Freqüencímetro com TC7136/TC9400 (INS166)

Escrito por Newton C Braga

Dois circuitos integrados de baixo custo podem ser combi9nados de modo a se obter um freqüencímetro digital versátil. Como fazer isso é descrito no Application Note AN37 da Microchip que reproduzimos parcialmente neste artigo. Os componentes usados são um ADC e um conversor freqüência-tensão.

A idéia básica do projeto da Microchip (www.microchip.com) é combinar um conversor analógico-para-digital com um conversor freqüência-para-tensão de baixo custo. O ADC (TC7136) gera a tensão necessária para o conversor freqüência-para-tensão (FVC) do tipo TC9400. A saída TEST do TC7136 é regulada para 5 V abaixo da tensão de bateria (+V) e a saída ANALOG COMMON é regulada para 3 V abaixo do +V, conforme mostra a figura 1.

 


 

 

A tensão de teste é usada como fonte de referência para o TC9400 e a ANALOG COMMON serve como terra para o comparador e o amplificador integrador. O TC7136 é projetado para excitar diretamente um mostrador de cristal líquido de 3 1/2 dígitos, o que simplifica enormemente o projeto, sem a necessidade de qualquer tipo de conversão.

O ADC TC7136 pode aceitar uma entrada positiva máxima de 2 V, já que sua entrada é referenciada ao ANALOG COMMON que está apenas 3 V abaixo de +V. A excursão da tensão interna do integrador tão tem a mesma limitação porque uma entrada positiva resulta numa excursão negativa da integração. Esta tensões são mostradas na figura 2.

 

 


 

 

Uma bateria totalmente carregada dá uma faixa de 6 V. Os componentes de integração (R4 e R6) são selecionados com conjunto com a freqüência do oscilador para se obter uma amplitude para a rampa de integração de aproximadamente - 3 V com uma entrada de 3 V do TC9400.

O oscilador é ajustado para operar em 48 kHz (R3 e C2) para máxima rejeição de sinal captado na linha de alimentação. Isso resulta numa taxa de 3 conversões por segundo. As tensões não padronizadas do TC9400 exigem alguma criatividade para se ajustar ás tensões do circuito. O ganho (Vout x FREQ) do TC9400 é determinado pelo balanço da carga do capacitor C9 e da realimentação do resistor integrador (R10) os quais foram selecionados para uma saída de aproximadamente +2 V (referenciada para ANALOG COMMON) com uma freqüência de entrada de 20 kHz. O resistor de polarização (R9) determinado pelo limiar da entrada do comparador foi selecionado para uma faixa de sensibilidades de entrada de 250 mV a 10 V (pico a pico) de um sinal senoidal ou retangular na entrada do FVC.

O circuito de entrada é elaborado com um resistor limitador de corrente, um capacitor bloqueador de DC (C7), um diodo ceifador (D1) e um resistor de polarização (D1). O diodo também ajuda a prevenir oscilações negativas do sinal evitando que o comparador trave, enquanto que R6 limita a corrente nas transições positivas.

 


 

O circuito completo do freqüencímetro digital é então mostrado na figura 3. Observe que sua alimentação é feita a partir de uma bateria de 9 V que terá excelente autonomia dado o baixo consumo do circuito.

A faixa de freqüências medida por este instrumento vai de 0 a 20 kHz com uma resolução de 3 1/2 dígitos. Mais informações sobre os componentes usados neste projeto podem ser obtidas diretamente no site da Microchip.