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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Prefijo-frecuencímetro al multímetro. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Tecnología de medición No todos los multímetros digitales pueden medir la frecuencia, y los económicos que pueden hacerlo tienden a tener una baja sensibilidad y un rango de frecuencia limitado. El dispositivo propuesto es un convertidor de frecuencia-voltaje y, por supuesto, no reemplaza a un frecuencímetro digital de varios dígitos, sino que lo complementa. Tiene mejores parámetros que los publicados en [1, 2]. Con él, puede medir la frecuencia de una forma de onda arbitraria en el rango de 5 Hz ... 2,5 MHz. En el rango de 5 Hz ... 5 kHz, las mediciones se pueden realizar con una resolución de 1 Hz, si la capacidad de dígitos del multímetro lo permite (para multímetros con pantalla de 3,5 dígitos - 5 Hz ... 1999 Hz ). El error en la medición de frecuencias hasta 50 kHz no supera el 0,2% ± 1 unidad. grado junior A frecuencias más altas, el error aumenta ligeramente, pero no más del 0,8 %. Inestabilidad de la temperatura de las lecturas en el rango de temperatura ambiente: no más del 0,04 % por 1 °C. El dispositivo consume corriente no más de 30 mA. El período de medición es de 2...3 veces por segundo, lo que corresponde al período de medición del multímetro. Se proporciona indicador de sobrecarga de frecuencia. El rango de frecuencia medido se divide en 4 intervalos. Para multímetros con display parcial de cuatro dígitos (3999) estos serían:
Al medir la frecuencia, el interruptor de tipo de operación en el multímetro se establece en la posición para medir voltajes de CC. Esto le permite usar cualquier multímetro con una resistencia de entrada de al menos 1 MΩ con el accesorio sin necesidad de reconstruir el accesorio.
Una señal de entrada de forma de onda arbitraria con una amplitud de 100 mV ... 50 V a través de un circuito de protección de separación (Fig. 1) ingresa a la puerta del transistor de efecto de campo VT2. Esta etapa tiene una alta impedancia de entrada y una baja capacitancia de entrada, por lo que prácticamente no desvía una señal con una amplitud de hasta 3 V en el rango de frecuencia de audio. La señal de entrada amplificada del drenaje VT2 se alimenta a un amplificador diferencial basado en los transistores VT3, VT4. Una señal cercana a una forma rectangular se elimina del colector VT4 y se alimenta al disparador Schmitt DD1.1, DD1.2. La señal rectangular se toma del pin 11 de DD1.2 y se alimenta para su posterior procesamiento a los microcircuitos DD3...DD5, incluidos como divisores de frecuencia por 10. Dependiendo del rango de frecuencia seleccionado por el interruptor SA1, se envía una señal al formador de pulsos en DD1.3, DD1.4 desde uno de los contadores DD3 ... DD5 o desde la salida del inversor DD1.2. El circuito diferenciador en C11-R16 establece la duración constante de los pulsos generados, cuyo ciclo de trabajo depende de la frecuencia de la señal en estudio. Los pulsos generados se alimentan al amplificador de potencia en los inversores conectados en paralelo DD2.2...DD2.4. Desde la salida del amplificador, los pulsos estables en amplitud y duración se envían a un generador de corriente estable con compensación de temperatura en VT5, VT6, R17, R18, VD9. Cuando el voltaje en el capacitor de almacenamiento C9 excede el nivel de 600 mV (frecuencia de 6 kHz en la salida de DD1.4), la linealidad de la conversión de voltaje de frecuencia se deteriora. Para evitar errores, el dispositivo está equipado con un indicador de sobrecarga en el transistor VT1, el inversor DD2.1 y el LED parpadeante HL1. Una lámpara incandescente en miniatura EL1, incluida en el circuito de descarga del condensador C9, compensa una pequeña desviación de temperatura negativa del voltaje a la salida del decodificador. Se ensambla un estabilizador de voltaje para 1 ... 2 V en el chip DA6 y el LED HL6,5, que es necesario para garantizar una alta precisión del decodificador. IC KR142EN17A es capaz de operar con una baja caída de voltaje entre la entrada y la salida y es el más adecuado para dispositivos alimentados por batería. En su ausencia, el estabilizador se puede ensamblar de acuerdo con el esquema que se muestra en la Fig. 2. Puede encontrar información detallada sobre el chip KR142EN17 en [3].
