Hai bộ đếm tần số tương tự. Lược đồ, mô tả

Thư viện kỹ thuật miễn phí

ENCYCLOPEDIA VỀ ĐIỆN TỬ TRUYỀN THANH VÀ KỸ THUẬT ĐIỆN
Thư viện miễn phí / Sơ đồ của các thiết bị vô tuyến-điện tử và điện

Hai bộ đếm tần số tương tự. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện

Thư viện kỹ thuật miễn phí

Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / Công nghệ đo lường

Bình luận bài viết

Trong bộ tạo LF [1], tần số của tín hiệu đầu ra được đặt bằng cách sử dụng các số đọc của máy đo tần số đơn giản có chỉ báo quay số. Kinh nghiệm với máy phát điện như vậy đã khẳng định rằng có thể đạt được đủ độ chính xác của việc cài đặt tần số. Tuy nhiên, trong một số trường hợp, thông qua các kết nối ký sinh, bản thân máy đo tần số có thể gây nhiễu đáng kể vào tín hiệu máy phát. Rốt cuộc, nó có thể được công nhận là "tương tự" chỉ với một số giả định, vì các sóng hài bậc cao đã xuất hiện trong bộ định hình đầu vào của "đoạn uốn khúc" và nhiễu từ một bộ rung đơn lẻ được thêm vào. Do đó, hầu hết các máy đo tần số tương tự và sự kết hợp của "máy đo tần số tương tự với đầu đọc kỹ thuật số" hoặc "kỹ thuật số với thiết bị con trỏ" khó có thể được coi là hoàn toàn tương tự.

Hai bộ đếm tương tự
Hình 1

Trong một thiết bị tương tự có độ nhạy tăng lên, nên tránh hoàn toàn các tín hiệu xung. Một trong những giải pháp đơn giản nhất là đo tín hiệu được cấp qua bộ chia RC bằng vôn kế xoay chiều. Mạch đo tần số tương tự rất đơn giản (Hình 1). Điện dung Xc của tụ giảm khi tần số tín hiệu tăng: Xc = 1 / ωС (ω = 2πF) và điện áp ở đầu vào của vôn kế chỉ phụ thuộc vào tần số và hiệu điện thế Uc. Đối với tín hiệu có biên độ không đổi, số đọc vôn kế sẽ thay đổi tương ứng với sự thay đổi tần số của nó. Thông thường, các biện pháp luôn được thực hiện trong máy phát để ổn định biên độ của tín hiệu đầu ra và không có khó khăn trong việc xác định tần số của nó.

Hai bộ đếm tương tự
Hình 2

Trên hình. 2 cho thấy một sơ đồ của một bộ đếm tần số đơn giản, thuần túy tương tự, không thêm bất kỳ nhiễu nào (sóng hài) vào tín hiệu máy phát [1]. Đặc điểm của nó, không phải lúc nào cũng là nhược điểm, là trở kháng đầu vào phụ thuộc vào tần số, giảm ở dải tần phụ tần số cao từ 20 kΩ ở 10 kHz xuống 2 kΩ ở 100 kHz. Vôn kế được chế tạo trên chip của bộ chỉnh lưu / dò hai kênh K157DA1. Kênh thứ hai được sử dụng như một vôn kế tín hiệu đầu ra trong máy phát điện.

Chip DA1 cung cấp điện áp đầu ra ít nhất là 10 V, và việc lựa chọn microammeters không khó. Do đó, biểu đồ hiển thị các loại khác nhau - những loại đã được bán. Biến trở R1 và chip DA2.1 với mạch OOS tương ứng với R19 và DA5.1 của giai đoạn đầu ra của máy phát điện được hiển thị trong sơ đồ trong hình. 2 [1]. Nguồn điện của nó là từ nguồn điện áp lưỡng cực +/- 17,5 V.

Trong các trường hợp đơn giản nhất hoặc kích thước nhỏ của máy phát điện, bạn có thể sử dụng một microam kế, kết nối nó với một công tắc với đầu ra mong muốn để đặt tần số hoặc đo điện áp đầu ra của máy phát. Các mạch vôn kế giống nhau. Điện trở tông đơ R12 và R13 được sử dụng để bù cho điện áp ban đầu ở đầu ra của vi mạch và tuyến tính hóa phần ban đầu của thang đo thiết bị.

