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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Acessório de medidor de frequência para multímetro. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Tecnologia de medição Nem todos os multímetros digitais podem medir frequência, e os de baixo custo têm a capacidade de geralmente ter baixa sensibilidade e faixa de frequência limitada. O dispositivo proposto é um conversor frequência-tensão e, claro, não substitui um frequencímetro digital multidígito, mas o complementa. Tem parâmetros melhores do que os publicados em [1, 2]. Com ele, você pode medir a frequência de uma forma de onda arbitrária na faixa de 5 Hz ... 2,5 MHz. Na faixa de 5 Hz ... 5 kHz, as medições podem ser realizadas com resolução de 1 Hz, se a capacidade de dígitos do multímetro permitir (para multímetros com display de 3,5 dígitos - 5 Hz ... 1999 Hz ). O erro na medição de frequências até 50 kHz não excede 0,2% ± 1 unidade. grau júnior. Em frequências mais altas, o erro aumenta ligeiramente, mas não mais que 0,8%. Instabilidade de temperatura de leituras na faixa de temperatura ambiente - não mais que 0,04% por 1°C. O dispositivo consome corrente não superior a 30 mA. O período de medição é de 2...3 vezes por segundo, que corresponde ao período de medição do multímetro. Indicador de sobrecarga de frequência é fornecido. A faixa de frequência medida é dividida em 4 intervalos. Para multímetros com display parcial de quatro dígitos (3999) seriam:
Ao medir a frequência, o tipo de chave de operação no multímetro é ajustado para a posição para medir tensões CC. Isso permite que você use qualquer multímetro com resistência de entrada de pelo menos 1 MΩ com o acessório sem a necessidade de reconstruir o acessório.
Um sinal de entrada de forma de onda arbitrária com uma amplitude de 100 mV ... 50 V através de um circuito de proteção de separação (Fig. 1) entra na porta do transistor de efeito de campo VT2. Este estágio possui alta impedância de entrada e baixa capacitância de entrada, portanto praticamente não desvia um sinal com amplitude de até 3 V na faixa de frequência de áudio. O sinal de entrada amplificado do dreno VT2 é alimentado a um amplificador diferencial baseado nos transistores VT3, VT4. Um sinal próximo a uma forma retangular é removido do coletor VT4 e alimentado ao gatilho Schmitt DD1.1, DD1.2. O sinal retangular é retirado do pino 11 de DD1.2 e alimentado para processamento adicional nos microcircuitos DD3...DD5, incluídos como divisores de frequência por 10. Dependendo da faixa de frequência selecionada pela chave SA1, um sinal é enviado ao modelador de pulso em DD1.3, DD1.4 de um dos contadores DD3 ... DD5 ou da saída do inversor DD1.2. O circuito diferenciador em C11-R16 define a duração constante dos pulsos gerados, cujo ciclo de trabalho depende da frequência do sinal em estudo. Os pulsos gerados são alimentados ao amplificador de potência em inversores conectados em paralelo DD2.2...DD2.4. Da saída do amplificador, pulsos estáveis em amplitude e duração são alimentados a um gerador de corrente estável termicamente compensado em VT5, VT6, R17, R18, VD9. Quando a tensão no capacitor de armazenamento C9 excede o nível de 600 mV (frequência 6 kHz na saída de DD1.4), a linearidade da conversão de tensão-frequência se deteriora. Para evitar erros, o dispositivo é equipado com um indicador de sobrecarga no transistor VT1, o inversor DD2.1 e o LED HL1 piscando. Uma lâmpada incandescente miniatura EL1, incluída no circuito de descarga do capacitor C9, compensa um pequeno desvio negativo de temperatura da tensão na saída do decodificador. Um regulador de tensão para 1 ... 2 V é montado no chip DA6 e no LED HL6,5, o que é necessário para garantir alta precisão do set-top box. O IC KR142EN17A é capaz de operar com baixa queda de tensão entre entrada e saída e é o mais adequado para dispositivos alimentados por bateria. Na sua ausência, o estabilizador pode ser montado de acordo com o esquema mostrado na Fig. 2. Informações detalhadas sobre o chip KR142EN17 podem ser encontradas em [3].
