V digitální elektronice pulty se používají k počítání počtu pulzů nebo událostí, ke kterým došlo. Čítače ukládají data a jsou tvořeny skupinou žabky s aplikovaným hodinovým signálem. Čítače jsou schopné měřit frekvenci a čas spolu s procesem počítání. Ty mohou zvýšit adresu paměti podle aplikace. Čítače jsou rozděleny do dvou typů, jsou to synchronní čítače a asynchronní čítače. „Mod“ čítače znamená, že před počítáním impulzů by měl být použit počet stavů. Používají se v různých digitálních aplikacích, jako jsou analogově-digitální převodníky, digitální hodiny, frekvenční děliče, časovače a mnoho dalších. Tento článek je o počitadle frekvence.

Co je to frekvenční čítač?

Definice: Zkušební přístroje, které jsou spojeny s širokou škálou rádiových frekvencí, které frekvence a čas digitálních signálů se nazývá frekvenční čítače. Jsou schopny přesně měřit frekvenci a čas opakovaných digitálních signálů. Tito jsou také známí jako měřiče kmitočtu, které se používají k měření frekvence a času obdélníkové vlny a vstupních impulzů. Používají se různé aplikace s dosahem RF. Tyto čítače používají Prescaler ke snížení frekvence a ovládání digitálního obvodu. Frekvence digitálních nebo analogových signálů se zobrazuje na displeji v HZ.

Čítač frekvence

Když se v určitém časovém období vyskytne počet pulzů nebo událostí, čítač spočítá impulzy a přenese je do čítače frekvencí, aby zobrazil frekvenční rozsah pulsů a čítač je nastaven na nulu. Je velmi snadné používat a měřit frekvenci a zobrazovat v digitální podobě. Ty jsou k dispozici za přijatelné ceny s větší přesností.

Blokové schéma

Blokové schéma počitadla frekvence obsahuje vstupní signál, úpravu vstupu a prahovou hodnotu, bránu AND, čítač nebo západku, přesnou časovou základnu nebo hodiny, děliče dekády, klopný obvod a displej.

Blokové schéma čítače frekvence

Vstup

Když je na tento čítač přiveden vstupní signál s vysokou vstupní impedancí a nízkou výstupní impedancí, bude přiveden do zesilovače pro převod signálu na čtvercovou nebo obdélníkovou vlnu pro zpracování v digitálním obvodu. Vstupní signál je vyrovnáván a zesílen pomocí vstupních podmínek a prahových hodnot. V této fázi se Schmittova spoušť používá k řízení počítání dalších pulzů, ke kterým došlo v důsledku šumu na okrajích. Pro snížení počtu dalších impulsů lze ovládat úroveň spouštění a citlivost čítače.

Hodiny (přesná časová základna)

Hodiny nebo přesná časová základna jsou nezbytné k výrobě různých časovacích signálů v přesných časových intervalech. Používá a krystalový oscilátor s vysokou kvalitou pro kontrolované a přesné časovací signály. Hodiny se aplikují na děliče dekády.

Dekodéry a Flip-Flop

Impulsy generované příchozím signálem a hodinovým signálem jsou přiváděny do děliče dekády, aby se hodinový signál rozdělil, a výstup je dán klopnému obvodu, aby vytvořil aktivační impuls pro hlavní A brána .

Brána

Přesný aktivační impuls z klopného obvodu a sled pulzů ze vstupního signálu se aplikuje na bránu (brána AND), aby se vytvořila řada pulzů v přesném časovém intervalu. Pokud je vstupní signál / vstupní signál na 1 MHZ a pro 1sekundovou bránu by mělo být otevřeno, je výsledným výstupním signálem 1 milion impulsů.

Počítadlo nebo západka

Výstup brány je přiváděn do čítače a počítá počet pulzů, ke kterým došlo ze vstupního signálu. Západka slouží k zadržení výstupního signálu při zobrazování čísel, zatímco počítadlo počítá impulzy. Bude mít 10 stupňů pro počítání a zadržování pulzů.

Zobrazit

Výstup počitadla a západky jsou dány displeji, aby poskytovaly výstup v čitelném formátu. Zobrazí se frekvence výstupního signálu. Nejčastěji používané displeje jsou LCD nebo LED. Protože pro každé počítadlo desetiletí bude jedna číslice a související informace se zobrazí na displeji.

Schéma zapojení frekvenčního čítače

Schéma zapojení lze provést pomocí dvou časovačů, čítačů, 8051 mikrokontrolérů, potenciálních rezistorů, generátor čtvercových vln , a LCD displej . Základní schéma zapojení je uvedeno níže.

Schéma zapojení pomocí časovačů

Čítač kmitočtů používá časovač IC 555 k poskytování hodinových signálů v přesném časovém intervalu jedné sekundy. Arduino UNO se používá jako generátor čtvercových vln. An Časovač IC 555 a generátor čtvercových vln lze konfigurovat jako astabilní multivibrátor . Displej LCD 16 × 2 se používá k zobrazení frekvence výstupního signálu v Hz.

Obvod tohoto lze provést pomocí časovače IC 555 a časovače / čítače 8051 mikrokontrolérů. Pro generování oscilačních signálů s pracovním cyklem (99%) s nejvyšší dobou výstupního signálu se používá časovač IC 555. Prahové a výbojové rezistory lze upravit tak, aby získaly požadovanou hodnotu pracovního cyklu. Vzorec pro pracovní cyklus je D = (R1 + R2) / (R1 + 2R2).

