TP5 Contadores

Objetivo

Familiarizarse con el principio de funcionamiento del contador y sus controles. Conocer el correcto uso del instrumento para realizar mediciones de forma óptima. Identificar sus beneficios y limitaciones técnicas.
Introducción Teórica
Mediciones en contadores convencionales
Frecuencia.
Período.
Intervalo de tiempo.
Relación de frecuencias.
Conteo de eventos

Los contadoresconvencionales miden de manera diferente en modo frecuencia y en modo período. Por dicho motivo, las incertezas en los dos modos no son las mismas. Para el modo frecuencia, el contador cuenta los ciclos de la señal acondicionada que ocurren en el tiempo de compuerta seleccionado y divide por este tiempo. El diagrama en bloques presentado fue extraído de la nota de aplicación AN200 deHewlett-Packard y corresponde a la medición en este modo.


Ilustración : Diagrama en bloques del contador convencional en modo frecuencia.

En modo período, en cambio, el contador cuenta la cantidad de pulsos de la base de tiempo durante una determinada cantidad de ciclos de la señal de entrada y divide por esa cantidad.


Ilustración : Diagrama en bloques del contador convencional en modo período.Se cumple que existe una frecuencia para la cual la incertidumbre de cuantización (también llamada “±1 cuenta”), que suele ser la más significativa, es igual al utilizar cualquiera de estos dos modos. Por debajo de dicha frecuencia la incertidumbre se minimiza midiendo en modo período, y por encima de ella se minimiza midiendo en modo frecuencia. Esta frecuencia es conocida como frecuencia decruce del contador.

El último modo de operación del contador a partir de una única señal es el conteo de eventos, el cual simplemente consiste en abrir la compuerta y dejarla abierta de modo de contar eventos hasta que se decida detener el conteo. Este modo es útil, por ejemplo, para medir la sensibilidad del contador, disminuyendo la amplitud de la señal hasta que el contador deje de contar.Una particularidad de este modo es que no se ve afectado por las fuentes comunes de incertidumbre, dado que no utiliza los bloques que provocan el grueso de la incertidumbre.

Ilustración : Diagrama en bloques del contador convencional en modo conteo de eventos.

Hay dos modos de operación del contador que utilizan los dos canales de entrada: Intervalo de tiempo y Relación de frecuencias. Elprimero mide el tiempo transcurrido entre dos eventos que pueden provenir de señales diferentes o de la misma señal. La señal en el canal A habilita la compuerta, y la señal en el canal B la deshabilita. El contador cuenta los pulsos de la base de tiempo entre la apertura y el cierre de la compuerta.

Ilustración : Diagrama en bloques del contador convencional para el modo intervalo de tiempo.Por último, el modo Relación de frecuencias utiliza una señal de menor frecuencia para controlar el tiempo de compuerta y cuenta los pulsos de una de mayor frecuencia. Es decir que se compara la cantidad de ciclos de la señal de mayor frecuencia que entran en un ciclo de la de menor frecuencia.


Ilustración : Diagrama del contador convencional para el modo Relación de frecuencias.Incertezas
La incerteza de la medición depende de los bloques del contador que se encuentren activos para el modo seleccionado. Las incertezas son:
Cuantización (±1 cuenta): presente siempre excepto en el modo de conteo de eventos. Se debe a que dependiendo del momento en el que el contador comienza a contar pulsos, se puede ganar o perder una cuenta en el caso en el que comience a contar en la mitad deun período de la señal de entrada, con lo cual puede contarse un flanco más o un flanco menos.
Base de tiempo: cuando se utiliza la base de tiempos aparece una incertidumbre debida a las condiciones del oscilador de referencia. Depende principalmente de la estabilidad térmica y del envejecimiento del cristal. Puede minimizarse realizando una calibración frecuente.
Trigger: se debe al ruido en...