カウンタは、信号またはその他のイベントの数をカウントするためにデジタル デバイスで広く使用されています。 情報を保存し、クロック信号を使用してフリップフロップ グループを作成します。 カウンタは、時間と周波数を測定するだけでなく、カウント動作を開始するのにも役立ちます。 これにより、アプリケーションとデバイスに基づいてメモリの場所が強化されます。

カウンターには 2 つの基本的なタイプがあります。 非同期カウンターと同期カウンター。 さらに、「Mod」はモジュラス カウンターを指し、信号を計算する前に適用する必要がある状態の数を決定します。 周波数カウンタは、デジタル クロック、タイマー回路、分周器、および A/D コンバータで広く使用されています。

この記事では、周波数カウンタの仕組み、その種類、利点、特徴、用途について詳しく説明します。 それでは、詳しく見ていきましょう。

周波数カウンタ回路とは何ですか?

周波数カウンターは、デジタル入力信号の時間と周波数を測定するために、さまざまなタイプの無線周波数デバイスを統合したタイプのデバイスを指します。

繰り返し入力されるデジタル信号の時間と周波数を正確かつ正確に測定する機能を備えています。 さらに、周波数カウンタは、入力パルスおよび方形波信号の時間と周波数を計算するため、周波数メーターとも呼ばれます。

RF 範囲デバイスもこれを使用します。 信号の周波数を最小限に抑え、デジタル回路の動作を助けるプリスケーラーを使用するだけです。 さらに、表示画面上のアナログ信号またはデジタル信号の周波数が Hz 単位で表示されます。

カウンタは、所定の時間間隔内にパルス数が発生すると、パルスのカウントを開始します。 それらを周波数カウンターデバイスに転送します。 ただし、これは周波数パルス範囲を示し、カウンターをゼロに設定します。 デジタル表示なので使いやすく、操作も簡単です。 さらに、手頃な価格で正確な結果が得られます。

ブロック図 周波数カウンタ回路の説明

周波数のブロック図には、しきい値、入力調整、入力信号、AND ゲート、ディスプレイ、フリップフロップ、10 進分周器、ラッチまたはカウンター、および正確なクロックまたはタイムベースが含まれています。

1.入力

カウンタが高インピーダンス入力と低インピーダンス出力の入力信号を受信すると、それをアンプに送信し、入力信号をデジタル回路で動作するための矩形波または方形波に変換します。 しきい値と入力条件は、入力信号の増幅とバッファリングに利用されます。 さらに、シュミット トリガを使用して、側面のノイズや混乱によって発生する追加の計数パルスを管理します。 したがって、カウンタ感度とトリガレベルを制御することで、余分なパルスのカウントを最小限に抑えることができます。

2.時計

正確なタイムベースまたはクロックは、指定された時間間隔でさまざまなタイミング パルスを作成するのに役立ちます。 さらに、高品質の水晶発振器を使用して、正確で制御されたタイミング信号を実現します。 次に、このマントは 10 年の区切りに適用されます。

3. ディケイドディバイダーとフリップフロップ

入力信号とクロック信号は、10 進分周器を通過するパルスを生成します。 タイミング信号を分割します。 受信された出力はフリップフロップを通過します。 AND ゲートに送られる正確なイネーブル パルスを生成します。

4. ゲート

フリップフロップと入力信号シリーズからの正確なイネーブル パルスは、AND ゲートを通過します。 ここでは、正確な時間間隔でパルス系列を作成します。 入力信号の周波数が 1 Mhz で、開いたゲートを 1 秒間だけ通過すると、100 万個の出力信号パルスが生成されます。

5. カウンタとラッチ

ゲートからの出力はカウンタに送られます。 入力信号から得られるパルス数を演算します。 ただし、カウンタがパルスを計算してディスプレイに数値を表示している間、ラッチは出力信号を保持します。 ラッチは、パルスをカウントして保持する 10 段階を経ます。

6. 表示

ディスプレイにはラッチとカウンタから受け取った出力信号が表示され、わかりやすい形式で表示されます。 信号の周波数を示します。 LEDやLCDなどの表示画面を使用します。 すべての 10 年カウンターには 1 桁があり、残りの情報がディスプレイ上に表示されます。

回路図 周波数カウンタ回路の説明

周波数カウンタの図には、カウンタ、2 つのタイマ、電位抵抗、8051 マイクロコントローラ、方形波発生器、およびディスプレイ (LCD) が含まれています。

集積回路 1555 タイマーを使用します。 指定された時間間隔の 1 秒ごとにクロック信号を生成します。 Arduino UNO は方形波の発生器として機能します。 IC 555 のカウンターと方形波のジェネレーターはどちらも非安定マルチバイブレーターを指します。 それ以外には、出力信号周波数を Hz で表示する 16×2 インチの LCD が使用されています。

