Paprastos dažnio matuoklio grandinės - analoginiai dizainai

Šios paprastos analoginio dažnio matuoklio grandinės gali būti naudojamos matuojant dažnius, kurie gali būti sinusinės arba kvadratinės. Norint optimaliai aptikti ir matuoti, matuojamas įvesties dažnis turi būti ne mažesnis kaip 25 mV RMS.

Konstrukcija palengvina gana platų dažnio matavimo diapazoną, nuo 10 Hz iki 100 kHz, priklausomai nuo pasirinkimo jungiklio S1 nustatymo. Kiekvieną iš 20 k iš anksto nustatytą nustatymą, susietą su S1 a, galima atskirai sureguliuoti, kad būtų gauti kiti dažnio diapazonai, kai matuoklis yra visiškai nuskaitytas.

Bendras šios dažnio matuoklio grandinės suvartojimas yra tik 10 mA.

R1 ir C1 reikšmės nulemia atitinkamų naudojamų skaitiklių visos skalės įlinkį, ir jas galima pasirinkti atsižvelgiant į grandinėje naudojamą skaitiklį. Reikšmes galima atitinkamai nustatyti naudojant šią lentelę:

Kaip veikia grandinė

Remiantis paprasto dažnio matuoklio schema, 3 BJT įėjimo pusėje veikia kaip įtampos stiprintuvas, skirtas žemos įtampos dažniui stiprinti į 5 V stačiakampes bangas, kad maitintų IC SN74121 įvestį.

„IC SN74121“ yra monostabilus multivibratorius su „Schmitt“ paleidimo įėjimais, leidžiantis apdoroti įėjimo dažnį į teisingo dydžio vieno kadro impulsus, kurių vidutinė vertė tiesiogiai priklauso nuo įvesties signalo dažnio.

Diodai ir R1, C1 tinklas IC išvesties kaiščiuje veikia kaip integratorius monostabiliojo vibruojančiam išėjimui paversti pakankamai stabilia nuolatine srove, kurios vertė yra tiesiogiai proporcinga įvesties signalo dažniui.

Taigi, didėjant įėjimo dažniui, išėjimo įtampos vertė taip pat didėja proporcingai, kurią aiškina atitinkama skaitiklio įlinkis ir kuri suteikia tiesioginį dažnio nuskaitymą.

R / C komponentai, susieti su S1 selektoriaus jungikliu, nustato monostabilų vieno kadro įjungimo / išjungimo laiką, o tai savo ruožtu nusprendžia diapazoną, kuriam laikas tampa tinkamiausias, kad būtų užtikrintas skaitiklio atitikimo diapazonas ir minimali vibracija. metro adata.

Jungiklio diapazonas

• a = 10 Hz yra 100 Hz
• b = nuo 100 Hz iki 1 kHz
• c = nuo 1 khz iki 10 kHz
• d = 10–100 kHz

Kelių diapazonų tiksli dažnio matuoklio grandinė

Patobulinta pirmojo dažnio matuoklio grandinės schemos versija rodoma aukščiau pateiktame paveikslėlyje. TR1 įėjimo tranzistorius yra a sankryžos-vartų FET po kurio eina įtampos ribotuvas. Koncepcija leidžia instrumentui turėti didelę įėjimo impedanciją (vieno megohmo diapazoną) ir saugą nuo perkrovos.

Jungiklio blokas S1 b paprasčiausiai palaiko teigiamą ME1 skaitiklio gnybtą, „įžemintą“ 6 diapazono konfigūracijoms, nurodytoms S1 a, ir tiekia atitinkamo nuotolio kondensatoriaus išleidimo kelią, kaip nurodyta 1 pav. Pastabose. Tai sakant, septintame vieta, skaitiklis ir iš anksto nustatytas pasipriešinimas VR1 yra perjungiami aplink D7 etaloninį „Zener“ diodą.

Šis išankstinis nustatymas sureguliuojamas nustatant, kad būtų sukurtas skaitiklio visos skalės įlinkis, kuris tada tiksliai sukalibruojamas pagal tą konkretų atskaitos lygį. Tai svarbu, nes „Zener“ diodai patys siūlo 5% toleranciją. Ištaisytas šis kalibravimas galiausiai valdomas iš prietaisų skydelio skydelio potenciometras VR2, kuris užtikrina visų dažnių diapazonų valdymą.

Didžiausia įvesties dažnio amplitudė, padėta f.e.t. vartai yra apriboti maždaug ± 2,7 V per „Zener“ diodai D1 ir D2 kartu su rezistoriumi R1.

Jei įvesties signalas yra didesnis už šią vertę abiejų poliškumų atžvilgiu, atitinkamas „Zener“ įtvirtins įtampos perteklių, stabilizuodamas jį iki 2,7 V. Kondensatorius C1 palengvina tam tikrą aukšto dažnio kompensavimą.

FET yra sukonfigūruotas kaip šaltinio sekėjas, o šaltinio apkrova R4 veikia kaip įvesties dažnio fazinis režimas. Transistorius TR2 veikia kaip paprastas kvadratinis stiprintuvas, kurio išvestis sukelia tranzistoriaus TR3 įsijungimą ir veikimą pagal anksčiau pateiktą paaiškinimą.

Kiekvieno 6 dažnio diapazono įkrovimo kondensatoriai nustatomi jungiklio banku S1a. Šie kondensatoriai turi būti ypač stabilūs ir aukštos kokybės, pavyzdžiui, tantalas.

Nors diagramoje jie nurodyti kaip pavieniai kondensatoriai, juos galima sudaryti iš kelių lygiagrečių dalių. Pavyzdžiui, kondensatorius C5 yra pastatytas naudojant 39n ir 8n2, kurių bendras pajėgumas yra 47n2, o C10 susideda iš 100p ir 5-65p žoliapjovės.

PCB išdėstymas

PCB bėgių konstrukcija ir komponentų perdanga aukščiau nurodytai dažnio matuoklio grandinei parodyta toliau pateiktuose paveiksluose

Paprastas dažnio matuoklis naudojant IC 555

Kitas analoginis dažnio matavimo prietaisas yra bene paprasčiausias, tačiau pridedamo skaitiklio dažnio rodmenys yra pakankamai tikslūs.

Skaitiklis gali būti nurodytas judančios ritės tipas arba skaitmeninis skaitiklis, nustatytas 5 V nuolatinės srovės diapazone

„IC 555“ yra standartinis laidas monostabili grandinė , kurio išėjimo įjungimo laikas yra fiksuojamas per R3, C2 komponentus.

Kiekvienam teigiamam įėjimo dažnio pusei monostabilus įsijungia tam tikrą laiką, nustatytą R3 / C2 elementais.

IC išvestyje esančios dalys R7, R8, C4, C5 veikia kaip stabilizatorius ar integratorius, kad įjungimo / išjungimo impulsai būtų pakankamai stabilūs, kad skaitiklis galėtų nuskaityti be vibracijos.

Tai taip pat leidžia išėjimui gauti vidutinį nuolatinį nuolatinės srovės santykį, kuris yra tiesiogiai proporcingas T1 bazėje tiekiamų įvesties impulsų dažnio greičiui.

Tačiau iš anksto nustatytas R3 turi būti tinkamai sureguliuotas atsižvelgiant į skirtingus dažnių diapazonus, kad matuoklio adata būtų gana stabili, o padidėjus ar sumažinus įvesties dažnį, būtų proporcingai nukreipiama per tą konkretų diapazoną.