מונה תדרים פשוט. תכנית, תיאור

ספרים ומאמרים
ספרייה חינם / מדריך / רדיו - למתחילים

מד תדר פשוט. רדיו - למתחילים

רדיו - למתחילים

על בסיס שבב K155LAZ אחד בלבד, תוך שימוש בכל האלמנטים הלוגיים שלו, ניתן לבנות מכשיר פשוט יחסית המסוגל למדוד תדר של מתח חילופין מכ-20 הרץ עד 20 קילו-הרץ.

אלמנט הקלט של מכשיר מדידה כזה הוא טריגר Schmitt - מכשיר הממיר מתח חילופין סינוסואיד המסופק לכניסתו לפולסים מלבניים באותו תדר. כלומר, הוא ממיר "פולסים" סינוסואידים עם חזית שטוחה ונופל למלבנים עם חזית תלולה ונפילה. טריגר שמיט "יורה" במשרעת מסוימת של אות הכניסה. אם הוא קטן מערך הסף, לא יהיה אות דופק ביציאת ההדק.

נתחיל מניסיון. שימוש במעגל ההדק של Schmitt המוצג באיור. 1, א, הרכיב את שבב K155LAZ על לוח הלחם, הפעל רק שניים מהאלמנטים הלוגיים שלו. כאן, על הפאנל, הנח סוללות GB1 ו-GB2, המורכבות משני תאים גלווניים 332 (או 316) כל אחד, ומנגד משתנה R1 עם התנגדות של 1,5 או 2,2 קילו אוהם (רצוי עם מאפיין פונקציונלי של A-לינארית). חבר את מובילי הסוללה לנגד רק למשך הניסויים.

הפעל את כוח המיקרו-מעגל ובאמצעות מד מתח DC, הגדר את מחוון הנגד המשתנה למצב כזה שיהיה מתח אפס במסוף השמאלי של הנגד R2, שהוא הקלט של הדק שמיט. במקרה זה, האלמנט DD1.1. יהיה במצב יחיד, הפלט שלו יהיה מתח ברמה גבוהה והאלמנט DD1.2 יהיה אפס זהו המצב ההתחלתי של האלמנטים של טריגר זה.

מונה תדרים פשוט
אורז. 1 ניסיון עם Schmitt Trigger

כעת חברו את מד המתח DC לפלט של אלמנט ה-DD1.2, ותתחילו להזיז בצורה חלקה את מחוון הנגד המשתנה במעלה המעגל עד שייעצר, ולאחר מכן, בלי לעצור, בכיוון ההפוך - לכיוון ההפוך. פלט, ואז שוב לעליון וכו'. מה מראה מד המתח? מיתוג תקופתי של האלמנט DD1.2 ממצב אפס למצב יחיד ולהיפך, כלומר, במילים אחרות, הופעת פולסי קוטביות חיובית במוצא הדק.

פעולתה של גרסה זו של הדק Schmitt מומחשת על ידי גרפים b ו-c באותה איור. 1. על ידי הזזת מחוון הנגד המשתנה ממצב קיצוני אחד לאחר, דימת אספקת מתח AC סינוסואיד לכניסת ההדק (איור 1, ב) עם משרעת של עד 3 V. בעוד המתח של חצי הגל החיובי של האות הזה היה פחות מערך מסוים, הנקרא בדרך כלל הסף העליון (Unop1), המכשיר שמר על מצבו המקורי. כאשר הושג מתח סף זה, השווה ל-1,7 וולט בקירוב (בזמן t1), שני האלמנטים עברו למצב הפוך ומתח ברמה גבוהה הופיע ביציאת ההדק (ביציאה של אלמנט DD1.2). עלייה נוספת במתח החיובי בכניסה אינה משנה מצב זה של רכיבי ההדק.

