Электронно счетные частотомеры: Частотомеры цифровые (электронно счетные) Pendulum, CNT купить в Москве в интернет-магазине NEOKIP

Частотомеры, стандарты частоты и компараторы

Частотомеры, стандарты частоты и компараторы

В нашем магазине вы можете купить частотомеры, компараторы и стандарты частоты самых разных отечественных и мировых производителей по рекомендуемым ценам. Все оборудование поставляется напрямую с заводов-изготовителей и комплектуется всеми необходимыми аксессуарами и документацией (включая гарантию). Гарантийное и сервисное обслуживание оборудования выполняется в нашем центре техобслуживания в Москве. За подробными консультациями обращайтесь по телефонам, указанным на нашем веб-сайте.

Частотомеры – это современные приборы для измерения (определения) циклического процесса (гармонических частот, составляющих спектра сигналов). Компараторы – устройство для сравнения непрерывно изменяющихся сигналов. Стандарты частоты – источники электромагнитных сигналов с высоким показателем стабильности, которые могут использоваться как вторичные или рабочие эталоны в метрологических измерениях.

Классификация частотомеров

• По методу измерения: устройства непосредственной оценки (аналоговые), оборудование сравнения (электронно-счетные, гетеродинные, резонансные частотомеры).
• По физической сути величин измерений. Аналоговые устройства для измерения частоты синусоидальных колебаний. Вибрационные, гетеродинные и резонансные частотомеры, предназначенные для измерений частот гармонических компонентов. Электронно-счетные, конденсаторные приборы для фиксации дискретных частот (частот событий).
• По исполнению в конструкции: щитовые, стационарные, переносные.

Классификация частотомеров по области применения

• Электроизмерительные частотомеры. Среди них – стрелочные аналоговые и вибрационные частотомеры различных систем, а также отчасти аналоговые конденсаторные и электронно-счетные устройства.
• Радиоизмерительные частотомеры. Среди них – частотомеры ЭСЧ, а также резонансные, гетеродинные и конденсаторные приборы. Самые распространенные – электронно-счетные (ЭСЧ) цифровые частотомеры, принцип работы которых основывается на подсчете количества импульсов, сформированных входящими цепями из периодических сигналов произвольной формы, воспринимаемых за определенный временной интервал. Интервал измерения по времени задается при помощи вычисления импульсов, исходящих из внутреннего кварцевого ЭСЧ-генератора или же из внешнего источника (это может быть, к примеру, стандарт частоты). Следовательно, точность сравнительных измерений, полученных с помощью частотомера, напрямую зависит от точности эталонной частоты. Эта разновидность частотомеров востребована благодаря своей высокой точности и универсальности, а также благодаря большой широте частотного диапазона (от минимальных долей Гц до нескольких десятков МГц). Также диапазон в этих приборах может быть еще увеличен до десятков ГГц благодаря использованию дополнительных блоков-переносчиков и делителей частоты.

Кроме того, практически все эти устройства позволяют фиксировать время следования и периоды времени между импульсами, а также частотные соотношения.

Поверка частотомера Ч3-85/4 — Реестр 56478-14 — Методика поверки — Свидетельство об утверждении –РЦСМ

Частотомеры электронно-счетные Ч3-85/4, Ч3-85/5, Ч3-85/6 (далее частотомеры) предназначены для измерения частоты, периода, отношения частот непрерывных синусоидальных или импульсных сигналов, а в моделях Ч3-85/5, Ч3-85/6 дополнительно временного интервала, фазового сдвига между сигналами, длительности, коэффициента заполнения и количества импульсов. Поверка частотомера Ч3-85/4 осуществляется в аккредитованной лаборатории РЦСМ и занимает от 1 до 5 дней.

Поверка частотомера Ч3-85/4

Электронно-счетные частотомеры Ч3-85/4, Ч3-85/5, Ч3-85/6 построены на сверхбольших интегральных схемах и технологии ПЛИС. Частотомеры Ч3-85/5 и Ч3-85/6 имеют функции измерения частоты, периода, временного интервала, длительности импульса, коэффициента заполнения, количества импульсов, разности фаз, отношения частот. Частотомеры Ч3-85/4 не имеют функций измерения временного интервала, длительности импульса, коэффициента заполнения, количества импульсов, разности фаз. При выполнении частотных измерений по каналу 1 обеспечивается статистическая обработка результата измерения: среднее, минимальное, максимальное и относительное значения, СКО, девиация Аллана. Частотомеры имеют встроенный кварцевый генератор с тактовой частотой 10 МГ ц, а также вход для подключения внешнего источника тактовой частоты 5 МГц или 10 МГц. Приборы имеют перестраиваемый измерительный частотный диапазон, малые размеры, простую систему управления.

Три модификации (модели) частотомеров различаются числом разрядов индикатора, опциями расширения частотного диапазона и измерительными функциями.

Особенности частотомера электронно-счётного Ч3-85/4:

• Диапазон измерений: 1 мГц … 200 МГц (Опции: до 3 / 6,5 / 12,4 / 16 ГГц)
• Измерение частоты, периода, временного интервала, отношения частот, фазового сдвига между сигналами, длительности и скважности, времени нарастания/ спада, счет импульсов
• Стандартное число каналов (до 200 МГц): 1 изм. вход
• Вх. внешней опорной частоты (5 / 10 МГц), выход внутр. ОГ (10 МГц)
• Погрешность опорного источника: 2×10^-7 /год, опции: 5×10^-8, 5×10^-10
• Статистика для частотных измерений (среднее, минимум, максимум, относительные значения (PPM), СКО, девиация Аллана)
• Автоматический допусковый контроль для частотных измерений (верхний/ нижний порог – 2 режима индикации)
• Макс. разрешение индикатора: 12 разрядов
• Память: 20 профилей настроек (запись/вызов)
• Фильтр НЧ, вх. аттенюатор (1х, 10х), допуск на ЧМ (25%)
• Интерфейсы USB, RS-232 (стандартно), GPIB (опция)

Частотомер. Назначение, применение, классификация.

Для фиксации частоты используют частотомер, это специальный электроизмерительный прибор, использующиеся для фиксации частоты периодического процесса либо частот гармонических составляющих спектра сигнала.

Одним из основных параметров периодических и пульсирующих токов выступает частота, определяющая количество периодических колебаний за полный цикл и являющая основной характеристикой системы единиц СИ. Потребность в точном определении частоты возникает в различных сферах научной и практической деятельности, особое значение её определение имеет в электротехнике, радиоэлектронике, телекоммуникациях и пр.

   Частотомер

В настоящее время возможно измерение частоты с помощью множества приборов:

• это и мультиметр
• и генератор со встроенным частотомерам
• и осциллограф

Специализированным же приборам, осуществляющим частотно-временные измерения, являются частотомер.

Классификация частотомеров

Частотомеры подразделяются в зависимости от следующих параметров:

По методу измерения:

• частотомеры непосредственной оценки (к примеру, аналоговые)
• частотомеры сравнения (гетеродинные, резонансные, электронно-счетные)

По физическому смыслу измеряемой величины,частотомеры предназначены:

• для измерения синусоидальных колебаний (аналоговые)
• измерения частот гармонических составляющих (резонансные, гетеродинные, вибрационные)
• для измерения дискретных событий (конденсаторные, электронно-счетные)

По конструктивному исполнению их делят на:

• щитовые
• переносные
• стационарные

По области применения:

• электроизмерительные (частотомеры аналоговые стрелочные, резонансные, а также частично – частотомеры конденсаторные и электронно-счетные)
• радиоизмерительные (частотомеры гетеродинные, резонансные, конденсаторные, электронно-счетные)

Что чем меряют, какие частотомеры, для чего?

С помощью резонансных частотомеров, вкупе с преобразователями механических колебаний в электрические, обычно измеряется частота механических колебаний.

Посредством электромеханических, электродинамических, электронных, электромагнитных, магнитоэлектрических частотомеров измеряется частота электрических колебаний.

Посредством электронных частотомеров (резонансные, гетеродинные, цифровые и др.) измеряется частота электромагнитных колебаний в диапазоне радиочастот и СВЧ.

В основе действия резонансного частотомера – сравнение частоты, измеряемой с частотой собственных колебаний электрического контура (либо резонатора СВЧ), который настраивается в резонанс с измеряемой частотой. В частотомерах гетеродинных производится сравнение измеряемой величины с известной частотой (либо ее гармониками) гетеродина (образцового генератора). Принцип действия цифровых частотомеров – в подсчете за определенный промежуток времени числа периодов измеряемых колебаний.

При добавлении к электронно-счетному частотомеру соответствующих приставок возможно измерение практически любых электрических величин (напряжения, тока, сопротивления, емкости, индуктивности и др.).

Нормируемые характеристики

Основными нормируемыми характеристиками частотомеров являются:

• диапазон измеряемых частот
• чувствительность
• допустимая погрешность измерения
• для электронно-счетных – нестабильность частоты кварцевого генератора

Нормативно-техническая документация

ГОСТ 8.567-99 ГСИ. Измерения времени и частоты. Термины и определения
ГОСТ 7590-93 Приборы аналоговые показывающие электроизмерительные прямого действия и вспомогательные части к ним. Часть 4. Особые требования к частотомерам
ГОСТ 7590-78 Приборы электроизмерительные для измерения частоты аналоговые показывающие. Общие технические условия
ГОСТ 22335-85 Частотомеры электронно-счетные. Технические требования, методы испытаний
ГОСТ 22261-94 Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия
ГОСТ 8.422-81 ГСИ. Частотомеры. Методы и средства поверки
ГОСТ 12692-67 Измерители частоты резонансные. Методы и средства поверки
ОСТ 11-272.000-80 Частотомеры резонансные. Основные параметры
МИ 1835-88 Частотомеры электронно-счетные. Методика поверки

Видео

Будем рады, если подпишетесь на наш Блог!

