组合频率计数器。方案、说明

组合频率计数器。无线电电子电气工程百科全书

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所提出的频率计的独特之处在于，除了主要功能之外，它还允许您确定各种线圈的电感、电路的谐振频率以及电容器的电容。这就是频率计被称为组合频率计的原因。

组合仪器将是无线电业余设计者的好助手，其原理图如图1所示。它的制造不需要稀缺零件，易于设置和操作。该设备可以测量 0,1 Hz 至 5 kHz 范围内幅度为 50 ... 500 V 的正弦或矩形信号的频率，以及 4 μH 至 1 H 的电感。

为了方便读取读数，数值的操作范围分为四个子范围。第一个参数是在测量高达 500 Hz 的频率时设置的。第二个是测量 500 Hz 至 5 kHz 的频率或 40 mH 至 1 H 的电感时。第三个 - 信号频率为 5 至 50 kHz，电感值为 0,4 ... 40 mH。第四个子范围是在信号频率为 50 至 500 kHz、电感值为 4 ... 400 μH 时。所需的子范围由开关SA2设定，测量模式（频率或电感）为SA1。频率测量误差不超过5%。

频率计的工作原理是将输入信号转换为具有稳定的持续时间和幅度的矩形脉冲序列，然后用微安表测量该序列的平均电流值。图 3 所示的图表解释了频率计的简化操作。所研究的信号（图 3，a）被馈送到晶体管 VT1 上形成的缓冲器节点的输入。该节点的目的是为频率计提供较大的输入阻抗和最小的输入电容。从节点的输出，信号通过开关SA1.1的SA1部分到达在元件DD4.1、DD4.2上形成的转换器。它用于从任意形状的输入信号形成一系列矩形脉冲，这些信号从 DD4.2 元件（图 3，b）的输出直接馈送到晶体管 VT2 上的反相器的输入（如果设置第一个子范围），或分频器的输入（对其他子范围进行工作），在计数器 DD1 - DD3 上执行。每个计数器将输入信号频率除以10，因此，无论设置哪个子范围，晶体管反相器输入端的脉冲串频率都不会超过500Hz。

在反相器DD4.3和元件DD4.4上，制作了脉冲幅度和持续时间稳定的整形器。来自晶体管VT2（图3，c）集电极的高电平电压被馈送到反相器DD4.3的输入端和积分电路R8 R9 C6。

根据电路，在 DD4.4 元件的上部输入处设置低电平电压（图 3，d），在其下部输入处设置高电平（图 3，e），但有时间延迟这取决于积分电路的时间常数的符号。延迟的持续时间由调谐电阻器 R8 调节，其值决定元件 DD4.4 输出处的脉冲 t 的持续时间（图 3，e）。

使用 RA1 微安计测量这些脉冲序列的电流平均值。电流值与输入信号的频率成正比。

米。 1（点击放大）

组合频率计数器
图。 2

电感表如何工作？对于此模式，开关 SA1 移至“L”位置。元件 DD4.1、DD4.2 上的转换器变成发电机，其频率由电容器 C2 的电容值和线圈 Lx 的电感决定 - 它连接到插座 X2、X3 。

通过频率计测量频率值（其操作如上所述），并通过公式计算电感：Lx≤1/f^2，其中Lx的单位是μH，af的单位是MHz。

为了方便读数，装置的刻度可以额外标定电感值，或者可以为每个子范围单独制作转换刻度，并将刻度粘在装置的主体上。

组合频率计数器
Ris.3

测量精度取决于比较元件DD4.4输出处的脉冲幅度的稳定性。幅度又取决于电源电压的稳定性。这就是为什么该器件通过由晶体管 VT3、VT4 制成的参数电压调节器供电。 VT4晶体管的发射结用作稳压二极管，克朗电池用作主电源（刚玉或7D-0,115电池都适合）。

通过考虑 561IE14 芯片在高达 2 MHz 的频率下运行的能力以及安装另一个分频器（图 1 中未显示），可以扩展设备的功能。然后频率计的测量上限将增加到 1,5 ... 2 MHz，相应地，电感测量范围将扩大 - 高达 1 μH。子范围的数量将增加到五个。

还很容易提供测量未知电路的谐振频率或电容器的电容值的可能性。为此，需要将 SA1 开关替换为三位开关，并安装额外的输入插孔（在图 1 中，这些添加的部分以虚线表示）。通过将电路连接到插座 X4、X5，他们可以根据频率计的读数找到其谐振频率。根据已知（或预先测量）的线圈电感，通过公式计算电容值：Cx≤25,33/f^2*L，其中f的单位为kHz，L的单位为mH，Cx的单位为μF 。

本装置可使用以下部件。三极管：VT1-KP303A-KP303V； VT2-VT4-KT315A-KT315I 或 KT312A-KT312V。电容器C2-K73MBM（如果无法从现有电容器中选择该容量的电容器，则由多个不同容量的电容器并联而成）。调节电阻R8-SP3-3。开关 SA2 - PG-2 或 P2K。

在没有微安表的情况下，可以使用万用表的磁电测量头，例如Ts20或TL-4（万用表测量方式为直流）。在这种情况下，设备本身可以做成前缀的形式。只需要连接线尽可能短即可。鳄鱼夹可用于连接电感器。

该器件的部件（开关 SA1、SA2、电容器 C2 和输入节点除外）安装在由箔玻璃纤维制成的印刷电路板上（图 2）。输入节点的详细信息放置在远程探针的主体中。这样做是为了减少设备引入被测电路的电容值。探头通过屏蔽线连接到设备。用于连接微型电话探头的插座。电容器C2直接连接在插座X2、X3的端子之间。

装置的调整首先将电阻R8的滑块按图示设置到最低位置，然后打开电源。电压表控制电容器C5两端的电压。它应该在 5,5 ... 7 V 范围内，并且不会随着设备电源电压从 9 V 增加到 12 V 而变化。然后关闭远程探头，并将 SA1 开关切换到“F”位置 -频率测量。如果设备的箭头明显偏离零标记，则表明转换器已励磁（元件 DD4.1、DD4.2）。其原因可能是开关SA1、SA2的紧密连接线产生的寄生干扰。要消除激励，请在 DD4.2 元件的输出和公共线之间分离导体或安装电容高达 100 pF 的电容器。

接下来，连接测量探头，并且在其结论彼此闭合后，再次控制转换器的操作。只有在确定没有励磁之后，他们才开始校准频率计。

开关SA2切换到第一子范围，并且幅度为1...2V、频率为500Hz的正弦信号被馈送到测量探头的输入端。微调电阻R8将微安表的指针调整至刻度的终点标记。通过将输入信号的幅度从 0,2 V 更改为 5 V，我们确信频率计读数的稳定性。否则，通过选择电阻器 R2 来均衡输入节点的灵敏度。

要建立电感计，将开关 SA1 切换到“L”位置，将 SA2 切换到第四子范围。线圈连接到插座 X2、X3，其电感已知 (4 ... 10 μH)。根据上述第一个公式，计算频率值，然后通过选择电容器C2，使频率计读数与该值相对应。

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