Jádrem práce frekvenčního měniče je obvod složený z několika klíčových prvků. Jedním z takových prvků je vstupní zesilovač, který je navržen tak, aby zvýšil amplitudu vstupního signálu. Následuje frekvenční dělič, který umožňuje snížit frekvenci vstupního signálu na hodnotu vhodnou pro počítání interním měřičem zařízení. Schéma také obsahuje časovač, který slouží k odpočítávání období signálu a určení jeho frekvence.
Princip fungování je následující: vstupní signál vstupuje do vstupního zesilovače, kde je zesílena jeho amplituda. Signál pak dopadne na frekvenční dělič, kde se jeho frekvence sníží na hodnotu přijatelnou pro vnitřní měřič. Poté časovač začne odpočítávat čas potřebný k provedení určitého počtu období signálu. Analýza výsledku umožňuje určit frekvenci vstupního signálu a přenést jej na indikátor.
Princip fungování frekvenčního měniče
Princip fungování frekvenčního měniče spočívá v měření počtu pulsů přicházejících z vnějšího zdroje v daném časovém období. Vstupní signál vstupuje do vstupního frekvenoměru, kde se pomocí děličů frekvence signálu sníží na takovou hodnotu, při které jej lze zpracovat elektronickým měřičem.
Dále signál vstupuje do vstupu čítače, který se skládá z pulsního generátoru a pomocných zařízení pro řízení impulsů. Pulzní generátor generuje pravidelné impulsy, které jsou synchronizovány se vstupním signálem. Pomocná zařízení počítají počet pulsů za dané časové období.
K určení frekvence signálu je nutné znát časové období, za které se počítá impulsy. Frekvenční měnič má obvykle nastavitelné období, které umožňuje měřit signály s různou frekvencí.
Výslednou hodnotu počtu pulsů za měřené časové období lze použít k výpočtu frekvence signálu podle následujícího vzorce:
Frekvence = počet Pulzů / časové období
Princip fungování frekvenčního měniče tedy spočívá v počítání počtu pulsů za dané časové období, aby se určila frekvence vnějšího signálu.
Registrace kmitočtů
Měřič má obvykle vysokou frekvenci účtu, což umožňuje zaznamenávat vysoké frekvence signálu. Pro snadnou práci s dlouhými časovými obdobími se však používá předdůchod, který rozděluje vstupní signál na určitý počet částí. Měřič tedy zpracovává pouze část signálu, což umožňuje přesné měření dlouhých období.
Po zaznamenání frekvence lze hodnotu měřiče přečíst na indikátoru nebo zobrazit na displeji. V některých frekvenčních měřidlech je také možné uložit naměřené hodnoty do paměti pro další analýzu a zpracování.
Měření času
Princip fungování frekvenčního měniče v případě měření času je založen na následujícím algoritmu:
- Frekvence snímá dobu signálu.
- Perioda je převedena na frekvenci pomocí vzorce: frekvence = 1 / perioda.
- Dále, pomocí měření frekvence, frekvenční měřič vypočítá počet období za jednotku času.
- Na základě výsledného počtu období provádí frekvenční měřič měření času v jednotkách času (např. sekund).
Frekvenční měřič tak pomocí svého pracovního principu umožňuje měřit čas na základě signálu a provádět další funkce související s měřením a analýzou různých parametrů signálů.
Analýza signálu
Pro provoz frekvenčního měniče je nutné provést analýzu signálu, který je na něj dodáván. Tento proces se skládá z několika fází.
Prvním krokem je filtrování signálu. Frekvenční spínač přijímá na vstup signál, který může obsahovat rušení nebo šum, což může způsobit zkreslení výsledku měření. K odstranění těchto překážek se používají různé filtry, které umožňují ponechat pouze požadované součásti signálu a odstranit vše nežádoucí.
Po filtrování je signál přiveden do zesilovače, který zesiluje jeho amplitudu. To je nezbytné, aby byl signál snadněji zpracován v dalších fázích.
Signál pak prochází demodulátorem, který extrahuje informace o jeho frekvenci. Demodulátor provádí reverzní konverzi k té, která byla provedena ve fázi modulace signálu. Výsledkem tohoto procesu je signál s frekvencí odpovídající měřené velikosti.
Signál dále prochází análním digitálním převodníkem (ADC), který měří jeho amplitudu a převádí ji na digitální kód. ADC obvykle pracuje s dostatečnou rychlostí pro zpracování signálu v reálném čase.
Konečné zpracování signálu se provádí pomocí algoritmů, které vypočítají frekvenci odpovídající měřené velikosti. Tyto algoritmy mohou být různé a závisí na konkrétních požadavcích a úkolech, které frekvenční měřič klade.
Analýza signálu v frekvenčním měřiči je tedy důležitou fází jeho práce, která umožňuje získat přesné a spolehlivé údaje o měřené velikosti.