В цифровой электронике счетчики используются для подсчета количества произошедших импульсов или событий. Счетчики хранят данные и состоят из группы шлепки с приложенным тактовым сигналом. Счетчики могут измерять частоту и время вместе с процессом подсчета. Они могут увеличивать адреса памяти в зависимости от приложения. Счетчики делятся на два типа: синхронные счетчики и асинхронные счетчики. «Mod» счетчика указывает, какое количество состояний следует применить перед подсчетом импульсов. Они используются в различных цифровых приложениях, таких как аналого-цифровые преобразователи, цифровые часы, делители частоты, схемы таймера и многое другое. Эта статья посвящена частотомеру.
Что такое частотомер?
Определение: Испытательные инструменты, которые связаны с широким диапазоном радиочастот, которые Частота а время цифровых сигналов называются частотомерами. Они способны точно измерять частоту и время повторяющихся цифровых сигналов. Они также известны как частотомеры, используемые для измерения частоты и времени прямоугольной волны и входных импульсов. Они используются в различных приложениях с диапазоном RF. Эти счетчики используют предделитель для уменьшения частоты и управления цифровой схемой. Частота цифровых или аналоговых сигналов отображается на его дисплее в Гц.
Частотомер
Когда количество импульсов или событий произошло в определенный период времени, счетчик считает импульсы и передает их на частотомер для отображения частотного диапазона импульсов, и счетчик устанавливается на ноль. Он очень прост в использовании и измеряет частоту и отображает в цифровом виде. Они доступны по доступным ценам с большей точностью.
Блок-схема
Блок-схема частотомера содержит входной сигнал, входное согласование и порог, логический элемент И, счетчик или защелку, точную временную развертку или часы, декадные делители, триггер и дисплей.
Блок-схема частотомера
Вход
Когда на этот счетчик подается входной сигнал с высоким входным сопротивлением и низким выходным сопротивлением, он будет подан на усилитель для преобразования сигнала в прямоугольную или прямоугольную волну для обработки в цифровой схеме. Входной сигнал буферизируется и усиливается с использованием входных условий и пороговых значений. На этом этапе триггер Шмитта используется для управления подсчетом дополнительных импульсов, возникших из-за шума на краях. Чтобы уменьшить количество дополнительных импульсов, можно контролировать уровень срабатывания и чувствительность счетчика.
Часы (точное время)
Часы или точная временная база необходимы для получения различных сигналов синхронизации с точными интервалами времени. Он использует кварцевый генератор с высоким качеством для контролируемых и точных сигналов синхронизации. Часы прилагаются к делителям декад.
Разделители декады и триггеры
Импульсы, генерируемые входящим сигналом и синхросигналом, подаются на декадные делители для деления синхросигнала, а выходной сигнал подается на триггер для создания разрешающего импульса для основного И ворота .
Ворота
Точный разрешающий импульс от триггера и последовательность импульсов входного сигнала подаются на логический элемент (логический элемент И) для создания серии импульсов с точным интервалом времени. Если входной сигнал / входящий сигнал находится на частоте 1 МГц и для 1-секундного затвора должен быть открыт, то в результате получается 1 миллион импульсов в качестве результирующего выходного сигнала.
Счетчик или защелка
Выходной сигнал логического элемента подается на счетчик для подсчета количества импульсов, возникших из входного сигнала. Защелка используется для удержания выходного сигнала при отображении цифр, в то время как счетчик считает импульсы. Он будет иметь 10 ступеней для подсчета и удержания импульсов.
Отображать
Выходные данные счетчика и защелки выводятся на дисплей для обеспечения вывода в читаемом формате. Отображается частота выходного сигнала. Наиболее часто используемые дисплеи - LCD или LED. Так как для каждого декадного счетчика будет одна цифра, и соответствующая информация отображается на дисплее.
Принципиальная схема частотомера
Принципиальная схема этого может быть выполнена с использованием двух таймеров, счетчиков, микроконтроллеров 8051, резисторов потенциала, генератор прямоугольных сигналов , и ЖК дисплей . Принципиальная принципиальная схема показана ниже.
Принципиальная схема с использованием таймеров
Частотомер использует таймер IC 555 для подачи тактовых сигналов с точным интервалом времени в одну секунду. Arduino UNO используется в качестве генератора прямоугольных сигналов. An Таймер IC 555 и генератор прямоугольных сигналов можно сконфигурировать как нестабильный мультивибратор . ЖК-дисплей 16 × 2 используется для отображения частоты выходного сигнала в герцах.
Схема этого может быть реализована с использованием таймера IC 555 и таймера / счетчика микроконтроллеров 8051. Для генерации колебательных сигналов с рабочим циклом (99%) с максимальным периодом времени выходного сигнала используется таймер IC 555. Пороговые и разрядные резисторы можно отрегулировать, чтобы получить желаемое значение рабочего цикла. Формула для рабочего цикла: D = (R1 + R2) / (R1 + 2R2).