בעת הזזת המחוון של הנגד R1 בכיוון ההפוך, כאשר המתח בכניסת ההדק ירד לערך הסף התחתון (Unop2). שווה לכ-0,5 V (מומנט t2), שני האלמנטים עברו למצבם המקורי. ביציאת ההדק הופיעה שוב רמת מתח גבוהה.

חצי הגל השלילי לא שינה את מצב היסודות היוצרים את הדק שמיט. במהלך חצי מחזור זה, הדיודות הפנימיות של מעגל הקלט של אלמנט DD1.1 נפתחות, וסוגרות את כניסת ההדק לחוט משותף.

בחצי הגל החיובי הבא של מתח החילופין המבוא, ייווצר פולס שני ברמה גבוהה ביציאת ההדק (רגעים t3 ו-t4). חזור על ניסוי זה מספר פעמים, ובהתאם לקריאות מד המתח המחובר ל- קלט ופלט של הדק, גרפי עלילה המאפיינים את פעולתו. הם צריכים להיות קרובים לאלה המוצגים בגרפים באיור. 20. שני אלמנטים של רמות סף שונות הם התכונה האופיינית ביותר לטריגר שמיט.

כעת נעבור ללימוד מונה התדרים. התרשים הסכמטי של מד התדר המוצע לחזרה מוצג באיור. 2. כאן, האלמנטים הלוגיים DD1.1, DD1.2 והנגדים R1-R3 יוצרים את הדק השמיט המוכר כבר, ושני האלמנטים הנותרים של המיקרו-מעגל יוצרים את המעצב של פולסי המוצא שלו, הקריאות של מד המיקרו-אמפר PA1 תלויות ב קצב החזרות שלו. ללא מעצב, המכשיר לא ייתן תוצאות אמינות של מדידת התדר, מכיוון שמשך הפולסים ביציאת ההדק תלוי בתדר של מתח ה-AC הנמדד בקלט.

מונה תדרים פשוט
אורז. 2 מונה תדרים

קבל C1 מפריד. עובר פס רחב של תנודות תדר קול, הוא חוסם את הנתיב של הרכיב הקבוע של מקור האות. דיודה VD2 סוגרת את חצי הגלים השליליים של מתח הכניסה לחוט המשותף (היא משכפלת את הדיודות הפנימיות בכניסה של אלמנט DD1.1, כך שלא ניתן להתקין דיודה זו). דיודה VD1 מגבילה את משרעת חצאי הגלים החיוביים המתקבלים בכניסות האלמנט DD1.1, ברמת מתח האספקה.

מהפלט של הדק Schmitt (מהפלט של האלמנט DD1.2) מוזנים פולסים של קוטביות חיובית לכניסה של המעצב. אלמנט DD1.3 מופעל על ידי המהפך, ו-DD1.4 משמש למטרה המיועדת לו - כאלמנט לוגי 2I-NOT. ברגע שמופיע מתח ברמה נמוכה בכניסת המחטב - בכניסות של אלמנט DD1.3 המחוברים יחד, הוא עובר למצב בודד ואחד הקבלים C4-C2 נטען דרכו והנגד R4 . כאשר הקבל נטען, המתח החיובי בכניסה התחתונה של אלמנט DD1.4 עולה לרמה גבוהה. אבל אלמנט זה נשאר במצב יחיד, שכן בכניסה השנייה שלו, כמו גם במוצא של הדק Schmitt, יש רמת מתח נמוכה. במצב זה, זרם קטן זורם דרך מיקרו-אמפר PA1.

ברגע שמופיע מתח ברמה גבוהה ביציאה של הדק Schmitt, האלמנט DD1.4 עובר למצב אפס וזרם משמעותי מתחיל לזרום דרך המיקרו-אמפר, שנקבע על ידי ההתנגדות של אחד מהנגדים R5-R7 . במקביל, האלמנט DD1.3 עובר למצב אפס, והקבל הטעון של המעצב מתחיל להתרוקן. לאחר זמן מה, המתח בו יקטן עד כדי כך שהאלמנט DD1.4 יעבור שוב למצב יחיד. לפיכך, מופיעה פעימה קצרה ברמה נמוכה במוצא המעצב (ראה איור 1, ד), במהלכו זורם זרם דרך המיקרו-אמפר שגדול בהרבה מהראשוני. זווית הסטייה של מחט המיקרואממטר פרופורציונלית לקצב החזרה של הדופק: ככל שהתדר גבוה יותר, זווית גדולה יותר.

