Frequenzzähler

Frequenzzähler oder Frequenzmesser sind elektronische Messgeräte zur Bestimmung der Frequenz. Ihr Einsatzbereich reicht von Niederfrequenzen im Infraschallbereich bis hin zu Höchstfrequenzen im Mikrowellenbereich. Funktional können Frequenzmesser in Universalzählern oder auch in HF-Messgeräten integriert sein.


Wichtige Unterscheidungsmerkmale von Frequenzmessern sind deren Präzision und Genauigkeit, Messstabilität, Langzeitkonstanz und die Auflösung der Digitalanzeige.

Die meisten elektronischen Frequenzmesser basieren darauf, dass sie die Schwingungen zählen, die in einem definierten, präzisen Zeitfenster eintreffen. Dieses Prinzip nennt sich das Zählprinzip. Das Zeitfenster wird von einem präzisen Oszillator erzeugt. Je nach Genauigkeitsklasse des Frequenzzählers kann es sich um einen Quarzoszillator handeln, um einen spannungsgesteuerten Oszillator, VCO, oder um einen temperaturkompensierten Oszillator, TCXO, die wesentlich höhere Frequenzstabilitäten gegenüber Quarzoszillatoren aufweisen. Je besser die Frequenzgenauigkeit und -stabilität der Oszillatoren, desto besser sind die entsprechenden Werte des Frequenzzählers.

8-stelliger 
   Frequenzzähler bis 2,7 GHz von PCE, Foto: Warensortiment.de

8-stelliger Frequenzzähler bis 2,7 GHz von PCE, Foto: Warensortiment.de

Legt man eine sinusförmige Frequenz an den Eingang des Frequenzmessers, dann wird diese zu Rechteckimpulsen mit präziseren Anstiegs- und Abfallflanken umgeformt. Die Anstiegsflanken, die während des Zeitfensters eintreffen, werden gezählt und in Relation zur Dauer des Zeitfensters gesetzt und daraus wird die Frequenz des Eingangssignals errechnet. Beträgt das Zeitfenster beispielsweise 1 Millisekunde (ms) und werden in diesem Zeitfenster 34.567 Impulse gezählt, dann ist die Frequenz 34,567 MHz. Reicht die Auflösung nicht aus und ist die Zeitreferenz sehr stabil, dann kann das Zeitfenster um eine oder mehrere Zehnerpotenzen erhöht werden. Bei einem 10-ms-Zeitfenster würden beispielsweise 345.678 Impulse eintreffen, die Frequenzauflösung würde sich um eine Zehnerpotenz auf 34.5678 kHz erhöhen, und bei 100-ms-Zeitfenster um eine weitere. Je länger das Zeitfenster, desto genauer das Messergebnis.

Dieses Prinzip lässt sich auch umkehren. Dabei wird das Zeitfenster durch die Periodendauer getriggert und zählt während der Periodendauer hochgenaue, von einem Quarzoszillator erzeugte Taktsignale. Aus der Relation von Taktimpulse zur Periodendauer wird die Frequenz bestimmt. Neben dem erläuterten Zählprinzipien gibt es weitere Frequenzmessverfahren, die auf dem Resonanzprinzip basieren oder aus der Wellenlänge die Frequenz berechnen.

Informationen zum Artikel
Deutsch: Frequenzzähler
Englisch: frequency meter
Veröffentlicht: 23.03.2011
Wörter: 349
Tags: #Messgeräte und Testgeräte
Links: Auflösung, Frequenz, Genauigkeit, Infraschall, Kilohertz