Na eletrônica digital, contadores são usados para contar o número de pulsos ou eventos que ocorreram. Os contadores armazenam os dados e são constituídos por um grupo de sandálias de dedo com um sinal de relógio aplicado. Os contadores são capazes de medir a frequência e o tempo junto com o processo de contagem. Eles podem incrementar endereços de memória de acordo com a aplicação. Os contadores são divididos em dois tipos, eles são contadores síncronos e contadores assíncronos. O 'mod' do contador indica que o número de estados deve ser aplicado antes de contar os pulsos. Eles são usados em várias aplicações digitais, como conversores analógico para digital, relógios digitais, divisores de frequência, circuitos de temporizador e muito mais. Este artigo é sobre o contador de frequência.

O que é o contador de freqüência?

Definição: Os instrumentos de teste que estão associados a uma ampla gama de frequências de rádio que a frequência e o tempo dos sinais digitais são chamados de contadores de frequência. Eles são capazes de medir a frequência e o tempo de sinais digitais repetidos com precisão. Eles também são conhecidos como medidores de frequência, usados para medir a frequência e o tempo de ondas quadradas e pulsos de entrada. Eles são usados em várias aplicações com faixa de RF. Esses contadores usam Prescaler para reduzir a frequência e operar o circuito digital. A frequência dos sinais digitais ou analógicos é exibida em seu display em HZ.

Contador de freqüência

Quando o número de pulsos ou eventos ocorre em um período específico de tempo, o contador conta os pulsos e os transfere para o contador de freqüência para exibir a faixa de freqüência dos pulsos e o contador é zerado. É muito fácil de usar e medir a frequência e exibe em formato digital. Eles estão disponíveis a preços acessíveis com mais precisão.

Diagrama de bloco

O diagrama de bloco do contador de frequência contém sinal de entrada, condicionamento de entrada e limite, porta AND, contador ou latch, base de tempo ou relógio preciso, divisores de década, flip-flop e display.

Diagrama de blocos do contador de freqüência

Entrada

Quando o sinal de entrada com alta impedância de entrada e baixa impedância de saída é aplicado a este contador, ele será enviado ao amplificador para converter o sinal em uma onda quadrada ou retangular para processamento dentro do circuito digital. O sinal de entrada é armazenado em buffer e amplificado usando as condições e limites de entrada. Nesta etapa, o gatilho Schmitt é usado para controlar a contagem de pulsos adicionais ocorridos devido ao ruído nas bordas. Para reduzir a contagem de pulsos adicionais, o nível de disparo e a sensibilidade do contador podem ser controlados.

Relógio (base de tempo precisa)

Um relógio ou base de tempo precisa é necessário para produzir vários sinais de tempo em intervalos de tempo precisos. Usa um oscilador de cristal com alta qualidade para sinais de tempo controlados e precisos. O relógio é aplicado aos divisores de década.

Divisores e flip-flop da década

Os pulsos gerados a partir do sinal de entrada e do sinal de relógio são alimentados aos divisores de década para dividir o sinal de relógio e a saída é dada ao flip-flop para produzir pulso de habilitação para o principal E portão .

Portão

O pulso preciso de habilitação do flip-flop e o trem de pulsos do sinal de entrada são aplicados à porta (porta E) para produzir uma série de pulsos em um intervalo de tempo preciso. Se o sinal de entrada / sinal de entrada estiver em 1 MHz e para a porta de 1 segundo deve ser aberta, então 1 milhão de pulsos são produzidos como um sinal de saída resultante.

Contador ou trava

A saída da porta é enviada ao contador para contar o número de pulsos que ocorreram a partir do sinal de entrada. A trava é usada para segurar o sinal de saída enquanto exibe os números, enquanto isso, o contador conta os pulsos. Terá 10 estágios para contar e manter os pulsos.

Exibição

A saída do contador e a trava são fornecidas ao display para fornecer a saída em um formato legível. A frequência do sinal de saída é exibida. Os visores mais comumente usados são LCD ou LED. Uma vez que haverá um dígito para cada contador de década e as informações relacionadas serão exibidas no visor.

Diagrama de circuito do contador de frequência

O diagrama de circuito disso pode ser feito usando dois temporizadores, contadores, microcontroladores 8051, resistores de potencial, gerador de onda quadrada e tela de LCD . O diagrama básico do circuito é mostrado abaixo.

Diagrama de circuito usando temporizadores

O contador de frequência usa o temporizador IC 555 para fornecer sinais de relógio em um intervalo de tempo preciso de um segundo. Arduino UNO é usado como um gerador de onda quadrada. A Temporizador IC 555 e o gerador de onda quadrada pode ser configurado como um multivibrador astável . O display LCD 16 × 2 é usado para exibir a frequência do sinal de saída em Hertz.

O circuito deste pode ser feito usando o temporizador IC 555 e o temporizador / contador de 8051 microcontroladores. Para gerar os sinais oscilantes com um ciclo de trabalho (99%) com o maior período de tempo do sinal de saída, o temporizador IC 555 é usado. Os resistores de limite e descarga podem ser ajustados para obter um valor desejado do ciclo de trabalho. A fórmula para o ciclo de trabalho é D = (R1 + R2) / (R1 + 2R2).

