Электронно-счетные частотомеры АКИП-5102, АКИП-5102/1 используют технологию цифровой обработки сигнала в реальном времени, которая применяется для одновременного анализа потока входных данных, вычислений и получения новых показаний индикатора. Частотомеры выполнены в металлическом корпусе, имеют съемные демпфирующие накладки, поворотную ручку-подставку. На передней панели частотомеров расположены: 12- разрядный матричный индикатор, кнопка включения питания, органы управления измерениями, настройками и дополнительными режимами, ряд контекстных кнопок, входные разъемы, цифровая клавиатура и курсорные кнопки. Частотомеры имеют встроенный кварцевый генератор с тактовой частотой 10 МГц. Стабильность по частоте кварцевого генератора определяется установленной опцией.

На задней панели частотомеров расположены - разъем для подключения сетевого кабеля, входной разъем внешнего запуска, вход 10 МГц для подключения внешнего источника тактовой частоты 10 МГц, выход 10 МГц с внутреннего опорного генератора, интерфейсы дистанционного управления USB и LAN, гнездо для установки опционального интерфейса.

Частотомеры имеют возможность модернизации путем установки следующих опций:

• - установка одной из опций опорного генератора;

• - установка дополнительного интерфейса управления GPIB;

• - расширение частотного диапазона третьего канала до 20 ГГц (только в модели АКИП-5102);

• - исключение третьего канала (только в модели АКИП-5102).

Модернизация осуществляется заводом-изготовителем или специализированным сервис-центром. Об установленной опции свидетельствует наклейка на задней панели частотомера.

При выполнении измерений обеспечивается математическая и статистическая обработка результата измерения: среднее, минимальное, максимальное и относительное значения, СКО, девиация Аллана.

Модификации (модели) частотомеров различаются числом измерительных входов, частотным диапазоном и измерительными функциями.

Фотография общего вида представлена на рисунке 1. На рисунке 2 представлен вид задней панели частотомеров.

1 Основные отличия в моделях : Таблица 1

• 2 Характеристики Канала 1 для АКИП -5102/1 и Каналов 1 и 2 для АКИП-5102

  • 2.1 Диапазоны измеряемых частот: Связь DC: от 1 мГц до 400 МГц, Связь по входу AC: от 200 кГц до 400 МГц (входное сопротивление 50 Ом), Связь по входу AC: от 30 Гц до 400 МГц (входное сопротивление 1 МОм)

  • 2.2 Диапазоны измеряемых периодов Связь DC: от 2,5 нс до 1000 с,

Связь по входу AC: от 2,5 нс до 5 мкс (входное сопротивление 50 Ом), Связь по входу AC: от 2,5 нс до 33 мс (входное сопротивление 1 МОм)

• 2.3 Диапазоны уровней входного синусоидального сигнала (чувствительность): от 20 мВскз до 5 Вскз в диапазоне частот от 1 мГц до 225 МГц, от 30 мВскз до 5 Вскз в диапазоне частот от 225 мГц до 400 МГц

• 2.4 Диапазоны уровней входного импульсного сигнала (чувствительность):

от 80 мВпик-пик до 10 Впик-пик в диапазоне длительности импульсов от 1,5 нс до 10 нс, от 50 мВпик-пик до 10 Впик-пик в диапазоне длительности импульсов > 10 нс

• 2.5 Входное сопротивление: 1 МОм/24 пФ или 50 Ом

• 2.6 Входной аттенюатор: х1 или х10

• 2.7 Фильтр нижних частот: 100 кГц

• 2.8 Уровень внутренних шумов: 200 мкВскз

• 2.9 Уровень синхронизации : от - 5В до +5В

• 2.10 Абсолютная погрешность установки уровня синхронизации U_CUHXp:

Л исинхр = ±( 0,01 • исинхр + 15 мВ) (1)

• 3 Характеристики Канала 3 для частотомеров АКИП-5102

  • 3.1 Диапазоны измеряемых частот (периодов):

от 375 МГц до 6 ГГц стандартно (от 2,66 нс до 166,66 пс), от 250 МГц до 20 ГГц с опцией (от 0,4 нс до 50 пс).

