V digitalni elektroniki, števci se uporabljajo za štetje števila impulzov ali dogodkov, ki so se zgodili. Števci hranijo podatke in so sestavljeni iz skupine natikači z uporabljenim taktnim signalom. Števci lahko skupaj s postopkom štetja merijo frekvenco in čas. Ti lahko povečajo naslove pomnilnika glede na aplikacijo. Števci so razdeljeni na dve vrsti, to so sinhroni števci in asinhroni števci. „Mod“ števca označuje, da je treba pred štetjem impulzov uporabiti stanja št. Uporabljajo se v različnih digitalnih aplikacijah, kot so analogno-digitalni pretvorniki, digitalne ure, frekvenčni delilniki, časovna vezja in še veliko več. Ta članek govori o števcu frekvenc.
Kaj je števec frekvence?
Opredelitev: Preskusni instrumenti, ki so povezani s širokim spektrom radijskih frekvenc, ki pogostost in čas digitalnih signalov imenujemo frekvenčni števci. Ti lahko natančno izmerijo frekvenco in čas ponavljajočih se digitalnih signalov. Ti so znani tudi kot frekvenčni merilniki, ki se uporabljajo za merjenje frekvence in časa kvadratnih valov in vhodnih impulzov. Uporabljajo se za različne aplikacije z radiofrekvenčnim obsegom. Ti števci uporabljajo Prescaler za zmanjšanje frekvence in upravljajo digitalno vezje. Frekvenca digitalnih ali analognih signalov je prikazana na njenem zaslonu v HZ.
Frekvenčni števec
Ko se je število impulzov ali dogodkov zgodilo v določenem časovnem obdobju, števec šteje impulze in ga prenaša na frekvenčni števec, da prikaže frekvenčno območje impulzov, števec pa je nastavljen na nič. Zelo enostavno je uporabljati in meriti frekvenco ter prikazovalnike v digitalni obliki. Ti so na voljo po ugodnih cenah z večjo natančnostjo.
Blok diagram
Blokovni diagram frekvenčnega števca vsebuje vhodni signal, vhodno kondicioniranje in prag, AND vrata, števec ali zapah, natančno časovno bazo ali uro, delilnike desetletij, flip-flop in zaslon.
Blokovni diagram frekvenčnega števca
Vhod
Ko se na ta števec uporabi vhodni signal z visoko vhodno in nizko izhodno impedanco, se bo ta dovedel do ojačevalnika za pretvorbo signala v kvadratni ali pravokotni val za obdelavo znotraj digitalnega vezja. Vhodni signal se medpomni in ojača z uporabo vhodnih pogojev in pragov. V tej fazi se Schmittov sprožilec uporablja za nadzor štetja dodatnih impulzov, ki so se pojavili zaradi hrupa na robovih. Za zmanjšanje štetja dodatnih impulzov lahko nadzirate nivo sprožilca in občutljivost števca.
Ura (natančna časovna osnova)
Ura ali natančna časovna baza je potrebna za ustvarjanje različnih časovnih signalov v natančnih časovnih intervalih. Uporablja a kristalni oscilator z visoko kakovostjo za nadzorovane in natančne časovne signale. Ura se uporablja za delilnike desetletij.
Dekadni delilniki in natikači
Impulzi, generirani iz dohodnega signala in urnega signala, se dovajajo na delilnike desetletja, da delijo signal ure, izhod pa se da flip-flopu, da ustvari impulz, ki omogoča glavni IN vrata .
Vrata
Natančen impulzni impulz iz natikača in niz impulzov iz vhodnega signala se nanese na vrata (IN vrata), da ustvarijo vrsto impulzov v natančnem časovnem intervalu. Če je vhodni signal / dohodni signal 1 MHz in je treba za 1-sekundna vrata odpreti, se kot rezultat izhodnega signala proizvede 1 milijon impulzov.
