Dalam elektronik digital, kaunter digunakan untuk mengira bilangan denyut atau peristiwa yang telah berlaku. Kaunter menyimpan data dan terdiri daripada sekumpulan selipar dengan isyarat jam yang digunakan. Pembilang mampu mengukur kekerapan dan masa seiring dengan proses pengiraan. Ini dapat meningkatkan alamat memori mengikut aplikasi. Pembilang dibahagikan kepada dua jenis iaitu pembilang segerak dan pembilang tak segerak. ‘Mod’ kaunter menunjukkan keadaan no.of harus digunakan sebelum mengira denyutan. Ini digunakan dalam pelbagai aplikasi digital seperti penukar analog ke digital, jam digital, pembahagi frekuensi, litar pemasa, dan banyak lagi. Artikel ini adalah mengenai pembilang frekuensi.
Apakah Pembilang Frekuensi?
Definisi: Instrumen ujian yang dikaitkan dengan pelbagai frekuensi radio yang kekerapannya dan masa isyarat digital dipanggil pembilang frekuensi. Ini mampu mengukur kekerapan dan masa isyarat digital berulang dengan tepat. Ini juga dikenal sebagai meter frekuensi, digunakan untuk mengukur frekuensi dan waktu gelombang persegi dan denyut input. Ini digunakan pelbagai aplikasi dengan jangkauan RF. Kaunter ini menggunakan Prescaler untuk mengurangkan frekuensi dan mengendalikan litar digital. Kekerapan isyarat digital atau analog dipaparkan pada paparannya dalam HZ.
Pembilang Kekerapan
Apabila denyut nadi atau peristiwa berlaku dalam jangka masa tertentu, pembilang menghitung denyutan dan memindahkannya ke pembilang frekuensi untuk memaparkan julat frekuensi nadi dan pembilang ditetapkan ke sifar. Sangat mudah digunakan dan mengukur frekuensi, dan paparan dalam bentuk digital. Ini boleh didapati dengan harga yang berpatutan dengan lebih tepat.
Gambarajah blok
Gambarajah blok pembilang frekuensi mengandungi isyarat input, penyaman input, dan ambang pintu, gerbang DAN, kaunter atau selak, pangkalan masa atau jam tepat, pembahagi dekad, flip-flop, dan paparan.
Diagram Blok Kaunter Frekuensi
Masukan
Apabila isyarat input dengan impedans input tinggi dan impedans keluaran rendah diterapkan ke kaunter ini, maka ia akan diberikan kepada penguat untuk mengubah isyarat menjadi gelombang persegi atau gelombang segi empat tepat untuk diproses dalam rangkaian digital. Isyarat input disangga dan diperkuat dengan menggunakan syarat dan ambang input. Pada tahap ini, pemicu Schmitt digunakan untuk mengendalikan penghitungan denyutan tambahan yang berlaku kerana bunyi di tepi. Untuk mengurangkan denyutan tambahan, tahap pemicu dan kepekaan pembilang dapat dikawal.
Jam (Pangkalan Masa yang Tepat)
Jam atau asas masa yang tepat diperlukan untuk menghasilkan pelbagai isyarat masa pada selang masa yang tepat. Ia menggunakan a pengayun kristal dengan kualiti tinggi untuk isyarat masa yang terkawal dan tepat. Jam digunakan untuk pembahagi dekad.
Pembahagi Dekad dan Flip-Flop
Denyutan yang dihasilkan dari isyarat masuk dan isyarat jam diumpankan ke pembahagi dekad untuk membagi isyarat jam dan output diberikan kepada flip-flop untuk menghasilkan denyutan yang membolehkan DAN pintu pagar .
Pintu gerbang
Denyut nadi yang tepat dari flip-flop dan tren denyut dari isyarat input diterapkan ke gerbang (gerbang AND) untuk menghasilkan satu siri denyutan pada selang waktu yang tepat. Sekiranya isyarat input / isyarat masuk berada pada 1 MHZ dan untuk pintu 1 saat harus dibuka, maka 1 juta denyutan dihasilkan sebagai isyarat output yang dihasilkan.
