Ein Frequenzzähler (mitunter auch als Universalzähler bezeichnet) ist ein elektronisches Messgerät –-- manchmal klein und tragbar, manchmal als Tisch- oder Laborgerät --- welches die Anzahl der Impulse während eines frei gewählten Zeitraumes (Torzeit) zählt und anzeigt. Wegen seines sehr großen Messbereichs und der hohen Genauigkeit wird er heute analogen Frequenzmessern vorgezogen. Meist wird das Ergebnis in der Einheit Hz als Impulse pro Sekunde angezeigt.

Ein Frequenzzähler besteht aus folgenden Teilen:

• Eingangsstufe und Trigger: Das zu zählende Signal wird ggf. verstärkt und in ein Rechtecksignal umgewandelt. Zähler für sehr hohe Frequenzen (über ca. 100 MHz) besitzen noch zusätzliche schnelle Vorteiler.
• Torschaltung: Das Rechtecksignal wird in einer UND-Schaltung mit dem Torsignal verknüpft.
• Zählerkette: Ein digitaler dekadischer Ereigniszähler zählt die Anzahl der Impulse die von der Torschaltung kommen. Je nach Genauigkeit umfasst der Zähler meist 4 bis 8 Dekaden (Ziffern).
• Anzeige (Display): Der Zählerstand wird als Ziffern angezeigt. Meist besitzt die Anzeige einen Speicher, so dass der vorige Zählerstand so lange angezeigt wird bis der nächste Messwert ermittelt ist.
• Zeitbasis: Die Torzeit (meist umschaltbar z.B. 0,01s, 0,1s, 1,0s, 10s) wird durch einen präzisen Quarzoszillator mit nachfolgendem (umschaltbarem) Frequenzteiler erzeugt. Je länger die Torzeit gewählt wird, desto länger dauert die Messung, aber desto genauer ist das Messergebnis.
• Ablaufsteuerung: Der Ablauf eines Messvorgangs wird von einer einfachen Schaltung gesteuert. Hierbei werden folgende Aktionen nacheinander durchgeführt: 1. Zählerkette auf Null stellen (Reset); 2. Tor für die durch die Zeitbasis bestimmte Dauer öffnen und dann wieder schließen. Während dieser Zeit werden die Impulse gezählt; 3. Zählerinhalt in den Anzeigespeicher übernehmen

Die Genauigkeit eines Frequenzzählers hängt von der Genauigkeit der Zeitbasis und von dem Fehler der Torschaltung (Schaltzeit) ab. Typisch sind Werte von 10 bis 0,1ppm. Zur Erhöhung der Genauigkeit kann manchmal eine externe Zeitbasis (hochgenaue Frequenz aus einem DCF77 oder GPS-synchronisierten Oszillator) angeschlossen werden.

Mögliche Fehlmessungen: Bei der Frequenzmessung von Frequenzgemischen (nicht spektralreine Signale, Klänge etc.) kommt es je nach Einstellung der Triggerschaltung zu Verfälschungen des angezeigten Wertes.

Anwendung

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Messung der Frequenz von elektrischen Signalen (Netzfrequenz, Niederfrequenz, Hochfrequenz von Oszillatoren und Funksendern). Zusammen mit Sensoren können auch die Frequenzen von mechanischen Schwingungen oder Drehzahlen gemessen werden.

Frequenzzähler lassen sich häufig auch als Impulszähler (Ereigniszähler) betreiben. Das Zähltor ist dann ständig offen und der aktuelle Zählerstand wird angezeigt. Mit einem Prozessor kann die Periodendauer als Kehrwert der angezeigten Frequenz berechnet und angezeigt werden.

Eine Sonderform eines Frequenzzählers ist das elektronische Stimmgerät zum Stimmen von Musikinstrumenten. Diese Geräte besitzen ein eingebautes Mikrophon und rechnen die Frequenz in Tonhöhen um.

Elektrische Messtechnik

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