Les circuits analogiques simples du fréquencemètre suivants peuvent être utilisés pour mesurer des fréquences qui peuvent être soit une onde sinusoïdale soit une onde carrée. La fréquence d'entrée à mesurer doit être d'au moins 25 mV RMS, pour une détection et une mesure optimales.
La conception facilite une plage de mesure de fréquence relativement large, allant de 10 Hz à un maximum de 100 kHz, en fonction du réglage du sélecteur S1. Chacun des réglages préréglés de 20 k associés à S1a peut être ajusté individuellement pour obtenir d'autres plages de déviation de pleine échelle de fréquence sur le multimètre, comme souhaité.
La consommation globale de ce circuit de fréquencemètre n'est que de 10 mA.
Les valeurs de R1 et C1 déterminent la déviation de pleine échelle sur les compteurs appropriés utilisés, et pourraient être sélectionnées en fonction du compteur utilisé dans le circuit. Les valeurs peuvent être fixées en conséquence à l'aide du tableau suivant:
Comment fonctionne le circuit
En se référant au schéma de circuit du simple fréquencemètre, 3 BJT du côté entrée fonctionnent comme un amplificateur de tension pour amplifier la fréquence basse tension en ondes rectangulaires de 5 V, pour alimenter l'entrée de l'IC SN74121
L'IC SN74121 est un multivibrateur monostable avec des entrées de déclenchement de Schmitt, qui permet de traiter la fréquence d'entrée en des impulsions ponctuelles correctement dimensionnées, dont la valeur moyenne dépend directement de la fréquence du signal d'entrée.
Les diodes et le réseau R1, C1 à la broche de sortie du circuit intégré fonctionnent comme un intégrateur pour convertir la sortie vibrante du monostable en un courant continu raisonnablement stable dont la valeur est directement proportionnelle à la fréquence du signal d'entrée.
Par conséquent, à mesure que la fréquence d'entrée augmente, la valeur de la tension de sortie augmente également proportionnellement, ce qui est interprété par une déviation correspondante sur le compteur et fournit une lecture directe de la fréquence.
Les composants R / C associés au sélecteur S1 déterminent la synchronisation ON / OFF monostable à un coup, et cela à son tour décide de la plage pour laquelle la synchronisation devient la plus appropriée, pour assurer une plage correspondante sur le compteur et une vibration minimale sur le aiguille de mètre.
Gamme de commutateurs
- a = 10 Hz est 100 Hz
- b = 100 Hz à 1 kHz
- c = 1 kHz à 10 kHz
- d = 10 kHz à 100 kHz
Circuit de mesure de fréquence précis multi-gamme
Une version améliorée du premier schéma de circuit du fréquencemètre est affichée dans la figure ci-dessus. Le transistor d'entrée TR1 est un FET à porte de jonction suivi d'un limiteur de tension. Le concept permet à l'instrument avec une grande impédance d'entrée (d'une gamme de mégohm) et une sécurité contre les surcharges.
La banque de commutateurs S1 b maintient simplement la borne positive du compteur ME1 `` mise à la terre '' pour les 6 configurations de plage désignées sur S1 a et fournit ainsi le trajet de décharge pour le condenseur de plage correspondant comme indiqué dans les remarques de la figure 1. Cela étant dit, à la septième place, le compteur et une résistance préréglée, VR1, sont commutés autour de la diode de référence D7 de Zener.
Ce préréglage est modifié pendant la configuration pour fournir une déviation de pleine échelle du mètre qui est ensuite calibrée avec précision pour ce niveau de référence spécifique. Ceci est important car les diodes Zener offrent à elles seules une tolérance de 5%. Une fois corrigé, cet étalonnage est enfin régi à partir d'un panneau de tableau de bord potentiomètre VR2 qui fournit le contrôle pour toutes les gammes de fréquences.
L'amplitude la plus élevée de la fréquence d'entrée placée sur le f.e.t. la porte est limitée à environ ± 2,7 V à travers le Diodes Zener D1 et D2, collectivement avec la résistance R1.
Dans le cas où le signal d'entrée est supérieur à cette valeur dans les deux polarité, le Zener respectif mettra à la terre l'excès de tension en le stabilisant à 2,7 V. Le condensateur C1 facilite certaines compensations haute fréquence.
Le FET est configuré comme un suiveur de source et la charge source R4 fonctionne comme un mode en phase de la fréquence d'entrée. Le transistor TR2 fonctionne comme un amplificateur à quadrature simple dont la sortie amène le transistor TR3 à se mettre en marche et à s'éteindre selon l'explication fournie précédemment.
Les condensateurs de charge pour chaque 6 plages de fréquences sont déterminés avec le banc de commutateurs S1a. Ces condensateurs doivent être extrêmement stables et de haute qualité comme un tantale.
Bien qu'indiqués comme des condensateurs solitaires dans le diagramme, ceux-ci pourraient être constitués en utilisant quelques pièces en parallèle. Le condensateur C5, par exemple, est construit en utilisant un 39n et un 8n2, d'une capacité globale de 47n2, tandis que C10 se compose d'un coupe-bordures 100p et 5-65p.
Disposition PCB
La conception de la piste PCB et la superposition des composants pour le circuit du fréquencemètre illustré ci-dessus sont illustrées dans les figures suivantes
Fréquencemètre simple utilisant IC 555
Le prochain appareil de mesure de fréquence analogique est probablement le plus simple mais dispose d'une lecture de fréquence raisonnablement précise sur le compteur connecté.
Le compteur peut être du type à bobine mobile spécifié ou un compteur numérique réglé sur une plage de 5 V CC
L'IC 555 est câblé en standard circuit monostable , dont le temps ON de sortie est fixé par les composants R3, C2.
Pour chaque demi-cycle positif de la fréquence d'entrée, le monostable est activé pendant la durée spécifique déterminée par les éléments R3 / C2.
Les pièces R7, R8, C4, C5 à la sortie du CI fonctionnent comme un stabilisateur ou un intégrateur pour permettre aux impulsions monostables ON / OFF d'être raisonnablement stables en CC pour que le compteur puisse les lire sans vibrations.
Cela permet également à la sortie de produire un Dc continu moyen qui est directement proportionnel au taux de fréquence des impulsions d'entrée fournies à la base de T1.
Cependant, le préréglage R3 doit être correctement ajusté pour différentes plages de fréquences de telle sorte que l'aiguille du multimètre soit assez stable et qu'une augmentation ou une diminution de la fréquence d'entrée provoque une quantité proportionnée de déviation sur cette plage spécifique.
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