• 3.2 Диапазоны уровней входного сигнала:

• - 16 дБм ... +15 дБм для частот от 375 МГц до 500 МГц

• - 20 дБм ... +15 дБм для частот от 500 МГц до 1 ГГц

• - 23 дБм .  +15 дБм для частот от 1 ГГц до 2 ГГц

• - 25 дБм .  +15 дБм для частот от 2 ГГц до 4 ГГц

• - 21 дБм .  +15 дБм для частот от 4 ГГц до 5 ГГц

• - 20 дБм .  +15 дБм для частот от 5 ГГц до 5,5 ГГц

• - 17 дБм .  +15 дБм для частот от 5,5 ГГц до 6 ГГц.

• 3.3 Диапазоны уровней входного сигнала с опцией opt02:

• - 22 дБм .  +23 дБм для частот от 250 МГц до 500 МГц

• - 27 дБм .  +23 дБм для частот от 500 МГц до 14 ГГц

• - 21 дБм .  +23 дБм для частот от 14 ГГц до 15 ГГц

• - 19 дБм .  +23 дБм для частот от 15 ГГц до 16 ГГц

• - 17 дБм .  +23 дБм для частот от 16 ГГц до 19 ГГц

• - 13 дБм .  +23 дБм для частот от 19 ГГц до 20 ГГц.

• 3.3 Входное сопротивление: 50 Ом.

• 4 Характеристики измерительных функций

  • 4.1 Диапазон измерения длительности импульсов: от 1,5 нс до 10⁵ с.

  • 4.2 Диапазон временных интервалов между сигналами, поступающими на вход 1 и 2: от - 0,5 нс до 10⁵ с.

  • 4.3 Диапазон измерения коэффициента заполнения импульсов (для входов 1 и 2): от 0 до 1.

  • 4.4 Диапазон измерения разности фаз двух синхронных синусоидальных сигналов- вход 1 относительно входа 2 (в диапазоне частот до 300 МГц): от -180° до 360°.

  • 4.5 Диапазон измерения отношения частот: от 10^-10 до 10¹¹.

  • 4.6 Диапазон измерения времени нарастания и спада импульсного сигнала (для входов 1 и 2): от 2 нс до 10⁵ с.

  • 4.7 Диапазон измерения пикового напряжения (до 300 МГц): от -5,1 В до +5,1 В.

  • 4.8 Диапазон измерения количества импульсов: от 0 до 10¹⁵.

• 5 Характеристики внутреннего кварцевого генератора

5.1 Номинальное значение частоты внутреннего кварцевого генератора 10 МГц.

• 5.2 Пределы допускаемой относительной погрешности по частоте за год d0 Таблица 2

  Тип внутреннего кварцевого генератора	8о
  Стандартный	±1x 10-6
  Опция 100	±2x 10-7
  Опция 101	±5 x 10-8
  Стандарт частоты рубидиевый FE-5680A	±5 x 10

6 Абсолютная погрешность измерения частоты и периода рассчитывается по формуле:

Df _Р = ±(Dcuc + 2 • D^y4)       (2),

где Асист - предел допускаемой систематической абсолютной погрешности измерения,

Аслуч - предел допускаемой случайной абсолютной погрешности измерения. Асист рассчитывается по формуле:

D ,ис. =± (Й 0 + /) • f (Р)    (³),

* сч

Аслуч при автоматическом времени счета рассчитывается по формуле:

Аслуч при ручном времени счета рассчитывается по формуле:

± (⁴ •yID и ^{+ (2} •D ^{зап )}) • f (р) t сч ^N

где 8о - относительная погрешность по частоте внутреннего кварцевого генератора, приведенная в таблице 2;

f - измеряемое значение частоты, Гц;

Р - измеряемое значение периода, с;

\ _ап - погрешность, обусловленная системой запуска, с;

t _сч - время счета прибора, с:

для автоматического счета t _сч =f / n,

n - количество выборок для автоматического времени счета:

n = 1 для канала 1 или 2 при f < 1 МГц,

n = 4 для канала 1 или 2 при f > 1 МГц,

n = 128 для канала 3;

для ручного счета t _сч устанавливается в меню частотомера. N - количество выборок для ручного времени счета:

N = t _сч •f при f < 200 кГц,

N = t_сч -200 000 приf > 200 кГц;

Д_сис - системная погрешность: 12040^-12 с;

Д_и - погрешность разрешения индикатора: 4040^-12 с.