Таймер / счетчик микроконтроллеров 8051 используется для генерации частоты импульса в герцах. Поскольку 8051 имеет два таймера, действует как таймер 0 и таймер 1 и работает в режиме 0 и режиме 1. Таймер 0 используется для создания временной задержки. Импульсы на выходе из генератора прямоугольных импульсов подсчитываются с помощью таймера 1.
Схема частотомера с использованием таймера IC 555 показана ниже.
Частотомер с использованием таймера IC 555
Принцип работы схемы частотомера
Импульсы, генерируемые генератором прямоугольных импульсов, подаются на счетчик / таймер 8051. Он работает в двух режимах для создания временной задержки и подсчета импульсов. Счетчик / таймер 8051 подсчитывает количество импульсов входного сигнала за определенный промежуток времени. Выходные данные счетчика передаются на ЖК-дисплей 16 × 2 для отображения частоты сигнала (количество циклов в секунду) в Гц в определенном временном интервале. Таков принцип работы частотомера.
Частотомер работает
Работу частотомера можно пояснить по приведенной выше принципиальной схеме. Импульс, генерируемый генератором прямоугольных импульсов ( Arduino UNO ) подается на вывод 3.5 (порт 3) микроконтроллера 8051. Контакт 3.5 8051 действует как таймер 1 и настроен как счетчик. Бит TCON TR1 может быть установлен на HIGH и LOW для подсчета импульсов. Окончательный счет сохраняется в регистрах TH1 и TL1 (таймер 1). Частоту импульса можно рассчитать по формуле
F = (TH1 X 256) + TL1
Чтобы преобразовать значения импульса в герцы, полученное значение умножается на 10, то есть частота в циклах в секунду. После некоторых вычислений внутри частотомера частота импульса отображается на ЖК-дисплее размером 16 × 2.
Типы частотомеров
Частоту импульса можно измерить с помощью двух типов частотомеров. Они есть,
- Частотомер с прямым счетом
- Обратный частотомер.
Частотомер с прямым счетом
Это один из простейших методов измерения частоты входного импульса. После подсчета количества циклов входного импульса в секунду частота может быть вычислена с помощью простой схемы счетчика. Этот традиционный метод ограничен измерением низкочастотного разрешения. Чтобы получить максимальное разрешение, время стробирования можно увеличить. Например, для измерения разрешения на частоте 1 МГц требуется период времени 1000 секунд для измерения за один раз.
Обратный частотомер
Этот метод используется для преодоления недостатков метода прямого подсчета. Он измеряет период времени входного импульса вместо расчета количества циклов в секунду. Частоту импульса можно рассчитать, используя F = 1 / T. Окончательное разрешение по частоте зависит от временного разрешения и не зависит от входной частоты. Он может очень быстро измерять низкую частоту с самым высоким разрешением и снижает шум за счет регулировки уровня запуска. Он измеряет временной период входного импульса (содержит несколько циклов) и поддерживает достаточное временное разрешение. Это можно сделать с небольшими затратами.
Другие типы частотомеров:
- Стендовый частотомер используется для испытательного оборудования электроники.
- Частотомер PXI отображает частоту в формате PXI и используется для систем тестирования и управления.
- Переносной частотомер
- Частотомер с помощью цифрового мультиметра
- Панельный счетчик
Преимущества
В преимущества частотомера находятся
- Он измеряет частоту импульса, генерируемого генератором прямоугольных сигналов в точном временном интервале.
- Они широко используются для измерения частоты в радиочастотном диапазоне.
- Эти счетчики очень быстро и легко обеспечивают точные значения частоты.
- Это рентабельно в зависимости от области применения.
- Обеспечивает передачу всех частот в указанных диапазонах.
Приложения
В применения частотомера находятся
- Используется для определения частоты импульса, полученного от генератора прямоугольных импульсов.
- Используется для очень точного измерения частоты пульса
- Измеряет частоту входящего сигнала на передатчик и получатель на линии
- Используется при передаче данных из-за тактового импульса.
- Частоту генератора можно измерить
- Используется в диапазоне RF
- Обнаруживает частоту передачи данных высокой мощности
FAQs
1). Какая единица измерения частоты?
Частота сигнала измеряется в Герцах (Гц).
2). Какая польза от частотомера?
Они используются для измерения точной частоты сигнала, генерируемого прямоугольным генератором или генератором.
3). Счетчики какого типа используются для измерения высоких частот?
Синхронные и асинхронные счетчики используются для измерения высоких частот.
4). Что вы имеете в виду под счетчиком модов?
Счетчик модуляции или счетчик модуля определяется как количество состояний, в которых счетчик последовательно считает импульс, подавая тактовый сигнал.
5). Какие есть два метода частотомера?
Методы: Прямой счет и Взаимный.
Таким образом, это все об определении, блок-схеме, принципиальной схеме, схемотехнике, принципе работы, работе, типах, преимуществах и применения частотомера . Вот вам вопрос, в чем недостатки частотомера?