Kaunter atau Selak
Output gerbang dimasukkan ke kaunter untuk menghitung denyut no. Yang berlaku dari isyarat input. Selak digunakan untuk menahan isyarat output sambil menampilkan angka, sementara itu, pembilang menghitung denyutan. Ia akan mempunyai 10 peringkat untuk mengira dan menahan denyutan.
Paparan
Keluaran kaunter dan kait diberikan ke paparan untuk memberikan output dalam format yang dapat dibaca. Kekerapan isyarat output dipaparkan. Paparan yang paling kerap digunakan ialah LCD atau LED. Oleh kerana akan ada satu digit untuk setiap kaunter dekad dan maklumat berkaitan dipaparkan di paparan.
Diagram Litar Pembilang Frekuensi
Gambarajah litar ini dapat dilakukan dengan menggunakan dua pemasa, pembilang, 8051 mikrokontroler, perintang berpotensi, penjana gelombang kuasa dua , dan Paparan LCD . Gambarajah litar asas ditunjukkan di bawah.
Diagram Litar Menggunakan Pemasa
Pembilang frekuensi menggunakan pemasa IC 555 untuk memberikan isyarat jam pada selang waktu tepat satu saat. Arduino UNO digunakan sebagai penjana gelombang persegi. Seorang Pemasa IC 555 dan penjana gelombang persegi boleh dikonfigurasi sebagai multivibrator astabel . Paparan LCD 16 × 2 digunakan untuk memaparkan frekuensi isyarat output dalam Hertz.
Litar ini dapat dilakukan dengan menggunakan pemasa IC 555 dan pemasa / pembilang 8051 mikrokontroler. Untuk menghasilkan isyarat berayun dengan kitaran tugas (99%) dengan jangka masa tertinggi dari output isyarat, pemasa IC 555 digunakan. Rintangan ambang dan pelepasan dapat disesuaikan untuk mendapatkan nilai yang diinginkan dari kitar tugas. Formula untuk kitaran tugas adalah D = (R1 + R2) / (R1 + 2R2).
Pemasa / pembilang 8051 mikrokontroler digunakan untuk menghasilkan frekuensi nadi di Hertz. Oleh kerana 8051 mempunyai dua pemasa bertindak sebagai pemasa 0 dan pemasa 1 dan dikendalikan dalam mod 0 dan mod 1. Pemasa 0 digunakan untuk menghasilkan kelewatan masa. Denyut yang keluar dari penjana gelombang persegi dikira dengan menggunakan pemasa 1.
Reka bentuk litar pembilang frekuensi menggunakan pemasa IC 555 ditunjukkan di bawah.
Pembilang Frekuensi Menggunakan Pemasa IC 555
Prinsip Operasi Litar Pembilang Frekuensi
Denyut yang dihasilkan dari penjana gelombang persegi disalurkan ke penghitung / pemasa 8051. Ia dikendalikan dalam dua mod untuk menghasilkan kelewatan masa dan mengira denyutan. Pembilang / pemasa 8051 mengira denyut no. Dari isyarat input pada selang masa. Keluaran dari kaunter diberikan pada paparan LCD 16 × 2 untuk menampilkan frekuensi isyarat (no. Of cycle / second) dalam Hz pada selang waktu tertentu. Ini adalah prinsip operasi pembilang frekuensi.
Pembilang Frekuensi Berfungsi
Kerja pembilang frekuensi dapat dijelaskan dari rajah litar di atas. Nadi yang dihasilkan dari penjana gelombang persegi ( Arduino UNO ) diberikan kepada pin 3.5 (port 3) 8051 mikrokontroler. Pin 3.5 dari 8051 bertindak sebagai pemasa 1 dan dikonfigurasikan sebagai pembilang. TCON TR1 bit boleh diatur ke TINGGI dan RENDAH untuk mengira denyutan. Kiraan akhir disimpan dalam daftar TH1 dan TL1 (pemasa 1). Frekuensi nadi dapat dikira dengan menggunakan formula,
F = (TH1 X 256) + TL1
Untuk menukar nilai nadi dalam hertz, nilai yang dihasilkan dikalikan dengan 10 iaitu frekuensi dalam kitaran sesaat. Setelah beberapa pengiraan di dalam pembilang frekuensi, frekuensi nadi ditunjukkan pada LCD 16 × 2.
