Enkla frekvensmätarkretsar - analoga mönster

Följande enkla analoga frekvensmätarkretsar kan användas för att mäta frekvenser som kan vara antingen sinus- eller fyrkantvåg. Ingångsfrekvensen som ska mätas måste vara minst 25 mV RMS för optimal detektering och mätning.

Konstruktionen underlättar ett relativt brett spektrum av frekvensmätningar, direkt från 10 Hz till maximalt 100 kHz, beroende på inställningen av väljarknappen S1. Var och en av de 20 k förinställda inställningarna som är associerade med S1a kan justeras individuellt för att få andra frekvensområdesavböjningar på mätaren, efter önskemål.

Den totala förbrukningen för denna frekvensmätarkrets är endast 10 mA.

Värdena för R1 och Cl bestämmer fullskalans avböjning på relevanta mätare som används och kan väljas beroende på mätaren som används i kretsen. Värdena kan fixeras i enlighet med hjälp av följande tabell:

Hur kretsen fungerar

Med hänvisning till kretsschemat för den enkla frekvensmätaren fungerar 3 BJT på ingångssidan som en spänningsförstärkare för att förstärka lågspänningsfrekvensen till en 5 V rektangulär vågor för att mata ingången till IC SN74121

IC SN74121 är en monostabil multivibrator med Schmitt-triggeringångar, vilket gör att ingångsfrekvensen kan bearbetas till en korrekt dimensionerad one-shot pulser, vars medelvärde beror direkt på insignalens frekvens.

Dioderna och R1, C1-nätverket vid IC-utgången fungerar som en integrator för att omvandla den monostabila vibrationsutgången till en rimligt stabil likström vars värde är direkt proportionell mot insignalens frekvens.

När ingångsfrekvensen stiger, ökar således utgångsspänningens värde proportionellt, vilket tolkas av en motsvarande avböjning på mätaren och ger en direkt avläsning av frekvensen.

R / C-komponenterna som är associerade med S1-omkopplaren bestämmer den monostabila ON / OFF-tidsinställningen för ett skott, och detta i sin tur bestämmer det område för vilket tidpunkten blir mest lämplig för att säkerställa ett matchande intervall på mätaren och minimala vibrationer på meter nål.

Byt räckvidd

• a = 10 Hz är 100 Hz
• b = 100 Hz till 1 kHz
• c = 1 kHz till 10 kHz
• d = 10 kHz till 100 kHz

Flera områdes noggrann frekvensmätarkrets

En förbättrad version av det första frekvensmätarkretsschemat visas i figuren ovan. TR1-ingångstransistorn är en korsningsgrind FET följt av en spänningsbegränsare. Konceptet tillåter instrumentet med en stor ingångsimpedans (inom ett megohm-intervall) och säkerhet mot överbelastning.

Växlingsbank S1b håller helt enkelt den positiva ME1-mätterminalen 'jordad' för de 6 områdeskonfigurationer som anges på S1a och tillhandahåller således urladdningsbanan för motsvarande områdeskondensor som beskrivs i anmärkningarna till fig. 1. Med detta sagt, vid sjunde plats, mätaren och ett förinställt motstånd, VR1, byts runt Z7-referensdioden.

Denna förinställning justeras under inställningen för att ge en full-skala-avböjning för mätaren som sedan kalibreras exakt för den specifika referensnivån. Detta är viktigt eftersom Zener-dioder på egen hand erbjuder en tolerans på 5%. När det är fixat styrs denna kalibrering äntligen från en instrumentpanel potentiometer VR2 som ger kontroll för alla frekvensområden.

Den högsta amplituden för ingångsfrekvensen placerad på f.e.t. porten är begränsad till ungefär ± 2,7 V genom Zener-dioder D1 och D2, tillsammans med motstånd R1.

Om insignalen är högre än detta värde i båda polariteterna, kommer respektive Zener att jorda överspänningen som stabiliserar den till 2,7 V. Kondensator C1 underlättar viss högfrekvenskompensation.

FET är konfigurerad som en källföljare och källbelastningen R4 fungerar som ett fas-läge för ingångsfrekvensen. Transistor TR2 fungerar som en rak kvadratförstärkare vars utgång gör att transistorn TR3 slås på och av enligt den tidigare förklaringen.

Laddningskondensatorerna för varje enskilt 6 frekvensområde bestäms med switchbanken S1a. Dessa kondensatorer måste vara extremt stabila och höga, såsom tantal.

Även om de indikeras som ensamma kondensatorer i diagrammet, kan dessa göras med hjälp av ett par parallella delar. Kondensator C5 är till exempel byggd med en 39n och en 8n2, en total kapacitet på 47n2, medan C10 består av en 100p och en 5-65p trimmer.

PCB-layout

PCB-spårdesignen och komponentöverlägget för ovan visade frekvensmätarkrets visas i följande figurer

Enkel frekvensmätare med IC 555

Nästa analoga frekvensmätare är förmodligen den enklaste men har en rimligt noggrann frekvensavläsning på den anslutna mätaren.

Mätaren kan vara den angivna typen av rörlig spole eller en digital mätare som är inställd på ett 5 V DC-område

IC 555 är kabelansluten som standard monostabil krets , vars utgångs PÅ-tid är fixerad genom R3, C2-komponenterna.

För varje positiv halvcykel av ingångsfrekvensen slås den monostabila PÅ under den specifika tid som bestäms av R3 / C2-elementen.

Delarna R7, R8, C4, C5 vid utgången av IC fungerar som stabilisator eller integrator för att möjliggöra att ON / OFF monostabila pulser är rimligt stabila DC för mätaren att läsa den utan vibrationer.

Detta gör det också möjligt för utgången att producera en genomsnittlig kontinuerlig likström som är direkt proportionell mot frekvenshastigheten för de ingångspulser som matas vid basen av Ti.

Emellertid måste den förinställda R3 justeras korrekt för olika frekvensområden så att mätarnålen är ganska stabil och en ökning eller minskning av ingångsfrekvensen orsakar en proportionell avböjning över det specifika området.