En électronique numérique, compteurs sont utilisés pour compter le nombre d'impulsions ou d'événements survenus. Les compteurs stockent les données et sont constitués d'un groupe de tongs avec un signal d'horloge appliqué. Les compteurs sont capables de mesurer la fréquence et le temps avec le processus de comptage. Ceux-ci peuvent incrémenter les adresses mémoire en fonction de l'application. Les compteurs sont divisés en deux types: les compteurs synchrones et les compteurs asynchrones. Le «mod» du compteur indique que le nombre d’états doit être appliqué avant de compter les impulsions. Ceux-ci sont utilisés dans diverses applications numériques telles que les convertisseurs analogique-numérique, les horloges numériques, les diviseurs de fréquence, les circuits de minuterie et bien d'autres. Cet article concerne le compteur de fréquence.
Qu'est-ce que le compteur de fréquence?
Définition: Les instruments de test qui sont associés à une large gamme de fréquences radio la fréquence et l'heure des signaux numériques sont appelés compteurs de fréquence. Ceux-ci sont capables de mesurer avec précision la fréquence et l'heure des signaux numériques répétés. Ceux-ci sont également connus sous le nom de fréquencemètres, utilisés pour mesurer la fréquence et le temps des ondes carrées et des impulsions d'entrée. Ceux-ci sont utilisés dans diverses applications avec la gamme RF. Ces compteurs utilisent Prescaler pour réduire la fréquence et faire fonctionner le circuit numérique. La fréquence des signaux numériques ou analogiques est affichée sur son écran en HZ.
Compteur de fréquence
Lorsque le nombre d'impulsions ou d'événements s'est produit dans une période de temps spécifique, le compteur compte les impulsions et les transfère au compteur de fréquence pour afficher la plage de fréquences des impulsions et le compteur est mis à zéro. Il est très facile d'utiliser et de mesurer la fréquence, et s'affiche sous forme numérique. Ceux-ci sont disponibles à des tarifs abordables avec plus de précision.
Diagramme
Le schéma de principe du compteur de fréquence contient le signal d'entrée, le conditionnement d'entrée et le seuil, la porte ET, le compteur ou le verrou, la base de temps ou l'horloge précise, les diviseurs de décades, la bascule et l'affichage.
Schéma fonctionnel du compteur de fréquence
Saisir
Lorsque le signal d'entrée avec une impédance d'entrée élevée et une impédance de sortie faible est appliqué à ce compteur, il sera alors envoyé à l'amplificateur pour convertir le signal en une onde carrée ou une onde rectangulaire pour le traitement dans le circuit numérique. Le signal d'entrée est tamponné et amplifié en utilisant les conditions d'entrée et les seuils. Dans cette étape, le déclencheur de Schmitt est utilisé pour contrôler le comptage des impulsions supplémentaires produites en raison du bruit sur les bords. Pour réduire le comptage des impulsions supplémentaires, le niveau de déclenchement et la sensibilité du compteur peuvent être contrôlés.
Horloge (base de temps précise)
Une horloge ou une base de temps précise est nécessaire pour produire divers signaux de synchronisation à des intervalles de temps précis. Il utilise un Oscillateur à cristal de haute qualité pour des signaux de synchronisation contrôlés et précis. L'horloge est appliquée aux diviseurs de décennie.
Décennie et bascule
Les impulsions générées à partir du signal entrant et du signal d'horloge sont envoyées aux diviseurs de décades pour diviser le signal d'horloge et la sortie est donnée à la bascule pour produire une impulsion de validation pour le principal. ET porte .
Porte
L'impulsion d'activation précise de la bascule et le train d'impulsions du signal d'entrée sont appliqués à la porte (porte ET) pour produire une série d'impulsions à un intervalle de temps précis. Si le signal d'entrée / signal entrant est à 1 MHZ et que la porte d'une seconde doit être ouverte, alors 1 million d'impulsions sont produites en tant que signal de sortie résultant.
