Circuitos de medidor de frequência simples – projetos analógicos

Os seguintes circuitos simples de medidores de frequência analógicos podem ser usados ​​para medir frequências que podem ser de onda senoidal ou quadrada. A frequência de entrada a ser medida deve ser de pelo menos 25 mV RMS, para detecção e medição ideais.

O design facilita uma faixa relativamente ampla de medição de frequência, desde 10 Hz a um máximo de 100 kHz, dependendo da configuração da chave seletora S1. Cada uma das configurações predefinidas de 20 k associadas a S1 a podem ser ajustadas individualmente para obter outras faixas de deflexão de escala completa de frequência no medidor, conforme desejado.

O consumo geral deste circuito medidor de frequência é de apenas 10 mA.

Os valores de R1 e C1 decidem a deflexão de fundo de escala nos medidores relevantes usados, e podem ser selecionados dependendo do medidor empregado no circuito. Os valores podem ser fixados de acordo com a ajuda da seguinte tabela:

os valores de r1 e c1

Como funciona o circuito

circuitos de medidor de frequencia simples projetos analogicos

Referindo-se ao diagrama de circuito do medidor de frequência simples, 3 BJTs no lado da entrada funcionam como amplificador de tensão para amplificar a frequência de baixa tensão em ondas retangulares de 5 V, para alimentar a entrada do IC SN74121

O IC SN74121 é um multivibrador monoestável com entradas Schmitt-trigger, que permite que a frequência de entrada seja processada em pulsos de um disparo corretamente dimensionados, cujo valor médio depende diretamente da frequência do sinal de entrada.

Os diodos e a rede R1, C1 no pino de saída do IC funcionam como um integrador para converter a saída vibratória do monoestável em uma DC razoavelmente estável, cujo valor é diretamente proporcional à frequência do sinal de entrada.

Portanto, conforme a frequência de entrada aumenta, o valor da tensão de saída também aumenta proporcionalmente, o que é interpretado por uma deflexão correspondente no medidor e fornece uma leitura direta da frequência.

Os componentes R / C associados com a chave seletora S1 determinam a temporização ON / OFF monoestável e este, por sua vez, decide a faixa para a qual a temporização se torna mais adequada, para garantir uma faixa de correspondência no medidor e vibração mínima no agulha do medidor.

Intervalo de mudança

  • a = 10 Hz a 100 Hz
  • b = 100 Hz a 1 kHz
  • c = 1 khz a 10 kHz
  • d = 10 kHz a 100 kHz

Circuito de medidor de freqüência preciso de multiagem

circuito de medidor de frequencia preciso de multiagem

lista do circuito de medidor de frequencia preciso de multiagem

Uma versão aprimorada do primeiro diagrama de circuito do medidor de frequência é exibida na figura acima. O transistor de entrada TR1 é um FET de junção seguido por um limitador de tensão. O conceito permite o instrumento com uma grande impedância de entrada (na faixa de um megohm) e segurança contra sobrecarga.

O banco de chaves S1 b simplesmente mantém o terminal positivo do medidor ME1 “aterrado” para as 6 configurações de alcance designadas em S1 a e, assim, fornece o caminho de descarga para o condensador de alcance correspondente, conforme descrito nas observações da Fig. 1. Dito isto, no sétimo lugar, o medidor e uma resistência predefinida, VR1, são trocados em torno do diodo de referência D7 de Zener.

Esta predefinição é ajustada durante a configuração para fornecer uma deflexão de escala total do medidor que é calibrada com precisão para esse nível de referência específico. Isso é importante, pois os diodos Zener por si só oferecem uma tolerância de 5%. Quando corrigida, esta calibração é finalmente governada por um potenciômetro VR2 do painel de instrumentos que fornece o controle para todas as faixas de frequência.

A maior amplitude da frequência de entrada colocada na porta fet é restrita a aproximadamente ± 2,7 V através dos diodos Zener D1 e D2, coletivamente com o resistor R1.

Caso o sinal de entrada seja superior a este valor em ambas as polaridades, o respectivo Zener irá aterrar o excesso de tensão, estabilizando-o em 2,7 V. O capacitor C1 facilita certas compensações de alta frequência.

O FET é configurado como um seguidor de fonte e a carga de fonte R4 funciona como um modo em fase da frequência de entrada. O transistor TR2 funciona como um amplificador direto ao quadrado, cuja saída faz com que o transistor TR3 seja ligado e desligado de acordo com a explicação fornecida anteriormente.

Os capacitores de carga para cada 6 faixas de frequência são determinados com o banco de chaves S1a. Esses capacitores devem ser extremamente estáveis ​​e de alto grau, como um tântalo.

Embora indicados como capacitores solitários no diagrama, eles podem ser compostos usando algumas partes paralelas. O capacitor C5, por exemplo, é construído usando um 39n e um 8n2, uma capacidade geral de 47n2, enquanto o C10 consiste em um trimmer de 100p e 5-65p.

os capacitores de carga para cada 6 faixas de frequencia

Layout PCB

O design da trilha do PCB e a sobreposição do componente para o circuito medidor de frequência mostrado acima são mostrados nas seguintes figuras.

design da trilha do pcb e a sobreposicao do componente

design da trilha do pcb e a sobreposicao do componente 1

Medidor de frequência simples usando IC 555

O próximo dispositivo de medição de frequência analógico é provavelmente o mais simples, mas apresenta uma leitura de frequência razoavelmente precisa no medidor anexo.

O medidor pode ser o tipo de bobina móvel especificado ou um medidor digital ajustado em uma faixa de 5 V DC.

medidor de frequencia simples usando ic 555

O IC 555 é conectado como um circuito monoestável padrão, cujo tempo de ativação de saída é fixado através dos componentes R3, C2.

Para cada meio ciclo positivo da frequência de entrada, o monoestável é ativado por um período específico de tempo, conforme determinado pelos elementos R3 / C2.

As partes R7, R8, C4, C5 na saída do IC funcionam como estabilizador ou integrador para permitir que os pulsos monoestáveis ​​ON / OFF sejam DC razoavelmente estáveis ​​para o medidor lê-los sem vibrações.

Isso também permite que a saída produza um CC médio contínuo que é diretamente proporcional à taxa de frequência dos pulsos de entrada alimentados na base de T1.

No entanto, a predefinição R3 deve ser ajustada adequadamente para diferentes faixas de frequências, de modo que a agulha do medidor seja razoavelmente estável e um aumento ou diminuição da frequência de entrada cause uma quantidade proporcional de deflexão nessa faixa específica.


 


FONTE

Nota: Este foi traduzido do Inglês para português (auto)

Pode conter erros de tradução

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Veja na FONTE até ser revisado o post.

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