Števec ali zapah
Izhod vrat se napaja na števec za štetje števila impulzov, ki so se pojavili iz vhodnega signala. Ključavnica se uporablja za zadrževanje izhodnega signala med prikazom številk, medtem pa števec šteje impulze. Imel bo 10 stopenj za štetje in zadrževanje impulzov.
Zaslon
Izhod števca in zapah sta dana na zaslon, da zagotovita izhod v berljivi obliki. Prikaže se frekvenca izhodnega signala. Najpogosteje uporabljeni zasloni so LCD ali LED. Ker bo za vsako desetletje števec ena števka in bodo na zaslonu prikazane povezane informacije.
Diagram frekvenčnega števca
To shemo lahko naredimo z uporabo dveh časovnikov, števcev, 8051 mikrokrmilnikov, potencialnih uporov, generator kvadratnih valov , in LCD zaslon . Osnovni diagram vezja je prikazan spodaj.
Shema vezja z uporabo časovnikov
Frekvenčni števec uporablja časovnik IC 555 za oddajanje urnih signalov v natančnem časovnem intervalu ene sekunde. Arduino UNO se uporablja kot generator kvadratnih valov. An IC 555 časovnik in generator kvadratnih valov lahko nastavimo kot nestabilen multivibrator . LCD zaslon 16 × 2 se uporablja za prikaz frekvence izhodnega signala v Hertzu.
To vezje lahko izvedemo z uporabo časovnika IC 555 in časovnika / števca 8051 mikrokrmilnikov. Za generiranje nihajnih signalov z delovnim ciklom (99%) z največjim časovnim obdobjem izhodnega signala se uporablja časovnik IC 555. Prag in izpustne upore je mogoče prilagoditi, da dobimo želeno vrednost delovnega cikla. Formula delovnega cikla je D = (R1 + R2) / (R1 + 2R2).
Časovnik / števec 8051 mikrokrmilnikov se uporablja za generiranje frekvence impulza v Hertzu. Ker ima 8051 dva časovnika, delujeta kot časovnik 0 in časovnik 1 in delujeta v načinu 0 in načinu 1. Odštevalnik 0 se uporablja za časovno zakasnitev. Impulzi iz generatorja kvadratnih valov se preštejejo s časovnikom 1.
Zasnova vezja frekvenčnega števca z uporabo časovnika IC 555 je prikazana spodaj.
Frekvenčni števec s pomočjo časovnika IC 555
Načelo delovanja frekvenčnega števca
Impulzi, ustvarjeni iz generatorja kvadratnih valov, se napajajo na števec / časovnik 8051. Deluje v dveh načinih za generiranje časovne zakasnitve in štetje impulzov. Števec / časovnik 8051 v časovnem intervalu šteje število impulzov iz vhodnega signala. Izhod iz števca dobi 16-kratni LCD zaslon za prikaz frekvence signala (število ciklov / sekundo) v Hz v določenem časovnem intervalu. To je načelo delovanja frekvenčnega števca.
Frekvenčni števec deluje
Delovanje frekvenčnega števca je mogoče razložiti iz zgornjega vezja. Impulz, ustvarjen iz generatorja kvadratnih valov ( Arduino UNO ) dobi pin 3,5 (vrata 3) 8051 mikrokrmilnikov. Pin 3.5 iz 8051 deluje kot časovnik 1 in je konfiguriran kot števec. Za štetje impulzov lahko bit TCON TR1 nastavite na HIGH in LOW. Končno štetje je shranjeno v registrih TH1 in TL1 (časovnik 1). Frekvenco pulza lahko izračunamo po formuli,
F = (TH1 X 256) + TL1
Za pretvorbo vrednosti impulza v hercih dobljeno vrednost pomnožimo z 10, tj. Frekvenco v ciklih na sekundo. Po nekaj izračunih znotraj frekvenčnega števca se frekvenca impulzov prikaže na LCD 16 × 2.
