두 개의 아날로그 주파수 카운터. 구성표, 설명

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두 개의 아날로그 주파수 카운터. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전

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LF 생성기[1]에서 출력 신호의 주파수는 다이얼 표시기가 있는 간단한 주파수 측정기의 판독값을 사용하여 설정됩니다. 이러한 발생기를 사용한 경험은 주파수 설정에서 충분한 정확도를 얻을 수 있음을 확인했습니다. 그러나 경우에 따라 기생 연결을 통해 주파수 측정기 자체가 발생기 신호에 상당한 간섭을 일으킬 수 있습니다. 결국 "meander"의 입력 셰이퍼에 이미 고차 고조파가 나타나고 단일 진동기의 간섭이 추가되기 때문에 일부 가정에서만 "아날로그"로 인식 될 수 있습니다. 따라서 대부분의 아날로그 주파수 측정기와 "디지털 판독값이 있는 아날로그 주파수 측정기" 또는 "포인터 장치가 있는 디지털"의 조합은 순수한 아날로그라고 보기 어렵습니다.

두 개의 아날로그 카운터
그림. 1

감도를 높인 아날로그 장치에서는 펄스 신호를 모두 피하는 것이 바람직합니다. 가장 간단한 솔루션 중 하나는 RC 분배기를 통해 적용된 신호를 AC 전압계로 측정하는 것입니다. 아날로그 주파수 측정기 회로는 매우 간단합니다(그림 1). 커패시터의 커패시턴스 Xc는 신호 주파수가 증가함에 따라 감소합니다. Xc = 1/ωС (ω= 2πF), 전압계 입력의 전압은 신호 Uc의 주파수와 전압에만 의존합니다. 진폭이 일정한 신호의 경우 전압계 판독값은 주파수 변화에 비례하여 변경됩니다. 일반적으로 출력 신호의 진폭을 안정화하기 위해 항상 발생기에서 조치를 취하며 주파수를 결정하는 데 어려움이 없습니다.

두 개의 아날로그 카운터
그림. 2

무화과. 그림 2는 생성기 신호에 간섭(고조파)을 추가하지 않는 단순하고 순수한 아날로그 주파수 카운터의 다이어그램을 보여줍니다[1]. 항상 단점이 아닌 특징은 주파수 종속 입력 임피던스로, 고주파 하위 범위에서 20kHz에서 10kΩ에서 2kHz에서 100kΩ으로 감소합니다. 전압계는 157채널 검출기/정류기 K1DAXNUMX의 칩에서 만들어집니다. 두 번째 채널은 발전기에서 출력 신호 전압계로 사용됩니다.

DA1 칩은 최소 10V의 출력 전압을 제공하며 마이크로 전류계 선택이 어렵지 않습니다. 따라서 다이어그램에는 판매중인 다양한 유형이 표시됩니다. 가변 저항 R1과 OOS 회로가있는 DA2.1 칩은 그림의 다이어그램에 표시된 생성기 출력단의 R19 및 DA5.1에 해당합니다. 2 [1]. 전원 공급 장치는 바이폴라 전압 소스 +/-17,5V에서 공급됩니다.

가장 간단한 경우나 작은 발전기 크기의 경우 주파수를 설정하거나 발전기 출력 전압을 측정하기 위해 원하는 출력에 대한 스위치와 연결하여 하나의 마이크로 전류계를 생략할 수 있습니다. 전압계 회로는 동일합니다. 트리머 저항 R12 및 R13은 미세 회로 출력의 초기 전압을 보상하고 계측기 스케일의 초기 섹션을 선형화하는 데 사용됩니다.

마이크로 전류계에서 저울을 교체해야 하며 케이스를 조심스럽게 열어야 합니다. 척도 자체는 FrontDesigner 3.0을 사용하여 매우 빠르게 그릴 수 있습니다. 이 Russified 프로그램은 전면 계기판 디자인에 사용됩니다. 인기 있는 Layout(PCB 레이아웃용) 및 SPIan(회로 그리기용)과 동일한 시리즈에 속합니다. 비상업적 용도의 경우 무료로 배포되며 인터넷에서 쉽게 찾을 수 있습니다. 물론 기능면에서 CorelDRAW 프로그램보다 열등하지만 마스터하고 작업하는 것이 비교할 수 없을 정도로 쉽고 빠릅니다.

두 개의 아날로그 카운터
그림. 3

밀리볼트미터를 사용하여 고조파 계수를 측정할 때 발생기의 주파수를 100kHz로 미세 조정하는 것이 훨씬 용이한 110구간이 아닌 1구간이 주파수계에 더 편리한 것으로 밝혀졌습니다[2] . 그림의 예를 들어. 3은 측정 한계를 자동으로 선택하는 아날로그 주파수 미터 눈금이 있는 전면 패널의 스케치를 보여줍니다.