משך הפולסים במוצא המעצב נקבע על פי משך הפריקה של קבל התזמון המופעל (C2, S4 או C1.4) למתח המיתוג של אלמנט DD2. ככל שהקיבול של הקבל קטן יותר, הדופק קצר יותר, ניתן למדוד את התדירות של אות הכניסה. כך, עם קבל תזמון C0,2 בקיבולת של 20 μF, המכשיר מסוגל למדוד את תדר התנודה מ-200 עד 3 הרץ בקירוב, עם קבל C0,02 בקיבולת 200 μF - מ-2000 עד 4 הרץ, עם קבל. C2000 עם קיבולת של 2 pF - מ-20 עד 5 קילו-הרץ. בעת התאמה עם נגדי חיתוך R7-R1,5, מחט המיקרו-אמפר מוגדרת לסימן הקצה של הסולם המתאים לתדר הנמדד הגבוה ביותר של כל תת-טווח. הרמה המינימלית של מתח חילופין, שתדירותו ניתנת למדידה, היא כ-8 וולט, והמקסימום הוא 10...XNUMX וולט.

שקול שוב את הגרפים באיור. 1 לשנן את עקרון הפעולה של מונה התדרים, ולאחר מכן להוסיף את הדק Schmitt שהורכב על לוח הלחם עם הפרטים של מעגל הקלט והנהג ולבדוק את ההתקן בפעולה. בשלב זה אין צורך במתג תת-טווח - ניתן לחבר קבל קביעת זמן, למשל C2, ישירות למסוף 13 של אלמנט DD1.4, ואחד מנגדי הכוונון או נגד קבוע עם התנגדות של 2,2 ... ניתן לחבר 3,3 קילו אוהם למעגל המיקרואממטר. Microammeter RA1 - לזרם של הסטייה הכוללת של החץ 100 μA.

לאחר השלמת ההתקנה, הפעל את מקור המתח והפעל פולסים ברמה גבוהה לכניסה של אלמנט ההדק של Schmitt DD1.1. המקור שלהם יכול להיות מולטיוויברטור לפי המעגל באיור. 10 או מחולל דומה אחר. הגדר את קצב החזרות על הדופק למינימום. במקרה זה, המצביע של מיקרו-אמפר RA1 צריך לסטות בחדות בזווית קטנה, שתצביע על היעילות של מד התדר. אם המיקרו-אמפר אינו מגיב לפולסי כניסה, תצטרך לבחור נגד אחר R2 בעל התנגדות גדולה יותר. באופן כללי, ההתנגדות שלו יכולה להיות בטווח שבין 1,8 ל-5,1 קילו אוהם.

לאחר מכן, הפעילו על כניסת מד התדרים (דרך הקבל C1) מתח חילופין של 3.. .5 V משנאי רשת מופחת. כעת המחט של המיקרו-אמפר אמורה לסטות בזווית גדולה יותר מאשר בניסוי הקודם. חבר קבל אחר בעל קיבולת זהה או יותר במקביל לקבל התזמון. כעת זווית הסטייה של החץ תקטן. באופן דומה, אתה יכול לבדוק את המכשיר על תת-טווחי המדידה השני והשלישי, אבל עם אותות כניסה בתדר המתאים. אם תחליט לכלול את מד התדר הזה במעבדת המדידה הביתית שלך, יש להעביר את חלקיו מלוח הלחם ללוח המעגלים ולהרכיב עליו נגדי חיתוך R5-R7 (איור 22), ולתקן את הלוח ב קופסה בגדלים מתאימים. קבלים C2-C4 יכולים להיות מורכבים משני קבלים או יותר כל אחד.

