Proste obwody miernika częstotliwości - projekty analogowe

Proste obwody miernika częstotliwości - projekty analogowe

Następujące proste analogowe obwody miernika częstotliwości mogą być używane do pomiaru częstotliwości, które mogą być przebiegami sinusoidalnymi lub prostokątnymi. Mierzona częstotliwość wejściowa musi wynosić co najmniej 25 mV RMS, aby zapewnić optymalną detekcję i pomiar.



Konstrukcja umożliwia stosunkowo szeroki zakres pomiaru częstotliwości, od 10 Hz do maksymalnie 100 kHz, w zależności od ustawienia przełącznika wyboru S1. Każde z 20 k zaprogramowanych ustawień skojarzonych z S1 a może być indywidualnie regulowane w celu uzyskania innych zakresów odchylenia pełnej skali częstotliwości na mierniku, zgodnie z potrzebami.

Całkowite zużycie tego obwodu miernika częstotliwości wynosi tylko 10 mA.





Wartości R1 i C1 decydują o odchyleniu w pełnej skali na odpowiednich zastosowanych miernikach i mogą być dobierane w zależności od licznika zastosowanego w obwodzie. Wartości można odpowiednio ustalić za pomocą poniższej tabeli:

Jak działa obwód

Nawiązując do schematu obwodu prostego miernika częstotliwości, 3 BJT po stronie wejściowej działają jak wzmacniacz napięcia do wzmacniania częstotliwości niskiego napięcia w prostokątne fale 5 V, aby zasilać wejście IC SN74121



IC SN74121 to monostabilny multiwibrator z wejściami wyzwalającymi Schmitta, który umożliwia przetwarzanie częstotliwości wejściowej na odpowiednio zwymiarowane impulsy jednorazowe, których średnia wartość zależy bezpośrednio od częstotliwości sygnału wejściowego.

Diody i sieć R1, C1 na pinie wyjściowym układu scalonego działają jak integrator do konwersji drgań sygnału wyjściowego monostabilnego na w miarę stabilny prąd stały, którego wartość jest wprost proporcjonalna do częstotliwości sygnału wejściowego.

Stąd wraz ze wzrostem częstotliwości wejściowej proporcjonalnie rośnie również wartość napięcia wyjściowego, co jest interpretowane przez odpowiednie odchylenie miernika i zapewnia bezpośredni odczyt częstotliwości.

Komponenty R / C powiązane z przełącznikiem wyboru S1 określają monostabilny jednorazowy czas włączenia / wyłączenia, a to z kolei decyduje o zakresie, dla którego synchronizacja staje się najbardziej odpowiednia, aby zapewnić pasujący zakres na mierniku i minimalne wibracje na mierniku. igła miernika.

Zakres przełączania

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

Obwód wielozakresowego dokładnego miernika częstotliwości

Ulepszona wersja pierwszego schematu obwodu miernika częstotliwości jest pokazana na powyższym rysunku. Tranzystor wejściowy TR1 to skrzyżowanie-bramka FET po którym następuje ogranicznik napięcia. Koncepcja pozwala na zastosowanie przyrządu o dużej impedancji wejściowej (rzędu jednego megaoma) i zabezpieczeniu przed przeciążeniem.

Zespół przełączników S1 b po prostu utrzymuje dodatni zacisk miernika ME1 „uziemiony” dla 6 konfiguracji zakresu oznaczonych na S1 a, a tym samym dostarcza ścieżkę rozładowania dla odpowiedniego skraplacza zakresu, jak opisano w uwagach do rys. 1. To powiedziawszy, w pozycji siódmej W miejscu, miernik i zadana rezystancja VR1 są przełączane wokół diody odniesienia D7 Zenera.

To ustawienie wstępne jest modyfikowane podczas ustawiania, aby zapewnić odchylenie w pełnej skali miernika, które jest następnie dokładnie kalibrowane dla tego konkretnego poziomu odniesienia. Jest to ważne, ponieważ same diody Zenera oferują 5% tolerancję. Po ustaleniu kalibracja jest ostatecznie zarządzana z panelu deski rozdzielczej potencjometr VR2, który zapewnia kontrolę dla wszystkich zakresów częstotliwości.

Najwyższa amplituda częstotliwości wejściowej umieszczona na f.e.t. Bramka jest ograniczona do około ± 2,7 V przez Diody Zenera D1 i D2 razem z rezystorem R1.

W przypadku, gdy sygnał wejściowy jest wyższy od tej wartości w obu polaryzacjach, odpowiedni Zener uziemi nadmiar napięcia, stabilizując go do 2,7 V. Kondensator C1 ułatwia pewną kompensację wysokich częstotliwości.

Tranzystor FET jest skonfigurowany jako wtórnik źródła, a obciążenie źródła R4 działa jako tryb fazowy częstotliwości wejściowej. Tranzystor TR2 działa jak prosty wzmacniacz do kwadratu, którego wyjście powoduje włączenie tranzystora TR3 i działa zgodnie z wcześniej przedstawionym wyjaśnieniem.

Kondensatory ładujące dla każdego pojedynczego 6 zakresów częstotliwości są ustalane z zespołem przełączników S1a. Kondensatory te muszą być wyjątkowo stabilne i wysokiej jakości, takie jak tantal.

Chociaż na schemacie zostały wskazane jako pojedyncze kondensatory, można je wykonać przy użyciu kilku równoległych części. Na przykład kondensator C5 jest zbudowany przy użyciu 39n i 8n2 o łącznej pojemności 47n2, podczas gdy C10 składa się z trymera 100p i 5-65p.

Układ PCB

Na poniższych rysunkach przedstawiono projekt ścieżki PCB i nakładkę komponentów dla pokazanego powyżej obwodu miernika częstotliwości

Prosty miernik częstotliwości wykorzystujący IC 555

Kolejny analogowy miernik częstotliwości jest prawdopodobnie najprostszy, ale posiada dość dokładny odczyt częstotliwości na dołączonym mierniku.

Miernikiem może być określony typ z ruchomą cewką lub miernik cyfrowy ustawiony na zakres 5 V DC

IC 555 jest standardowo okablowany obwód monostabilny , którego czas załączenia wyjścia jest ustalany przez składowe R3, C2.

Dla każdego dodatniego półcyklu częstotliwości wejściowej, monostabilny włącza się na określony czas określony przez elementy R3 / C2.

Części R7, R8, C4, C5 na wyjściu układu scalonego działają jak stabilizator lub integrator, aby impulsy monostabilne ON / OFF były w miarę stabilne DC, aby miernik mógł je odczytać bez wibracji.

Pozwala to również na wytwarzanie na wyjściu średniego ciągłego prądu stałego, który jest wprost proporcjonalny do częstotliwości impulsów wejściowych podawanych przy podstawie T1.

Jednak wstępnie ustawiony R3 musi być odpowiednio wyregulowany dla różnych zakresów częstotliwości tak, aby wskazówka miernika była dość stabilna, a zwiększenie lub zmniejszenie częstotliwości wejściowej powoduje proporcjonalne odchylenie w tym określonym zakresie.




Poprzedni: 3-stykowy obwód migacza świateł półprzewodnikowych samochodu - tranzystorowy Dalej: Automatyczny obwód drzwi za pomocą PIR - drzwi bezdotykowe