デジタルエレクトロニクスでは、カウンター発生したパルスまたはイベントの数をカウントするために使用されます。カウンターはデータを格納し、のグループで構成されますビーチサンダル適用されたクロック信号で。カウンターは、カウントプロセスとともに頻度と時間を測定することができます。これらは、アプリケーションに応じてメモリアドレスをインクリメントできます。カウンタは、同期カウンタと非同期カウンタの2種類に分けられます。カウンタの「mod」は、パルスをカウントする前に状態の数を適用する必要があることを示します。これらは、アナログ-デジタルコンバーター、デジタルクロック、分周器、タイマー回路など、さまざまなデジタルアプリケーションで使用されます。この記事はすべて周波数カウンターについてです。

周波数カウンターとは何ですか？

定義： 広範囲の無線周波数に関連付けられているテスト機器頻度デジタル信号の時間は周波数カウンターと呼ばれます。これらは、繰り返されるデジタル信号の周波数と時間を正確に測定することができます。これらは周波数計とも呼ばれ、方形波と入力パルスの周波数と時間を測定するために使用されます。これらは、RF範囲のさまざまなアプリケーションで使用されます。これらのカウンタは、プリスケーラを使用して周波数を下げ、デジタル回路を操作します。デジタル信号またはアナログ信号の周波数は、HZのディスプレイに表示されます。

周波数カウンター

特定の時間内に発生したパルスまたはイベントの数が発生すると、カウンタはパルスをカウントして周波数カウンタに転送し、パルスの周波数範囲を表示し、カウンタはゼロに設定されます。周波数の使用と測定は非常に簡単で、デジタル形式で表示されます。これらは、より正確に手頃な料金で入手できます。

ブロック図

周波数カウンターのブロック図には、入力信号、入力調整、しきい値、ANDゲート、カウンターまたはラッチ、正確なタイムベースまたはクロック、ディケード分周器、フリップフロップ、およびディスプレイが含まれています。

周波数カウンタのブロック図

入力

入力インピーダンスが高く出力インピーダンスが低い入力信号をこのカウンタに印加すると、アンプに送られ、デジタル回路内で処理するために方形波または方形波に変換されます。入力信号は、入力条件としきい値を使用してバッファリングおよび増幅されます。この段階では、シュミットトリガーを使用して、エッジのノイズが原因で発生した追加パルスのカウントを制御します。追加のパルスのカウントを減らすために、カウンタのトリガーレベルと感度を制御できます。

時計（正確なタイムベース）

正確な時間間隔でさまざまなタイミング信号を生成するには、クロックまたは正確なタイムベースが必要です。それは使用します水晶発振器制御された正確なタイミング信号のための高品質。時計は10年分周器に適用されます。

ディケイダとフリップフロップ

着信信号とクロック信号から生成されたパルスは、クロック信号を分割するためにディケード分周器に供給され、出力はフリップフロップに与えられて、メインのイネーブルパルスを生成します。 ANDゲート。

ゲート

フリップフロップからの正確なイネーブルパルスと入力信号からの一連のパルスがゲート（ANDゲート）に適用され、正確な時間間隔で一連のパルスが生成されます。入力信号/入力信号が1MHZにあり、1秒間のゲートを開く必要がある場合、結果の出力信号として100万パルスが生成されます。

カウンターまたはラッチ

ゲートの出力は、入力信号から発生したパルス数をカウントするためにカウンタに供給されます。ラッチは、数値を表示しながら出力信号を保持するために使用され、その間、カウンタはパルスをカウントします。パルスをカウントして保持するための10段階があります。

表示

カウンタとラッチの出力は、読み取り可能な形式で出力を提供するためにディスプレイに提供されます。出力信号の周波数が表示されます。最も一般的に使用されるディスプレイはLCDまたはLEDです。ディケードカウンターごとに1桁の数字があり、関連情報がディスプレイに表示されるためです。

