次の単純なアナログ周波数計回路は、正弦波または方形波のいずれかの周波数を測定するために使用できます。最適な検出と測定を行うには、測定する入力周波数が少なくとも25 mVRMSである必要があります。
この設計により、セレクタスイッチS1の設定に応じて、10Hzから最大100kHzまでの比較的広い範囲の周波数測定が容易になります。 S1aに関連付けられた20kのプリセット設定のそれぞれは、必要に応じて、メーターで他の範囲の周波数フルスケールたわみを取得するために個別に調整できます。
この周波数計回路の全体的な消費量はわずか10mAです。
R1とC1の値は、使用される関連メーターのフルスケールのたわみを決定し、回路で使用されるメーターに応じて選択できます。次の表を使用して、値を適宜修正できます。
回路のしくみ
単純な周波数計の回路図を参照すると、入力側の3つのBJTは、低電圧周波数を5 Vの矩形波に増幅するための電圧増幅器のように機能し、ICSN74121の入力に給電します。
IC SN74121は、シュミットトリガー入力を備えた単安定マルチバイブレーターであり、入力周波数を正しい寸法のワンショットパルスに処理できます。このワンショットパルスの平均値は、入力信号の周波数に直接依存します。
ICの出力ピンにあるダイオードとR1、C1ネットワークは、単安定の振動出力を、入力信号の周波数に正比例する値を持つ適度に安定したDCに変換するための積分器のように機能します。
したがって、入力周波数が上昇すると、出力電圧の値も比例して上昇します。これは、メーターの対応するたわみによって解釈され、周波数の直接読み取りを提供します。
S1セレクタースイッチに関連するR / Cコンポーネントは、単安定のワンショットON / OFFタイミングを決定し、これにより、タイミングが最適になる範囲が決定され、メーターのマッチング範囲と最小の振動が確保されます。メーター針。
スイッチ範囲
- a = 10Hzは100Hzです
- b = 100 Hz〜1 kHz
- c = 1 khz〜10 kHz
- d = 10 kHz〜100 kHz
マルチレンジの正確な周波数計回路
最初の周波数計回路図の改良版が上の図に表示されています。 TR1入力トランジスタは ジャンクションゲートFET 続いて電圧リミッター。このコンセプトにより、(1メガオームの範囲の)大きな入力インピーダンスと過負荷に対する安全性を備えた機器が可能になります。
スイッチバンクS1bは、S1 aで指定された6つのレンジ構成に対して「接地」された正のME1メーター端子を保持するだけで、図1の備考に概説されているように、対応するレンジコンデンサーの放電経路を供給します。場所、メーター、プリセット抵抗VR1は、ツェナーのD7基準ダイオードを中心に切り替えられます。
このプリセットは、セットアップ中に微調整され、メーターのフルスケールのたわみを提供します。このたわみは、特定の基準レベルに対して正確に校正されます。ツェナーダイオード自体が5%の許容誤差を提供するため、これは重要です。修正されると、このキャリブレーションは最終的にダッシュボードパネルから管理されます ポテンショメータ すべての周波数範囲の制御を提供するVR2。
f.e.tに配置された入力周波数の最大振幅ゲートは約±2.7Vに制限されています ツェナーダイオード D1とD2、まとめて抵抗R1。
入力信号が両方の極性でこの値よりも高い場合、それぞれのツェナーは過剰電圧を接地して2.7 Vに安定させます。コンデンサC1は、特定の高周波補償を容易にします。
FETはソースフォロワのように構成され、ソース負荷R4は入力周波数の同相モードとして機能します。トランジスタTR2は、出力によってトランジスタTR3がオンになり、前述の説明に従って、単純な二乗増幅器のように機能します。
6つの周波数範囲ごとの充電コンデンサは、スイッチバンクS1aで決定されます。これらのコンデンサは、非常に安定していて、タンタルなどの高品質である必要があります。
図では単独のコンデンサとして示されていますが、これらはいくつかの並列部品を使用して構成できます。たとえば、コンデンサC5は39nと8n2を使用して構築されており、全体の容量は47n2ですが、C10は100pと5-65pのトリマーで構成されています。
PCBレイアウト
上に示した周波数計回路のPCBトラック設計とコンポーネントオーバーレイを次の図に示します。
IC555を使用したシンプルな周波数計
次のアナログ周波数測定装置はおそらく最も単純ですが、付属のメーターで適度に正確な周波数測定値を備えています。
メーターは、指定された可動コイルタイプ、または5 VDC範囲に設定されたデジタルメーターである可能性があります。
IC555は標準で配線されています 単安定回路 、その出力オン時間はR3、C2コンポーネントを介して固定されています。
入力周波数の正の半サイクルごとに、単安定はR3 / C2要素によって決定される特定の時間の間オンになります。
ICの出力にある部品R7、R8、C4、C5は、スタビライザーまたは積分器のように機能し、ON / OFF単安定パルスを、メーターが振動なしで読み取るために適度に安定したDCにすることができます。
これにより、出力は、T1のベースで供給される入力パルスの周波数レートに正比例する平均連続Dcを生成することもできます。
ただし、プリセットR3は、メーターニードルがかなり安定し、入力周波数の増減によってその特定の範囲で比例した量のたわみが発生するように、さまざまな周波数範囲に対して適切に調整する必要があります。
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