ตัวนับความถี่คืออะไร: แผนภาพวงจรและการทำงาน

ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ดิจิทัล เคาน์เตอร์ ใช้เพื่อนับจำนวนพัลส์หรือเหตุการณ์ที่เกิดขึ้น เคาน์เตอร์จัดเก็บข้อมูลและประกอบด้วยกลุ่มของ รองเท้าแตะ ด้วยสัญญาณนาฬิกาที่ใช้ เคาน์เตอร์สามารถวัดความถี่และเวลาพร้อมกับกระบวนการนับ สิ่งเหล่านี้สามารถเพิ่มที่อยู่หน่วยความจำตามแอปพลิเคชัน เคาน์เตอร์แบ่งออกเป็นสองประเภท ได้แก่ เคาน์เตอร์แบบซิงโครนัสและเคาน์เตอร์แบบอะซิงโครนัส 'mod' ของตัวนับบ่งชี้ว่าควรใช้ no.of state ก่อนนับพัลส์ สิ่งเหล่านี้ใช้ในแอปพลิเคชันดิจิทัลต่างๆเช่นตัวแปลงอนาล็อกเป็นดิจิตอลนาฬิกาดิจิทัลตัวแบ่งความถี่วงจรจับเวลาและอื่น ๆ อีกมากมาย บทความนี้เป็นข้อมูลเกี่ยวกับตัวนับความถี่

ตัวนับความถี่คืออะไร?

คำจำกัดความ: เครื่องมือทดสอบที่เกี่ยวข้องกับความถี่วิทยุที่หลากหลายนั้น ความถี่ และเวลาของสัญญาณดิจิทัลเรียกว่าตัวนับความถี่ สิ่งเหล่านี้สามารถวัดความถี่และเวลาของสัญญาณดิจิทัลซ้ำได้อย่างแม่นยำ สิ่งเหล่านี้เรียกอีกอย่างว่าเครื่องวัดความถี่ใช้ในการวัดความถี่และเวลาของคลื่นสี่เหลี่ยมและพัลส์อินพุต ใช้แอพพลิเคชั่นต่างๆที่มีช่วง RF เคาน์เตอร์เหล่านี้ใช้ Prescaler เพื่อลดความถี่และใช้งานวงจรดิจิตอล ความถี่ของสัญญาณดิจิตอลหรืออนาล็อกจะแสดงบนจอแสดงผลใน HZ

ตัวนับความถี่

เมื่อไม่มีพัลส์หรือเหตุการณ์เกิดขึ้นในช่วงเวลาหนึ่งตัวนับจะนับพัลส์และโอนไปยังตัวนับความถี่เพื่อแสดงช่วงความถี่ของพัลส์และตัวนับจะถูกตั้งค่าเป็นศูนย์ ใช้งานและวัดความถี่ได้ง่ายมากและแสดงในรูปแบบดิจิทัล สิ่งเหล่านี้มีให้ในราคาไม่แพงและมีความแม่นยำมากขึ้น

แผนภาพบล็อก

แผนภาพบล็อกตัวนับความถี่ประกอบด้วยสัญญาณอินพุตการปรับสภาพอินพุตและขีด จำกัด AND ประตูตัวนับหรือสลักฐานเวลาหรือนาฬิกาที่ถูกต้องตัวแบ่งทศวรรษฟลิปฟล็อปและจอแสดงผล

แผนภาพบล็อกตัวนับความถี่

อินพุต

เมื่อสัญญาณอินพุตที่มีอิมพีแดนซ์อินพุตสูงและอิมพีแดนซ์เอาต์พุตต่ำถูกนำไปใช้กับตัวนับนี้จากนั้นจะถูกป้อนไปยังแอมพลิฟายเออร์เพื่อแปลงสัญญาณเป็นคลื่นสี่เหลี่ยมหรือคลื่นสี่เหลี่ยมสำหรับการประมวลผลภายในวงจรดิจิทัล สัญญาณอินพุตถูกบัฟเฟอร์และขยายโดยใช้เงื่อนไขอินพุตและธรณีประตู ในขั้นตอนนี้ Schmitt trigger ใช้เพื่อควบคุมการนับพัลส์เพิ่มเติมที่เกิดขึ้นเนื่องจากเสียงรบกวนที่ขอบ เพื่อลดการนับพัลส์เพิ่มเติมสามารถควบคุมระดับทริกเกอร์และความไวของตัวนับได้

