Basit Frekans Metre Devreleri - Analog Tasarımlar

Aşağıdaki basit analog frekans ölçer devreleri, sinüs dalgası veya kare dalga olabilen frekansları ölçmek için kullanılabilir. Optimum algılama ve ölçüm için ölçülecek giriş frekansı en az 25 mV RMS olmalıdır.

Tasarım, S1 seçici anahtarının ayarına bağlı olarak, 10 Hz'den maksimum 100 kHz'ye kadar nispeten geniş bir frekans ölçüm aralığı sağlar. S1a ile ilişkili 20 k önceden ayarlanmış ayarların her biri, istenildiği gibi, sayaç üzerinde diğer frekans tam ölçek sapması aralıklarını elde etmek için ayrı ayrı ayarlanabilir.

Bu frekans ölçer devresinin genel tüketimi yalnızca 10 mA'dır.

R1 ve C1 değerleri, kullanılan ilgili sayaçlarda tam ölçekli sapmaya karar verir ve devrede kullanılan metreye bağlı olarak seçilebilir. Değerler, aşağıdaki tablonun yardımıyla uygun şekilde sabitlenebilir:

Devre nasıl çalışır

Basit frekans ölçerin devre şemasına bakıldığında, giriş tarafındaki 3 BJT, IC SN74121'in girişini beslemek için düşük voltaj frekansını 5 V dikdörtgen dalgalara yükseltmek için voltaj amplifikatörü gibi çalışır.

IC SN74121, giriş frekansının, ortalama değeri doğrudan giriş sinyalinin frekansına bağlı olan doğru şekilde boyutlandırılmış tek vuruşlu darbeler halinde işlenmesine olanak tanıyan, Schmitt tetik girişlerine sahip tek kararlı bir çok titreştiricidir.

IC'nin çıkış pinindeki diyotlar ve R1, C1 ağı, monostabilin titreşimli çıkışını, değeri giriş sinyalinin frekansı ile doğru orantılı olan makul derecede kararlı bir DC'ye dönüştürmek için bir entegratör gibi çalışır.

Bu nedenle, giriş frekansı arttıkça, çıkış voltajının değeri de orantılı olarak yükselir ve bu, sayaçtaki karşılık gelen bir sapma ile yorumlanır ve frekansın doğrudan okunmasını sağlar.

S1 seçici anahtarla ilişkili R / C bileşenleri, tek kararlı tek adımlı AÇMA / KAPAMA zamanlamasını belirler ve bu da, sayaçta bir eşleşme aralığı ve minimum titreşim sağlamak için zamanlamanın en uygun olacağı aralığı belirler. metre iğnesi.

Anahtar Aralığı

• a = 10 Hz, 100 Hz'dir
• b = 100 Hz ila 1 kHz
• c = 1 kHz ila 10 kHz
• d = 10 kHz ila 100 kHz

Çok Aralıklı Doğru Frekans Ölçer Devresi

İlk Frekans Ölçer devre şemasının geliştirilmiş bir versiyonu yukarıdaki şekilde gösterilmektedir. TR1 giriş transistörü bir bağlantı kapısı FET ardından bir voltaj sınırlayıcı. Konsept, cihaza büyük bir giriş empedansı (bir megohm aralığında) ve aşırı yüke karşı güvenlik sağlar.

Anahtar bankası S1 b, pozitif ME1 sayaç terminalini S1a'da belirtilen 6 aralık konfigürasyonu için 'topraklanmış' tutar ve böylece Şekil 1'deki açıklamalarda belirtildiği gibi karşılık gelen aralık kondansatörü için deşarj yolunu sağlar. yer, metre ve önceden ayarlanmış bir direnç, VR1, Zener'ın D7 referans diyotunun etrafında değiştirilir.

Bu ön ayar, daha sonra o belirli referans seviyesi için doğru bir şekilde kalibre edilen bir tam ölçekli sapma sağlamak için kurulum sırasında ince ayar yapılır. Zener diyotları kendi başlarına% 5 tolerans sunduğu için bu önemlidir. Düzeltildiğinde, bu kalibrasyon nihayet bir kontrol paneli panelinden yönetilir potansiyometre Tüm frekans aralıkları için kontrol sağlayan VR2.

Giriş frekansının en yüksek genliği, f.e.t. kapı yaklaşık olarak ± 2.7V ile sınırlandırılmıştır. Zener diyotları D1 ve D2, topluca direnç R1 ile.

Giriş sinyalinin her iki polaritede bu değerden daha yüksek olması durumunda, ilgili Zener aşırı gerilimi topraklayarak 2,7 V'a sabitler. Kapasitör C1 belirli yüksek frekans kompanzasyonunu kolaylaştırır.

FET, bir kaynak izleyici gibi yapılandırılır ve kaynak yükü R4, giriş frekansının bir faz içi modu olarak çalışır. Transistör TR2, çıkışı daha önce sağlanan açıklamaya göre transistör TR3'ün açılmasına neden olan basit bir kare amplifikatör gibi işlev görür.

Her 6 frekans aralığı için şarj kapasitörleri, anahtar bankası S1a ile belirlenir. Bu kapasitörler son derece kararlı ve tantal gibi yüksek kalitede olmalıdır.

Diyagramda tek kapasitörler olarak belirtilmesine rağmen, bunlar birkaç paralel parça kullanılarak yapılabilir. Örneğin Kondansatör C5, toplam 47n2 kapasite olan 39n ve 8n2 kullanılarak üretilirken, C10 bir 100p ve bir 5-65p düzelticiden oluşur.

PCB Düzeni

Yukarıda gösterilen frekans ölçer devresi için PCB yol tasarımı ve bileşen kaplaması aşağıdaki şekillerde gösterilmektedir.

IC 555 Kullanan Basit Frekans Ölçer

Bir sonraki analog frekans ölçüm cihazı muhtemelen en basit olanıdır, ancak ekli ölçüm cihazında makul derecede doğru bir frekans okumasına sahiptir.

Sayaç, belirtilen hareketli bobin tipi veya 5 V DC aralığında ayarlanmış bir dijital sayaç olabilir.

IC 555 standart olarak kablolanmıştır tek kararlı devre , çıkış AÇIK zamanı R3, C2 bileşenleri aracılığıyla sabitlenir.

Giriş frekansının her pozitif yarım döngüsü için, tek kararlı, R3 / C2 elemanları tarafından belirlenen belirli bir süre boyunca AÇIK konuma gelir.

IC'nin çıkışındaki R7, R8, C4, C5 parçaları, AÇIK / KAPALI monostabil darbelerin sayacın titreşimsiz okuması için makul derecede kararlı DC olmasını sağlamak için dengeleyici veya entegratör gibi çalışır.

Bu aynı zamanda çıktının, T1'in tabanında beslenen giriş darbelerinin frekans oranıyla doğru orantılı olan ortalama bir sürekli Dc üretmesine de izin verir.

Bununla birlikte, önceden ayarlanmış R3, farklı frekans aralıkları için uygun şekilde ayarlanmalıdır, öyle ki, sayaç iğnesi oldukça kararlıdır ve giriş frekansındaki bir artış veya azalma, bu belirli aralık üzerinde orantılı bir sapmaya neden olur.