Vrste števca frekvenc
Frekvenco pulza lahko izmerimo z uporabo dveh vrst frekvenčnih števcev. So,
- Števec frekvence neposrednega štetja
- Vzajemni števec frekvence.
Števec frekvenc neposrednega štetja
To je ena najpreprostejših metod merjenja frekvence vhodnega impulza. Po štetju števila ciklov vhodnega impulza na sekundo lahko frekvenco izračunamo s pomočjo preprostega števca. Ta običajna metoda je omejena na merjenje nizkofrekvenčne ločljivosti. Če želite doseči najvišjo ločljivost, lahko čas prehoda podaljšate. Na primer, če želite izmeriti ločljivost pri 1 MHz, je za merjenje naenkrat potrebno 1000 sekund.
Vzajemni števec frekvenc
Ta metoda se uporablja za premagovanje pomanjkljivosti metode neposrednega štetja. Izmeri časovno obdobje vhodnega impulza, namesto da izračuna število ciklov na sekundo. Frekvenco pulza lahko izračunamo z uporabo F = 1 / T. Končna ločljivost frekvence je odvisna od časovne ločljivosti in neodvisna od vhodne frekvence. Zelo hitro lahko izmeri nizko frekvenco pri najvišji ločljivosti in s prilagoditvijo ravni sprožilca zmanjša šum. Meri časovno obdobje vhodnega impulza (vsebuje več ciklov) in vzdržuje zadostno časovno ločljivost. To je mogoče izvesti z nizkimi stroški.
Druge vrste frekvenčnih števcev so
- Števec frekvence števca se uporablja za preskusno opremo elektronike
- Števec frekvenc PXI prikazuje frekvenco v formatu PXI in se uporablja za preskusne in nadzorne sisteme.
- Ročni števec frekvence
- Frekvenčni števec z uporabo digitalnega multimetra
- Števec plošče
Prednosti
The prednosti frekvenčnega števca so
- V natančnem časovnem intervalu meri frekvenco impulza, ki ga generira generator kvadratnih valov.
- Ti se pogosto uporabljajo za merjenje frekvence znotraj radiofrekvenčnega območja
- Ti števci zagotavljajo natančne vrednosti frekvence zelo hitro in enostavno.
- Je stroškovno učinkovit, odvisno od uporabe.
- Zagotavlja, da se vse frekvence prenašajo znotraj določenih pasov.
Aplikacije
The uporabe frekvenčnega števca so
- Uporablja se za določanje frekvence impulza, pridobljenega iz generatorja kvadratnih valov.
- Uporablja se za zelo natančno merjenje frekvence pulza
- Izmeri frekvenco dohodnega signala pri oddajnik in sprejemnik na liniji
- Uporablja se pri prenosu podatkov zaradi impulza ure.
- Frekvenco oscilatorja je mogoče izmeriti
- Uporablja se v RF območju
- Zazna pogostost prenosa podatkov z veliko močjo
Pogosta vprašanja
1). Kaj je enota frekvence?
Frekvenca signala se meri v hercih (HZ)
2). Kakšna je uporaba frekvenčnega števca?
Uporabljajo se za merjenje natančne frekvence signala, ustvarjenega iz generatorja kvadratnih valov ali oscilatorja.
3). Kateri števci se uporabljajo za merjenje visokih frekvenc?
Sinhroni in asinhroni števci se uporabljajo za merjenje visokih frekvenc.
4). Kaj mislite z mod števcem?
Števec modulov ali števec modulov je definiran kot stanje št., Ki števec šteje impulz zaporedoma z uporabo urnega signala.
5). Kateri sta dve metodi frekvenčnega števca?
Metodi sta neposredno štetje in vzajemnost
Tu gre torej za definicijo, blok diagram, diagram vezja, zasnovo vezja, načelo delovanja, delovanje, vrste, prednosti in uporabe frekvenčnega števca . Tukaj je vprašanje za vas, kakšne so slabosti frekvenčnega števca?
