Принцип работы электронного счетчика: Принцип работы электросчетчика

Принцип работы электронного счетчика электроэнергии

Никто не спорит с тем, что электричество – это благо, но за него надо платить.

Счетчики электроэнергии, установленные во многих домах, призваны помочь стабилизировать оплату и, по возможности, минимизировать ее.

Виды приборов

Принцип работы любого счетчика заключается в измерении активной энергии и подсчете потраченного.

При этом различают несколько вариантов счетчиков.

Определиться с выбором электронного счётчика поможет данный материал: https://teplo.guru/elektrichestvo/schetchiki/kakoj-luchshe-postavit-v-kvartire.html

Они делятся:

  • по принципу подключения – на приборы прямого и трансформаторного включения;
  • по измеряемым величинам – на однофазные и трехфазные;
  • по конструкции – на механические, электронные и гибридные;
  • по количеству тарифов – на одно- и многотарифные.

В основном, для учета электричества используют электронные устройства, которые обладают рядом преимуществ: они более точные и позволяют использовать несколько тарифов, на которые они переводятся самостоятельно, без участия владельцев.

Стоит отметить: существуют также гибридные счетчики, имеющие цифровой интерфейс и механическое вычислительное устройство, но, судя по отзывам, применяются они крайне редко.

Об установке электросчётчика в частном доме можно прочитать здесь: https://teplo.guru/elektrichestvo/schetchiki/ustanovka-v-chastnom-dome.html

Как работает

Электрический учет устроен на прямом измерении напряжения и тока: вся информация о потреблении электричества подается на индикатор и сохраняется в памяти устройства.

При этом, устройство обладает рядом преимуществ:

  1. Оно позволяет точнее считывать информацию, что препятствует краже электроэнергии.
  2. Обладает меньшими размерами по сравнению с механическими.
  3. Может автоматически переключаться по разным тарифам, не требуя присутствия человека, что позволяет экономить деньги.
  4. Электронные модели проверяют раз в 4-16 лет. Это необходимо для проверки правильности начислений. Проверкой занимается Сфера государственного регулирования обеспечения единства измерений.

Примите к сведению: первая проверка проводится на заводе – ее дата указывается в паспорте прибора.

Одновременно с достоинствами обычно выделяют некоторые недостатки. К ним относят более высокую стоимость и их ненадежность: несмотря на уверения производителей, электронные модели приходится менять чаще механических. Последние способны работать несколько десятков лет, так как в них практически нечему ломаться.

Принципиальная схема электронного счетчика. (Для увеличения нажмите)Принципиальная схема электронного счетчика. (Для увеличения нажмите)Принципиальная схема электронного счетчика. (Для увеличения нажмите)

Подсчет электричества производится за счет преобразования сигналов тока и напряжения, «входящих» в прибор, в импульс, который он и подсчитывает.

Число последних при этом изменяется в соответствии с поступающей энергией. То есть, чем больше электричества будет израсходовано, тем больше импульса получит устройство и посчитает.

Вместе с подсчитывающим устройством электронный счетчик имеет дисплей, на котором отражаются изменения в потреблении тока, максимальное и минимальное значения, текущий тариф и другие необходимые хозяевам данные.

Однофазные и трехфазные модели

Принципиальная схема электронного счетчика. (Для увеличения нажмите)Принципиальная схема электронного счетчика. (Для увеличения нажмите)Главным принципом деления электронных счетчиков являются сами измеряемые величины и технические характеристики.

Они бывают:

  1. Однофазными: их используют в квартирах, отдельных домах, небольших офисах и других площадках, питающихся от сети в 3-7 кВт с напряжением 220 В. Такие приборы рассчитаны на токи в 13-32 А (1 кВт = 4,5А, соответственно, 3 кВт – это 13,5 А). При выборе прибора необходимо учесть, что на нем должны быть обозначены номинальное и максимальное значения тока, обычно это соответствует 5-40 А.
  2. Трехфазными: их обычно применяют в промышленных и бытовых зданиях с большой «проходимостью» тока, а также в частных коттеджах, где ввод происходит только по трехфазной системе. Самым простым способом выбрать подходящее устройство станет обращение в соответствующие службы: они смогут помочь в выборе, назвав основные характеристики или модели.

Стоит обратить внимание, что трехфазный счетчик должен иметь внутренний тарификатор. Он осуществляет формирование графика нагрузки и отслеживает переход тарифов, отмечает перенапряжения и отсутствие тока, его работу, спад или увеличение напряжения. Это помогает в снятии показаний счетчика.

Возьмите на заметку: электронные трехфазные счетчики обычно имеют журнал событий, в которых отмечаются все изменения в «работе» тока для своевременного устранения неисправностей.

Принципиальная схема электронного счетчика. (Для увеличения нажмите)
Принципиальная схема электронного счетчика. (Для увеличения нажмите)При выборе электронного электросчетчика лучше остановиться на моделях в большим гарантийным сроком и указанным сроком службы, а также проследить, чтобы в городе была мастерская компании.

Чтобы безошибочно снять показания с электросчётчика рекомендуется изучить данный материал: https://teplo.guru/elektrichestvo/schetchiki/kak-snyat-pokazaniya.html

Это поможет сократить расходы в случаи поломки или установки нового.

Электронный вариант счетчика на сегодняшний день пользуется большим спросом в квартирах и домах. Благодаря расширенным возможностям он предотвращает хищения энергии и может помочь сберечь деньги владельцу жилплощади.

Выбирая модель, не стоит скупиться: дешевый вариант, сделанный из непрочных материалов, прослужит намного меньше, чем более дорогой.

Смотрите видео, в котором на примере конкретной марки рассмотрены особенности электронных счетчиков электроэнергии:

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!
Электронный счетчик электроэнергии: характеристики и определение показателей

Содержание статьи:

Для контроля затрат электричества в квартирах многоэтажек используется электронный счетчик электроэнергии. Подключение цифрового прибора осуществляется через общий трансформатор. В процессе работы счетчик постоянно измеряет мощность заданного участка сети и выводит ее величину в удобочитаемом виде.

Конструкция и принцип работы

Прибор состоит из трёх одинаковых узлов (справа), цепей питания и микроконтроллера

Измерительный аппарат совместим с однофазными и трехфазными цепями переменного тока. Его конструкция представлена:

  • корпусом из термостойкого пластика или металла с клеммной колодкой;
  • дисплеем – ЖК-индикатором, где отображаются данные и время, или механическим;
  • источником запитки электронной схемы;
  • токовым трансформатором – выполняет функции измерителя;
  • микроконтроллером, преобразующим сигнал на входе в электрические величины;
  • телеметрическим выходом для интеграции с АСКУЭ;
  • часами – позволяют отслеживать реальное время и даты;

    Внешний вид электронного электросчетчика

  • супервизором – отслеживает колебания напряжения на входе и подает команду сброса микроконтроллеру, когда напряжение выключается либо включается;
  • системой управления;
  • оптическим портом, позволяющим снимать показания устройства.

