Простой частотомер. Схема
Частотомеры, построенные по “медленной” схеме популярны среди радиолюбителей потому, что их схема проще и не требует применения регистров или триггеров для запоминания данных предыдущего измерения. Но, недостаток таких частотомеров в их медленности. Многоразрядный частотомер без переключателя пределов на процесс измерения тратит не менее секунды, плюс ещё несколько секунд на время индикации. Такое продолжительное время измерения не только неудобно тем, что если вы устанавливаете частоту генератора подстройкой контуров или резисторов и одновременно измеряете частоту, то на показание прибора оказывает влияние так же и сам процесс регулировки частоты, поскольку, если во время измерения частота изменяется, то оказания частотомера вообще непредсказуемы. То есть, нужно подстроить частоту и ждать как минимум два цикла измерения чтобы посмотреть результат. А можно просто забыть об этом и получить неправильный результат.
Будет удобнее, если процессом измерения управлять вручную, – при помощи кнопки “ПУСК”, после нажатия которой начинается измерение. Таким образом, каждый раз, желая измерить частоту нужно нажимать эту кнопку.
Принципиальная схема частотомера по такой схеме показана на Рис.1. Это низкочастотный шестиразрядный частотомер, измеряющий частоту до 999999 Гц. Конечно, используя входной делитель можно измерять и более высокие частоты.
Чувствительность прибора около 50 mV. Входной сигнал подаётся на разъём Х1. На микросхеме D1 выполнен усилитель-ограничитель и управляемый формирователь логических импульсов. Блокировка прохождения импульсов производится подачей единицы на вывод 
Устройство управления и генератор образцовой частоты выполнено на D2 и D3. Микросхема D2 – К176ИЕ12, она предназначена для часов и имеет множество функций. Но здесь работает только кварцевый мультивибратор ( на резонаторе
В исходном состоянии на выходе D3.2 будет логическая единица. В этом положении входной триггер Шмитта закрыт и схема находится в режиме индикации результата предыдущего измерения.
Нажав на кнопку S1 мы устанавливаем D3.2 в обратное положение. Цепь C10-R8 формирует коротенький импульс, который быстро обнуляет счётчики.
Далее происходит запуск D2 и на его выводе формируется один импульс периодом 1 Гц. В течении этого времени идёт измерение так как триггер Шмитта открыт. После завершения импульса триггер D3.1 переходит в единичное состояние, которое длится недолго, так как единица с прямого выхода
В результате, подсчёт импульсов прекращается и на индикаторах Н1-Н6 отображается результат измерения.
Питается прибор от сетевого адаптера для “Денди“ или подобных. L1 – 50 витков ПЭВ – 0,53 на ферритовом кольце диаметром 10 мм.
Печатная плата не приводится, так как устройство собиралось на макете.
Налаживание практически не требуется. Если будут сбои в обнулении D4-D9 нужно немного увеличить ёмкость С10. Установка точности – конденсаторами С6 и С7.
источник: ” РАДИОКОНСТРУКТОР “, 01 – 2005, стр.21-22.
Автор Андрей МаркеловОпубликовано Рубрики Измерительные приборыМетки частотомерыПростой цифровой частотомер без микроконтроллера
Главная » Измерение и контроль » Простой цифровой частотомер без микроконтроллера
Он будет незаменим там, где нужно измерить и показать частоту сигнала в цифровом виде.Данный частотомер собран на логических микросхемах без использования микроконтроллера, требующего программирования. В основе схемы лежит сдвоенный десятичный счетчик К555ИЕ20.
Генератор, собранный на таймере NE555 задает время отсчета. При указанных на схеме номиналах элементов обвязки NE555, время отсчета равно 1 сек. Это позволяет производить измерение с разрешением 1 Гц.
В качестве индикаторов можно использовать DIS1417 или TIL311. Такие индикаторы имеют защелки, декодер, драйвер и 20 светодиодов, образующих шестнадцатеричный символ. Использовав такие индикаторы, отпадает необходимость в использовании внешних защелок.
При использовании же стандартного 7-сегментного индикатора, необходимо добавить декодеры (7447 или 4543) и внешние защелки (7475 / 74HC75 / 74LS75).
Таймер NE555 генерирует на выводе 3 лог. 1 на протяжении 1 секунды, после которого идет короткий импульс лог.
Все происходит в два этапа: по заднему фронту защелки выключаются и значения счетчиков поступают на индикатор, а по переднему фронту происходит сброс счетчиков для подготовки к очередному циклу отсчета.
Частотомер, приведенный на принципиальной схеме, способен измерять частоту в диапазоне от 0 до 9999 Гц с разрешением 1 Гц. Но мы с легкостью можем установить любую разрядность и различные периоды измерения.
Установив время переключения таймера NE555 равное 0,1 секунде, мы получим диапазон измерения до 99,99 кГц с разрешением 10 Гц. Если мы установим 0,01 секунду, то диапазон составит до 999,9 кГц с разрешением 100 Гц.
Если мы установим малый интервал отсчета, то необходимо будет увеличить длительность лог. 0, чтобы снизить частоту обновления. Если информация на индикаторе будет обновляться 20 или даже 100 раз в секунду то, скорее всего, данные на индикаторе будут не читаемым во время измерения переменной частоты.
Блок питания 0…30В/3A
Набор для сборки регулируемого блока питания…
Подробнее
Плюсом регулировки периода отсчета с использованием RC-генератора на таймере NE555 является его простота. Минусом можно считать меньшую точность. Для достижения более точных измерений желательно задействовать кварцевый генератор.
Настройка данного частотомера не сложная. Подайте питание на схему (5 В) и на вход подайте сигнал с известной частотой. Затем вращая подстроечный резистор R1, установите на индикаторе правильное значение.
Счетчик Гейгера
Высококачественный счетчик Гейгера с высокой чувствительностью для обнаружен…
Подробнее
Categories Измерение и контроль Tags Частотомер
Отправить сообщение об ошибке.
Как работает частотомер: Эксплуатация » Electronics Notes
Существуют различные типы счетчиков частоты, но основной счетчик частоты с прямым подсчетом работает путем подсчета количества импульсов или количества раз, когда сигнал пересекает пороговое значение за заданное время.
Учебное пособие по таймеру счетчика частоты Включает:
Частотомер
Как работает частотомер
Интервальный таймер
Как использовать счетчик
Характеристики
Точность
При использовании частотомера полезно понять, как он работает, чтобы иметь возможность использовать его наилучшим образом и получать наиболее точные показания.
Поскольку счетчики частоты широко используются в радиочастотных лабораториях и во многих других областях, хорошее базовое понимание их работы и того, как они работают, очень полезно.
Основы ВЧ-частотомера
ВЧ-счетчики частоты и таймеры — это элементы испытательного оборудования, которые работают путем подсчета событий в течение заданного периода или определения периода путем подсчета ряда точно рассчитанных по времени событий. Периоды времени, в течение которых подсчитываются события, или точно рассчитанные по времени события могут быть сгенерированы с помощью высокостабильного кварцевого генератора.
Частота равна количеству пересечений уровня срабатывания за одну секунду. Следовательно, для более коротких периодов стробирования можно легко рассчитать частоту по количеству пересечений уровня запуска.
частота = время пересечения уровня срабатывания в секундах
Чтобы посмотреть, как работает частотомер или таймер, необходимо описать два подхода по отдельности. Эти два подхода можно назвать прямым подсчетом и реципрокным подсчетом.
Частотомер прямого счета
Цифровые частотомеры, в которых используется метод прямого подсчета, подсчитывают, сколько раз входной сигнал пересекает заданное напряжение запуска (и в заданном направлении, например, переходит от отрицательного к положительному) за заданное время. Это время известно как время ворот
. Базовая блок-схема счетчика частотыВ базовом счетчике есть несколько основных блоков:
- Ввод: Когда сигнал поступает в счетчик частоты, он поступает на входной усилитель, где сигнал преобразуется в логическую прямоугольную волну для обработки в цифровой схеме в остальной части счетчика.