[wysija_form id=»1″]

Частотомеры Электронно-Счетные

Выберите категорию:

Все
Инструмент

» Пневматический инструмент

» Ключи моментальные предельные с трещоточным механизмом

» Набор инструментов

» Электрогидравлические аккумуляторные прессы

» Электрогидравлические аккумуляторные кабелерезы

» Электрогидравлические аккумуляторные универсальные инструменты

» Ручные гидравлические пресс-инструменты и кабелерезы

Маркировка

» Портативные принтеры этикеток

» Принтеры этикеток

» Принтеры для визуализации и печати знаков в промбезопасности

» Принтеры-аппликаторы и дополнительное оборудование

Контрольно-измерительное оборудование

» pH-метры

» Автотрансформаторы (Латры)

» Алкотестеры

» Анализаторы спектра, цепей и электромагнитного поля

» Анемометры цифровые

» Аппараты испытательные

» Весы цифровые

» Виброметры цифровые

» Влагомеры цифровые

» Вольтметры стрелочные (Милливольтметры)

» Вольтметры универсальные цифровые

» Генераторы сигналов

» Дальномеры цифровые

» Детекторы утечки газа

» Дозиметры, радиометры

» Измерители иммитанса

» Измерители Мощности (Ваттметры Поглощаемой Мощности)

» Измерители нелинейных искажений

» Измерители параметров освещенности

» Измерители параметров полупроводниковых приборов

» Измерители сопротивления

» Измерители Сопротивления Заземления

» Измерители Тока Утечки

» Испытательное оборудование

» Источники Питания Лабораторные

» Киловольтметры

» Комплекты Измерительные

» Лабораторные Приборы

» Магазины, Мосты, Меры Сопротивления И Индуктивности

» Манометры Цифровые

» Многофункциональное Оборудование

» Осциллографы Универсальные

» Осциллографы Цифровые Запоминающие

» Осциллографы-Мультиметры Портативные

» Пирометры (Инфракрасные Термометры)

» Поисковое Оборудование

» Реостаты Сопротивления Ползунковые

» Тахометры Цифровые

» Твердомеры Цифровые

» Тепловизоры

» Термометры цифровые

» Тесламетры

» Толщиномеры Цифровые

» Частотомеры Электронно-Счетные

» Шумомеры Цифровые

» Щитовые Приборы

» Установки Высоковольтные Испытательные Пробойные

» Установки Высоковольтные Измерительные

» Установки Бюджетные Пробойные

Промышленная безопасность

» Сорбенты для обслуживания и ремонта

» Сорбенты для масел и нефтепродуктов

» Сорбенты для химических субстанций

» Re-Form — новые экологически чистые сорбирующие материалы

» Комплекты сорбентов

» Аксессуары для удержания проливов

» Локализация аварийных проливов

» Сыпучие сорбенты

Частотомеры: назначение, применение, классификация

Одним из основных параметров периодических и пульсирующих токов выступает частота, определяющая количество периодических колебаний за полный цикл и являющая основной характеристикой системы единиц СИ. Потребность в точном определении частоты возникает в различных сферах научной и практической деятельности, особое значение её определение имеет в электротехнике, радиоэлектронике, телекоммуникациях и пр.

Для фиксации частоты используют частотомеры – это специальные электроизмерительные приборы, использующиеся для фиксации частоты периододического процесса либо частот гармонических составляющих спектра сигнала.

Классификация приборов

Исходя из метода измерений, приборы бывают непосредственной оценки (аналоговые) и устройства сравнения (гетеродинные, электронно-счетные).

В целях определения частоты источников питания радиоустройств используют:

• электромагнитные;
• электро- и ферродинамические, использующие метод сопоставления с некой измерительной шкалой;
• камертонные приборы.

Такие устройства характеризуются узкими пределами измерений, стандартно в диапазоне +-10% одной из стандартного ряда частот 25, 50, 60, 100, 150, 200, 300, 400, 430, 500, 800, 1000, 1500 и 2400 Гц, и функционируют при номиналах напряжения 36, 110, 127, 220, 380 В.

Для подсчета предельно низких частот (менее 5 Гц) используют магнитоэлектрические приборы в комплекте с секундомером. Для этого путем подсчета количества периодов колебаний за определенный временной промежуток, проводится полное измерение.

Измерение низких частот производиться методом вольтметра, мостовым методом, а также способами сопоставления с фиксированной частотой с помощью акустических биений, электроннолучевого осциллографа и пр.

В широком пределе подсчета высоких и низких частот функционируют устройства, использующие метод разряда — подзаряда конденсатора, метод дискретного счёта.

Для фиксации высоких, сверхвысоких частот (от 50 кГц и выше) используются устройства, применяющие резонансный, гетеродинной методы.

Для оценки колебаний радиочастот применяют частотомеры волнового типа. К ним относятся резонансные, цифровые, и названные выше гетеродинные частотомеры. Перечисленные устройства также функционируют, основываясь на сравнительном методе подсчета колебаний.

Для анализа формы колебаний, отличной от синусоидальной, как правило, используют измерение основной гармоники таких колебаний. В случае потребности анализа частотного состава колебания используют специальный сложные устройства — анализаторы спектра частот.

Помимо этого, все частотомеры условно разделяют на аналоговые и цифровые приборы. Для первого вариант измеренные сведения указываются стандартным «шкально-стрелочным» методом, а во втором – посредством цифрового дисплея.

По конструктивному исполнению их делят на:

• щитовые;
• переносные;
• стационарные.

Лабораторная работа по дисциплине Электрорадиоизмерения «Изучение электронно-счетного частотомера»

Лабораторная работа

Изучение электронно-счетного частотомера (ЭСЧ).

Цель работы: Изучить структурную схему, технические характеристики и назначение органов управления. Приобрести практические навыки в работе с электронно-счетным частотомером.

1.Оборудование:

1. Генератор ГЗ -118

2. Генератор Г4-102А

3. Частотомер электронно-счетный Mastech MS6100.

4. Кабели соединительные.

5. Техническое описание к генераторам и электронно-счетным частотомерам.

ВНИМАНИЕ! ПРИБОРЫ ДОЛЖНЫ БЫТЬ ЗАЗЕМЛЕНЫ!

2. Краткие теоретические сведения.

Частотой колебаний называется число полных колебаний в
единицу времени:

,

где t- время существования n колебаний для гармонических колебаний частота

где Т — период колебаний

Единица частоты Герц определяется как одно колебание в одну секунду. Частота и время неразрывно связаны между собой, поэтому измерение той или другой величины диктуется удобством эксперимента и требуемой погрешностью измерения. В Международной системе единиц СИ время является одной из семи основных физических величин. Частота электромагнитных колебаний связана с периодом колебаний Т и длиной однородной плоскости волны в свободном пространстве λ следующими соотношениями:

и ,

где С- скорость света, равная 299792,5±0,3 км/с

Спектр частот электромагнитных колебаний, используемых в радиотехнике, простирается от долей Герца до тысячи Гига Герц. Этот спектр вначале разделен на два диапазона — низких и высоких частот. К низким частотам относят инфразвуковые (ниже 20 Гц), звуковые (20-20000 Гц) и ультразвуковые (20-200) кГц

Высокочастотный диапазон, в свою очередь, разделяются на высокие частоты (20 кГц-30 МГц), ультравысокие (30-300 МГц) и сверхвысокие (выше 300 МГц). Верхняя граница сверхвысоких частот непрерывно повышается и в настоящее время достигает 80 ГГц (без учета оптического диапазона). Такое разделение объясняется разными способами получения электрических колебаний и различием их физических свойств, а также особенностями распространения на расстояние. Однако четкой границы между участками спектра провести невозможно, поэтому такое деление в большей степени условно.

В радиотехнической практике чаще всего измеряется частота, иногда период и реже длина волны. Измерение частоты выполняется с наибольшей точностью по сравнению с другими видами радиоизмерений, поэтому многие физические величины, подлежащие измерению, преобразуют во временные или частотные для последующего точного измерения,

В зависимости от участка спектра и требуемой точности применяют различные методы измерения. Наиболее распространенными являются: метод перезаряда конденсатора, резонансный метод, метод сравнения и метод дискретного счета.

На основе методов перезаряда конденсаторов и дискретного счета созданы прямо показывающие приборы: конденсаторные частотомеры и электронно-счетные (цифровые) частотомеры.

Метод сравнения является трудоемким, т.к. требует обработки полученных данных.

Частотомеры, построенные на методике резонанса, в настоящее время практически вытеснены цифровыми частотомерами.

Погрешность измерения частоты задается в абсолютном значении Δf=f_х—f_образц или, чаще, в относительном:

,

где f_х, f_образц — значения измеряемой и образцовой частот соответственно. Допустимая погрешность определяется возможностями применяемого метода и составляет при измерении методом перезаряда конденсатора — 1-2%, резонансным методом – 10^-3 — 5* 10^-4, методом сравнения -10^-4-10^-6 и методом дискретного счета — .10^-6 -10^-9.

Работа ЭСЧ основана на счетно-импульсном принципе заключающимся в том, что счетный блок считает количество поступающих на его вход импульсов в течение определенного интервала времени.

При измерении частоты счетный блок считает количество импульсов, сформированных из входного (измеряемого) сигнала за время длительности стробоимпульса, длительность которых (время счета) в этом режиме задается опорными частотами.

При измерении периода счетный блок считает количество импульсов опорной частоты, (частоты задаются или меток времени) за время длительности стрoбоимпульса. Длительность стрбоимпульса при этом равна измеряемому периоду. Структурная схема прибора непосредственного измерения частоты приведена в рабочей тетради.

Структурная схема частотомера, работающего в режиме измерения периода, приведена на рисунке 1.

Рисунок 1- Структурная схема электронно-счетного частотомера

Принцип измерения периода аналогичен методу измерения частоты. Разница в этих методах заключается в том, что эталонное и измеренное напряжения как бы меняются местами, а именно: временной селектор ВС (Электронный ключ) открывается импульсом формируемым из напряжения измеряемого периода Тх, а подсчитываются импульсы, полученные из генератора с кварцевой стабилизацией, работающего на фиксированной частоте (период повторения То). Поэтому структурная схема частотомера непосредственно изменяющего частоту и прибора, измеряющего период колебаний, практически содержат одни и те же элементы, имеющие одинаковое назначение в схеме.

Обозначение буквами: ГК — генератор кварцевый; УЧ -усилитель частоты; ФУ — формирователь импульсов; ВС -временной селектор; ЭС — электронный счегчик; ЦИ — цифровой индикатор; ВУ — входное устройство; ДЧ — делитель частоты; ФУ формирующее устройство; УУ — управляющее устройство.

4. Порядок выполнения работы.

4.1 Подготовить приборы к работе, по заданию преподавателя измерить:

• частоту сигнала на выходе низкочастотного генератора ГЗ-109

• частоту сигнала на выходе высокочастотного генератора Г4-102 А

4.2 Ознакомиться с назначением органов управления ЭСЧ Mastech MS6100:

• Кнопка POWER (ON/OFF). Используется для включения и выключения питания прибора.

• Кнопка HOLD. Используется для включения и выключения режима удерживания данных на дисплее (Data Hold)

• Кнопка RESET. При нажатии кнопки загораются все сегментные индикаторы дисплея, прибор переключается в автоматический режим измерений в диапазоне 10 МГц.

• Кнопка CHECK. При нажатии кнопки запускается тест индикатора, на всех сегментных индикаторах начинается отсчет от 0 до 9.

• Кнопка А.ТОТ. Нажмите кнопку для запуска режима измерения суммарной частоты.

• Кнопка А.PERI. Нажмите кнопку для запуска режима измерений периода.

• Кнопка G.TIME. В режиме измерения частоты нажмите кнопку для выбора времени стробирования (разрешения по частоте). В режиме измерения периода данная кнопка используется для изменения коэффициента-множителя.

4.3 Подключить выход генератора НЧ к входу А (INPUT A) ЭСЧ и произвести измерения значений частоты сигнала указанных в таблице 1. Результаты занести в таблицу.

4.4 Подключить выход генератора ВЧ ко входу ЭСЧ (INPUT A), произвести измерения значений частоты сигнала указанных в таблице 2. Результаты занести в таблицу.

4.5 Отключить приборы от сети и демонтировать схему.

Таблица 1 – Измерение значений частоты на выходе Г3-118

2

100

3

500

4

1000

5

5000

6

10000

7

50000

8

100000

9

150000

10

200000

Таблица 2 Измерение частоты на выходе Г4-102А

2

0.150

3

0.250

4

0.500

5

1.000

6

1.500

7

2.000

8

5.000

9

15.000

10

50.000

4. Содержание отчета.