Через оптический порт можно запрограммировать цифровой счетчик.


Принцип работы цифрового счетчика электроэнергии заключается в прямом замере напряжения и тока. Он оцифровывает информацию, передавая ее на индикатор и сохраняя в памяти. Импульсы входных электронных твердотелых элементов создают под воздействием тока напряжения. Количество импульсов зависит от активности энергии.

Основные характеристики цифровых счетчиков

На территории РФ приборы начали применять с момента приватизации энергетической отрасли и подорожания электричества. Электронные устройства обладают рядом положительных характеристик:

  • точность показаний при быстрой перемене напряжения или его снижении;
  • учет электроэнергии по нескольким тарифам;
  • подсчет различных типов энергии с помощью одного аппарата;
  • одновременно замеряется мощность, количество и качество энергоресурсов;
  • хранение данных в памяти и наличие к ним пользовательского доступа;
  • предотвращение несанкционированного доступа и хищения электричества;
  • дистанционное снятие показаний и предварительный подсчет потерь;
  • совместимость с автоматическими сервисами коммерческого учета электроэнергии.

Прибор не могут взломать злоумышленники и подключиться к нему для кражи электричества. Интервал проверки изделия составляет 16 лет.

Отличия электронных счетчиков от индукционных

Устройство индукционного счетчика электроэнергии

Индукционные модели работают по принципу создания электромагнитного поля в катушке и его взаимодействия с токопроводящим диском. Однофазный аппарат подключается к катушке-сети переменного тока параллельно. Магнитные потоки и вихревые токи взаимодействуют между собой только в диске. Индукционный счетчик будет функционировать нормально при фазовом сдвиге в 90 градусов. Энергозатраты зависят от интенсивности вращения диска, которая соответствует мощности потребления.

Принцип работы эл счетчика основывается на подсчетах мощности активного и реактивного типа. Это позволяет точно подсчитывать энергозатраты, если в помещении трехфазный тип подключения.

Индукционные модели считают расход по единому тарифу, цифровые приборы отслеживают параметры в зависимости от времени суток. Точность измерения нового счетчика – 1-й категории, традиционные выпускаются с классом точности 2,5.

По сравнению с индукционным цифровой счетчик на собственные нужды затрачивает минимум энергоресурсов. Традиционные устройства нельзя поставить снаружи, а электронные могут работать в условиях мороза, защищены от воздействия влаги и пыли.

Надежность показаний и необходимость ремонта

Качественный цифровой электросчетчик отличается высокой точностью. Проверить параметры без нарушения целостности корпуса и пломб можно так:

  1. После прекращения подачи напряжения индикатор останавливается. Если учет продолжается – устройство неисправно.
  2. Счетчик всегда жужжит при работе, о неполадках свидетельствует самоход.
  3. Показания искажаются при отключении всех бытовых приборов. Обязательно проверяется наличие самохода.

Тестирования лучше производить ночью, в условиях минимальной нагрузки на электросеть. Если самохода нет, импульсы индикатора отсутствуют на протяжении 15 минут. Импульс, возникший, когда подключение не произведено, означает поломку.

Заниматься ремонтом цифрового счетчика должны только сотрудники компании энергосбережения. Пользователь обращается в инстанцию для получения разрешения на проверку и замену аппарата.

Обозначение показателей цифрового счетчика

На основании данных электронного счетчика определяется несколько показаний:

  • Энергозатраты за конкретный временной период. Понадобится вычесть из конечных показаний начальные. При необходимости расчетные данные умножают на коэффициент трансформации;
  • Подключение бытовой техники и освещения в определенный момент. Устанавливается по загоранию/выключению светового индикатора.
  • Параметры мощности, величины проходящего тока, процессы перегрузки сети и счетчика.

Цифровые приборы можно запрограммировать на дневную и ночную тарификацию. Для этого достаточно выбрать время подсчета.

Критерии подбора

Один из критериев выбора электросчетчика – количество тарифов

Перед покупкой устройства стоит обращать внимание на ряд параметров:

  • Допустимая величина тока. Цифровые модели рассчитаны на ток 5-60А, что подходит для квартир и частных домов.
  • Дата проверки. На трехфазном счетчике должна находится пломба не старше 1 года.
  • Количество пломб. Первое опломбирование делают государственные органы – отметку проставляют на кожухе. Вторая пломба на зажимной крышке – от предприятия энергоснабжения.
  • Опционал. Чем больше функций, тем дороже счетчик. Но внутренний тарификатор создает график нагрузки, а в журнале событий отмечается повышение и понижение напряжения в каждой фазе.
  • Обслуживание и гарантии. Качественные модели имеют большой гарантийный период. Сервисный центр бренда есть в городе покупателя.
  • Интервал проверки. Оптимально – от 10 до 16 лет.
  • Интеграция с АСКУЭ. Показания автоматически передаются провайдеру.
  • Фазность. Информация указывается на табло. Однофазный аппарат имеет маркировку 220 или 230 В, трехфазный – 220/380 В или 230/400 В.
  • Количество тарифов. Двухтарифная схема исключает переплаты за электричество в ночное время.
  • Способ монтажа. Цифровой аппарат крепится на винтах (корпус S или Ш) или дин-рейках (корпус R или P).

Продавец обязан поставить печать на приборе и записать его стартовые показания.

Список лучших аппаратов учета

Потребители и профессиональные электрики рекомендуют несколько устройств.

Меркурий 201.8

Прочный бюджетный прибор с разрешением ЖК-экрана 7 разряда и классом точности 1. Рассчитан на сеть с напряжением 220-230 В и силой тока 5-80 А. Исправно работает в условиях жары и мороза при влажности до 90 %. Оснащен:

  • модульным корпусом;
  • измерительным токовым конвертером;
  • винтовыми клеммами;
  • светодиодной подсветкой зоны показаний.

Эксплуатационный срок модели – 30 лет, ревизионный – 16 лет.

Нева М. Т.123

Аппарат с рабочим напряжением 230 В и номинальным током 5 А. Гарантия изготовителя – 30 лет. Предназначен для измерения:

  • частоты напряжения в сети;
  • активной мощности электролинии;
  • показателей токового напряжения и силы.

Модель имеет 1 класс точности, может устанавливаться в офисах, домах, торговых залах и квартирах.

