Trong điện tử kỹ thuật số, quầy giao dịch được sử dụng để đếm số xung hoặc sự kiện đã xảy ra. Bộ đếm lưu trữ dữ liệu và được tạo thành từ một nhóm dép tông với một tín hiệu đồng hồ được áp dụng. Máy đếm có khả năng đo tần số và thời gian cùng với quá trình đếm. Chúng có thể tăng địa chỉ bộ nhớ tùy theo ứng dụng. Bộ đếm được chia thành hai loại chúng là bộ đếm đồng bộ và bộ đếm không đồng bộ. ‘Mod’ của bộ đếm chỉ ra trạng thái no.of nên được áp dụng trước khi đếm xung. Chúng được sử dụng trong các ứng dụng kỹ thuật số khác nhau như bộ chuyển đổi tương tự sang kỹ thuật số, đồng hồ kỹ thuật số, bộ phân tần, mạch hẹn giờ, và nhiều hơn nữa. Bài viết này là tất cả về bộ đếm tần số.
Bộ đếm tần số là gì?
Định nghĩa: Các thiết bị thử nghiệm được kết hợp với một loạt các tần số vô tuyến tần số và thời gian của tín hiệu số được gọi là bộ đếm tần số. Chúng có khả năng đo tần số và thời gian của các tín hiệu kỹ thuật số lặp lại một cách chính xác. Chúng còn được gọi là máy đo tần số, được sử dụng để đo tần số và thời gian của sóng vuông và xung đầu vào. Chúng được sử dụng trong các ứng dụng khác nhau với dải tần RF. Các bộ đếm này sử dụng Prescaler để giảm tần số và vận hành mạch kỹ thuật số. Tần số của tín hiệu kỹ thuật số hoặc tín hiệu tương tự được hiển thị trên màn hình của nó trong HZ.
Bộ đếm tần số
Khi số xung hoặc sự kiện xảy ra trong một khoảng thời gian cụ thể, bộ đếm sẽ đếm các xung và chuyển nó đến bộ đếm tần số để hiển thị dải tần số của các xung và bộ đếm được đặt thành không. Nó rất dễ sử dụng và đo tần số và hiển thị ở dạng kỹ thuật số. Chúng có sẵn với mức giá phải chăng với độ chính xác cao hơn.
Sơ đồ khối
Sơ đồ khối bộ đếm tần số chứa tín hiệu đầu vào, điều hòa đầu vào và ngưỡng, cổng AND, bộ đếm hoặc chốt, cơ sở thời gian hoặc đồng hồ chính xác, bộ chia thập kỷ, bảng lật và màn hình.
Sơ đồ khối bộ đếm tần số
Đầu vào
Khi tín hiệu đầu vào có trở kháng đầu vào cao và trở kháng đầu ra thấp được đưa vào bộ đếm này, sau đó nó sẽ được đưa đến bộ khuếch đại để chuyển tín hiệu thành sóng vuông hoặc sóng chữ nhật để xử lý trong mạch kỹ thuật số. Tín hiệu đầu vào được đệm và khuếch đại bằng cách sử dụng các điều kiện và ngưỡng đầu vào. Trong giai đoạn này, kích hoạt Schmitt được sử dụng để điều khiển việc đếm các xung bổ sung xảy ra do nhiễu ở các cạnh. Để giảm xung đếm thêm, có thể kiểm soát mức kích hoạt và độ nhạy của bộ đếm.
Đồng hồ (Cơ sở thời gian chính xác)
Đồng hồ hoặc cơ sở thời gian chính xác là cần thiết để tạo ra các tín hiệu thời gian khác nhau tại các khoảng thời gian chính xác. Nó sử dụng một dao động tinh thể với chất lượng cao cho tín hiệu thời gian được kiểm soát và chính xác. Đồng hồ được áp dụng cho các vạch chia thập kỷ.
Bộ chia thập kỷ và Flip-Flop
Các xung được tạo ra từ tín hiệu đến và tín hiệu đồng hồ được đưa đến các bộ chia thập kỷ để phân chia tín hiệu đồng hồ và đầu ra được đưa cho flip-flop để tạo ra xung kích hoạt cho main Và cổng .
Cánh cổng
Xung kích hoạt chính xác từ flip-flop và dòng xung từ tín hiệu đầu vào được áp dụng cho cổng (cổng AND) để tạo ra một chuỗi xung tại một khoảng thời gian chính xác. Nếu tín hiệu đầu vào / tín hiệu đến là 1 MHZ và cổng 1 giây sẽ được mở, thì 1 triệu xung được tạo ra dưới dạng tín hiệu đầu ra.
