Frekvenču skaitītājs - mērķis, veidi, lietošanas īpašības

Periodisko signālu frekvences noteikšanai, kā arī spektru harmonisko komponentu noteikšanai tiek izmantotas īpašas radio mērīšanas (un elektriskās mērīšanas) ierīces, ko sauc par frekvences mērītājiem.

Mūsdienās ir divu veidu frekvenču skaitītāji saskaņā ar mērīšanas metodi: analogie (tiešai frekvences novērtēšanai) un salīdzināšanas ierīces (kas ietver: elektronisko skaitīšanu, heterodīnu, rezonansi utt.).

Analogie ir piemēroti sinusoidālo svārstību, heterodīna, rezonanses un vibrācijas pētīšanai - signāla harmonisko komponentu mērīšanai, elektroniskajai skaitīšanai un kondensatoram - diskrētu notikumu frekvenču noteikšanai.

Atbilstoši konstrukcijas veidam frekvences mērītājus var montēt uz paneļa, portatīviem vai stacionāriem – konstrukcijas veids ir atkarīgs no konkrētās ierīces pielietojuma jomas.

Analogā rādītāja frekvences skaitītājs

Analogais analogais frekvences mērītājs attiecas uz elektromehāniskām mērierīcēm un darbojas pēc magnetoelektriskā, elektromagnētiskā vai elektrodinamiskā sistēma.

Šādas ierīces darbības pamatā ir saliktās mērīšanas ķēdes pretestības moduļa atkarība no caur to plūstošās strāvas parametriem. Ierīces mērīšanas ķēde sastāv no frekvences atkarīgām un no frekvences neatkarīgām pretestībām.

Tātad uz proporcionālā instrumenta sviru tiek nosūtīti dažādi signāli: izmērītā strāva tiek padota uz vienu roku caur no frekvences neatkarīgu ķēdi, uz otru - caur no frekvences atkarīgu ķēdi. Rezultātā ierīces adata tiek novietota tādā stāvoklī, ka strāvu magnētiskās plūsmas caur abām svirām atradīs līdzsvaru.

Frekvenču skaitītāja piemērs, kas darbojas pēc šī principa, ir padomju dizains M800 strāvas frekvenču mērīšanai diapazonā no 900 līdz 1100 Hz mobilo un stacionāro objektu shēmās. Ierīces enerģijas patēriņš ir 7 W.

Niedru niedru frekvences mērītājs

Niedru frekvences mērītāja mērogā ir plākšņu komplekts elastīgu tērauda mēlīšu veidā, un katrai no niedrēm ir sava mehāniskās vibrācijas rezonanses frekvence. Niedru rezonanses vibrācijas izraisa elektromagnēta mainīga magnētiskā lauka darbība.

Kad analizētā strāva iet caur elektromagnētisko ķēdi, mēle ar vistuvāko rezonanses frekvenci strāvas frekvencei sāk svārstīties ar vislielāko amplitūdu. Katras niedres rezonanses vibrācijas frekvence atspoguļojas ierīces mērogā. Tātad vizuālā norāde ir ļoti skaidra.

Vibrācijas niedres frekvences mērītāja piemērs ir instruments B80, ko izmanto frekvences mērīšanai maiņstrāvas ķēdēs.Frekvenču diapazons ir no 48 līdz 52 Hz, frekvences mērītāja enerģijas patēriņš ir 3,5 W.

Kondensatora frekvences mērītājs

Šodien jūs varat atrast kondensatoru frekvences mērītājus diapazonā no 10 Hz līdz 10 MHz. Šo ierīču darbības princips ir balstīts uz kondensatora uzlādes un izlādes procesu maiņu. Kondensatoru uzlādē akumulators, pēc tam izlādējas elektromehāniskajā sistēmā.

