SÁCH VÀ BÀI VIẾT
Bộ đếm tần số đơn giản. Đài phát thanh - cho người mới bắt đầu
Cẩm nang / Radio - dành cho người mới bắt đầu Trên cơ sở chỉ một vi mạch K155LAZ, sử dụng tất cả các phần tử logic của nó, có thể chế tạo một thiết bị tương đối đơn giản có khả năng đo tần số của điện áp xoay chiều từ khoảng 20 Hz đến 20 kHz. Phần tử đầu vào của thiết bị đo như vậy là bộ kích hoạt Schmitt - một thiết bị chuyển đổi điện áp xoay chiều hình sin được cung cấp cho đầu vào của nó thành các xung hình chữ nhật có cùng tần số. Nghĩa là, nó chuyển đổi các "xung" hình sin có độ tăng giảm nhẹ thành các "xung" hình chữ nhật có độ tăng giảm mạnh. Bộ kích hoạt Schmitt "bắn" ở một biên độ nhất định của tín hiệu đầu vào. Nếu nó nhỏ hơn giá trị ngưỡng, sẽ không có tín hiệu xung ở đầu ra kích hoạt. Hãy bắt đầu với kinh nghiệm. Sử dụng mạch kích hoạt Schmitt như trong Hình. 1, a, gắn chip K155LAZ trên bảng mạch, chỉ bật hai phần tử logic của nó. Ở đây, trên bảng điều khiển, đặt pin GB1 và GB2, bao gồm hai tế bào điện 332 (hoặc 316) mỗi tế bào và một biến trở R1 có điện trở 1,5 hoặc 2,2 kOhm (tốt nhất là có đặc tính chức năng tuyến tính A). Chỉ kết nối dây dẫn của pin với điện trở trong suốt thời gian thí nghiệm. Bật nguồn của vi mạch và sử dụng vôn kế DC, đặt thanh trượt điện trở thay đổi đến vị trí sao cho sẽ có điện áp bằng 2 ở cực bên trái của điện trở R1.1, là đầu vào của bộ kích hoạt Schmitt. Trong trường hợp này, phần tử DD1.2. sẽ ở trạng thái duy nhất, đầu ra của nó sẽ là điện áp mức cao và phần tử DDXNUMX sẽ ở mức XNUMX. Đây là trạng thái ban đầu của các phần tử của bộ kích hoạt này.
Bây giờ kết nối một vôn kế DC với đầu ra của phần tử DD1.2 và cẩn thận quan sát mũi tên của nó, bắt đầu di chuyển trơn tru thanh trượt điện trở thay đổi lên mạch cho đến khi nó dừng lại, sau đó, không dừng lại, theo hướng ngược lại - xuống phía dưới đầu ra, sau đó một lần nữa đến phía trên, v.v. Vôn kế hiển thị gì? Chuyển đổi định kỳ của phần tử DD1.2 từ trạng thái XNUMX sang trạng thái đơn và ngược lại, tức là, nói cách khác, sự xuất hiện của các xung phân cực dương ở đầu ra của bộ kích hoạt. Hoạt động của phiên bản kích hoạt Schmitt này được minh họa bằng đồ thị b và c trong cùng một hình. 1. Bằng cách di chuyển thanh trượt biến trở từ vị trí cực hạn này sang vị trí cực hạn khác, bạn đã mô phỏng việc cung cấp điện áp xoay chiều hình sin cho đầu vào của bộ kích hoạt (Hình 1, b) với biên độ lên tới 3 V. Trong khi điện áp của nửa sóng dương của tín hiệu này nhỏ hơn một giá trị nhất định, thường được gọi là ngưỡng trên (Unop1), thiết bị giữ nguyên trạng thái ban đầu. Khi đạt đến ngưỡng điện áp này, bằng khoảng 1,7 V (tại thời điểm t1), cả hai phần tử chuyển sang trạng thái ngược lại và điện áp mức cao xuất hiện ở đầu ra kích hoạt (tại đầu ra của phần tử DD1.2). Việc tăng thêm điện áp dương ở đầu vào không làm thay đổi trạng thái này của các phần tử kích hoạt. Khi di chuyển con trượt của điện trở R1 theo hướng ngược lại, khi điện áp ở đầu vào kích hoạt đã giảm xuống giá trị ngưỡng thấp hơn (Unop2). bằng xấp xỉ 0,5 V (thời điểm t2) thì cả hai phần tử chuyển về trạng thái ban đầu. Ở đầu ra kích hoạt, mức điện áp cao lại xuất hiện. Nửa sóng âm không làm thay đổi trạng thái của các phần tử tạo thành trình kích hoạt