آشنایی با فرکانس متر

آشنایی با فرکانس متر

Frequency meter OR Counter frequency

فرکانس متر چیست

فرکانس متر (Frequency meter) یک دستگاه اندازه گیری  می باشد که بوسیله ی آن می توان فرکانس  یا به عبارت دقیق تر بسامد یک سیگنال تناوبی با پریود خاص ( فاصله ی زمانی بین دو واقعه) را اندازه گرفت.

 فرکانس چیست

برای اندازه گیری فرکانس می توان از کانتر Counter نیز استفاده کرد. البته روشهای دیگری نیز برای اندازه گیری فرکانس مانند استفاده از اسکوپ ( اُسیلوسکوپ ) وجود دارد که استفاده از کانتر روشی دقیق و ساده و متداول است. کانتر در واقع اساسی ترین بخش دستگاه فرکانس متر می باشد که بوسیله ی آن می توان شمارش تعداد پالس (clock)های ورودی  و نیز تقسیم فرکانسی (frequency division) را انجام داد.

 فروش ویژه مولتی متر دیجیتال و فرکانس متر فلوک آمریکا fluke 115

اصولاً یکی از تجهیزات و ابزار های مهم که در بخشهای مختلف سیستم های الکترونیکی و مخابراتی به کار گرفته می شود فرکانس متر می باشد. این ابزار می تواند به صورت آنالوگ یا دیجیتال پیاده سازی گردد. نکته مهم در پیاده سازی این ابزار توجه به محل استفاده و نیز محدوده فرکانس مورد نظر می باشد . فرکانس متر وسیله ای برای نمایش فرکانس یک سیگنال الکتریکی تناوبی است. فرکانس متر ها انواع مختلفی دارند که برخی از آن ها برای اندازه گیری فرکانس های پایین تا 900 هرتز استفاده می گردند.

 ویژه فرکانس متر و مولتی متر دیجیتال یونیتی -C-139

این دستگاه با متوازن قرار دادن دو نیروی متضاد عمل می کند و تغییر در فرکانس ، به علت تغییر در این تعادل ، در مدل های آنالوگ می تواند توسط انحراف یک عقربه در مقیاس اندازه گیری نشان داده شود. این دستگاه دو سیم پیچ دارد که برای فرکانس های متفاوت تنظیم شده است و عقربه ای که توانایی حرکت دارد .

 سیانکو فروش انواع فرکانس متر دیجیتال و آنالوگ

شمارنده فرکانس (counter frequency) یا فرکانس متر (Frequency meter) یک وسیله الکترونیکی است که در دو نوع مختلف تولید می شود. فرکانس متر  آنالوگ و دیجیتال

مدل های قدیمی تر فرکانس متر ها آنالوگ بودند و صفحه نمایشگر آن بصورت عقربه ای مقادیر را نمایش می داد اما دقت چندانی در اندازه گیری نداشت . مدل جدیدتر این وسیله نوع امروزی آن است که به صورت دیجیتال می باشد و فرکانس را با دقت بالایی اندازه گیری و نمایش می دهد و خطای کمتری نیز دارد.

تمامی مهندسین و تکنسین های برق در بسیاری از آزمایشگاه ها و دانشگاه ها با دستگاههایی نظیر سیگنال ژنراتور (Signal Generator) و اسیلوسکوپ (oscilloscope) و البته فرکانس متر دیجیتال کار شده است.

فرکانس سنج یا شمارنده فرکانس معمولا تعداد پالس در ثانیه pps در یک سیگنال الکترونیکی متناوب اندازه گیری می کند.

نحوه کار فرکانس متر دیجیتال

در فرکانس متر دیجیتال ازمدارات دیجیتال بهینه سازی شده استفاده می شود. شمارنده (Counter) ی فرکانس تعداد تناوب سیگنال ورودی را در هر ثانیه بر اساس لبه های بالا رونده و پایین رونده سیگنال، مطابق با تنظیمات شمارنده محاسبه می کند در مدارات الکترونیکی IC هایی به عنوان کانتر وجود دارد. این IC ها پالس های ورودی را می شمارند. خروجی آنها به صورت کد باینری یا BCD می باشد که غالبا توسط دیکدر های مختلف بر روی سون سگمنت یا صفحات LCD  نمایش داده می شوند.

نحوه عملکرد شمارنده ی فرکانس دیجیتال

با توجه به اینکه شمارنده ها تنها پالس های دیجیتال را بررسی می کنند به یک مبدل امواج سیگنال آنالوگ ورودی به پالس دیجیتال نیاز دارند. بنابراین در دستگاه های فرکانس متر دیجیتال یک مدار ویژه برای شکل دهی موج ورودی با همان فرکانس و دامنه محدود شده به سطوح TTL نیاز است. یک بخش نمونه سازی سیگنال (تصحیح فاز ودامنه ی آن) موردنیازاست که شامل  بخش های  تقویت یا تضعیف و مبدل سطح  TTL می باشد

همراه با دو مرحله بالا در بعضی از طراحی ها از یک بخش محافظت ورودی و فیلتر کردن نیز استفاده می شود.