4. 1. Наименование и цель работы.

   2. Назначение и технические характеристики Mastech MS6100.

   3. Структурная схема ЭСЧ, работающего в режиме измерения периода.

   4. Результаты измерений в виде таблиц.

   5. Ответы на контрольные вопросы.

5. Контрольные вопросы.

5. 1. Назовите основные методы измерения частоты высокочастотного диапазона.

   3. Назовите спектр частот гармонических колебаний, условно, отнесенный к звуковому диапазону.

   4. Назовите суточную погрешность электромагнитных колебаний, вырабатываемых образцовыми мерами частоты (ОМЧ)

   5. В чем заключается осциллографический метод измерения частоты при использовании линейной развертки?

Частотомеры электронно-счётные

%PDF-1.5 %
1 0 obj >>>]/ON[54 0 R]/Order[]/RBGroups[]>>/OCGs[54 0 R]>>/Pages 3 0 R/Type/Catalog>> endobj 53 0 obj >/Font>>>/Fields 58 0 R>> endobj 52 0 obj >stream
GPL Ghostscript 9.152018-05-14T18:53:27+03:002018-05-14T18:46:47+03:00Microsoft® Word 20132018-05-14T18:53:27+03:00uuid:823d4d98-59e9-11e8-0000-a66ba06ec477uuid:f7c85aa3-661d-4d97-bb9e-b7dce08b6ddfapplication/pdf

endstream endobj 3 0 obj > endobj 4 0 obj >/Font>/ProcSet[/PDF/Text/ImageC]/XObject>>>/Rotate 0/Type/Page>> endobj 33 0 obj >/Font>/ProcSet[/PDF/Text]/XObject>>>/Rotate 0/Type/Page>> endobj 62 0 obj >stream
HWˊ$W䲪q%MP4xa\Ex4`ȌPWy+2BW=q}|=#gR=Azˌ=:n~pw’։$dƙɳɴ+BbszI6ۇB\*ťy
^1dvja’)`f’45=Y3.jӊR

Цифровой частотомер

| Electrical4U

Цифровой частотомер — это универсальный прибор, который отображает частоту периодического электрического сигнала с точностью до трех знаков после запятой. Он подсчитывает количество событий, происходящих в колебаниях в течение заданного интервала времени. По завершении заданного периода значение счетчика отображается на экране, и счетчик сбрасывается на ноль. Доступны различные типы инструментов, которые работают с фиксированной или переменной частотой.Но если мы используем частотомер на частотах, отличных от указанного диапазона, он может работать ненормально. Для измерения низких частот обычно используются измерители отклоняющего типа. Отклонение стрелки на шкале показывает изменение частоты. Приборы отклоняющего типа бывают двух типов: одни представляют собой электрически резонансные цепи, а другие — измерители коэффициента.

Принцип работы цифрового частотомера

Частотомер имеет небольшое устройство, которое преобразует синусоидальное напряжение частоты в последовательность однонаправленных импульсов.Частота входного сигнала — это отображаемый счетчик, усредненный по подходящему интервалу счета 0,1, 1,0 или 10 секунд. Эти три интервала повторяются последовательно. Когда счетчики колец сбрасываются, эти импульсы проходят через логический элемент временной развертки и затем поступают в главный вентиль, который открывается на определенный интервал. Строб временной развертки предотвращает открытие главного затвора импульсом делителя в течение временного интервала отображения. Главные ворота действуют как выключатель, когда ворота открыты; импульсы могут пройти.Когда затвор закрыт, импульсам не разрешается проходить, что означает, что поток импульсов блокируется.

Функцией ворот управляет триггер главного затвора. Электронный счетчик на выходе затвора, который подсчитывает количество импульсов, прошедших через затвор, пока он был открыт. Когда триггер главного затвора получает следующий импульс делителя, интервал счета заканчивается, и импульсы делителя блокируются. Результирующее значение отображается на экране дисплея, который имеет кольцевые счетные единицы схем десятичной шкалы, и каждая единица соединяется с числовым индикатором, который обеспечивает цифровой дисплей.При срабатывании генератора импульсов сброса счетчики звонков автоматически сбрасываются, и та же процедура начинается снова.

Диапазон современного цифрового частотомера находится в диапазоне от 10 ⁴ до 10 ⁹ герц. Возможность относительной погрешности измерения находится в диапазоне от 10 ^-9 до 10 ^-11 герц и чувствительности 10 ^-2 вольт.

Использование цифрового частотомера

• Для тестирования радиооборудования
• Измерение температуры, давления и других физических величин.
• Измерение вибрации, деформации
• Измерительные преобразователи

Что такое частотомер и счетчик таймер »Электроника Примечания

Частотомеры — это испытательные приборы, используемые для очень точных измерений частоты сигнала.

Учебное пособие по таймеру частотомера Включает:
Частотомер
Как работает частотомер
Интервальный таймер
Как пользоваться счетчиком
Характеристики
Точность

Частотомеры — это измерительные приборы, используемые во многих приложениях, связанных с радиочастотной техникой, для очень точного измерения частоты сигналов.

Эти частотомеры и счетчики-таймеры широко используются в различных областях тестирования электроники для измерения частоты повторяющихся сигналов, а также для измерения времени между фронтами цифровых сигналов.

Хотя фактические требования и приложения для частотомеров и таймеров RF различны, они используют одну и ту же базовую схему с некоторой простой внутренней реконфигурацией, и в результате иногда счетчики частоты RF также могут действовать как таймеры.Обычно счетчики очень высокой частоты RF не имеют возможности таймера.

Эти испытательные инструменты широко доступны, и их часто можно купить по очень конкурентоспособным ценам. Однако помните, что стоимость — это еще не все, и дешевое тестовое оборудование может привести к снижению производительности.

Введение цифрового частотного преобразователя

До появления цифрового частотомера измерение частот было значительно более сложным и менее точным.Используемое испытательное оборудование ВЧ было гораздо более примитивным.

Был использован ряд подходов. Самый простой был назван абсорбционным волномером. Это испытательное оборудование представляло собой настроенную схему, к которой были подключены диодный выпрямитель и измеритель. По сути, это обнаруживало передачи высокой мощности и давало общее представление об их частоте при отклонении измерителя.

Если требовались более точные измерения частоты, использовалось устройство, называемое гетеродинным частотомером или волномером.

Это испытательное оборудование, которое использует кварцевый генератор для обеспечения сигнала калибровки — обычно с кристаллами 1 МГц и 100 кГц, которые позволяют откалибровать внутренний генератор каждые 100 кГц.

Измеритель волн может использоваться для создания сигнала, который может проверять частоту приемника. В качестве альтернативы при использовании с передатчиком переданный сигнал будет улавливаться измерителем волн и восприниматься как гетеродин в наушниках измерителя волны. Опять же, точный генератор, используемый в измерителе волны, гарантирует, что частота сигнала точно известна.

Первые частотомеры использовали газоразрядные лампы в качестве индикаторов, но были способны обеспечить гораздо более быстрые средства измерения частоты, чем это было возможно ранее с гетеродинными частотомерами.

Цифровые частотомеры

быстро развивались по мере того, как технологии улучшались, увеличивая максимальную рабочую частоту, улучшая запуск и обеспечивая более легко видимые формы отображения.

Что такое ВЧ частотомер: основы

По сути, частотомер — это прибор для проверки электроники, который работает, подсчитывая количество раз, когда сигнал проходит заданную точку напряжения — точку срабатывания — за заданное время.

Некоторые частотомеры могут иметь точки запуска, которые могут быть установлены, но большинство из них устанавливает запуск автоматически — часто около точки пересечения нуля.

Чтобы проиллюстрировать работу, если время, в течение которого частотомер настроен на отсчет, составляет секунду, то есть время стробирования в секунду, и сигнал пересекает точку запуска сто раз, будет сто повторений сигнала. в секунду, т.е. его частота составляет 100 Гц.

Если использовалась такая же форма сигнала, но время стробирования уменьшено до десятых долей секунды, то будут видны только десять повторов.Схема может легко приспособиться к этому, и схема может сделать вывод, что за десятые доли секунды видны десять повторений, а затем форма волны имеет частоту 100 Гц.

Базовая концепция частотомера

Существует баланс между получением точного счета и длительностью стробирования. При времени стробирования десятых долей секунды и сигнале 100 Гц будут засчитаны только десять переходов, тогда как при времени стробирования секунды будут засчитаны 100 переходов. В зависимости от того, где падает время стробирования по отношению к входящему сигналу, видно, что более длительное время стробирования будет более точным.

Проблема с более длинным временем стробирования заключается в том, что частота обновления не такая высокая, но во многих ситуациях это может не быть проблемой.

Продолжительность стробирования критична. Обычно сигнал для затвора берется из кварцевого генератора той или иной формы, чтобы гарантировать точное время. Часто для обеспечения максимальной точности используются TCXO (кварцевые генераторы с регулируемой температурой) или OCXO (кварцевые генераторы с терморегулятором).

Другая проблема этих частотомеров может заключаться в том, что шум в сигнале приведет к регистрации ложных отсчетов.Часто тщательная разработка входной схемы может помочь гарантировать, что эти ложные подсчеты будут происходить очень редко.

Приложения для ВЧ частотомеров

Частотомеры

RF используются во многих приложениях, где необходимо измерять частоты радиочастотных или даже звуковых сигналов. Некоторые приложения могут включать:

• Измерение частоты несущей передатчика.
• Измерение частоты генератора в цепи.
• Измерьте частоту сигнала на линии
• Любое приложение, в котором необходимо измерить частоту устойчивого повторяющегося сигнала.

Чтобы измерить частоту радиосигнала с помощью частотомера, необходимо выполнить несколько предварительных условий.

• Частота должна быть постоянной, т. Е. Не изменяться.
• Сигнал не должен иметь модуляции, так как это помешает правильному подсчету.
• Сигнал должен иметь достаточную амплитуду — обычно подходят сигналы более половины вольта.
• Сигналы не должны быть настолько сильными, чтобы перегрузить вход — в случае сомнений проверьте спецификации производителя.

Типы частотомеров

Хотя счетчики частоты могут показаться очень простыми, существует несколько различных типов. Каждый из них применим к своей ситуации и способен обеспечить очень хорошее обслуживание.

• Настольный частотомер: Настольный частотомер является наиболее часто используемым форматом для этого типа испытательного оборудования электроники.
• Частотомер в формате PXI: Наряду со многими другими элементами испытательного оборудования можно получить частотомеры в формате PXI.Система PXI представляет собой стойку для систем тестирования и управления. Контрольно-измерительные приборы в виде карты PXI, и в этом случае частотомер или таймер PXI могут быть вставлены в стойку PXI. Таким образом, частотомер в формате PXI может быть частью сложной общей тестовой системы.
• Переносной частотомер: Технология частотомера не обязательно должна быть большой, и доступно несколько переносных частотомеров.
• Частотомер в цифровом мультиметре: Некоторые цифровые мультиметры имеют функцию частотомера.При включении в цифровой мультиметр обычно он будет относительно простым. Обычно коаксиальное РЧ-соединение недоступно, и это будет означать, что необходимо будет использовать тестовые пробники, и это может привести к случайному срабатыванию сигнала и ложному срабатыванию счета, что сделает показания менее точными. Кроме того, в цифровом мультиметре не будет точной временной базы, и это также будет означать, что результаты не будут особенно точными. Тем не менее, они будут более чем достаточными для многих показаний, особенно при поиске неисправностей или вообще при желании посмотреть на общие показания частоты.
• Панельный счетчик: Частотомеры и таймеры доступны в модулях для панельного монтажа. Они могут быть встроены в более крупные элементы оборудования, где их можно использовать для подсчета частоты или временных интервалов. Эти таймеры частотомера можно приобрести относительно дешево.