Trong panme, cân cần được thay thế, cần phải cẩn thận mở hộp của nó. Bản thân tỷ lệ có thể được vẽ rất nhanh bằng FrontDesigner 3.0. Chương trình Russified này được sử dụng trong thiết kế các bảng thiết bị phía trước. Nó thuộc cùng dòng với Layout phổ biến (để bố trí PCB) và SPIan (để vẽ mạch). Đối với mục đích sử dụng phi thương mại, nó được phân phối miễn phí và dễ dàng tìm thấy trên Internet. Tất nhiên, về khả năng của nó, nó kém hơn chương trình CorelDRAW, nhưng nó dễ dàng hơn và nhanh hơn để làm chủ và làm việc với nó.

Hai bộ đếm tương tự
Hình 3

Hóa ra là thuận tiện hơn khi máy đo tần số có thang đo không phải 100 vạch chia mà là 110, điều này tạo điều kiện thuận lợi đáng kể cho việc điều chỉnh máy phát đến tần số 1 kHz khi đo hệ số hài bằng milivôn kế [2] . Ví dụ trong hình. 3 hiển thị bản phác thảo của bảng điều khiển phía trước với thang đo tần số tương tự với lựa chọn tự động giới hạn đo.

Nhưng nếu bạn cần sử dụng máy đo tần số tương tự như một thiết bị độc lập hoặc chế tạo nó, ví dụ, thành một vôn kế, thì bạn sẽ không thể sử dụng công tắc để chọn dải tần của máy phát. Và vì một điều gì đó không phải lúc nào cũng được biết trước về tín hiệu đo được, nên có lựa chọn tự động về giới hạn đo. Trong dịp này, chỉ có một bài báo được tìm thấy [3]. Máy đo tần số được đề xuất ở đó không chỉ phức tạp trong thiết kế mà còn có thể tạo ra nhiễu đáng chú ý từ các tín hiệu xung.

Hai bộ đếm tương tự
Hình 4

Nếu bộ chia RC được sử dụng trong bộ chuyển dải tự động, thì ở đây cũng có thể đạt được sự đơn giản hóa đáng kể và loại bỏ nút có tín hiệu xung. Sơ đồ của một máy đo tần số như vậy được hiển thị trong Hình. 4. Ở đây, mạch RC phải được thiết kế để hoạt động trên dải tần số rộng hơn để có thể tự tin đặt các giới hạn chuyển mạch - "100 Hz", "1 kHz" và "10 kHz". Từ đầu ra của mạch RC, tín hiệu được đưa qua bộ chỉnh lưu trên chip K157DA1 (DA1) đến các bộ so sánh của chip DA3 (LM324N). Các ngưỡng so sánh được đặt bằng cách sử dụng điện trở tông đơ R30 (dải tần phụ lên đến 100 kHz), R32 (lên đến 10 kHz) và R33 (lên đến 1 kHz). Ở tần số rất thấp hoặc ở mức tín hiệu thấp, tất cả các bộ so sánh đều tắt và đèn LED không sáng. Với tín hiệu có tần số dưới 100 Hz và điện áp trên 50 ... 70 mV, đèn LED HL4 màu đỏ (“100 Hz”) sáng lên. Điện áp cung cấp - +/- 15 V.

Hai bộ đếm tương tự
Hình 5

Trên hình. Hình 5 cho thấy bản vẽ bảng mạch in cho một máy đo tần số tự động tương tự. Khi đấu dây các dây dẫn PCB, chương trình Sprint Layout 3.0 đã được sử dụng; nhiều nhà sản xuất PCB chấp nhận các bản vẽ điện tử ở định dạng này.

Hai bộ đếm tương tự
Hình 6

Sự xuất hiện của cụm đồng hồ đo tần số tương tự được hiển thị trong hình ảnh. 6.

Thiết bị được sản xuất được thiết lập như sau. Trước khi điều chỉnh, tốt hơn nên tháo một trong các dây ra khỏi microam kế PA1 để không vô tình vô hiệu hóa nó. Điện trở tông đơ R28 phải được đặt ở vị trí điện trở lớn nhất.

Khi điều chỉnh, người ta dùng tín hiệu từ máy phát điện có hiệu điện thế 1 V. Ở tần số 100 kHz, một điện trở cắt R12 đặt hiệu điện thế 8 V ở đầu ra 10 của máy dò DA2. Sau đó, ở tần số 10 kHz, ngưỡng đáp ứng của bộ so sánh DA3.1 được đặt chính xác bằng điện trở R30 để đèn LED HL2 tắt và HL1 ("100 kHz") sáng lên. Loại đèn LED không quan trọng. Nên đặt đèn LED HL100 ở dải tần thấp nhất ("4 Hz") màu đỏ, ở tần số lên đến 1 kHz (HL3) - màu vàng, ở tần số lên đến 10 kHz (HL2) - màu xanh lục. Đối với dải tần con của tần số cao nhất (lên đến 100 kHz), bạn có thể đặt đèn LED HL1 màu xanh lam.