Энергомера CE102M S7 145-JV

Класс точности модели – 1. Она не подвергается климатическим, электромагнитным и механическим повреждениям. Устройство рассчитано на силу тока 5-60 А, рабочее напряжение 220-230 В. Может работать без сбоев при температуре от -45 до +70 градусов и влажности 98 %. Дополнительные возможности:

  • шпунт;
  • память энергонезависимого типа;
  • интерфейсы связи;
  • пользовательское перепрограммирование;
  • вывод данных за нужный период времени;
  • снятие информации без напряжения.

В память счетчика нельзя внести корректировки.

Электронные счетчики – это современные учетные аппараты с широкими функциональными возможностями. Они гарантируют точность измерений, отличаются надежностью и стойкостью к внешним воздействиям.

Электрический счетчик – подключение, устройство, принцип работы

Электрический счетчик – это измерительный прибор, предназначенный для учета количества израсходованной потребителем электроэнергии. Измеряется потребляемая электрическая мощность в кВт×час или А×час.

Электрический счетчик Меркурий 200

По принципу действия и устройству электрические счетчики бывают: электромеханические, гибридные и электронные (статические), показан на фотографии.

Как самостоятельно выбрать счетчик для дома

Несмотря на кажущуюся сложность выбора для замены или установки нового электрического счетчика, домашнему электрику будет сделать это просто, если ознакомиться с основными критериями выбора.

Типы счетчиков по принципу работы

До недавних пор для учета расхода электроэнергии устанавливались только индукционные механические (электромеханические) счетчики. В них, потребляемый ток протекает через измерительную катушку медного провода, возбуждая магнитное поле. Это поле, воздействуя на диск, заставляет его вращаться со скоростью пропорциональной величине потребляемого тока. Через систему шестеренок вращательное движение передается на счетное устройство.

Электрические счетчики

На смену электромеханическим счетчикам пришли гибридные, которые встречаются в двух конструктивных исполнениях: Индукционный электронный и Электронный механический.

В индукционном электронном счетчике, как и в механическом, имеется катушка, вращающая диск. Вращаясь, он воздействует на сенсор, который вырабатывает импульсы, поступающие на электронное устройство с цифровым дисплеем.

В электронном механическом счетчике все наоборот. Датчиком тока служит твердотельный элемент, как в статическом счетчике, а счетное устройство установлено механическое, как в индукционном счетчике.

В настоящее время вышеупомянутые счетчики вытесняются современными статическими счетчиками, не имеющие механических деталей. В качестве датчиков расхода электроэнергии в них применяется твердотельный электронный элемент, с которого сигнал подается на электронный блок с цифровым дисплеем.

Выбор счетчика по принципу работы

В таблице приведены основные технические характеристики счетчиков учета электрической энергии. Для установки в квартире или доме подойдет любой из них. Поэтому при выборе нужно исходить из объема и времени суток потребления электроэнергии.

Если в ночное время электроэнергия потребляется в незначительных объемах, то лучшим выбором будет Индукционный механический или Индукционный электронный счетчик, так как недорогой, надежный, долговечный и практически не потребуется нести затраты на его ремонт.

Стоит отметить, что индукционные счетчики, в отличии от электронных имеют меньшую чувствительность, и если ток потребления мал, например, включен только на зарядку сотовый телефон, то счетчик считать не будет.

Хотя Статические счетчики в два раза дороже и менее надежны, но если в ночное время суток потребляется более 30% электроэнергии, то они быстро себя окупают и дают хорошую экономию, так как в них заложена функция тарификации. Это когда есть возможность вести учет потребляемой электроэнергии в ночное и дневное время отдельно. Стоимость ночной электроэнергии существенно ниже.

Поставляющие электроэнергию компании тоже заинтересованы в установке статических электронных счетчиков по причине избыточных мощностей в ночное время и исключения снижения показаний индукционных счетчиков с помощью магнитов и укладкой в горизонтальное положение.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что для частного жилья подойдет однофазный двухпроводный электрический счетчик любого принципа работы, рассчитанный на напряжение 220 В и ток 60 А (максимальная мощность определяется умножением величины тока на напряжение и составит 13,2 кВт).

Мощность потребления электроприборами

Теоретическую максимальную мощность, которая будет потребляться в случае включения одновременно всех электроприборов в квартире не сложно подсчитать по данным приведенной в таблице. Для этого нужно сложить мощности всех имеющихся электроприборов. Но такой случай маловероятен.

Для более точного расчета теоретической суммарной мощности потребления электроприборами ее нужно взять из этикеток или инструкций по эксплуатации на них. Мощность указывается в ваттах (Вт или VA) или киловаттах (кВт или кVA). 1 кВт=1000 Вт.

Электрическая схема подключения
электрического однофазного счетчика

На чертеже изображена электрическая схема щитка и квартирой электропроводки. Электрический счетчик обычно устанавливается в электрическом щитке вместе с автоматическими выключателями и УЗО.

Схема подключения счетчика к электропроводке в щитке

На однофазный счетчик электрическая энергия подается из электросети через щиток, установленный в подъезде дома. В щитке на каждую квартиру устанавливается отдельный автоматический выключатель и с него провода идут непосредственно на счетчик. Один провод называется фазой, второй – нулем, а третий – заземлением.

В квартирах и домах старой постройки электропроводка прокладывалась без заземляющего провода. Он непосредственно в работе электропроводки участие не принимает и предназначен исключительно для повышения безопасности при эксплуатации электроприборов.

Схема подключения счетчика к электропроводке

Согласно ГОСТ Р 52320-2005 на корпусе счетчика рядом с клеммами для подключения проводов обязательно должна быть нанесена схема его подключения. На фотографии это табличка желтого цвета.

Согласно правил фазный провод L, идущий от электросети, подключается к первому (левому на фотографии) зажиму клеммы. А со второго подается в бытовую электропроводку. Третий и четвертый контакты клеммы соединены внутри счетчика между собой и предназначены для подключения нулевого провода N.

Трехфазный счетчик подключается по такому же принципу. На первый контакт подается фаза А, а со второго – снимается. На третий подается фаза В, а с четвертого выходит. На пятый подается фаза С, а с шестого снимается. Нулевой провод N подается и снимается соответственно с седьмого и восьмого контакта.

Внимание! Перед работой по замене или установке счетчика необходимо отключить подачу на него напряжения отключением автоматического выключателя в распределительном щитке на лестничной площадке и проверить отсутствие фазы на подводящих проводах с помощью индикатора фазы.

Устройство электросч

принцип работы, схема прибора и инструкция

Размер платы за электроэнергию зависит не только от количества подключенных приборов, но и от точности и типа счетчика. Один из самых надежных — электронный электросчетчик.

