Inom digital elektronik, räknare används för att räkna antalet pulser eller händelser som har inträffat. Räknare lagrar data och består av en grupp Flip flops med en applicerad klocksignal. Räknare kan mäta frekvens och tid tillsammans med räkningen. Dessa kan öka minnesadresserna enligt applikationen. Räknare är uppdelade i två typer de är synkrona räknare och asynkrona räknare. Räknarens 'mod' indikerar att antalet lägen ska tillämpas innan pulserna räknas. Dessa används i olika digitala applikationer såsom analoga till digitala omvandlare, digitala klockor, frekvensdelare, tidkretsar och många fler. Den här artikeln handlar om frekvensräknaren.
Vad är frekvensräknaren?
Definition: Testinstrumenten som är associerade med ett brett spektrum av radiofrekvenser som frekvensen och tid för digitala signaler kallas frekvensräknare. Dessa kan mäta frekvensen och tiden för upprepade digitala signaler exakt. Dessa kallas också frekvensmätare, som används för att mäta frekvensen och tiden för fyrkantvåg och ingångspulser. Dessa används olika applikationer med RF-intervall. Dessa räknare använder Prescaler för att minska frekvensen och styr den digitala kretsen. Frekvensen för digitala eller analoga signaler visas på dess display i HZ.
Frekvensräknare
När antalet pulser eller händelser inträffade under en viss tidsperiod räknar räknaren pulserna och överför den till frekvensräknaren för att visa frekvensområdet för pulser och räknaren är satt till noll. Det är väldigt enkelt att använda och mäta frekvensen och visas i digital form. Dessa är tillgängliga till överkomliga priser med mer noggrannhet.
Blockdiagram
Frekvensräknarblockdiagrammet innehåller insignal, ingångskonditionering och tröskel, OCH-grind, räknare eller spärr, exakt tidsbas eller klocka, årtiondsdelare, flip-flop och display.
Frekvensräknare Block Diagram
Inmatning
När insignalen med hög ingångsimpedans och låg utgångsimpedans matas till denna räknare matas den till förstärkaren för att omvandla signalen till en fyrkantig eller rektangulär våg för bearbetning inom den digitala kretsen. Ingångssignalen buffras och förstärks med hjälp av ingångsförhållandena och trösklarna. I detta steg används Schmitt-utlösaren för att styra räkningen av ytterligare pulser som inträffat på grund av brus i kanterna. För att minska räkningen av ytterligare pulser kan räknarens utlösningsnivå och känslighet styras.
Klocka (exakt tidsbas)
Klocka eller exakt tidsbas är nödvändig för att producera olika tidssignaler vid exakta tidsintervall. Den använder en kristalloscillator med hög kvalitet för kontrollerade och exakta tidssignaler. Klockan tillämpas på årtiondsdelare.
Decade Dividers och Flip-Flop
Pulser som genereras från den inkommande signalen och klocksignalen matas till decenniumdelarna för att dela klocksignalen och utsignalen ges till vippan för att producera möjliggörande puls för OCH grind .
Port
Den exakta möjliggörande pulsen från vippan och pulståget från insignalen matas till grinden (OCH-grinden) för att producera en serie pulser vid ett exakt tidsintervall. Om insignalen / inkommande signalen är vid 1 MHz och för en sekunders grind ska öppnas, produceras 1 miljon pulser som en resulterande utsignal.
Räknare eller spärr
Utgången från grinden matas till räknaren för att räkna antalet pulser som inträffat från insignalen. Spärren används för att hålla utsignalen medan siffrorna visas, medan räknaren räknar pulserna. Det kommer att ha 10 steg att räkna och hålla pulserna.
Visa
Utsignalen från räknaren och spärren ges till displayen för att ge utmatningen i ett läsbart format. Frekvensen för utsignalen visas. De vanligaste skärmarna är LCD eller LED. Eftersom det kommer att finnas en siffra för varje räknare och den relaterade informationen visas på displayen.
Kretsdiagram för frekvensräknare
Kretsschemat för detta kan göras med två timers, räknare, 8051 mikrokontroller, potentiella motstånd, fyrkantsvåggenerator och LCD skärm . Det grundläggande kretsschemat visas nedan.
Kretsschema med hjälp av timer
Frekvensräknaren använder IC 555-timer för att tillhandahålla klocksignaler vid ett exakt tidsintervall på en sekund. Arduino UNO används som fyrkantvågsgenerator. En IC 555 timer och fyrkantvågsgenerator kan konfigureras som en en stabil multivibrator . 16 × 2 LCD-skärmen används för att visa frekvensen för utsignalen i Hertz.
Kretsen för detta kan göras med hjälp av IC 555 timer och timer / räknare på 8051 mikrokontroller. För att generera de oscillerande signalerna med en arbetscykel (99%) med utsignalens högsta tidsperiod används IC 555-timern. Tröskel- och urladdningsmotstånden kan justeras för att få ett önskat värde på arbetscykeln. Formeln för arbetscykeln är D = (R1 + R2) / (R1 + 2R2).
Timern / räknaren för 8051 mikrokontroller används för att generera pulsfrekvensen i Hertz. Eftersom 8051 har två timrar fungerar som timer 0 och timer 1 och drivs i läge 0 och läge 1. Timer 0 används för att producera en tidsfördröjning. Pulserna ut från fyrkantsgeneratorn räknas med hjälp av timer 1.