Uzlādes-izlādes atkārtošanās ātrums sakrīt ar pētāmā signāla frekvenci, jo izmērītais signāls vien nosaka pārslēgšanas impulsu. Mēs zinām, ka CU lādiņš plūst vienā darba ciklā, tāpēc caur magnetoelektrisko sistēmu plūstošā strāva ir proporcionāla frekvencei, līdz ar to ampēri ir proporcionāli herciem.

Kondensatora frekvences mērītāja piemērs ar 21 mērījumu diapazonu ir F5043 ierīce, ko izmanto zemfrekvences aprīkojuma regulēšanai. Minimālā izmērāmā frekvence ir 25 Hz, maksimālā ir 20 kHz. Ierīces patēriņš darba režīmā - ne vairāk kā 13 W.

Frekvences skaitītājs heterodīns

Heterodīna frekvenču mērītāji ir noderīgi raiduztvērēju uzstādīšanai un uzturēšanai, modulētu signālu nesējfrekvenču mērīšanai. Pētot signāla frekvenci salīdzina ar lokālā oscilatora (regulējamā palīgoscilatora) frekvenci, līdz tiek sasniegts nulles ritms.

Nulles sitieni norāda uz pētāmā signāla frekvences sakritību ar lokālā oscilatora frekvenci. Laika pārbaudīta heterodīna frekvences mērītāja piemērs ir "Ch4-1 Wave Meter" caurule, ko izmanto CW raidītāju un uztvērēju kalibrēšanai. Ierīces darbības diapazons ir no 125 kHz līdz 20 MHz.

Rezonanses frekvences mērītājs

Noskaņojamā rezonatora frekvence tiek salīdzināta ar pārbaudāmā signāla frekvenci. Rezonators ir oscilējoša ķēde, dobuma rezonators vai ceturkšņa viļņa segments. Pētītais signāls nonāk rezonatorā, un no rezonatora izejas signāls nonāk galvanometrā.

Galvanometra maksimālie rādījumi parāda vislabāko rezonatora dabiskās frekvences atbilstību pētāmā signāla frekvencei. Operators kontrolē rezonatoru ar ciparripu. Dažos rezonanses frekvences mērītāju modeļos jutības palielināšanai tiek izmantoti pastiprinātāji.

Rezonanses frekvences skaitītāja piemērs ir ierīce Ch2-33, kas paredzēta uztvērēju un raidītāju noregulēšanai ar nepārtrauktu un impulsu modulētu signālu frekvencēm no 7 līdz 9 GHz. Ierīces patēriņš ir ne vairāk kā 30 vati.

Elektroniskais frekvenču skaitītājs

Elektroniskais frekvences skaitītājs vienkārši saskaita impulsu skaitu. Saskaitītos impulsus veido ieejas ķēdes no patvaļīgas formas periodiska signāla. Šajā gadījumā atpakaļskaitīšanas intervāls tiek iestatīts, pamatojoties uz ierīces kristāla oscilatoru. Tādējādi elektroniskais frekvenču skaitītājs ir salīdzināšanas ierīce, kuras precizitāte ir atkarīga no standarta kvalitātes.

Elektroniskie frekvenču skaitītāji skaitīšanai ir ļoti daudzpusīgas ierīces, tās atšķiras ar plašiem mērījumu frekvenču diapazoniem un augstu precizitāti. Piemēram, Ch3-33 instrumenta mērījumu diapazons ir no 0,1 Hz līdz 1,5 GHz, un precizitāte ir 0,0000001. Pieejamās izmērītās frekvences palielinās līdz desmitiem gigahercu, jo mūsdienu ierīcēs tiek izmantoti sadalītāji.

Kopumā šim nolūkam elektroniskie frekvenču skaitītāji ir visizplatītākās un pieprasītākās profesionālās ierīces.Tie ļauj ne tikai izmērīt frekvences, bet arī ļauj atrast gan impulsu ilgumu, gan intervālus starp tiem un pat aprēķināt frekvenču attiecības, nemaz nerunājot par impulsu skaita skaitīšanu.