그러나 아날로그 주파수 측정기를 독립형 장치로 사용하거나 예를 들어 전압계로 구축해야 하는 경우 스위치를 사용하여 발전기의 주파수 범위를 선택할 수 없습니다. 그리고 측정된 신호에 대해 미리 알 수 있는 것이 없기 때문에 측정 한계를 자동으로 선택하는 것이 바람직합니다. 이 경우 단 하나의 기사만 발견되었습니다[3]. 제안된 주파수 측정기는 설계가 복잡할 뿐만 아니라 펄스 신호에서 눈에 띄는 간섭을 일으킬 수 있습니다.

두 개의 아날로그 카운터
그림. 4

자동 범위 스위치에 RC 분배기가 사용되는 경우 여기서도 상당한 단순화를 달성하고 펄스 신호로 노드를 제거할 수 있습니다. 이러한 주파수 측정기의 구성이 그림 4에 나와 있습니다. 100. 여기서 RC 회로는 "1Hz", "10kHz" 및 "157kHz"의 스위칭 한계를 확실하게 설정하기 위해 더 넓은 주파수 범위에서 작동하도록 설계되어야 합니다. RC 회로의 출력에서 신호는 K1DA1 (DA3) 칩의 정류기를 통해 DA324 (LM30N) 칩의 비교기로 공급됩니다. 비교기 임계값은 트리머 R100(최대 32kHz의 하위 범위), R10(최대 33kHz) 및 R1(최대 100kHz)을 사용하여 설정됩니다. 매우 낮은 주파수 또는 낮은 신호 수준에서는 모든 비교기가 꺼지고 LED가 켜지지 않습니다. 주파수가 50Hz 미만이고 전압이 70 ... 4mV 이상인 신호가 있으면 빨간색 HL100 LED("15Hz")가 켜집니다. 공급 전압 - +/-XNUMXV.

두 개의 아날로그 카운터
그림. 5

무화과. 그림 5는 아날로그 자동 주파수 측정기의 인쇄 회로 기판 도면을 보여줍니다. PCB 컨덕터를 배선할 때 Sprint Layout 3.0 프로그램이 사용되었습니다. 많은 PCB 제조업체가 이 형식의 전자 도면을 허용합니다.

두 개의 아날로그 카운터
그림. 6

아날로그 주파수 측정기 어셈블리의 모양은 사진 그림에 나와 있습니다. 6.

제작한 디바이스는 다음과 같이 설정한다. 튜닝하기 전에 실수로 비활성화하지 않도록 PA1 마이크로 전류계에서 와이어 중 하나를 납땜 해제하는 것이 좋습니다. 트리머 저항 R28은 최대 저항 위치로 설정해야 합니다.

조정할 때 전압 1V의 발전기 신호가 사용되며 주파수 100kHz에서 트리밍 저항 R12는 DA8 검출기의 출력 10에서 전압을 2V로 설정합니다. 그런 다음 10kHz의 주파수에서 비교기 DA3.1의 작동 임계 값은 저항 R30에 의해 정확하게 설정되어 HL2 LED가 꺼지고 HL1 ( "100kHz")이 켜집니다. LED의 종류는 중요하지 않습니다. HL100 LED를 최저 주파수 범위("4Hz")에 빨간색, 최대 1kHz(HL3)의 주파수에서 노란색, 최대 10kHz(HL2)의 주파수에서 녹색으로 표시하는 것이 좋습니다. 가장 높은 주파수의 하위 범위(최대 100kHz)의 경우 HL1 LED를 파란색으로 설정할 수 있습니다.

비교기 DA3.1의 출력에서 RC 분배기 (C3R11R13)의 하위 범위에 해당하는 저항을 연결하는 전자 키 VT14에 제어 신호가 공급됩니다. 그런 다음 1kHz 및 100Hz의 주파수에서 비교기 DA3.2(저항 R32) 및 DA3.3(R33)의 동작 임계값이 설정됩니다. DA3.4 비교기는 산업용 INI C4-6에서와 같이 매우 낮은 입력 신호 레벨에서 HL11 LED를 끕니다. 작동 임계 값은 저항 R34를 선택하여 설정할 수 있습니다. KT3102G는 전자 키로서 꽤 만족스럽게 작동하지만 다른 실리콘 트랜지스터도 사용할 수 있습니다.