Jenis Pembilang Frekuensi
Frekuensi nadi dapat diukur dengan menggunakan dua jenis pembilang frekuensi. Mereka,
- Pembilang frekuensi pengiraan langsung
- Pembilang frekuensi timbal balik.
Pembilang Frekuensi Pengiraan Langsung
Ini adalah salah satu kaedah termudah untuk mengukur frekuensi denyut input. Setelah mengira putaran nombor pulsa input sesaat, frekuensi dapat dikira dengan menggunakan litar pembilang sederhana. Kaedah konvensional ini terhad untuk mengukur resolusi frekuensi rendah. Untuk mendapatkan resolusi tertinggi, waktu gerbang dapat diperluas. Sebagai contoh, untuk mengukur resolusi pada 1MHZ, maka jangka masa 1000 saat diperlukan untuk mengukur pada satu masa.
Pembilang Kekerapan Balik
Kaedah ini digunakan untuk mengatasi kelemahan kaedah pengiraan langsung. Ia mengukur jangka masa nadi input dan bukannya mengira bilangan pusingan sesaat. Kekerapan nadi dapat dikira dengan menggunakan F = 1 / T. Resolusi frekuensi akhir bergantung pada resolusi temporal dan tidak bergantung pada frekuensi input. Ia dapat mengukur frekuensi rendah pada resolusi tertinggi dengan cepat dan mengurangkan kebisingan dengan menyesuaikan tahap pemicu. Ia mengukur jangka masa nadi input (mengandungi beberapa kitaran) dan mengekalkan resolusi masa yang mencukupi. Ini dapat dilaksanakan dengan kos yang rendah.
Jenis pembilang frekuensi lain adalah
- Kaunter frekuensi bangku digunakan untuk peralatan ujian elektronik
- Pembilang frekuensi PXI memaparkan frekuensi dalam format PXI dan digunakan untuk sistem ujian dan kawalan.
- Pembilang frekuensi pegang tangan
- Pembilang frekuensi menggunakan multimeter digital
- Meter panel
Kelebihan
The kelebihan pembilang frekuensi adalah
- Ia mengukur frekuensi nadi yang dihasilkan dari penjana gelombang persegi pada selang waktu yang tepat.
- Ini digunakan secara meluas untuk mengukur frekuensi dalam julat RF
- Kaunter ini memberikan nilai frekuensi tepat dengan sangat cepat dan mudah.
- Ia menjimatkan kos bergantung pada aplikasi.
- Memastikan bahawa semua frekuensi dihantar dalam jalur yang ditentukan.
Permohonan
The aplikasi pembilang frekuensi adalah
- Digunakan untuk menentukan frekuensi nadi yang diperoleh dari penjana gelombang persegi.
- Digunakan untuk mengukur frekuensi nadi dengan sangat tepat
- Mengukur kekerapan isyarat masuk pada pemancar dan penerima di talian
- Digunakan dalam penghantaran data kerana denyutan jam.
- Kekerapan pengayun dapat diukur
- Digunakan dalam Julat RF
- Mengesan frekuensi penghantaran data kuasa tinggi
Soalan Lazim
1). Apakah unit kekerapan?
Kekerapan isyarat diukur dalam Hertz (HZ)
2). Apakah penggunaan pembilang frekuensi?
Ini digunakan untuk mengukur frekuensi tepat isyarat yang dihasilkan dari penjana gelombang persegi atau pengayun.
3). Apakah jenis pembilang yang digunakan untuk mengukur frekuensi tinggi?
Pembilang segerak dan tak segerak digunakan untuk mengukur frekuensi tinggi.
4). Apa maksud anda dengan kaunter mod?
Pembilang mod atau pembilang modulus ditakrifkan sebagai keadaan no.of yang menyatakan pembilang mengira denyutan secara berurutan dengan menggunakan isyarat jam.
5). Apakah dua kaedah pembilang frekuensi?
Kaedahnya adalah pengiraan langsung dan timbal balik
Oleh itu, ini semua mengenai definisi, gambarajah blok, rajah litar, reka bentuk litar, prinsip operasi, kerja, jenis, kelebihan dan aplikasi pembilang frekuensi . Berikut adalah soalan untuk anda, apakah kelemahan pembilang frekuensi?
