Enkle frekvensmåler kredsløb - analoge designs

Prøv Vores Instrument Til At Fjerne Problemer





Følgende enkle analoge frekvensmålerkredsløb kan bruges til måling af frekvenser, som enten kan være sinus- eller firkantbølge. Den indgangsfrekvens, der skal måles, skal være mindst 25 mV RMS for optimal detektion og måling.

Designet muliggør en relativt bred vifte af frekvensmåling lige fra 10 Hz til et maksimum på 100 kHz, afhængigt af indstillingen af ​​vælgerkontakten S1. Hver af de 20 k forudindstillede indstillinger, der er knyttet til S1 a, kan justeres individuelt for at få andre frekvensområder i fuld skala afbøjning på måleren efter ønske.



Det samlede forbrug af dette frekvensmålerkredsløb er kun 10 mA.

Værdierne for R1 og C1 bestemmer afbøjningen i fuld skala på de anvendte målere og kunne vælges afhængigt af måleren, der anvendes i kredsløbet. Værdierne kunne fastsættes i overensstemmelse hermed ved hjælp af følgende tabel:



Sådan fungerer kredsløbet

Idet der henvises til kredsløbsdiagrammet for den enkle frekvensmåler, fungerer 3 BJT'er på indgangssiden som en spændingsforstærker til forstærkning af lavspændingsfrekvensen til en 5 V rektangulær bølge for at føde indgangen til IC SN74121

IC SN74121 er en monostabil multivibrator med Schmitt-trigger-indgange, som gør det muligt at behandle indgangsfrekvensen til en korrekt dimensioneret one-shot impuls, hvis gennemsnitlige værdi direkte afhænger af indgangssignalets frekvens.

Dioderne og R1, C1-netværket ved udgangsstiften på IC fungerer som en integrator til konvertering af det monostabels vibrationsudgang til en rimelig stabil DC, hvis værdi er direkte proportional med frekvensen af ​​indgangssignalet.

Derfor, når indgangsfrekvensen stiger, stiger værdien af ​​udgangsspændingen også forholdsmæssigt, hvilket fortolkes af en tilsvarende afbøjning på måleren og giver en direkte aflæsning af frekvensen.

R / C-komponenter, der er knyttet til S1-vælgerkontakten, bestemmer den monostabile ON / OFF-timing med et skud, og dette bestemmer igen det område, som timingen bliver bedst egnet til, for at sikre et matchende interval på måleren og minimal vibration på meter nål.

Skift rækkevidde

  • a = 10 Hz er 100 Hz
  • b = 100 Hz til 1 kHz
  • c = 1 kHz til 10 kHz
  • d = 10 kHz til 100 kHz

Multi-range nøjagtig frekvensmåler kredsløb

En forbedret version af det første frekvensmåler kredsløbsdiagram vises i ovenstående figur. TR1-indgangstransistoren er en kryds-gate FET efterfulgt af en spændingsbegrænser. Konceptet tillader instrumentet med en stor indgangsimpedans (i et megohm-interval) og sikkerhed mod overbelastning.

Omskifterbank S1b holder simpelthen den positive ME1 meter terminal 'jordet' til de 6 områdekonfigurationer, der er udpeget på S1a og leverer således afgangsvejen til den tilsvarende områdekondensator som beskrevet i bemærkningerne til fig. 1. Når det er sagt, syvende sted, er måleren og en forudindstillet modstand, VR1, skiftet omkring D7-referencedioden til Zener.

Denne forudindstilling justeres under opsætning for at tilvejebringe en afbøjning i fuld skala, der derefter kalibreres nøjagtigt til det specifikke referenceniveau. Dette er vigtigt, da Zener-dioder i sig selv tilbyder en tolerance på 5%. Når det er løst, styres denne kalibrering endelig fra et dashboardpanel potentiometer VR2, som giver kontrol for alle frekvensområder.

Den højeste amplitude af indgangsfrekvensen placeret på f.e.t. porten er begrænset til ca. ± 2,7 V gennem Zener-dioder D1 og D2, samlet med modstand R1.

I tilfælde af at indgangssignalet er højere end denne værdi i begge polariteter, vil den respektive Zener begrænse den overskydende spænding, der stabiliserer det til 2,7 V. Kondensator C1 letter en vis højfrekvenskompensation.

FET er konfigureret som en kilde-tilhænger, og kildebelastningen R4 fungerer som en fasetilstand for indgangsfrekvensen. Transistor TR2 fungerer som en ligefrem kvadratisk forstærker, hvis output får transistoren TR3 til at tænde og i henhold til den tidligere forklarede forklaring.

Opladningskondensatorerne for hvert enkelt 6 frekvensområde bestemmes med switchbanken S1a. Disse kondensatorer skal være ekstremt stabile og af høj kvalitet, såsom et tantal.

Selvom det er angivet som ensomme kondensatorer i diagrammet, kunne disse sammensættes ved hjælp af et par parallelle dele. Kondensator C5 er for eksempel bygget ved hjælp af en 39n og en 8n2, en samlet kapacitet på 47n2, mens C10 består af en 100p og en 5-65p trimmer.

Printkortlayout

PCB-spordesignet og komponentoverlayet for det ovenfor viste frekvensmålerkredsløb er vist i de følgende figurer

Enkel frekvensmåler ved hjælp af IC 555

Den næste analoge frekvensmåleenhed er sandsynligvis den enkleste, men har en rimelig nøjagtig frekvensaflæsning på den tilsluttede måler.

Måleren kan være den specificerede bevægelige spoletype eller en digital måler, der er indstillet på et 5 V jævnstrømsområde

IC 555 er kabelforbundet som standard monostabilt kredsløb , hvis output ON-tid er fastgjort gennem R3, C2-komponenterne.

For hver positive halve cyklus af indgangsfrekvensen tænder den monostabile TIL i den specifikke tidsperiode som bestemt af R3 / C2-elementerne.

Delene R7, R8, C4, C5 ved udgangen af ​​IC fungerer som stabilisator eller integrator for at gøre det muligt for ON / OFF monostabile impulser at være rimelig stabil DC for måleren at læse den uden vibrationer.

Dette gør det også muligt for outputen at producere et gennemsnitligt kontinuerligt DC, som er direkte proportionalt med frekvenshastigheden for de inputimpulser, der tilføres ved bunden af ​​T1.

Den forudindstillede R3 skal dog justeres korrekt til forskellige frekvensområder, således at målernålen er forholdsvis stabil, og en stigning eller formindskelse af indgangsfrekvensen forårsager en forholdsmæssig afbøjning over det specifikke område.




Forrige: 3-polet solid state bilindikator blinklys kredsløb - transistoriseret Næste: Automatisk dørkredsløb ved hjælp af PIR - berøringsfri dør