Погрешность, обусловленная системой А_зап запуска рассчитывается по формуле:

= ^й~² шума +и² шумаСигнала ^t зап зап

где и_шума - уровень шума усилителя: 350 • 10^-6 В и_{шумаСигнала} - эффективное шумовое напряжение входного сигнала, В;

Тмп - скорость нарастания сигнала в точке запуска, В/с.

• 7 Абсолютная погрешность измерения временных интервалов, длительности импульсов, времени нарастания и времени спада импульсов рассчитывается по формуле:

D _X = ±( De ис + 2 • D случ )        ⁽⁷⁾

где Асист - предел допускаемой систематической абсолютной погрешности измерения,

Аслуч - предел допускаемой случайной абсолютной погрешности измерения

Асист рассчитывается по формуле:

D = ±d • X + D . .•    + 500 • 10 ^-12 с)    (8),

где d0 - относительная погрешность по частоте внутреннего кварцевого генератора, приведенная в таблице 2;

X - измеренное значение, с;

к_уро_вня3ап - погрешность, обусловленная установкой уровня запуска, с.

Погрешность установки уровня запуска к_{уровня3ап} рассчитывается по формуле:

= ±₍ ^{0,015В + 0,01} • ^й запСтарт ₊ 0,015В + 0,01 • йзапСтоп ₎ ^t зап                              ^t зап

зап                                     зап

где и_{запСтарт} - уровень запуска в начальной точке измерений, В; и_{запСтоп} - уровень запуска в конечной точке измерений, В;

Т_зап - скорость нарастания сигнала в точке запуска, В/с.

Аслуч рассчитывается по формуле:

Д_и - погрешность разрешения индикатора: 40-10^-12 с;

D запСтарт и D _{запСтоп} - погрешности, обусловленные системой запуска в начальной и конечной точках измерений, рассчитанные по формуле (6).

• 8 Абсолютная погрешность измерения сдвига фаз рассчитывается по формуле :

D _фаз = ± ^сис + 2 • Deлуч )    (11),

где Асист - предел допускаемой систематической абсолютной погрешности измерения, Аслуч - предел допускаемой случайной абсолютной погрешности измерения.

Асист рассчитывается по формуле:

где А_{уровняЗап} - погрешность, обусловленная установкой уровня запуска, рассчитывается по формуле (8);

f _изм - измеряемая частота, Гц.

Аслуч рассчитывается по формуле:

De, = ±(^(D ■ + 2D² „„) -(1 + (f) ² )• J,,,, -360°     О³),

где Д_и - погрешность разрешения индикатора: 4040’¹² с;

А_зап - погрешность, обусловленная системой запуска, рассчитываемая по формуле (6); Ф - измеряемая фаза;

f _изм - измеряемая частота, Гц.

• 9 Абсолютная погрешность измерения коэффициента заполнения импульсов рассчитывается по формуле:

D Кза, = ± A(D сис + D и )² + 2 D зап ’) - (1 + й’) - J 'и„ ) (14), где А_сис - системная погрешность: 400Ч0^-12 с;

Д_и - погрешность разрешения индикатора: 40-10^-12 с;

А_зап - погрешность, обусловленная системой запуска, определяемая по формуле (6); Q - измеряемый коэффициент заполнения импульсов;

f_Us_M - измеряемая частота сигнала, Гц.

• 10 Абсолютная погрешность измерения количества импульсов: ±1 импульс.

• 11 Абсолютная погрешность измерения отношения частот определяется по формулам:

  ^Д f1/f2^:

  

  ^tc,

  ^Д f2/f1^:

  ^Д f1/f3^:

  сч

  F₃ • t

  ^Д f3/f1^:

  сч

  сч

  (15),

Рисунок 1. Фотография общего вида частотомеров

Рисунок 2. Задняя панель частотомеров

где

F2(1,3) - Измеренная частота по каналу 2 (1,3), Гц; t сч - установленное время счета прибора, с.

13 Общие характеристики:

13.1 Габаритные размеры, не более, мм:

• 13.2 Масса прибора, не более, кг......3,5

14 Рабочие условия применения:

• - температура окружающего воздуха, °С

• - относительная влажность воздуха, %,

• - частота питающей сети, Гц

• - напряжение питающей сети переменного тока, В Потребляемая мощность, ВА, не более