Schmitt. Trong nửa chu kỳ này, các điốt bên trong của mạch đầu vào của phần tử DD1.1 mở ra, đóng đầu vào kích hoạt vào một dây chung. Ở nửa sóng dương tiếp theo của điện áp xoay chiều đầu vào, một xung mức cao thứ hai sẽ hình thành ở đầu ra kích hoạt (thời điểm t3 và t4). đầu vào và đầu ra của bộ kích hoạt, vẽ đồ thị đặc trưng cho hoạt động của nó. Chúng phải gần với những gì được thể hiện trong các biểu đồ trong Hình. 20. Hai yếu tố có mức ngưỡng khác nhau là đặc điểm đặc trưng nhất của trình kích hoạt Schmitt. Bây giờ chúng ta hãy chuyển sang nghiên cứu bộ đếm tần số. Sơ đồ nguyên lý của máy đo tần số được đề xuất để lặp lại được hiển thị trong hình. 2. Ở đây, các phần tử logic DD1.1, DD1.2 và điện trở R1-R3 tạo thành bộ kích hoạt Schmitt vốn đã quen thuộc và hai phần tử còn lại của vi mạch tạo thành bộ định hình các xung đầu ra của nó, số đọc của microammeter PA1 phụ thuộc vào tỷ lệ lặp lại của nó. Nếu không có bộ định hình, thiết bị sẽ không cho kết quả đo tần số đáng tin cậy, vì thời lượng của các xung ở đầu ra bộ kích hoạt phụ thuộc vào tần số của điện áp xoay chiều được đo đầu vào.
Tụ C1 đang tách. Vượt qua một dải dao động tần số âm thanh rộng, nó chặn đường đi của thành phần không đổi của nguồn tín hiệu. Điốt VD2 đóng nửa sóng âm của điện áp đầu vào vào dây chung (nó nhân đôi các điốt bên trong ở đầu vào của phần tử DD1.1, vì vậy không thể lắp đặt điốt này). Điốt VD1 giới hạn biên độ của nửa sóng dương nhận được ở đầu vào của phần tử DD1.1, ở mức điện áp nguồn. Từ đầu ra của bộ kích hoạt Schmitt (từ đầu ra của phần tử DD1.2), các xung có cực dương được đưa đến đầu vào của bộ tạo hình. Phần tử DD1.3 được bật bởi biến tần và DD1.4 được sử dụng cho mục đích đã định - như một phần tử logic 2I-KHÔNG. Ngay khi một điện áp mức thấp xuất hiện ở đầu vào của bộ định hình - tại các đầu vào của phần tử DD1.3 được kết nối với nhau, nó sẽ chuyển sang trạng thái duy nhất và một trong các tụ điện C4-C2 được sạc qua nó và điện trở R4 . Khi tụ điện tích điện, điện áp dương ở đầu vào thấp hơn của phần tử DD1.4 tăng lên mức cao. Nhưng phần tử này vẫn ở trạng thái duy nhất, vì ở đầu vào thứ hai của nó, cũng như ở đầu ra của bộ kích hoạt Schmitt, có mức điện áp thấp. Ở chế độ này, một dòng điện nhỏ chạy qua microammeter RA1. Ngay khi điện áp mức cao xuất hiện ở đầu ra của bộ kích hoạt Schmitt, phần tử DD1.4 chuyển sang trạng thái 5 và một dòng điện đáng kể bắt đầu chạy qua microammeter, được xác định bởi điện trở của một trong các điện trở R7-R1.3 . Đồng thời, phần tử DD1.4 chuyển sang trạng thái 1 và tụ điện tích điện của bộ định hình bắt đầu phóng điện. Sau một thời gian, điện áp trên nó sẽ giảm nhiều đến mức phần tử DDXNUMX sẽ lại chuyển sang trạng thái đơn. Do đó, một xung mức thấp ngắn xuất hiện ở đầu ra của bộ tạo hình (xem Hình XNUMX, d), trong đó một dòng điện chạy qua vi ampe kế lớn hơn nhiều so với dòng ban đầu. Góc lệch của kim microammeter tỷ lệ thuận với tốc độ lặp xung: tần số càng cao thì góc lệch càng lớn. Thời lượng của các xung ở đầu ra của bộ tạo hình được xác định bởi thời lượng xả của tụ điện cài đặt thời gian đi kèm (C2, C4 hoặc C1.4) đến điện áp chuyển mạch của phần tử DD2. Điện dung của tụ điện càng nhỏ, xung càng ngắn, tín hiệu đầu vào có thể đo được tần số