Частотомер. Виды и устройство. Работа и применение. Особенности
Частотомер представляет собой специализированный измерительный прибор, созданный для определения частоты, то есть периода колебаний электросигнала. Частота – один из основных показателей тока. Она определяет число колебаний за определенный временной цикл. Измеряется частота в герцах, она обратно пропорциональна периоду колебаний. Элементы оборудования, работающие на электрическом токе, должны работать на токах определенной частоты. Именно поэтому так важны устройства для определения частоты протекающего тока.
Зная частоту, можно своевременно настроить, обслужить, диагностировать и выполнить регулировку оборудования разнообразного назначения, осуществить контроль протекания технологических процессов. Приборы для измерения частоты могут иметь разное конструктивное исполнение, что определяется их назначением и особенностями работы. Подобные приборы требуются во многих областях науки и промышленности. Особенное значение приборы для измерения частоты имеют в телекоммуникационной, радиоэлектронной и электротехнической деятельности.
Виды
Частотомер, исходя из метода измерения, может быть двух типов:
- Аналоговые, которые предназначены для оценки частоты.
- Приборы сравнения, к которым относятся резонансные, гетеродинные, электронно-счетные устройства и так далее.
Аналоговые устройства предназначены в основном для определения колебаний синусоидального характера. Приборы сравнения применяются для измерения дискретных частот, гармонических параметров и так далее. Подобные устройства используются в большей части случаев для измерения частоты гармонического характера, находящихся в диапазоне 20-2500 Герц. Однако они имеют ограниченность использования, что вызвано невысокой точностью и высокой потребляемой мощностью.
В зависимости от типа конструктивного исполнения устройства бывают стационарными, переносными, либо щитовыми. Конкретный тип конструкции определяется областью применения устройства.
Больше всего распространены устройства прямого отсчета, то есть цифровые устройства.
Они позволяют с удобством и высокой точностью измерять необходимые параметры частоты. Главная их особенность в том, что они подсчитывают число импульсов, поступающих от входного формирователя за конкретный период времени. Данный прибор способен измерить не только частоту, но также периоды времени и число импульсов.
Цифровые устройства позволяют выполнять с большой точностью исследования частот импульсного и гармонического характера в пределах 10 Гц – 50 ГГц. Подобные приборы в основном применяются для измерения частот, временных параметров.
По принципу действия подобный частотомер можно классифицировать на 4 группы:
- Устройства средних значений, которые являются наиболее распространенными. При помощи этих устройств можно измерять среднее значение частоты за определенное время. Пределы измеряемых частот составляют от 10 герц до 100 мегагерц. При использовании специальных преобразователей данный предел можно расширить до 1000 мегагерц.
- Устройства мгновенных значений.
При помощи них можно узнать частоту в узком диапазоне. Подобные приборы чаще всего применяют для измерения инфранизких и низких частот. - Устройства номинальных значений применяются с целью исследования изменений частот в узких пределах. Процентные устройства измеряют частоту в относительных единицах.
- Следящие устройства лучше всего подходят для измерения средних частот. Они измеряют частоту непрерывно. Если говорить прямо, то все электронные, а также электромеханические устройства являются следящими. К их преимуществам можно отнести возможность создания отчетов в каждый момент времени. К следящим устройствам также относятся и многие цифровые приборы.
В отдельную категорию можно выделить устройства, которые расширяют функционал следящих устройств. Это могут быть сервисные или универсальные приборы. Сервисные устройства имеют малые габариты, так как в них применяются интегральные схемы. Чаще всего они применяются в качестве автономных устройств, переносных, а также встроенных агрегатов в структуре автоматизированных систем.
Их можно использовать для измерения разных величин.
Универсальные аппараты в большинстве случаев многофункциональны. Они имеют конструкцию, которая позволяет задействовать сменные блоки. Благодаря этому можно существенно повысить их функциональность. Специализированные устройства заточены под конкретные параметры измерений, поэтому в большей части случаев у них более простая конструкция.
Устройство
Частотомер может иметь разное конструктивное исполнение. К примеру, электронно-счетное устройство выделяется блочно-модульным исполнением. Его базу составляет кроссплата, где монтируются модульные платы. От них выходят проводники на управляющие и индикаторные элементы, в том числе входящие и выходящие разъемы. Лампы и индикаторы находятся в модуле, которой расположен за панелью. Индикация осуществляется динамически.
В отдельной кассете находится блок питания и генератор. Имеется возможность подключить внешний генератор. Для защиты от перегрева используется термостат.
Вычисление осуществляется с помощью декад и делителей. Кроме того, в состав устройства входят умножитель, узел сброса и самонастройки, автоматический блок и входной формирователь. В качестве элементной базы для этих элементов используются транзисторы. Подобные устройства уже считаются устаревшими, но все равно иногда применяются.
Самый простой частотомер производится на базе микросхем. В качестве входного элемента используется триггер Шмидта, трансформирующий напряжение синусоидального характера в импульсы одинаковой частоты. Чтобы триггер нормально работал, требуется конкретная амплитуда входного сигнала. Важно, чтобы она не была выше заданной величины. Чтобы повысить чувствительность, в устройстве может применяться дополнительный усилитель входящего сигнала. К примеру, для этого может быть использован полупроводниковый транзистор малой мощности либо аналоговая микросхема.
Когда колебания проходят через конденсатор, происходит усиление его показателей посредством второго конденсатора.
После этого колебания направляются на вход триггера. Следующий конденсатор убирает обратную связь. Чтобы пользователь мог увидеть показатели частоты, используются стрелочные приспособления, а также подсвечиваемая шкала.
Принцип действия
Частотомер позволяет определить частоту тока в элементе какого-нибудь оборудования. Например, Вам надо получить схему, которая состоит из 2-х блоков: передатчика и приемника. До готовности передатчика можно задействовать генератор сигналов. Большинство генераторов способно обеспечить создание сигналов с разными параметрами.
Чтобы точно определить частоту сигнала необходимо подключить генератор к входу устройства для измерения частоты. У ряда генераторов имеются встроенные модули, предназначенные для определения частоты. Цифровой частотомер использует счетно-импульсный принцип, благодаря которому счетный блок подсчитывает число импульсов, поступающих на вход за конкретный период времени. То есть устройство осуществляет подсчет числа импульсов, период времени определяется с помощью опорных частот.
На входе устройства измеряемое колебание усиливается, превращаясь в последовательность усиленных импульсов с такой же частотой, которую и необходимо измерить. В то же время кварцевый генератор создает последовательность эталонных импульсов, которые приводят к старту схемы управления. В качестве нее выступает стробирующая схема. Она задает стандартное время измерений, за которое подаются колебания на вход. Счетчик устройства подсчитывает импульсы за данный период времени. Их количество выводится на цифровом индикаторе. В случае необходимости нового измерения имеется кнопка, которая направляет сигнал на схему сброса. Она ставит счетчик в нулевое положение.
Применение
Универсальный частотомер в большинстве случаев используется для автоматизированного определения частоты, непрерывности сигналов, времени, пика напряжения, которое является входящим. Также устройство применяется с целью исследования времени прохождения импульсов, времени, фазового сдвига между сигналов, исследования отношений частотных характеристик, подсчитывания количества импульсов.
Частотомер в большей части случаев используется с целью настраивания, испытания и калибрующих работ в разнообразных устройствах. К примеру, это могут быть преобразователи, генераторы, фильтрующие устройства. Частотомеры часто применяют для настраивания оборудования связи и так далее. Они довольно часто применяются в связном деле, измерительной технике, навигации, локации, ядерной физике, электронике, а также при создании, изготовлении и эксплуатации радиоэлектронных устройств.
Похожие темы:
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″]
Электронно-счетный частотомер — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2
Электронно-счетный частотомер
Cтраница 2
Обычно электронно-счетные частотомеры выполняются как универсальные приборы; коммутируя узлы прибора, можно перевести прибор в режим измерения частоты, периода, отношения частот, интервал времени, длительность импульса, счет последовательности импульсов, самоконтроль.
