Frekvencija - namjena, vrste, karakteristike uporabe
Za određivanje frekvencija periodičnih signala, kao i za identifikaciju harmonijskih komponenti spektra, koriste se posebni radiomjerni (i električni mjerni) uređaji koji se nazivaju frekvencijometri.
Danas postoje dvije vrste brojača frekvencija prema metodi mjerenja: analogni (za izravnu procjenu frekvencije) i uređaji za usporedbu (u koje spadaju: elektroničko brojanje, heterodinski, rezonantni itd.).
Analogni su prikladni za proučavanje sinusoidnih oscilacija, heterodinski, rezonantni i vibracijski - za mjerenje harmonijskih komponenti signala, elektroničko brojanje i kondenzator - za određivanje frekvencija diskretnih događaja.
Prema vrsti konstrukcije, frekvencijomjeri mogu biti montirani na ploču, prijenosni ili stacionarni - tip izvedbe ovisi o području primjene pojedinog uređaja.
Brojač frekvencije analognog pokazivača
Analogni analogni frekvencijski mjerač spada u elektromehaničke mjerne uređaje i radi na principu magnetoelektričnog, elektromagnetskog ili elektrodinamički sustav.
Rad takvog uređaja temelji se na ovisnosti modula impedancije kompozitnog mjernog kruga o parametrima struje koja prolazi kroz njega. Mjerni krug uređaja sastoji se od frekvencijski ovisnih i frekvencijski neovisnih otpora.
Dakle, različiti signali se šalju na krak proporcionalnog instrumenta: izmjerena struja se dovodi na jedan krak kroz krug neovisan o frekvenciji, na drugi kroz krug ovisan o frekvenciji. Kao rezultat toga, igla uređaja se postavlja u takav položaj da će magnetski tokovi struja kroz dva kraka pronaći ravnotežu.
Primjer frekvencijskog brojača koji radi na ovom principu je sovjetski M800 za mjerenje frekvencija struje u rasponu od 900 do 1100 Hz u shemama pokretnih i stacionarnih objekata. Potrošnja energije uređaja je 7 W.
Reed Reed Frekvencomjer
Reed frekvencijski metar na svojoj ljestvici ima skup ploča u obliku elastičnih čeličnih jezičaca, a svaki od jezičaka ima svoju rezonantnu frekvenciju mehaničkih vibracija. Rezonantne vibracije jezička pobuđuju se djelovanjem izmjeničnog magnetskog polja elektromagneta.
Kada analizirana struja prolazi kroz elektromagnetski krug, jezičak s najbližom rezonantnom frekvencijom frekvenciji struje počinje oscilirati s najvećom amplitudom. Frekvencija rezonantne vibracije svake jezičke odražava se na skali uređaja. Dakle, vizualna indikacija je vrlo jasna.
Primjer frekvencijskog mjerača s vibrirajućom jezičkom je instrument B80 koji se koristi za mjerenje frekvencije u krugovima izmjenične struje.Frekvencijski raspon je od 48 do 52 Hz, potrošnja energije frekvencijomjera je 3,5 W.
Mjerač frekvencije kondenzatora
Danas se mogu naći kondenzatorski mjerači frekvencije za opsege od 10 Hz do 10 MHz. Načelo rada ovih uređaja temelji se na izmjeni procesa punjenja i pražnjenja kondenzatora. Kondenzator se puni pomoću baterije, a zatim se prazni u elektromehaničkom sustavu.
Brzina ponavljanja naboja i pražnjenja podudara se s frekvencijom ispitivanog signala, jer sam izmjereni signal određuje sklopni impuls. Znamo da CU naboj teče u jednom radnom ciklusu, stoga je struja koja teče kroz magnetoelektrični sustav proporcionalna frekvenciji. Dakle, amperi su proporcionalni hercima.
Primjer kondenzatorskog mjerača frekvencije s 21 rasponom mjerenja je uređaj F5043 koji se koristi za podešavanje niskofrekventne opreme. Minimalna mjerljiva frekvencija je 25 Hz, maksimalna 20 kHz. Potrošnja uređaja u radnom načinu rada — ne više od 13 W.
Brojač frekvencija heterodin
Heterodinski frekvencijski mjerači korisni su za postavljanje i održavanje primopredajnika, za mjerenje nosivih frekvencija moduliranih signala. Frekvencija signala koji se ispituje uspoređuje se s frekvencijom lokalnog oscilatora (pomoćni podesivi oscilator) dok se ne postigne nulti ritam.
Nula otkucaja označava podudarnost frekvencije ispitivanog signala s frekvencijom lokalnog oscilatora. Primjer vremenski testiranog heterodinskog mjerača frekvencije je cijev "Ch4-1 Wave Meter", koja se koristi za kalibraciju CW odašiljača i prijamnika. Radni raspon uređaja je od 125 kHz do 20 MHz.
Mjerač rezonantne frekvencije
Frekvencija podesivog rezonatora uspoređuje se s frekvencijom signala koji se ispituje. Rezonator je titrajni krug, rezonator sa šupljinom ili četvrtvalni segment. Ispitivani signal ide u rezonator, a sa izlaza rezonatora signal ide u galvanometar.
Maksimalna očitanja galvanometra pokazuju najbolje podudaranje prirodne frekvencije rezonatora s frekvencijom signala koji se proučava. Operater upravlja rezonatorom pomoću kotačića. U nekim modelima rezonantnih frekvencijskih mjerača, pojačala se koriste za povećanje osjetljivosti.
Primjer rezonantnog brojača frekvencija je uređaj Ch2-33, dizajniran za podešavanje prijemnika i odašiljača s frekvencijama kontinuiranih i impulsno moduliranih signala od 7 do 9 GHz. Potrošnja uređaja nije veća od 30 vata.
Elektronski brojač frekvencija
Elektronički brojač frekvencije jednostavno broji broj impulsa. Izbrojane impulse formiraju ulazni krugovi iz periodičkog signala proizvoljnog oblika. U ovom slučaju, interval odbrojavanja postavlja se na temelju kristalnog oscilatora uređaja. Dakle, elektronički frekvencijski mjerač je uređaj za usporedbu čija točnost ovisi o kvaliteti etalona.
Elektronski brojači frekvencija za brojanje vrlo su svestrani uređaji, razlikuju se u širokom rasponu frekvencije mjerenja i visokoj točnosti. Na primjer, raspon mjerenja instrumenta Ch3-33 je od 0,1 Hz do 1,5 GHz, a točnost je 0,0000001. Dostupne izmjerene frekvencije povećavaju se na desetke gigaherca zbog upotrebe razdjelnika u modernim uređajima.
Općenito, elektronički mjerači frekvencije najčešći su i najtraženiji profesionalni uređaji za ovu namjenu.Omogućuju ne samo mjerenje frekvencija, već vam omogućuju i pronalaženje trajanja impulsa i intervala između njih, pa čak i izračunavanje odnosa između frekvencija, da ne spominjemo brojanje broja impulsa.