นาฬิกา (ฐานเวลาที่แม่นยำ)

นาฬิกาหรือฐานเวลาที่แม่นยำเป็นสิ่งจำเป็นในการสร้างสัญญาณเวลาต่างๆในช่วงเวลาที่แม่นยำ มันใช้ไฟล์ คริสตัลออสซิลเลเตอร์ ด้วยคุณภาพสูงสำหรับสัญญาณเวลาที่ควบคุมและแม่นยำ นาฬิกาถูกนำไปใช้กับวงเวียนทศวรรษ

Decade Dividers และ Flip-Flop

พัลส์ที่สร้างจากสัญญาณขาเข้าและสัญญาณนาฬิกาจะถูกป้อนไปยังตัวแบ่งทศวรรษเพื่อแบ่งสัญญาณนาฬิกาและเอาต์พุตจะถูกส่งไปยังฟลิปฟล็อปเพื่อสร้างพัลส์ที่เปิดใช้งานสำหรับเมน และประตู .

ประตู

พัลส์ที่เปิดใช้งานได้อย่างแม่นยำจากฟลิปฟล็อปและรถไฟของพัลส์จากสัญญาณอินพุตจะถูกนำไปใช้กับเกต (AND gate) เพื่อสร้างชุดของพัลส์ในช่วงเวลาที่แม่นยำ หากสัญญาณอินพุต / สัญญาณขาเข้าอยู่ที่ 1 MHZ และควรเปิดประตู 1 วินาที 1 ล้านพัลส์จะเป็นสัญญาณเอาต์พุตที่เป็นผลลัพธ์

เคาน์เตอร์หรือสลัก

เอาต์พุตของเกตถูกป้อนไปยังเคาน์เตอร์เพื่อนับจำนวนพัลส์ที่เกิดขึ้นจากสัญญาณอินพุต สลักใช้เพื่อเก็บสัญญาณเอาต์พุตในขณะที่แสดงตัวเลขในขณะเดียวกันตัวนับจะนับพัลส์ มันจะมี 10 ขั้นตอนในการนับและถือพัลส์

แสดง

เอาต์พุตของตัวนับและสลักถูกกำหนดให้กับจอแสดงผลเพื่อให้เอาต์พุตอยู่ในรูปแบบที่อ่านได้ ความถี่ของสัญญาณเอาต์พุตจะปรากฏขึ้น จอแสดงผลที่ใช้บ่อยที่สุดคือ LCD หรือ LED เนื่องจากจะมีตัวเลขหนึ่งหลักสำหรับตัวนับแต่ละทศวรรษและข้อมูลที่เกี่ยวข้องจะปรากฏบนหน้าจอ

แผนภาพวงจรนับความถี่

แผนภาพวงจรนี้สามารถทำได้โดยใช้ตัวจับเวลาสองตัวตัวนับไมโครคอนโทรลเลอร์ 8051 ตัวต้านทานที่มีศักยภาพ เครื่องกำเนิดคลื่นสี่เหลี่ยม และ จอ LCD . แผนภาพวงจรพื้นฐานแสดงไว้ด้านล่าง

แผนภาพวงจรโดยใช้ตัวจับเวลา

ตัวนับความถี่ใช้ตัวจับเวลา IC 555 เพื่อให้สัญญาณนาฬิกาในช่วงเวลาที่แม่นยำหนึ่งวินาที Arduino UNO ใช้เป็นเครื่องกำเนิดคลื่นสี่เหลี่ยม อัน IC 555 จับเวลา และเครื่องกำเนิดคลื่นสี่เหลี่ยมสามารถกำหนดค่าเป็นไฟล์ มัลติไวเบรเตอร์ astable . จอ LCD 16 × 2 ใช้เพื่อแสดงความถี่ของสัญญาณเอาต์พุตในเฮิรตซ์

วงจรนี้สามารถทำได้โดยใช้ตัวจับเวลา IC 555 และตัวจับเวลา / ตัวนับของไมโครคอนโทรลเลอร์ 8051 ในการสร้างสัญญาณการสั่นด้วยรอบการทำงาน (99%) ที่มีช่วงเวลาสูงสุดของสัญญาณเอาต์พุตจะใช้ตัวจับเวลา IC 555 สามารถปรับเกณฑ์และตัวต้านทานการปลดปล่อยเพื่อให้ได้ค่าที่ต้องการของรอบการทำงาน สูตรสำหรับรอบการทำงานคือ D = (R1 + R2) / (R1 + 2R2)

