Compteur de fréquence - objectif, types, caractéristiques d'utilisation

Pour déterminer les fréquences des signaux périodiques, ainsi que pour identifier les composantes harmoniques des spectres, des appareils spéciaux de mesure radio (et de mesure électrique) appelés fréquencemètres sont utilisés.

Il existe aujourd'hui deux types de fréquencemètres selon la méthode de mesure : analogiques (pour l'estimation directe de la fréquence) et appareils de comparaison (qui incluent : comptage électronique, hétérodyne, résonance, etc.).

Les analogiques sont adaptés à l'étude des oscillations sinusoïdales, hétérodynes, résonnantes et vibrationnelles - pour la mesure des composantes harmoniques d'un signal, du comptage électronique et du condensateur - pour la détermination des fréquences d'événements discrets.

Selon le type de construction, les fréquencemètres peuvent être montés sur un panneau, portables ou fixes - le type de construction dépend du domaine d'application d'un appareil particulier.

Compteur de fréquence à pointeur analogique

Le fréquencemètre analogique analogique fait référence aux appareils de mesure électromécaniques et fonctionne sur le principe de magnétoélectrique, électromagnétique ou système électrodynamique.

Le fonctionnement d'un tel dispositif repose sur la dépendance du module de l'impédance du circuit composite de mesure aux paramètres du courant qui le traverse. Le circuit de mesure de l'appareil se compose de résistances dépendant de la fréquence et indépendantes de la fréquence.

Ainsi, différents signaux sont envoyés au bras de l'instrument proportionnel : le courant mesuré est envoyé à un bras via un circuit indépendant de la fréquence, à l'autre via un circuit dépendant de la fréquence. En conséquence, l'aiguille de l'appareil est placée dans une position telle que les flux magnétiques de courants traversant les deux bras trouveront un équilibre.

Un exemple de compteur de fréquence fonctionnant sur ce principe est le M800 de conception soviétique pour mesurer les fréquences de courant dans la gamme de 900 à 1100 Hz dans les schémas d'objets mobiles et fixes. La consommation électrique de l'appareil est de 7 W.

Reed Reed Fréquencemètre

Le fréquencemètre à anches a à son échelle un ensemble de plaques en forme de languettes en acier élastique, et chacune des anches a sa propre fréquence de résonance de vibration mécanique. Les vibrations de résonance de l'anche sont excitées par l'action d'un champ magnétique alternatif d'un électroaimant.

Lorsque le courant analysé traverse le circuit électromagnétique, la langue dont la fréquence de résonance est la plus proche de la fréquence du courant se met à osciller avec la plus grande amplitude. La fréquence de vibration de résonance de chaque anche se reflète sur l'échelle de l'appareil. L'indication visuelle est donc très claire.

Un exemple de fréquencemètre à anche vibrante est l'instrument B80, qui est utilisé pour mesurer la fréquence dans les circuits à courant alternatif.La plage de fréquence est de 48 à 52 Hz, la consommation électrique du fréquencemètre est de 3,5 W.

Fréquencemètre de condensateur

Aujourd'hui, vous pouvez trouver des fréquencemètres à condensateur pour des plages allant de 10 Hz à 10 MHz. Le principe de fonctionnement de ces dispositifs est basé sur l'alternance des processus de charge et de décharge d'un condensateur. Le condensateur est chargé par la batterie, puis déchargé dans le système électromécanique.

Le taux de répétition charge-décharge coïncide avec la fréquence du signal étudié, car seul le signal mesuré détermine l'impulsion de commutation. Nous savons que la charge CU circule dans un cycle de service, donc le courant traversant le système magnétoélectrique est proportionnel à la fréquence.Ainsi, les ampères sont proportionnels au hertz.

Un exemple de fréquencemètre à condensateur avec 21 plages de mesure est le dispositif F5043 utilisé pour régler les équipements basse fréquence. La fréquence minimale mesurable est de 25 Hz, la maximale est de 20 kHz. Consommation de l'appareil en mode de fonctionnement — pas plus de 13 W.

Fréquencemètre hétérodyne

Les fréquencemètres hétérodynes sont utiles pour la configuration et la maintenance des émetteurs-récepteurs, pour mesurer les fréquences porteuses des signaux modulés. La fréquence du signal étudié est comparée à la fréquence de l'oscillateur local (oscillateur accordable auxiliaire) jusqu'à ce que le rythme zéro soit atteint.

Les battements nuls indiquent la coïncidence de la fréquence du signal étudié avec la fréquence de l'oscillateur local. Un exemple de fréquencemètre hétérodyne éprouvé dans le temps est le tube "Ch4-1 Wave Meter", utilisé pour étalonner les émetteurs et récepteurs CW. La plage de fonctionnement de l'appareil est de 125 kHz à 20 MHz.

Fréquencemètre de résonance

La fréquence du résonateur accordable est comparée à la fréquence du signal testé. Le résonateur est un circuit oscillant, un résonateur à cavité ou un segment quart d'onde. Le signal étudié va au résonateur et, à partir de la sortie du résonateur, le signal va au galvanomètre.

Les lectures maximales du galvanomètre montrent la meilleure correspondance de la fréquence naturelle du résonateur avec la fréquence du signal à l'étude. L'opérateur contrôle le résonateur avec un cadran. Dans certains modèles de fréquencemètres de résonance, des amplificateurs sont utilisés pour augmenter la sensibilité.

Un exemple de compteur de fréquence résonant est le dispositif Ch2-33, conçu pour régler les récepteurs et les émetteurs avec des fréquences de signaux continus et modulés par impulsions de 7 à 9 GHz. La consommation de l'appareil ne dépasse pas 30 watts.

Fréquencemètre électronique

Un fréquencemètre électronique compte simplement le nombre d'impulsions. Les impulsions comptées sont formées par les circuits d'entrée à partir d'un signal périodique de forme arbitraire. Dans ce cas, l'intervalle de compte à rebours est défini en fonction de l'oscillateur à cristal de l'appareil. Ainsi, le fréquencemètre électronique est un appareil de comparaison dont la précision dépend de la qualité de l'étalon.

Les compteurs de fréquence électroniques pour le comptage sont des appareils très polyvalents, ils se distinguent par de larges plages de fréquences de mesure et une grande précision. Par exemple, la plage de mesure de l'instrument Ch3-33 est de 0,1 Hz à 1,5 GHz et la précision est de 0,0000001. Les fréquences mesurées disponibles augmentent jusqu'à des dizaines de gigahertz en raison de l'utilisation de diviseurs dans les appareils modernes.

En général, les compteurs de fréquence électroniques sont les appareils professionnels les plus courants et les plus recherchés à cet effet.Ils permettent non seulement de mesurer les fréquences, mais vous permettent également de trouver à la fois la durée des impulsions et les intervalles entre elles, et même de calculer la relation entre les fréquences, sans oublier de compter le nombre d'impulsions.