Los siguientes circuitos sencillos de medidor de frecuencia analógico se pueden utilizar para medir frecuencias que pueden ser de onda sinusoidal o cuadrada. La frecuencia de entrada que se va a medir debe ser de al menos 25 mV RMS, para una detección y medición óptimas.
El diseño facilita un rango relativamente amplio de medición de frecuencia, desde 10 Hz hasta un máximo de 100 kHz, dependiendo del ajuste del interruptor selector S1. Cada uno de los ajustes preestablecidos de 20 k asociados con S1 a se puede ajustar individualmente para obtener otros rangos de deflexión de escala completa de frecuencia en el medidor, según se desee.
El consumo total de este circuito del medidor de frecuencia es de solo 10 mA.
Los valores de R1 y C1 deciden la deflexión de la escala completa en los medidores relevantes utilizados, y podrían seleccionarse según el medidor empleado en el circuito. Los valores se pueden fijar en consecuencia con la ayuda de la siguiente tabla:
Cómo funciona el circuito
En referencia al diagrama de circuito del medidor de frecuencia simple, 3 BJT en el lado de entrada funcionan como amplificador de voltaje para amplificar la frecuencia de bajo voltaje en ondas rectangulares de 5 V, para alimentar la entrada del IC SN74121
El IC SN74121 es un multivibrador monoestable con entradas de disparo Schmitt, que permite procesar la frecuencia de entrada en pulsos one-shot correctamente dimensionados, cuyo valor promedio depende directamente de la frecuencia de la señal de entrada.
Los diodos y la red R1, C1 en el pin de salida del IC funcionan como un integrador para convertir la salida vibrante del monoestable en una CC razonablemente estable cuyo valor es directamente proporcional a la frecuencia de la señal de entrada.
Por lo tanto, a medida que aumenta la frecuencia de entrada, el valor del voltaje de salida también aumenta proporcionalmente, lo que se interpreta mediante una desviación correspondiente en el medidor y proporciona una lectura directa de la frecuencia.
Los componentes R / C asociados con el interruptor selector S1 determinan el tiempo de ENCENDIDO / APAGADO monoestable de un disparo, y esto a su vez decide el rango para el cual el tiempo se vuelve más adecuado, para garantizar un rango coincidente en el medidor y una vibración mínima en el aguja del metro.
Rango de interruptor
- a = 10 Hz es 100 Hz
- b = 100 Hz a 1 kHz
- c = 1 khz a 10 kHz
- d = 10 kHz a 100 kHz
Circuito de medidor de frecuencia preciso de rango múltiple
En la figura anterior se muestra una versión mejorada del primer diagrama de circuito del medidor de frecuencia. El transistor de entrada TR1 es un puerta de enlace FET seguido de un limitador de voltaje. El concepto permite el instrumento con una gran impedancia de entrada (de un rango de megaohmios) y seguridad contra sobrecargas.
El banco de interruptores S1 b simplemente sostiene el terminal positivo del medidor ME1 'conectado a tierra' para las 6 configuraciones de rango designadas en S1 a y, por lo tanto, suministra la ruta de descarga para el condensador de rango correspondiente como se describe en las observaciones de la Fig. 1. Dicho esto, en el séptimo lugar, el medidor y una resistencia preestablecida, VR1, se conmutan alrededor del diodo de referencia D7 de Zener.
Este preajuste se modifica durante la configuración para proporcionar una desviación de escala completa del medidor que luego se calibra con precisión para ese nivel de referencia específico. Esto es importante ya que los diodos Zener por sí solos ofrecen una tolerancia del 5%. Cuando se soluciona, esta calibración finalmente se controla desde un panel de control potenciómetro VR2 que proporciona el control para todos los rangos de frecuencia.
La mayor amplitud de la frecuencia de entrada colocada en el f.e.t. La puerta está restringida a aproximadamente ± 2,7 V a través del Diodos Zener D1 y D2, colectivamente con la resistencia R1.
En el caso de que la señal de entrada sea mayor que este valor en ambas polaridades, el Zener respectivo conectará a tierra el exceso de voltaje estabilizándolo a 2.7 V. El capacitor C1 facilita cierta compensación de alta frecuencia.
El FET está configurado como un seguidor de fuente y la carga de fuente R4 funciona como un modo en fase de la frecuencia de entrada. El transistor TR2 funciona como un sencillo amplificador cuadrático cuya salida hace que el transistor TR3 se encienda y se apague según la explicación proporcionada anteriormente.
Los condensadores de carga para cada uno de los 6 rangos de frecuencia se determinan con el banco de interruptores S1a. Estos condensadores deben ser extremadamente estables y de alto grado, como el tantalio.
Aunque se indican como condensadores solitarios en el diagrama, estos podrían componerse utilizando un par de piezas en paralelo. El condensador C5, por ejemplo, se construye con un 39n y un 8n2, una capacidad total de 47n2, mientras que el C10 consta de un recortador de 100p y uno de 5-65p.
Diseño de PCB
El diseño de la pista de PCB y la superposición de componentes para el circuito del medidor de frecuencia que se muestra arriba se muestran en las siguientes figuras
Medidor de frecuencia simple con IC 555
El siguiente dispositivo de medición de frecuencia analógica es probablemente el más simple hasta ahora presenta una lectura de frecuencia razonablemente precisa en el medidor adjunto.
El medidor puede ser del tipo de bobina móvil especificado o un medidor digital configurado en un rango de 5 V CC
El IC 555 está cableado de serie circuito monoestable , cuyo tiempo ON de salida se fija a través de los componentes R3, C2.
Para cada semiciclo positivo de la frecuencia de entrada, el monoestable se enciende durante el tiempo específico que determinan los elementos R3 / C2.
Las partes R7, R8, C4, C5 en la salida del IC funcionan como estabilizador o integrador para permitir que los pulsos monoestables ON / OFF sean DC razonablemente estables para que el medidor los lea sin vibraciones.
Esto también permite que la salida produzca un Dc continuo promedio que es directamente proporcional a la tasa de frecuencia de los pulsos de entrada alimentados en la base de T1.
Sin embargo, el preajuste R3 debe ajustarse correctamente para diferentes rangos de frecuencias, de modo que la aguja del medidor sea bastante estable y un aumento o disminución de la frecuencia de entrada provoque una cantidad proporcional de deflexión sobre ese rango específico.
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