周波数カウンタ回路図

この回路図は、2つのタイマー、カウンター、8051マイクロコントローラー、電位抵抗器を使用して作成できます。方形波発生器、および LCDディスプレイ。基本的な回路図を以下に示します。

タイマーを使用した回路図

周波数カウンターはIC555タイマーを使用して、1秒の正確な時間間隔でクロック信号を提供します。 ArduinoUNOは方形波発生器として使用されます。アン IC555タイマー方形波発生器は、非安定マルチバイブレータ。 16×2LCDディスプレイは、出力信号の周波数をヘルツで表示するために使用されます。

この回路は、IC555タイマーと8051マイクロコントローラーのタイマー/カウンターを使用して実行できます。出力信号の期間が最も長いデューティサイクル（99％）の発振信号を生成するには、IC555タイマーを使用します。スレッショルド抵抗と放電抵抗は、デューティサイクルの望ましい値を取得するように調整できます。デューティサイクルの式は次のとおりです。 D =（R1 + R2）/（R1 + 2R2）。

“16進数をASCIIに手動で変換する方法 ”

8051マイクロコントローラーのタイマー/カウンターは、ヘルツ単位のパルスの周波数を生成するために使用されます。 8051には2つのタイマーがあるため、タイマー0とタイマー1として機能し、モード0とモード1で動作します。タイマー0は、時間遅延を生成するために使用されます。方形波発生器から出力されるパルスは、タイマー1を使用してカウントされます。

IC555タイマを使用した周波数カウンタの回路設計を以下に示します。

IC555タイマーを使用した周波数カウンター

周波数カウンタ回路の動作原理

方形波発生器から生成されたパルスは、8051のカウンタ/タイマーに供給されます。これは、時間遅延を生成し、パルスをカウントするために2つのモードで動作します。 8051のカウンタ/タイマーは、時間間隔で入力信号からのパルス数をカウントします。カウンタからの出力は16×2LCDディスプレイに送られ、特定の時間間隔での信号の周波数（サイクル数/秒）がHzで表示されます。これが周波数カウンタの動作原理です。

周波数カウンターの働き

周波数カウンタの動作は、上の回路図から説明できます。方形波発生器から生成されるパルス（ Arduino UNO ）は8051マイクロコントローラのピン3.5（ポート3）に与えられます。 8051のピン3.5はタイマー1として機能し、カウンターとして構成されます。 TCON TR1ビットをHIGHおよびLOWに設定して、パルスをカウントできます。最終カウントはTH1およびTL1レジスタ（タイマー1）に保存されます。パルスの周波数は、次の式を使用して計算できます。

F =（TH1 X 256）+ TL1

パルスの値をヘルツで変換するには、結果の値に10を掛けます。つまり、1秒あたりのサイクル数で表した周波数です。周波数カウンタ内で計算を行った後、パルスの周波数が16×2LCDに表示されます。

周波数カウンタの種類

パルスの周波数は、2種類の周波数カウンタを使用して測定できます。彼らです、

直接カウント周波数カウンター
相互周波数カウンター。

直接カウント周波数カウンター

これは、入力パルスの周波数を測定する最も簡単な方法の1つです。 1秒あたりの入力パルスのサイクル数をカウントした後、周波数は簡単なカウンタ回路を使用して計算できます。この従来の方法は、低周波分解能の測定に限定されています。最高の分解能を得るために、ゲート時間を拡張することができます。たとえば、1MHZで分解能を測定するには、一度に測定するのに1000秒の時間が必要です。

相互周波数カウンター

この方法は、直接カウント法の欠点を克服するために使用されます。 1秒あたりのサイクル数を計算する代わりに、入力パルスの期間を測定します。パルスの周波数は、F = 1 / Tを使用して計算できます。最終的な周波数分解能は、時間分解能に依存し、入力周波数には依存しません。最高の分解能で低周波数を非常に迅速に測定でき、トリガーレベルを調整することでノイズを低減します。入力パルスの期間（数サイクルを含む）を測定し、十分な時間分解能を維持します。これは低コストで実行できます。

他のタイプの周波数カウンターは