¿Qué es el frecuencímetro digital y cómo funciona?

Una señal eléctrica puede representarse como una forma de onda sinusoidal, en la que cada onda tiene un flanco positivo y otro negativo. Los parámetros básicos para medir la fuerza de la onda son la amplitud y la frecuencia, donde la amplitud es la vibración máxima tomada desde una posición de equilibrio de una onda sinusoidal y la frecuencia es el recíproco del periodo de tiempo. La frecuencia puede medirse con distintos tipos de frecuencímetros, como el frecuencímetro de deflexión, que puede medir la frecuencia en el rango de frecuencias más bajo, hasta 900Hz, el frecuencímetro Weston, que no suele ser de deflexión, pero puede medir la frecuencia en el rango de 10 a 100Hz, y el frecuencímetro más avanzado, llamado frecuencímetro digital, que puede medir el valor aproximado de la frecuencia en dígitos binarios hasta 3 decimales y mostrarlo en el medidor. La ventaja de estos tipos de frecuencímetros es que pueden medir el valor más bajo de la frecuencia.

¿Qué es un frecuencímetro digital?

Definición: Un frecuencímetro digital es un instrumento electrónico capaz de medir incluso los valores de frecuencia más pequeños con 3 decimales de una onda sinusoidal y mostrarlos en la pantalla del medidor. Cuenta la frecuencia periódicamente y puede medir frecuencias entre 104 y 109 hertzios. Todo el concepto se basa en convertir la tensión sinusoidal en pulsos continuos (01, 1,0, 10 segundos) a lo largo de una única dirección.

Construcción de un frecuencímetro digital

Los principales componentes del frecuencímetro digital son

Fuente de frecuencia desconocida: Se utiliza para medir el valor de la frecuencia desconocida de la señal de entrada.

Amplificador: Amplifica las señales de bajo nivel en señales de alto nivel.

Gatillo de Schmitt: El objetivo principal del disparador Schmitt es convertir la señal analógica en una señal digital en forma de tren de pulsos. También se conoce como ADC y actúa básicamente como un circuito comparador.

Y Puerta: La salida generada por la puerta AND sólo se obtiene si las entradas están presentes en la puerta. Uno de los terminales de la puerta AND se conecta a la salida del disparador Schmitt y otro terminal se conecta a un flipflop.

Contador: Funciona según el periodo del reloj, que empieza en "0". Se toma una entrada de la salida de la puerta AND. El contador se construye mediante la conexión en cascada de muchos flip flops.

Oscilador de cristal: Cuando se alimenta una fuente de alimentación de CC a un oscilador de cristal (frecuencia de 1MHz), éste genera una onda sinusoidal.

Interruptor selector de tiempo: En función de la referencia, el periodo de tiempo de las señales puede variar. Consiste en un oscilador de reloj que proporciona un valor preciso. La salida del oscilador de reloj se introduce en el disparador Schmitt, que convierte la onda sinusoidal en una serie de ondas cuadradas de la misma frecuencia. Estos impulsos continuos se envían a los divisores de frecuencia en serie, conectados uno tras otro, donde cada divisor consta de una década de contadores y la frecuencia se divide por 10. Cada divisor de frecuencia proporciona su respectiva salida. Cada década del divisor de frecuencia proporciona su respectiva salida a través de un selector.

Flip Flop (chancleta): Proporciona una salida basada en la entrada.

Principio de funcionamiento

Cuando se aplica una señal de frecuencia desconocida al medidor, ésta pasa al amplificador que amplifica la señal débil. Ahora la señal amplificada se aplica al disparador Schmitt que puede convertir la señal sinusoidal entrante en una onda cuadrada. El oscilador también genera ondas sinusoidales a intervalos de tiempo periódicos, que se envían al disparador Schmitt. Este disparador convierte la onda sinusoidal en una onda cuadrada, que adopta la forma de pulsos continuos, donde un pulso equivale a un valor positivo y otro negativo de un solo ciclo de la señal.

El primer impulso generado se da como entrada al flip flop de control de la puerta que activa la puerta AND. La salida de esta puerta AND cuenta el valor decimal. Del mismo modo, cuando llega el segundo pulso, la puerta AND se desconecta y cuando llega el tercer pulso, la puerta AND se activa y se muestran en la pantalla del contador los pulsos continuos correspondientes a un intervalo de tiempo preciso, que corresponde al valor decimal.

Fórmula

La frecuencia de la señal desconocida puede calcularse mediante la siguiente fórmula

F = N / t .......................(1)

Donde

F =frecuencia de la señal desconocida

N = Número de recuentos mostrados por el contador

t = intervalo de tiempo entre el inicio y la parada de la puerta.

Ventajas

Las ventajas del frecuencímetro digital son las siguientes

• Buena respuesta en frecuencia
• Alta sensibilidad
• El coste de producción es bajo.

Desventajas

Las desventajas son

• No mide el valor exacto.

Aplicaciones del frecuencímetro digital

Las aplicaciones son las siguientes

• Los equipos, como las radios, pueden probarse con un frecuencímetro digital
• Puede medir parámetros como la presión, la fuerza, la vibración, etc.

PREGUNTAS FRECUENTES

1). ¿Cómo se define la frecuencia?

La frecuencia es el recíproco del periodo de tiempo. Viene dado por "F = 1/T".

2). ¿Definir la amplitud?

La amplitud es la vibración máxima tomada desde la posición de equilibrio de una onda sinusoidal. Se indica con "A".

3). ¿Cuáles son los diferentes tipos de frecuencímetros digitales?

Existen diferentes tipos de frecuencímetros como

• El tipo de deflexión que puede medir las frecuencias más bajas, hasta 900 Hz,
• El frecuencímetro Weston, normalmente de tipo no defectuoso, puede medir frecuencias entre 10 y 100 Hz,
• Un medidor avanzado llamado frecuencímetro digital puede medir frecuencias entre 104 y 109 hertzios.

4). ¿Cuáles son los componentes del frecuencímetro digital?

Los principales componentes del frecuencímetro digital son

• Fuente de frecuencia desconocida
• Amplificador
• Disparador de Schmitt
• Activación de la puerta AND,
• Contador,
• Oscilador de cristal,
• interruptor selector de tiempo.

5). ¿A qué intervalo mide el frecuencímetro digital?

El frecuencímetro digital puede medir entre 104 y 109 hercios.

6). ¿Para qué sirve el disparador de Schmitt en un frecuencímetro digital?

El objetivo principal del disparador de Schmitt es convertir una señal analógica en señales digitales en forma de pulsos. También se conoce como ADC y actúa como un circuito comparador.

A frecuencímetro se utiliza para medir el valor de la frecuencia de una señal periódica. Hay diferentes tipos de frecuencímetros para medir la frecuencia, como el de tipo deflector, el frecuencímetro Weston y el frecuencímetro digital. Este artículo ofrece una visión general del frecuencímetro digital, que puede medir valores de frecuencia menores en el rango de 104 a 109 hercios. Cada componente del frecuencímetro digital tiene su propia función: todo el concepto se basa en convertir la señal sinusoidal en una onda cuadrada, y el puerto AND se enciende y apaga según la señal que llega a su entrada, que se utiliza para determinar el valor de la frecuencia desconocida. La principal ventaja es que puede medir valores de frecuencia más pequeños.