En electrónica digital, contadores se utilizan para contar el no. de pulsos o eventos que han ocurrido. Los contadores almacenan los datos y se componen de un grupo de chancletas con una señal de reloj aplicada. Los contadores son capaces de medir la frecuencia y el tiempo junto con el proceso de conteo. Estos pueden incrementar las direcciones de memoria de acuerdo con la aplicación. Los contadores se dividen en dos tipos: contadores síncronos y contadores asincrónicos. El 'mod' del contador indica el número de estados que deben aplicarse antes de contar los pulsos. Se utilizan en diversas aplicaciones digitales, como convertidores de analógico a digital, relojes digitales, divisores de frecuencia, circuitos de temporizador y muchos más. Este artículo trata sobre el contador de frecuencia.
¿Qué es el contador de frecuencia?
Definición: Los instrumentos de prueba que están asociados con una amplia gama de radiofrecuencias que la frecuencia y el tiempo de las señales digitales se denominan contadores de frecuencia. Estos son capaces de medir con precisión la frecuencia y el tiempo de señales digitales repetidas. También se conocen como medidores de frecuencia, que se utilizan para medir la frecuencia y el tiempo de la onda cuadrada y los pulsos de entrada. Se utilizan varias aplicaciones con rango de RF. Estos contadores usan Prescaler para reducir la frecuencia y opera el circuito digital. La frecuencia de las señales digitales o analógicas se muestra en su pantalla en HZ.
Contador de frecuencias
Cuando el número de pulsos o eventos ocurrieron en un período de tiempo específico, el contador cuenta los pulsos y los transfiere al contador de frecuencia para mostrar el rango de frecuencia de los pulsos y el contador se pone a cero. Es muy fácil de usar y medir la frecuencia, y se muestra en forma digital. Estos están disponibles a precios asequibles con más precisión.
Diagrama de bloques
El diagrama de bloques del contador de frecuencia contiene señal de entrada, acondicionamiento de entrada y umbral, puerta Y, contador o pestillo, base de tiempo o reloj precisos, divisores de décadas, flip-flop y pantalla.
Diagrama de bloques del contador de frecuencia
Aporte
Cuando la señal de entrada con alta impedancia de entrada y baja impedancia de salida se aplica a este contador, se alimentará al amplificador para convertir la señal en una onda cuadrada o rectangular para procesarla dentro del circuito digital. La señal de entrada se almacena en búfer y se amplifica utilizando las condiciones y los umbrales de entrada. En esta etapa, el disparador Schmitt se usa para controlar el conteo de pulsos adicionales que se producen debido al ruido en los bordes. Para reducir el conteo de pulsos adicionales, se puede controlar el nivel de activación y la sensibilidad del contador.
Reloj (base de tiempo precisa)
Es necesario un reloj o una base de tiempo precisa para producir varias señales de temporización en intervalos de tiempo precisos. Usa un Oscilador de cristal con alta calidad para señales de sincronización controladas y precisas. El reloj se aplica a los divisores de décadas.
Divisores de décadas y flip-flop
Los pulsos generados a partir de la señal de entrada y la señal de reloj se envían a los divisores de décadas para dividir la señal de reloj y la salida se envía al flip-flop para producir un pulso de habilitación para la Y puerta .
Puerta
El pulso de habilitación preciso del flip-flop y el tren de pulsos de la señal de entrada se aplica a la puerta (puerta Y) para producir una serie de pulsos en un intervalo de tiempo preciso. Si la señal de entrada / señal de entrada está a 1 MHZ y la puerta de 1 segundo debe abrirse, entonces se produce 1 millón de pulsos como señal de salida resultante.
Contador o pestillo
La salida de la puerta se alimenta al contador para contar el número de pulsos que ocurrieron desde la señal de entrada. El pestillo se usa para mantener la señal de salida mientras se muestran las cifras, mientras tanto, el contador cuenta los pulsos. Tendrá 10 etapas para contar y retener los pulsos.
Mostrar
La salida del contador y el pestillo se dan a la pantalla para proporcionar la salida en un formato legible. Se muestra la frecuencia de la señal de salida. Las pantallas más utilizadas son LCD o LED. Dado que habrá un dígito para cada contador de décadas y la información relacionada se muestra en la pantalla.
Diagrama de circuito del contador de frecuencia
El diagrama del circuito de esto se puede hacer usando dos temporizadores, contadores, microcontroladores 8051, resistencias potenciales, generador de onda cuadrada , y pantalla LCD . El diagrama de circuito básico se muestra a continuación.
Diagrama de circuito con temporizadores
El contador de frecuencia utiliza un temporizador IC 555 para proporcionar señales de reloj en un intervalo de tiempo preciso de un segundo. Arduino UNO se utiliza como generador de ondas cuadradas. Un Temporizador IC 555 y el generador de onda cuadrada se puede configurar como un multivibrador astable . La pantalla LCD de 16 × 2 se utiliza para mostrar la frecuencia de la señal de salida en hercios.
El circuito de esto se puede hacer usando el temporizador IC 555 y el temporizador / contador de los microcontroladores 8051. Para generar las señales oscilantes con un ciclo de trabajo (99%) con el período de tiempo más alto de la señal de salida, se utiliza el temporizador IC 555. Las resistencias de umbral y descarga se pueden ajustar para obtener el valor deseado del ciclo de trabajo. La fórmula para el ciclo de trabajo es D = (R1 + R2) / (R1 + 2R2).
