Frekvenční čítač - účel, druhy, vlastnosti použití

K určení frekvencí periodických signálů, jakož i k identifikaci harmonických složek spekter se používají speciální rádiové měřicí (a elektrické měřicí) přístroje zvané frekvenční měřiče.

Dnes existují dva typy frekvenčních čítačů podle metody měření: analogová (pro přímý odhad frekvence) a srovnávací zařízení (která zahrnují: elektronické počítání, heterodyn, rezonance atd.).

Analogové jsou vhodné pro studium sinusových oscilací, heterodynních, rezonančních a vibračních - pro měření harmonických složek signálu, elektronické počítání a kondenzátor - pro určování frekvencí diskrétních dějů.

Podle typu konstrukce mohou být měřiče frekvence namontovány na panel, přenosné nebo stacionární - typ konstrukce závisí na oblasti použití konkrétního zařízení.

Čítač frekvence analogového ukazatele

Analogový analogový měřič frekvence označuje elektromechanická měřicí zařízení a pracuje na principu magnetoelektrického, elektromagnetického popř. elektrodynamický systém.

Činnost takového zařízení je založena na závislosti modulu impedance kompozitního měřicího obvodu na parametrech jím procházejícího proudu. Měřicí obvod přístroje se skládá z frekvenčně závislých a frekvenčně nezávislých odporů.

Do ramene proporcionálního přístroje jsou tedy posílány různé signály: měřený proud je přiváděn do jednoho ramene přes frekvenčně nezávislý obvod, do druhého přes frekvenčně závislý obvod. Výsledkem je, že jehla zařízení je umístěna v takové poloze, že magnetické toky proudů oběma rameny najdou rovnováhu.

Příkladem frekvenčního čítače pracujícího na tomto principu je sovětský navržený M800 pro měření aktuálních frekvencí v rozsahu 900 až 1100 Hz ve schématech mobilních a stacionárních objektů. Spotřeba zařízení je 7W.

Jazýčkový měřič frekvence

Jazýčkový měřič frekvence má na stupnici sadu destiček v podobě pružných ocelových jazýčků a každý z jazýčků má svou vlastní rezonanční frekvenci mechanického kmitání. Rezonanční kmity jazýčku jsou buzeny působením střídavého magnetického pole elektromagnetu.

Když analyzovaný proud prochází elektromagnetickým obvodem, jazyk s rezonanční frekvencí nejbližší frekvenci proudu začne kmitat s největší amplitudou. Frekvence rezonančních vibrací každého plátku se odráží na stupnici zařízení. Takže vizuální indikace je velmi jasná.

Příkladem vibračního jazýčkového frekvenčního měřiče je přístroj B80, který se používá k měření frekvence ve střídavých obvodech.Frekvenční rozsah je od 48 do 52 Hz, příkon frekvenčního měřiče je 3,5W.

Měřič frekvence kondenzátoru

Dnes můžete najít měřiče frekvence kondenzátorů pro rozsahy od 10 Hz do 10 MHz. Princip činnosti těchto zařízení je založen na střídání procesů nabíjení a vybíjení kondenzátoru. Kondenzátor se nabíjí z baterie a poté se vybíjí v elektromechanickém systému.

Opakovací frekvence nabíjení-vybíjení se shoduje s frekvencí zkoumaného signálu, protože měřený signál sám o sobě určuje spínací impuls. Víme, že náboj CU protéká v jednom pracovním cyklu, proto je proud protékající magnetoelektrickým systémem úměrný frekvenci, ampéry jsou tedy úměrné hertzům.

Příkladem kondenzátorového frekvenčního měřiče s 21 měřicími rozsahy je zařízení F5043 používané k nastavení nízkofrekvenčních zařízení. Minimální měřitelná frekvence je 25 Hz, maximální 20 kHz. Spotřeba zařízení v pracovním režimu - ne více než 13 W.

Frekvenční čítač heterodyn

Heterodynní frekvenční měřiče jsou užitečné pro nastavení a údržbu transceiverů, pro měření nosných frekvencí modulovaných signálů. Frekvence zkoumaného signálu se porovnává s frekvencí lokálního oscilátoru (pomocného laditelného oscilátoru), dokud není dosaženo nulového rytmu.

Nulové údery indikují shodu frekvence zkoumaného signálu s frekvencí lokálního oscilátoru. Příkladem časem prověřeného heterodynního frekvenčního měřiče je elektronka "Ch4-1 Wave Meter", používaná ke kalibraci CW vysílačů a přijímačů. Pracovní rozsah zařízení je od 125 kHz do 20 MHz.

Měřič rezonanční frekvence

Frekvence laditelného rezonátoru se porovnává s frekvencí testovaného signálu. Rezonátor je oscilační obvod, dutinový rezonátor nebo čtvrtvlnný segment. Zkoumaný signál jde do rezonátoru a z výstupu rezonátoru jde signál do galvanometru.

Maximální hodnoty galvanometru ukazují nejlepší shodu vlastní frekvence rezonátoru s frekvencí studovaného signálu. Operátor ovládá rezonátor číselníkem. U některých modelů rezonančních frekvenčních měřičů se pro zvýšení citlivosti používají zesilovače.

Příkladem rezonančního frekvenčního čítače je zařízení Ch2-33, určené pro ladění přijímačů a vysílačů s frekvencemi spojitých a pulzně modulovaných signálů od 7 do 9 GHz. Spotřeba zařízení není větší než 30 wattů.

Elektronický frekvenční čítač

Elektronický frekvenční čítač jednoduše počítá počet impulsů. Počítané impulsy jsou tvořeny vstupními obvody z periodického signálu libovolného tvaru. V tomto případě je interval odpočítávání nastaven na základě krystalového oscilátoru zařízení. Elektronický frekvenční čítač je tedy srovnávacím zařízením, jehož přesnost závisí na kvalitě etalonu.

Elektronické frekvenční čítače pro počítání jsou velmi univerzální zařízení, liší se širokými frekvenčními rozsahy měření a vysokou přesností. Například rozsah měření přístroje Ch3-33 je 0,1 Hz až 1,5 GHz a přesnost je 0,0000001. Dostupné měřené frekvence se díky použití děličů v moderních zařízeních zvyšují až na desítky gigahertzů.

Obecně jsou elektronické frekvenční čítače nejběžnější a nejžádanější profesionální zařízení pro tento účel.Umožňují nejen měřit frekvence, ale také umožňují zjistit jak dobu trvání pulzů, tak intervaly mezi nimi, a dokonce vypočítat vztah mezi frekvencemi, nemluvě o počítání počtu pulzů.