càng lớn. Vì vậy, với tụ điện cài đặt thời gian C0,2 có công suất 20 μF, thiết bị có thể đo tần số dao động từ khoảng 200 đến 3 Hz, với tụ điện C0,02 có công suất 200 μF - từ 2000 đến 4 Hz, với một tụ điện C2000 có công suất 2 pF - từ 20 đến 5 kHz . Khi điều chỉnh các điện trở điều chỉnh R7-R1,5, con trỏ microammeter được đặt ở điểm cuối của thang đo tương ứng với tần số đo được cao nhất của từng dải con. Mức tối thiểu của điện áp xoay chiều, tần số có thể đo được, là khoảng 8 V và tối đa là 10 ... XNUMX V. Xem xét lại các đồ thị trong Hình. 1 để ghi nhớ nguyên lý hoạt động của bộ đếm tần số, sau đó bổ sung bộ kích hoạt Schmitt được lắp ráp trên bảng mạch bánh mì với các chi tiết của mạch đầu vào và trình điều khiển và kiểm tra hoạt động của thiết bị. Tại thời điểm này, không cần công tắc dải phụ - tụ điện cài đặt thời gian, chẳng hạn như C2, có thể được kết nối trực tiếp với đầu 13 của phần tử DD1.4 và một trong các điện trở điều chỉnh hoặc điện trở không đổi có điện trở 2,2 ... 3,3 kOhm có thể được kết nối với mạch microammeter. Microammeter RA1 - cho dòng điện có tổng độ lệch của mũi tên 100 μA. Sau khi hoàn tất cài đặt, hãy bật nguồn điện và áp dụng các xung mức cao cho đầu vào của phần tử kích hoạt Schmitt DD1.1. Nguồn của chúng có thể là một bộ đa hài theo mạch trong Hình. 10 hoặc máy phát tương tự khác. Đặt tốc độ lặp lại xung ở mức tối thiểu. Trong trường hợp này, con trỏ của microammeter RA1 phải lệch mạnh một góc nhỏ, điều này sẽ cho biết hiệu suất của máy đo tần số. Nếu microammeter không đáp ứng với các xung đầu vào, bạn sẽ phải chọn một điện trở R2 khác có điện trở lớn hơn. Nói chung, điện trở của nó có thể nằm trong khoảng từ 1,8 đến 5,1 kOhm. Tiếp theo, đặt vào đầu vào của máy đo tần số (thông qua tụ điện C1) một điện áp xoay chiều 3... .5 V từ máy biến áp mạng hạ thế. Bây giờ, kim của microammeter sẽ lệch một góc lớn hơn so với trong thí nghiệm trước. Kết nối một tụ điện khác có cùng công suất hoặc lớn hơn song song với tụ điện thời gian. Bây giờ góc lệch của mũi tên sẽ giảm. Tương tự, bạn có thể kiểm tra thiết bị trên dải con đo thứ hai và thứ ba, nhưng với tín hiệu đầu vào có tần số phù hợp. Nếu bạn quyết định đưa đồng hồ đo tần số này vào phòng thí nghiệm đo lường tại nhà của mình, thì các bộ phận của nó phải được chuyển từ bảng mạch bánh mì sang bảng mạch và các điện trở cắt R5-R7 phải được gắn trên đó (Hình 22) và bảng mạch phải được cố định trong một hộp có kích thước phù hợp. Tụ điện C2-C4 có thể bao gồm hai hoặc nhiều tụ điện mỗi tụ điện. Sự xuất hiện của thiết kế của máy đo tần số được thể hiện trong hình. 3. Trên bảng điều khiển phía trước của nó, đặt microammeter, công tắc dải phụ (ví dụ: bánh quy PZZN hoặc loại khác có hai phần cho ba vị trí), ổ cắm đầu vào (XS1, XS2) hoặc kẹp. Thang đo tần số là phổ biến cho tất cả các dải phụ đo lường và gần như thống nhất. Vì vậy, chỉ cần xác định các giới hạn ban đầu và cuối cùng của thang đo liên quan đến một trong số chúng - với dải phụ "20 .. .200 Hz", sau đó điều chỉnh ranh giới tần số của hai dải phụ đo lường khác bên dưới nó. Trong tương lai, khi chuyển thiết bị sang dải phụ "200.. .2000 Hz", kết quả đo đọc được trên thang đo sẽ được nhân với 10 và khi đo trong dải phụ "2... .20 kHz", nhân với 100 .