[16]
Цифровые электронно-счетные частотомеры 43 — 30, 43 — 31 дают возможность свести относительную погрешность измерения до погрешности частоты входящего в них опорного кварцевого генератора 1 счета. Для прибора 43 — 30 относительная нестабильность частоты опорного генератора составляет 6 — 10 — 8 за сутки, для прибора 43 — 31 — 1 10 — 8 за сутки, 3 — Ю 9 за час и 1 5Х ХЮ-9 за 10 мин работы. [17]
Современный автоматизированный электронно-счетный частотомер
Недостатком электронно-счетных частотомеров является сложность их устройства и высокая стоимость. [20]
Принцип действия электронно-счетных частотомеров основан на сравнении измеряемых частоты или интервала времени соответственно с частотой или временным интервалом, значения которых известны с высокой точностью. Сравнение осуществляется путем временного стробирования сравниваемых сигналов. Сигналы образцовой частоты и образцовые интервалы времени формируются из сигнала внутреннего кварцевого генератора ЭСЧ или внешнего стандарта частоты. ЭСЧ обеспечивают полностью автоматическое измерение с представлением результатов измерения в удобной для считывания десятичной форме. Максимальное число десятичных разрядов определяется емкостью счетчика в зависимости от диапазона измеряемых величин и реализуемой точности измерения. Благодаря наличию запоминающего устройства р систему индикации результат предыдущего измерения сохраняется на время цикла измерения. Длительность цикла измерения и время счета изменяются в широких пределах. Возможна внешняя ручная или автоматическая синхронизация цикла измерения. [21]
Принцип действия электронно-счетных частотомеров основан на сравнении измеряемых частоты или интервала времени соответственно с частотой или временным интервалом, значения которых известны с высокой точностью. Сигналы образцовой частоты и образцовые интервалы времени формируются из сигнала внутреннего кварцевого генератора ЭСЧ или внешнего стандарта частоты. ЭСЧ обеспечивают полностью автоматическое измерение с представлением результатов измерения в удобной для считывания десятичной форме. Максимальное число десятичных разрядов определяется емкостью счетчика в зависимости от диапазона измеряемых величин и реализуемой точности измерения. Благодаря наличию запоминающего устройства р системе индикации результат предыдущего измерения сохраняется на время цикла измерения. Длительность цикла измерения и врем-я счета изменяются в широких пределах. Возможна внешняя ручная или автоматическая син-хроинзация цикла измерения. [23]
Принцип действия электронно-счетного частотомера следующий. Измеряемое синусоидальное напряжение преобразуется в короткие прямоугольные импульсы ( каждый период синусоидального напряжения — один импульс), которые подсчитываются быстродействующим электронным счетчиком. [24]
Важнейшим элементом электронно-счетного частотомера является цифровой электронный счетчик. [25]
ЧАСТОТОМЕР
У многих радиолюбителей в закромах валяется немало старых микросхем серии К155, в связи с чем возникает вопрос об их использовании. Как вариант предлагается для сборки неплохой частотомер с цифровой индикацией. Собранный частотомер позволяет измерять частоту синусоидальных гармонических и импульсных электрических колебаний от единиц Герц до десятков мегагерц и амплитудой от 0,15 до 10 В, а также считать импульсы сигнала. Структурная схема частотомера показана на рис. 1 Работа прибора основана на подсчете числа импульсов в течении определенного – образцового интервала времени.В режиме счета импульсов управляющее устройство блокирует источник образцовой частоты, двоично-десятичный счетчик ведет непрерывный счет поступающих на его вход импульсов, а блок цифровой индикации отображает результаты счета.
Кроме того в конструкции увеличено количество цифровых индикаторов до пяти и соответственно количество микросхем счетчика К155ИЕ2 и дешифраторов К155ИД1. Расширение цифровой индикации дает более удобное отображение информации. Налаживание прибора сводится к проверке правильности монтажа и измерении питающих напряжений. Правильно собранный частотомер уверенно выполняет свои функции. Естественно вакуумные индикаторы можно заменить на более современные, светодиодные типа АЛС, а микросхемы на аналогичные новых серий.
Форум по измерительной техникеКАК СДЕЛАТЬ ИЗМЕРИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ
Поводом повторения данного частотомера и приставки для определения параметров неизвестных контуров послужила конструкция приемника Р-45. В дальнейшем этот «мини комплекс» облегчит намотку и настройку ВЧ контуров, контроль опорных точек генераторов и так далее. Итак, представленный в данной статье частотомер позволяет измерять частоту от 10 Гц до 60 МГц с точностью 10 Гц. Это позволяет использовать данный прибор для самого широкого применения, например измерять частоту задающего генератора, радио приёмника и передатчика, функционального генератора, кварцевого резонатора. Частотомер обеспечивает хорошие параметры и обладает хорошей входной чувствительностью, благодаря наличию усилителя и TTL-преобразователя. Это позволяет измерять частоту кварцевых резонаторов. Если использовать дополнительный делитель частоты, максимальная частота измерения может достигать 1 ГГц и выше.
Схема простого частотомера
Схема частотомера довольно простая, большинство функций выполняет микроконтроллер. Единственное, для микроконтроллера необходим усилительный каскад, чтобы увеличить входное напряжения с 200-300 мВ до 3 В. Транзистор, включенный по схеме с общим эмиттером, обеспечивает псевдо-TTL сигнал, поступающий на вход микроконтроллера. В качестве транзистора необходим какой-нибудь «быстрый» транзистор, я применил BFR91 — отечественный аналог КТ3198В.
Напряжение Vкэ устанавливается на уровне 1.8-2.2 вольта резистором R3* на схеме. У меня это 22 кОм, однако может потребоваться корректировка. Напряжение с коллектора транзистора прикладывается к входу счетчика/таймера микроконтроллера PIC, через последовательное сопротивление 470 Ом. Для выключения измерения, в PIC задействываются встроенные pull-down резисторы. В PIC реализован 32-битный счетчик, частично аппаратно, частично софтово. Подсчет начинается после того, как выключаются встроенные pull-down резисторы микроконтроллера, продолжительность составляет точно 0.4 секунды. По истечении этого времени, PIC делит полученное число на 4, после чего прибавляет или отнимает соответствующую промежуточную частоту, для получения реальной частоты. Полученная частота конвертируется для отображения на дисплее.
Для того, чтобы частотомер работал правильно, его необходимо откалибровать. Проще всего это сделать так: подключить источник импульсов с заранее точно известной частотой и вращая подстроечный конденсатор выставить необходимые показания. Если данный метод не подходит, то можно воспользоваться «грубой калибровкой». Для этого, выключите питание прибора, а 10 ножку микроконтроллера подсоедините на GND. Затем, включите питание. МК будет измерять и отображать внутреннюю частоту.
Если вы не можете подстроить отображаемую частоту (путем подстройки конденсатора 33 пФ), то кратковременно подсоедините вывод 12 или 13 МК к GND. Возможно, что это нужно будет сделать несколько раз, так как программа проверяет эти выводы только один раз за каждое измерение (0.4 сек). После калибровки, отключите 10 ногу микроконтроллера от GND, не выключая при этом питания прибора, чтобы сохранить данные в энергонезависимой памяти МК.
Печатную плату рисовал под свой корпус. Вот что получилось, при подаче питания выскакивает кратковременно заставка и частотомер переходит в режим измерения, тут на входе нет ни чего:
Схема приставки контур
Автор статьи схему доработал относительно первоисточника, посему оригинал не прилагаю, плата и файл прошивки в общем архиве. Теперь возьмем неизвестный нам контур — приставка для измерения резонансной частоты контура.
Вставляем в не совсем пока удобную панельку, для проверки девайса сойдет, смотрим результат измерений:
Частотомер калибровался и тестировался на кварцевом генераторе 4 МГц, результат был зафиксирован такой: 4,00052 МГц. В корпусе частотомера решил вывести питание и на приставку +9 Вольт, для этого был сделан простой стабилизатор +5 В, +9 В, его плата на фото:
Забыл добавить, плата частотомера разведена немного к верху задом — для удобства съёма pic микроконтроллера, вращении подстроечного конденсатора, минимальной длины дорожек на LCD.
Теперь частотомер выглядит вот так:
Единственное, не стал исправлять пока ошибку в надписи мгГц, а так всё на 100% рабочее. Сборка и испытание схемы — ГУБЕРНАТОР.
