周波数測定器とは
周波数測定器とは、信号周波数を測定する機器です。
周波数を数値として出力する電子機器またはコンポーネントで、周波数カウンタとも呼ばれます。電気信号の周期的なパルスの数を計測し、周波数を出力します。
周波数測定器は、高精度の周波数信号を計測するために、高周波無線技術に関連する多くのアプリケーションで使用されています。正確で高精度な測定を行い、信号の波形や周波数の特性を詳細に分析可能です。この周波数測定器は、繰り返し信号の周波数を計測するために、電気テストのさまざまな分野において幅広く使われます。
周波数測定器の使用用途
周波数測定器は、電気工学や通信工学などの分野で広く使用されています。
1. 機器の信頼性評価
周波数測定器は、電子機器の信頼性評価に広く使用されます。例えば、電源回路で発生したノイズや、周波数変換回路の動作評価などがそれに該当します。
2. 周波数特性の評価
周波数測定器は、周波数特性の評価にも使用されます。例えば、アンプやスピーカーなどの音響機器において、周波数応答を評価することができます。また、周波数フィルターの特性評価にも利用されます。
3. 通信工学
周波数測定器は、通信工学においても重要な計測機器です。例えば、送信機の周波数の調整や、受信機の周波数の評価に使用されます。また、無線通信の障害解析にも利用されます。
4. 電力測定
周波数測定器は、電力測定にも使用されます。例えば、発電機や変圧器の周波数の評価に利用されます。また、周波数変換器において、交流電力の効率評価にも使用されます。
5. システム設計
周波数測定器は、システム設計においても利用されます。例えば、システム全体の周波数特性の評価や、周波数変換回路の設計に使用されます。
6. 音響測定
音響空間において、音の反射、吸収の具合を確認し、均一の取れた音場を作るためにモニタとして使われたり、設備から出る振動の強さと周波数を確認するために周波数測定器を使用します。
例えば、車室内ではフロントガラスやリアガラスでの音の反射、シートやフロアでの音の吸収、エンジン音の混入など、複雑な音響空間が形成されます。心地よい音を作るために、周波数と信号強度分布を周波数測定器で確認し、イコライザで高音や低音を強めたり、弱めたりして快適な音響空間を作ります。
周波数測定器の原理
周波数測定器は、多くの場合、オシロスコープなどの他の測定器と組み合わせて使用されます。周波数測定器の種類は、卓上型、携帯型、高周波、低周波、RF (無線周波数) 、マイクロ波などです。
周波数測定器は、波形整形部、基準時間パルス発生部、ゲート部、表示部で構成されています。入力された信号は、波形整形部でパルス列に整形され、基準時間パルス発生部にて、0.1秒や1秒といった正確な時間幅を持ったパルスを生成します。
ゲート部では、この時間幅を持ったパルスで、入力信号をパルス列に整形した信号をスイッチングします。ここで得られたパルス数を処理して表示部に出力されます。例えば、時間幅が1秒、入力したパルス列の数が10であれば、周波数は10Hzです。
ノイズを含んでしまうとパルス波形が不安定になり誤った周波数を測定したりする恐れがあるため、測定時は注意が必要です。
周波数測定器のその他情報
1. 周波数測定器のメリット
周波数測定器のメリットは、周波数だけでなく、周期、デューティ、などを計測できることです。周波数測定器は、周波数をデジタル表示することで、電子回路の性能を確認するための測定器です。
発振周波数を所定の値に調整するためのモニタにしたり、発振安定度 (周波数ジッタ) の確認をしたりするために使います。その原理を活用したのが、振動や音響測定です。この用途の場合は入力された信号をフーリエ変換して、スペクトルとしてグラフ表示します。
その他にも、電子工学分野での波形観測や信号処理、医療分野での超音波測定、電磁波測定、環境調査など多岐にわたる用途があります。
2. 周波数測定器のアプリ
周波数測定器には、入力された信号の周波数を数値化するだけでなく、グラフ化するアプリケーションが付属します。数字だけではふらつき具合やノイズ成分を確認することができませんが、FFT演算をすることで周波数成分を切り分けてそれぞれの強度をグラフ化できます。
メインの信号の横に現れるサイドローブの強さを表示したり、入力信号を平均化して突発ノイズを除去して精度よく計測をしたり、信号のふらつき具合を色の濃淡で表現したりするなど、信号の質をビジュアルでわかりやすく表現するためのアプリケーションが用意されています。