Виды

Суть работы любого счетчика заключается в измерении активной энергии и расчете потребления. В то же время имеются несколько вариантов конструкции счетчика. Данные приборы делятся:

  • В соответствии с принципом подключения — оборудование напрямую подключено или подключено в трансформаторную цепь.
  • В зависимости от измеряемых значений — однофазные и трехфазные.
Подключение однофазного счетчика
  • По типу конструкции — механические, электронные и гибридные.
  • По числу тарифов — одно- или многотарифные.
Трехфазный прибор в сети

Электронные устройства имеют ряд преимуществ: они более точны и позволяют использовать несколько цен на электроэнергию, при этом показания пересчитываются по этим ценам независимо от владельца.

Важно! Существуют также гибридные счетчики с цифровым интерфейсом и механическим вычислительным устройством, но используются они редко.

Технические параметры

Общие требования:

  • Уровень точности не менее 0,5S.
  • Соответствие требованиям ГОСТ Р (52320-2005, 52323-2005, 52425-2005).
  • Сертификат об утверждении типа.

Функциональные требования:

  • Измерение и расчет активной и реактивной мощности (общая мощность для непрерывной работы), мощность в одном или двух направлениях (30-минутные приращения мощности).
  • Сохранять результаты измерений (на время не менее 35 дней) и информацию о состоянии измерительного прибора.
  • Наличие энергонезависимых часов, обеспечивающих точный показ даты и времени (с использованием внешней синхронизации с ежедневной точностью не менее ± 5,0 секунд в составе SOEV).
  • Поддержание автоматической коррекции времени.
  • Автоматическая самодиагностика через обобщенные сигналы в журнале событий.
  • Предотвращение несанкционированный доступ к информации и программному обеспечению.
  • Прибор должен обеспечивать работу в диапазоне температур, определяемых условиями эксплуатации. (-40 .. + 550С).
  • Среднее время наработки на отказ составляет не менее 35 000 часов.
  • Интервал тестирования — не менее 8 лет.

Принцип работы и схема подключения

Принцип работы счетчика основан на непосредственном измерении напряжения и тока: вся информация о потребляемой мощности подается в индикатор и сохраняется в памяти устройства.

Как устроен электронный счетчик электроэнергии

Электронный электросчетчик имеет следующие преимущества:

  • Позволяет более точно считывать информацию, тем самым предотвращая большую погрешности измерения электроэнергии.
  • Его размер намного меньше механического.
  • Он может автоматически переключаться между тарифами без необходимости присутствия хозяина. Это существенно экономит средства.
  • Электронная модель проверяется каждые 4-16 лет. Это необходимо для проверки правильности исчисления. Проверка выполняется в рамках правил для обеспечения согласованности измерений.

Важно! Первая проверка выполняется на заводе-изготовителе, дата указана в паспорте прибора.

Помимо преимуществ имеются и некоторые недостатки. К ним относятся более высокие затраты на приобретение самого приборов и их ненадежность: несмотря на гарантию производителя, электронные модели приходится заменять чаще, чем механические модели. Последние работают в течение десятилетий, потому что их устройство очень простое, и ломаться, по сути, нечему.

Напряжение тока внутри счетчика преобразуется в электрические импульсы. Их количество варьируется в зависимости от входной энергии. То есть чем больше потребляемая мощность, тем больше импульсов получает и считает устройство.

Электронный счетчик вместе со счетным устройством имеет дисплей, который показывает изменения в потреблении тока, максимальных и минимальных значениях и других данных, требуемых владельцем.

Инструкция по применению

Инструкция по эксплуатации и монтажу содержит следующие пункты:

  • Прибор может устанавливать персонал, прошедший инструктаж по мерам безопасности и имеющий квалификационную группу по электробезопасности не ниже уровня III (электрическая установка до 1000 В).
  • Перед установкой надо извлечь прибор из транспортной упаковки и провести внешний осмотр.
  • Убедиться, что корпус и защитная крышка распределительной коробки не имеют значительных повреждений.
  • Установить счетчик на рабочем месте, снять защитную крышку распределительной коробки и подключить к цепи напряжения

Важно! Подключение к сети проводить только с отключением питания

  • Установить крышку распределительной коробки и закрепить ее двумя винтами.
  • Включить питание и убедиться, что счетчик включен: индикатор показывает значение энергии, учитываемое в текущей зоне.
  • Отметить в таблице дату установки и дату ввода в эксплуатацию.
Монтаж счетчика в щит

Как самостоятельно проверить счетчик

Чтобы проверить работоспособность счетчика, нужно провести несколько шагов:

  1. Нужно убедиться, что прибор правильно подключен к сети 220 или 380 В в соответствии со схемой.
  2. Проверить, что диск не вращается произвольно. Для этого нужно отключить все автоматы в щитке и подождать некоторое время. Если счетчик все равно вращается, то он неисправен.
  3. Проверка намагниченности. Влияние магнита также меняет работу прибора. Проверить его наличие можно с помощью небольшой металлической иголкой или специальным прибором.
Проверка прибора с помощью специальных приборов

Электронный счетчик — дорогой, но точный прибор, который в дальнейшем поможет сэкономить на плате за электроэнергию. Сложность конструкции обеспечивает удобство работы, но также является причиной частых поломок.

Обзор и устройство современных счётчиков электроэнергии / Хабр

За последнее время на смену индукционным счётчикам электроэнергии пришли электронные. В данных счётчиках счётный механизм приводится во вращение не с помощью катушек напряжения и тока, а с помощью специализированной электроники. Кроме того, средством счёта и отображения показаний может являться микроконтроллер и цифровой дисплей соответственно. Всё это позволило сократить габаритные размеры приборов, а также, снизить их стоимость.

В состав практически любого электронного счётчика входит одна или несколько специализированных вычислительных микросхем, выполняющие основные функции по преобразованию и измерению. На вход такой микросхемы поступает информация о напряжении и силе тока с соответствующих датчиков в аналоговом виде. Внутри микросхемы данная информация оцифровывается и преобразуется определённым образом. В результате, на выходе микросхемы формируются импульсные сигналы, частота которых пропорциональна текущей потребляемой мощности нагрузки, подключенной к счётчику. Импульсы поступают на счётный механизм, который представляет собой электромагнит, согласованный с зубчатыми передачами на колёсики с цифрами. В случае с более дорогостоящими счётчиками с цифровым дисплеем применяется дополнительный микроконтроллер. Он подключается к вышесказанной микросхеме и к цифровому дисплею по определённому интерфейсу, ведёт накопление результата измерения электроэнергии в энергонезависимую память, а также, обеспечивает дополнительный функционал прибора.