شمارنده همواره در حال شمارش تناوب هاست و مقدار را نشان میدهد. این بدین معنی است که برای شمارش ورودی در یک دوره ی ثابت باید کانتر وجود داشته باشد. صفحه نمایش مقادیر آنالیز شده را می خواند و کانتر دوباره پاک می شود تا ورودی مجددا خوانده شود. با این روند دستگاه با خواندن پیوسته مقادیر و به حداقل رساندن خطا فرکانس صحیح را در تمام زمانها نشان می دهد.

 فرکانس-متر-دیجیتال

طراحی و ساخت فرکانس متر دیجیتال

نوع دیگری از فرکانس مترها هستندکه بامیکروکنترلر های صنعتی ساخته می شوند. میکروکنترلرPIC16C54 دارای 13 پایه ورودی/خروجی میباشدکه 12 پایه ی آن برای کارهای عمومی استفاده میشود.این پایه ها برای راه اندازی 4تا7-Segment که فرکانس اندازه گیری شده را نشان می دهند به کارمی رود.

بقیه ی پایه ها برای اتصال به ثبات داخلی PICبه نامRTCC به کار می رود.پایه ی RTCCاین ثبات یا دستورالعملهای داخلی ویاپالسهای خروجی را میتواندبشمرد.دراینجا ازتوانایی آن به عنوان شمارنده ی پالس استفاده می شود.

ازیک تشدیدکننده سرامیکی یاکریستالی بایداستفاده شود.فرکانس مترباید تافرکانس8MHسیگنال ورودی رابایداندازه بگیرد.بنابراین به پردازشگر خیلی سریع نیاز است.تشدیدگرخودتراشه تافرکانس4MHzرااندازه میگیردولی انواع کریستالی تا 20MHzرااندازه میگیرند.بنابراین برای میکروکریستال20MHzانتخاب میشود.هرکدام از دستورالعملهای PIC 4تاclockcycleزمان برای اجرای دستورالعملها نیازدارد.بنابراین PIC 20MHz درهرثانیه5میلیون دستورالعمل رااجرامیکند.

تشریح مدار فرکانس متر دیجیتال

 بلوک دیاگرام مدار داخلی فرکانس متر

مدار کانتر بر اساس IC های دیجیتال طراحی شده است. دراین طراحی از IC های بیشتری استفاده شده است.

مدار میتواند شمارش رو به بالا یا پایین انجام و یا با مقدار اولیه پروگرم شود.

تراشه ای که برای کانتراستفاده میشود74HCT190میباشد.

اینICتوان کمتری مصرف میکندوروبه بالامیشمارد.در صورت نداشتن اینICمیتوان ازICهای مشابه دیگرخانواده ی74استفاده کرد.CD4511یک دیکدرمیباشد.این یک CMOS IC شامل Decoder,Latch ویک راه انداز7-seg.مدارکنترل برای استفاده ی بدون محدودیت تراشهTime Baseکه شامل MM5396 ودوتاتراشه یTTLمی باشدطراحی شده است.5369شامل یک اسیلاتورویک تقسیم کننده میباشد.اگرمدار رابه یک کریستال 3.579Hzوصل کنیم فرکانس 60Hzرابه مامیدهد.این فرکانس مجددا بوسیله 12تاتراشه کانتر7492تقسیم میشود.با هردوی 7492وگیت اشمیت تریگرNANDسیگنال کنترلی لازم نتیجه گیری میشود.

مدار فرکانس متر را می توان به سه بخش اصلی تقسیم کرد:

1) Powersupply : این مدار دارای یک منبع تغذیه 9v می باشد که به وسیله ی رگولاتور ولتاژ ولتاژآنرا روی 5v تنظیم می کنیم.دراین مدار به خاطر عمل مولتی پلکسینگی که انجام شده اغتشاشات زیادی داریم و عمل سوئیچینگ باعث کشیدن جریان زیادی درحدود 40mA می گردد.

R7 وC2 مولفه های یک فیلترپایین گذرهستندبا فرکانس مرکزی 100Hz که ولتاژتغذیه شده برای تقویت کننده ی ورودی را ازنویزایجادشده درمدارمجزا میکند.

2) Input Amplifier :تقویت کننده ی ورودی بین سیگنال ورودی ومیکروکنترلر قرار می گیرد.تقویت کننده هرسیگنال پریودیک (سینوسی-مثلثی-مربعی ) با یک دامنه Peak to Peak با حداقل 50mv را به سطح 5v TTL تبدیل میکند.که این ولتاژموردنیاز برای ورودیRTCC میباشد. تقویت کننده دارای یک ورودی Hi-Impedance است که باعث کاهش اثر آن در سیگنال ورودی میشود.

برای خرید و سفارش انواع ارزان قیمت و حرفه ای مولتی متر دیجیتال، فرکانس متر و آمپر متر دیجیتال با برند های بین المللی همراه با گارانتی معتبر و خدمات پس از فروش با ما تماس بگیرید.

گروه فنی و مهندسی سیانکو