Каким бы ни был фактический формат частотомера в формате PXI, используются одни и те же базовые методы, и таймер частотомера будет работать в основном таким же образом.

ВЧ частотомеры являются широко используемым прибором для тестирования электроники. Они используются для многих радиочастотных измерений. Хотя анализаторы спектра также могут выполнять измерения частоты, а современные анализаторы могут снимать очень точные показания, радиочастотные частотомеры относительно дешевы и обеспечивают измерения, которые являются одинаково точными или более точными. Они широко используются в качестве стендового испытательного оборудования.

Счетчики-таймеры также являются широко используемыми тестовыми приборами, используемыми для измерения интервалов, и их можно использовать для очень точных измерений.

Другие темы тестирования:
Анализатор сети передачи данных
Цифровой мультиметр
Частотомер
Осциллограф
Генераторы сигналов
Анализатор спектра
Измеритель LCR
Дип-метр, ГДО
Логический анализатор
Измеритель мощности RF
Генератор радиочастотных сигналов
Логический зонд
Тестирование и тестеры PAT
Рефлектометр во временной области
Векторный анализатор цепей
PXI
GPIB
Граничное сканирование / JTAG

Вернуться в меню тестирования.. .

Цифровой частотомер: 11 шагов (с изображениями)

Если вы когда-либо работали с электроникой раньше, вероятно, вы уже знаете функции многих необходимых деталей, поэтому я просто перейду к более сложным деталям.

LM311 Компаратор
Компараторы похожи на аналоговые операционные усилители, но вместо использования в качестве усилителей (отрицательная обратная связь) они используются для очень быстрого принятия решения о том, больше ли одно напряжение, чем другое (положительная обратная связь).Компараторы обычно имеют либо «открытый коллектор», либо «открытый эмиттер». В LM311 есть и то, и другое. Это просто означает, что компаратор управляет внутренним транзистором, напряжения которого могут быть выбраны пользователем. В этом проекте мы удерживаем коллектор на +5 через подтягивающий резистор и устанавливаем эмиттер на землю. Это генерирует сигнал TTL. Операция сравнения выглядит следующим образом:

7404 Инвертор
Инверторы — это цифровые логические вентили, которые преобразуют условие «Истина» в состояние «Ложь».Для TTL + 5V обычно соответствует «True» или HIGH, а 0V — «False» или LOW. Инвертор просто отрицает истинность своего входа.

7402 Шлюз ИЛИ
Шлюз ИЛИ — это ворота ИЛИ с инвертированным выходом. Логический элемент ИЛИ складывает два бита, A + B = Q. Он складывает в логическом НЕАЛГЕБРАИЧЕСКОМ смысле, как в случае 1 + 1 = 1. Если A истинно, ИЛИ B истинно, то по крайней мере один из них истинен.

4518 Счетчик BCD
Счетчики делают именно то, что вы думаете.Когда вы вводите серию импульсов на вход счетчика, выходы отражают количество импульсов, полученных на входе. Все цифровые счетчики считаются в двоичном формате, но у них могут быть разные пределы максимального счета. Стандартный 4-битный счетчик считает от 0 до 15 (от 0000 до 1111 в двоичном формате). Счетчик BCD (двоично-десятичный) предназначен для математики, включающей десятичное (основание десять), поэтому они считают только от 0 до 9 (от 0000 до 1001). Это, очевидно, тратит впустую битовую емкость, но делает некоторые вещи проще. Ввод постоянной частоты в счетчик приводит к делению частоты.Однобитовый счетчик делит входную частоту на 2. 4-битный счетчик может делить входную частоту на 16. Счетчик BCD делит входную частоту на 10.

74151 Мультиплексор
Они используются для выбора до 8 входные линии. Трехразрядный адрес подается на мультиплексор, который выбирает желаемый вход. Тогда любой сигнал, поступающий на выбранный вход, появится на выходе. Они представляют собой цифровой эквивалент 8-позиционного поворотного переключателя.

7474 D-Flip Flop
Они почти бесконечно полезны в цифровой электронике.Фактически, многие компоненты можно разложить на комбинацию D-триггеров. По сути, они представляют собой однобитовый счетчик. Вход подается на D, и FF ничего не делает, пока не будет дан тактовый импульс, затем FF помещает входное значение на выход Q. Вот и все. По этой причине они используются как однобитная память. 1. Входной бит для сохранения, 2. Сохранение команд, 3. Сохраненный бит, появляется на выходе до тех пор, пока не будет перезаписан. Два FF в этом проекте используются как своего рода «регистр сдвига», который передает один командный бит по строке D-FF.

4511 BCD в 7-сегментный
Эта микросхема преобразует двоично-кодированный десятичный адрес (со счетчиков) в шаблон, который правильно отображает 7-сегментный десятичный дисплей. Для этого требуется ТОННА логических вентилей, так что иметь все это на одном чипе действительно приятно. Они также оснащены несколькими изящными функциями, такими как штырь BLINK и штифт LATCH. Blink отключает выходы, когда индикатор мигания удерживается на низком уровне. Это используется для очень быстрого включения и выключения дисплеев при низком рабочем цикле для экономии энергии (они потребляют.6А при постоянном включении и довольно сильно нагреваются). Защелка используется для захвата счетчиков BCD и удержания этого числа до следующей команды защелки. Таким образом, мы видим только окончательный счет, а не 0,1,2,3,4 … конечный счет, 0,1,2 … и т. Д.

Кварцевый осциллятор 100 кГц
Это то, что включает частоту счетчик, чтобы получить точное измерение. Мы должны сравнить то, что мы измеряем, с ЧТО-ТО. Кварцевые генераторы обладают высокой точностью, с типичными частотными ошибками 20-40 ppm.Это означает, что этот кристалл потеряет около 15 минут после 1 года эксплуатации. Они не идеальны, но для этого проекта они действительно излишни. Но они также дешевы, дешевы, дешевы. Они работают на пьезоэлектрическом эффекте. Когда они получают напряжение, они физически очень незначительно расширяются (порядка нанометров). Затем, когда они сжимаются из-за своей собственной эластичности, они генерируют новое напряжение. Поскольку колебание расширения на 90 градусов не совпадает по фазе с колебанием напряжения, мы можем использовать его в сочетании с некоторыми конденсаторами, чтобы получить колебание, которое на 180 градусов не совпадает по фазе с управляющим напряжением.Когда это условие выполняется, возникает положительная обратная связь, и мы получаем устойчивые колебания. Форма и масса кристалла гарантируют, что он будет колебаться с частотой 100 кГц. Производители делают кристаллы в тысячах разных частот, 100кГц как раз удобны для этого проекта.

Блок-схема, схема, типы и их применение

В цифровой электронике счетчики используются для подсчета количества произошедших импульсов или событий. Счетчики хранят данные и состоят из группы триггеров с поданным тактовым сигналом.Счетчики могут измерять частоту и время вместе с процессом подсчета. Они могут увеличивать адреса памяти в зависимости от приложения. Счетчики делятся на два типа: синхронные счетчики и асинхронные счетчики. «Mod» счетчика указывает, какое количество состояний должно быть применено перед подсчетом импульсов. Они используются в различных цифровых приложениях, таких как аналого-цифровые преобразователи, цифровые часы, делители частоты, схемы таймера и многое другое. Эта статья посвящена частотомеру.

Что такое частотомер?

Определение: Контрольно-измерительные приборы, которые связаны с широким диапазоном радиочастот, которые определяют частоту и время цифровых сигналов, называются частотомерами. Они способны точно измерять частоту и время повторяющихся цифровых сигналов. Они также известны как частотомеры, используемые для измерения частоты и времени прямоугольной волны и входных импульсов. Они используются в различных приложениях с диапазоном RF.Эти счетчики используют предделитель для уменьшения частоты и управления цифровой схемой. Частота цифровых или аналоговых сигналов отображается на его дисплее в Гц.

Счетчик частоты

Когда количество импульсов или событий произошло в определенный период времени, счетчик считает импульсы и передает их на частотомер для отображения частотного диапазона импульсов, и счетчик сбрасывается на ноль. Его очень легко использовать и измерять частоту, и отображать в цифровом виде. Они доступны по доступным ценам с большей точностью.

Блок-схема

Блок-схема частотомера содержит входной сигнал, входное согласование и порог, логический элемент И, счетчик или защелку, точную временную развертку или часы, декадные делители, триггер и дисплей. Блок-схема частотомера

Вход

Когда на этот счетчик подается входной сигнал с высоким входным сопротивлением и низким выходным сопротивлением, он будет подаваться на усилитель для преобразования сигнала в прямоугольную или прямоугольную волну для обработки в цифровая схема.Входной сигнал буферизируется и усиливается с использованием входных условий и пороговых значений. На этом этапе триггер Шмитта используется для управления подсчетом дополнительных импульсов, возникших из-за шума на фронтах. Чтобы уменьшить количество дополнительных импульсов, можно контролировать уровень срабатывания и чувствительность счетчика.

Часы (точная временная база)

Часы или точная временная база необходимы для создания различных сигналов синхронизации с точными временными интервалами. Он использует кварцевый генератор высокого качества для контролируемых и точных сигналов синхронизации.Часы прилагаются к делителям декад.

Десятичные делители и триггеры

Импульсы, генерируемые входящим сигналом и синхросигналом, подаются на декадные делители для разделения синхросигнала, а выходной сигнал подается на триггер для создания разрешающего импульса для главного логического элемента И.

Затвор

Точный разрешающий импульс от триггера и последовательность импульсов входного сигнала подаются на затвор (логический элемент И) для создания серии импульсов с точным интервалом времени.Если входной сигнал / входящий сигнал находится на частоте 1 МГц и для 1-секундного затвора должен быть открыт, то в результате получается 1 миллион импульсов в качестве результирующего выходного сигнала.

Счетчик или защелка

Выход логического элемента подается на счетчик для подсчета количества импульсов, возникших из входного сигнала. Защелка используется для удержания выходного сигнала при отображении цифр, при этом счетчик считает импульсы. Он будет иметь 10 ступеней для подсчета и удержания импульсов.

Дисплей

Выходные данные счетчика и защелки передаются на дисплей для обеспечения вывода в читаемом формате.Отображается частота выходного сигнала. Чаще всего используются ЖК-дисплеи или светодиоды. Поскольку для каждого декадного счетчика будет одна цифра, и соответствующая информация отображается на дисплее.