Форум по частотомерам
Обсудить статью КАК СДЕЛАТЬ ИЗМЕРИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ
Схемы частотомеров, самодельные измерители частоты
Радиоэлектроника, схемы, статьи и программы для радиолюбителей.- Схемы
- Аудио аппаратура
- Схемы транзисторных УНЧ
- Схемы интегральных УНЧ
- Схемы ламповых УНЧ
- Предусилители
- Регуляторы тембра и эквалайзеры
- Коммутация и индикация
- Эффекты и приставки
- Акустические системы
- Спецтехника
- Радиомикрофоны и жучки
- Обработка голоса
- Защита информации
- Связь и телефония
- Радиоприёмники
- Радиопередатчики
- Радиостанции и трансиверы
- Аппаратура радиоуправления
- Антенны
- Телефония
- Источники питания
- Блоки питания и ЗУ
- Стабилизаторы и преобразователи
- Защита и бесперебойное питание
- Автоматика
- На микроконтроллерах
- Управление и контроль
- Схемы роботов
- Для начинающих
- Эксперименты
- Простые схемки
- Фабричная техника
- Усилители мощности
- Предварительные усилители
- Музыкальные центры
- Акустические системы
- Пусковые и зарядные устройства
- Измерительные приборы
- Компьютеры и периферия
- Аппаратура для связи
- Измерение и индикация
- Бытовая электроника
- Автомобилисту
- Охранные устройства
- Компьютерная техника
- Медицинская техника
- Металлоискатели
- Оборудование для сварки
- Узлы радиаппаратуры
- Разные схемы
- Аудио аппаратура
- Статьи
- Справочная информация
- Аудиотехника
- Для начинающих
- Микроконтроллеры
- Автоматика и управление
- Радиолюбительские рассчеты
- Ремонт и модернизация
- Связь
- Электроника в быту
- Альтернативная энергия
- Полезные советы и знания
- История радио, факты и личности
- Радиоюмор
- Программы
- Полезности
- Сайты
счетчиков | Типы счетчиков, двоичный счетчик пульсаций, счетчик звонков, счетчик двоично-десятичного кода, счетчик декады, счетчик вверх-вниз, счетчик частоты
В цифровых компьютерах и других цифровых системах часто требуется счетчик для записи количества событий, происходящих в заданный интервал времени. Обычно электронный счетчик используется для подсчета количества импульсов, приходящих на входную линию за определенный период времени. Счетчик должен обладать памятью, поскольку он должен помнить свои прошлые состояния.Как и другие схемы с последовательной логикой, счетчики могут быть синхронными или асинхронными.
Как следует из названия, это цепь, которая имеет значение. Основное назначение счетчика — записывать количество появлений некоторого ввода. Есть много типов счетчиков, как двоичных, так и десятичных. Обычно используются счетчики
- Двоичный счетчик пульсаций
- Счетчик звонков
- Счетчик BCD
- Счетчик декады
- Счетчик вверх-вниз
- Частотомер
Двоичный счетчик пульсаций
Двоичный счетчик пульсаций обычно использует схемы бистабильного мультивибратора, так что ввод кэш-памяти, применяемый к счетчику, вызывает увеличение или уменьшение счетчика.На рисунке 1 показана базовая схема счетчика, использующая два триггерных (T-образных) каскада триггера. Каждый тактовый импульс, подаваемый на Т-вход, вызывает переключение ступени. Клеммы Q и выход всегда логически противоположны. Если выход Q равен логической 1 (SET), тогда выход будет логическим 0. Если выход Q равен логическому 0 (REST), то выход будет логическим 1.
Вход тактовой частоты заставляет триггер переключать или менять ступень один раз тактовый импульс
На рис. 2 (а) показаны входной сигнал часов и выходной сигнал Q.Обратите внимание, что схема, используемая в этом случае, переключается на заднем фронте тактового сигнала (когда логический сигнал изменяется от 1 до 0). Возвращаясь к рисунку 1, Q-выход первой ступени (называемой ступенью 2 o или ступенью положения единиц) используется здесь в качестве переключающего входа для второй ступени (называемой ступенью 2 1 или ступенью с двумя положениями). Выход Q из двух следующих друг за другом каскадов помечен буквами A и B соответственно, чтобы различать их. Обратите внимание, что выход каждого каскада помечен отрицательной полосой над буквенным обозначением, так что независимо от того, на каком логическом каскаде А находится, Ᾱ является противоположным логическим состоянием.
Поскольку выход Q (сигнал A) первого каскада запускает второй каскад, второй каскад изменяет состояние только тогда, когда выход Q первого каскада переходит с логической 1 на логический 0, как показано на Рисунке 2 (b).
Рисунок 2: Переключение действия каскада счетчикаТаблица 1
| СЧЕТЧИК ДВУХЭТАПНОГО ДВОИЧНОГО СЧЕТЧИКА | ||
| Входные импульсы | 2 n Выход (B) | 2 n Мощность (A) |
| 0 | 0 | 0 |
| 1 | 0 | 1 |
| 2 | 1 | 0 |
| 3 | 1 | 1 |
| 4 или 0 | 0 | 0 |
Стрелка включена в форму сигнала ступени A как напоминание о том, что она запускает ступень B только по заднему фронту (логическое изменение 1 или 0).Обратите внимание, что выходной сигнал следующего каскада работает вдвое медленнее, чем его вход. Чтобы увидеть, что эта схема работает как двоичный счетчик, можно подготовить таблицу для отображения состояний выхода Q после применения каждого тактового импульса. В таблице 1 показана эта операция для схемы на рисунке 1.
Чтобы увидеть, как счетчик создается с использованием большего количества ступеней, рассмотрим четырехступенчатый счетчик на Рисунке 3. Счетчик просто создается с выходом Q каждого состояния, подключенным в качестве входа переключения для последующего состояния.С четырьмя ступенями цикл счетчика будет повторяться каждые шестнадцать тактовых импульсов. Обычно имеется 2 n отсчетов с n-ступенчатым счетчиком. Для четырех используемых здесь ступеней счет идет 2 4 или, как правило, 16 шагов для двоичного счетчика.
Количество отсчетов = N = 2 n
Где, n = количество ступеней счетчика. Шестиступенчатый счетчик n = 6 будет обеспечивать счет, который повторяется каждые N = 2 6 = 64 счета. Десятиступенчатый счетчик (n = 10) будет повторять каждые N = 2 10 = 1024 отсчета.
Возврат к 4-ступенчатому счетчику Рис. 3. Стрелки включены в таблицу для напоминания о том, что изменение с 1 на 0 приводит к переключению следующего этапа. Обратите внимание, что в таблице 2 каскад 2 0 переключается на каждые четыре тактовых импульса. Каскад 2 1 переключается каждые два тактовых импульса, каскад 2 2 переключает каждые тактовые импульсы. Это означает, что мы можем связать значение веса с выходом стадии. Выход каскада 2 3 можно считать равным восьми, выход 2 2 равен четырем, выход 2 1 равен двум и 2 0 равен единице.Мы можем видеть, что двоичное состояние счетчика может быть прочитано как число, равное количеству входных импульсов. После того, как счетчик достигает счетчика 111, который является наибольшим счетом, полученным с использованием четырех этапов, следующий входной импульс заставляет счетчик перейти на 000, и новый цикл счета повторяется.
Рисунок 3: Четырехступенчатый двоичный счетчикТаблица 2
| РАСЧЕТ (ЧЕТЫРЕ ЭТАПА) | ||||
| Входные импульсы | 2 3 Выход (D) | 2 2 Выход (C) | 2 1 Выход (B) | 2 0 Выход (A) |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| 2 | 0 | 0 | 1 | 0 |
| 3 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| 4 | 0 | 1 | 0 | 0 |
| 5 | 0 | 1 | 0 | 1 |
| 6 | 0 | 1 | 1 | 0 |
| 7 | 0 | 1 | 1 | 1 |
| 8 | 1 | 0 | 0 | 0 |
| 9 | 1 | 0 | 0 | 1 |
| 10 | 1 | 0 | 1 | 0 |
| 11 | 1 | 0 | 1 | 1 |
| 12 | 1 | 1 | 0 | 0 |
| 13 | 1 | 1 | 0 | 1 |
| 14 | 1 | 1 | 1 | 0 |
| 15 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 16 или 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Должно быть очевидно, что последовательность счета представляет собой увеличивающийся двоичный счет для каждого входного тактового импульса.Затем счетчик также называется двоичным счетчиком обратного отсчета, результирующая форма выходного сигнала для каждой ступени показана на рисунке 4. Счетчик называется счетчиком пульсаций из-за колебательного изменения состояния от ступеней более низкого порядка к более высоким, когда счет изменяется, т.е. этап 2 0 переключает этап 2 1 , который может переключать этап 2 2 и т. д.
.
Счетчик обратного отсчета
На Рисунке 5 показан простой четырехступенчатый счетчик обратного отсчета.Q-выход каждого каскада теперь используется как вход триггера для следующего каскада. Он по-прежнему использует Q-выход для индикации состояния каждой ступени, как показано в таблице подсчета (таблица 3). Запуск со сбросом счетчика Q-выход каждого каскада равен логическому 0, первый входной импульс заставляет каскад A переключаться с 0 на 1. Импульс запуска для каскада B, снимаемый с Q-выхода каскада A, изменяется от 1 до 0 в это время, так что этап B также переключается. Переход Q-выхода каскада B с 1 на 0 вызывает переключение каскада C, что затем вызывает переключение каскада D.