המראה של העיצוב של מד התדר מוצג באיור. 3. על הפאנל הקדמי שלו, הנח מיקרו-אמפר, מתג תת-טווח (לדוגמה, ביסקוויט PZZN או אחר עם שני חלקים לשלושה מצבים), שקעי כניסה (XS1, XS2) או מהדקים.

סולם מד התדר משותף לכל תת טווחי המדידה והוא כמעט אחיד. לכן, אתה רק צריך לקבוע

הגבולות הראשוניים והסופיים של הסולם ביחס לאחד מהם - לתחום המשנה "20 .. .200 הרץ", ולאחר מכן התאם את גבולות התדר של שני תת-טווחי המדידה האחרים שמתחתיו. בעתיד, בעת העברת המכשיר לתחום המשנה "200.. .2000 הרץ", תוצאת המדידה הנקראת על הסולם תוכפל ב-10, ובמדידה בתת-טווח "2.. .20 קילוהרץ" ב-100 .

מונה תדרים פשוט
אורז. (3)23 התקנת חלקי מדי תדר. אורז. 4(24) מגבר המגביר את הספק מד התדרים

זוהי שיטת הדירוג. כוונו את מתג SA1 למצב המדידה בתת-טווח "20 .. .200 הרץ", מנוע הנגד R5 למצב ההתנגדות הגבוה ביותר והפעילו אות בתדר של 33 הרץ עם מתח של 20 .. .1,5 B סמן סימון על הסולם המתאים לזווית הסטייה של מצביע המיקרו-אמפר. לאחר מכן, כוונן את מחולל הקול לתדר של 2 הרץ ובאמצעות נגד הגזם R200, כוונו את מצביע המכשיר לסימון הסיום של הסולם. לאחר מכן, לפי האותות של מחולל הקול, צור סימנים על הסולם התואמים ל-5, 30, 40 וכו' עד 50 הרץ. מאוחר יותר, חלקו את החלקים הללו של הסולם ל-190, 2 או 5 חלקים.

לאחר מכן העבירו את מד התדרים לתת-תחום המדידה השני והפעילו אות בתדר של 200 הרץ לכניסתו. במקרה זה, יש להציב את מחט המיקרו-אמפר כנגד סימון קנה המידה המתאים לתדר של 20 הרץ של תת-הטווח הראשון. ליתר דיוק, אתה יכול להגדיר אותו לסימון קנה מידה ראשוני זה על ידי בחירת קבל C3 או חיבור קבל שני (שלישי וכו') במקביל אליו, מה שמגדיל מעט את הקיבולת הכוללת שלהם.

לאחר מכן, הפעל אות בתדר של 200 הרץ מהגנרטור לכניסת המכשיר והגדר את מחט המיקרו-אמפר לסימון הסופי של הסולם עם נגד גוזם R6. באופן דומה, התאם את גבולות תת-הטווח השלישי של התדר הנמדד לקנה המידה של המיקרו-אמפר - 2.. .20 קילו-הרץ. אולי מגבלות מדידת התדרים בתתי-הפס יתבררו אחרת או שתרצה לשנות אותן. עשה זאת עם מבחר קבלי תזמון C2-C4.

יתכן שתרצו להגביר את הרגישות של מד התדרים. במקרה זה, מד התדרים הפשוט ביותר יצטרך להיות משלים עם מגבר אות כניסה, באמצעות, למשל, טרנזיסטור npn בעל הספק נמוך או, אפילו טוב יותר, מיקרו-מעגל אנלוגי K118UP1G (איור 4). מיקרו-מעגל זה הוא מגבר תלת-שלבי עבור ערוצי וידאו של מקלטי טלוויזיה, בעל רווח גבוה. המארז שלו עם 14 פינים זהה לזה של מעגל המיקרו K155LAZ, אבל פין ספק הכוח החיובי שלו הוא השביעי, ופין הכוח השלילי שלו הוא ה-7. עם מגבר כזה, הרגישות של מד התדרים תגדל ל-14...30 mV.