Обычно этот каскад содержит схему триггера Шмитта, чтобы шум не вызывал ложных фронтов, которые могли бы вызвать дополнительные импульсы, подлежащие подсчету.Часто можно управлять уровнем запуска, а также чувствительностью, хотя многие счетчики делают это автоматически. Также стоит помнить о максимальных входных уровнях в этот момент — часто это напечатано на передней панели в качестве руководства и предупреждения.
- Точная развертка/часы: Для создания различных стробирующих/временных сигналов в счетчике частоты требуется точная развертка или часы. Обычно это кварцевый генератор, а в высококачественных измерительных приборах это будет кварцевый генератор, управляемый печью. Во многих инструментах будет возможность использовать внешний генератор более высокого качества или использовать генератор частотомера для других инструментов. Это также полезно, когда необходимо привязать ряд инструментов к одному стандарту.
- Декадные делители и триггеры: Генератор тактовых импульсов используется для обеспечения точно синхронизированного стробирующего сигнала, который пропускает импульсы из входящего сигнала. Это генерируется из тактового сигнала путем деления тактового сигнала на декадные делители, а затем подачи его на триггер, чтобы дать разрешающий импульс для основного затвора.
- Строб: Точно синхронизированный сигнал запуска стробирования от часов подается на один вход гейта, а на другой вход поступает последовательность импульсов из входящего сигнала. Результирующий выходной сигнал от ворот представляет собой серию импульсов в течение точного промежутка времени. Например, если бы входящий сигнал был на частоте 1 МГц и ворота были открыты на 1 секунду, то был бы пропущен 1 миллион импульсов.
- Счетчик/защелка: Счетчик принимает входящие импульсы от вентиля. Он имеет набор стадий деления на 10 (количество равно количеству цифр дисплея минус 1). Каждый этап делится на десять, и поэтому, поскольку они связаны в цепочку, первый этап представляет собой ввод, деленный на десять, следующий — ввод, деленный на 10 x 10, и так далее. Эти выходы счетчика затем используются для управления дисплеем.
Чтобы удерживать выход на месте во время отображения цифр, выход фиксируется. Обычно защелка удерживает последний результат, пока счетчик считает новое показание. Таким образом, дисплей будет оставаться статичным до тех пор, пока не появится новый результат, после чего защелка будет обновлена, а на дисплей будут выведены новые показания.
- Дисплей: Дисплей принимает выходные данные защелки и отображает их в обычном читаемом формате. ЖК-дисплеи или светодиодные дисплеи являются наиболее распространенными. Для каждой декады счетчик может отображать цифру. Очевидно, что на дисплее может отображаться и другая важная информация.
Обычно этот каскад содержит схему триггера Шмитта, чтобы шум не вызывал ложных фронтов, которые могли бы вызвать дополнительные импульсы, подлежащие подсчету.
Это генерируется из тактового сигнала путем деления тактового сигнала на декадные делители, а затем подачи его на триггер, чтобы дать разрешающий импульс для основного затвора.
Эти выходы счетчика затем используются для управления дисплеем. Важно, чтобы время стробирования генерировалось точно. Это достигается наличием в счетчике частоты высокоточного источника частоты. Обычно они работают на частоте 10 МГц, и ее необходимо разделить, чтобы получить требуемое время стробирования.
Можно выбрать значения 0,01, 0,1, 1 и 10 секунд. Более короткое время, очевидно, позволяет чаще обновлять дисплей, но при этом точность подсчета ниже.
Причина, по которой время стробирования определяет разрешение счетчика частоты, заключается в том, что обычно он может подсчитывать только полные циклы, поскольку каждое пересечение представляет собой цикл. Это время стробирования в одну секунду позволит получить разрешение по частоте в 1 Гц, а время стробирования в десять секунд позволит получить разрешение до 0,1 Гц. Стоит отметить, что разрешение измерения не выражается в процентах от измерения, а является фиксированной величиной, относящейся только к времени стробирования.