Рисунок 5: Четырехступенчатый двоичный счетчик обратного отсчета| Входной импульс | D | С | B | A | Десятичный выходной счетчик |
|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 (или 16) |
| 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 15 |
| 2 | 1 | 1 | 1 | 0 | 14 |
| 3 | 1 | 1 | 0 | 1 | 13 |
| 4 | 1 | 1 | 0 | 0 | 12 |
| 5 | 1 | 0 | 1 | 1 | 11 |
| 6 | 1 | 0 | 1 | 0 | 10 |
| 7 | 1 | 0 | 0 | 1 | 9 |
| 8 | 1 | 0 | 0 | 0 | 8 |
| 9 | 0 | 1 | 1 | 1 | 7 |
| 10 | 0 | 1 | 1 | 0 | 6 |
| 11 | 0 | 1 | 0 | 1 | 5 |
| 12 | 0 | 1 | 0 | 0 | 4 |
| 13 | 0 | 0 | 0 | 1 | 3 |
| 14 | 0 | 0 | 1 | 0 | 2 |
| 15 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| 16 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 (или 16) |
| 1 | 1 | 1 | 1 | 15 |
Таблица 5 показывает, что счет идет до 1111.Следующее нажатие на входе переключает A. Поскольку сигнал A (используемый для переключения ступени B) теперь переходит на вход от 0 до 1. Этапы B, C и D остаются прежними, теперь счет составляет 1110. Таким образом, счет в результате уменьшился входного триггерного импульса. Фактически, счет будет уменьшаться на один двоичный счет для каждого примененного входного триггерного импульса. Таблица 5 показывает, что счет уменьшится до 0000, после чего он перейдет к 1111, чтобы повторить еще один круг счета. Четырехступенчатый счетчик обратного отсчета обеспечивает полное отключение
N = 2 n = 2 4 = 16 отсчетов
, но в режиме убывающего счета.
.
Счетчик декады
Десятилетний счетчик — это счетчик, который проходит через 10 уникальных комбинаций выходов и затем сбрасывается по мере прохождения часов. Мы можем использовать своего рода обратную связь в 4-битном двоичном счетчике, чтобы пропустить любые шесть из шестнадцати возможных выходных состояний от 0000 до 1111, чтобы перейти к счетчику декад. Счетчик декад не обязательно отсчитывает от 0000 до 1001, он может считаться как 0000,0001, 0010, 1000, 1001, 1010, 1011, 1110, 1111, 0000, 0001 и так далее.
На рисунке 6 показан десятичный счетчик, имеющий двоичный счет, который всегда эквивалентен счетчику входных импульсов.По сути, схема представляет собой счетчик пульсаций, который считает до 16. Однако нам нужна такая схема, при которой счет увеличивается от 0 до 9, а затем сбрасывается на 0 для нового цикла. Этот сброс выполняется в желаемом количестве следующим образом.
- Если счетчик REST count = 0000, счетчик готов к циклу счетчика ступеней.
- Входной счетчик опережающих импульсов в двоичной последовательности до счета (счетчик = 1001)
- Следующий импульс счета увеличивает счет до 10 = 1010.Логический вентиль И-НЕ декодирует счетчик до 10, обеспечивая в это время изменение уровня, чтобы запустить единичный блок, который затем сбрасывает все каскады счетчика. Таким образом, импульс после счетчика равен count = 9, что фактически приводит к тому, что счетчик будет считать = 0.
| Входные импульсы | D | С | B | A |
|---|---|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| 2 | 0 | 0 | 1 | 0 |
| 3 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| 4 | 0 | 1 | 0 | 0 |
| 5 | 0 | 1 | 0 | 1 |
| 6 | 0 | 1 | 1 | 0 |
| 7 | 0 | 1 | 1 | 1 |
| 8 | 1 | 0 | 0 | 0 |
| 9 | 1 | 0 | 0 | 1 |
| 10 | 1 | 0 | 1 | 0 |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
В таблице 6 представлена таблица подсчета, показывающая двоичный счет, эквивалентный десятичному счету входных импульсов.Таблица также показывает, что счет мгновенно идет отсчет от девяти (1001) до десяти (1010) перед сбросом на ноль (0000). Логический элемент И-НЕ обеспечивает на выходе 1, пока счет не достигнет десяти. Счет до десяти декодируется (или определяется в данном случае) с помощью логических входов, которые все равны 1 при счете десять. Когда счет становится десять, выход логического элемента И-НЕ переходит в логический 0, обеспечивая логическое изменение с 1 на 0 для запуска блока однократного импульса, который затем выдает короткий импульс для сброса всех каскадов счетчика.
Сигнал Q используется, так как он обычно высокий и переходит в низкий в течение периода синхронизации одного импульса, триггер в этой схеме сбрасывается низким уровнем сигнала (активная очистка низкого уровня).Длительность однократного импульса должна быть достаточной только для сброса самого медленного каскада счетчика. Фактически, в настоящее время необходимо сбросить только ступени 2 1 и 2 3 , но все ступени сбрасываются, чтобы обеспечить новый цикл со счетом 0000.
Счетчик колец
Кольцевой счетчик — простейший пример сдвигового регистра. Самый простой счетчик называется кольцевым счетчиком. Счетчик звонков содержит только одну логическую 1 или 0, которые он циркулирует. Общая длина цикла равна количеству стадий.Счетчик звонков полезен в приложениях, где необходимо распознать счетчик для выполнения какой-либо другой логической операции. Поскольку только один выход всегда находится на логической 1 в данный момент времени, дополнительные логические элементы не требуются для декодирования счетчиков, и выходы триггеров могут использоваться непосредственно для выполнения требуемой операции.
Рисунок 7: Простой кольцевой счетчик
Обратите внимание, что на приведенной выше схеме сброс сбрасывает Q 2 , Q 3 и Q 4 , но переводит Q 1 в состояние логической 1.Эта 1 будет циркулировать при подаче тактовых импульсов.
| Часы | 0 1 | 0 2 | 0 3 | 0 4 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 1 | 0 | 0 | 0 |
| 2 | 0 | 1 | 0 | 0 |
| 3 | 0 | 0 | 1 | 0 |
| 4 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| 5 | 1 | 0 | 0 | 0 |
Восходящий счетчик
Счетчик вверх-вниз — это двунаправленный счетчик, который может вести как вверх, так и вниз.Другими словами, счетчик вверх-вниз — это счетчик, который может обеспечивать как операции обратного, так и обратного счета в одном устройстве. В предыдущем разделе было замечено, что если запускающие импульсы получены с выхода, счетчик ведет счет вверх, а если запускающие импульсы получены с выходов, счетчик является обратным. На рисунке 8 показан счетчик вверх-вниз. Когда сигнал обратного отсчета высокий, логический элемент И, соединяющий выход Q и сигнал подсчета, дает и выход 1, который проходит через логический элемент ИЛИ, чтобы запустить следующий триггер.Это приводит к операции подсчета. Точно так же сигнал от линии обратного отсчета заставит схему действовать как обратный счетчик.
Рисунок 8: Счетчик вверх-внизСчетчик BCD
Это особый случай декадного счетчика, в котором счетчик считает от 0000 до 1001, а затем сбрасывается. Выходные веса триггеров в этих счетчиках соответствуют коду 8421. Например, в конце седьмого тактового импульса выходная последовательность будет 0111 (десятичный эквивалент 0111 согласно коду 8421 равен 7).Таким образом, эти счетчики будут отличаться от других декадных счетчиков, которые обеспечивают такой же счет за счет использования некоторого вида принудительной обратной связи для пропуска некоторых естественных двоичных счетчиков. На рисунке 9 показан счетчик типа BCD.
Рисунок 9: Счетчик BCDСчетчик частоты
Частотомер — это цифровое устройство, которое можно использовать для измерения частоты периодических сигналов. Блок-схема частотомера представлена на рисунке 10.
Рисунок 10: ЧастотомерСигнал, имеющий период времени t, подается на один из входных выводов логического элемента И.В то время как неизвестный сигнал также подается на другой входной терминал логического элемента И. Следовательно, он используется как часы для счетчика, указывающего частоту неизвестного сигнала относительно этого периода времени. Временной интервал счетчика можно назвать содержимым. Предположим, что период времени стробирующего сигнала составляет одну секунду, а неизвестный сигнал представляет собой прямоугольную волну с частотой 250 Гц. В этом состоянии счетчик отсчитывает 250 в конце одной секунды. Это будет частота неизвестного сигнала.
2 Простые схемы частотомера
Пара очень простых схем частотомеров показана ниже и может быть легко сконструирована любым энтузиастом электроники по назначению.Принципиальная схема была предоставлена г-ном Капиталом через заказ на Fiverr.com, он попросил меня объяснить принцип работы.
