Połączony licznik częstotliwości. Schemat, opis

Bezpłatna biblioteka techniczna

ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ
Darmowa biblioteka / Schematy urządzeń radioelektronicznych i elektrycznych

Połączony licznik częstotliwości. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Bezpłatna biblioteka techniczna

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Technologia pomiarowa

Komentarze do artykułu

Osobliwością proponowanego miernika częstotliwości jest to, że oprócz swojej głównej funkcji pozwala on określić indukcyjność różnych cewek, częstotliwość rezonansową obwodów i pojemność kondensatorów. Dlatego miernik częstotliwości nazywany jest kombinowanym.

Połączone urządzenie, którego schemat pokazano na ryc. 1, będzie dobrym pomocnikiem projektanta radioamatora. Jego produkcja nie wymaga rzadkich części, jest łatwy w konfiguracji i obsłudze. Urządzenie może mierzyć częstotliwość sygnałów o amplitudzie 0,1...5 V o kształcie sinusoidalnym lub prostokątnym w zakresie od 50 Hz do 500 kHz oraz indukcyjność od 4 µH do 1 H.

Dla ułatwienia odczytu zakres wartości został podzielony na cztery podzakresy. Pierwszy z nich instalowany jest przy pomiarze częstotliwości do 500 Hz. Drugi dotyczy pomiaru częstotliwości od 500 Hz do 5 kHz lub indukcyjności od 40 mH do 1 H. Trzeci - przy częstotliwości sygnału od 5 do 50 kHz, wartości indukcyjności 0,4...40 mH. I czwarty podzakres - z częstotliwością sygnału od 50 do 500 kHz i wartościami indukcyjności 4...400 μH. Wymagany podzakres ustawia się za pomocą przełącznika SA2, a tryb pomiaru (częstotliwość lub indukcyjność) za pomocą SA1. Błąd pomiaru częstotliwości nie przekracza 5%.

Zasada działania miernika częstotliwości polega na przetworzeniu sygnału wejściowego na ciąg prostokątnych impulsów o stabilnym czasie trwania i amplitudzie, a następnie pomiarze mikroamperomierza średniej wartości prądu tej sekwencji. Działanie miernika częstotliwości objaśniają w uproszczony sposób schematy pokazane na rys. 3. Badany sygnał (ryc. 3, a) jest dostarczany na wejście węzła buforowego, który jest wykonany na tranzystorze VT1. Celem węzła jest zapewnienie wysokiej impedancji wejściowej i minimalnej pojemności wejściowej miernika częstotliwości. Z wyjścia węzła sygnał przechodzi przez sekcję SA1.1 przełącznika SA1 do przetwornika wykonanego na elementach DD4.1, DD4.2. Służy do utworzenia sekwencji prostokątnych impulsów z sygnału wejściowego o dowolnym kształcie, który z wyjścia elementu DD4.2 (ryc. 3, b) trafia albo bezpośrednio na wejście falownika na tranzystorze VT2 (jeśli ustawisz pierwsze podpasmo) lub na wejście dzielnika częstotliwości (przy pracy na innych podzakresach) realizowanego na licznikach DD1 - DD3. Każdy z liczników dzieli częstotliwość sygnału wejściowego przez 10, dlatego niezależnie od ustawionego podzakresu częstotliwość sekwencji impulsów na wejściu falownika tranzystorowego będzie nie większa niż 500 Hz.

Falownik DD4.3 i element DD4.4 są wyposażone w generator impulsów o stabilnej amplitudzie i czasie trwania. Napięcie wysokiego poziomu z kolektora tranzystora VT2 (ryc. 3, c) dostarczane jest na wejście falownika DD4.3 i do obwodu scalającego R8 R9 C6.

Na górnym wejściu elementu DD4.4 w obwodzie napięcie jest ustawione na niski poziom (ryc. 3, d), a na dolnym wejściu - na wysoki poziom (ryc. 3, e), ale z opóźnienie czasowe, które zależy od wartości stałej czasowej układu scalającego. Czas opóźnienia reguluje się za pomocą rezystora przycinającego R8, a jego wartość określa czas trwania impulsów t na wyjściu elementu DD4.4 (ryc. 3, e).