Đây là phương pháp chấm điểm. Đặt công tắc SA1 đến vị trí đo trong dải phụ "20 .. .200 Hz", động cơ của điện trở điều chỉnh R5 đến vị trí có điện trở cao nhất và cấp tín hiệu có tần số 33 Hz với điện áp 20 . . .1,5 B. Đánh dấu trên thang đo tương ứng với góc lệch của kim chỉ micro ampe kế. Sau đó, điều chỉnh bộ tạo âm thanh đến tần số 2 Hz và sử dụng điện trở cắt R200, đặt con trỏ của thiết bị về vạch cuối của thang đo. Sau đó, theo tín hiệu của bộ tạo âm thanh, đánh dấu trên thang đo tương ứng với 5, 30, 40, v.v. lên đến 50 Hz. Sau đó, chia các phần này của thang đo thành 190, 2 hoặc 5 phần. Sau đó, chuyển máy đo tần số sang dải phụ đo thứ hai, đặt tín hiệu có tần số 200 Hz vào đầu vào của nó. Trong trường hợp này, mũi tên của microammeter phải được đặt so với vạch tỷ lệ tương ứng với tần số 20 Hz của dải phụ đầu tiên. Chính xác hơn, bạn có thể đặt nó ở mốc tỷ lệ ban đầu này bằng cách chọn tụ điện C3 hoặc kết nối tụ điện thứ hai (thứ ba, v.v.) song song với nó, điều này phần nào làm tăng tổng điện dung của chúng. Sau đó, đặt tín hiệu có tần số 200 Hz từ máy phát vào đầu vào của thiết bị và đặt kim microammeter đến vạch cuối cùng của thang đo bằng điện trở tông đơ R6. Tương tự, điều chỉnh các giới hạn của dải con thứ ba của tần số đo được theo thang đo của vi ampe kế - 2.. .20 kHz. Có lẽ các giới hạn đo tần số trên các băng con sẽ khác đi hoặc bạn muốn thay đổi chúng. Làm điều này với việc lựa chọn các tụ định thời C2-C4. Có thể bạn muốn tăng độ nhạy của bộ đếm tần số. Trong trường hợp này, máy đo tần số đơn giản nhất sẽ phải được bổ sung bộ khuếch đại tín hiệu đầu vào, chẳng hạn như sử dụng bóng bán dẫn n-p-n công suất thấp hoặc tốt hơn nữa là vi mạch tương tự K118UP1G (Hình 4). Vi mạch này là một bộ khuếch đại ba tầng cho các kênh video của máy thu truyền hình, có mức tăng lớn. Vỏ 14 chân của nó giống với vỏ của vi mạch K155LAZ, nhưng nó có đầu ra công suất dương thứ 7 và đầu ra công suất âm thứ 14. Với bộ khuếch đại như vậy, độ nhạy của máy đo tần số sẽ tăng lên 30 ... 50 mV. Dao động của tần số đo được có thể là hình sin, hình chữ nhật, răng cưa - bất kỳ. Thông qua tụ điện C1, chúng đi vào đầu vào (chân 3) của vi mạch DA1 và sau khi khuếch đại từ đầu ra (chân 10 được kết nối với chân 9), vi mạch thông qua tụ điện C3 đến đầu vào của bộ kích hoạt tần số Schmitt. mét. Tụ điện C2 loại bỏ phản hồi âm bên trong, làm suy yếu các đặc tính khuếch đại của vi mạch. Các điốt VD1, VD2 và điện trở R1 (Hình 2) giờ đây có thể được tháo ra và thay vào đó là một chip tương tự DA1 và các tụ điện oxit có thể được gắn vào. Chip K118UP1G có thể được thay thế bằng K118UP1V hoặc K118UP1A. Nhưng trong trường hợp này, độ nhạy của máy đo tần số sẽ kém hơn một chút. Xem các bài viết khác razdela Radio nghiệp dư cho người mới bắt đầu. Đọc và viết hữu ích bình luận về bài viết này. Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất: Nồng độ cồn của bia ấm
07.05.2024 Yếu tố nguy cơ chính gây nghiện cờ bạc
07.05.2024 Tiếng ồn giao thông làm chậm sự phát triển của gà con
06.05.2024
Tin tức thú vị khác: ▪ Texas Instruments TLV9x - một dòng amply op đa năng mới ▪ Viết một lá thư trên đầu gối của bạn Nguồn cấp tin tức khoa học và công nghệ, điện tử mới
Tài liệu thú vị của Thư viện kỹ thuật miễn phí: ▪ phần của trang web Đồng hồ đo điện. Lựa chọn bài viết ▪ bài viết của Michel Paul Foucault. câu cách ngôn nổi tiếng ▪ Động mạch khác với tĩnh mạch như thế nào? đáp án chi tiết ▪ bài viết Thợ mộc. Hướng dẫn tiêu chuẩn về bảo hộ lao động ▪ bài viết Hệ thống âm thanh Verna 150-03. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện
Để lại bình luận của bạn về bài viết này: Nhận xét về bài viết: Khách Cảm ơn bạn cho bài viết!!! Tất cả các ngôn ngữ của trang này Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web www.diagram.com.ua |