1) Частотомер с использованием IC 74LS47
Первую схему можно понять по следующим пунктам:
1. IC 555 сконфигурирован в режиме нестабильного мувибратора (AMV).
2. AMV — это конфигурация, в которой IC555 генерирует чередующиеся высокие и низкие импульсы на своем выводе 3.
3. Эти импульсы представляют собой просто последовательную генерацию положительных напряжений с определенной скоростью; скажем, например, 20 положительных и отрицательных пиков переменного напряжения за одну минуту.Значения конденсатора и резистора можно регулировать для регулировки генерируемой частоты импульсов.
4. В схеме 74LS90 и 74LS47 используются для подсчета вышеуказанных импульсов от IC555.
5. IC74LS90 принимает импульсы от IC555 на свой входной вывод №14.
6. Его внутренняя схема преобразует эти импульсы в форму специальных кодов (двоичных) и подает в определенной последовательности на IC 74LS47 декодера через его выходной вывод № 12,9,8,11.
7. Приведенные выше коды принимаются IC 74LS47 декодера на его входных выводах.7,1,2,6 в той же последовательности.
8. Теперь IC74LS47 декодирует эту двоичную информацию и подсвечивает полосы светодиодного дисплея таким образом, что начинает отображать числа от 1 до 9 в ответ на импульсы, генерируемые IC555, то есть первый импульс от IC555 отображает № 1 над правым дисплеем, следующий импульс заставляет его отображать число 2, затем 3 и так далее, пока дисплей не достигнет числа 9.
9. Во время вышеупомянутой процедуры левый дисплей продолжает показывать номер ноль.
10. Однако в тот момент, когда на правом дисплее отображается число 9, следующий импульс выходит за пределы вывода 11 правого IC74LS90 и становится доступным для вывода 14 левого IC 74LS90, который теперь повторяет описанную выше процедуру.
11. Итак, теперь левая сторона начинает подсчет, отображая числа от 1 до 9, и мы наблюдаем продолжающийся подсчет с модулями дисплеев, показывающими вместе число 11 до числа 99.
12. Это максимальное количество Максимальное количество цифр, которое может отображать показанная конструкция счетчика.
13. Чтобы сделать счетчик трехзначным или четырехзначным, просто указанные выше этапы могут быть добавлены в той же последовательности выводов, что и два модуля, подключенные на данной схеме.
14. Вход на выводе 14 первого модуля может быть заменен любым типом импульса, который необходимо отслеживать или который необходимо подсчитывать.
Контакты ИС, которые подключены к положительной и отрицательной точкам источника питания, являются входными контактами источника питания соответствующих ИС, для работы которых требуется ровно 5 вольт.
Резисторы R1 — R7 на каждом дисплее подключены для ограничения тока светодиодов дисплея, чтобы поддерживать постоянное свечение, а также для защиты светодиодов дисплея от повреждения.
2) Схема частотомера с использованием одной микросхемы 4033
Следующая схема, показанная ниже, может использоваться для измерения или подсчета частоты или Гц. Микросхема очень проста в изготовлении и в качестве основных ингредиентов использует только одну микросхему IC 4033 и общий катодный дисплей.
Введение
Если требуется измерить более высокие частоты порядка двух или трех цифр, то просто количество модулей может быть подключено последовательно, как описано.Простая схема частотомера, показанная ниже, эффективно преобразует любой импульс на его входе в дисплей на 7-сегментном катодном блоке. IC имеет внутренний преобразователь BCd в 7-сегментный, который напрямую преобразует импульсы на своем входе в считываемые числовые полосы на подключенный дисплейный блок.
Работа схемы
Одна микросхема IC 4033 способна обрабатывать только один общий катодный дисплейный блок, и поэтому показанная схема может отображать числа от 0 до 9 в ответ на соответствующие тактовые импульсы, подаваемые на ее вход.
Микросхему можно легко сбросить в любой момент. Например, предположим, что на входе было подано 6 часов, и на дисплее теперь отображается 6, его можно вернуть к нулю, просто нажав показанную кнопку, если это необходимо.
Контакт №1 — это вход, на который для счета подаются тактовые импульсы или импульсы.
Для того, чтобы счетчик мог вести счет до двух, трех или четырех цифр и т. Д., Просто включите необходимое количество модулей, как показано на схеме, и подключите их выходы следующим образом:
Подключите контакт # 5 первого модуля к тактовому входу следующего модуля и подключите контакт № 5 второго модуля к тактовому входу третьего модуля и так далее.
Сделайте контакты сброса общими, чтобы можно было использовать одну кнопку для сброса всех модулей сразу.
Клеммы питания также необходимо превратить в общие шины.
Конденсатор 0,1 мкФ должен быть подключен рядом с шиной питания с целью развязки.
Принципиальная схема
О Swagatam
Я инженер-электронщик (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем / печатных плат, производитель. Я также являюсь основателем сайта: https: // www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими новаторскими идеями и руководствами по схемам.
Если у вас есть какие-либо вопросы, связанные со схемами, вы можете взаимодействовать с ними через комментарии, я буду очень рад помочь!
Частотомеры
Жидкокристаллический частотомер — Этот модуль частотомера предназначен для считывания частоты с «цифровым набором» портативных радиотрансиверов QRP. Он использует только шесть стандартных ИС с дискретной логикой, то есть без PIC или другого микроконтроллера, без программирования и т. Д. Считывание предназначено для отображения кГц от края полосы с разрешением 100 Гц, т.е.e.00,0–99,9 кГц. Дисплей обновляется десять раз в секунду, и я считаю, что это удобная скорость для настройки. Потребляемый ток составляет 1,4 мА, что очень подходит для портативной работы (с питанием от батареи). Размер счетчика составляет 2,3 x 1,6 x 0,8 дюйма (58 x 41 x 20 мм) __ Разработан Гансом СаммерсомЖК-частотомер (PIC16F84) — только схема __ Разработан Питером Халики OM3CPH
Частотомер 1 ГГц — этот простой счетчик полезен для измерения частоты различного беспроводного оборудования, особенно передатчиков, приемников и генераторов сигналов в диапазонах ОВЧ / УВЧ __ Ян Колар
2.Частотомер 5 ГГц — В этом проекте описывается очень мощный частотомер. Очень простая конструкция, которую может построить каждый. 6 светодиодных дисплеев будут отображать частоту с разрешением 1 кГц, а связь RS232 с компьютером доступна в качестве опции. В программное обеспечение также включены некоторые интеллектуальные функции для расчета частот в приемниках, где ПЧ составляет 455 кГц или 10,7 МГц. Я представляю схему, печатную плату, компоненты и оконное программное обеспечение. __
Частотомер 40/400 МГц — Частотомер является очень важным испытательным инструментом для радиолюбителей, особенно тех, кто хочет разрабатывать или тестировать схемы.На рынке существует множество частотомеров, но создание их еще никогда не было таким простым и захватывающим, поскольку микропроцессоры делают за нас много работы. __
Частотомер 50 МГц — Этот проект представляет собой красивый и небольшой частотомер, который считывает частоту от 1 Гц до 50 МГц, который я модифицировал по сравнению с оригинальным, разработанным Weeder Technologies. Я разработал новую печатную плату, совместимую с ЖК-дисплеем 16X1, и изменил исходный код для совместимости с новыми спецификациями малых печатных плат, автоматический выбор диапазона с плавающей десятичной точкой., На ЖК-дисплее 1X16 отображается до 7 цифр. , Автоматическая регулировка скорости ворот (от 0,1 до 1 секунды). Схема на основе микроконтроллера обеспечивает простоту, легкость сборки и высокую стабильность считывания. , Чувствительность приблизительно 100 мВ RMS (от 100 Гц до 2 МГц), 800 мВ RMSAT50 МГц. , Защита от перегрузки на входе. __
Частотомер, 50 МГц, индикатор напряжения и индикатор SwR / PWR — это преемник 4-разрядного светодиодного f-счетчика и вольтметра PIC16C71. Некоторые трудно найти детали, использованные в предыдущей версии, которые некоторое время сняты с производства, были опущены.На смену довольно раннему PIC16C71 пришло 28-контактное устройство PIC16F876 __ Разработано Александром Старе
Измеритель частоты 50 МГц — этот новый измеритель частоты 50 МГц автоматически выбирает диапазон и отображает частоту в Гц, кГц или МГц. Это упрощает считывание показаний прибора, так как автоматически выбирает правильный диапазон для любой частоты от 0,1 Гц до 50 МГц и вставляет десятичную точку в нужное место для каждого показания. Обратите внимание, что хотя мы указали для этого частотомера максимальную частоту 50 МГц, большинство устройств могут измерять частоты несколько выше этой.Фактически, наш прототип измерителя был способен измерять частоту выше 64 МГц. __
Генератор тактовых импульсов 60 Гц питается от сети. Эта схема подключена к линии электропередачи 120 В переменного тока и передает тактовые импульсы 60 Гц в логическую схему. Используемый оптоизолятор обеспечивает изоляцию на 5000 вольт между линией питания и логической стороной схемы. . . Hobby Circuit, разработанный Дейвом Джонсоном П.Э. — февраль 1999 г.