Średnią wartość prądu sekwencji tych impulsów mierzy się za pomocą mikroamperomierza PA1. Wartość prądu jest proporcjonalna do częstotliwości sygnału wejściowego.

Ryż. 1 (kliknij, aby powiększyć)

Połączony licznik częstotliwości
Rys.. 2

Jak działa miernik indukcyjności? W tym trybie przełącznik SA1 ustawia się w pozycji „L”. Przetwornica oparta na elementach DD4.1, DD4.2 zamienia się w generator, którego częstotliwość wyznaczana jest przez wartość pojemności kondensatora C2 i indukcyjność cewki Lx - podłączana jest do gniazd X2, X3.

Wartość częstotliwości mierzy się miernikiem częstotliwości (jego działanie opisano powyżej), a indukcyjność oblicza się ze wzoru: Lx = 1/f^2, gdzie Lx jest w μH, af w MHz.

Dla ułatwienia odczytu skalę przyrządu można dodatkowo skalibrować w wartościach indukcyjności lub można wykonać skalę przeliczeniową osobno dla każdego podzakresu i skale przykleić do korpusu przyrządu.

Połączony licznik częstotliwości
Ris.3

Dokładność pomiaru zależy od stabilności amplitudy impulsu na wyjściu elementu porównawczego DD4.4. Amplituda z kolei zależy od stabilności napięcia zasilania. Dlatego urządzenie zasilane jest poprzez parametryczny stabilizator napięcia wykonany na tranzystorach VT3, VT4. Jako diodę Zenera zastosowano złącze emiterowe tranzystora VT4, a jako główne źródło zasilania zastosowano baterię Krona (odpowiednia jest bateria Korund lub 7D-0,115).

Możliwości urządzenia można rozszerzyć, biorąc pod uwagę możliwość pracy mikroukładów 561IE14 na częstotliwościach do 2 MHz i instalując kolejny dzielnik częstotliwości (nie pokazano go na rys. 1). Wówczas górna granica pomiaru miernika częstotliwości wzrośnie do 1,5...2 MHz i odpowiednio rozszerzy się zakres pomiarów indukcyjności - aż do 1 μH. Liczba podpasm zostanie zwiększona do pięciu.

Łatwo jest również zapewnić możliwość pomiaru częstotliwości rezonansowej nieznanego obwodu lub wartości pojemności kondensatora. W tym celu należy wymienić przełącznik SA1 na trójpozycyjny i zamontować dodatkowe gniazda wejściowe (na rys. 1 dodatki te zaznaczono linią przerywaną). Podłączając obwód do gniazd X4, X5, ustala się jego częstotliwość rezonansową - zgodnie ze wskazaniami miernika częstotliwości. Na podstawie znanej (lub wcześniej zmierzonej) indukcyjności cewki wartość pojemności oblicza się ze wzoru: Cx = 25,33/f^2*L, gdzie f w kHz, L w mH, a Cx w µF.

W urządzeniu można zastosować następujące części. Tranzystory: VT1-KP303A-KP303V; VT2-VT4-KT315A-KT315I lub KT312A-KT312V. Kondensator S2-K73MBM (w przypadku braku możliwości dobrania kondensatora o takiej pojemności spośród dostępnych, składa się on z kilku połączonych równolegle kondensatorów o różnych pojemnościach). Skorygowany rezystor R8 - SP3-3. Przełącznik SA2 - PG-2 lub P2K.

W przypadku braku mikroamperomierza można zastosować magnetoelektryczną głowicę pomiarową awometru, na przykład Ts20 lub TL-4 (tryb pomiaru avometru - prąd stały). W takim przypadku samo urządzenie może być wykonane w formie załącznika. Konieczne jest jedynie, aby przewody łączące miały możliwie najkrótszą długość. Do łączenia cewek indukcyjnych można używać zacisków krokodylkowych.