תנודות של התדר הנמדד יכולות להיות סינוסאידיאליות, מלבניות, שן מסור - כל אחת. דרך הקבל C1 הם נכנסים לכניסה (פין 3) של המיקרו-מעגל DA1 ולאחר הגברה מהמוצא (פין 10 מחובר לפין 9), המיקרו-מעגל דרך הקבל C3 מגיע לכניסה של הדק שמיט של התדר. מטר. קבל C2 מבטל משוב שלילי פנימי, אשר מחליש את תכונות ההגברה של המיקרו-מעגל.

כעת ניתן להסיר דיודות VD1, VD2 ונגד R1 (איור 2), ובמקומם ניתן להרכיב שבב אנלוגי DA1 וקבלי תחמוצת. ניתן להחליף את שבב K118UP1G ב-K118UP1V או K118UP1A. אבל במקרה זה, הרגישות של מד התדר תהיה מעט פחות.

ראה מאמרים אחרים סעיף חובב רדיו מתחיל.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

מכונה לדילול פרחים בגנים 02.05.2024

בחקלאות המודרנית מתפתחת התקדמות טכנולוגית שמטרתה להגביר את היעילות של תהליכי טיפול בצמחים. מכונת דילול הפרחים החדשנית Florix הוצגה באיטליה, שנועדה לייעל את שלב הקטיף. כלי זה מצויד בזרועות ניידות, המאפשרות התאמתו בקלות לצרכי הגינה. המפעיל יכול להתאים את מהירות החוטים הדקים על ידי שליטה בהם מתא הטרקטור באמצעות ג'ויסטיק. גישה זו מגדילה משמעותית את יעילות תהליך דילול הפרחים, ומעניקה אפשרות להתאמה אישית לתנאים הספציפיים של הגינה, כמו גם למגוון וסוג הפרי הגדלים בה. לאחר שנתיים של בדיקת מכונת פלוריקס על סוגי פירות שונים, התוצאות היו מאוד מעודדות. חקלאים כמו Filiberto Montanari, שהשתמש במכונת פלוריקס כבר כמה שנים, דיווחו על הפחתה משמעותית בזמן ובעבודה הנדרשים לדלל פרחים. ... >>

מיקרוסקופ אינפרא אדום מתקדם 02.05.2024

למיקרוסקופים תפקיד חשוב במחקר המדעי, המאפשר למדענים להתעמק במבנים ותהליכים בלתי נראים לעין. עם זאת, לשיטות מיקרוסקופיה שונות יש מגבלות, וביניהן הייתה הגבלת הרזולוציה בעת שימוש בטווח האינפרא אדום. אבל ההישגים האחרונים של חוקרים יפנים מאוניברסיטת טוקיו פותחים סיכויים חדשים לחקר עולם המיקרו. מדענים מאוניברסיטת טוקיו חשפו מיקרוסקופ חדש שיחולל מהפכה ביכולות של מיקרוסקופיה אינפרא אדום. מכשיר מתקדם זה מאפשר לך לראות את המבנים הפנימיים של חיידקים חיים בבהירות מדהימה בקנה מידה ננומטרי. בדרך כלל, מיקרוסקופים אינפרא אדום בינוני מוגבלים ברזולוציה נמוכה, אך הפיתוח האחרון של חוקרים יפנים מתגבר על מגבלות אלו. לדברי מדענים, המיקרוסקופ שפותח מאפשר ליצור תמונות ברזולוציה של עד 120 ננומטר, שהיא פי 30 מהרזולוציה של מיקרוסקופים מסורתיים. ... >>