Bộ đếm hoặc Chốt
Đầu ra của cổng được đưa đến bộ đếm để đếm số xung xảy ra từ tín hiệu đầu vào. Chốt được sử dụng để giữ tín hiệu đầu ra trong khi hiển thị các số liệu, trong khi đó, bộ đếm sẽ đếm các xung. Nó sẽ có 10 giai đoạn để đếm và giữ các xung.
Trưng bày
Đầu ra của bộ đếm và chốt được đưa cho màn hình để cung cấp đầu ra ở định dạng có thể đọc được. Tần số của tín hiệu đầu ra được hiển thị. Màn hình thường được sử dụng là LCD hoặc LED. Vì sẽ có một chữ số cho mỗi bộ đếm thập kỷ và thông tin liên quan được hiển thị trên màn hình.
Sơ đồ mạch đếm tần số
Sơ đồ mạch của điều này có thể được thực hiện bằng cách sử dụng hai bộ định thời, bộ đếm, bộ vi điều khiển 8051, điện trở tiềm năng, máy phát sóng vuông và Màn hình LCD . Sơ đồ mạch cơ bản được hiển thị bên dưới.
Sơ đồ mạch sử dụng bộ hẹn giờ
Bộ đếm tần số sử dụng bộ định thời IC 555 để cung cấp tín hiệu đồng hồ ở một khoảng thời gian chính xác là một giây. Arduino UNO được sử dụng như một bộ tạo sóng vuông. An Bộ định thời IC 555 và bộ tạo sóng vuông có thể được định cấu hình như một multivibrator đáng kinh ngạc . Màn hình LCD 16 × 2 được sử dụng để hiển thị tần số của tín hiệu đầu ra ở Hertz.
Mạch điều này có thể được thực hiện bằng cách sử dụng bộ định thời IC 555 và bộ định thời / bộ đếm của vi điều khiển 8051. Để tạo ra các tín hiệu dao động với chu kỳ nhiệm vụ (99%) với khoảng thời gian cao nhất của tín hiệu đầu ra, bộ định thời IC 555 được sử dụng. Có thể điều chỉnh ngưỡng và điện trở phóng điện để có được giá trị mong muốn của chu kỳ làm việc. Công thức cho chu kỳ nhiệm vụ là D = (R1 + R2) / (R1 + 2R2).
Bộ định thời / bộ đếm của vi điều khiển 8051 được sử dụng để tạo tần số của xung trong Hertz. Vì 8051 có hai bộ định thời hoạt động như bộ định thời 0 và bộ định thời 1 và hoạt động ở chế độ 0 và chế độ 1. Bộ định thời 0 được sử dụng để tạo ra thời gian trễ. Các xung phát ra từ bộ tạo sóng vuông được đếm bằng cách sử dụng bộ định thời 1.
Thiết kế mạch của bộ đếm tần sử dụng bộ định thời IC 555 được trình bày dưới đây.
Bộ đếm tần số sử dụng bộ định thời IC 555
Nguyên tắc hoạt động của mạch đếm tần số
Các xung được tạo ra từ bộ tạo sóng vuông được đưa đến bộ đếm / bộ định thời của 8051. Nó được hoạt động ở hai chế độ tạo độ trễ thời gian và đếm xung. Bộ đếm / bộ định thời của 8051 đếm số xung từ tín hiệu đầu vào tại một khoảng thời gian. Đầu ra từ bộ đếm được đưa đến màn hình LCD 16 × 2 để hiển thị tần số của tín hiệu (số chu kỳ / giây) tính bằng Hz tại một khoảng thời gian cụ thể. Đây là nguyên lý hoạt động của bộ đếm tần số.
Bộ đếm tần số hoạt động
Sự làm việc của bộ đếm tần số có thể được giải thích từ sơ đồ mạch trên. Xung được tạo ra từ bộ tạo sóng vuông ( Arduino UNO ) được cấp cho chân 3.5 (cổng 3) của vi điều khiển 8051. Chân 3.5 của 8051 hoạt động như bộ định thời 1 và được cấu hình như một bộ đếm. Bit TCON TR1 có thể được đặt thành CAO và THẤP để đếm các xung. Số đếm cuối cùng được lưu trong thanh ghi TH1 và TL1 (bộ định thời 1). Tần số của xung có thể được tính bằng cách sử dụng công thức,
F = (TH1 X 256) + TL1
Để chuyển đổi các giá trị của xung tính bằng hertz, giá trị kết quả được nhân với 10, tức là tần số tính theo chu kỳ trên giây. Sau một số tính toán bên trong bộ đếm tần số, tần số của xung được hiển thị trên màn hình LCD 16 × 2.