8051 マイクロコントローラーカウンターと IC 555 タイマーを使用します。 集積回路 555 タイマーは、99% のデューティ サイクルを使用して発振信号を生成し、最も高い間隔期間の出力信号を与えます。 放電抵抗としきい値は、必要なデューティ サイクル値が得られるように調整されます。 次のデューティ サイクル公式を使用します。

D = (R1+R2)/(R1+2R2)

8051 マイクロコントローラー カウンタは、パルス周波数を Hz 単位で生成します。 8051 には 2 つのタイマーが含まれており、そのうちの 1 つは 0 タイマーと 1 タイマーとして機能します。 同時に、0 モードと 1 モードで動作します。 タイマー 0 は時間の遅延を生成するのに役立ち、タイマー 1 は方形波の発生器から来るパルスの数をカウントします。

 

周波数カウンタ回路の動作原理

方形波の発生器は、8051 カウンターを通過するパルスを生成します。 時間遅延とパルスカウントの 2 つの動作モードを使用します。 8051 カウンタは、指定された時間間隔での入力信号のパルス数を計算します。 カウンタから受信した出力は 16×2 の LCD に表示され、信号周波数が Hz で表示されます。 これが周波数カウンタの仕組みです。

周波数カウンタ回路の主な種類

周波数カウンターには、信号周波数の測定に役立つ 2 つのタイプがあります。 これらのタイプには、直接カウントと逆数が含まれます。

・直接計数

このアプローチは、入力信号周波数を測定するための最も単純かつ最も一般的な方法として機能します。 まず、入力信号の周期を毎秒カウントします。 次に、一般的なカウンタ回路を使用して周波数を測定します。 ただし、これでは適切な結果が得られず、低周波分解能の測定に制限があります。 高分解能を測定するためのゲート時間を拡張します。 たとえば、1 MHz の高分解能を測定するには、ワンタイム信号を測定するのに 1000 秒の間隔が必要です。

・相互カウンター

このアプローチは、最初の直接計数アプローチの欠点を克服します。 入力信号サイクルを毎秒測定するのではなく、入力信号周期を計算します。 式 F = 1/T を使用してパルス周波数を計算します。 ただし、周波数の最終分解能は、入力周波数の独立性と時間分解能に依存します。

低周波数を高分解能で迅速に測定する機能があります。 さらに、トリガーフレーズを調整し、ノイズを最小限に抑えます。 入力信号の時間を測定し、十分な時間分解能を維持します。 さらに、費用もそれほどかかりません。

これら 2 つの周波数カウンタ以外にも他の種類の周波数カウンタもあります。 これには、パネル メーター、デジタル マルチメーター付き周波数カウンター、およびハンドヘルド周波数カウンターが含まれます。 さらに、電子テスト装置で使用されるベンチ周波数カウンタ、および PXI 周波数カウンタも含まれます。 これは制御およびテスト システムで使用され、PXI の形式で周波数を示します。

周波数カウンタ回路の利点

周波数カウンターにはさまざまな利点と機能があります。 方形波生成信号周波数の測定は、正確な時間間隔で行われます。 さらに、周波数カウンタは、無線周波数範囲の周波数測定に広く使用されています。

正確な結果が得られるだけでなく、簡単かつ迅速に結果が得られます。 ただし、用途や用途に応じて費用は安くなります。 また、すべての周波数が帯域内で送信される必要があります。

周波数カウンタ回路の応用例

周波数カウンタは、さまざまなアプリケーションやデバイスで使用されます。 まず、方形波生成信号周波数を測定するために使用されます。 また、発振器からの信号周波数も測定します。

周波数を測定するだけでなく、正確な測定値を提供します。 さらに、受信機と伝送ライン上の入力信号周波数を測定します。 クロック信号により、データ伝送を使用します。 さらに、それは RF の範囲内でのみ機能します。 さらに、大電力伝送データ周波数も測定できます。

よくある質問

単語頻度の単位または記号は何ですか?

信号周波数の単位としてヘルツまたは Hz が使用されます。

周波数カウンター回路の主な利点は何ですか?

周波数カウンターは、発振器または方形波発生器から生成される正確な信号周波数を分析するために使用されます。

高い値の周波数を測定するにはどのタイプの周波数カウンタ回路が最適ですか?

高周波測定では、非同期カウンタと同期カウンタを使用します。

MODカウンターの意味は何ですか？

モジュラス カウンタは、クロック信号を使用してカウンタがパルス シーケンスをカウントする回数をカウントする Mod カウンタを指します。

周波数カウンタ回路の 2 つの主要な技術は何ですか?

周波数カウンタは、相互カウント方法と直接カウント方法を使用します。

結論

周波数カウンタは、精度がタイムベースの精度に依存する非常に敏感なデバイスを指します。 ただし、タイムベースは、経過年数、不安定性、デザインの貧弱さ、動作などによって異なる場合があります。 したがって、周波数カウンター プロジェクトを使用するときは、タイムベースに特に注意してください。