8 советов по выполнению более точных измерений счетчика радиочастот — Примечание по применению___ Aligent
Немного более серьезный измеритель частоты — максимальная входная частота указана равной 30 МГц в конфигурации с несколькими микросхемами, а в конфигурации с одним кристаллом существуют версии с частотой 5 МГц и 10 МГц, работающие с кристаллами 10 и 20 МГц соответственно.Все версии имеют разрешение 9 1/2 разряда. Я использовал __ Дизайн Dick Cappels
Измеритель частотыBCD — вот простая схема, которая точно измеряет частоту в формате BCD. Схема построена на двойном компараторе LM393 (IC1), двойном триггере D-типа CD4013 (IC2), двоичном счетчике пульсаций CD4040 …___ Electronics Projects for You
Частотомерс считыванием BCD — этот частотомер не самый простой для чтения, не самый лучший и не лучший частотомер, который вы можете построить.Но если все, что вы можете найти, это несколько 74HC390 и несколько обычных 5-миллиметровых красных светодиодов, он справится со своей задачей, и его легко и быстро сделать! Этот счетчик показывает 040 МГц с разрешением 100 Гц. Считывание представляет собой десятичный двоичный код (BCD), с наименее значимыми битами вверху. На фотографии вверху слева показан счетчик, считывающий собственные внутренние часы с частотой 2 МГц. __ Дизайн Ганса Саммерса
Формы схемы делятся на 1,5 счетчика — две недорогие ИС делят тактовый сигнал TTL на 1,5. Следуя схеме с другим триггером, вы также можете сгенерировать функцию деления на три.. . Схема Дэйва Джонсона P.E. — июль 2000 г.
Подсчет автомобилей с помощью лазера — это иллюстрация того, как можно использовать лазер для подсчета трафика и измерения скорости каждого автомобиля, проезжающего через зону датчика. . . Hobby Circuit, разработанный Дэйвом Джонсоном P.E. — январь 2007 г.
Счетчик деления на 1,5 — две недорогие ИС делят тактовый сигнал TTL на 1,5. Следуя схеме с другим триггером, вы также можете сгенерировать функцию деления на три. . . Схема Дэвида Джонсона П.E.-июль 2000 г.
Эксклюзивный частотомер2,5 ГГц с синим ЖК-дисплеем 2×16 — в этом проекте описывается очень мощный частотомер, который имеет множество полезных программных функций. Программное обеспечение может складывать или вычитать 3 различных частоты ПЧ (455 кГц, 10,7 МГц и 21,4 МГц). У вас также есть два уровня разрешения: 1 кГц и 100 Гц __ Контакт: maxit91 @ hotmail.com
Эксклюзивный частотомер 2,5 ГГц с синим ЖК-дисплеем 2×16 — в этом проекте описывается очень мощный частотомер, который имеет множество полезных программных функций.
Программное обеспечение может складывать или вычитать 3 разные частоты ПЧ (455 кГц, 10,7 МГц и 21,4 МГц). У вас также есть два уровня разрешения: 1 кГц и 100 Гц. Основной генератор может быть встроенным на 13 МГц или внешним 10 МГц. Данные счетчика могут быть легко переданы на компьютер с помощью кабеля RS232 (программное обеспечение ниже). Конструкция чрезвычайно проста, а устройство очень мало. Этот проект представлен в версии KIT, подробности см. Ниже. __
— это схема, которая использует IC NE555, пятидесятичные счетчики вместе с 7-сегментной ИС драйвера для формирования пятизначного десятичного счетчика.Выход десятичного счетчика используется для управления цифровым дисплеем частотомера. __ Разработано Electronics Projects for You
Частотомер— это страница поддержки для проекта простого частотомера в Homebrew, RadCom, октябрь 2006 г. В исходной конструкции использовалось время стробирования в одну секунду, что дает разрешение счета 1 Гц. Максимальная входная частота составляет около 50 МГц. Предварительный делитель VHF / UHF для этого счетчика описан в Homebrew, RadCom, февраль 2008 г. U2 — это PIC16F628 (PIC16F628-20 или PIC16F628A).Частота кристалла PIC составляет 10,240 МГц. Прошивка легко модифицируется, так что вместо нее можно использовать кристалл 10 МГц. Homebrew за март 2008 года показывает, как этот счетчик можно использовать с воротами, управляемыми GPS или Loran. __ Разработано EI9GQ homebrew radio
Частотомер — В этом проекте описывается очень мощный частотомер, который имеет множество полезных программных функций. Программное обеспечение может складывать или вычитать 3 различных частоты ПЧ (455 кГц, 10,7 МГц и 21,4 МГц). У вас также есть два уровня разрешения: 1 кГц и 100 Гц __ Контакт: maxit91 @ hotmail.com
Частотомер — Частотомер с выводом на 7-сегментный дисплей __ Контакт: maxit91 @ hotmail.com
Частотомер на основе PIC16F628 и ЖК-дисплея. Это страница поддержки проекта простого частотомера в Homebrew, RadCom, октябрь 2006 г. В оригинальном дизайне использовалось время стробирования в одну секунду, что дает разрешение счета 1 Гц. Максимальная входная частота составляет около 50 МГц. Предварительный делитель VHF / UHF для этого счетчика описан в Homebrew, RadCom, февраль 2008 г.U2 — это PIC16F628 (PIC16F628-20 или PIC16F628A). Частота кристалла PIC составляет 10,240 МГц. Прошивка легко модифицируется, так что вместо нее можно использовать кристалл 10 МГц. Homebrew за март 2008 года показывает, как этот счетчик можно использовать с воротами, управляемыми GPS или Loran. __ Разработано EI9GQ homebrew radio
Универсальный генератор тактовых импульсов на основе GPS — для вашего микроволнового частотомера вам не нужны часы с цезиевым лучом внутри вашей лаборатории, когда на высоте 20000 км над вами летят как минимум пять.Зафиксировав выход 10 кГц GPS-модуля Rockwell, мы создали опорную частоту с точностью до 10 pb. __ Разработано Андреа IW9HJV и Джонни IW9ARO
Лазер, используемый в качестве счетчика трафика транспортных средств. Это иллюстрация того, как можно использовать лазер для подсчета трафика и измерения скорости каждого автомобиля, проезжающего через зону датчика. . . Схема Дэвида Джонсона P.E. — январь 2007 г.
Светодиодный частотомер— этот счетчик был впервые известен как модульный циферблат, разработанный Биллом Карвером, W7AAZ, и опубликованный в весеннем выпуске журнала Communications Quarterly за 1998 год.__ Дизайн Web Дэвид Уайт, WN5Y
Генератор тактовых импульсов 60 Гц с питанием от сети — Эта схема подключена к линии питания 120 В переменного тока и передает тактовые импульсы 60 Гц в логическую схему. Используемый оптоизолятор обеспечивает изоляцию на 5000 В между линией питания и логической стороной схемы. . . Схема Дэйва Джонсона P.E. — февраль 1999 г.