Принципиальная схема частотомера

Принципиальная схема этого может быть выполнена с использованием двух таймеров, счетчиков, микроконтроллеров 8051, резисторов напряжения, генератора прямоугольных импульсов и ЖК-дисплея. Принципиальная принципиальная схема показана ниже. Принципиальная схема

с использованием таймеров

В частотомере используется таймер IC 555 для подачи тактовых сигналов с точным интервалом времени в одну секунду.Arduino UNO используется как генератор прямоугольных сигналов. Таймер IC 555 и генератор прямоугольных сигналов могут быть сконфигурированы как нестабильный мультивибратор. ЖК-дисплей 16 × 2 используется для отображения частоты выходного сигнала в герцах.

Схема этого может быть реализована с использованием таймера IC 555 и таймера / счетчика микроконтроллеров 8051. Для генерации колебательных сигналов с рабочим циклом (99%) с наибольшим периодом времени выходного сигнала используется таймер IC 555. Пороговые и разрядные резисторы можно отрегулировать, чтобы получить желаемое значение рабочего цикла.Формула для рабочего цикла: D = (R1 + R2) / (R1 + 2R2).

Таймер / счетчик микроконтроллеров 8051 используется для генерации частоты импульса в герцах. Поскольку 8051 имеет два таймера, действует как таймер 0 и таймер 1 и работает в режиме 0 и режиме 1. Таймер 0 используется для создания временной задержки. Импульсы на выходе из генератора прямоугольных импульсов подсчитываются с помощью таймера 1.

Схема частотомера, использующего таймер IC 555, показана ниже. Частотомер

с использованием таймера IC 555 Принцип работы схемы частотомера

Импульсы, генерируемые генератором прямоугольных импульсов, подаются на счетчик / таймер 8051.Он работает в двух режимах для создания временной задержки и подсчета импульсов. Счетчик / таймер 8051 подсчитывает количество импульсов входного сигнала за определенный промежуток времени. Выходные данные счетчика передаются на ЖК-дисплей 16 × 2 для отображения частоты сигнала (количество циклов в секунду) в Гц в определенном временном интервале. Таков принцип работы частотомера.

Работа частотомера

Работа частотомера может быть объяснена из приведенной выше принципиальной схемы.Импульс, генерируемый генератором прямоугольных импульсов (Arduino UNO), подается на вывод 3.5 (порт 3) микроконтроллера 8051. Контакт 3.5 8051 действует как таймер 1 и настроен как счетчик. Бит TCON TR1 может быть установлен на HIGH и LOW для подсчета импульсов. Окончательный счет сохраняется в регистрах Th2 и TL1 (таймер 1). Частоту импульса можно рассчитать по формуле:

F = (Th2 X 256) + TL1

Чтобы преобразовать значения импульса в герцы, полученное значение умножается на 10 i.е., частота в циклах в секунду. После некоторых вычислений внутри частотомера частота импульса отображается на ЖК-дисплее 16 × 2.

Типы частотомеров

Частоту импульса можно измерить с помощью двух типов частотомеров. Это:

• Частотомер прямого счета
• Обратный частотомер.

Частотомер с прямым счетом

Это один из простейших методов измерения частоты входного импульса.После подсчета количества циклов входного импульса в секунду частота может быть вычислена с помощью простой схемы счетчика. Этот традиционный метод ограничен измерением низкочастотного разрешения. Чтобы получить максимальное разрешение, время стробирования можно увеличить. Например, для измерения разрешения на частоте 1 МГц требуется период времени 1000 секунд для измерения за один раз.

Обратный частотомер

Этот метод используется для преодоления недостатков метода прямого счета.Он измеряет временной период входного импульса вместо расчета количества циклов в секунду. Частоту импульса можно рассчитать, используя F = 1 / T. Окончательное разрешение по частоте зависит от временного разрешения и не зависит от входной частоты. Он может очень быстро измерять низкую частоту с самым высоким разрешением и снижает шум, регулируя уровень триггера. Он измеряет временной период входного импульса (содержит несколько циклов) и поддерживает достаточное временное разрешение. Это можно сделать с небольшими затратами.

Другие типы частотомеров:

• Стендовый частотомер используется для испытательного оборудования электроники
• Частотомер в формате PXI отображает частоту в формате PXI и используется для систем тестирования и управления.
• Переносной частотомер
• Частотомер с использованием цифрового мультиметра
• Панельный счетчик

Преимущества

Преимущества частотомера :

• Он измеряет частоту импульса, генерируемого прямоугольным генератором, с точностью временной интервал.
• Они широко используются для измерения частоты в радиочастотном диапазоне.
• Эти счетчики очень быстро и легко обеспечивают точные значения частоты.
• Это экономически выгодно в зависимости от области применения.
• Обеспечивает передачу всех частот в указанных диапазонах.

Приложения

Приложения частотомера :

• Используется для определения частоты импульса, полученного от генератора прямоугольных сигналов.
• Используется для очень точного измерения частоты импульса.
• Измеряет частоту входящего сигнала в передатчике и приемнике на линии.
• Используется при передаче данных из-за тактового импульса.
• Частота генератора может быть измерена
• Используется в диапазоне RF
• Обнаруживает частоту передачи данных высокой мощности

Часто задаваемые вопросы

1). Какая единица измерения частоты?

Частота сигнала измеряется в герцах (Гц)

2).Какая польза от частотомера?

Они используются для точного измерения частоты сигнала, генерируемого прямоугольным генератором или генератором.

3). Счетчики какого типа используются для измерения высоких частот?

Синхронные и асинхронные счетчики используются для измерения высоких частот.

4). Что вы имеете в виду под счетчиком модов?

Счетчик модуляции или счетчик модуля определяется как количество состояний, в которых счетчик последовательно подсчитывает импульс путем подачи тактового сигнала.

5). Какие есть два метода частотомера?

Методы: Прямой счет и Взаимный

Таким образом, речь идет об определении, блок-схеме, принципиальной схеме, схемотехнике, принципе работы, работе, типах, преимуществах и применениях частотомера. Вот вам вопрос, в чем недостатки частотомера?

Электронные комплекты MadLab — Цифровой частотомер

Простой недорогой цифровой частотомер

от MadLab

В этой статье представлена ​​конструкция простого и недорогого цифрового частотомера со следующими характеристиками:

• Рабочий диапазон от 15 Гц до 8 МГц (достаточно высокий, чтобы использовать измеритель для поиска и устранения неисправностей цифровых схем, микроконтроллеров и т. Д.)
• внутренняя точность 1 Гц
• 4 цифры отображаемой точности (достаточной точности для большинства ситуаций)
• адаптивный (без переключателя диапазонов)
• Усилитель стабилизации входа, чувствительный к 50 мВ
• защита входа
• с кварцевым управлением (поэтому калибровка не требуется)
• с питанием от одной щелочной батареи 9 В

Схема построена на микроконтроллерах семейства PIC от Arizona Microchip.Фактически самый младший член этого семейства — 16C54. В этой статье мы надеемся дать некоторое представление о методологии разработки программного обеспечения для микроконтроллеров и, в частности, о программировании PIC. Задача заключалась в том, чтобы найти решение с минимумом оборудования, перенеся функциональные возможности в программное обеспечение. Основание схемы на микроконтроллере вместо выбора более традиционной электронной конструкции дает большую степень гибкости. Программное обеспечение более адаптируемо, чем оборудование, гораздо проще изменить одну или две строки в исходном коде, чем добавить еще одну дорожку на плату.

PIC — отличный микроконтроллер для такого типа проектов. Он надежен, прост для взаимодействия с внешним миром и относительно прост в программировании (или, по крайней мере, не сложнее, чем любой другой микроконтроллер или микропроцессор, с которыми мы сталкивались). Мы используем этот чип уже несколько лет и ни разу не видели, чтобы он был поврежден статическим электричеством при обращении с ним (не беспокойтесь о заземляющих ремнях или о том, есть ли в одежде синтетические волокна). Мы видели, как они выживают, когда их помещают в розетки задом наперед и на них подается питание.Мы даже видели, как их вытаскивали и вставляли обратно в розетки с подключенной батареей без повреждений! Мы не хотим поощрять такое лечение, тем более что статическое повреждение чипов может проявиться после длительного периода использования, но это дань их надежности.

У всех процессоров есть свои особенности в наборах команд, и PIC не исключение. Для PIC необходимо выучить как минимум 33 инструкции, так что ситуация не так уж плоха. Одна из самых запутанных — это инструкция вычитания, которая на самом деле представляет собой сложение с отрицательным числом.Это меняет флаг переноса на противоположный от того, что можно было бы ожидать!

Отдельные инструкции представлены мнемоникой, которую легче запомнить, чем двоичными кодами, которые фактически понимает процессор. Мнемоника показывает, что делает инструкция. Например, инструкция retlw k re переходит из подпрограммы с итерационным значением или константой l , помещенным в регистр управления w . Программный инструмент, называемый ассемблером , преобразует мнемонику (исходный код) в двоичный (объектный код).

PIC 16C54 имеет 13 контактов ввода / вывода, из которых 12 являются общими. Эти контакты используются для управления четырьмя 7-сегментными светодиодами, отображающими измеренную частоту. Оставшийся вывод ввода / вывода подключен к внутреннему регистру PIC, который называется RTCC (часы / счетчик реального времени). Этот регистр может подсчитывать либо внутренние инструкции, либо внешние импульсы. В этом случае мы используем его способность считать импульсы. Вывод RTCC подключен к внешнему датчику измерителя через некоторую схему для обработки входного сигнала.RTCC может запускаться по нарастающему или спадающему фронту, в этой конструкции мы традиционно выбрали запуск по нарастающему фронту. Существует также предварительный делитель, связанный с RTCC, который может предварительно масштабировать входной сигнал счетчика от 1: 2 до 1: 256.

Требуемая точность 1 Гц исключает использование RC-генератора для управления микроконтроллером. Необходимо использовать кристаллический или керамический резонатор. Частотомер должен измерять входной сигнал с частотой до 8 МГц, поэтому процессор должен быть быстрым. Резонаторные версии чипа работают до 4 МГц, кварцевые — до 20 МГц.Поэтому была выбрана высокоскоростная версия с кристаллом 20 МГц. Для выполнения каждой инструкции PIC требуется 4 тактовых цикла, поэтому производительность PIC 20 МГц составляет 5 миллионов инструкций в секунду или MIPS! (хотя каждая инструкция сама по себе ничего не делает, это все же очень впечатляющая цифра).

Как измерить частоту сигнала? Просто подсчитав общее количество импульсов за фиксированный период времени, обычно 1 секунду. Это всегда будет давать показания с точностью до 1 Гц.Для высоких частот (выше 10 кГц) измеритель можно сделать более чувствительным, выбрав более короткий период времени, скажем, 1/8 с. Это снижает точность до 8 Гц, но поскольку в любом случае отображаются только 4 значащих цифры, это не имеет значения.

RTCC не может подсчитать более одного импульса за цикл команды (за 4 такта). С кристаллом 20 МГц он может считать максимум 5 миллионов импульсов в секунду. Поэтому для частот сигнала выше 5 МГц необходимо использовать предварительный делитель. Это приводит к делению входной частоты на счетчике.С предварительным масштабированием 2 частотомер может работать с сигналами до 10 МГц.