Từ đầu ra của bộ so sánh DA3.1, tín hiệu điều khiển được đưa đến khóa điện tử VT3, khóa này kết nối các điện trở tương ứng với dải con trong bộ chia RC (C11R13R14). Sau đó, ở tần số 1 kHz và 100 Hz, ngưỡng hoạt động của bộ so sánh DA3.2 (điện trở R32) và DA3.3 (R33) được đặt. Bộ so sánh DA3.4 tắt đèn LED HL4 ở mức tín hiệu đầu vào rất thấp, như được thực hiện trong INI C6-11 công nghiệp. Có thể đặt ngưỡng cho hoạt động của nó bằng cách chọn điện trở R34. KT3102G hoạt động khá tốt như các phím điện tử, nhưng các bóng bán dẫn silicon khác cũng có thể được sử dụng.

Ở dải tần con thấp nhất, khi tất cả các công tắc điện tử mở, điện trở trong bộ chia RC được xác định bởi các điện trở R22, R23. Ở tần số 90 Hz, điện trở tông đơ R23 đặt điện áp ở chân 12 của chip DA2 thành 2,5 V. Khi bộ so sánh DA3.3 được kích hoạt, phím điện tử VT5 kết nối thêm một mạch từ R22, R23 song song với điện trở R20, R21. Sau đó, ở tần số 900 Hz, người ta đặt cùng điện áp 90 Hz với một điện trở điều chỉnh R21. Trên dải con tiếp theo (lên đến 10 kHz), điện trở cắt R17 đạt được cùng điện áp ở tần số 9 kHz và cuối cùng, điều chỉnh tương tự được thực hiện với điện trở R14 ở tần số 90 kHz. Các tần số điều khiển được chọn dưới mức tối đa để không xảy ra chuyển đổi dải tần tự động.

Sau đó, đầu đo được kết nối và với tín hiệu có tần số 500 Hz, điện trở cắt R28 sẽ thiết lập chính xác các số đọc của thiết bị. Sự tuân thủ của chúng được kiểm tra ở tần số 200 Hz và nếu cần, hiệu chỉnh được thực hiện bằng điện trở điều chỉnh R18. Tiếp theo, bạn cần kiểm tra độ chính xác của cân trong tất cả các phạm vi.

Tín hiệu có điện áp không đổi phải được đặt vào đầu vào của máy đo tần số "A" (tới tụ điện C10 và C11), vì sự thay đổi điện áp ở đầu vào của máy đo tần số dẫn đến sai số tỷ lệ trong số đọc của nó. Nếu không có kiểm soát độ lợi tự động, nó sẽ không thể thực hiện ở đây. Vôn kế [2] đã có bộ điều chỉnh tự động (ARUR) rất tốt để tự động hiệu chỉnh đồng hồ đo độ méo phi tuyến tính, trong các trường hợp khác cần lắp ARUR quán tính ở đầu vào. Không cần phải đạt được độ méo rất thấp do bộ điều chỉnh tự động đưa vào, hoặc một số đặc tính động nhất định [4], nhưng đặc tính ổn định mức phải nằm ngang trên toàn bộ dải điện áp đo được.

Trong một trong những hiển thị trong Hình. 4 của mạch đo tần số tần số thấp (lên đến 100 kHz), một bộ điều chỉnh tự động đơn giản ở đầu vào đảm bảo độ chính xác của các thông số đọc đủ cho thực hành vô tuyến nghiệp dư ở điện áp tín hiệu trong khoảng 0,1 ... 10 V .
Các biến dạng được đưa ra bởi bộ giả lập tự động không cho phép nó được sử dụng trong thiết bị ghi và phát lại nhạc, nhưng nó đã đối phó thành công với nhiệm vụ AGC trong các thiết bị đo đó. Để không đánh giá thấp các giá trị đọc ở tần số cao (50 ... 100 kHz), cần phải sử dụng op-amp tần số cao hơn K544UD2A (DA1) trong ARUR. Điện trở cắt R2 đặt ngưỡng ổn định mức, đạt được điện áp đầu ra khoảng 1 V ở điện áp đầu vào 0,1 ... 10 V. Độ lệch từ giá trị này chủ yếu sẽ xác định sai số đo.

