Els següents circuits simples de mesurador de freqüència analògica es poden utilitzar per mesurar freqüències que poden ser d'ona sinusoïdal o d'ona quadrada. La freqüència d'entrada que s'ha de mesurar ha de ser d'almenys 25 mV RMS, per a una detecció i mesura òptimes.
El disseny facilita un rang relativament ampli de mesura de freqüència, des de 10 Hz fins a un màxim de 100 kHz, depenent de la configuració del selector S1. Cadascuna de les configuracions predefinides de 20 k associades a S1 a es pot ajustar individualment per obtenir altres rangs de deflexió a escala completa de freqüència al comptador, segons es desitgi.
El consum global d’aquest circuit de mesurador de freqüència és de només 10 mA.
Els valors de R1 i C1 decideixen la deflexió a escala completa dels mesuradors rellevants utilitzats i es podrien seleccionar en funció del mesurador emprat al circuit. Els valors es podrien fixar en conseqüència amb l'ajut de la taula següent:
Com funciona el circuit
En referència al diagrama del circuit del mesurador de freqüència simple, 3 BJT al costat d’entrada funcionen com un amplificador de tensió per amplificar la freqüència de baixa tensió en ones rectangulars de 5 V, per alimentar l’entrada de l’IC SN74121
L'IC SN74121 és un multivibrador monoestable amb entrades de disparador Schmitt, que permet processar la freqüència d'entrada en polsos d'un sol cop dimensionats correctament, el valor mitjà dels quals depèn directament de la freqüència del senyal d'entrada.
Els díodes i la xarxa R1, C1 al pin de sortida de l’IC funcionen com un integrador per convertir la sortida vibrant del monoestable en una CC raonablement estable el valor del qual és directament proporcional a la freqüència del senyal d’entrada.
Per tant, a mesura que augmenta la freqüència d’entrada, el valor de la tensió de sortida també augmenta proporcionalment, cosa que s’interpreta mitjançant una deflexió corresponent al comptador i proporciona una lectura directa de la freqüència.
Els components R / C associats amb el commutador selector S1 determinen la sincronització monoestable ON / OFF i, al seu torn, decideix el rang per al qual el temps es fa més adequat, per assegurar un rang coincident al comptador i una vibració mínima al agulla del metre.
Interruptor de rang
- a = 10 Hz és 100 Hz
- b = 100 Hz a 1 kHz
- c = 1 kHz a 10 kHz
- d = 10 kHz a 100 kHz
Circuit de mesurador de freqüència precís de diversos rangs
A la figura anterior es mostra una versió millorada del primer diagrama de circuits del mesurador de freqüència. El transistor d'entrada TR1 és un porta de connexió FET seguit d’un limitador de tensió. El concepte permet a l’instrument amb una impedància d’entrada gran (d’un rang de megohm) i seguretat contra sobrecàrregues.
El banc de commutació S1 b simplement manté el terminal del comptador ME1 positiu 'a terra' per a les configuracions de 6 rangs designades a S1 a i, per tant, subministra el recorregut de descàrrega del condensador de rang corresponent tal com es descriu a les observacions de la figura 1. Dit això, a la setena lloc, el mesurador i una resistència predeterminada, VR1, es canvien al voltant del díode de referència D7 de Zener.
Aquesta configuració predeterminada es modifica durant la configuració per proporcionar una deflexió a escala completa del mesurador que després es calibra amb precisió per a aquest nivell de referència específic. Això és important, ja que els díodes Zener per si mateixos ofereixen una tolerància del 5%. Quan es corregeix, aquest calibratge es governa finalment des d’un tauler de control potenciòmetre VR2 que proporciona el control de tots els rangs de freqüència.
La màxima amplitud de la freqüència d’entrada col·locada a la f.e.t. la porta està restringida a aproximadament ± 2,7 V a través del Diodos Zener D1 i D2, col·lectivament amb la resistència R1.
En el cas que el senyal d'entrada sigui superior a aquest valor en ambdues polaritats, el Zener respectiu basarà l'excés de tensió estabilitzant-lo a 2,7 V. El condensador C1 facilita una certa compensació d'alta freqüència.
El FET es configura com un seguidor de la font i la càrrega de la font R4 funciona com un mode en fase de la freqüència d'entrada. El transistor TR2 funciona com un amplificador de quadratura senzill la sortida del qual provoca que el transistor TR3 s'encengui i s'acabi segons l'explicació proporcionada anteriorment.
Els condensadors de càrrega per a cada 6 rangs de freqüència es determinen amb el banc de commutadors S1a. Aquests condensadors han de ser extremadament estables i de gran qualitat, com ara un tàntal.
Encara que s’indiquen com a condensadors solitaris al diagrama, es podrien formar mitjançant un parell de parts paral·leles. El condensador C5, per exemple, es construeix amb un 39n i un 8n2, amb una capacitat total de 47n2, mentre que el C10 consta d’un tallador de 100p i un de 5-65p.
Disseny de PCB
El disseny de la pista de PCB i la superposició de components per al circuit del mesurador de freqüència mostrat anteriorment es mostren a les figures següents
Mesurador de freqüència simple amb IC 555
El següent dispositiu de mesura de freqüència analògica és probablement el més senzill, però presenta una lectura de freqüència raonablement precisa al comptador adjunt.
El mesurador podria ser el tipus de bobina mòbil especificat o un mesurador digital configurat en un rang de 5 V CC
L'IC 555 està cablejat de sèrie circuit monoestable , el temps de sortida de la qual es fixa a través dels components R3, C2.
Per a cada mig cicle positiu de la freqüència d'entrada, el monoestable s'activa durant el temps específic determinat pels elements R3 / C2.
Les parts R7, R8, C4, C5 a la sortida de l’IC funcionen com estabilitzador o integrador per permetre que els polsos monoestables ON / OFF siguin raonablement estables de CC perquè el mesurador el llegeixi sense vibracions.
Això també permet que la sortida produeixi una mitjana de CC continu que sigui directament proporcional a la velocitat de freqüència dels impulsos d’entrada alimentats a la base de T1.
No obstant això, el valor predefinit R3 s'ha d'ajustar adequadament per a diferents rangs de freqüències, de manera que l'agulla del mesurador sigui bastant estable i un augment o disminució de la freqüència d'entrada provoca una quantitat proporcional de deflexió sobre aquest rang específic.
Anterior: Circuit intermitent de l'indicador de gir del cotxe d'estat sòlid de 3 pins - Transistoritzat Següent: Circuit automàtic de porta mitjançant PIR - Porta sense tacte
