اندازه گیری فرکانس به وسیله مولتی متر

در بسیاری از مدارها اندازه گیری فرکانس مورد نیاز است. دستگاه اندازه گیری فرکانس گران است و اغلب افراد توانایی مالی خرید آن را ندارند. در این قسمت مداری توضیح داده شده است که با استفاده از آن می توان فرکانس را به ولتاژ تبدیل نمود. ولتاژ حاصل اندازه گیری می شود تا نشانگر اندازه فرکانس ورودی به مبدل باشد.

مدار بر اساس مبدل فرکانس به ولتاژ LM2907 یا LM2917 طراحی شده است به گونه ای که وقتی فرکانس ورودی از یک مقدار معین بگذرد یک رله، لامپ و یا یک نشان دهنده مناسب تحریک می شود. این آی سی از تکنیک Charge Pump استفاده می کند و خروجی آن به ازای فرکانس ورودی صفر، به سمت صفر میل می کند.

قابلیت جریان دهی آی سی فوق 500mA برای راه اندازی رله، سولونوئید یا LED می باشد و همچنین دارای مشخصه هیسترزیس است. نقشه پایه ها و مشخصات الکتریکی آی سی به ترتیب در شکل 1 و جدول 1 آمده است.

شکل 1 نقشه پایه های آی سی LM2917N

جدول 1 مشخصات الکتریکی آی سی LM2917N

کاربرد آی سی بسیار اسان است و رابطه ولتاژ خروجی آن به صورت زیر است:

V_out = f_in * V_cc * VR1 * C2

F * Vcc * VR1 * C2 =

VR1 مقاومت بین پایه 3 و زمین است. C2 خازن بین پایه 2 و زمین و F فرکانس سیگنال ورودی می باشد. ماکزیمم ولتاژ تغذیه به آی سی 28V است. جهت اندازه گیری فرکانس، از رنج های پایین ولتاژ DC مولتی متر استفاده شود که می تواند کلیه رنج های کمتر از 28V DC باشد.

برای مثال چنانچه برای اندازه گیری فرکانس، رنج 10V DC مولتی متر انتخاب شود و داشته باشیم:

(ولتاژ تغذیه) Vout=10V   Vcc=10V

C2=0.01µF  VR1=10K

آنگاه با توجه به معادله داریم:

فرکانس ورودی F=10kHz، ولتاژ خروجی 10V DC را نتیجه می دهد یا:

فرکانس ورودی F=1kHz، ولتاژ خروجی 1V را نتیجه می دهد.

یا چنانچه در این رنج، مولتی متر ولتاژ 5V را نشان دهد، F برابر 5kHz خواهد بود.

به همین گونه، فرمول می تواند برای رنج های 200mV و 2V و 10V و 20V که معمولا در بیشتر مولتی مترهای آنالوگ یا دیجیتال در دسترس است، تطبیق داده شود.

مدار کامل در شکل 2 نشان داده شده است. VR1 با توجه به رنج انتخاب شده و فرکانس های ورودی مختلف تنظیم می شود. دستگاه را می توان با یک فرکانس متر دقیق دیگر و یا یک فرکانس شناخته شده کالیبره نمود. دقت دستگاه به کالیبره آن و مولتی متر بستگی دارد.

برای داشتن دقت بالاتر، VR1 را کمتر از 10 مگا اهم و C2 را بیشتر از 100pF انتخاب کنید. استفاده از آی سی LM2917 به همراه دیود زنر ترجیح داده می شود.

این آی سی همچنین می تواند در دورسنج های سرعت بالا، dwell meter پلاتین ماشین، کلیدهای سریع و تاکومترها مورد استفاده قرار گیرد.

شکل 2 نقشه شماتیک اندازه گیری فرکانس به وسیله مولتی متر