Sẽ rất thuận tiện khi thiết lập các thiết bị như vậy bằng máy hiện sóng kỹ thuật số, những ưu điểm của chúng đã được biết đến. Trước đây, những người yêu thích radio thường sợ hãi trước giá cao, nhưng giờ đây các máy hiện sóng lưu trữ kỹ thuật số tương đối rẻ đã xuất hiện trên thị trường. Do đó, máy hiện sóng hai kênh PDS 5022S (lên đến 20 MHz) của Owon với màn hình màu lớn (7,8 inch) hoặc máy hiện sóng ASK-2525 tương tự sẽ rẻ hơn so với máy hiện sóng đơn kênh S1-94 nổi tiếng. Tất nhiên, những thiết bị được đề cập này không phải ai cũng có sẵn, nhưng với sự trợ giúp của máy hiện sóng như vậy, việc thiết lập một số thiết bị, chẳng hạn như bộ đếm tần số, sẽ trở thành một niềm vui, đặc biệt là vì bạn có thể thấy ngay việc đọc cả tần số và biên độ của tín hiệu. Bốn dạng sóng có thể được lưu và gọi lại, nếu cần, trên màn hình hoặc ghi trên máy tính.

Văn chương

1. Kuznetsov E. Máy phát điện đo tần số thấp với máy đo tần số tương tự. - Đài phát thanh, 2008, Số 1, tr. Ngày 19-21.
2. Vôn kế Kuznetsov E. - INI với
tự động lựa chọn giới hạn đo. - Đài phát thanh, 2008, số 5, tr. 19-22, số 6, tr. Ngày 19-21.
3. Griev Yu. Máy đo tần số tương tự với lựa chọn tự động giới hạn đo.: Sat. "Để giúp các nhà đài nghiệp dư", vol. 108, tr. 40-51. - M.: Yêu nước, 1990.
4. E. Kuznetsov. Bộ điều chỉnh tự động mức tín hiệu âm thanh. - Đài phát thanh, 1998, số 9, tr. 16-19.

Tác giả: E. Kuznetsov, Moscow; Xuất bản: radioradar.net

Xem các bài viết khác razdela Công nghệ đo lường.

Đọc và viết hữu ích bình luận về bài viết này.

<< Quay lại

Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:

Tiếng ồn giao thông làm chậm sự phát triển của gà con 06.05.2024

Những âm thanh xung quanh chúng ta ở các thành phố hiện đại ngày càng trở nên chói tai. Tuy nhiên, ít người nghĩ đến việc tiếng ồn này ảnh hưởng như thế nào đến thế giới động vật, đặc biệt là những sinh vật mỏng manh như gà con chưa nở từ trứng. Nghiên cứu gần đây đang làm sáng tỏ vấn đề này, cho thấy những hậu quả nghiêm trọng đối với sự phát triển và sinh tồn của chúng. Các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng việc gà con ngựa vằn lưng kim cương tiếp xúc với tiếng ồn giao thông có thể gây ra sự gián đoạn nghiêm trọng cho sự phát triển của chúng. Các thí nghiệm đã chỉ ra rằng ô nhiễm tiếng ồn có thể làm chậm đáng kể quá trình nở của chúng và những gà con nở ra phải đối mặt với một số vấn đề về sức khỏe. Các nhà nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng những tác động tiêu cực của ô nhiễm tiếng ồn còn ảnh hưởng đến chim trưởng thành. Giảm cơ hội sinh sản và giảm khả năng sinh sản cho thấy những ảnh hưởng lâu dài mà tiếng ồn giao thông gây ra đối với động vật hoang dã. Kết quả nghiên cứu nêu bật sự cần thiết ... >>

Loa không dây Samsung Music Frame HW-LS60D 06.05.2024

Trong thế giới công nghệ âm thanh hiện đại, các nhà sản xuất không chỉ nỗ lực đạt được chất lượng âm thanh hoàn hảo mà còn kết hợp chức năng với tính thẩm mỹ. Một trong những bước cải tiến mới nhất theo hướng này là hệ thống loa không dây Samsung Music Frame HW-LS60D mới, được giới thiệu tại sự kiện Thế giới Samsung 2024. Samsung HW-LS60D không chỉ là một chiếc loa mà còn là nghệ thuật của âm thanh kiểu khung. Sự kết hợp giữa hệ thống 6 loa có hỗ trợ Dolby Atmos và thiết kế khung ảnh đầy phong cách khiến sản phẩm này trở thành sự bổ sung hoàn hảo cho mọi nội thất. Samsung Music Frame mới có các công nghệ tiên tiến bao gồm Âm thanh thích ứng mang đến cuộc hội thoại rõ ràng ở mọi mức âm lượng và tính năng tối ưu hóa phòng tự động để tái tạo âm thanh phong phú. Với sự hỗ trợ cho các kết nối Spotify, Tidal Hi-Fi và Bluetooth 5.2 cũng như tích hợp trợ lý thông minh, chiếc loa này sẵn sàng đáp ứng nhu cầu của bạn. ... >>