Микроконтроллеробеспечивает эффективный частотомер — 23/11/00 Идеи разработки EDN На рисунке 1 показан эффективный и экономичный частотомер с использованием микроконтроллера Atmel 89C2051 mC (ссылка 1).В конструкции можно использовать любые MC из семейства 8051. Схема подсчитывает частоту и отправляет результат на ПК через последовательный порт. PDF имеет несколько схем, прокрутите вниз, чтобы найти эту __ Дизайн схемы Фазал Патан, Лаборатория физических исследований, Ахмедабад, Индия
Частотомер на один ГГц — этот простой счетчик полезен для измерения частоты различного беспроводного оборудования, особенно передатчиков, приемников и генераторов сигналов в диапазонах ОВЧ / УВЧ __ Ян Колар
PIC Counter — Проект частотомера, подробно описанный здесь, основан на PIC18F4550, дизайн и поддержка прошивки / программного обеспечения которого предоставлены Fox Delta Team.Существует много частотомеров на основе PIC, но этот будет отличаться от других. __ Дизайн Нины Гаджар
Частотомер PIC — Программируемый частотомер с предварительным делителем PIC16F84 и UPB1505 __ Разработано YO5OFH, Csaba Gajdos
ЧастотомерPIC, работающий на частоте примерно до 50 МГц (7 сегментов) — EEPROM полезен для хранения долгосрочных данных, таких как информация регистратора данных, и этот проект EEPROM микроконтроллера PIC сохраняет температуру из LM35DZ IC во внутреннюю область длительного хранения данных PIC .Проект является продолжением предыдущего проекта с использованием практически того же оборудования. __ Разработано Джоном Мэйном
ЧастотомерSimple Circuit — это страница поддержки проекта простого частотомера в Homebrew, RadCom, октябрь 2006 г. В оригинальной конструкции использовалось время стробирования в одну секунду, что дает разрешение счета 1 Гц. Максимальная входная частота составляет около 50 МГц. Предварительный делитель VHF / UHF для этого счетчика описан в Homebrew, RadCom, февраль 2008 г. U2 — это PIC16F628 (PIC16F628-20 или PIC16F628A).Частота кристалла PIC составляет 10,240 МГц. Прошивка легко модифицируется, так что вместо нее можно использовать кристалл 10 МГц. Homebrew за март 2008 года показывает, как этот счетчик можно использовать с воротами, управляемыми GPS или Loran. __ Разработано EI9GQ homebrew radio
Упрощенный анализ диапазона захвата и отслеживания контура фазовой автоподстройки частоты и диапазона 1200-7 — Примечание по применению___ Aligent
Превосходный частотомер— это высококачественный проект, разработанный для достижения максимальной производительности.Аппаратное и программное обеспечение было продвинуто, чтобы достичь границ технологий. Трансцендентное — это не только частотомер, это краеугольный камень ваших удачных построений. __
Приборы счетчика переходовТермостабильность — 01.04.96 Идеи конструкции EDN Подсчет переходов на Рисунке 1 — простой способ определить, стабильна ли температура в нагревателе. Стабильное состояние максимизирует переходы. Эта схема работает как цифровой фильтр с регулируемыми частотами и проще, чем многие другие альтернативные аналоговые и цифровые схемы. __ Дизайн схемы разработан Хосе Луисом Арсе, Tecnosuma Havana, Cuba Jose Luis Arce, Tecnosuma Havana, Cuba
Счетчики типы электронных Счетчики
Что такое электронный счетчик и типы счетчиков
Что такое счетчик?
Счетчик — это цифровое логическое устройство в вычислениях, предназначенное для непрерывного хранения и отображения определенного события в соответствии с конфигурацией и программированием.Последовательная цифровая логическая схема — это общий тип счетчика, состоящий из одной входной линии (Clock) и количества выходных линий.
Значения выходных строк обозначают число в двоичной системе счисления (BCD = двоично-десятичная кодировка). Чаще всего в этих цифровых схемах используется каскадное соединение триггеров. Эти инструменты и устройства используются в цифровых схемах как отдельные ИС, а также как части в больших интегральных схемах и печатных платах.
Также прочтите: У 15+ должны быть приложения Android для инженеров и студентов по электротехнике и электронике
Что такое электронный счетчик?
Электронный счетчик — это одно- или многофункциональное устройство, используемое для указания определенной скорости или времени.Электронный счетчик с одной функцией может быть двунаправленным или однонаправленным, в то время как другие предварительно запрограммированные счетчики предназначены для выполнения нескольких функций.
Как следует из названия, однонаправленные электронные счетчики считают только «Вверх» или «Вниз», тогда как двунаправленные электронные счетчики считают как «Вверх», так и «Вниз». Эти счетчики более дороги и сложны в установке по сравнению с механическими счетчиками. Существует много типов электронных счетчиков, как показано ниже.
Классификация электронных счетчиков на основе тактового входа
Синхронные счетчики
Щелкните изображение, чтобы увеличить
Он состоит из параллельного расположения триггеров, при котором все триггеры синхронизируются одновременно и в синхронизация с тактовыми импульсами.Это причина того, что задержка распространения не зависит от количества триггеров в синхронных счетчиках.
Эти счетчики также оснащены схемой комбинационной логики, чтобы гарантировать, что каждый триггер переключается в нужное время. В синхронных счетчиках выход одного триггера подается на вход другого триггера.
Асинхронные счетчики или счетчики пульсаций
Щелкните изображение, чтобы увеличить
Он состоит из каскадного расположения триггеров, в котором тактовый импульс одного триггера управляется выходом его предшественника триггера.Количество используемых триггеров определяет модуль счетчика, при этом количество триггеров зависит от количества логических состояний счетчика, прежде чем он достигнет своего начального состояния.
Тактовый вход подается на первый триггер. Для счетчика по модулю n тактовый сигнал на входе n-го триггера определяется выходом (n-1) -го триггера. Так как часы одного триггера зависят от выхода предыдущего триггера, он изменит свое состояние после определенной временной задержки, которая равна задержкам распространения обоих триггеров.Для счетчика модуля n n-й триггер изменит свое состояние после задержки, в n раз превышающей задержку распространения одного триггера.
Так как информация о часах проходит через счетчик, он известен как счетчик пульсаций. Кроме того, поскольку триггеры не изменяют состояние синхронно с входными часами, эти счетчики также известны как асинхронные счетчики.
Поскольку конечный результат будет зависеть от задержки распространения каждого счетчика, существует предел для тактовой частоты, который задается как:
Где N — количество триггеров, td — задержка распространения, равная одному триггер, Ts — длительность строб-импульса.Обратите внимание, что задержка распространения варьируется в зависимости от типа триггеров.
Классификация электронных счетчиков на основе использования
Восходящие / понижающие счетчики :
Как следует из названия, эти счетчики ведут счет как в возрастающем, так и в убывающем порядке, то есть в прямом и обратном направлении. В то время как некоторые ИС счетчиков имеют отдельные входные клеммы тактового сигнала для прямого и обратного счета ( Пример IC 74192 и IC 74192 ), некоторые имеют только одну входную клемму часов и управляющий вывод для выбора требуемого функционирования (Примеры: IC 74190 , IC 74191).
Десятичные счетчики :
Десятичный счетчик или счетчик Module-10 проходит через 10 уникальных состояний выходной комбинации, пока не будет сброшен. Он состоит из 4 триггеров и требует дополнительных схем для пропуска нескольких состояний, чтобы преобразовать нормальный счетчик в десятичный счетчик. Он может насчитать 16 возможных состояний, из которых используются только 10. Примеры : 4017B , 7490N .
Счетчик двоично-десятичного кода :
Это специальный тип декадного счетчика, выход которого соответствует коду 8421 .Состояния счетчика являются двоичным эквивалентом десятичных чисел. Пример — это 74LS90 .
Предустановленные счетчики :
Это счетчики, которые можно предварительно установить на любой начальный счет с помощью контактов PRESET и CLEAR триггеров. Триггеры могут работать асинхронно или синхронно. Предустановленные счетчики могут быть счетчиками UP, DOWN или UP / DOWN.
Они состоят из дополнительных входных / выходных контактов, таких как ‘Preset’ (для загрузки любого желаемого счетчика), входы параллельной нагрузки (PL) (позволяют загружать входы PRESET в выходы) и выходы Terminal Count (TC) (становится активен при достижении конечного числа.). Примеры : IC74190 , IC4191 и IC74193 .
Счетчик звонков :
Этот счетчик разработан путем модификации регистра сдвига. Истинный выходной сигнал последнего триггера возвращается непосредственно на вход данных первого триггера, таким образом генерируя последовательность импульсов. Например, для регистра сдвига D-триггера выход Q последнего триггера соединен с входом D первого триггера. Эти счетчики используются в цифровой системе для генерации управляющих импульсов.
Счетчик Джонсона
Этот счетчик является обратной стороной счетчика звонков. Другими словами, обратная связь от последнего триггера подается обратно пропорционально вводу данных первого триггера. Например, для регистра сдвига D-триггера выходной сигнал ~ Q последнего триггера подается на вход D первого триггера. Их также можно использовать как счетчики деления на n.
Практический счетчик IC 4017 :
Это 16-контактный КМОП-логический декадный счетчик с декодером, используемый в основном для счетчиков с низким диапазоном.Он может считать от нуля до десяти, с декодированными выходами, что позволяет сэкономить много места на плате и времени.
Функции входов / выходов счетчика IC 4017
Ниже приведены функции каждого из его контактов.
Контакты с 1 по 7, с 9 по 11 : Это выходные контакты IC, каждый из которых имеет высокий уровень с соответствующим десятичным счетом. Статус указан ниже.
Контакт 1 : становится ВЫСОКИМ, когда счетчик равен «5».
Контакт 2 : становится ВЫСОКИМ, когда «1» — это счетчик.
Контакт 3 : переходит в высокий уровень, когда счетчик равен «0».
Контакт 4 : становится ВЫСОКИМ по счету «2».
