Enkle frekvensmålerkretser - analoge design

Følgende enkle analoge frekvensmålerkretser kan brukes til å måle frekvenser som kan være enten sinus- eller firkantbølge. Inngangsfrekvensen som skal måles må være minst 25 mV RMS, for optimal deteksjon og måling.

Utformingen muliggjør et relativt bredt spekter av frekvensmålinger, helt fra 10 Hz til maksimalt 100 kHz, avhengig av innstillingen til velgerbryteren S1. Hver av de 20 k forhåndsinnstilte innstillingene assosiert med S1a kan justeres individuelt for å få andre frekvensområder i full skala avbøyning på måleren, etter ønske.

Det totale forbruket av denne frekvensmålerkretsen er bare 10 mA.

Verdiene til R1 og C1 bestemmer fullskalaavbøyningen på de aktuelle målerne som brukes, og kan velges avhengig av måleren som brukes i kretsen. Verdiene kan løses tilsvarende ved hjelp av følgende tabell:

Hvordan kretsen fungerer

Med henvisning til kretsskjemaet til den enkle frekvensmåleren, fungerer 3 BJT på inngangssiden som spenningsforsterker for å forsterke lavspenningsfrekvensen til en 5 V rektangulær bølge, for å mate inngangen til IC SN74121

IC SN74121 er en monostabil multivibrator med Schmitt-trigger-innganger, som gjør det mulig å behandle inngangsfrekvensen til en riktig dimensjonert one-shot pulser, hvis gjennomsnittsverdi direkte avhenger av frekvensen til inngangssignalet.

Dioder og R1, C1-nettverk ved utgangspinnen til IC fungerer som en integrator for å konvertere den vibrerende utgangen fra den monostabile til en rimelig stabil likestrøm hvis verdi er direkte proporsjonal med frekvensen til inngangssignalet.

Når inngangsfrekvensen stiger, øker verdien av utgangsspenningen også proporsjonalt, noe som tolkes av en tilsvarende avbøyning på måleren, og gir en direkte avlesning av frekvensen.

R / C-komponentene tilknyttet S1-bryteren bestemmer den monostabile ON / OFF-timingen med ett skudd, og dette bestemmer igjen hvilket område timingen blir best egnet for, for å sikre et matchende område på måleren og minimal vibrasjon på meter nål.

Bytt rekkevidde

• 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 nøyaktig frekvensmåler krets

En forbedret versjon av det første kretsdiagrammet for frekvensmåler vises i figuren ovenfor. TR1-inngangstransistoren er en kryssport FET etterfulgt av en spenningsbegrenser. Konseptet tillater instrumentet med stor inngangsimpedans (i ett megohm-område) og sikkerhet mot overbelastning.

Bryterbank S1b holder ganske enkelt den positive ME1 meter terminalen 'jordet' for de 6 områdekonfigurasjonene som er angitt på S1a og leverer dermed utladningsbanen for den tilsvarende områdekondensatoren som beskrevet i merknadene til fig. 1. Når det er sagt, syvende sted, blir måleren og en forhåndsinnstilt motstand, VR1, slått rundt D7-referansedioden til Zener.

Denne forhåndsinnstillingen blir justert under oppsettet for å gi en full-skala avbøyning som deretter blir nøyaktig kalibrert for det spesifikke referansenivået. Dette er viktig siden Zener-dioder på egenhånd tilbyr en toleranse på 5%. Når den er løst, blir denne kalibreringen endelig styrt fra et dashbordpanel potensiometer VR2 som gir kontroll for alle frekvensområder.

Den høyeste amplituden til inngangsfrekvensen plassert på f.e.t. porten er begrenset til ca. ± 2,7V gjennom Zener-dioder D1 og D2, samlet med motstand R1.

I tilfelle inngangssignalet er høyere enn denne verdien i begge polaritetene, vil den respektive Zener begrense overflødig spenning som stabiliserer den til 2,7 V. Kondensator C1 muliggjør viss høyfrekvenskompensasjon.

FET er konfigurert som en kildefølger og kildebelastningen R4 fungerer som en fasemodus av inngangsfrekvensen. Transistor TR2 fungerer som en rett kvadratforsterker hvis utgang får transistoren TR3 til å slå på og i henhold til forklaringen tidligere gitt.

Ladekondensatorene for hvert sjette frekvensområde bestemmes med bryterbanken S1a. Disse kondensatorene må være ekstremt stabile og høye, slik som et tantal.

Selv om de er indikert som ensomme kondensatorer i diagrammet, kan disse gjøres opp ved hjelp av et par parallelle deler. Kondensator C5 er for eksempel bygget med en 39n og en 8n2, en samlet kapasitet på 47n2, mens C10 består av en 100p og en 5-65p trimmer.

PCB-oppsett

PCB-spordesignet og komponentoverlegget for den ovenfor viste frekvensmålerkretsen er vist i de følgende figurene

Enkel frekvensmåler ved bruk av IC 555

Den neste analoge frekvensmåleenheten er trolig den enkleste, men har en rimelig nøyaktig frekvensavlesning på den vedlagte måleren.

Måleren kan være den spesifiserte flytende spoletypen eller en digital måler satt på et 5 V DC-område

IC 555 er kablet som standard monostabil krets , hvis utgang PÅ-tid er festet gjennom R3, C2-komponentene.

For hver positive halvsyklus av inngangsfrekvensen slås den monostabile PÅ i den spesifikke tiden som bestemt av R3 / C2-elementene.

Delene R7, R8, C4, C5 ved utgangen til IC fungerer som stabilisator eller integrator for å gjøre det mulig for ON / OFF monostabile pulser å være rimelig stabil DC for måleren å lese den uten vibrasjoner.

Dette tillater også utgangen å produsere en gjennomsnittlig kontinuerlig likestrøm som er direkte proporsjonal med frekvenshastigheten til inngangspulsene matet ved bunnen av T1.

Imidlertid må den forhåndsinnstilte R3 justeres riktig for forskjellige frekvensområder slik at målerålen er ganske stabil og en økning eller reduksjon av inngangsfrekvensen forårsaker en proporsjonal avbøyning over det spesifikke området.