“jak funguje peristaltické čerpadlo ”

Časovač / čítač mikrokontrolérů 8051 se používá ke generování frekvence pulzu v Hertzech. Protože 8051 má dva časovače, funguje jako časovač 0 a časovač 1 a pracuje v režimu 0 a režimu 1. Časovač 0 se používá k vytvoření časového zpoždění. Impulsy z generátoru čtvercových vln jsou počítány pomocí časovače 1.

Konstrukce obvodu čítače kmitočtů pomocí časovače IC 555 je uvedena níže.

Čítač kmitočtu pomocí časovače IC 555

Princip činnosti obvodu čítače frekvence

Impulzy generované generátorem čtvercových vln jsou přiváděny do čítače / časovače 8051. Pracuje se ve dvou režimech pro generování časového zpoždění a počítání impulsů. Čítač / časovač 8051 počítá počet pulzů ze vstupního signálu v časovém intervalu. Výstup z počitadla je poskytován na 16 × 2 LCD displeji pro zobrazení frekvence signálu (počet cyklů / sekundu) v Hz v konkrétním časovém intervalu. Toto je princip fungování čítače kmitočtů.

Frekvenční čítač pracuje

Fungování frekvenčního čítače lze vysvětlit z výše uvedeného schématu zapojení. Pulz generovaný generátorem obdélníkových vln ( Arduino UNO ) je dán kolíku 3,5 (port 3) 8051 mikrokontrolérů. Pin 3,5 z 8051 funguje jako časovač 1 a je nakonfigurován jako čítač. Bit TCON TR1 lze nastavit na HIGH a LOW pro počítání pulzů. Konečný počet je uložen v registrech TH1 a TL1 (časovač 1). Frekvenci pulzu lze vypočítat pomocí vzorce,

F = (TH1 x 256) + TL1

Chcete-li převést hodnoty pulzu v hertzích, výsledná hodnota se vynásobí 10, tj. Frekvence v cyklech za sekundu. Po několika výpočtech uvnitř čítače kmitočtů se frekvence pulzu zobrazí na 16 × 2 LCD.

Typy čítače kmitočtů

Frekvenci pulzu lze měřit pomocí dvou typů frekvenčních čítačů. Oni jsou,

Čítač kmitočtu přímého počítání
Reciproční frekvenční čítač.

Čítač frekvence přímého počítání

Jedná se o jednu z nejjednodušších metod měření frekvence vstupního impulzu. Po spočítání počtu cyklů vstupního impulzu za sekundu lze frekvenci vypočítat pomocí jednoduchého obvodu čítače. Tato konvenční metoda je omezena na měření nízkofrekvenčního rozlišení. Chcete-li získat nejvyšší rozlišení, lze čas brány rozšířit. Například pro měření rozlišení při 1MHZ je potřeba časová perioda 1000 sekund pro měření najednou.

Reciproční frekvenční čítač

Tato metoda se používá k překonání nevýhod metody přímého počítání. Měří časové období vstupního impulzu namísto výpočtu počtu cyklů za sekundu. Frekvenci pulzu lze vypočítat pomocí F = 1 / T. Konečné rozlišení frekvence závisí na časovém rozlišení a je nezávislé na vstupní frekvenci. Dokáže velmi rychle měřit nízkou frekvenci s nejvyšším rozlišením a snižuje šum úpravou úrovně spouštění. Měří časové období vstupního impulsu (obsahuje několik cyklů) a udržuje dostatečné časové rozlišení. To lze provést za nízkou cenu.

Ostatní typy frekvenčních čítačů jsou

Čítač kmitočtu stolu se používá pro zkušební zařízení elektroniky
Čítač frekvence PXI zobrazuje frekvenci ve formátu PXI a používá se pro testovací a kontrolní systémy.
Ruční frekvenční čítač
Čítač kmitočtu pomocí digitálního multimetru
Panelový měřič

Výhody

The výhody frekvenčního čítače jsou

Měří frekvenci pulzu generovaného z generátoru čtvercových vln v přesném časovém intervalu.
Ty jsou široce používány k měření frekvence v rozsahu RF
Tyto čítače poskytují přesné hodnoty frekvence velmi rychle a snadno.
Je to nákladově efektivní v závislosti na aplikaci.
Zajišťuje přenos všech frekvencí v určených pásmech.

Aplikace

The aplikace frekvenčního čítače jsou

Používá se k určení frekvence pulzu získaného z generátoru čtvercových vln.
Slouží k velmi přesnému měření frekvence pulzu
Měří frekvenci příchozího signálu při vysílač a přijímač na lince
Používá se v datových přenosech kvůli hodinovému impulzu.
Lze měřit frekvenci oscilátoru
Používá se v dosahu RF
Detekuje frekvenci vysokovýkonných datových přenosů

Časté dotazy

1). Jaká je jednotka frekvence?

Frekvence signálu se měří v Hertzích (HZ)

2). Jaké je použití čítače kmitočtů?

Ty se používají k měření přesné frekvence signálu generovaného z generátoru čtvercových vln nebo oscilátoru.

3). Jaký typ čítačů se používá k měření vysokých frekvencí?

Synchronní a asynchronní čítače se používají k měření vysokých frekvencí.

4). Co myslíš tím čítačem modů?

Čítač modů nebo čítač modulů je definován jako počet stavů, které počítadlo počítá impuls v pořadí pomocí hodinového signálu.

5). Jaké jsou dvě metody frekvenčního čítače?

Metody jsou Přímé počítání a Reciproční

Jedná se tedy o definici, blokové schéma, schéma zapojení, návrh obvodu, provozní princip, fungování, typy, výhody a aplikace frekvenčního čítače . Zde je otázka, jaké jsou nevýhody čítače kmitočtů?