Một cách mới để kiểm soát và điều khiển tín hiệu quang 05.05.2024

Thế giới khoa học và công nghệ hiện đại đang phát triển nhanh chóng, hàng ngày các phương pháp và công nghệ mới xuất hiện mở ra những triển vọng mới cho chúng ta trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Một trong những đổi mới như vậy là sự phát triển của các nhà khoa học Đức về một phương pháp mới để điều khiển tín hiệu quang học, phương pháp này có thể dẫn đến tiến bộ đáng kể trong lĩnh vực quang tử học. Nghiên cứu gần đây đã cho phép các nhà khoa học Đức tạo ra một tấm sóng có thể điều chỉnh được bên trong ống dẫn sóng silica nung chảy. Phương pháp này dựa trên việc sử dụng lớp tinh thể lỏng, cho phép người ta thay đổi hiệu quả sự phân cực của ánh sáng truyền qua ống dẫn sóng. Bước đột phá công nghệ này mở ra triển vọng mới cho việc phát triển các thiết bị quang tử nhỏ gọn và hiệu quả có khả năng xử lý khối lượng dữ liệu lớn. Việc điều khiển phân cực quang điện được cung cấp bởi phương pháp mới có thể cung cấp cơ sở cho một loại thiết bị quang tử tích hợp mới. Điều này mở ra những cơ hội lớn cho ... >>

Tin tức ngẫu nhiên từ Kho lưu trữ

Nghe WiFi 18.11.2014

Frank Swain, một nhà khoa học 32 tuổi sống ở London, bắt đầu mất thính giác vào năm 20 tuổi. Năm 2012, anh được gắn máy trợ thính. Hai năm sau, Swain cùng với chuyên gia âm thanh Daniel Jones đã tạo ra Phantom Tearrains, một thiết bị mới cho phép bạn "nghe" được tín hiệu Wi-Fi.

Phương pháp được phát triển cho phép bạn "dịch" tín hiệu Wi-Fi thành âm thanh mà con người nghe được: chúng được tạo ra dựa trên dữ liệu về tên của các điểm truy cập không dây, dựa trên tốc độ truyền dữ liệu, thuật toán mã hóa được sử dụng và cường độ tín hiệu. Tất cả thông tin đều được phân tích bằng điện thoại thông minh của Frank.

Ông nói: “Các tín hiệu xa được nghe như tiếng nhấp chuột, trong khi tín hiệu mạnh nhất chuyển thành hiệu ứng âm thanh phức tạp hơn.

Nhà khoa học thậm chí còn tạo ra một bản đồ và bản nhạc đặc biệt để chứng minh cách Internet phát ra âm thanh khi ông đi ngang qua văn phòng BBC ở London. Theo ông, thế giới đã chuyển sang giai đoạn tương tác mới với các thiết bị điện tử, và bây giờ là thời điểm tuyệt vời để nghĩ về những cách mới để tương tác và giao tiếp với chúng.

Nhà khoa học cũng thừa nhận rằng dự án này đã giúp ông thay đổi thái độ đối với việc mất thính giác.

"Tin tức rằng tôi sẽ bị mất thính giác khi còn rất nhỏ là một cú đánh lớn đối với tôi, nhưng với dự án này, tôi nhận ra rằng tôi có thể sử dụng tình hình để có lợi cho mình và khám phá những khả năng mà chưa ai khám phá trước tôi", nói. Swain.

Tin tức thú vị khác:

▪ Tủ lạnh thông minh Bosch được hỗ trợ bởi Blockchain

▪ Đã phát hiện ra cặp sao gần nhất trong hệ nhị phân

▪ Mối nguy hiểm của việc ngủ quá nhiều

▪ Sao chép bộ não con người vào một con chip

▪ Sữa quỷ Tasmania chứa chất kháng sinh cực mạnh

Nguồn cấp tin tức khoa học và công nghệ, điện tử mới

Tài liệu thú vị của Thư viện kỹ thuật miễn phí:

▪ phần công trường Công trình điện. Lựa chọn bài viết

▪ bài viết Làm gì ầm ĩ, lốc xoáy của người ta? biểu hiện phổ biến

▪ bài viết Chòm sao là gì và có bao nhiêu chòm sao trên bầu trời trái đất? đáp án chi tiết

▪ bài viết Quay phim của bộ phận các chương trình sáng tạo. Mô tả công việc