Комбинированный частотомер. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Измерительная техника

 Комментарии к статье

Особенность предлагаемого частотомера в том, что он помимо основной функции позволяет определить индуктивность различных катушек, резонансную частоту контуров, емкость конденсаторов. Вот почему частотомер назван комбинированным.

Хорошим помощником радиолюбителю-конструктору станет комбинированный прибор, принципиальная схема которого показана на рис.1. Для его изготовления не требуются дефицитные детали, он прост в налаживании и в эксплуатации. Прибором можно измерить частоту сигналов амплитудой 0,1...5 В синусоидальной или прямоугольной формы в диапазоне от 50 Гц до 500 кГц, а также индуктивность от 4 мкГн до 1 Гн.

Для удобства отсчета показаний рабочий диапазон значений разбит на четыре поддиапазона. Первый из них устанавливают при измерении частоты до 500 Гц. Второй - при измерении частоты от 500 Гц до 5 кГц или индуктивности от 40 мГн до 1 Гн. Третий - при частоте сигнала от 5 до 50 кГц, значениях индуктивности 0,4...40мГн. И четвертый поддиапазон- при частоте сигнала от 50 до 500 кГц и значениях индуктивности 4...400 мкГн. Необходимый поддиапазон устанавливают переключателем SA2, а режим измерений (частота или индуктивность)-SA1. Погрешность измерения частоты не превышает 5%.

Принцип работы частотомера основан на преобразовании входного сигнала в последовательность прямоугольных импульсов со стабильной длительностью и амплитудой и последующем измерении микроамперметром среднего значения тока этой последовательности. Упрощенно работу частотомера поясняют эпюры, приведенные на рис.3. Исследуемый сигнал (рис.3, а) подают на вход буферного узла, который выполнен на транзисторе VT1. Назначение узла - обеспечить большое входное сопротивление и минимальную входную емкость частотомера. С выхода узла сигнал поступает через секцию SA1.1 переключателя SA1 на преобразователь, выполненный на элементах DD4.1, DD4.2. Он служит для формирования из входного сигнала произвольной формы последовательности прямоугольных импульсов, которые с выхода элемента DD4.2 (рис.3, б) поступают либо непосредственно на вход инвертора на транзисторе VT2 (если установить первый поддиапазон), либо на вход делителя частоты (при работе на других поддиапазонах), выполненного на счетчиках DD1 - DD3. Каждый из счетчиков делит частоту входного сигнала на 10, поэтому, независимо от того, какой установлен поддиапазон, частота последовательности импульсов на входе транзисторного инвертора будет не более 500 Гц.

На инверторе DD4.3 и элементе DD4.4 выполнен формирователь стабильных по амплитуде и длительности импульсов. Напряжение высокого уровня с коллектора транзистора VT2 (рис.3, в) поступает на вход инвертора DD4.3 и на интегрирующую цепь R8 R9 C6.

На верхнем по схеме входе элемента DD4.4 устанавливается напряжение низкого уровня (рис.3, г), а на его нижнем входе - высокого (рис.3, д), но с временной задержкой, которая зависит от знамения постоянной времени интегрирующей цепи. Длительность задержки регулируют подстроечным резистором R8, а ее значение определяет длительность импульсов t на выходе элемента DD4.4 (рис.3, е).

Среднее значение тока последовательности этих импульсов измеряют с помощью микроамперметра РА1. Значение тока пропорционально частоте входного сигнала.

Рис. 1 (нажмите для увеличения)

Рис. 2

А как же работает измеритель индуктивности? Для этого режима переключатель SA1 переводят в положение "L". Преобразователь на элементах DD4.1, DD4.2 превращается в генератор, частота которого определяется значением емкости конденсатора С2 и индуктивностью катушки Lх - ее подключают к гнездам Х2, Х3.

Значение частоты измеряют частотомером (его работа описана выше), а индуктивность вычисляют по формуле: Lх = 1/f^2, где Lх - в мкГн, a f - в МГц.

Для удобства отсчета шкалу прибора можно дополнительно проградуировать в значениях индуктивности или изготовить отдельно для каждого поддиапазона пересчетную шкалу и наклеить шкалы на корпус прибора.

Рис.3

Точность измерений зависит от стабильности амплитуды импульсов на выходе элемента сравнения DD4.4. Амплитуда, в свою очередь, зависит от стабильности напряжения питания. Вот почему прибор питают через параметрический стабилизатор напряжения, выполненный на транзисторах VT3, VT4. В качестве стабилитрона использован эмиттерный переход транзистора VT4, а в качестве основного источника питания - батарея "Крона" (подойдет "Корунд" или аккумуляторная батарея 7Д-0,115).

Возможности прибора можно расширить, приняв во внимание способность работы микросхем 561ИЕ14 на частотах до 2 МГц и установив еще один делитель частоты (на рис.1 он не показан). Тогда увеличится верхний предел измерений частотомера до 1,5...2 МГц и соответственно расширится диапазон измерений индуктивности - до 1 мкГн. Число поддиапазонов увеличится до пяти.

Также нетрудно предусмотреть возможность измерения резонансной частоты неизвестного контура или значения емкости конденсатора. Для этого необходимо заменить переключатель SA1 на трехпозиционный и установить дополнительные входные гнезда (на рис.1 эти дополнения показаны штриховой линией). Подключив к гнездам Х4, Х5 контур, находят его резонансную частоту - по показаниям частотомера. По известной (или заранее измеренной) индуктивности катушки вычисляют значение емкости по формуле: Сх = 25,33/f^2*L, где f - в кГц, L - в мГн и Сx - в мкФ.

