Frecvențmetrul cu Autoscalare

Memoriu justificativ

Prezentul proiect are ca temă "Frecvenţmetrul cu Autoscalare" şi propune o nouă viziune asupra acestui aparat de măsură. În cadrul acestei lucrări instrumentul este prezentat doar sub formă de proiect.

Noutatea ce o oferă acest tip de frecvenţmetru este aceea că alegerea scalei de măsură se face în mod automat, funcţie de semnalul de detectat. Pe lângă această proprietate pe care o posedă, aparatul oferă o precizie ridicată la măsurările de frecvenţă.

Acest dispozitiv de măsurare poate detecta atât fervenţele înalte, cât şi pe cele de joasă frecvenţă.

Principiul de funcţionare ce a fost folosit în proiectarea frecvenţmetrului este unul clasic, şi anume semnalul de măsurat este transformat într-un şir de impulsuri dreptunghiulare determinate de un numărător într-o perioadă de timp cunoscută şi dată de un generator etalon.

Timpul de răspuns al sistemului este satisfăcător în cazul măsurării semnalelor de joasă frecvenţă, în timp ce pentru înaltă frecvenţă aparatul este foarte rapid.

În capitolele prezentate am descris în amănunt structura şi funcţionarea acestui tip de frecvenţmetru.

Capitolul II

2.1. Măsurarea frecvenţei semnalelor. Principii.

Aparatele destinate indicării frecvenţei semnalelor periodice în timp pot fi încadrate, pe baza categoriei de prelucrare, fie în clasa aparatelor analogice, fie în clasa aparatelor numerice.

Măsurarea numerică a frecvenţei constă în numărarea, într-un interval de timp precizat, a perioadelor semnalului analogic prezent la intrare. Sunt prevăzute, în acest scop, cu circuite electronice de adaptare a semnalelor analogice în gama de lucru a blocurilor de prelucrare, circuite de comandă a funcţiilor şi circuite de interfaţă cu rolul de conversie a semnalului analogic în semnal numeric.

Aparatele analogice de măsurat a frecvenţei semnalelor nu numără nimic (cu toate că, uneori, sunt prevăzute cu circuite de afişare numerică a valorii măsurate), cel mult integrează mărimea prezentă la intrare. Au la bază fenomene fizice care să determine un semnal analogic, care să poată fi indicat continuu, proporţional cu frecvenţa semnalului supus măsurării.

Se consideră necesar a enunţa principalele metode de măsurare analogică a frecvenţei din două' motive. Mai întâi pentru că s-ar putea întâlni aparate fabricate acum 20, 30 de ani care încă să funcţioneze şi în al doilea rând pentru că vechile principii de construire a aparatelor pot constitui sugestii pentru noi aparate, utilizând tehnologii electronice actuale, cu performanţe ridicate.

Metodele de măsurare analogică a frecvenţei pot fi:

- directe, caz în care se utilizează proprietatea reactanţei unui circuit de a se modifica cu valoarea frecvenţei semnalului de alimentare, aici încadrându-se metodele de încărcare / descărcare a condensatoarelor, metoda circuitelor aduse la rezonanţă şi metoda punţilor de curent alternativ.

- de comparaţie, caz în care se recurge la compararea frecvenţei semnalului aplicat la intrarea aparatului cu frecvenţa unui semnal intern, aici încadrându-se metoda figurilor Lissajous, metoda heterodinării şi metoda oscilatorului de transfer.

În continuare sunt prezentate câteva din metodele de măsurare analogică a frecvenţei cu cea mai mare posibilitate de a fi întâlnite în aparate încă în uz.

2.2. Măsurarea frecvenţei cu circuit rezonant

Se bazează pe faptul că un circuit LC (cu bobină şi condensator) are frecvenţa oscilaţiilor libere (de rezonanţă) dată de formula: