Supongamos que
deseamos medir 20Hz, con mayor exactitud que la
convencional. La mayor parte del tiempo el frecuencímetro
lee “20”, pero dado el error de ±1,
también leemos “19” o “21”.
Esto es un error de ±5%, y no es muy bueno
si estamos tratando de tener una lectura precisa.
La solución habitual es usar una base de
tiempo de 10 s, o leer el período, pero los
frecuencímetros económicos no tienen
estas posibilidades.
El multiplicador descrito aquí
permite medir señales desde 1/2Hz hasta 3kHz
usando el frecuencímetro que Ud. emplea habitualmente.
Es un gabinete que multiplica la
señal de entrada por 10 o por 100, por lo
que la lectura de 20Hz anterior se podrá
leer como 20.35.
En el rango bajo es un poco lerdo
ya que deben estabilizarse las tensiones tanto del
amplificador como las del PLL, pero este es un pequeño
sacrificio si tenemos en cuenta que podemos leer
menos de 1Hz. En el rango alto es casi instantáneo
el proceso de multiplicación.
En la figura 1 se puede apreciar
el diagrama de circuito impreso. El multiplicador
de frecuencia es básicamente un PLL, en el
cual la señal de entrada reemplaza a la señal
de referencia.
Las señales de baja frecuencia
que aparecen a la entrada pasan por el potenciómetro
de ganancia el que permite manejar un rango muy
amplio de tensiones de entrada. Le sigue luego un
amplificador x10 (U1) el que tiene la amplificación
a frecuencia altas limitadas por C16.
La salida de U1 excita a la entrada
de U2 el que está conformado como un Schmitt
trigger, de este modo cualquier forma de onda es
transformada en pulsos rápidos los que se
encargan de manejar al U3. Otra parte de U3 es un
oscilador controlado por tensión, la salida
de este último, va al integrado U4 y con
las llaves selectoras x10 y x100 selecciona el factor
de multiplicación deseado.
La salida del oscilador controlado
por tensión es nuestra salida, que mediremos
con nuestro frecuencímetro habitual. El transistor
PNP que es excitado por la salida de la pata 1 de
U3, sirve para indicar cuando el sistema se encuentra
en sincronismo con la señal de entrada, en
frecuencias muy bajas suele parpadear en forma rítmica,
en el caso de las frecuencias más altas suele
apagarse del todo.
Los únicos componentes críticos
son los capacitores C12 y C13 que deben ser de tantalio.
El preset P2 debe ajustarse de
modo que el enganche se haga lo más pronto
posible en el rango bajo.
El circuito impreso (figura 2)
está diseñado para montarse en un
gabinete plástico tipo PB65, se fija con
dos tornillos en la parte trasera y se fijan las
botoneras con dos tornillos de 3/32x3/4 al frente
con lo que queda un conjunto sólido.
Se ha dejado lugar ex profeso para
montar el transformador de alimentación sobre
el mismo impreso, para evitar en lo posible cables
por todos lados, por la misma razón se han
empleado botoneras las que también están
soldadas al impreso.
El consumo es muy pequeño,
menor que 5mA, solamente aumenta cuando enciende
el led de enganche y por supuesto también
el indicador de línea. Cualquier transformador
de 100 mA sobra.
Como la alimentación es
de +6V, puede ahorrarse el transformador y sus elementos
asociados, excepto C14, y alimentarlo desde el mismo
frecuencímetro mediante un conector tipo
radio/grabador, esto es muy fácil si posee
un frecuencímetro tipo FD-30 o un FD-34 de
GA ELECTRONICA.
Asimismo sugerimos un frente apto
para el gabinete PB65 (vea la figura 3).
Soy consciente que si Ud. precisa
un instrumento de calidad, probablemente dude en
armar este prototipo, es por eso que en mi empresa
lo construyo sobre pedido, lo que no significa que
Ud. no obtenga buenos resultados si decide armarlo,
simplemente doy este dato precisamente para que
tenga “la seguridad de su funcionamiento”.
Si lo desea, puede realizarme consultas
vía e-mail a: cargal@ciudad.com.ar o vía
telefónica llamando al (011) 4750-9334.
En los manuales de circuitos integrados
puede encontrarse mayor información acerca
del funcionamiento del CD4046. |
