Прости схеми на честотомер - аналогови конструкции

Следните прости схеми на аналогови честотомери могат да се използват за измерване на честоти, които могат да бъдат или синусоидални, или квадратни вълни. Входната честота, която трябва да бъде измерена, трябва да бъде най-малко 25 mV RMS, за оптимално откриване и измерване.

Дизайнът улеснява относително широк диапазон на измерване на честотата, точно от 10 Hz до максимум 100 kHz, в зависимост от настройката на селекторния превключвател S1. Всяка от 20 k предварително зададени настройки, свързани със S1 a, може да бъде индивидуално коригирана за получаване на други диапазони на честотна деформация на измервателния уред по желание.

Общата консумация на тази верига на честотомера е само 10 mA.

Стойностите на R1 и C1 решават пълната деформация на скалата на съответните използвани измервателни уреди и могат да бъдат избрани в зависимост от измервателния уред, използван във веригата. Стойностите могат да бъдат фиксирани съответно с помощта на следната таблица:

Как работи веригата

Позовавайки се на схемата на простия честотомер, 3 BJT от входната страна работят като усилвател на напрежение за усилване на честотата на ниско напрежение в 5 V правоъгълни вълни, за да захранват входа на IC SN74121

IC SN74121 е моностабилен мултивибратор с входове на Schmitt-trigger, който позволява входната честота да бъде обработена в правилно оразмерени еднократни импулси, чиято средна стойност директно зависи от честотата на входния сигнал.

Диодите и мрежата R1, C1 на изходния щифт на интегралната схема работят като интегратор за преобразуване на вибрационната мощност на моностабилния в разумно стабилен постоянен ток, чиято стойност е пряко пропорционална на честотата на входния сигнал.

Следователно, с увеличаване на входната честота, стойността на изходното напрежение също се повишава пропорционално, което се интерпретира чрез съответно отклонение на измервателния уред и осигурява директно отчитане на честотата.

R / C компонентите, свързани със селекторния превключвател S1, определят моностабилното синхронизиране на еднократно включване / изключване и това от своя страна решава обхвата, за който времето става най-подходящо, за да се осигури съвпадение на обхвата на измервателния уред и минимални вибрации на метърна игла.

Обхват на превключвателя

• a = 10 Hz е 100 Hz
• b = 100 Hz до 1 kHz
• c = 1 khz до 10 kHz
• d = 10 kHz до 100 kHz

Токоизмервателна верига с точен честотен диапазон

Подобрена версия на първата схема на честотния измервателен уред е показана на горната фигура. Входният транзистор TR1 е a свързващ портал FET последвано от ограничител на напрежението. Концепцията позволява на инструмента с голям входен импеданс (от един мегаом диапазон) и безопасност срещу претоварване.

Банката за превключване S1 b просто държи положителния терминал на ME1 измервателния механизъм „заземен“ за 6-те конфигурации на диапазона, обозначени на S1 a, и по този начин осигурява пътя на изпускане за съответния кондензатор на обхвата, както е посочено в забележките към фиг. 1. Това се казва, на седмо място, измервателният уред и предварително зададеното съпротивление, VR1, се превключват около референтния диод D7 на Zener.

Тази предварителна настройка се променя по време на настройката, за да се осигури деформация на измервателния мащаб, която след това се калибрира точно за това конкретно референтно ниво. Това е важно, тъй като ценеровите диоди сами предлагат 5% толеранс. Когато е фиксирано, това калибриране накрая се управлява от панела на таблото потенциометър VR2, който осигурява контрол за всички честотни диапазони.

Най-голямата амплитуда на входната честота, поставена на f.e.t. портата е ограничена до приблизително ± 2.7V през Ценерови диоди D1 и D2, заедно с резистор R1.

В случай, че входният сигнал е по-висок от тази стойност и при двете полярности, съответният Zener ще основава излишното напрежение, стабилизирайки го до 2.7 V. Кондензатор C1 улеснява определена високочестотна компенсация.

FET е конфигуриран като последовател на източника и натоварването на източника R4 работи като режим на фаза на входната честота. Транзисторът TR2 функционира като директен квадратен усилвател, чийто изход кара транзисторът TR3 да се включи и съгласно обяснението, предоставено по-рано.

Кондензаторите за зареждане за всеки отделен 6 честотен диапазон се определят с превключвателя S1a. Тези кондензатори трябва да бъдат изключително стабилни и висококачествени като тантал.

Въпреки че са посочени като единични кондензатори в диаграмата, те могат да бъдат направени с помощта на няколко паралелни части. Кондензаторът C5 например е изграден с помощта на 39n и 8n2, общ капацитет 47n2, докато C10 се състои от тример 100p и 5-65p.

Оформление на печатни платки

Дизайнът на печатната платка и наслагването на компонентите за показаната по-горе верига на честотомера са показани на следващите фигури

Прост честотомер с помощта на IC 555

Следващото аналогово устройство за измерване на честота е може би най-простото, но разполага с достатъчно точно отчитане на честотата на прикрепения измервателен уред.

Измервателният уред може да бъде от посочения тип движеща се бобина или цифров измервателен уред, настроен на 5 V DC обхват

IC 555 е окабелен като стандарт моностабилна верига , чието изходно време за включване е фиксирано чрез компонентите R3, C2.

За всеки положителен полуцикъл на входната честота, моностабилният се включва за конкретния период от време, определен от елементите R3 / C2.

Частите R7, R8, C4, C5 на изхода на интегралната схема работят като стабилизатор или интегратор, за да позволят ON / OFF моностабилните импулси да бъдат сравнително стабилни DC за измервателния уред, за да го отчете без вибрации.

Това също така позволява на изхода да генерира средно непрекъснато DC, което е право пропорционално на честотата на входните импулси, подавани в основата на T1.

Предварително зададената R3 обаче трябва да бъде правилно регулирана за различни честотни диапазони, така че иглата на измервателния уред да е доста стабилна и увеличаването или намаляването на входната честота да причинява пропорционално количество отклонение в този специфичен диапазон.