Các loại bộ đếm tần số
Tần số của xung có thể được đo bằng cách sử dụng hai loại máy đếm tần số. Họ đang,
- Bộ đếm tần số đếm trực tiếp
- Bộ đếm tần số đối ứng.
Bộ đếm tần số đếm trực tiếp
Đây là một trong những phương pháp đơn giản nhất để đo tần số của xung đầu vào. Sau khi đếm số chu kỳ của xung đầu vào mỗi giây, tần số có thể được tính bằng cách sử dụng một mạch đếm đơn giản. Phương pháp thông thường này được giới hạn để đo độ phân giải tần số thấp. Để có độ phân giải cao nhất, thời gian cổng có thể được mở rộng. Ví dụ: để đo độ phân giải ở 1MHZ, thì cần khoảng thời gian 1000 giây để đo cùng một lúc.
Bộ đếm tần số đối ứng
Phương pháp này được sử dụng để khắc phục nhược điểm của phương pháp đếm trực tiếp. Nó đo khoảng thời gian của xung đầu vào thay vì tính toán số chu kỳ trên giây. Tần số của xung có thể được tính bằng cách sử dụng F = 1 / T. Độ phân giải tần số cuối cùng phụ thuộc vào độ phân giải thời gian và không phụ thuộc vào tần số đầu vào. Nó có thể đo tần số thấp ở độ phân giải cao nhất rất nhanh và giảm nhiễu bằng cách điều chỉnh mức kích hoạt. Nó đo khoảng thời gian của xung đầu vào (chứa nhiều chu kỳ) và duy trì độ phân giải đủ thời gian. Điều này có thể được thực hiện với chi phí thấp.
Các loại bộ đếm tần số khác là
- Bộ đếm tần số bàn được sử dụng cho thiết bị kiểm tra điện tử
- Bộ đếm tần số PXI hiển thị tần số ở định dạng PXI và được sử dụng cho các hệ thống kiểm tra và điều khiển.
- Máy đếm tần số cầm tay
- Bộ đếm tần số sử dụng đồng hồ vạn năng kỹ thuật số
- Bảng đồng hồ
Ưu điểm
Các ưu điểm của bộ đếm tần số Chúng tôi
- Nó đo tần số của xung được tạo ra từ bộ tạo sóng vuông tại một khoảng thời gian chính xác.
- Chúng được sử dụng rộng rãi để đo tần số trong phạm vi RF
- Các bộ đếm này cung cấp các giá trị tần số chính xác rất nhanh chóng và dễ dàng.
- Nó có hiệu quả về chi phí tùy thuộc vào ứng dụng.
- Đảm bảo rằng tất cả các tần số được truyền trong các dải tần được chỉ định.
Các ứng dụng
Các ứng dụng của bộ đếm tần số Chúng tôi
- Dùng để xác định tần số của xung thu được từ bộ tạo sóng vuông.
- Dùng để đo tần số của xung rất chính xác
- Đo tần số của tín hiệu đến tại máy phát và người nhận trên một đường dây
- Được sử dụng trong truyền dữ liệu vì xung đồng hồ.
- Tần số của một bộ dao động có thể được đo
- Được sử dụng trong phạm vi RF
- Phát hiện tần số truyền dữ liệu công suất lớn
Câu hỏi thường gặp
1). Đơn vị của tần số là gì?
Tần số của tín hiệu được đo bằng Hertz (HZ)
2). Công dụng của bộ đếm tần số là gì?
Chúng được sử dụng để đo tần số chính xác của tín hiệu được tạo ra từ bộ tạo sóng vuông hoặc bộ dao động.
3). Loại máy đếm nào dùng để đo tần số cao?
Bộ đếm đồng bộ và không đồng bộ được sử dụng để đo tần số cao.
4). Ý bạn là gì về bộ đếm mod?
Bộ đếm mod hoặc bộ đếm mô-đun được định nghĩa là trạng thái no.of mà bộ đếm đếm xung theo thứ tự bằng cách áp dụng tín hiệu đồng hồ.
5). Hai phương pháp của bộ đếm tần số là gì?
Các phương pháp là Đếm trực tiếp và Đối ứng
Vì vậy, đây là tất cả về định nghĩa, sơ đồ khối, sơ đồ mạch, thiết kế mạch, nguyên tắc hoạt động, làm việc, các loại, ưu điểm và ứng dụng của bộ đếm tần số . Đây là một câu hỏi dành cho bạn, nhược điểm của máy đếm tần số là gì?
