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:

Видеоигры, образ жизни и масса тела 24.01.2026

Видеоигры давно стали неотъемлемой частью повседневной жизни миллионов людей и перестали восприниматься исключительно как форма досуга. Однако по мере роста времени, проводимого за экраном, все чаще возникает вопрос о том, как подобные привычки отражаются на здоровье. Новое исследование позволило по-новому взглянуть на связь между увлечением видеоиграми, образом жизни и риском набора лишнего веса. Ученые обратили внимание на то, что избыточная масса тела чаще встречается среди людей, активно играющих в компьютерные игры, по сравнению с теми, кто либо вовсе не играет, либо делает это эпизодически. Особенно заметной эта тенденция оказалась у игроков, которые посвящают видеоиграм более 10 часов в неделю. Именно в этой группе чаще фиксировались неблагоприятные поведенческие факторы, включая нарушения питания, сна и недостаток физической активности. Ранее исследователи уже связывали активное пользование компьютером и распространение скоростного интернета с ростом риска избыточного вес ...>>

Игровой смартфон RedMagic 11 Air 24.01.2026

Игровые смартфоны давно перестали быть нишевыми устройствами и превратились в самостоятельный класс мобильной электроники, где на первый план выходят производительность, экран и система охлаждения. Бренд RedMagic, специализирующийся именно на таких решениях, продолжает развивать свою философию и представил новую модель RedMagic 11 Air, в которой сделан акцент на сочетание высокой мощности и сравнительно тонкого корпуса. Внешне RedMagic 11 Air сохраняет узнаваемый фирменный стиль с прозрачной задней панелью, сквозь которую просматриваются внутренние компоненты устройства. В компании отмечают, что дизайн вдохновлен эстетикой виниловых пластинок, гоночных трасс и геометрического искусства. Центральным визуальным и функциональным элементом остается активный охлаждающий вентилятор с RGB-подсветкой, подчеркивающий игровую направленность смартфона. Одной из ключевых особенностей модели стал 6,85-дюймовый AMOLED-дисплей с разрешением 1.5K и частотой обновления 144 Гц. Производитель назыв ...>>

Зеленый чай и метаболическое здоровье 23.01.2026

Зеленый чай на протяжении многих лет остается объектом пристального внимания ученых, поскольку его регулярно связывают с профилактикой различных хронических заболеваний. Этот напиток давно вышел за рамки повседневной традиции и стал предметом серьезных биомедицинских исследований. Недавняя научная работа показала, что полезные свойства зеленого чая могут быть гораздо шире, чем считалось ранее, особенно в контексте обмена веществ и здоровья кишечника. В рамках исследования ученые наблюдали за 40 добровольцами, среди которых 21 человек имел диагностированный метаболический синдром, а 19 участников были здоровыми взрослыми. В течение 28 дней одной группе испытуемых давали экстракт зеленого чая, тогда как другая группа получала плацебо. Такой подход позволил сравнить влияние активных компонентов напитка на разные показатели здоровья. Результаты показали, что у участников, принимавших экстракт зеленого чая, уровень глюкозы в крови оказался ниже, чем у тех, кто получал плацебо. Этот эф ...>>

Случайная новость из Архива Гиперзвуковые ракеты вместо буровых установок 18.08.2015 Геотермальная энергия служит человечеству с незапамятных времен. Еще в древнем Риме горячие источники использовались для общественных бань и подогрева полов, а в XIV веке во Франции была построена первая система центрального отопления с помощью природного тепла. В наше время в мире вырабатывается порядка 12 000 МВт геотермальной электроэнергии, а еще примерно 28 ГВт используется для отопления, спа, промышленных процессов, опреснения воды и т.п. Однако для того, чтобы выпустить пар из-под земли, необходимы скважины глубиной несколько километров, каждая из которых обходится от $5 млн. до $20 млн., в зависимости от глубины. Гораздо более дешевый, хотя и непроверенный способ предложила американская компания HyperSciences. Ее основатель Марк Расселл (Mark Russell) получил патент на бурение скважин в земной коре с помощью ее обстрела гиперзвуковыми ракетами. Ракета со специальным абразивным сердечником устанавливается в ускоритель на основе прямоточного воздушного реактивного двигателя, который служит одновременно и камерой, и стволом этой "пушки". В ускоритель нагнетается газ, который поджигается и создает высокое давление в камере с ракетой, что позволяет ей вылетать со скоростью 2 км/с. Этого достаточно, по мнению автора, чтобы раздробить любую породу, остатки которой потом высасываются из скважины. Для большей эффективности автор предлагает использовать установки из нескольких ускорителей. Устройство самой ракеты в описано в патенте в весьма общих терминах, но автор предполагает, что ее можно оборудовать наконечником с пластиковой взрывчаткой для повышения интенсивности бурения. Там же можно разместить датчики температуры и глубины. Отсутствие подробностей не помешало Расселу получить гранты от нефтяной компании Shell на сумму $1 млн. по программе GameChanger, которая финансирует даже самые фантастические проекты, которые в будущем могут повлиять на производство энергии.

Другие интересные новости:

▪ Цифровой щуп-мультиметр с Bluetooth и NFC

▪ Sony прекращает выпуск MiniDisc

▪ Доля телефонов на Android растет

▪ Корпус ASUS ProArt PA602

▪ Мобильный телефон Apple iPhone 3G S

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Биографии великих ученых. Подборка статей

▪ статья Химическое загрязнение атмосферы. Основы безопасной жизнедеятельности

▪ статья Какая птица несет самые мелкие по сравнению с собственными размерами яйца? Подробный ответ

▪ статья Медуница лекарственная. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Установка ламп в цветомузыкальном устройстве. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Вечный блок питания. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026