Jednostavni krugovi mjerača frekvencije - analogni dizajni

Sljedeći jednostavni analogni krugovi mjerača frekvencije mogu se koristiti za mjerenje frekvencija koje mogu biti sinusni val ili kvadratni val. Ulazna frekvencija koju treba izmjeriti mora biti najmanje 25 mV RMS, za optimalno otkrivanje i mjerenje.

Dizajn omogućuje relativno širok raspon mjerenja frekvencije, od 10 Hz do maksimalno 100 kHz, ovisno o postavci preklopne sklopke S1. Svaka od 20 k unaprijed postavljenih postavki povezanih sa S1a može se pojedinačno prilagoditi za dobivanje ostalih raspona frekvencije punog skretanja skale na mjeraču, prema želji.

Ukupna potrošnja ovog kruga mjerača frekvencije iznosi samo 10 mA.

Vrijednosti R1 i C1 određuju puni otklon skale na odgovarajućim korištenim brojilima i mogu se odabrati ovisno o brojilu zaposlenom u krugu. Vrijednosti se u skladu s tim mogu popraviti uz pomoć sljedeće tablice:

Kako krug radi

Pozivajući se na shematski dijagram jednostavnog mjerača frekvencije, 3 BJT-a na ulaznoj strani rade poput pojačala napona za pojačavanje niskonaponske frekvencije u pravokutne valove od 5 V, da bi napajali ulaz IC SN74121

IC SN74121 je monostabilni multivibrator sa Schmitt-ovim ulazima okidača, koji omogućuje obradu ulazne frekvencije u ispravno dimenzionirane jednokratne impulse, čija prosječna vrijednost izravno ovisi o frekvenciji ulaznog signala.

Diode i R1, C1 mreža na izlaznom pinu IC-a rade poput integratora za pretvaranje vibracijskog izlaza monostabilnog u razumno stabilni istosmjerni tok čija je vrijednost izravno proporcionalna frekvenciji ulaznog signala.

Stoga, kako se ulazna frekvencija povećava, vrijednost izlaznog napona također proporcionalno raste, što se tumači odgovarajućim otklonom na mjeraču i omogućuje izravno očitavanje frekvencije.

R / C komponente povezane s preklopnom sklopkom S1 određuju monostabilno vrijeme UKLJUČIVANJA / ISKLJUČIVANJA u jednom trenutku, a to pak određuje raspon za koji mjerenje vremena postaje najprikladnije, kako bi se osiguralo podudaranje raspona na mjeraču i minimalne vibracije na metrska igla.

Raspon prekidača

• a = 10 Hz je 100 Hz
• b = 100 Hz do 1 kHz
• c = 1 khz do 10 kHz
• d = 10 kHz do 100 kHz

Višenamjenski krug preciznog mjerača frekvencije

Na gornjoj je slici prikazana poboljšana verzija prvog dijagrama sklopa mjerača frekvencije. Ulazni tranzistor TR1 je spoj-vrata FET praćen graničnikom napona. Koncept omogućuje instrumentu s velikom ulaznom impedancijom (od jednog megaha) i sigurnošću od preopterećenja.

Sklopka S1 b jednostavno drži pozitivni terminal ME1 mjerača 'uzemljen' za 6 konfiguracija raspona označenih na S1 a i na taj način opskrbljuje put pražnjenja za odgovarajući kondenzator dometa kako je navedeno u napomenama na slici 1. To je rečeno, sedmog mjesto, mjerač i unaprijed postavljeni otpor, VR1, prebacuju se oko D7 referentne diode Zenera.

Ova se unaprijed podešena postavka podešava kako bi se osiguralo skretanje mjerača u punoj skali, koje se zatim točno kalibrira za određenu referentnu razinu. To je važno jer Zener diode same nude toleranciju od 5%. Kad se popravi, ovom se kalibracijom konačno upravlja s ploče nadzorne ploče potenciometar VR2 koji pruža kontrolu za sva frekvencijska područja.

Najveća amplituda ulazne frekvencije postavljene na f.e.t. vrata su ograničena na približno ± 2,7 V kroz Zener diode D1 i D2, zajedno s otpornikom R1.

U slučaju da je ulazni signal veći od ove vrijednosti u oba polariteta, odgovarajući Zener zasniva višak napona stabilizirajući ga na 2,7 V. Kondenzator C1 omogućuje određenu kompenzaciju visoke frekvencije.

FET je konfiguriran poput sljedbenika izvora, a opterećenje izvora R4 djeluje kao fazni način ulazne frekvencije. Tranzistor TR2 funkcionira poput izravnog kvadratnog pojačala čiji izlaz uzrokuje da se tranzistor TR3 uključi i prema prethodno objašnjenju.

Kondenzatori za punjenje za svakih 6 frekvencijskih područja određuju se preklopnom pločom S1a. Ovi kondenzatori moraju biti izuzetno stabilni i visokog stupnja kao što je tantal.

Iako su na dijagramu naznačeni kao usamljeni kondenzatori, oni se mogu izraditi pomoću nekoliko paralelnih dijelova. Kondenzator C5, na primjer, izrađen je pomoću 39n i 8n2, ukupnog kapaciteta 47n2, dok se C10 sastoji od trimera 100p i 5-65p.

Izgled PCB-a

Dizajn staze PCB-a i sloj komponente za gore prikazani krug mjerača frekvencije prikazan je na sljedećim slikama

Jednostavno mjerilo frekvencije pomoću IC 555

Sljedeći analogni uređaj za mjerenje frekvencije vjerojatno je najjednostavniji, ali sadrži razumno precizno očitavanje frekvencije na priloženom mjeraču.

Mjerač može biti određenog tipa zavojnice ili digitalni mjerač postavljen na raspon od 5 V DC

IC 555 ožičen je kao standard monostabilni krug , čije je izlazno vrijeme UKLJUČENO kroz R3, C2 komponente.

Za svaki pozitivni poluciklus ulazne frekvencije, monostabilno se UKLJUČUJE određeno vrijeme kao što je određeno elementima R3 / C2.

Dijelovi R7, R8, C4, C5 na izlazu IC-a rade poput stabilizatora ili integratora kako bi omogućili da ON / OFF monostabilni impulsi budu relativno stabilni istosmjerni za mjerač kako bi ga mogao očitati bez vibracija.

To također omogućuje izlazu da proizvodi prosječni kontinuirani DC koji je izravno proporcionalan brzini frekvencije ulaznih impulsa napajanih u bazi T1.

Međutim, unaprijed postavljeni R3 mora biti pravilno podešen za različite raspone frekvencija, tako da je igla mjerača prilično stabilna, a povećanje ili smanjenje ulazne frekvencije uzrokuje proporcionalnu količinu otklona u tom određenom rasponu.