ตัวจับเวลา / ตัวนับของไมโครคอนโทรลเลอร์ 8051 ใช้เพื่อสร้างความถี่ของพัลส์ในเฮิรตซ์ เนื่องจาก 8051 มีตัวจับเวลาสองตัวทำหน้าที่เป็นตัวจับเวลา 0 และตัวจับเวลา 1 และทำงานในโหมด 0 และโหมด 1 ตัวจับเวลา 0 ถูกใช้เพื่อสร้างการหน่วงเวลา พัลส์ที่ออกจากเครื่องกำเนิดคลื่นสี่เหลี่ยมจะนับโดยใช้ตัวจับเวลา 1

การออกแบบวงจรของตัวนับความถี่โดยใช้ตัวจับเวลา IC 555 แสดงไว้ด้านล่าง

ตัวนับความถี่โดยใช้ IC 555 Timer

หลักการทำงานของวงจรนับความถี่

พัลส์ที่สร้างจากเครื่องกำเนิดคลื่นสี่เหลี่ยมจะถูกป้อนไปยังตัวนับ / ตัวจับเวลาของ 8051 มันทำงานในสองโหมดเพื่อสร้างการหน่วงเวลาและนับพั ตัวนับ / ตัวจับเวลา 8051 จะนับจำนวนพัลส์จากสัญญาณอินพุตในช่วงเวลาหนึ่ง เอาต์พุตจากตัวนับจะถูกกำหนดให้กับจอ LCD 16 × 2 เพื่อแสดงความถี่ของสัญญาณ (จำนวนรอบ / วินาที) เป็น Hz ในช่วงเวลาหนึ่ง ๆ นี่คือหลักการทำงานของตัวนับความถี่

การทำงานของตัวนับความถี่

การทำงานของตัวนับความถี่สามารถอธิบายได้จากแผนภาพวงจรด้านบน พัลส์ที่สร้างขึ้นจากเครื่องกำเนิดคลื่นสี่เหลี่ยม ( Arduino UNO ) มอบให้กับพิน 3.5 (พอร์ต 3) ของไมโครคอนโทรลเลอร์ 8051 Pin 3.5 จาก 8051 ทำหน้าที่เป็นตัวจับเวลา 1 และกำหนดค่าเป็นตัวนับ TCON TR1 บิตสามารถตั้งค่าเป็น HIGH และ LOW เพื่อนับพัลส์ การนับสุดท้ายจะถูกเก็บไว้ในการลงทะเบียน TH1 และ TL1 (ตัวจับเวลา 1) ความถี่ของพัลส์สามารถคำนวณได้โดยใช้สูตร

F = (TH1 X 256) + TL1

ในการแปลงค่าของพัลส์เป็นเฮิรตซ์ค่าผลลัพธ์จะคูณด้วย 10 นั่นคือความถี่ในรอบต่อวินาที หลังจากการคำนวณภายในตัวนับความถี่ความถี่ของพัลส์จะแสดงบนจอ LCD 16 × 2

ประเภทของตัวนับความถี่

ความถี่ของพัลส์สามารถวัดได้โดยใช้ตัวนับความถี่สองประเภท พวกเขาคือ,

• ตัวนับความถี่การนับโดยตรง
• ตัวนับความถี่ซึ่งกันและกัน

ตัวนับความถี่การนับโดยตรง

นี่เป็นหนึ่งในวิธีที่ง่ายที่สุดในการวัดความถี่ของพัลส์อินพุต หลังจากนับจำนวนรอบของพัลส์อินพุตต่อวินาทีแล้วสามารถคำนวณความถี่ได้โดยใช้วงจรนับอย่างง่าย วิธีการทั่วไปนี้ จำกัด เฉพาะการวัดความละเอียดความถี่ต่ำ เพื่อให้ได้ความละเอียดสูงสุดสามารถขยายเวลาเกตได้ ตัวอย่างเช่นในการวัดความละเอียดที่ 1MHZ จำเป็นต้องมีช่วงเวลา 1,000 วินาทีในการวัดในครั้งเดียว