Рассмотрим несколько подобных микросхем и моделей счётчиков, которые мне попадались под руку.

Ниже на рисунке в разобранном виде изображён один из наиболее дешёвых и популярных однофазных счётчиков «НЕВА 103». Как видно из рисунка, устройство счётчика довольно простое. Основная плата состоит из специализированной микросхемы, её обвески и узла стабилизатора питания на основе балластового конденсатора. На дополнительной плате размещён светодиод, индицирующий потребляемую нагрузку. В данном случае – 3200 импульсов на 1 кВт*ч. Также есть возможность снимать импульсы с зелёного клеммника, расположенного вверху счётчика. Счётный механизм состоит из семи колёсиков с цифрами, редуктора и электромагнита. На нём отображается посчитанная электроэнергия с точностью до десятых кВт*ч. Как видно из рисунка, редуктор имеет передаточное отношение 200:1. По моим замечаниям, это означает «200 импульсов на 1 кВт*ч». То есть, 200 импульсов, поданных на электромагнит, поспособствуют прокрутке последнего красного колёсика на 1 полный оборот. Это соотношение кратно соотношению для светодиодного индикатора, что весьма не случайно. Редуктор с электромагнитом размещён в металлической коробке под двумя экранами с целью защиты от вмешательства внешним магнитным полем.

В данной модели счётчика применяется микросхема ADE7754. Рассмотрим её структуру.

На пины 5 и 6 поступает аналоговый сигнал с токового шунта, который расположен на первой и второй клеммах счётчика (на фотографии в этом месте видно повреждение). На пины 8 и 7 поступает аналоговый сигнал, пропорциональный напряжению в сети. Через пины 16 и 15 есть возможность устанавливать усиление внутреннего операционного усилителя, отвечающий за ток. Оба сигнала с помощью узлов АЦП преобразуются в цифровой вид и, проходя определённую коррекцию и фильтрацию, поступают на умножитель. Умножитель перемножает эти два сигнала, в результате чего, согласно законам физики, на его выходе получается информация о текущей потребляемой мощности. Данный сигнал поступает на специализированный преобразователь, который формирует готовые импульсы на счётное устройство (пины 23 и 24) и на контрольный светодиод и счётный выход (пин 22). Через пины 12, 13 и 14 конфигурируются частотные множители и режимы вышеперечисленных импульсов.

Стандартная схема обвески практически представляет собой схему рассматриваемого счётчика.

Общий минусовой провод соединён с нулём 220В. Фаза поступает на пин 8 через делитель на резисторах, служащий для снижения уровня измеряемого напряжения. Сигнал с шунта поступает на соответствующие входы микросхемы также через резисторы. В данной схеме, предназначенной для теста, конфигурационные пины 12-14 подключены к логической единице. В зависимости от модели счётчика, они могут иметь разную конфигурацию. В данном кратком обзоре эта информация не столь важна. Светодиодный индикатор подключен к соответствующему пину последовательно вместе с оптической развязкой, на другой стороне которой подключается клеммник для снятия счётной информации (К7 и К8).

Из этого же семейства микросхем существуют похожие аналоги для трёхфазных измерений. Вероятнее всего, они встраиваются в дешёвые трёхфазные счётчики. В качестве примера на рисунке ниже представлена структура одной из таких микросхем, а именно ADE7752.

Вместо двух узлов АЦП, здесь применено их 6: по 2 на каждую фазу. Минусовые входы ОУ напряжения объединены вместе и выводятся на пин 13 (ноль). Каждая из трёх фаз подключается к своему плюсовому входу ОУ (пины 14, 15, 16). Сигналы с токовых шунтов по каждой фазе подключаются по аналогии с предыдущим примером. По каждой из трёх фаз с помощью трёх умножителей выделяется сигнал, характеризующий текущую мощность. Эти сигналы, кроме фильтров, проходят через дополнительные узлы, которые активируются через пин 17 и служат для включения операции математического модуля. Затем эти три сигнала суммируются, получая, таким образом, суммарную потребляемую мощность по всем фазам. В зависимости от двоичной конфигурации пина 17, сумматор суммирует либо абсолютные значения трёх сигналов, либо их модули. Это необходимо для тех или иных тонкостей измерения электроэнергии, подробности которых здесь не рассматриваются. Данный сигнал поступает на преобразователь, аналогичный предыдущему примеру с однофазным измерителем. Его интерфейс также практически аналогичен.

Стоит отметить, что вышеописанные микросхемы служат для измерения активной энергии. Более дорогие счётчики способны измерять как активную, так и реактивную энергию. Рассмотрим, например, микросхему ADE7754. Как видно из рисунка ниже, её структура намного сложнее структуры микросхем из предыдущих примеров.

Микросхема измеряет активную и реактивную трёхфазную электроэнергию, имеет SPI интерфейс для подключения микроконтроллера и выход CF (пин 1) для внешней регистрации активной электроэнергии. Вся остальная информация с микросхемы считывается микроконтроллером через интерфейс. Через него же осуществляется конфигурация микросхемы, в частности, установка многочисленных констант, отражённых на структурной схеме. Как следствие, данная микросхема, в отличие от предыдущих двух примеров, не является автономной, и для построения счётчика на базе этой микросхемы требуется микроконтроллер. Можно зрительно в структурной схеме пронаблюдать узлы, отвечающие по отдельности за измерение активной и реактивной энергии. Здесь всё гораздо сложнее, чем в предыдущих двух примерах.

В качестве примера рассмотрим ещё один интересный прибор: трёхфазный счётчик «Энергомера ЦЭ6803В Р32». Как видно из фотографии ниже, данный счётчик ещё не эксплуатировался. Он мне достался в неопломбированном виде с небольшими механическими повреждениями снаружи. При всё при этом он находился полностью в рабочем состоянии.

Как можно заметить, глядя на основную плату, прибор состоит из трёх одинаковых узлов (справа), цепей питания и микроконтроллера. С нижней стороны основной платы расположены три одинаковых модуля на отдельных платах по одному на каждый узел. Данные модули представляют собой микросхемы AD71056 с минимальной необходимой обвеской. Эта микросхема является однофазным измерителем электроэнергии.

Модули запаяны вертикально на основную плату. Витыми проводами к данным модулям подключаются токовые шунты.

За пару часов удалось срисовать электрическую схему прибора. Рассмотрим её более детально.

Справа на общей схеме изображена схема однофазного модуля, о котором говорилось выше. Микросхема D1 этого модуля AD71056 по назначению похожа на микросхему ADE7755, которая рассматривалась ранее. На четвёртый контакт модуля поступает питание 5В, на третий – сигнал напряжения. Со второго контакта снимается информация в виде импульсов о потребляемой мощности через выход CF микросхемы D1. Сигнал с токовых шунтов поступает через контакты X1 и X2. Конфигурационные входы микросхемы SCF, S1 и S0 в данном случае расположены на пинах 8-10 и сконфигурированы в «0,1,1».