Одной из целей дизайна было отказаться от переключателей диапазонов или аналогичных. Следовательно, программное обеспечение должно быть адаптировано к любой частоте входного сигнала, с которой оно подается, от нескольких десятков Гц до МГц — диапазон 6 порядков! Первая проблема, которую необходимо было решить, заключалась в том, как отобразить такой диапазон частот, используя всего четыре цифры (то есть без возможности отображать единицы измерения, будь то Гц, кГц или МГц).Решение заключалось в том, чтобы всегда отображать частоту сигнала в кГц с положением десятичной точки, эффективно указывающим единицы измерения. В таблице 1 приведены отображаемые значения для диапазона частот. Более сложным (и дорогостоящим) подходом было бы использование буквенно-цифрового ЖК-дисплея, который мог бы отображать как единицы, так и цифры.

Потери (частоты менее 1 Гц) или отсутствие сигнала отображаются как один ноль, а переполнения (частоты более 8 МГц) отображаются как буква E (для ошибки).

Таблица 1 — Как частотомер отображает разные частоты

1

1

1

9018

Использование небольших микроконтроллеров означает, что контакты ввода-вывода на микросхемах выполняют несколько различных задач (так как их так мало).В этой конструкции один и тот же набор из 8 контактов управляет четырьмя 7-сегментными дисплеями, каждый из которых может отображать разные цифры одновременно. Вы спросите, как это можно сделать? Ответ заключается в методе, известном как мультиплексирование , при котором только один из 7-сегментных дисплеев фактически включается в любой момент времени. Программа очень быстро отображает цифру на каждом из четырех дисплеев по очереди, но поскольку это происходит очень быстро (фактически тысячу раз в секунду!), Вы не замечаете никакого мерцания.Это явление известно как постоянство зрения, и это тот же метод, который используется в телевизорах. Любое мерцание с частотой выше 72 Гц не может быть воспринято человеческим глазом. Остальные 4 контакта ввода-вывода определяют, какой 7-сегментный дисплей включен в данный момент.

Этот метод несколько усложняет программное обеспечение, поскольку мультиплексирование дисплея должно происходить все время, когда программа считает импульсы. Эти два процесса должны чередоваться, и из-за необходимости знать точное количество выполняемых инструкций, все это требует тщательного планирования.

Как упоминалось выше, регистр RTCC PIC может либо подсчитывать внутренние инструкции, либо внешние импульсы. Если он используется для подсчета внутренних инструкций, он эффективно действует как часы (и поэтому может измерять время). Однако в этом случае мы используем его для подсчета импульсов. Это означает, что мы должны использовать какой-то другой метод измерения времени — в частности, вручную подсчитывая количество выполняемых инструкций. Это трудоемкий процесс, но он упрощен, поскольку PIC известен как компьютер с сокращенным набором команд или RISC.В основном это означает, что он стройный и быстрый. Он имеет небольшое количество простых инструкций (здесь нет причудливых режимов адресации), но, поскольку они просты, процессор может декодировать и выполнять их очень быстро. Преимущество, с нашей точки зрения, что PIC является RISC, заключается в том, что все инструкции выполняются за один и тот же промежуток времени (или, точнее, все инструкции, которые не вызывают выполнение ветви программы за 4 такта, все инструкции ветвления за 8 тактов) . Это означает, что для определения того, сколько времени требуется для выполнения фрагмента кода, достаточно просто подсчитать количество инструкций.

Число тактов в цикле дает временное разрешение процесса. Например, предположим, что какой-то код определяет время, необходимое для возникновения события. Если цикл, который опрашивает состояние события, занимает 10 секунд для выполнения, то в худшем случае, когда событие происходит, программное обеспечение узнает об этом факте через 10 секунд. Поэтому важно сделать временные петли короткими и эффективными.

Ключевой концепцией здесь является идея равной длины пути. По сути, это означает, что какой бы путь процессор ни проходил через фрагмент кода (и помните, что процессор обычно прыгает повсюду в своих циклах и подпрограммах), общее количество прошедших тактовых циклов должно быть одинаковым, независимо от различных условий, которые преобладают.Например, рассмотрим фрагмент кода ниже, который увеличивает 16-разрядный счетчик. 16-битный счетчик реализован из двух 8-битных регистров, потому что у PIC нет 16-битных регистров. Назовем эти два регистра counter_lo и counter_hi . Фрагмент кода увеличивает объединенный 16-битный счетчик, добавляя единицу к младшему байту, и если это вызывает переход байта с 255 на 0 (поскольку 255 — это наибольшее число, которое может быть сохранено в одном байте), то добавление один в старший байт.

 incf counter_lo
  скпнз
  incf counter_hi 

Первая инструкция добавляет единицу к младшему байту. Если результат этой операции не равен нулю (т. Е. Регистр не прошел переполнение), то инструкция по увеличению старшего байта пропускается. Инструкция skpnz пропускает следующую инструкцию, если результат предыдущей инструкции не был нулевым (пропускается, если установлен флаг nz ). Приятным фактом о PIC является то, что этот фрагмент кода занимает одинаковое количество времени для выполнения независимо от того, переключается ли младший байт или нет.Первая инструкция всегда занимает 4 такта. Если установлен флаг nz , то происходит пропуск, и вторая инструкция занимает 8 тактов (поскольку произошла ветвь). Если флаг nz не установлен, то пропуск не происходит, и вторая инструкция занимает нормальные 4 тактовых цикла, а последняя инструкция также занимает 4 цикла. Таким образом, в обоих случаях для выполнения фрагмента кода требуется 12 тактов.

Этот метод применяется к основному циклу программы.Код, который мультиплексирует отображение и опрашивает RTCC, всегда требует для выполнения постоянного (и известного) количества тактовых циклов и, таким образом, может служить основой для измерения времени.

Цикл синхронизации для частотомера должен иметь такую ​​длину, чтобы секунда могла быть удобно синхронизирована с использованием 16-разрядного счетчика цикла. Цикл синхронизации длительностью 20 с необходимо повторять 50 000 раз в секунду. Это значение хорошо вписывается в 16 бит (а также кратно 8, что является требованием для синхронизации 1/8 с с тем же циклом).

Регистр RTCC имеет ширину 8 бит и может подсчитывать только до 255 импульсов. Нам нужно иметь возможность отсчитывать намного больше импульсов, чем за секунду. Регистр программно расширен до 24-битного счетчика, который может считать до 16 миллионов, что достаточно для наших целей. Цикл синхронизации смотрит на текущее значение RTCC и сравнивает его с предыдущим значением. Если у предыдущего значения был установлен самый старший (крайний левый) бит, и этот бит теперь сброшен, значит, счетчик должен быть перевернут (например, переход с 255, что составляет 11111111 в двоичном формате, на 0).Когда RTCC проходит через старшие 16 бит 24-битного счетчика, необходимо увеличить. Младшие 8 бит — это просто копия регистра RTCC.

Если между опросами RTCC происходит более 128 импульсов, импульсы будут потеряны. Это устанавливает верхний предел частот, которые можно измерить. Цикл синхронизации 20 с эквивалентен частоте около 6 МГц. Это немного слишком мало для спецификации, поэтому используется предварительный делитель RTCC на высоких частотах. Предварительное масштабирование 1: 2 эффективно снижает вдвое частоту входного сигнала и безопасно позволяет нам превышать 8 МГц.Предварительное масштабирование должно быть скомпенсировано в программном обеспечении соответствующим умножением.

Подпрограмма, управляющая 7-сегментным дисплеем, использует справочную таблицу. Он содержит образцы света для отдельных сегментов светодиода, которые представляют десятичные цифры от 0 до 9. PIC использует довольно странный способ реализации таблицы поиска. Используется список инструкций возврата из подпрограммы ( retlw ). Эта инструкция помещает постоянное значение (литерал) в рабочий регистр PIC.Таким образом, получение значения из таблицы поиска включает вызов адреса в таблице, как если бы это была подпрограмма. Однако исходный код можно сделать более читабельным, определив набор макросов, скрывающих используемый синтаксис PIC.

 метка макроса таблицы; определить таблицу поиска
этикетка addwf PC
конец

значение макроса входа; определить запись в таблице
значение retlw
конец

метка макроса индекса; таблица поиска индекса
метка вызова
endm 

Первый макрос используется во главе таблицы поиска и дает ей имя.Команда addwf PC смещает счетчик программ на значение в регистре w (индекс в таблице), таким образом перейдя к соответствующей инструкции retlw . Второй макрос определяет отдельную запись в таблице и маскирует команду retlw , как описано выше. Третий макрос используется для получения значения из таблицы. В рабочий регистр загружается индекс записи в таблице перед вызовом первой инструкции в таблице (которая содержит команду addwf PC ).

Таким образом, полная таблица поиска строится следующим образом: —

 стол MyTable

запись 12ч
запись 34h
запись 56h
.... 

В этой конструкции для четырех 7-сегментных дисплеев используются четыре разные таблицы поиска. Это сделано для упрощения компоновки печатной платы за счет незначительного увеличения сложности программного обеспечения.

Возможно, вы заметили, что мы не привели блок-схему программного обеспечения. Более поучительно изучить фактический исходный код программы, который документирован более полно, чем это может быть блок-схема.

Описание схемы

Цепь частотомера можно разделить на три основные части — источник питания, входной усилитель и цифровую схему.

Блок питания

Измеритель предназначен для портативного использования и может питаться от щелочной батареи 9 В. Стабилизатор напряжения используется для стабилизации питающей шины до 5 В. Для точности важно, чтобы у микроконтроллера был хороший источник питания, а у регулятора это хорошо.

Ожидается, что цифровая шина будет шумной из-за мультиплексирования светодиодных дисплеев и переключения относительно высоких токов (40 мА). Компоненты R7 и C2 образуют фильтр нижних частот около 100 Гц и изолируют напряжение, подаваемое на входной усилитель, от зашумленной цифровой шины.

Обратите внимание, что если измеритель питается от батареи, то это должна быть щелочная батарея хорошего качества, например Duracell.

Входной усилитель

Входной усилитель — это интерфейс между входным сигналом и микроконтроллером PIC, и его функция заключается в кондиционировании сигнала перед его прохождением на вывод RTCC.Он преобразует любой периодический сигнал (синусоидальный, треугольный, прямоугольный и т. Д.) С амплитудой от пика до пика не менее 50 мВ в чистый прямоугольный сигнал с уровнем TTL 5 В, как того требует вход RTCC. Усилитель имеет высокое входное сопротивление, чтобы минимизировать его влияние на входной сигнал.

Первый каскад входного усилителя основан на полевом транзисторе (TR2), который использует смещение постоянного тока. Смещение постоянного тока имеет то преимущество, что ток стока не зависит от характеристик полевого транзистора, которые могут широко варьироваться.Это означает, что уровни постоянного тока во всей цепи могут быть точно спрогнозированы, что упрощает работу по проектированию.

Дизайн начинается с выбора полевого транзистора. BF244 был выбран из-за его низкого и узкого диапазона тока стока IDSS (2 — 6,5 мА). Для смещения постоянного тока было выбрано значение 1 мА (ниже минимального значения IDSS min), и это гарантирует, что все полевые транзисторы BF244 будут иметь одинаковую рабочую точку постоянного тока независимо от их изменения крутизны.