Контакт 5 : ВЫСОКИЙ на счетчике «6»
Контактный сигнал 6: Переходит ВЫСОКИЙ уровень на счетчике 7.
Контакт 7 : ВЫСОКИЙ уровень, когда счетчик «3».
Контакт 8 : Это контакт заземления, который подключен к низкому уровню напряжения или к земле.
Контакт 9 : становится ВЫСОКИМ, когда счетчик равен «8».
Контакт 10 : становится ВЫСОКИМ, когда счетчик равен «4».
Контакт 11 : становится ВЫСОКИМ, когда счетчик равен «9».
Вывод 12 : Этот вывод используется для соединения с другой ИС счетчика для поддержки большего порядка подсчета. Хотя мы можем достичь числа до 20 или более, каскадируя несколько IC4017s вместе, не рекомендуется каскадировать более 3 IC, чтобы избежать возникновения сбоев.
Вывод 13 : Это активный вывод LOW, который называется выводом Disable.После получения логического сигнала HIGH он отключит всю функцию IC, независимо от тактовых импульсов.
Контакт 14 : Это входной контакт синхронизации. Входные тактовые импульсы подаются на этот вывод, и счет увеличивается по нарастающему или положительному фронту импульса.
Вывод 15 : Это вывод сброса активного НИЗКОГО уровня, который после получения логического сигнала «ВЫСОКИЙ» сбрасывает ИС.
Контакт 16 : Это контакт источника питания, на который должно подаваться напряжение от 3 до 15 вольт.
Применение счетчиков
Электронные счетчики используются во многих цифровых электронных устройствах, особенно в цифровых часах и мультиплексировании. Большинство их приложений перечислены ниже.
- Как счетчики объектов
- Логические схемы параллельного последовательного преобразования данных
- Аналого-цифровые преобразователи.
- Цифровые часы
- Счетчики частоты
- Цепи делителя частоты. (Где входная частота делится на 2)
- Таймеры и измерение скорости.(Временные схемы, стиральные машины, будильник и т. Д.)
- Цифровой генератор треугольных волн.
- Генератор лестничного напряжения
Это краткий обзор различных типов счетчиков. Любая другая информация о счетчиках приветствуется в разделе ниже.
вы также можете прочитать:
Как работает частотомер: Эксплуатация »Электроника
Существуют разные типы частотомеров, но основной счетчик частоты с прямым счетом работает, подсчитывая количество отсчетов или количество раз, когда сигнал пересекает значение триггера за заданное время.
Учебное пособие по таймеру частотомера Включает:
Частотомер
Как работает частотомер
Интервальный таймер
Как пользоваться счетчиком
Характеристики
Точность
Использование частотомера помогает понять, как работает частотомер, чтобы использовать его наилучшим образом и получать наиболее точные показания.
Поскольку частотомеры широко используются в ВЧ лабораториях и во многих других областях, очень полезно хорошее базовое понимание их работы и того, как они работают.
ВЧ частотомер, основы
Частотомеры и таймерыRF — это элементы испытательного оборудования, которые работают, подсчитывая события в течение установленного периода или обнаруживая, что такое период, путем подсчета количества точно рассчитанных по времени событий. Временные периоды, в течение которых подсчитываются события, или точно рассчитанные по времени события могут быть сгенерированы с помощью высокостабильного кварцевого генератора. Это может даже контролироваться духовкой, и таким образом получается очень точное эталонное значение.
Частота равна количеству пересечений уровня триггера за одну секунду.Следовательно, для более коротких времен стробирования можно легко вычислить частоту по количеству пересечений уровня запуска.
частота = Время пересечения уровня триггера в секундах
Чтобы посмотреть, как работает частотомер или таймер, необходимо отдельно описать эти два подхода. Эти два подхода можно назвать прямым счетом и взаимным счетом.
Частотомер с прямым счетом
Цифровые частотомеры, использующие метод прямого подсчета, подсчитывают, сколько раз входной сигнал пересекает заданное напряжение запуска (и в заданном направлении, например.грамм. переход от отрицательного к положительному) в данный момент времени. Это время известно как время ворот
. Базовая блок-схема частотомераВ составе базового счетчика есть несколько основных блоков:
- Ввод: Когда сигнал поступает в частотомер, 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, так что шум не вызывает паразитных фронтов, которые могут вызвать дополнительные импульсы, которые должны быть подсчитаны.
Часто можно контролировать уровень запуска, а также чувствительность, хотя многие счетчики достигают этого автоматически. Также стоит помнить о максимальных уровнях входного сигнала на этом этапе — часто это печатается на передней панели в качестве руководства и предупреждения.
- Точная временная база / часы: Для создания различных стробирующих / временных сигналов в частотомере требуется точная временная развертка или часы. Обычно это кварцевый генератор, а в высококачественных испытательных приборах — кварцевый генератор, управляемый печью.Во многих приборах будет возможность использовать внешний генератор более высокого качества или генератор частотомера для других приборов. Это также полезно, когда необходимо привязать несколько инструментов к одному стандарту.
- Декадные делители и триггеры: Тактовый генератор используется для обеспечения точно синхронизированного стробирующего сигнала, который пропускает импульсы из входящего сигнала. Он генерируется из тактовых импульсов путем деления тактового сигнала декадными делителями и последующей подачи его на триггер, чтобы дать разрешающий импульс для главного затвора.
- Строб: Точно синхронизированный сигнал разрешения стробирования от часов подается на один вход затвора, а другой имеет последовательность импульсов из входящего сигнала.Результирующий выходной сигнал затвора представляет собой серию импульсов в течение определенного промежутка времени. Например, если входящий сигнал был на частоте 1 МГц, а вентиль был открыт на 1 секунду, то будет пропущен 1 миллион импульсов.
- Счетчик / защелка: Счетчик принимает входящие импульсы от затвора. Он имеет набор ступеней деления на 10 (число равно количеству отображаемых цифр минус 1). Каждый этап делится на десять, и поэтому, поскольку они связаны цепочкой, первый этап — это вход, деленный на десять, следующий — вход, разделенный на 10 x 10, и так далее.Эти выходы счетчиков затем используются для управления дисплеем.
Чтобы удерживать вывод на месте во время отображения цифр, вывод фиксируется. Обычно защелка удерживает последний результат, пока счетчик считает новое показание. Таким образом, дисплей будет оставаться статичным до тех пор, пока не может быть отображен новый результат, после чего будет обновлена защелка и новое показание будет отображаться на дисплее.
- Дисплей: Дисплей принимает выходные данные защелки и отображает их в нормальном читаемом формате.ЖК-дисплеи или светодиодные дисплеи являются наиболее распространенными. Для каждой декады, которую может отображать счетчик, есть цифра. Очевидно, на дисплее может отображаться и другая важная информация.
Важно точно рассчитать время стробирования. Это достигается за счет наличия высокоточного источника частоты внутри частотомера. Обычно они будут работать на частоте 10 МГц, и ее необходимо разделить, чтобы получить требуемое время стробирования. Могут быть выбраны значения 0,01, 0,1, 1 и 10 секунд.Очевидно, что более короткое время позволяет обновлять дисплей чаще, но при этом точность подсчета меньше.
Причина, по которой время стробирования определяет разрешение частотомера, состоит в том, что он обычно может считать 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 обеспечит разрешение до 0,1 Гц. Стоит отметить, что разрешение измерения — это не процент от измерения, а фиксированная величина, относящаяся только к времени стробирования.
Частотомеры обратные
Другой метод измерения частоты сигнала заключается в измерении периода для одного цикла формы волны и последующем вычислении обратной величины. Хотя этот подход немного дороже в реализации, чем прямой подсчет, и он не так широко используется, он имеет некоторые преимущества. Главный из них заключается в том, что он всегда будет отображать одно и то же количество разрядов разрешения независимо от входной частоты. В результате счетчики обратной частоты указываются в виде количества цифр для заданного времени стробирования, т.е.грамм. 10 цифр в секунду. В связи с этим видно, что обратные счетчики дают более высокое разрешение на низких частотах. На частоте 1 кГц прямой счетчик дает разрешение 1 Гц (4 цифры). Обратный счетчик 10 разрядов в секунду дает разрешение 10 разрядов.
Другим преимуществом является то, что эти счетчики могут снимать очень быстрые показания. Обратный счетчик дает разрешение 1 мГц за 1 мс, тогда как прямой счетчик дает показание с разрешением 1 Гц за секунду.
Частотомерышироко используются в любой ВЧ лаборатории.Они обеспечивают быстрый, простой и точный метод измерения частоты, а также относительно экономичны. Они также могут быть требованием для обеспечения передачи частот передатчика в требуемых диапазонах.
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.. .