Каждый из трёх таких модулей обслуживает соответственно каждую фазу. Сигнал для измерения напряжения поступает на модуль через цепочку из четырёх резисторов и берётся с нулевой клеммы («N»). При этом стоит обратить внимание, что общим проводом для каждого модуля является соответствующая ему фаза. А вот, общий провод всей схемы соединён с нулевой клеммой. Данное хитрое решение по обеспечению питанием каждого узла схемы расписано ниже.

Каждая из трёх фаз поступает на стабилитроны VD4, VD5 и VD6 соответственно, затем на балластовые RC цепи R1C1, R2C2 и R3C3, затем – на стабилитроны VD1, VD2 и VD3, которые соединены своими анодами с нулём. С первых трёх стабилитронов снимается напряжение питания для каждого модуля U3, U2 и U1 соответственно, выпрямляется диодами VD10, VD11 и VD12. Микросхемы-регуляторы D1-D3 служат для получения напряжения питания 5В. Со стабилитронов VD1-VD3 снимается напряжение питания общей схемы, выпрямляется диодами VD7-VD9, собирается в одну точку и поступает на регулятор D4, откуда снимается 5В.

Общую схему составляет микроконтроллер (МК) D5 PIC16F720. Очевидно, он служит для сбора и обработки информации о текущей потребляемой мощности, поступающей с каждого модуля в виде импульсов. Эти сигналы поступают с модулей U3, U2 и U1 на пины МК RA2, RA4 и RA5 через оптические развязки V1, V2 и V3 соответственно. В результате на пинах RC1 и RC2 МК формирует импульсы для механического счётного устройства M1. Оно аналогично устройству, рассматриваемому ранее, и также имеет соотношение 200:1. Сопротивление катушки высокое и составляет порядка 500 Ом, что позволяет подключать её непосредственно к МК без дополнительных транзисторных цепей. На пине RC0 МК формирует импульсы для светодиодного индикатора HL2 и для внешнего импульсного выхода на разъёме XT1. Последний реализуется через оптическую развязку V4 и транзистор VT1. В данной модели счётчика соотношение составляет 400 импульсов на 1 кВт*ч. На практике при испытании данного счётчика (после небольшого ремонта) было замечено, что электромагнитная катушка счётного механизма срабатывает синхронно со вспышкой светодиода HL2, но через раз (в два раза реже). Это подтверждает соответствие соотношений 400:1 для индикатора и 200:1 для счётного механизма, о чём говорилось ранее.

Слева на плате расположено место для 10-пинового разъёма XS1, который служит для перепрошивки, а также, для UART интерфейса МК.

Таким образом, трёхфазный счётчик «Энергомера ЦЭ6803В Р32» состоит из трёх однофазных измерительных микросхем и микроконтроллера, обрабатывающий информацию с них.

В заключение стоит отметить, что существует ряд моделей счётчиков куда более сложней по своей функциональности. К примеру, счётчики с удалённым контролем показаний по электролинии, или даже через модуль мобильной связи. В данной статье я рассмотрел только простейшие модели и основные принципы построения их электрических схем. Заранее приношу извинения за возможно неправильную терминологию в тексте, ибо я старался излагать простым языком.

Принцип работы электросчетчика | Заметки электрика

Здравствуйте, дорогие гости сайта «Заметки электрика».

Теме учета электроэнергии мы уже посвятили множество статей, а вот разобраться с устройством и принципом работы электросчетчика не хватало времени.

Поэтому сегодняшняя статья посвящается принципу работы однофазных и трехфазных счетчиков электрической энергии.

Как Вы уже знаете, электросчётчики по принципу работы делятся на 2 вида:

  • индукционные
  • электронные

Рассмотрим более подробно принцип работы каждого типа счетчиков.

Принцип работы индукционного электросчетчика

  • 1 — токовая или последовательная  обмотка (катушка)

  • 2 — параллельная катушка (обмотка) или катушка напряжения

  • 3 — счетный механизм в виде червячной передачи

  • 4 — постоянный магнит для создания торможения и плавности хода диска

  • 5 — алюминиевый диск

  • Фi — магнитный поток, который создается током нагрузки

  • Фu — магнитный поток, который создается током в катушке напряжения

Электросчетчик состоит из 2 катушек (обмоток): катушка напряжения и токовая катушка, электромагниты которых расположены под углом 90° относительно друг друга в пространстве. В зазоре между этими электромагнитами находится алюминиевый диск, который с нижней и верхней стороны крепится на подшипниках и подпятниках. На оси диска установлен червяк, который через зубчатые колеса передает вращение счетному механизму (барабану).

Токовая катушка включается в цепь последовательно и состоит из небольшого количества витков. Наматывается такая катушка толстым проводом, соответственно, прямому номинальному току электросчетчика.

Катушка напряжения включается в цепь параллельно и состоит из большого количества витков. Наматывается тонким проводом с диаметром примерно от 0,06 -до 0,12 (мм).

При подачи переменного напряжения на катушку напряжения и при протекании через токовую катушку тока нагрузки, в зазоре  наводятся переменные магнитные потоки Фi и Фu, которые наводят в алюминиевом диске вихревые токи. При взаимодействии этих потоков и вихревых токов в диске, возникает вращающий момент — диск начинает вращаться.

Количество оборотов алюминиевого диска за определенное время — это и будет наша потребляемая электроэнергия.

При увеличении тока нагрузки (например, мы включили в сеть дополнительную нагрузку) в токовой катушке будет возникать больший вращающий момент и диск будет вращаться быстрее.

Для учета электроэнергии в трехфазных сетях переменного тока используют трехфазные индукционные электросчетчики, принцип работы которых аналогичен однофазным.

Принцип работы электронного электросчетчика

На смену индукционным электросчетчикам пришли электронные электросчетчики, например ЦЭ6803В, СЕ 102, СОЭ-55 и другие. Они обладают рядом достоинств, о которых мы поговорим в этой статье.

В электронном электросчетчике преобразователь преобразует входные аналоговые сигналы с датчиков тока и напряжения в цифровой импульсный код. Этот код подается на микроконтроллер, где расшифровывается и рассчитывается, а далее выдает количество потребляемой электроэнергии на дисплей электросчетчика.

P.S. Спасибо за внимание. Автор сайта «Заметки электрика».

Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:


Принцип работы электросчетчика - ElectrikTop.ru

Принцип работы электросчетчика

Счетчик электроэнергии есть в доме у каждого. И не найдется такого человека, который бы не задавался вопросом о том, как устроен, из чего состоит этот неведомый черный ящик и действительно ли можно заставить его крутиться в обратную сторону. Сегодня мы удовлетворим ваше любопытство и заглянем под пломбу, закрывающую доступ к внутреннему устройству этого очень интересного прибора.

Какими бывают электрические счетчики

По принципу работы счетного механизма эти устройства бывают трех типов:

  1. Механические – в их основе шестеренчатый редуктор, который приводит в движение тот самый загадочный вращающийся диск.
  2. Электронные – подсчет ведет генератор импульсов, результаты отображаются на жидкокристаллическом дисплее.
  3. Гибридные – генератор импульсов работает в паре с шаговым электродвигателем, аналогичным тем, что работают в кварцевых часах. Результаты выдаются тем же способом, что и у механических приборов – цифрами на разрядных кольцах, приводимых в движение шестеренчатым редуктором.

Самое интересное в том, что принцип работы электросчетчика основан на одном и том же явлении – электромагнитной индукции.

И все-таки оно вертится!

Наиболее наглядно устройство электросчетчика видно на примере однофазного бытового устройства механического типа. Его принципиальная схема приведена на рисунке ниже.

  1. Ш-образный сердечник
  2. П-образный сердечник
  3. Редуктор
  4. Постоянный магнит
  5. Диск

 

 

 

К клеммам 1 и 2, в которые зажимается фазный провод, подключена катушка с небольшим количеством витков, установленная на П-образный металлический сердечник. Она называется токовой, поскольку включение последовательное. К клемме 1 также подключен еще один провод, идущий на другую катушку с большим количеством витков и установленную на Ш-образный металлический сердечник.

Место соединения разъемное, крепежом является винт, называемый «винт напряжения», поскольку второй конец катушки соединен с клеммой 3, к которой подключается нулевой провод и соединение параллельное. Сердечники катушек расположены под углом 900 друг к другу, а в разрыве между ними находится край алюминиевого диска.

При прохождении переменного электрического тока через катушки в сердечниках наводится пульсирующее магнитное поле. Их произведением является вихревой магнитный поток, вращающийся всегда в одну сторону. По закону электромагнитной индукции этот вихрь наводит электрический ток в алюминиевом диске и понуждает его вращаться вслед за собой. Поскольку учитывается и напряжение в сети, и сила тока, то измеряется расход именно электрической мощности, которая является произведением этих величин.

Все это очень напоминает устройство асинхронного однофазного электродвигателя с пусковой и рабочей обмотками. Различие только в том, что счетчик электроэнергии является измерительной машиной, поэтому для точности показаний в нем надо исключить все факторы, которые могут их изменить.

Например, момент инерции. Именно поэтому ротор, роль которого играет диск, выполняется из алюминия – наиболее легкого электропроводящего материала, не подверженного вторичному намагничиванию. Дисковидная форма выбрана по той причине, что побочным явлением электромагнитной индукции является нагревание металлов так называемыми токами Фуко.

В проводниках плоской формы они быстрее затухают. Это свойство используется, например, в высоковольтных трансформаторах большой мощности, первичная обмотка которых выполняется проводником прямоугольного сечения.

Вторым отличием механического счетчика от асинхронного двигателя является наличие в его конструкции тормоза – постоянного магнита, расположенного у края диска. Он нужен для того, чтобы вращение было равномерным, без ускорения, а остановка происходила мгновенно, без выбега. Положение этого магнита можно менять, меняя величину электрической мощности, на которую устройство не реагирует. Обычной заводской настройкой является 25 Вт.

Диск насажен на ось, на одном конце которой находится червячная шестерня. Через нее и приводится в действие редуктор счетного механизма. Смена положений обмоток действительно может привести к реверсированию. Для этого надо лишь изменить порядок подключения: фазу подать на клемму 3 и снять ее с четвертой. Для борьбы с мошенничеством в редукторе установлен храповой механизм, блокирующий вращение в обратную сторону.

Трехфазные счетные механические устройства устроены подобным же образом. Но есть тонкости: если схема построена с глухозаземленной нейтралью – фазы на выходе силового трансформатора подстанции соединены звездой и линия состоит из трех проводников, то в счетчике два диска на одной оси. А при обычном для линий до 1000 вольт соединении треугольником и наличии отдельной нейтрали (четыре провода) дисков три. При этом подсчет расхода электрической мощности ведется в любом случае, даже если задействована хотя бы одна фаза.

И все-таки оно нагревается!

Принцип действия электронного счетчика основан на использовании второго, скорее побочного действия электромагнитной индукции – нагревании проводников. Температурные датчики – это могут быть термопары или терморезисторы, преобразуют тепло в электрический сигнал, который играет роль управляющего воздействия.

Подавляющее большинство электронных счетных устройств строятся на микросхемах серий МРС 3905, 3906 или 3909. Принципиально они состоят из трех модулей:

  1. Двух операционных усилителей (аналог катушек тока и напряжения).
  2. Генератора незатухающих колебаний, имеющего собственный блок питания и подключенного к одной из фаз.
  3. Счетчика импульсов.

Операционные усилители работают в паре с термодатчиками и подают электрический управляющий сигнал на генератор незатухающих колебаний, частота которых меняется в зависимости от его величины.

Если показания электросчетчика выводятся на жидкокристаллический дисплей, то количество импульсов за единицу времени учитывается отдельной микросхемой, преобразующей его в кодовый сигнал. При использовании механических редукторов импульсы поступают непосредственно на шаговый двигатель. Чем выше частота их следования, тем быстрее он вращается.

В трехфазных приборах электрического учета таких управляющих микросхем три, а в однофазных – одна.

Какие электросчетчики лучше?

Приборы учета с вращающимся диском нередко преподносятся как нечто архаичное и подлежащее замене. Энергоснабжающие организации могут просто вынуждать потребителей делать это, аргументируя тем, что электронные точнее. Но, поскольку дьявол кроется в деталях, давайте попробуем разобраться в том, стоит ли идти на поводу у монополистов.

Когда действительно стоит менять

  • Если класс точности менее 2,5. Он указан на лицевой панели прибора – цифра в кружке.
  • Количество целочисленных разрядов в показаниях менее пяти. Дробный разряд указывается кольцом красного цвета и его значение не учитывается.
  • Если прибор рассчитан на токи менее 30 ампер.

Достоинства и недостатки механических приборов

Недостатки:

  • Невысокая точность измерений.
  • Большие габариты и вес, выглядят малоэстетично.
  • Могут шуметь.
  • Нельзя учитывать расход по многотарифному плану.
  • Для снятия показаний приходится лезть под потолок – неудобно и рискованно.

