Vienkāršas frekvenču skaitītāju shēmas - analogie modeļi

Šādu vienkāršu analogo frekvenču mērītāju shēmas var izmantot, lai mērītu frekvences, kas var būt vai nu sinusa, vai kvadrātveida viļņi. Optimālai noteikšanai un mērīšanai mērāmajai ieejas frekvencei jābūt vismaz 25 mV RMS.

Konstrukcija atvieglo relatīvi plašu frekvenču mērīšanas diapazonu, tieši no 10 Hz līdz maksimāli 100 kHz, atkarībā no selektora slēdža S1 iestatījuma. Katru no 20 k iepriekš iestatītajiem iestatījumiem, kas saistīti ar S1 a, var individuāli pielāgot, lai iegūtu citus frekvenču diapazona pilnas skalas novirzes mēraparātā pēc vēlēšanās.

Šīs frekvences mērītāja shēmas kopējais patēriņš ir tikai 10 mA.

R1 un C1 vērtības nosaka visu izmantoto skaitītāju pilnas skalas novirzi, un tās var izvēlēties atkarībā no ķēdē izmantotā skaitītāja. Vērtības varēja attiecīgi noteikt ar šīs tabulas palīdzību:

Kā darbojas ķēde

Atsaucoties uz vienkāršā frekvences mērītāja shēmu, 3 BJT ieejas pusē darbojas kā sprieguma pastiprinātājs, lai pastiprinātu zemsprieguma frekvenci 5 V taisnstūra viļņos, lai ievadītu IC SN74121 ieeju.

IC SN74121 ir monostabils multivibrators ar Schmitt-trigera ieejām, kas ļauj apstrādāt ieejas frekvenci pareizi izmērītos viena kadra impulsos, kuru vidējā vērtība tieši atkarīga no ieejas signāla frekvences.

Diodes un R1, C1 tīkls IC izejas tapā darbojas kā integrators monostabila vibrējošās izejas pārveidošanai par pietiekami stabilu līdzstrāvu, kuras vērtība ir tieši proporcionāla ieejas signāla frekvencei.

Tādējādi, pieaugot ieejas frekvencei, proporcionāli pieaug arī izejas sprieguma vērtība, ko interpretē ar atbilstošu skaitītāja novirzi, un nodrošina tiešu frekvences nolasījumu.

R / C komponenti, kas saistīti ar S1 selektora slēdzi, nosaka monostabilu viena kadra ieslēgšanas / izslēgšanas laiku, un tas savukārt izlemj diapazonu, kuram laiks kļūst vispiemērotākais, lai nodrošinātu skaitītāja atbilstošu diapazonu un minimālo vibrāciju. metra adata.

Pārslēdziet diapazonu

• a = 10 Hz ir 100 Hz
• b = 100 Hz līdz 1 kHz
• c = 1 khz līdz 10 kHz
• d = 10 kHz līdz 100 kHz

Daudzu diapazonu precīzas frekvences skaitītāja shēma

Pirmās frekvences skaitītāja shēmas uzlabota versija ir parādīta iepriekš redzamajā attēlā. TR1 ieejas tranzistors ir a krustojuma-vārtu FET kam seko sprieguma ierobežotājs. Koncepcija ļauj instrumentam ar lielu ieejas pretestību (viena megohma diapazonā) un drošību pret pārslodzi.

Slēdža banka S1 b vienkārši tur pozitīvo ME1 skaitītāja spaili, kas ir “iezemēta” S1 a norādītajām 6 diapazona konfigurācijām, un tādējādi nodrošina izplūdes ceļu attiecīgajam diapazona kondensatoram, kā norādīts 1. attēla piezīmēs. Tas nozīmē, ka septītajā vietu, skaitītāju un iepriekš iestatīto pretestību VR1 pārslēdz ap Zenera atsauces diode D7.

Šis iepriekš iestatītais iestatīšanas laikā tiek mainīts, lai nodrošinātu metra pilnas skalas novirzi, kas pēc tam tiek precīzi kalibrēta konkrētajam atskaites līmenim. Tas ir svarīgi, jo Zener diodes pašas par sevi piedāvā 5% pielaidi. Pēc fiksēšanas šo kalibrēšanu beidzot kontrolē no paneļa paneļa potenciometrs VR2, kas nodrošina visu frekvenču diapazonu vadību.

Augstākā ieejas frekvences amplitūda, kas novietota f.e.t. vārti ir ierobežoti ar aptuveni ± 2,7 V caur Zenera diodes D1 un D2 kopā ar rezistoru R1.

Gadījumā, ja ieejas signāls ir lielāks par šo vērtību abās polaritātēs, attiecīgais Zener pamato lieko spriegumu, stabilizējot to līdz 2,7 V. Kondensators C1 atvieglo noteiktu augstfrekvences kompensāciju.

FET ir konfigurēts kā avota sekotājs, un avota slodze R4 darbojas kā ieejas frekvences fāzes režīms. Transistors TR2 darbojas kā vienkāršs kvadrātveida pastiprinātājs, kura izejas dēļ tranzistors TR3 ieslēdzas un darbojas saskaņā ar iepriekš sniegto skaidrojumu.

Lādēšanas kondensatorus katram 6 frekvenču diapazonam nosaka ar slēdžu banku S1a. Šiem kondensatoriem jābūt ārkārtīgi stabiliem un augstas kvalitātes, piemēram, tantālam.

Lai gan diagrammā tie ir norādīti kā vientuļie kondensatori, tos var izveidot, izmantojot pāris paralēli izvietotas daļas. Piemēram, kondensators C5 tiek veidots, izmantojot 39n un 8n2, kopējā jauda 47n2, savukārt C10 sastāv no 100p un 5-65p trimmeriem.

PCB izkārtojums

PCB sliežu ceļa konstrukcija un komponentu pārklājums iepriekš parādītajai frekvences mērītāja ķēdei ir parādīts šādos attēlos

Vienkāršs frekvences mērītājs, izmantojot IC 555

Nākamā analogā frekvences mērīšanas ierīce, iespējams, ir visvienkāršākā, tomēr tai ir pietiekami precīzs frekvences rādījums pievienotajā skaitītājā.

Skaitītājs var būt norādītais kustīgās spoles tips vai digitālais skaitītājs, kas iestatīts 5 V līdzstrāvas diapazonā

IC 555 ir standarta vads monostabila ķēde , kura izejas ON laiks ir fiksēts caur R3, C2 komponentiem.

Katram pozitīvajam ieejas frekvences pusciklam monostabils ieslēdzas uz noteiktu laiku, ko nosaka R3 / C2 elementi.

Daļas R7, R8, C4, C5 IC izejā darbojas kā stabilizators vai integrators, lai ieslēgšanas / izslēgšanas monostabilie impulsi būtu pietiekami stabili līdzstrāvai, lai skaitītājs to varētu nolasīt bez vibrācijām.

Tas arī ļauj izejai radīt vidējo nepārtraukto Dc, kas ir tieši proporcionāls ieejas impulsu frekvences ātrumam, kas tiek padots T1 pamatnē.

Tomēr iepriekš iestatītais R3 ir pareizi jāpielāgo dažādiem frekvenču diapazoniem tā, lai skaitītāja adata būtu diezgan stabila un ieejas frekvences palielināšanās vai samazināšanās izraisītu proporcionālu novirzi šajā konkrētajā diapazonā.