Circuite de măsurare a frecvenței simple - modele analogice

Următoarele circuite simple de măsurare a frecvenței analogice pot fi utilizate pentru măsurarea frecvențelor care pot fi fie undă sinusoidală, fie undă pătrată. Frecvența de intrare care urmează să fie măsurată trebuie să fie de cel puțin 25 mV RMS, pentru detectare și măsurare optimă.

Proiectarea facilitează o gamă relativ largă de măsurare a frecvenței, de la 10 Hz la maximum 100 kHz, în funcție de setarea comutatorului selector S1. Fiecare dintre setările presetate de 20 k asociate cu S1 a pot fi reglate individual pentru a obține alte domenii de deviere a scalei complete de frecvență pe contor, după cum doriți.

Consumul total al acestui circuit de măsurare a frecvenței este de numai 10 mA.

Valorile lui R1 și C1 decid devierea la scară completă pe contoare relevante utilizate și pot fi selectate în funcție de contorul utilizat în circuit. Valorile pot fi fixate corespunzător cu ajutorul tabelului următor:

Cum funcționează circuitul

Referindu-se la schema circuitului contorului de frecvență simplu, 3 BJT-uri la partea de intrare funcționează ca un amplificator de tensiune pentru amplificarea frecvenței de joasă tensiune într-o undă dreptunghiulară de 5 V, pentru a alimenta intrarea IC SN74121

IC SN74121 este un multivibrator monostabil cu intrări de declanșare Schmitt, care permite procesarea frecvenței de intrare într-un impuls corect dimensionat corect, a cărui valoare medie depinde direct de frecvența semnalului de intrare.

Diodele și rețeaua R1, C1 la pinul de ieșire al IC funcționează ca un integrator pentru conversia ieșirii vibrante a monostabilului într-un DC rezonabil stabil a cărui valoare este direct proporțională cu frecvența semnalului de intrare.

Prin urmare, pe măsură ce crește frecvența de intrare, valoarea tensiunii de ieșire crește, de asemenea, proporțional, ceea ce este interpretat printr-o deviere corespunzătoare pe contor și oferă o citire directă a frecvenței.

Componentele R / C asociate cu comutatorul selector S1 determină sincronizarea monostabilă ON / OFF, care la rândul său decide intervalul pentru care sincronizarea devine cea mai potrivită, pentru a asigura un interval de potrivire pe contor și vibrații minime pe ac de metru.

Comutați gama

• a = 10 Hz este 100 Hz
• b = 100 Hz la 1 kHz
• c = 1 kHz la 10 kHz
• d = 10 kHz la 100 kHz

Circuit de măsurare a frecvenței precise cu mai multe game

O versiune îmbunătățită a primei diagrame a circuitului contorului de frecvență este afișată în figura de mai sus. Tranzistorul de intrare TR1 este un joncțiune-poartă FET urmat de un limitator de tensiune. Conceptul permite instrumentului cu o impedanță mare de intrare (de o gamă de megohm) și siguranță împotriva supraîncărcării.

Banca de comutare S1 b ține pur și simplu terminalul pozitiv al contorului ME1 „împământat” pentru cele 6 configurații de gamă desemnate pe S1 a și astfel furnizează calea de descărcare pentru condensatorul de gamă corespunzător, așa cum este subliniat în observațiile din Fig. locul, contorul și o rezistență presetată, VR1, sunt comutate în jurul diodei de referință D7 a lui Zener.

Această presetare este modificată în timpul configurării pentru a oferi un contor la întreaga scală care apoi este calibrată cu precizie pentru acel nivel de referință specific. Acest lucru este important, deoarece diodele Zener oferă singure o toleranță de 5%. Când este fixată, această calibrare este guvernată în cele din urmă de la un panou de bord potențiometru VR2 care oferă controlul pentru toate gamele de frecvență.

Cea mai mare amplitudine a frecvenței de intrare plasată pe f.e.t. poarta este limitată la aproximativ ± 2,7V prin intermediul Diodele Zener D1 și D2, împreună cu rezistorul R1.

În cazul în care semnalul de intrare este mai mare decât această valoare în ambele polarități, Zener-ul respectiv va întinde excesul de tensiune stabilizându-l la 2,7 V. Condensatorul C1 facilitează o anumită compensare de înaltă frecvență.

FET-ul este configurat ca un sursă-urmăritor, iar sarcina sursă R4 funcționează ca un mod în fază al frecvenței de intrare. Tranzistorul TR2 funcționează ca un amplificator pătrat simplu a cărui ieșire determină pornirea tranzistorului TR3 și după cum se explică anterior.

Condensatoarele de încărcare pentru fiecare interval de 6 frecvențe sunt determinate cu banca de comutare S1a. Aceste condensatoare trebuie să fie extrem de stabile și de înaltă calitate, cum ar fi un tantal.

Deși sunt indicați ca condensatori solitari în diagramă, acestea ar putea fi alcătuite folosind câteva părți paralele. Condensatorul C5, de exemplu, este construit folosind un 39n și un 8n2, o capacitate totală de 47n2, în timp ce C10 constă dintr-un aparat de tuns 100p și 5-65p.

Aspect PCB

Proiectarea pistei PCB și suprapunerea componentelor pentru circuitul de măsurare a frecvenței de mai sus sunt prezentate în figurile următoare

Contor de frecvență simplu folosind IC 555

Următorul dispozitiv analogic de măsurare a frecvenței este probabil cel mai simplu, dar are o citire de frecvență destul de precisă pe contorul atașat.

Contorul poate fi tipul bobinei mobile specificat sau un contor digital setat pe o gamă de 5 V DC

IC 555 este cablat ca standard circuit monostabil , al cărui timp de pornire de ieșire este fixat prin componentele R3, C2.

Pentru fiecare jumătate de ciclu pozitiv al frecvenței de intrare, monostabilul se aprinde pentru o anumită perioadă de timp, determinată de elementele R3 / C2.

Părțile R7, R8, C4, C5 de la ieșirea IC funcționează ca stabilizator sau integrator pentru a permite impulsurilor monostabile ON / OFF să fie rezonabile în curent continuu stabil ca contorul să le citească fără vibrații.

Acest lucru permite, de asemenea, ieșirii să producă o medie continuă continuă, care este direct proporțională cu rata de frecvență a impulsurilor de intrare alimentate la baza T1.

Cu toate acestea, presetarea R3 trebuie să fie reglată corespunzător pentru diferite intervale de frecvențe, astfel încât acul contorului să fie destul de stabil și o creștere sau scădere a frecvenței de intrare determină o cantitate proporțională de deviere peste acel interval specific.