Dažnių skaitiklis – paskirtis, tipai, naudojimo ypatybės
Periodinių signalų dažniams nustatyti, taip pat spektrų harmoninėms dedamoms nustatyti naudojami specialūs radijo matavimo (ir elektros matavimo) prietaisai, vadinami dažnio matuokliais.
Šiandien yra dviejų tipų dažnio skaitikliai pagal matavimo metodą: analoginiai (tiesioginiam dažnio įvertinimui) ir palyginamieji įrenginiai (įskaitant: elektroninį skaičiavimą, heterodiną, rezonansą ir kt.).
Analoginiai tinka sinusiniams virpesiams, heterodininiams, rezonansiniams ir vibraciniams tirti - signalo harmoniniams komponentams matuoti, elektroniniam skaičiavimui ir kondensatoriui - diskrečiųjų įvykių dažniams nustatyti.
Pagal konstrukcijos tipą dažnio matuokliai gali būti montuojami ant skydo, nešiojami arba stacionarūs – konstrukcijos tipas priklauso nuo konkretaus įrenginio taikymo srities.
Analoginio rodyklės dažnio skaitiklis
Analoginis analoginis dažnio matuoklis reiškia elektromechaninius matavimo prietaisus ir veikia magnetoelektrinio, elektromagnetinio ar elektrodinamine sistema.
Tokio prietaiso veikimas pagrįstas sudėtinės matavimo grandinės varžos modulio priklausomybe nuo per ją einančios srovės parametrų. Prietaiso matavimo grandinę sudaro nuo dažnio priklausomos ir nuo dažnio nepriklausomos varžos.
Taigi į proporcinio prietaiso rankeną siunčiami skirtingi signalai: išmatuota srovė į vieną ranką tiekiama per nuo dažnio nepriklausomą grandinę, į kitą – per nuo dažnio priklausomą grandinę. Dėl to prietaiso adata yra tokioje padėtyje, kad magnetiniai srovių srautai per dvi rankas rastų pusiausvyrą.
Šiuo principu veikiančio dažnio skaitiklio pavyzdys yra sovietinis M800 srovės dažniams matuoti diapazone nuo 900 iki 1100 Hz mobilių ir stacionarių objektų schemose. Prietaiso energijos suvartojimas yra 7 W.
Nendrinio nendrinio dažnio matuoklis
Nendrinio dažnio matuoklio skalėje yra plokščių rinkinys elastingų plieninių liežuvėlių pavidalu, o kiekviena iš nendrių turi savo mechaninės vibracijos rezonansinį dažnį. Rezonansiniai nendrių virpesiai sužadinami veikiant kintamam elektromagneto magnetiniam laukui.
Kai analizuojama srovė praeina per elektromagnetinę grandinę, liežuvis, kurio rezonansinis dažnis yra artimiausias srovės dažniui, pradeda svyruoti didžiausia amplitude. Kiekvienos nendrės rezonansinės vibracijos dažnis atsispindi įrenginio skalėje. Taigi vizualinė nuoroda yra labai aiški.
Vibruojančio nendrinio dažnio matuoklio pavyzdys yra B80 prietaisas, naudojamas dažniui matuoti kintamosios srovės grandinėse.Dažnių diapazonas yra nuo 48 iki 52 Hz, dažnio matuoklio energijos suvartojimas yra 3,5 W.
Kondensatoriaus dažnio matuoklis
Šiandien galite rasti kondensatorių dažnio matuoklius nuo 10 Hz iki 10 MHz. Šių prietaisų veikimo principas pagrįstas kondensatoriaus įkrovimo ir iškrovimo procesų kaitaliojimu. Kondensatorius įkraunamas iš akumuliatoriaus, tada iškraunamas elektromechaninėje sistemoje.
Įkrovimo-iškrovimo pasikartojimo dažnis sutampa su tiriamo signalo dažniu, nes vien išmatuotas signalas lemia perjungimo impulsą. Žinome, kad CU krūvis teka per vieną darbo ciklą, todėl per magnetoelektrinę sistemą tekanti srovė yra proporcinga dažniui, todėl amperai yra proporcingi hercams.
Kondensatoriaus dažnio matuoklio su 21 matavimo diapazonu pavyzdys yra F5043 įrenginys, naudojamas žemo dažnio įrangai reguliuoti. Mažiausias išmatuojamas dažnis yra 25 Hz, didžiausias – 20 kHz. Prietaiso suvartojimas darbo režimu - ne daugiau kaip 13 W.
Dažnio skaitiklis heterodinas
Heterodino dažnio matuokliai yra naudingi nustatant ir prižiūrint siųstuvus-imtuvus, matuojant moduliuojamų signalų nešlio dažnius. Tiriamo signalo dažnis lyginamas su vietinio osciliatoriaus (pagalbinio derinamo osciliatoriaus) dažniu, kol pasiekiamas nulinis ritmas.
Nuliniai smūgiai rodo tiriamo signalo dažnio sutapimą su vietinio generatoriaus dažniu. Laiko patikrinto heterodininio dažnio matuoklio pavyzdys yra "Ch4-1 Wave Meter" vamzdis, naudojamas CW siųstuvams ir imtuvams kalibruoti. Įrenginio veikimo diapazonas yra nuo 125 kHz iki 20 MHz.
Rezonansinio dažnio matuoklis
Derinamo rezonatoriaus dažnis lyginamas su bandomojo signalo dažniu. Rezonatorius yra virpesių grandinė, ertmės rezonatorius arba ketvirčio bangos segmentas. Tiriamas signalas patenka į rezonatorių, o iš rezonatoriaus išėjimo signalas patenka į galvanometrą.
Maksimalūs galvanometro rodmenys rodo geriausią rezonatoriaus natūralaus dažnio atitiktį tiriamo signalo dažniui. Operatorius valdo rezonatorių ratuku. Kai kuriuose rezonansinio dažnio matuoklių modeliuose jautrumui padidinti naudojami stiprintuvai.
Rezonansinio dažnio skaitiklio pavyzdys yra įtaisas Ch2-33, skirtas imtuvams ir siųstuvams derinti su nuolatinių ir impulsų moduliuojamų signalų dažniais nuo 7 iki 9 GHz. Prietaiso suvartojimas yra ne didesnis kaip 30 vatų.
Elektroninis dažnių skaitiklis
Elektroninis dažnių skaitiklis tiesiog skaičiuoja impulsų skaičių. Skaičiuotus impulsus formuoja įvesties grandinės iš periodinio savavališkos formos signalo. Šiuo atveju atgalinės atskaitos intervalas nustatomas pagal prietaiso kristalinį generatorių. Taigi elektroninis dažnių skaitiklis yra palyginimo įrenginys, kurio tikslumas priklauso nuo standarto kokybės.
Elektroniniai dažnių skaitikliai skaičiavimui yra labai universalūs prietaisai, jie skiriasi plačiais matavimo dažnių diapazonais ir dideliu tikslumu. Pavyzdžiui, Ch3-33 prietaiso matavimo diapazonas yra nuo 0,1 Hz iki 1,5 GHz, o tikslumas yra 0,0000001. Galimi išmatuoti dažniai padidėja iki dešimčių gigahercų dėl šiuolaikiniuose įrenginiuose naudojamų daliklių.
Apskritai elektroniniai dažnių skaitikliai yra labiausiai paplitę ir geidžiamiausi profesionalūs prietaisai šiam tikslui.Jie leidžia ne tik matuoti dažnius, bet ir rasti tiek impulsų trukmę, tiek intervalus tarp jų ir netgi apskaičiuoti dažnių santykį, jau nekalbant apie impulsų skaičių.