가장 낮은 주파수 하위 범위에서 모든 전자 스위치가 열리면 RC 분배기의 저항은 저항 R22, R23에 의해 결정됩니다. 90Hz의 주파수에서 트리밍 저항 R23은 DA12 칩의 핀 2에서 전압을 2,5V로 설정합니다. 비교기 DA3.3이 트리거되면 VT5 전자 키는 저항과 병렬로 R22, R23의 추가 회로를 연결합니다. R20, R21. 그런 다음 900Hz의 주파수에서 튜닝 저항 R90을 사용하여 동일한 전압을 21Hz로 설정합니다. 다음 하위 범위(최대 10kHz)에서 트리밍 저항 R17은 9kHz의 주파수에서 동일한 전압을 달성하고 마지막으로 14kHz의 주파수에서 저항 R90를 사용하여 동일한 조정이 수행됩니다. 제어 주파수는 자동 범위 전환이 발생하지 않도록 최대값 미만에서 선택됩니다.

그런 다음 측정 헤드가 연결되고 주파수가 500Hz 인 신호로 장치의 판독 값이 튜닝 저항 R28로 정확하게 설정됩니다. 200Hz의 주파수에서 적합성을 확인하고 필요한 경우 튜닝 저항 R18로 수정합니다. 다음으로 모든 범위에서 척도의 정확도를 확인해야 합니다.

주파수 측정기의 입력에서 전압이 변경되면 판독 값에 비례 오차가 발생하므로 주파수 측정기 "A"(커패시터 C10 및 C11)의 입력에 일정한 전압의 신호를 적용해야 합니다. 자동 게인 제어 없이는 여기서 할 수 없습니다. 전압계[2]에는 이미 비선형 왜곡 측정기의 자동 보정을 위한 매우 우수한 자동 조정기(ARUR)가 있으며, 다른 경우에는 입력에 관성 ARUR을 설치해야 합니다. 자동 조정기에 의해 도입된 매우 작은 왜곡 또는 특정 동적 특성[4]을 달성할 필요는 없지만 레벨 안정화 특성은 측정된 전압의 전체 범위에서 수평이어야 합니다.

도 4에 도시된 것에서. 저주파 주파수 측정기 회로(최대 100kHz)의 0,1개, 입력의 간단한 자동 조정기는 신호 전압이 10 ~ XNUMXV 범위에 있을 때 아마추어 무선 연습에 충분한 정확도를 제공합니다.
자동 조절기에 의해 발생하는 왜곡으로 인해 음악 녹음 및 재생 장비에 사용할 수 없지만 이러한 측정 장치에서 AGC 작업에 성공적으로 대처합니다. 고주파수(50 ... 100kHz)에서 판독값을 과소평가하지 않기 위해 ARUR에서 고주파 연산 증폭기 K544UD2A(DA1)를 사용해야 했습니다. 트리밍 저항 R2는 레벨 안정화 임계값을 설정하여 1 ~ 0,1V의 입력 전압에서 약 10V의 출력 전압을 달성합니다. 이 값의 편차는 주로 측정 오류를 결정합니다.

장점이 알려진 디지털 오실로스코프를 사용하여 이러한 장치를 설정하는 것은 매우 편리합니다. HAM은 높은 가격 때문에 보류되었지만 현재 시장에는 상대적으로 저렴한 디지털 스토리지 오실로스코프가 있습니다. 따라서 대형 컬러 디스플레이(5022인치) 또는 유사한 ASK-20 오실로스코프를 갖춘 Owon의 7,8채널 오실로스코프 PDS 2525S(최대 1MHz)는 잘 알려진 단일 채널 C94-XNUMX보다 저렴합니다. 물론 언급 된 장치는 모든 사람이 사용할 수는 없지만 이러한 오실로스코프의 도움으로 주파수 카운터와 같은 일부 장치를 설정하면 특히 주파수와 신호 진폭을 모두 읽을 수 있기 때문에 즐거움이됩니다. 즉시 볼 수 있습니다. XNUMX개의 오실로그램을 저장하고 필요에 따라 모니터에 불러오거나 컴퓨터에 기록할 수 있습니다.

문학

1. Kuznetsov E. 아날로그 주파수 측정기가 있는 저주파 측정 생성기. - 라디오, 2008, No. 1, p. 19-21.
2. Kuznetsov E. 전압계 - INI with
측정 한계의 자동 선택. - 라디오, 2008, No. 5, p. 19-22, No. 6, p. 19-21.
3. Griev Yu. 측정 한계를 자동으로 선택하는 아날로그 주파수 측정기: Sat. "라디오 아마추어를 돕기 위해", vol. 108, p. 40-51. - M.: Patriot, 1990.
4. E. Kuznetsov 사운드 신호 레벨의 자동 조절기. - 라디오, 1998, No. 9, p. 16-19.

저자: E. Kuznetsov, 모스크바; 간행물: radioradar.net

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