ตัวนับความถี่ซึ่งกันและกัน

วิธีนี้ใช้เพื่อเอาชนะข้อเสียของวิธีการนับโดยตรง วัดช่วงเวลาของพัลส์อินพุตแทนการคำนวณจำนวนรอบต่อวินาที ความถี่ของพัลส์สามารถคำนวณได้โดยใช้ F = 1 / T ความละเอียดความถี่สุดท้ายขึ้นอยู่กับความละเอียดชั่วคราวและไม่ขึ้นอยู่กับความถี่อินพุต สามารถวัดความถี่ต่ำที่ความละเอียดสูงสุดได้อย่างรวดเร็วและลดเสียงรบกวนโดยการปรับระดับไก วัดระยะเวลาของพัลส์อินพุต (มีหลายรอบ) และรักษาความละเอียดของเวลาที่เพียงพอ สามารถทำได้ในราคาประหยัด

ตัวนับความถี่ประเภทอื่น ๆ คือ

• ตัวนับความถี่แบบตั้งโต๊ะใช้สำหรับอุปกรณ์ทดสอบอิเล็กทรอนิกส์
• ตัวนับความถี่ PXI แสดงความถี่ในรูปแบบ PXI และใช้สำหรับระบบทดสอบและควบคุม
• เครื่องนับความถี่มือถือ
• ตัวนับความถี่โดยใช้ดิจิตอลมัลติมิเตอร์
• แผงหน้าปัด

ข้อดี

ข้อดีของตัวนับความถี่ คือ

• วัดความถี่ของพัลส์ที่สร้างขึ้นจากเครื่องกำเนิดคลื่นสี่เหลี่ยมในช่วงเวลาที่แม่นยำ
• สิ่งเหล่านี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในการวัดความถี่ภายในช่วง RF
• ตัวนับเหล่านี้ให้ค่าความถี่ที่แม่นยำอย่างรวดเร็วและง่ายดาย
• คุ้มค่าขึ้นอยู่กับการใช้งาน
• ตรวจสอบให้แน่ใจว่าความถี่ทั้งหมดถูกส่งภายในย่านความถี่ที่ระบุ

การใช้งาน

การใช้งานตัวนับความถี่ คือ

• ใช้เพื่อกำหนดความถี่ของพัลส์ที่ได้จากเครื่องกำเนิดคลื่นสี่เหลี่ยม
• ใช้วัดความถี่ของพัลส์ได้แม่นยำมาก
• วัดความถี่ของสัญญาณขาเข้าที่ เครื่องส่ง และผู้รับในบรรทัด
• ใช้ในการส่งข้อมูลเนื่องจากพัลส์นาฬิกา
• สามารถวัดความถี่ของออสซิลเลเตอร์ได้
• ใช้ในช่วง RF
• ตรวจจับความถี่ของการส่งข้อมูลกำลังสูง

คำถามที่พบบ่อย

1). หน่วยความถี่คืออะไร?

ความถี่ของสัญญาณวัดเป็นเฮิรตซ์ (HZ)

2). การใช้ตัวนับความถี่คืออะไร?

สิ่งเหล่านี้ใช้เพื่อวัดความถี่ที่ถูกต้องของสัญญาณที่สร้างจากเครื่องกำเนิดคลื่นสี่เหลี่ยมหรือออสซิลเลเตอร์

3). เคาน์เตอร์ชนิดใดที่ใช้ในการวัดความถี่สูง?

ตัวนับซิงโครนัสและอะซิงโครนัสใช้เพื่อวัดความถี่สูง

4). คุณหมายถึงอะไรโดยตัวนับ mod?

ตัวนับ Mod หรือตัวนับโมดูลัสถูกกำหนดให้เป็นหมายเลขของสถานะที่ตัวนับนับชีพจรตามลำดับโดยใช้สัญญาณนาฬิกา

5). ตัวนับความถี่สองวิธีคืออะไร?

วิธีการคือการนับโดยตรงและซึ่งกันและกัน

ดังนั้นนี่คือทั้งหมดที่เกี่ยวกับคำจำกัดความแผนภาพบล็อกแผนภาพวงจรการออกแบบวงจรหลักการทำงานการทำงานประเภทข้อดีและ การใช้งานตัวนับความถี่ . นี่คือคำถามสำหรับคุณข้อเสียของตัวนับความถี่คืออะไร?