El temporizador / contador de los microcontroladores 8051 se utiliza para generar la frecuencia del pulso en Hertz. Dado que el 8051 tiene dos temporizadores actúa como temporizador 0 y temporizador 1 y funciona en modo 0 y modo 1. El temporizador 0 se utiliza para producir un retardo de tiempo. Los pulsos que salen del generador de onda cuadrada se cuentan mediante el temporizador 1.
El diseño del circuito del contador de frecuencia que utiliza el temporizador IC 555 se muestra a continuación.
Contador de frecuencia con temporizador IC 555
Principio de funcionamiento del circuito del contador de frecuencia
Los pulsos generados por el generador de onda cuadrada se alimentan al contador / temporizador del 8051. Se opera en dos modos para generar un retardo de tiempo y contar los pulsos. El contador / temporizador de 8051 cuenta el número de pulsos de la señal de entrada en un intervalo de tiempo. La salida del contador se envía a la pantalla LCD de 16 × 2 para mostrar la frecuencia de la señal (número de ciclos / segundo) en Hz en un intervalo de tiempo particular. Este es el principio de funcionamiento del contador de frecuencia.
Funcionamiento del contador de frecuencia
El funcionamiento del contador de frecuencia se puede explicar en el diagrama de circuito anterior. El pulso generado por el generador de onda cuadrada ( Arduino UNO ) se asigna al pin 3.5 (puerto 3) de los microcontroladores 8051. El pin 3.5 de 8051 actúa como temporizador 1 y se configura como contador. El bit TCON TR1 se puede establecer en HIGH y LOW para contar los pulsos. El recuento final se almacena en los registros TH1 y TL1 (temporizador 1). La frecuencia del pulso se puede calcular usando la fórmula,
F = (TH1 X 256) + TL1
Para convertir los valores del pulso en hercios, el valor resultante se multiplica por 10, es decir, la frecuencia en ciclos por segundo. Después de algunos cálculos dentro del contador de frecuencia, la frecuencia del pulso se muestra en la pantalla LCD de 16 × 2.
Tipos de contador de frecuencia
La frecuencia del pulso se puede medir utilizando dos tipos de contadores de frecuencia. Son,
- Contador de frecuencia de conteo directo
- Contador de frecuencia recíproco.
Contador de frecuencia de conteo directo
Este es uno de los métodos más simples para medir la frecuencia de un pulso de entrada. Después de contar el número de ciclos del pulso de entrada por segundo, la frecuencia se puede calcular usando un circuito contador simple. Este método convencional se limita a medir la resolución de baja frecuencia. Para obtener la resolución más alta, se puede ampliar el tiempo de puerta. Por ejemplo, para medir la resolución a 1MHZ, se necesita un período de tiempo de 1000 segundos para medir a la vez.
Contador de frecuencia recíproco
Este método se utiliza para superar las desventajas del método de conteo directo. Mide el período de tiempo del pulso de entrada en lugar de calcular el número de ciclos por segundo. La frecuencia del pulso se puede calcular usando F = 1 / T. La resolución de frecuencia final depende de la resolución temporal e independiente de la frecuencia de entrada. Puede medir la baja frecuencia a la resolución más alta muy rápidamente y reduce el ruido ajustando el nivel de disparo. Mide el período de tiempo del pulso de entrada (contiene varios ciclos) y mantiene suficiente resolución de tiempo. Esto se puede realizar a bajo costo.
Los otros tipos de contadores de frecuencia son
- El contador de frecuencia de banco se utiliza para equipos de prueba electrónicos.
- El contador de frecuencia PXI muestra la frecuencia en formato PXI y se utiliza para sistemas de prueba y control.
- Contador de frecuencia portátil
- Contador de frecuencia con multímetro digital
- Medidor de panel
Ventajas
los ventajas del contador de frecuencia son
- Mide la frecuencia del pulso generado por el generador de onda cuadrada en un intervalo de tiempo preciso.
- Estos se utilizan ampliamente para medir la frecuencia dentro del rango de RF
- Estos contadores proporcionan valores de frecuencia precisos de forma muy rápida y sencilla.
- Es rentable según la aplicación.
- Asegura que todas las frecuencias se transmitan dentro de las bandas especificadas.
Aplicaciones
los aplicaciones del contador de frecuencia son
- Se utiliza para determinar la frecuencia del pulso obtenido del generador de onda cuadrada.
- Se utiliza para medir la frecuencia del pulso con mucha precisión.
- Mide la frecuencia de la señal entrante en el transmisor y receptor en una línea
- Se utiliza en transmisiones de datos debido al pulso de reloj.
- Se puede medir la frecuencia de un oscilador
- Utilizado en rango de RF
- Detecta la frecuencia de transmisiones de datos de alta potencia
Preguntas frecuentes
1). Cual es la unidad de frecuencia?
La frecuencia de la señal se mide en hercios (HZ)
2). ¿Para qué sirve un contador de frecuencia?
Se utilizan para medir la frecuencia precisa de una señal generada por un generador de onda cuadrada o un oscilador.
3). ¿Qué tipo de contadores se utilizan para medir altas frecuencias?
Los contadores síncronos y asíncronos se utilizan para medir altas frecuencias.
4). ¿A qué te refieres con el contador de modificaciones?
El contador de modulo o contador de módulo se define como el número de estados en los que el contador cuenta el pulso en secuencia aplicando una señal de reloj.
5). ¿Cuáles son los dos métodos de contador de frecuencia?
Los métodos son recuento directo y recíproco
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