“amplificadores operacionais invertidos e não invertidos ”

O temporizador / contador dos microcontroladores 8051 é usado para gerar a frequência do pulso em Hertz. Como o 8051 tem dois temporizadores que atuam como temporizador 0 e temporizador 1 e operados no modo 0 e modo 1. O temporizador 0 é usado para produzir um atraso de tempo. Os pulsos do gerador de onda quadrada são contados usando o temporizador 1.

O projeto do circuito do contador de frequência usando o temporizador IC 555 é mostrado abaixo.

Contador de frequência usando o temporizador IC 555

Princípio de funcionamento do circuito do contador de frequência

Os pulsos gerados do gerador de onda quadrada são alimentados ao contador / temporizador do 8051. Ele é operado em dois modos para gerar retardo de tempo e contar os pulsos. O contador / temporizador de 8051 conta o número de pulsos do sinal de entrada em um intervalo de tempo. A saída do contador é fornecida ao display LCD de 16 × 2 para exibir a frequência do sinal (número de ciclos / segundo) em Hz em um intervalo de tempo específico. Este é o princípio de operação do contador de freqüência.

Funcionamento do contador de frequência

O funcionamento do contador de frequência pode ser explicado no diagrama de circuito acima. O pulso gerado a partir do gerador de onda quadrada ( Arduino UNO ) é fornecido ao pino 3.5 (porta 3) dos microcontroladores 8051. O pino 3.5 do 8051 atua como temporizador 1 e é configurado como um contador. O bit TCON TR1 pode ser definido como HIGH e LOW para contar os pulsos. A contagem final é armazenada nos registros TH1 e TL1 (temporizador 1). A frequência do pulso pode ser calculada usando a fórmula,

F = (TH1 X 256) + TL1

Para converter os valores do pulso em hertz, o valor resultante é multiplicado por 10, ou seja, a frequência em ciclos por segundo. Após alguns cálculos dentro do contador de frequência, a frequência do pulso é exibida no LCD 16 × 2.

Tipos de contador de freqüência

A frequência do pulso pode ser medida usando dois tipos de contadores de frequência. Eles estão,

Contador de frequência de contagem direta
Contador de freqüência recíproca.

Contador de freqüência de contagem direta

Este é um dos métodos mais simples de medir a frequência de um pulso de entrada. Depois de contar o número de ciclos do pulso de entrada por segundo, a frequência pode ser calculada usando um circuito contador simples. Este método convencional é limitado para medir a resolução de baixa frequência. Para obter a resolução mais alta, o tempo de porta pode ser expandido. Por exemplo, para medir a resolução em 1 MHz, é necessário um período de tempo de 1000 segundos para medir de uma vez.

Contador de freqüência recíproca

Este método é usado para superar as desvantagens do método de contagem direta. Ele mede o período de tempo do pulso de entrada em vez de calcular o número de ciclos por segundo. A frequência do pulso pode ser calculada usando F = 1 / T. A resolução final da frequência depende da resolução temporal e independente da frequência de entrada. Ele pode medir a baixa frequência na resolução mais alta muito rapidamente e reduz o ruído ajustando o nível de disparo. Ele mede o período de tempo do pulso de entrada (contém vários ciclos) e mantém resolução de tempo suficiente. Isso pode ser feito a baixo custo.

Os outros tipos de contadores de frequência são

O contador de frequência de bancada é usado para equipamentos de teste de eletrônicos
O contador de frequência PXI exibe a frequência em formato PXI e é usado para sistemas de teste e controle.
Contador de frequência portátil
Contador de frequência usando um multímetro digital
Medidor de painel

Vantagens

O vantagens do contador de frequência estamos

Ele mede a frequência do pulso gerado pelo gerador de onda quadrada em um intervalo de tempo preciso.
Eles são amplamente usados para medir a frequência dentro da faixa de RF
Esses contadores fornecem valores de frequência precisos com muita rapidez e facilidade.
É econômico dependendo da aplicação.
Garante que todas as frequências sejam transmitidas dentro das bandas especificadas.

Formulários

O aplicações de contador de frequência estamos

Usado para determinar a frequência do pulso obtido do gerador de onda quadrada.
Usado para medir a frequência do pulso com muita precisão
Mede a frequência do sinal de entrada em o transmissor e receptor em uma linha
Usado em transmissões de dados por causa do pulso do clock.
A frequência de um oscilador pode ser medida
Usado na faixa de RF
Detecta a frequência de uma transmissão de dados de alta potência

FAQs

1). Qual é a unidade de frequência?

A frequência do sinal é medida em Hertz (HZ)

2). Qual é a utilidade de um contador de frequência?

Eles são usados para medir a frequência precisa de um sinal gerado por um gerador de onda quadrada ou um oscilador.

3). Que tipo de contadores são usados para medir altas frequências?

Contadores síncronos e assíncronos são usados para medir altas frequências.

4). O que você quer dizer com contador de mod?

O contador de mod ou contador de módulo é definido como o número de estados que o contador conta o pulso em sequência aplicando um sinal de clock.

5). Quais são os dois métodos de contador de frequência?

Os métodos são contagem direta e recíproca

Assim, trata-se de definição, diagrama de blocos, diagrama de circuito, projeto de circuito, princípio de operação, funcionamento, tipos, vantagens e aplicações do contador de frequência . Aqui está uma pergunta para você, quais são as desvantagens de um contador de frequência?