Enostavna vezja frekvenčnega merilnika - analogni modeli

Naslednja enostavna analogna vezja frekvenčnih merilnikov se lahko uporabljajo za merjenje frekvenc, ki so lahko sinusni ali kvadratni. Vhodna frekvenca, ki jo je treba izmeriti, mora biti najmanj 25 mV RMS, za optimalno zaznavanje in merjenje.

Zasnova omogoča razmeroma širok obseg merjenja frekvence, od 10 Hz do največ 100 kHz, odvisno od nastavitve izbirnega stikala S1. Vsako od 20 k prednastavljenih nastavitev, povezanih s S1 a, je mogoče individualno prilagoditi tako, da se na merilniku po želji dobijo druga območja frekvence celotne skale.

Skupna poraba tega vezja frekvenčnega merilnika je le 10 mA.

Vrednosti R1 in C1 določajo odklon celotne skale na ustreznih uporabljenih števcih in jih je mogoče izbrati glede na števec, ki je uporabljen v tokokrogu. Vrednosti bi lahko ustrezno določili s pomočjo naslednje tabele:

Kako vezje deluje

Sklicujoč se na vezje preprostega merilnika frekvence, 3 BJT na vhodni strani delujejo kot ojačevalnik napetosti za ojačanje nizkonapetostne frekvence v 5 V pravokotne valove, da napajajo vhod IC SN74121

IC SN74121 je monostabilen multivibrator z Schmitt-sprožilnimi vhodi, ki omogoča obdelavo vhodne frekvence v pravilno dimenzionirane enokrake impulze, katerih povprečna vrednost je neposredno odvisna od frekvence vhodnega signala.

Diode in omrežje R1, C1 na izhodnem zatiču IC delujejo kot integrator za pretvorbo vibrirajočega izhoda monostabilnega v razumno stabilen enosmerni tok, katerega vrednost je neposredno sorazmerna s frekvenco vhodnega signala.

Z naraščanjem vhodne frekvence torej tudi vrednost izhodne napetosti sorazmerno narašča, kar se razlaga z ustreznim odklonom na števcu in zagotavlja neposredno odčitavanje frekvence.

Komponente R / C, povezane s stikalom za izbiro S1, določajo monostabilno časovno vklop / izklop ON-OFF, to pa določa obseg, za katerega je čas najbolj primeren, da se zagotovi ujemanje območja na števcu in minimalne vibracije na metrska igla.

Razpon stikala

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

Vezje točnih frekvenčnih merilnikov

Izboljšana različica prvega vezja frekvenčnega merilnika je prikazana na zgornji sliki. Vhodni tranzistor TR1 je a križišče-FET čemur sledi omejevalnik napetosti. Koncept omogoča instrument z veliko vhodno impedanco (enega megohma) in varnostjo pred preobremenitvijo.

Preklopni sklop S1 b preprosto drži pozitivni terminal ME1 merilnika 'ozemljen' za 6 konfiguracij območja, označenih na S1 a, in tako oskrbuje izpustno pot ustreznega kondenzatorja območja, kot je opisano v opombah k sliki 1. Sedmič mesto, merilnik in prednastavljeni upor, VR1, se preklopijo okoli referenčne diode D7 Zenerja.

Ta prednastavitev se med nastavitvijo prilagodi, da zagotovi odklon merila v celotnem merilu, ki se nato natančno umeri za določeno referenčno raven. To je pomembno, saj Zenerjeve diode same ponujajo 5% tolerance. Ko je kalibracija fiksna, se končno upravlja s plošče armaturne plošče potenciometer VR2, ki zagotavlja nadzor za vsa frekvenčna območja.

Najvišja amplituda vhodne frekvence, nameščene na f.e.t. Vrata so omejena na približno ± 2,7 V skozi Zener diode D1 in D2, skupaj z uporom R1.

V primeru, da je vhodni signal v obeh polarnostih višji od te vrednosti, bo ustrezni Zener utemeljil presežek napetosti, ki ga bo stabiliziral na 2,7 V. Kondenzator C1 omogoča določeno visokofrekvenčno kompenzacijo.

FET je konfiguriran kot sledilnik vira in obremenitev vira R4 deluje kot fazni način vhodne frekvence. Tranzistor TR2 deluje kot enostaven kvadratni ojačevalnik, katerega izhod povzroči, da se tranzistor TR3 vklopi in v skladu s predhodno razloženo razlago.

Polnilni kondenzatorji za vsakih 6 frekvenčnih območij se določijo s stikalno ploščo S1a. Ti kondenzatorji morajo biti izjemno stabilni in visokokakovostni, na primer tantal.

Čeprav so na diagramu navedeni kot samotni kondenzatorji, jih je mogoče sestaviti iz nekaj vzporednih delov. Kondenzator C5 je na primer zgrajen z 39n in 8n2 s skupno zmogljivostjo 47n2, medtem ko je C10 sestavljen iz obrezovalnika 100p in 5-65p.

Postavitev PCB

Zasnova proge PCB in prekrivni element za zgoraj prikazano vezje frekvenčnega merilnika je prikazan na naslednjih slikah

Preprost merilnik frekvence z uporabo IC 555

Naslednja analogna naprava za merjenje frekvence je verjetno najpreprostejša, a ima razmeroma natančen odčitek frekvence na priloženem merilniku.

Števec je lahko določene vrste gibljive tuljave ali digitalni števec, nastavljen na 5 V DC

IC 555 je standardno ožičen monostabilno vezje , katerega izhodni čas vklopa je določen s komponentami R3, C2.

Za vsak pozitivni polkrog vhodne frekvence se monostabilno vklopi za določen čas, kot ga določajo elementi R3 / C2.

Deli R7, R8, C4, C5 na izhodu IC delujejo kot stabilizator ali integrator, da omogočijo monostabilne impulze za vklop / izklop, da so razmeroma stabilni enosmerni tok, da ga števec odčita brez vibracij.

To tudi omogoča, da izhod ustvari povprečno neprekinjeno napetost DC, ki je neposredno sorazmerna s frekvenčno frekvenco vhodnih impulzov, napajanih na dnu T1.

Vendar je treba prednastavljeno R3 pravilno prilagoditi za različne frekvenčne razpone, tako da je igla merilnika dokaj stabilna in povečanje ali zmanjšanje vhodne frekvence povzroči sorazmerno količino deformacije v tem določenem območju.