Zamontuj części urządzenia (z wyjątkiem przełączników SA1, SA2, kondensatora C2 i modułu wejściowego) na płytce drukowanej (rys. 2) wykonanej z folii z włókna szklanego. Części zespołu wejściowego są umieszczone w obudowie zdalnej sondy. Ma to na celu zmniejszenie pojemności, którą urządzenie wprowadza do mierzonego obwodu. Sonda połączona jest z urządzeniem przewodem ekranowanym. Gniazda do podłączenia sondy pochodzą od mikrotelefonu. Kondensator C2 podłącza się bezpośrednio pomiędzy zaciskami gniazd X2, X3.

Konfigurację urządzenia rozpoczynamy od ustawienia suwaka rezystora R8 w najniższe położenie zgodnie ze schematem, a następnie włączenia zasilania. Woltomierz służy do monitorowania napięcia na kondensatorze C5. Powinna mieścić się w zakresie 5,5...7 V i nie zmieniać się wraz ze wzrostem napięcia zasilania urządzenia z 9 do 12 V. Następnie należy wyłączyć sondę zdalną, a przełącznik SA1 ustawić w pozycji „F” – pomiar częstotliwości. Jeśli wskazówka instrumentu zauważalnie odbiega od znaku zerowego, oznacza to, że przetwornik jest wzbudzony (elementy DD4.1, DD4.2). Może to być spowodowane zakłóceniami pasożytniczymi poprzez blisko rozmieszczone przewody łączące przełączników SA1, SA2. Aby wyeliminować wzbudzenie, należy odseparować przewody lub zainstalować kondensator o pojemności do 4.2 pF pomiędzy wyjściem elementu DD100 a przewodem wspólnym.

Następnie należy podłączyć sondę pomiarową i łącząc ze sobą jej zaciski ponownie kontrolować pracę przetwornika. Dopiero po upewnieniu się, że nie ma wzbudzenia, rozpoczynają kalibrację miernika częstotliwości.

Przełącznik SA2 zostaje przełączony na pierwszy podzakres, a na wejście sondy pomiarowej podawany jest sygnał sinusoidalny o amplitudzie 1...2 V i częstotliwości 500 Hz. Za pomocą rezystora trymera R8 ustaw igłę mikroamperomierza na końcu skali. Zmieniając amplitudę sygnału wejściowego z 0,2 na 5 V, można przekonać się o stabilności wskazań miernika częstotliwości. W przeciwnym razie czułość węzła wejściowego jest wyrównywana poprzez dobór rezystora R2.

Aby ustawić miernik indukcyjności, należy przesunąć przełącznik SA1 do pozycji „L”, a SA2 do czwartego podzakresu. Do gniazd X2, X3 podłączona jest cewka o znanej indukcyjności (4...10 µH). Korzystając z pierwszego z powyższych wzorów oblicza się wartość częstotliwości, a następnie wybierając kondensator C2, odczyty miernika częstotliwości odpowiadają tej wartości.

Zobacz inne artykuły Sekcja Technologia pomiarowa.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach 02.05.2024

We współczesnym rolnictwie postęp technologiczny ma na celu zwiększenie efektywności procesów pielęgnacji roślin. We Włoszech zaprezentowano innowacyjną maszynę do przerzedzania kwiatów Florix, zaprojektowaną z myślą o optymalizacji etapu zbioru. Narzędzie to zostało wyposażone w ruchome ramiona, co pozwala na łatwe dostosowanie go do potrzeb ogrodu. Operator może regulować prędkość cienkich drutów, sterując nimi z kabiny ciągnika za pomocą joysticka. Takie podejście znacznie zwiększa efektywność procesu przerzedzania kwiatów, dając możliwość indywidualnego dostosowania do specyficznych warunków ogrodu, a także odmiany i rodzaju uprawianych w nim owoców. Po dwóch latach testowania maszyny Florix na różnych rodzajach owoców wyniki były bardzo zachęcające. Rolnicy, tacy jak Filiberto Montanari, który używa maszyny Florix od kilku lat, zgłosili znaczną redukcję czasu i pracy potrzebnej do przerzedzania kwiatów. ... >>