В приборе можно применить следующие детали. Транзисторы: VТ1-КП303А- КП303В; VТ2-VТ4-КТ315А-КТ315И или КТ312А-КТ312В. Конденсатор С2-К73МБМ (если нет возможности подобрать конденсатор такой емкости из имеющихся в наличии, его составляют из нескольких параллельно включенных конденсаторов различной емкости). Подстроенный резистор R8 - СП3-3. Переключатель SA2 - ПГ-2 или П2К.

При отсутствии микроамперметра можно использовать магнитоэлектрическую измерительную головку авометра, например, Ц20 или ТЛ-4 (режим измерений авометра- постоянный ток). В этом случав сам прибор можно выполнить в виде приставки. Необходимо только, чтобы соединительные провода были минимально возможной длины. Для подключения катушек индуктивности можно применить зажимы типа "крокодил".

Монтируют детали прибора (за исключением переключателей SA1, SA2, конденсатора С2 и входного узла) на печатной плате (рис.2) из фольгированного стеклотекстолита. Детали входного узла размещают в корпусе выносного щупа. Это сделано с целью уменьшить значение емкости, которую вносит прибор в измеряемую цепь. Щуп соединяют с прибором экранированным проводом. Гнезда для подключения щупа - от микротелефона. Конденсатор С2 крепят непосредственно между выводами гнезд Х2, Х3.

Налаживание прибора начинают с того, что устанавливают движок резистора R8 в крайнее нижнее по схеме положение, после чего включают питание. Вольтметром контролируют напряжение на конденсаторе С5. Оно должно быть в пределах 5,5...7 В и не изменяться при увеличении напряжения питания прибора от 9 до 12 В. Затем отключают выносной щуп, а переключатель SA1 переводят в положение "F" - измерение частоты. Если стрелка прибора заметно отклонится от нулевой отметки, то это свидетельствует о возбуждении преобразователя (элементы DD4.1, DD4.2). Причиной его могут быть паразитные наводки через близко расположенные соединительные провода переключателей SA1, SA2. Для устранения возбуждения следует развести проводники или установить между выходом элемента DD4.2 и общим проводом конденсатор емкостью до 100 пФ.

Далее подключают измерительный щуп и, замкнув между собой его выводы, вновь контролируют работу преобразователя. Только убедившись в отсутствии возбуждения, приступают к калибровке частотомера.

Переключатель SA2 переводят на первый поддиапазон, а на вход измерительного щупа подают синусоидальный сигнал амплитудой 1...2 В и частотой 500 Гц. Подстроечным резистором R8 устанавливают стрелку микроамперметра на конечную отметку шкалы. Изменяя амплитуду входного сигнала от 0,2 до 5 В, убеждаются в стабильности показаний частотомера. В противном случае выравнивают чувствительность входного узла подбором резистора R2.

Для налаживания измерителя индуктивности переключатель SA1 переводят в положение "L", а SA2 - на четвертый поддиапазон. К гнездам Х2, Х3 подключают катушку, индуктивность которой известна (4... 10 мкГн). По первой из вышеприведенных формул вычисляют значение частоты, а затем подборкой конденсатора С2 добиваются, чтобы показания частотомера соответствовали этому значению.

Смотрите другие статьи раздела Измерительная техника.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Случайная новость из Архива Изогнутый OLED-телевизор от Samsung 02.07.2013 Компания Samsung Electronics приступает к продажам на рынке Южной Кореи первого в своей линейке светодиодного (OLED) телевизора изогнутой формы. Модель с диагональю экрана 55 дюймов поступит в продажу по цене 15 млн вон, что составляет около $13 тыс. Это более чем в 5 раз выше по сравнению с современными ЖК-телевизорами. Глава подразделения Samsung по выпуску телевизоров Ким Хюнсук (Kim Hyunsuk) считает, что потребители готовы доплатить за качество изображения, которое предлагает новый ТВ. "OLED - это, прежде всего, качество изображения. Мы уверены, что смогли добиться идеала в этой сфере", - заявил он. В Samsung настаивают, что изображение на телевизоре изогнутой формы лишено искажений благодаря тому, что каждая точка изображения равноудалена от глаз зрителя, в отличие от плоского телевизора. В компании настолько верят в эту концепцию, что даже перенесли выпуск первого коммерческого OLED-телевизора с плоским экраном на будущий год. Между тем, Samsung не первой на рынке выпускает изогнутый телевизор - ранее это успела сделать LG Electronics. LG приступила к приемам заявок на OLED-телевизор изогнутой формы в Южной Корее в апреле 2013 г. Сейчас он продается по цене 15 млн вон. В ближайшем будущем вендор планирует вывести новинку на мировой рынок. Samsung, в свою очередь, планирует приступить к продажам устройства за пределами Южной Кореи в июле 2013 г.

Другие интересные новости:

▪ Разработана искусственная сетчатка глаза

▪ Голубая кровь мечехвоста

▪ Стимулируемый мозг работает эффективней

▪ Вода помогает сбросить вес

▪ Разработка стандарта связи 6G

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Любителям путешествовать - советы туристу. Подборка статей

▪ статья Психология личности. Шпаргалка

▪ статья Как далматинцы (порода собак) помогали пожарным во времена конной тяги? Подробный ответ

▪ статья Монографический метод анализа причин производственного травматизма

▪ статья Индикатор радиации. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Зарядное устройство с повышающим преобразователем. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025