מלכודת אוויר לחרקים 01.05.2024

חקלאות היא אחד מענפי המפתח במשק, והדברה היא חלק בלתי נפרד מתהליך זה. צוות של מדענים מהמועצה ההודית למחקר חקלאי-המכון המרכזי לחקר תפוחי אדמה (ICAR-CPRI), שימלה, העלה פתרון חדשני לבעיה זו - מלכודת אוויר של חרקים המופעלת על ידי רוח. מכשיר זה מטפל בחסרונות של שיטות הדברה מסורתיות על ידי מתן נתוני אוכלוסיית חרקים בזמן אמת. המלכודת מופעלת כולה על ידי אנרגיית רוח, מה שהופך אותה לפתרון ידידותי לסביבה שאינו דורש חשמל. העיצוב הייחודי שלו מאפשר ניטור של חרקים מזיקים ומועילים כאחד, ומספק סקירה מלאה של האוכלוסייה בכל אזור חקלאי. "על ידי הערכת מזיקים מטרה בזמן הנכון, נוכל לנקוט באמצעים הדרושים כדי לשלוט הן במזיקים והן במחלות", אומר קפיל ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

קטר משא המופעל באמצעות סוללות FLXdrive 20.09.2021

אוניברסיטת קרנגי מלון חושפת את קטר המשא הראשון של סוללת ליתיום FLXdrive. הקטר נוצר במשותף על ידי מומחים מהאוניברסיטה ו-Wabtec.

אורך הרכבת 75 רגל, נעשה בגוונים אפורים-אדומים. הקטר החשמלי החדש FLXdrive מונע על ידי סוללות נבדק בהצלחה בקליפורניה מוקדם יותר השנה, שם נמצא שהוא יכול להשיג הפחתה של 11% בצריכת הדלק. המשמעות היא הפחתה של 6200 ליטר בצריכת הסולר.

הגרסה הבאה של הקטר, שתיוצר תוך שנתיים, תפחית את צריכת הדלק המסורתי בכמעט שליש.

פליטת פליטות בעתיד תבוטל לחלוטין באמצעות פיתוח תאי דלק מימן נלווים. אם נעשה שימוש בטכנולוגיה זו ברחבי העולם, Wabtec מעריכה שהפליטות העולמיות יופחתו ב-300 מיליון טון בשנה.

תעשיית משא הרכבות בארה"ב מוערכת כיום בכ-80 מיליארד דולר ומשתרעת על פני 140 מיילים של פסי רכבת ברחבי ארה"ב. עם זאת, היתרונות הסביבתיים של תחבורה ברכבת מתערערים מההסתמכות הרבה על סולר.

Wabtec סומכת על טכנולוגיית FLXdrive שתעשה את ההבדל. מערכת הסוללות החדשה מניעה את צירי הרכבת ומשתמשת באנרגיה הקינטית של בלימת הרכבת לטעינה מחדש. המשמעות היא שהסוללות לעולם לא ייגמרו בזמן שהרכבת בתנועה. הגרסה החדשה ביותר תהיה קטר סוללות של שבעה מגה וואט שעוצמתו פי 100 מטסלה.

קטר FLXdrive יותאם לפעול בתנאי חום קיצוניים באזור פילברה, בו טמפרטורות הסביבה יכולות להגיע עד 55 מעלות צלזיוס. במיוחד מתוכנן לצייד את הקטר במערכת קירור נוזלים מיוחדת.

עוד חדשות מעניינות:

▪ חומרים חדשים יחליפו עור אמיתי

▪ ערים יהפכו נקיות יותר

▪ אנחנו מפחדים מנחשים ועכבישים מלידה

▪ יולי-2019 - החודש החם ביותר בתולדות התצפיות המטאורולוגיות

▪ מחסור באינדיום מאיים על ייצור מסך המגע

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ חלק של האתר אבטחה ובטיחות. בחירת מאמרים

▪ מאמר עבודה ציקלופית. ביטוי פופולרי

▪ מאמר מהי שפת היידיש? תשובה מפורטת

▪ מאמר קשר סלמון. טיפים לתיירים