Взаимные счетчики частоты
Другой метод измерения частоты сигнала заключается в измерении периода одного цикла формы волны, а затем вычислении обратной величины. Хотя этот подход немного дороже в реализации, чем прямой подсчет, и он не так широко используется, он все же имеет некоторые преимущества.
Главный из них заключается в том, что он всегда будет отображать одинаковое количество разрядов разрешения независимо от входной частоты. В результате обратные счетчики частоты задаются количеством цифр для заданного времени стробирования, например. 10 цифр в секунду. С учетом этого видно, что обратные счетчики дают более высокое разрешение на низких частотах. На частоте 1 кГц прямой счетчик дает разрешение 1 Гц (4 разряда). Обратный счетчик 10 разрядов в секунду дает разрешение 10 разрядов.
Другим преимуществом является то, что эти счетчики могут очень быстро считывать показания. Обратный счетчик дает разрешение 1 мГц за 1 мс, тогда как прямому счетчику требуется секунда, чтобы дать показание с разрешением 1 Гц.
Частотомеры широко используются в любой радиолаборатории. Они обеспечивают быстрый, простой и точный метод измерения частоты, а также относительно экономичны. Они также могут быть требованием для обеспечения того, чтобы частоты передатчика передавались в требуемых полосах частот.
Другие тестовые темы:
Анализатор сетей передачи данных
Цифровой мультиметр
Частотомер
Осциллограф
Генераторы сигналов
Анализатор спектра
LCR-метр
Измеритель наклона, ГДО
Логический анализатор
ВЧ измеритель мощности
Генератор радиочастотных сигналов
Логический пробник
PAT-тестирование и тестеры
Рефлектометр во временной области
Векторный анализатор цепей
PXI
ГПИБ
Граничное сканирование / JTAG
Получение данных
Вернуться в меню «Тест». . .
Простой цифровой частотомер
Простой цифровой частотомер Введение: Простой цифровой частотомер имеет множество применений. Это может быть эксперимент для начинающих, лабораторное оборудование
или счетчик, встроенный в какое-то устройство. Идеален везде, где необходимо измерять и отображать частоту в цифровом виде.
Описание схемы: Частотомер построен только из общих компонентов (логика), без микропроцессора (микроконтроллера), который необходимо программировать.
Основой является двойной десятичный счетчик 74390 (74HC390 — CMOS, 74LS390 — биполярный). Генератор с IO1 (555) определяет время счета.
При номиналах компонентов, перечисленных на схематической диаграмме ниже, время счета составляет 1 с. Поэтому частотомер измеряет с разрешением 1 Гц.
Дисплеи 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
внешние LATCH (например, 4-битные 7475/74HC75/74LS75, 8-битные или 74373) и декодеры (например, 7447 или 4543).
Схема 555 (IO1) формирует на своем выходе (вывод 3) прямоугольный сигнал, сохраняющийся в лог. 1 в течение 1 секунды, после чего следует короткий импульс лог. 0.
Во время лога 1 счетчики подсчитываются, во время отрицательного импульса обновляются данные на дисплеях и сбрасываются счетчики.
Это делается в два этапа: при спадающем фронте функция LATCH отключается, и значения счетчиков передаются на дисплеи.
и нарастающий фронт счетчика затем сбрасывает счетчики для подготовки 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 измеряться 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, уместно расширить журнал 0, чтобы уменьшить частоту обновления.
Если дисплей обновляется 10 раз или даже 100 раз в секунду, значение может быть нечитаемым при измерении переменной частоты.
Преимуществом управления временем измерения с помощью RC-генератора со схемой 555 является его простота. Недостаток
чуть хуже точность. Для более точных измерений
можно использовать кварцевый генератор.
Регулировка: Регулировка частотомера проста. Подключите его к источнику питания (около 5 В)
и подключите известную входную частоту.
