디지털 전자 분야에서 카운터 발생한 펄스 또는 이벤트 수를 계산하는 데 사용됩니다. 카운터는 데이터를 저장하고 다음 그룹으로 구성됩니다. 플립 플롭 적용된 클럭 신호로. 카운터는 계수 프로세스와 함께 주파수와 시간을 측정 할 수 있습니다. 이는 애플리케이션에 따라 메모리 주소를 증가시킬 수 있습니다. 카운터는 동기식 카운터와 비동기식 카운터의 두 가지 유형으로 나뉩니다. 카운터의 'mod'는 펄스를 계산하기 전에 적용해야하는 상태 수를 나타냅니다. 이들은 아날로그-디지털 변환기, 디지털 클록, 주파수 분배기, 타이머 회로 등과 같은 다양한 디지털 애플리케이션에 사용됩니다. 이 기사는 주파수 카운터에 관한 것입니다.

주파수 카운터는 무엇입니까?

정의: 광범위한 무선 주파수와 관련된 테스트 장비 주파수 디지털 신호의 시간을 주파수 카운터라고합니다. 반복되는 디지털 신호의 주파수와 시간을 정확하게 측정 할 수 있습니다. 이들은 주파수 미터라고도하며 사각 파 및 입력 펄스의 주파수와 시간을 측정하는 데 사용됩니다. 이들은 RF 범위와 함께 다양한 애플리케이션에 사용됩니다. 이 카운터는 프리스케일러를 사용하여 주파수를 줄이고 디지털 회로를 작동합니다. 디지털 또는 아날로그 신호의 주파수는 디스플레이에 HZ로 표시됩니다.

주파수 카운터

특정 시간에 펄스 또는 이벤트 수가 발생하면 카운터는 펄스를 카운트하여 주파수 카운터로 전송하여 펄스의 주파수 범위를 표시하고 카운터는 0으로 설정됩니다. 사용 및 주파수 측정이 매우 쉽고 디지털 형태로 표시됩니다. 보다 정확한 가격으로 제공됩니다.

블록 다이어그램

주파수 카운터 블록 다이어그램에는 입력 신호, 입력 컨디셔닝 및 임계 값, AND 게이트, 카운터 또는 래치, 정확한 타임베이스 또는 클록, 디케 이드 디바이더, 플립 플롭 및 디스플레이가 포함됩니다.

주파수 카운터 블록 다이어그램

입력

입력 임피던스가 높고 출력 임피던스가 낮은 입력 신호가이 카운터에 적용되면 증폭기로 공급되어 신호를 디지털 회로 내에서 처리하기 위해 구형파 또는 구형파로 변환합니다. 입력 신호는 입력 조건 및 임계 값을 사용하여 버퍼링되고 증폭됩니다. 이 단계에서는 슈미트 트리거를 사용하여 에지의 노이즈로 인해 발생한 추가 펄스를 계산합니다. 추가 펄스 카운트를 줄이기 위해 카운터의 트리거 레벨과 감도를 제어 할 수 있습니다.

시계 (정확한 시간 기준)

정확한 시간 간격으로 다양한 타이밍 신호를 생성하려면 클록 또는 정확한 타임베이스가 필요합니다. 그것은 수정 발진기 제어되고 정확한 타이밍 신호를위한 고품질. 시계는 디바이더에 적용됩니다.

디케 이드 디바이더와 플립 플롭

들어오는 신호와 클록 신호에서 생성 된 펄스는 클록 신호를 분할하기 위해 디케 이드 디바이더로 공급되고 출력은 메인 용 활성화 펄스를 생성하기 위해 플립 플롭에 제공됩니다. AND 게이트 .

문

플립 플롭의 정확한 활성화 펄스와 입력 신호의 펄스 열이 게이트 (AND 게이트)에 적용되어 정확한 시간 간격으로 일련의 펄스를 생성합니다. 입력 신호 / 수신 신호가 1MHz이고 1 초 게이트에 대해 개방되어야하는 경우 결과 출력 신호로 100 만 펄스가 생성됩니다.

카운터 또는 래치

게이트의 출력은 입력 신호에서 발생한 펄스 수를 계산하기 위해 카운터로 공급됩니다. 래치는 수치를 표시하는 동안 출력 신호를 유지하는 데 사용되며 카운터는 펄스를 계산합니다. 펄스를 세고 유지하는 데 10 단계가 있습니다.

디스플레이

카운터의 출력과 래치는 판독 가능한 형식으로 출력을 제공하기 위해 디스플레이에 제공됩니다. 출력 신호의 주파수가 표시됩니다. 가장 일반적으로 사용되는 디스플레이는 LCD 또는 LED입니다. 각 디케 이드 카운터에 대해 한 자리가 있으므로 관련 정보가 디스플레이에 표시됩니다.

주파수 카운터 회로도

이 회로도는 두 개의 타이머, 카운터, 8051 마이크로 컨트롤러, 전위 저항, 구형파 발생기 , 및 LCD 디스플레이 . 기본 회로도는 아래와 같습니다.