Comptoir ou loquet
La sortie de la porte est envoyée au compteur pour compter le nombre d'impulsions qui se sont produites à partir du signal d'entrée. Le verrou est utilisé pour maintenir le signal de sortie tout en affichant les chiffres, tandis que le compteur compte les impulsions. Il aura 10 étapes pour compter et retenir les impulsions.
Afficher
La sortie du compteur et du verrou sont données à l'affichage pour fournir la sortie dans un format lisible. La fréquence du signal de sortie s'affiche. Les écrans les plus couramment utilisés sont LCD ou LED. Puisqu'il y aura un chiffre pour chaque compteur de décennie et les informations associées sont affichées sur l'écran.
Schéma du circuit du compteur de fréquence
Le schéma de circuit de ceci peut être fait en utilisant deux minuteries, compteurs, microcontrôleurs 8051, résistances de potentiel, générateur d'onde carrée , et affichage LCD . Le schéma du circuit de base est illustré ci-dessous.
Schéma de circuit à l'aide de minuteries
Le compteur de fréquence utilise la minuterie IC 555 pour fournir des signaux d'horloge à un intervalle de temps précis d'une seconde. Arduino UNO est utilisé comme générateur d'ondes carrées. Une Minuterie IC 555 et le générateur d'onde carrée peut être configuré comme un multivibrateur astable . L'écran LCD 16 × 2 est utilisé pour afficher la fréquence du signal de sortie en Hertz.
Le circuit de ceci peut être fait en utilisant la minuterie IC 555 et la minuterie / compteur de microcontrôleurs 8051. Pour générer les signaux oscillants avec un rapport cyclique (99%) avec la période de temps la plus élevée du signal de sortie, la minuterie IC 555 est utilisée. Les résistances de seuil et de décharge peuvent être ajustées pour obtenir une valeur souhaitée du cycle de service. La formule du cycle de service est D = (R1 + R2) / (R1 + 2R2).
Le temporisateur / compteur de 8051 microcontrôleurs est utilisé pour générer la fréquence de l'impulsion en Hertz. Puisque 8051 a deux minuteries agit comme minuterie 0 et minuterie 1 et fonctionne en mode 0 et en mode 1. La minuterie 0 est utilisée pour produire une temporisation. Les impulsions sortant du générateur d'ondes carrées sont comptées en utilisant la minuterie 1.
La conception du circuit du compteur de fréquence utilisant la minuterie IC 555 est illustrée ci-dessous.
Compteur de fréquence utilisant la minuterie IC 555
Principe de fonctionnement du circuit du compteur de fréquence
Les impulsions générées par le générateur d'ondes carrées sont envoyées au compteur / minuterie de 8051. Il fonctionne selon deux modes pour générer un retard et compter les impulsions. Le compteur / temporisateur de 8051 compte le nombre d'impulsions du signal d'entrée à un intervalle de temps. La sortie du compteur est donnée à l'écran LCD 16 × 2 pour afficher la fréquence du signal (nombre de cycles / seconde) en Hz à un intervalle de temps particulier. C'est le principe de fonctionnement du compteur de fréquence.
Compteur de fréquence fonctionnant
Le fonctionnement du compteur de fréquence peut être expliqué à partir du schéma ci-dessus. L'impulsion générée par le générateur d'onde carrée ( Arduino UNO ) est donnée à la broche 3.5 (port 3) des microcontrôleurs 8051. La broche 3.5 de 8051 fait office de temporisateur 1 et est configurée comme compteur. Le bit TCON TR1 peut être réglé sur HIGH et LOW pour compter les impulsions. Le décompte final est stocké dans les registres TH1 et TL1 (temporisateur 1). La fréquence de l'impulsion peut être calculée en utilisant la formule,
F = (TH1 X 256) + TL1
Pour convertir les valeurs de l'impulsion en hertz, la valeur résultante est multipliée par 10, c'est-à-dire la fréquence en cycles par seconde. Après quelques calculs à l'intérieur du compteur de fréquence, la fréquence de l'impulsion est affichée sur l'écran LCD 16 × 2.
Types de compteur de fréquence
La fréquence de l'impulsion peut être mesurée à l'aide de deux types de compteurs de fréquence. Elles sont,
- Compteur de fréquence de comptage direct
- Compteur de fréquence réciproque.
Compteur de fréquence de comptage direct
Il s'agit de l'une des méthodes les plus simples de mesure de la fréquence d'une impulsion d'entrée. Après avoir compté le nombre de cycles de l'impulsion d'entrée par seconde, la fréquence peut être calculée en utilisant un simple circuit de comptage. Cette méthode conventionnelle se limite à mesurer la résolution basse fréquence. Pour obtenir la résolution la plus élevée, le temps de porte peut être augmenté. Par exemple, pour mesurer la résolution à 1 MHZ, une période de 1000 secondes est nécessaire pour mesurer en une seule fois.
Compteur de fréquence réciproque
Cette méthode est utilisée pour surmonter les inconvénients de la méthode de comptage direct. Il mesure la période de l'impulsion d'entrée au lieu de calculer le nombre de cycles par seconde. La fréquence de l'impulsion peut être calculée en utilisant F = 1 / T. La résolution de fréquence finale dépend de la résolution temporelle et indépendamment de la fréquence d'entrée. Il peut mesurer très rapidement la basse fréquence à la résolution la plus élevée et réduit le bruit en ajustant le niveau de déclenchement. Il mesure la période de temps de l'impulsion d'entrée (contient plusieurs cycles) et maintient une résolution temporelle suffisante. Cela peut être réalisé à faible coût.
Les autres types de compteurs de fréquence sont
- Le compteur de fréquence de banc est utilisé pour l'équipement de test électronique
- Le compteur de fréquence PXI affiche la fréquence au format PXI et est utilisé pour les systèmes de test et de contrôle.
- Compteur de fréquence portable
- Compteur de fréquence utilisant un multimètre numérique
- Compteur de panneau
Avantages
Le avantages du compteur de fréquence sommes
- Il mesure la fréquence de l'impulsion générée par le générateur d'onde carrée à un intervalle de temps précis.
- Ceux-ci sont largement utilisés pour mesurer la fréquence dans la gamme RF
- Ces compteurs fournissent des valeurs de fréquence précises très rapidement et facilement.
- Il est rentable selon l'application.
- Garantit que toutes les fréquences sont transmises dans les bandes spécifiées.
Applications
Le applications du compteur de fréquence sommes
- Utilisé pour déterminer la fréquence de l'impulsion obtenue à partir du générateur d'onde carrée.
- Utilisé pour mesurer la fréquence de l'impulsion très précisément
- Mesure la fréquence du signal entrant à l'émetteur et récepteur sur une ligne
- Utilisé dans les transmissions de données en raison de l'impulsion d'horloge.
- La fréquence d'un oscillateur peut être mesurée
- Utilisé dans la gamme RF
- Détecte la fréquence des transmissions de données à haute puissance
FAQ
1). Quelle est l'unité de fréquence?
La fréquence du signal est mesurée en Hertz (HZ)
2). A quoi sert un compteur de fréquence?
Ceux-ci sont utilisés pour mesurer la fréquence précise d'un signal généré à partir d'un générateur d'onde carrée ou d'un oscillateur.
3). Quels types de compteurs sont utilisés pour mesurer les hautes fréquences?
Des compteurs synchrones et asynchrones sont utilisés pour mesurer les hautes fréquences.
4). Qu'entendez-vous par le compteur de mod?
Le compteur de modules ou le compteur de modules est défini comme le nombre d'états dans lesquels le compteur compte l'impulsion en séquence en appliquant un signal d'horloge.
5). Quelles sont les deux méthodes de compteur de fréquence?
Les méthodes sont le comptage direct et réciproque
Ainsi, tout est question de définition, de schéma fonctionnel, de schéma de circuit, de conception de circuit, de principe de fonctionnement, de fonctionnement, de types, d'avantages et applications du compteur de fréquence . Voici une question pour vous, quels sont les inconvénients d'un compteur de fréquence?