Detalles y diseño. Se pueden utilizar resistencias fijas tipo MTL-0,125, C1-4-0,125; recortadores - SPZ-38a, SPZ-386, RP1-63M. Para facilitar la sintonización, es mejor tomar R15 de múltiples vueltas, tipos SP5-2, SPZ-39a, con una resistencia de 470 ohmios. Condensador C11: película, preferiblemente con un TKE mínimo, por ejemplo, K31-10, K31-11. Condensador de óxido C9 - niobio K53-4. En su lugar, puede colocar un condensador de otro tipo con poca fuga (K52, K53). Los condensadores de óxido restantes son K50-24, K50-35 o sus análogos importados. Condensadores de bloqueo no polares - KM-5, KM-6, K10-176. Diodos VD1 ... VD8, VD10 - KD503, KD510, KD522, 1N4148. LED intermitente HL1: cualquier tipo, preferiblemente rojo. El LED HL2 debe ser de la serie AL307 con índices A, B, K o L. El diodo VD9 es necesariamente de germanio, por ejemplo, D20, D9. El transistor de efecto de campo VT2 se puede reemplazar con cualquiera de la serie KP305. En ausencia de transistores de efecto de campo con una puerta aislada y un canal n, está permitido usar transistores con una unión pn, por ejemplo, KP307, KP303. VT1, VT3, VT4-KT3102, KT3130, SS9018, 2SD734; VT5, VT6: cualquiera de las series KT3107, SS9015. Los chips DD1, DD2 son intercambiables con la serie similar 564, KR1561. Con un cambio en el circuito de conmutación, los contadores DD3 ... DD5 se pueden reemplazar con K561IE14, KR1561IE14. En lugar de DD4, DD5, también puede usar K176IE4, K176IE2, incluyéndolos también como divisores de frecuencia por 10. El prefijo se monta en un tablero de dimensiones 110x60 mm (foto de la portada) mediante cableado colgante o impreso. Los transistores VT5, VT6 y el diodo VD9 se colocan cerca uno del otro. Se les acerca un pequeño cilindro de papel, que luego se llena de parafina. Los condensadores de bloqueo C6, C7 están instalados cerca de los microcircuitos DD1, DD2. La Figura 1 muestra el número mínimo requerido de condensadores de derivación. Si el decodificador se operará solo en condiciones estacionarias, entonces es deseable aumentar el voltaje de suministro de los microcircuitos a 9V. Después de aplicar el voltaje de suministro al dispositivo, en ausencia de una señal en la entrada, se mide el voltaje en el drenaje VT2, que debe ser de aproximadamente 2,4 V. Si es necesario, se configura seleccionando R7. A continuación, VT5 y R18 se desconectan temporalmente de las salidas DD2.2 ... DD2.4 y se conectan al terminal "+" del condensador C8. Al seleccionar R18, la corriente del colector VT6 se establece entre 1,5 ... 2 mA. Habiendo restablecido la conexión anterior, se aplica una señal sinusoidal con una frecuencia de 1000 Hz y una amplitud de 250 mV a la entrada del dispositivo desde el generador. Al controlar la señal en el colector VT4 con un osciloscopio, logramos un meandro al girar el motor R11. Si esto falla, se debe seleccionar R8. La primera etapa de configuración está completa. Además, se conecta un multímetro a la salida del decodificador, encendido para medir voltajes constantes (límites -1999,9 mV, 400 mV o 200 mV). Un medidor de frecuencia de referencia está conectado a la salida del generador de señal. En el generador se configura la frecuencia de 3800 Hz o 1800 Hz con una amplitud de 1 V. Al seleccionar R19 y ajustar R15, las lecturas en la pantalla son 380,0 mV (180,0 mV). Entonces la frecuencia del generador se reduce 10 veces. Si las lecturas del frecuencímetro digital y el multímetro difieren en más de ± 2 unidades. LSB, entonces debe verificar VT5, VT6, VD10, C9. ¡En la práctica, no debería haber ninguna discrepancia en el testimonio! Conmutando SA1, nos aseguramos de que los divisores de frecuencia DD3 ... DD5 funcionen. La compensación térmica de todo el dispositivo se puede realizar conectando un termistor o una lámpara incandescente en serie con R19. Si las lecturas en el multímetro disminuyen con el aumento de la temperatura ambiente, entonces se debe conectar un termistor PTC o una lámpara incandescente de tamaño pequeño de 24 ... 60 V. TCS negativo. Si se obtiene una sobrecompensación, el sensor de temperatura debe derivarse con una resistencia convencional. La resistencia aproximada del sensor de temperatura conectado a una temperatura de 25 ° C es de 30 ... 300 ohmios. La compensación térmica también se puede realizar de otra manera, por ejemplo, conectando un capacitor cerámico en paralelo con C11 para varias decenas de picofaradios con el TKE requerido. Al montar el transistor VT2 y los microcircuitos, se deben observar las precauciones habituales para trabajar con dispositivos MOS. Los terminales y la caja del transistor de efecto de campo se envuelven temporalmente con un puente de alambre suave antes de retirar el tubo de cierre. Si el decodificador necesita medir frecuencias más altas, entonces los microcircuitos deben reemplazarse con análogos funcionales de la serie KR1554, por ejemplo, KR1554IE6, el amplificador de entrada debe rehacerse y el voltaje de suministro del IC debe reducirse a 5,5 V. En consecuencia, el también será necesario aumentar el número de divisores. Cuando se requiere una mayor sensibilidad del decodificador, puede agregar otra etapa en un transistor de efecto de campo o construir un amplificador diferencial (VT3, VT4) de acuerdo con el circuito espejo actual. Si encuentra dificultades para adquirir un interruptor adecuado de tamaño pequeño, puede construir su análogo funcional en el chip K561TM2, incluido como contador binario de dos dígitos, y el multiplexor K561KTZ. El cambio de rango en este caso se realiza con un botón (TD-06XEX SMD). Debe tenerse en cuenta que después de una sobrecarga repetida, se requieren varios segundos para restaurar una alta precisión de conteo (debido al calentamiento local de los cristales VT5, VT6). Literatura
Autor: A.Butov, pueblo de Kurba, región de Yaroslavl; Publicación: radioradar.net
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