Резисторы R3 и R5 образуют делитель напряжения и обеспечивают фиксированное напряжение 0.9В на базе TR3. Таким образом, эмиттер находится на 0,9 — 0,65 = 0,25 В. Это напряжение падает на эмиттерный резистор 220R, заставляя TR3 обеспечивать постоянный ток (0,25 / 220) = ~ 1 мА. Резистор стока R1 имеет значение 1 кОм и вызывает падение напряжения на 1,25 В. Таким образом, напряжение на стоке полевого транзистора зафиксировано на уровне 3,75 В. Конденсатор C5 обеспечивает путь переменного тока к земле, минуя источник постоянного тока, и позволяет переменному напряжению возникать на резисторе стока R1.

Коэффициент усиления по напряжению каскада полевого транзистора непредсказуем, поскольку он зависит от крутизны полевого транзистора, и этот параметр имеет разброс значений.Измеренные значения усиления напряжения на стоке TR2 находились между 1 и 2.

Выходное сопротивление каскада на полевом транзисторе составляет ~ 1 кОм, а эмиттерный повторитель используется для подключения следующего каскада, который является усилителем с общим эмиттером. Каждый каскад связан по постоянному току, поэтому база TR4 имеет напряжение 3,75 — 0,65 = 3,1 В. Эмиттер TR4 на 3,1 — 0,65 = 2,45 В. Эмиттерный резистор R12 имеет номинал 560R, что дает ток эмиттера ~ 4,4 мА. Коллекторный резистор R8 имеет номинал 220R и дает падение напряжения ~ 1В.

Коэффициент усиления этого каскада равен R8 / re, где re — собственное сопротивление эмиттера. Коэффициент усиления по напряжению около 40.

Сигнал с коллектора TR4 преобразуется в прямоугольную волну 5 В с помощью переключающего транзистора TR5. Конденсатор C6 обеспечивает связь по переменному току с базовым резистором R10, а диод D4 фиксирует сигнал на шине заземления.

Коэффициент усиления входного каскада по напряжению до 80 и имеет ровную характеристику от 100 Гц до 10 МГц. Резистор R4 определяет входное сопротивление усилителя.Было выбрано значение 1M, что обеспечивает фиксированный импеданс до 30 кГц. Затем импеданс уменьшается на 10 на каждую декаду, когда частота увеличивается, то есть при 300 кГц это 100 кОм, а на 3 МГц — 10 кОм.

Защита входа обеспечивается R2, ​​D1 и D2. D1 представляет собой кремниевый диод и фиксирует вход на землю (-0,6 В). Резистор R2 ограничивает ток при перенапряжении.

Цифровая схема

Для PIC предусмотрена стандартная схема сброса при включении питания. Компоненты C8 и R13 поддерживают напряжение на MCLR около нуля вольт до тех пор, пока генератор PIC не стабилизируется.Резистор R14 защищает от разряда C8 через вывод MCLR, а диод D3 позволяет конденсатору быстро разряжаться при отключении питания.

Схема синхронизации микроконтроллера, состоящая из C9, C10, R15 и X1, также очень стандартна и взята прямо из таблиц данных Microchip.

Четыре 7-сегментных дисплея используют резисторы драйвера (R16 — R23), по одному на сегмент светодиода (всего 8, включая десятичную точку). Дисплеи не обязательно должны быть подключены так, как хотелось бы — другими словами, все сегменты A, все десятичные точки и т. Д.не обязательно соединять вместе. Легче расположить дорожки на печатной плате без этого ограничения, и нетрудно иметь разные таблицы поиска для каждого дисплея в программном обеспечении. Дисплеи представляют собой общий катод и активируются, когда на общий вывод подается низкий уровень, а затем записываются единицы или нули в отдельные сегменты. Если общий вывод высокий, ток не может течь. Таким образом, одновременно может быть активирован только один дисплей.

Строительство

Конструкция проста.Сначала установите и припаяйте резисторы и обрежьте их ножки. Определите резисторы по цветным полосам на корпусе. Затем установите и припаяйте конденсаторы, обращая внимание на полярность электролитов (минус отмечен полосой сбоку на корпусе). Керамические и полиэфирные конденсаторы можно устанавливать любым способом.

Далее устанавливаются диоды, транзисторы и регулятор. Положительный конец диодов отмечен линией на корпусе компонента. Обратите внимание, что на диоде Шоттки нельзя указывать типовой номер.Символы на шелке печатной платы указывают ориентацию транзисторов и регулятора (плоская сторона компонента против плоской стороны символа).

Затем установите гнездо IC (совместив выемку в гнезде с выемкой на символе на плате) и двойные 7-сегментные дисплеи (обратите внимание на десятичные точки на символе печатной платы). При пайке этих компонентов следует соблюдать осторожность, чтобы избежать образования перемычек между контактами. Не рекомендуется припаивать ПОС непосредственно к печатной плате.Наконец, установите кристалл, ползунковый переключатель, гнездо BNC и разъем аккумулятора. В последней просверлены опорные отверстия на плате. Пропустите провода защелки аккумулятора вверх через опорные отверстия со стороны направляющей платы, а затем вниз по отверстиям для пайки. Красный — положительный, черный — отрицательный.

Не вставляйте микросхему в гнездо, пока тщательно не проверите свою конструкцию. Первым этапом должен быть хороший визуальный осмотр. Убедитесь, что все компоненты вставлены правильно, и что нет сухих стыков и перемычек между дорожками.Затем выполните процедуру, описанную в разделе «Проверка цепи» ниже.

Что касается корпуса, то подойдет практически любая коробка, в которой есть вырез для дисплея. Лично мы считаем, что такие проекты не особо нуждаются в кейсах. Часто бывает более привлекательно, чтобы работы были выставлены напоказ. Отсутствие футляра также побуждает быть аккуратнее с конструкцией. Если счетчик не в кожухе, по углам можно прикрепить резиновые ножки.

Однако, если требуется корпус, выберите тот, который немного больше размера печатной платы.Установите печатную плату в нижней части корпуса, используя распорные стойки в четырех углах платы (подходящие для отверстий 4 мм). Вырежьте в боковой части корпуса отверстие для гнезда BNC. Вы можете протянуть короткий экранированный провод от гнезда к печатной плате или припаять гнездо к печатной плате и использовать гайку гнезда, чтобы надежно удерживать печатную плату в корпусе. Вырежьте секцию в верхней части корпуса прямо над ней и немного больше, чем у 7-сегментных дисплеев. Наклейте кусок красного целлофана или геля на внутреннюю часть футляра поверх выреза.Наконец, установите тумблер включения-выключения на корпус и подключите провода от переключателя к печатной плате (S1).

Тестирование цепей

Аналоговая схема может быть проверена без установленной PIC. Подайте питание на плату и проверьте наличие следующих напряжений постоянного тока:

• 5 В на плюсовой стороне C4.
• ~ 3,8 В в основании (средняя ножка) TR1
• ~ 3,1 В на базе TR4, ~ 3,9 В на коллекторе и ~ 2,45 В на эмиттере
• ~ 0.9В на стыке R3 и R5

Подайте на вход тестовый сигнал (около 100 мВ при 1 кГц). Ищите наличие сигнала на выходе усилителя (коллектор или верхняя ветвь TR5) как чистая прямоугольная волна.

Если плата проверяет, как указано выше, вставьте микросхему в гнездо. Совместите выемку в микросхеме с выемкой в ​​гнезде. Ножки микросхемы, возможно, потребуется немного согнуть, делайте это осторожно пальцами. Никаких специальных мер защиты от статического электричества не требуется.

Программное обеспечение включает самопроверку при включении. Все светодиодные сегменты включаются примерно на секунду. Если вы это видите, значит, источник питания в порядке, процессор колеблется и мультиплексирование работает. После самопроверки дисплей гаснет, а затем, если входной сигнал отсутствует, через 1 секунду отображается единственный ноль.

Снова вставьте тестовый сигнал. Если все работает правильно, измеритель будет отображать частоту сигнала.

К разъему BNC можно подключить стандартный пробник осциллографического типа.К этим зондам обычно прикреплен зажим типа «крокодил». Он должен быть подключен к точке заземления (0 В) на тестируемом устройстве.

Измеритель следует выключать, когда он не используется, поскольку светодиоды потребляют довольно большой ток. Его можно подключить к электросети для настольного использования (от 5 до 24 В постоянного тока). Ток потребления обычно составляет около 50 мА.

Варианты схемы

D2 можно полностью исключить, и это улучшает характеристики измерителя за счет увеличения его входного импеданса, но за счет потери входной защиты.

Полезным дополнением к схеме на высоких частотах (выше 1 МГц) является керамический конденсатор емкостью 100 пФ, подключенный параллельно резистору R10. Это помогает TR5 быстрее включаться и выключаться. Конденсатор можно припаять прямо к R10.

Если счетчик питается от сети, дисплей можно сделать ярче, уменьшив значение резисторов драйвера R16 — R23 до 220R. Предлагаемое значение 330R рассчитано на то, чтобы не потреблять слишком большой ток от батареи. Более дешевый регулятор, такой как 78L05, можно использовать, если счетчик должен питаться исключительно от сети.

Приложения

Частотомер можно использовать для калибровки другого оборудования. Например, генератор сигналов, у которого нет собственного цифрового дисплея. Измеритель покажет точную частоту, создаваемую генератором сигналов.

Texas Instruments производит серию световых датчиков (например, TSL220), выходная частота которых зависит от интенсивности света. Они очень просты в использовании, требуя всего лишь одного внешнего конденсатора.Люксметр, объединяющий один из этих датчиков с частотомером, может точно измерять энергетическую освещенность в диапазоне 3 декады.

Присоедините к частотомеру кристаллический микрофон, и вы получите гитарный тюнер. Измеритель будет отображать точную частоту воспроизведения музыкального инструмента. Вы можете легко настроить инструмент по таблице нотных частот.

Список компонентов

Резисторы (все 1/4 Вт, 5% углеродная пленка)

R1, R9 1k (коричневый, черный, красный, золотой)
R2, R10, R11 470R (желтый, фиолетовый, коричневый, золотой)
R3, R13 10к (коричневый, черный, оранжевый, золотой)
R4 1M (коричневый, черный, зеленый, золотой)
R5 2k2 (красный, красный, красный, золотой)
R6, R8, R15 220R (красный, красный, коричневый, золотой)
R7 10R (коричневый, черный, черный, золотой)
R12 560R (зеленый, синий, коричневый, золотой)
R14 100R (коричневый, черный, коричневый, золотой)
R16-R23 330R (оранжевый, оранжевый, коричневый, золотой)

Конденсаторы (электролитические 2.Интервал 5 мм, остальные 5 мм)

C1, C4, C6 100u электролитический 16V
C2, C5, C7 220u электролитический 16V
C3 100n миниатюрный полиэстер
C8, C11 100n керамика
C9, C10 22p керамика

Полупроводники

TR1, TR3, TR4 BC547B npn-транзистор (или BC548B, BC549B)
TR2 BF244A или B N-канальный JFET
TR5 ZTX313 npn переключающий транзистор
Кремниевый диод Д1-Д3 1Н4148
D4 BAT42 диод Шоттки
Регулятор REG1 LP2950 или 78L05 5V
18-контактный разъем DIL IC1 + микроконтроллер PIC16C54 HS / P
DISPLAY1,2 Двойной 7-сегментный светодиодный дисплей 0,56 дюйма, общий катод

Разное

X1 кристалл 20 МГц, корпус HC-49 / U
S1 миниатюрный вертикальный ползунковый переключатель для печатных плат, SPDT
INPUT BCN разъем для печатной платы
АККУМУЛЯТОР PP3 защелка

4 x резиновые ножки
 

Источник |
Схема |
PCB foil and silk

Эта статья впервые появилась в Electronics Today International Volume 26 No.2.

