數據收集。此處討論的所有功能都取決于設備,即使在一個制造商的產品線內也可能有所不同。購買設備時,最好在購買前與銷售或產品支持工程師討論您的要求。