Kretsdesignen för frekvensräknaren som använder IC 555 timer visas nedan.
Frekvensräknare med IC 555-timer
Funktionsprincip för frekvensräknare
De pulser som genereras från fyrkantsgeneratorn matas till räknaren / timern 8051. Den drivs i två lägen för att generera tidsfördröjning och räkna pulserna. Räknaren / timer 8051 räknar antalet pulser från insignalen vid ett tidsintervall. Utsignalen från räknaren ges till 16 × 2 LCD-displayen för att visa signalens frekvens (antal cykler / sekund) i Hz vid ett visst tidsintervall. Detta är funktionsprincipen för frekvensräknaren.
Frekvensräknare
Funktionen för frekvensräknaren kan förklaras från ovanstående kretsschema. Pulsen som genereras från fyrkantsvåggeneratorn ( Arduino UNO ) ges till stift 3.5 (port 3) på 8051 mikrokontroller. Stift 3.5 av 8051 fungerar som timer 1 och konfigurerad som en räknare. TCON TR1-bit kan ställas in på HÖG och LÅG för att räkna pulserna. Den slutliga räkningen lagras i TH1- och TL1-register (timer 1). Pulsfrekvensen kan beräknas med formeln,
F = (TH1 X 256) + TL1
För att omvandla pulsvärdena i hertz multipliceras det resulterande värdet med 10 dvs frekvensen i cykler per sekund. Efter några beräkningar i frekvensräknaren visas pulsfrekvensen på 16 × 2 LCD.
Typer av frekvensräknare
Frekvensen på pulsen kan mätas med hjälp av två typer av frekvensräknare. Dom är,
- Frekvensräknare för direkträkning
- Ömsesidig frekvensräknare.
Direkträknande frekvensräknare
Detta är en av de enklaste metoderna för att mäta frekvensen hos en ingångspuls. Efter att ha räknat antalet cykler för ingångspulsen per sekund kan frekvensen beräknas med hjälp av en enkel motkrets. Denna konventionella metod är begränsad för att mäta lågfrekvent upplösning. För att få högsta upplösning kan porttiden utvidgas. Till exempel, för att mäta upplösning vid 1MHZ, behövs en tidsperiod på 1000 sekunder för att mäta åt gången.
Ömsesidig frekvensräknare
Denna metod används för att övervinna nackdelarna med direkträkningsmetoden. Den mäter tidsperioden för ingångspulsen istället för att beräkna antalet cykler per sekund. Frekvensen på pulsen kan beräknas med F = 1 / T. Den slutliga frekvensupplösningen beror på tidsupplösning och oberoende av ingångsfrekvensen. Det kan mäta den låga frekvensen med högsta upplösning mycket snabbt och minskar bruset genom att justera utlösningsnivån. Den mäter tidsperioden för ingångspulsen (innehåller flera cykler) och bibehåller tillräcklig tidsupplösning. Detta kan utföras till en låg kostnad.
De andra typerna av frekvensräknare är
- Bänkfrekvensräknaren används för testutrustning för elektronik
- PXI-frekvensräknare visar frekvensen i ett PXI-format och används för test- och styrsystem.
- Handhållen frekvensräknare
- Frekvensräknare med digital multimeter
- Panelmätare
Fördelar
De fördelar med frekvensräknare är
- Den mäter frekvensen för den puls som genereras från fyrkantsvåggeneratorn vid ett exakt tidsintervall.
- Dessa används ofta för att mäta frekvensen inom RF-området
- Dessa räknare ger exakta frekvensvärden mycket snabbt och enkelt.
- Det är kostnadseffektivt beroende på applikation.
- Säkerställer att alla frekvenser sänds inom de angivna banden.
Applikationer
De tillämpningar av frekvensräknare är
- Används för att bestämma frekvensen för pulsen som erhålls från fyrkantsgeneratorn.
- Används för att mäta pulsfrekvensen mycket exakt
- Mäter frekvensen för den inkommande signalen vid sändaren och mottagare på en linje
- Används i dataöverföringar på grund av klockpulsen.
- Frekvensen hos en oscillator kan mätas
- Används i RF-intervall
- Upptäcker frekvensen för dataöverföringar med hög effekt
Vanliga frågor
1). Vad är frekvensenheten?
Frekvensen för signalen mäts i Hertz (HZ)
2). Vad är det för en frekvensräknare?
Dessa används för att mäta den exakta frekvensen för en signal som genereras från en fyrkantsgenerator eller en oscillator.
3). Vilken typ av räknare används för att mäta höga frekvenser?
Synkrona och asynkrona räknare används för att mäta höga frekvenser.
4). Vad menar du med modräknaren?
Modräknaren eller modulräknaren definieras som det nummer som anger att räknaren räknar pulsen i sekvens genom att tillämpa en klocksignal.
5). Vilka är de två metoderna för frekvensräknare?
Metoderna är direkträkning och ömsesidigt
Således handlar detta om definition, blockschema, kretsschema, kretsdesign, arbetsprincip, arbete, typer, fördelar och tillämpningar av frekvensräknaren . Här är en fråga till dig, vilka nackdelar har en frekvensräknare?