Частотомеры — Все производители — eTesters.com

Отображение недавних результатов 1 — 15 из 139 найденных продуктов.

• Частотомер

  Tektronix, Inc.

  Частотомер / таймер / анализатор серии Tektronix FCA объединяет в себе функции частотомера, частотомера и таймера в одном многофункциональном приборе.Благодаря беспрецедентному разрешению вы можете фиксировать очень небольшие изменения частоты и времени. Частотомеры и таймеры Tektronix предлагают комплексные режимы анализа, включая статистику измерений, гистограммы и графики трендов.

• Частотомер

  Саликон Нано Технологии

  Предлагаемый нами частотомер — это прибор, который используется для измерения частоты. Обычно он измеряет частоту, измеряя количество импульсов или колебаний в секунду в повторяющемся электронном сигнале.Это счетчик на базе микропроцессора, который измеряет частоту, импульс и измерения кристалла.

• Частотомеры

  Прицел-ТТИ

  Портативные и настольные частотомеры до 6 ГГц Универсальные счетчики с возможностью СНЧ и измерения импульсов и суммирования в дополнение к частоте / периоду.

• Частотомер

  Crotech Instruments Limited

  Электронный прибор или его компонент, используемый для измерения частоты.Частотомеры обычно измеряют количество колебаний или импульсов в секунду периодического электронного сигнала.

• Частотомеры

  Модель 1105 — Berkeley Nucleonics Corporation

  Новый счетчик модели 1105 от Berkeley Nucleonics выгодно отличается от существующих счетчиков. 1105 имеет разрешение по частоте 12 разрядов и разрешение временного интервала 40 пс. Интерфейс DSP в реальном времени обеспечивает более высокую производительность измерений.Сравните наши характеристики и цену с Agilent 53132A или Fluke PM6685.

• Частотомеры

  Keysight 53200A серии — Amplicon Ltd.

  Keysight серии 53200 — это новое поколение ВЧ-устройств с частотой 350 МГц и универсальных счетчиков / таймеров с новыми стандартами производительности и удобства использования. Первые частотомеры с соответствием LXI-C, сочетание высокоскоростных измерений и встроенного анализа обеспечивают новые функциональные возможности, которые ранее не были доступны в базовых частотомерах / таймерах.Доступные модели предлагают возможности разрешения до 12 разрядов в секунду с однократным частотным разрешением на односекундном гейте. Все модели предлагают новые встроенные возможности анализа и построения графиков, чтобы максимально расширить получаемые вами сведения и информацию.

• Частотомер

  FC2000 серии — ACECO Electronics Corp.

  Профессиональный частотомерЧастотный диапазон: 1 МОм и входное сопротивление 50 Ом для полного диапазона от 10 Гц до 3 ГГц Вес: 250 г Корпус: 100 мм * 68 мм * 31 мм штампованный алюминий с черным анодированным покрытием Аккумулятор: Внутренний 4 * AA, 600 мАч, NiCd, 10 цифр Жидкокристаллический дисплей Низкое энергопотребление (среднее время автономной работы 6 часов) Удерживайте переключатель для блокировки дисплея Индикатор низкого заряда батареи Ультрачувствительный синхронный детектор 16-сегментная гистограмма для отображения мощности радиосигнала Высокоскоростной прямой счетчик 300 МГц с 0Разрешение 1 Гц 4 выбираемых скорости ворот Автоматическое удержание Измерение частоты и периода Звуковой сигнал и светодиодная подсветка с черным анодированным покрытием

• Частотомер

  FC-2500A — MRC ltd.

  Высокая чувствительность для измерения частот VHF и UHF, полезная для любительского CB. * Портативный и карманный прибор. * Широкий диапазон измерения до 2,6 ГГц. * Хорошее разрешение, мин. 0,1 Гц. дисплей для диапазона 10 МГц.* Используется эксклюзивный микропроцессор IC. Предлагаются интеллектуальные функции: частота, период, мультиразрешение, удержание данных, относительное измерение, Datarecord (макс., Мин., Среднее значение). * Автоматическое и ручное отключение питания. * ЖК-дисплей для низкого энергопотребления. & четкое считывание даже при ярком окружающем освещении.

• Частотомер

  PeakTech Prüf- und Messtechnik GmbH

  Этот недавно разработанный и инновационный осциллограф с цифровой памятью предлагает передовые технологии и производительность, а также многофункциональность для различных групп пользователей из сектора электронных услуг, разработки или промышленного сектора.

• Частотомер

  FC-5270A — Lodestar Electronics

  Точность: 1,0 сек. Строб: ± Погрешность временной развертки + 1 отсчет 0,1 сек. строб: ± Погрешность временной развертки + 2 отсчета Разрешение: 1,0 с Строб: 1 Гц 0,1 с Строб: 10 Гц Входное напряжение: ВЧ: 35 мВ, максимум 3 В УКВ: 50 мВ, максимальное входное сопротивление 3 В: ВЧ: 1 МОм. VHF: 50 Ом Входная чувствительность: 35 мВ (от 10 Гц до 1.0 ГГц) Точность эталонного времени: 3 x 10-5 (50 частей на миллион) от 0 ° C до 40 ° C. 1 x 10-5 (10 частей на миллион) 23 ° C ± 3 ° C. Источник питания: 9 — 11 В с адаптером переменного тока 500 мА. Характеристики временной развертки Тип: кварцевый генератор Частота: 5,0 МГц Стабильность: ± 10 ppm Размер и вес: 230 (Ш) x 54 (В) x 157 (Г) мм Прибл. 1,2 кг. Принадлежности: зажимы BNC x 1.

• Частотомер

  FC-5250C — Lodestar Electronics

  Секция осциллятора Диапазон частот: от 10 Гц до 200 МГц.ВЧ: от 10 Гц до 20 МГц. VHF: от 10 МГц до 200 МГц. Точность: ± 1 отсчет, ± эталонная точность времени. Время стробирования: 0,1 сек и 1 сек. Умножение: HF и VHF (UHF). Входная чувствительность: 10 Гц ~ 200 МГц 35 мВ. Входное сопротивление: ВЧ 1 МОм. VHF 50 Ом (UHF 50 Ом). Максимальное входное напряжение: менее 10 В. Базовая временная частота: 5 МГц. Точность эталонного времени: 3 x 10-5 (50 частей на миллион) от 0 ° C до 40 ° C. 1 x 10-5 (10 частей на миллион) 23 ° C ± 3 ° C. Дисплей: 7 десятичных цифровых светодиодных индикаторов для FC-5250C. Источник питания: адаптер переменного тока 7-10 В. Размер и вес: 160 (Ш) x 83 (В) x 125 (Г) мм FC-5250C.Прибл. 1,2 кг. Принадлежности: зажимы BNC x 1.

• Частотомер

  FC-2700 — MRC ltd.

  * TCXO (ИС с температурной компенсацией, предлагающая интеллектуальную функцию: кварцевый генератор), временная развертка, высокая частота, период, мультиразрешение, стабильность и точность. Удержание данных, относительное измерение, * Высокая чувствительность для записи данных VHF и UHF (макс., Мин., Измерение средней частоты, полезно для чтения).CB любитель. * 8 цифр, большой ЖК-дисплей 18,3 мм. * Широкий диапазон измерения до 2,7 ГГц. * Разрешение 0,1 Гц для 10 МГц.

Простой цифровой частотомер

Простой цифровой частотомер

Введение:
Простой цифровой частотомер имеет множество применений. Может быть эксперимент для новичков, лабораторное оборудование
или счетчик, встроенный в какое-то устройство.Идеален везде, где необходимо измерить и отобразить частоту в цифровом виде.

Описание схемы:
Частотомер построен только из общих компонентов (логики), без микропроцессора (микроконтроллера), который необходимо программировать.
Основа — двойной десятичный счетчик 74390 (74HC390 — CMOS, 74LS390 — биполярный). Осциллятор с IO1 (555) определяет время счета.
При значениях компонентов, перечисленных на схематической диаграмме ниже, время счета составляет 1 с.Поэтому частотомер измеряет с разрешением 1 Гц.
Отображаются DIS1417 или TIL311. Они уже построили схемы LATCH и декодеры от BCD до 7 сегментов.
Это избавляет от необходимости использовать внешние. Если вы хотите использовать стандартный 7-сегментный дисплей, необходимо использовать
внешний LATCH (например, 4-битный 7475 / 74HC75 / 74LS75, 8-битный или 74373) и декодеры (например, 7447 или 4543).
Схема 555 (IO1) выдает прямоугольный сигнал на своем выходе (вывод 3), сохраняющийся в log 1 в течение 1 секунды, за которым следует короткий импульс log 0.Во время журнала 1 счетчики ведут счет, во время отрицательного импульса данные на дисплеях обновляются, а счетчики сбрасываются.
Это выполняется в два этапа: на заднем фронте функция LATCH отключается, и значения счетчиков передаются на дисплеи,
и нарастающий фронт счетчика затем сбрасывает счетчики, чтобы подготовиться к следующему циклу счета.
Частотомер на схеме измеряет в диапазоне от 0 до 9999 Гц с разрешением 1 Гц. Однако можно выбрать любое количество цифр.
а также вы можете выбрать разные периоды измерения.Если мы выберем 0,1 с, он будет измерять до 99,99 кГц с разрешением 10 Гц.
Если мы выберем 0,01 с, частотомер будет измерять частоту до 999,9 кГц с разрешением 100 Гц.
Когда мы выбираем более короткий интервал подсчета, целесообразно расширить журнал 0, чтобы уменьшить частоту обновления.
Если дисплей обновляется 10 или даже 100 раз в секунду, значение может быть нечитаемым во время измерения переменной частоты.
Преимущество управления временем измерения с помощью RC-генератора со схемой 555 заключается в его простоте.Недостаток
немного худшая точность. Для более точных измерений
кварцевый генератор может быть использован.

Регулировка:
Регулировка частотомера проста. Подключите его к источнику питания (около 5 В)
и подключите известную входную частоту. Затем установите подстроечный резистор P1 на отображение правильного значения.

Принципиальная схема простого цифрового частотомера.

alexxlab

Посмотреть все записи автора alexxlab →

Вам также может понравиться

Стоимость электроэнергии с 1 июля 2018 года в самаре: Тарифы на электроэнергию для Самары и самарской области с 1 июля 2018 года

12.06.202106.04.2021

Отключение горячей воды 2018 график: График отключения горячей воды в Москве в 2018 году — Сервисы

22.07.202106.06.2021

Стоимость кубометра газа для населения на 2018 год: Тарифы на газ в 2018 г.

27.12.202015.11.2020

Добавить комментарий Отменить ответ

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Комментарий *

Имя *

Email *

Сайт