Detalhes e projeto. Resistores fixos podem ser usados tipo MTL-0,125, C1-4-0,125; aparadores - SPZ-38a, SPZ-386, RP1-63M. Para facilitar o ajuste, é melhor usar R15 multi-voltas, tipos SP5-2, SPZ-39a, com resistência de 470 ohms. Capacitor C11 - filme, preferencialmente com um TKE mínimo, por exemplo, K31-10, K31-11. Capacitor de óxido C9 - nióbio K53-4. Em seu lugar, você pode colocar um capacitor de outro tipo com baixo vazamento (K52, K53). Os capacitores de óxido restantes são K50-24, K50-35 ou seus análogos importados. Capacitores de bloqueio não polares - KM-5, KM-6, K10-176. Diodos VD1 ... VD8, VD10 - KD503, KD510, KD522, 1N4148. Piscando LED HL1 - qualquer tipo, de preferência vermelho. O LED HL2 deve ser da série AL307 com índices A, B, K ou L. O diodo VD9 é necessariamente germânio, por exemplo, D20, D9. O transistor de efeito de campo VT2 pode ser substituído por qualquer um da série KP305. Na ausência de transistores de efeito de campo com uma porta isolada e um canal n, é permitido usar transistores com uma junção pn, por exemplo, KP307, KP303. VT1, VT3, VT4 - KT3102, KT3130, SS9018, 2SD734; VT5, VT6 - qualquer uma das séries KT3107, SS9015. Os chips DD1, DD2 são intercambiáveis com séries semelhantes 564, KR1561. Com uma mudança no circuito de comutação, os contadores DD3 ... DD5 podem ser substituídos por K561IE14, KR1561IE14. No lugar de DD4, DD5, você também pode usar K176IE4, K176IE2, incluindo-os também como divisores de frequência por 10. O prefixo é montado em uma placa com dimensões de 110x60 mm (foto na capa) por fiação superficial ou impressa. Os transistores VT5, VT6 e o diodo VD9 são colocados próximos um do outro. Um pequeno cilindro de papel se aproxima deles, que é então preenchido com parafina. Os capacitores de bloqueio C6, C7 são instalados perto dos microcircuitos DD1, DD2. A Figura 1 mostra o número mínimo necessário de capacitores de bypass. Se o decodificador for operado apenas em condições estacionárias, é desejável aumentar a tensão de alimentação dos microcircuitos para 9V. Tendo aplicado a tensão de alimentação ao dispositivo, na ausência de sinal na entrada, é medida a tensão no dreno do VT2, que deve ser de cerca de 2,4 V. Se necessário, é definido selecionando R7. Em seguida, VT5 e R18 são temporariamente desconectados das saídas DD2.2 ... DD2.4 e conectados ao terminal "+" do capacitor C8. Ao selecionar R18, a corrente de coletor VT6 é ajustada em 1,5 ... 2 mA. Tendo restaurado a conexão anterior, um sinal senoidal com frequência de 1000 Hz e amplitude de 250 mV é aplicado à entrada do dispositivo do gerador. Ao controlar o sinal no coletor VT4 com um osciloscópio, conseguimos um meandro girando o motor R11. Se isso falhar, R8 deve ser selecionado. A primeira etapa da configuração está concluída. Além disso, um multímetro é conectado à saída do decodificador, ligado para medir tensões constantes (limites -1999,9 mV, 400 mV ou 200 mV). Um medidor de frequência de referência é conectado à saída do gerador de sinal. A frequência de 3800 Hz ou 1800 Hz com amplitude de 1 V é ajustada no gerador Selecionando R19 e ajustando R15, as leituras no display são 380,0 mV (180,0 mV). Então a frequência do gerador é reduzida em 10 vezes. Se as leituras do frequencímetro digital e do multímetro diferirem em mais de ± 2 unidades. LSB, então você deve verificar VT5, VT6, VD10, C9. Na prática, não deve haver discrepância no testemunho! Alternando SA1, garantimos que os divisores de frequência DD3 ... DD5 funcionem. A compensação térmica de todo o dispositivo pode ser feita conectando um termistor ou lâmpada incandescente em série com R19. Se as leituras do multímetro diminuirem com o aumento da temperatura ambiente, deve-se conectar um termistor PTC ou uma lâmpada incandescente de 24 ... 60 V. TCS negativo. Se a sobrecompensação for obtida, o sensor de temperatura deve ser desviado com um resistor convencional. A resistência aproximada do sensor de temperatura conectado a uma temperatura de 25 ° C é de 30 ... 300 Ohm. A compensação térmica também pode ser realizada de uma maneira diferente, por exemplo, conectando um capacitor cerâmico em paralelo com C11 por várias dezenas de pico-farads com o TKE necessário. Ao montar o transistor VT2 e microcircuitos, as precauções usuais para trabalhar com dispositivos MOS devem ser observadas. Os terminais e a caixa do transistor de efeito de campo são temporariamente envolvidos com um jumper de fio macio antes de remover o tubo de fechamento. Se o decodificador precisar medir frequências mais altas, os microcircuitos devem ser substituídos por análogos funcionais da série KR1554, por exemplo, KR1554IE6, o amplificador de entrada deve ser refeito e a tensão de alimentação do IC reduzida para 5,5 V. número de divisores também precisará ser aumentado. Quando uma sensibilidade mais alta é necessária do decodificador, você pode adicionar outro estágio em um transistor de efeito de campo ou construir um amplificador diferencial (VT3, VT4) de acordo com o circuito de espelho atual. Se você encontrar dificuldades em adquirir um switch de tamanho pequeno adequado, você pode construir seu análogo funcional no chip K561TM2, incluído como um contador binário de dois dígitos, e no multiplexador K561KTZ. A mudança de faixa neste caso é realizada com um botão (TD-06XEX SMD). Deve-se levar em consideração que após sobrecarga repetida, vários segundos são necessários para restaurar a alta precisão de contagem (devido ao aquecimento local dos cristais VT5, VT6). Literatura
Autor: A. Butov, vila de Kurba, região de Yaroslavl; Publicação: radioradar.net
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