타이머를 사용한 회로도

주파수 카운터는 IC 555 타이머를 사용하여 1 초의 정확한 시간 간격으로 클록 신호를 제공합니다. Arduino UNO는 구형파 생성기로 사용됩니다. 안 IC 555 타이머 구형파 발생기는 불안정한 멀티 바이브레이터 . 16x2 LCD 디스플레이는 출력 신호의 주파수를 Hertz로 표시하는 데 사용됩니다.

이 회로는 IC 555 타이머와 8051 마이크로 컨트롤러의 타이머 / 카운터를 사용하여 수행 할 수 있습니다. 출력 신호의 가장 높은 시간주기를 갖는 듀티 사이클 (99 %)로 진동 신호를 생성하기 위해 IC 555 타이머가 사용됩니다. 임계 값 및 방전 저항을 조정하여 원하는 듀티 사이클 값을 얻을 수 있습니다. 듀티 사이클의 공식은 다음과 같습니다. D = (R1 + R2) / (R1 + 2R2).

“3상 모터 배선도 스타 델타 ”

8051 마이크로 컨트롤러의 타이머 / 카운터는 Hertz 단위의 펄스 주파수를 생성하는 데 사용됩니다. 8051에는 두 개의 타이머가 타이머 0과 타이머 1로 작동하고 모드 0과 모드 1에서 작동하므로 타이머 0은 시간 지연을 생성하는 데 사용됩니다. 사각 파 발생기에서 나오는 펄스는 타이머 1을 사용하여 계산됩니다.

IC 555 타이머를 사용한 주파수 카운터의 회로 설계는 다음과 같습니다.

IC 555 타이머를 사용한 주파수 카운터

주파수 카운터 회로 작동 원리

사각 파 발생기에서 생성 된 펄스는 8051의 카운터 / 타이머에 공급됩니다. 두 가지 모드로 작동하여 시간 지연을 생성하고 펄스를 계산합니다. 8051의 카운터 / 타이머는 시간 간격에서 입력 신호의 펄스 수를 계산합니다. 카운터의 출력은 특정 시간 간격에서 Hz 단위로 신호의 주파수 (사이클 / 초)를 표시하기 위해 16x2 LCD 디스플레이에 제공됩니다. 이것이 주파수 카운터의 작동 원리입니다.

주파수 카운터 작동

주파수 카운터의 작동은 위의 회로도에서 설명 할 수 있습니다. 구형파 발생기에서 생성 된 펄스 ( Arduino UNO )는 8051 마이크로 컨트롤러의 핀 3.5 (포트 3)에 제공됩니다. 8051의 핀 3.5는 타이머 1로 작동하고 카운터로 구성됩니다. TCON TR1 비트를 HIGH 및 LOW로 설정하여 펄스를 계산할 수 있습니다. 최종 카운트는 TH1 및 TL1 레지스터 (타이머 1)에 저장됩니다. 펄스의 주파수는 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다.

F = (TH1 X 256) + TL1

펄스 값을 헤르츠 단위로 변환하기 위해 결과 값에 10을 곱합니다. 즉, 초당 사이클 수입니다. 주파수 카운터 내에서 몇 가지 계산을 한 후 펄스의 주파수가 16x2 LCD에 표시됩니다.

주파수 카운터의 유형

펄스의 주파수는 두 가지 유형의 주파수 카운터를 사용하여 측정 할 수 있습니다. 그들은,

직접 계수 주파수 카운터
상호 주파수 카운터.

직접 계수 주파수 카운터

이것은 입력 펄스의 주파수를 측정하는 가장 간단한 방법 중 하나입니다. 초당 입력 펄스의 사이클 수를 계산 한 후 간단한 카운터 회로를 사용하여 주파수를 계산할 수 있습니다. 이 기존의 방법은 저주파 분해능 측정으로 제한됩니다. 가장 높은 해상도를 얻으려면 게이트 시간을 확장 할 수 있습니다. 예를 들어 1MHZ에서 분해능을 측정하려면 한 번에 측정하는 데 1000 초의 시간이 필요합니다.

상호 주파수 카운터

이 방법은 직접 계산 방법의 단점을 극복하는 데 사용됩니다. 초당 사이클 수를 계산하는 대신 입력 펄스의 시간주기를 측정합니다. 펄스의 주파수는 F = 1 / T를 사용하여 계산할 수 있습니다. 최종 주파수 분해능은 시간 분해능에 따라 다르며 입력 주파수와 무관합니다. 가장 높은 분해능에서 저주파를 매우 빠르게 측정 할 수 있으며 트리거 레벨을 조정하여 노이즈를 줄일 수 있습니다. 입력 펄스의 시간을 측정하고 (여러 사이클 포함) 충분한 시간 분해능을 유지합니다. 이것은 저렴한 비용으로 수행 할 수 있습니다.

다른 유형의 주파수 카운터는 다음과 같습니다.