Zaawansowany mikroskop na podczerwień 02.05.2024

Mikroskopy odgrywają ważną rolę w badaniach naukowych, umożliwiając naukowcom zagłębianie się w struktury i procesy niewidoczne dla oka. Jednak różne metody mikroskopii mają swoje ograniczenia, a wśród nich było ograniczenie rozdzielczości przy korzystaniu z zakresu podczerwieni. Jednak najnowsze osiągnięcia japońskich badaczy z Uniwersytetu Tokijskiego otwierają nowe perspektywy badania mikroświata. Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego zaprezentowali nowy mikroskop, który zrewolucjonizuje możliwości mikroskopii w podczerwieni. Ten zaawansowany instrument pozwala zobaczyć wewnętrzne struktury żywych bakterii z niesamowitą wyrazistością w skali nanometrowej. Zazwyczaj ograniczenia mikroskopów średniej podczerwieni wynikają z niskiej rozdzielczości, ale najnowsze odkrycia japońskich badaczy przezwyciężają te ograniczenia. Zdaniem naukowców opracowany mikroskop umożliwia tworzenie obrazów o rozdzielczości do 120 nanometrów, czyli 30 razy większej niż rozdzielczość tradycyjnych mikroskopów. ... >>

Pułapka powietrzna na owady 01.05.2024

Rolnictwo jest jednym z kluczowych sektorów gospodarki, a zwalczanie szkodników stanowi integralną część tego procesu. Zespół naukowców z Indyjskiej Rady Badań Rolniczych i Centralnego Instytutu Badań nad Ziemniakami (ICAR-CPRI) w Shimla wymyślił innowacyjne rozwiązanie tego problemu – napędzaną wiatrem pułapkę powietrzną na owady. Urządzenie to eliminuje niedociągnięcia tradycyjnych metod zwalczania szkodników, dostarczając dane dotyczące populacji owadów w czasie rzeczywistym. Pułapka zasilana jest w całości energią wiatru, co czyni ją rozwiązaniem przyjaznym dla środowiska i niewymagającym zasilania. Jego unikalna konstrukcja umożliwia monitorowanie zarówno szkodliwych, jak i pożytecznych owadów, zapewniając pełny przegląd populacji na każdym obszarze rolniczym. „Oceniając docelowe szkodniki we właściwym czasie, możemy podjąć niezbędne środki w celu zwalczania zarówno szkodników, jak i chorób” – mówi Kapil ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

Trzyportowy przełącznik wideo FSAV433 21.04.2005

FAIRCHILD SEMICONDUCTOR zaprezentował pierwszy w branży trzyportowy przełącznik wideo, FSAV433. Optymalizuje operacje dla wyświetlacza ciekłokrystalicznego, który wymaga szybkiego przełączania kolorów lub sygnałów różnicowych.

Przełącznik posiada pasmo częstotliwości do 550 MHz, niskie zniekształcenia fazowe (do 0,1), niską rezystancję (nie większą niż 6,5 Ohm), bardzo niski pobór prądu (poniżej 1 μA). Mikroukład produkowany jest w pakiecie TSSQP-20.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Neurochirurg-robot

▪ Samochód rozpoznaje właściciela po odcisku palca

▪ Elastyczne wyświetlacze sprawiają, że smartfony są niezniszczalne

▪ Transpacific kabel podwodny szybciej

▪ Globalna mapa satelitarna lasu deszczowego

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja witryny Eksperymenty chemiczne. Wybór artykułu

▪ artykuł Model samolotu wyścigowego Cord. Wskazówki dla modelarza

▪ artykuł Dlaczego prezydent USA nie pogratulował czterokrotnej mistrzyni olimpijskiej? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Kalcynator obsługujący piece tunelowe na gaz ziemny. Standardowe instrukcje dotyczące ochrony pracy

▪ artykuł Shaper o zadanej liczbie impulsów. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Pasywne regulatory tonów. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn