Yksinkertaiset taajuusmittaripiirit - analogiset mallit

Seuraavia yksinkertaisia ​​analogisia taajuusmittaripiirejä voidaan käyttää mittaamaan taajuuksia, jotka voivat olla joko siniaaltoja tai neliöaaltoja. Mitattavan tulotaajuuden on oltava vähintään 25 mV RMS optimaalisen havaitsemisen ja mittaamisen kannalta.

Suunnittelu helpottaa suhteellisen laajaa taajuusmittausaluetta, välillä 10 Hz - enintään 100 kHz, valintakytkimen S1 asetuksesta riippuen. Kutakin S1 a: han liittyvää 20 k: n esiasetettua asetusta voidaan säätää erikseen niin, että mittarille saadaan muita taajuusalueita täyden asteikon taipuma haluttaessa.

Tämän taajuusmittaripiirin kokonaiskulutus on vain 10 mA.

R1: n ja C1: n arvot päättävät käytetyn mittarin koko asteikon taipuman, ja ne voidaan valita piirissä käytetyn mittarin mukaan. Arvot voidaan korjata vastaavasti seuraavan taulukon avulla:

Kuinka piiri toimii

Viitaten yksinkertaisen taajuusmittarin piirikaavioon, 3 BJT: tä tulopuolella toimivat kuin jännitevahvistin matalajännitetaajuuden vahvistamiseksi 5 V: n suorakaiteen muotoisiksi aaltoiksi syöttääkseen IC: n SN74121-tuloa.

IC SN74121 on monostabiili multivibraattori, jossa on Schmitt-laukaisutulot, jonka avulla tulotaajuus voidaan käsitellä oikein mitoitetuiksi yhden kuvan pulsseiksi, joiden keskiarvo riippuu suoraan tulosignaalin taajuudesta.

Diodit ja R1, C1-verkko IC: n ulostulotapassa toimivat kuin integraattori monostabelin värähtelevän ulostulon muuttamiseksi kohtuullisen vakaan DC: ksi, jonka arvo on suoraan verrannollinen tulosignaalin taajuuteen.

Näin ollen tulotaajuuden kasvaessa myös lähtöjännitteen arvo nousee suhteellisesti, mikä tulkitaan vastaavalla mittapään taipumalla, ja antaa taajuuden suoran lukeman.

Valintakytkimeen S1 liittyvät R / C-komponentit määräävät yhden vakion yhden otoksen PÄÄLLE / POIS-ajastuksen, ja tämä puolestaan ​​päättää alueen, jolle ajoitus tulee sopivimmaksi, jotta voidaan varmistaa mittarin yhteensopiva alue ja vähimmäisvärinä metrin neula.

Vaihda alue

• a = 10 Hz on 100 Hz
• b = 100 Hz - 1 kHz
• c = 1 kHz - 10 kHz
• d = 10 kHz - 100 kHz

Usean alueen tarkka taajuusmittaripiiri

Ensimmäisen taajuusmittarin piirikaavion parannettu versio näkyy yllä olevassa kuvassa. TR1-tulotransistori on a risteys-portti FET jota seuraa jännitteen rajoitin. Konseptin ansiosta instrumentilla on suuri tuloimpedanssi (yhden megohmin alue) ja turvallisuus ylikuormitukselta.

Kytkinpankki S1 b yksinkertaisesti pitää positiivisen ME1-mittariliittimen 'maadoitettuna' S1 a: lle määritellyille kuudelle aluekokoonpanolle ja toimittaa siten vastaavan alueen lauhduttimen purkupolun kuvan 1 huomautusten mukaisesti. Mittari ja esiasetettu vastus VR1 kytketään Zenerin D7-vertailudiodin ympärille.

Tätä esiasetusta muokataan asennuksen aikana, jotta saadaan mittarin täysi asteikon taipuma, joka sitten kalibroidaan tarkasti kyseiselle viitetasolle. Tämä on tärkeää, koska Zener-diodit tarjoavat yksin 5%: n toleranssin. Kun kalibrointi on kiinteä, sitä hallitaan lopulta kojelautapaneelista potentiometri VR2, joka tarjoaa ohjauksen kaikille taajuusalueille.

Syöttötaajuuden suurin amplitudi, joka on asetettu f.e.t. portti on rajoitettu noin ± 2,7 V: n kautta Zener-diodit D1 ja D2 yhdessä vastuksen R1 kanssa.

Jos tulosignaali on suurempi kuin tämä arvo molemmissa napaisuuksissa, vastaava Zener perustelee ylijännitteen vakauttamalla sen arvoon 2,7 V. Kondensaattori C1 helpottaa tiettyä korkean taajuuden kompensointia.

FET on konfiguroitu kuten lähteen seuraaja ja lähdekuorma R4 toimii sisääntulotaajuuden vaihemoodina. Transistori TR2 toimii kuin suoraviivainen neliövahvistin, jonka lähtö saa transistorin TR3 kytkeytymään päälle ja päälle aiemmin annetun selityksen mukaisesti.

Latauskondensaattorit jokaiselle 6 taajuusalueelle määritetään kytkentäpankilla S1a. Näiden kondensaattoreiden on oltava erittäin vakaita ja korkealaatuisia, kuten tantaali.

Vaikka ne on merkitty kaaviossa yksinäisiksi kondensaattoreiksi, ne voidaan muodostaa käyttämällä pari yhdensuuntaista osaa. Esimerkiksi kondensaattori C5 on rakennettu käyttäen 39n ja 8n2, kokonaiskapasiteetti 47n2, kun taas C10 koostuu 100p ja 5-65p trimmeristä.

Piirilevyn asettelu

Edellä esitetyn taajuusmittaripiirin piirilevykiskon rakenne ja komponenttikerros on esitetty seuraavissa kuvissa

Yksinkertainen taajuusmittari IC 555: n avulla

Seuraava analoginen taajuusmittauslaite on todennäköisesti yksinkertaisin, mutta siinä on kohtuullisen tarkka taajuusluku liitetyssä mittarissa.

Mittari voi olla määritelty liikkuva kelatyyppi tai digitaalinen mittari, joka on asetettu 5 V DC -alueelle

IC 555 on kytketty vakiona monostabiili piiri , jonka lähdön ON-aika on kiinteä R3, C2-komponenttien kautta.

Jokaiselle tulotaajuuden positiiviselle puolisyklille monostabiili kytkeytyy PÄÄLLE tietyn ajanjakson ajan, jonka R3 / C2-elementit määrittävät.

IC: n ulostulossa olevat osat R7, R8, C4, C5 toimivat kuten stabilointiaine tai integraattori mahdollistamaan ON / OFF-monostabiilien pulssien olevan kohtuullisen vakaa tasavirta, jotta mittari voi lukea sen ilman tärinää.

Tämä sallii myös lähdön tuottaa keskimääräisen jatkuvan Dc: n, joka on suoraan verrannollinen T1: n pohjaan syötettyjen tulopulssien taajuusnopeuteen.

Esiasetettu R3 on kuitenkin säädettävä asianmukaisesti eri taajuusalueille siten, että mittarin neula on melko vakaa ja tulotaajuuden kasvu tai lasku aiheuttaa suhteellisen määrän taipumista tälle erityiselle alueelle.