Достоинства:

  • Учитывают только активную, полезную составляющую электрической энергии.
  • Не реагируют на потребителей мощностью менее 25 ват (например, светодиодные лампы).
  • Спокойно переносят перегрузки в сети, не выходят из строя в грозу.
  • Относительно дешевы.

Достоинства и недостатки электронных приборов

Положительные качества:

  • Высокая точность измерений.
  • Малые габариты и вес.
  • Можно установить модель, учитывающую несколько суточных тарифов.
  • Есть возможность (при наличии блоков GPRS и Wi-Fi) снимать показания дистанционно и даже автоматически их отправлять поставщику.

Недостатки:

  • Учитывают не только полезную активную, но и реактивную, паразитную, составляющую электроэнергии.
  • Чувствительны к качеству поставляемого электричества, могут выходить из строя в грозу.
  • Хороший электронный счетчик электроэнергии не может стоить дешево.

Зная устройство, а также достоинства и недостатки приборов учета электрической энергии, вы без труда можете решить, стоит ли вам менять имеющийся, а если приобретать, то какой именно. Можно сказать точно, что счетчики с вращающимся диском не стоит считать архаикой и отказываться от них. Для сельской местности – это оптимальный вариант.

Счетчик и типы электронных счетчиков

Что такое электронный счетчик и типы счетчиков

Что такое счетчик?

Счетчик - это цифровое логическое устройство в вычислениях для непрерывного хранения и отображения определенного события в соответствии с конфигурацией и программированием. Последовательная цифровая логическая схема представляет собой распространенный тип счетчика, состоящий из одной входной линии (Clock) и количества выходных линий.

Значение выходных строк обозначает число в двоичной системе счисления (BCD = двоично-десятичное кодирование).Преимущественно, каскадное соединение триггера используется в этих цифровых схемах. Эти приборы и устройства используются в цифровых микросхемах в качестве отдельных микросхем, а также в виде частей в более крупных интегральных микросхемах и печатных платах.

Также читайте: 15+ необходимо иметь приложения для Android для инженеров и студентов по электротехнике и электронике

Counters and Types of Electronic Counters Counters and Types of Electronic Counters

Что такое электронный счетчик?

Электронный счетчик - это устройство с одним или несколькими функциональными блоками, используемое для указания определенной скорости или времени.Электронный счетчик с одной функцией является либо двунаправленным, либо однонаправленным, в то время как другие предварительно запрограммированные счетчики предназначены для выполнения нескольких функций.

Как следует из названия, однонаправленные электронные счетчики учитывают только «Вверх» или «Вниз», тогда как двунаправленные электронные счетчики рассчитывают как «Вверх», так и «Вниз». Эти счетчики более дороги и сложны в установке по сравнению с механическими счетчиками. Есть много типов электронных счетчиков, как следует.

Классификация электронных счетчиков на основе тактового входа

Синхронные счетчики

Кликните по изображению для его увеличения

Synchrounous counter Synchrounous counter

Он состоит из параллельного расположения триггеров, в котором все триггеры синхронизируются одновременно и в синхронизации с тактовыми импульсами.По этой причине задержка распространения не зависит от количества триггеров в синхронных счетчиках.

Эти счетчики также оснащены комбинационной логической схемой для обеспечения переключения каждого триггера в нужное время. В синхронных счетчиках выход одного триггера передается на вход другого триггера.

Асинхронный или пульсирующий счетчик

Нажмите для увеличения изображения

Asynchronous Counter Asynchronous Counter

Он состоит из каскадного расположения триггеров, в котором тактовый импульс одного триггера управляется выходом его предшествующего триггера флоп.Количество используемых триггеров определяет модуль счетчика, причем количество триггеров зависит от количества логических состояний в счетчике, прежде чем он достигнет своего начального состояния.

Входной сигнал подается на первый триггер. Для счетчика Modulo n вход тактового сигнала в n-й триггер определяется выходом (n-1) триггера. Поскольку часы одного триггера зависят от выхода предыдущего триггера, он изменит свое состояние после некоторой задержки, равной задержкам распространения обоих триггеров.Для счетчика модуля n n-ный триггер изменит свое состояние после задержки, равной n-кратной задержке распространения одного триггера.

Поскольку информация о часах колеблется в счетчике, она называется счетчиком пульсаций. Кроме того, поскольку триггеры не изменяют состояние в синхронизации с входными часами, эти счетчики также известны как асинхронные счетчики.

Поскольку конечный выход будет зависеть от задержки распространения каждого счетчика, существует ограничение на тактовую частоту, которое задается как:

Asynchronous Counter Asynchronous Counter

Где N - количество триггеров, td - задержка распространения одного триггера, а Ts - ширина строб-импульса.Обратите внимание, что задержка распространения варьируется в зависимости от типа триггера.

Классификация электронных счетчиков на основе использования

Счетчики вверх / вниз :

IC 74190 Up Down Counter IC 74190 Up Down Counter Как следует из названия, эти счетчики учитываются как в порядке возрастания, так и в порядке убывания, то есть как в прямом, так и в обратном направлении. В то время как некоторые ИС счетчика имеют отдельные входные клеммы синхронизации для счета вверх и вниз (, пример , , ИС 74192, и , ИС 74192, ), некоторые имеют только одну входную клемму синхронизации и управляющий вывод для выбора требуемой функции (Примеры: IC 74190 IC 74191).

Десятичные счетчики :

IC 7490 Decade Counter IC 7490 Decade Counter

Десятилетний счетчик или счетчик Модуль-10 проходит через 10 уникальных состояний выходной комбинации, пока не будет сброшен. Он состоит из 4 триггеров и требует дополнительной схемы, чтобы пропустить несколько состояний, чтобы преобразовать обычный счетчик в счетчик десятилетия. Он может рассчитывать 16 возможных состояний, из которых только 10 используются. Примерами являются 4017B , 7490N .

Счетчик BCD :

4 Bit BCD Counter 4 Bit BCD Counter Это специальный тип счетчика декад, выход которого соответствует коду 8421 .Состояния счетчика являются двоичным эквивалентом десятичных чисел. Пример - это 74LS90 .

Предварительно настраиваемые счетчики :

Это счетчики, которые можно предварительно установить на любой начальный счет с помощью выводов PRESET и CLEAR триггеров. Триггеры могут быть синхронизированы асинхронно или синхронно. Предварительно устанавливаемые счетчики могут быть счетчиками UP, DOWN или UP / DOWN.

Они состоят из дополнительных входных / выходных контактов, таких как «Preset» (для загрузки любого желаемого счетчика), входов параллельной нагрузки (PL) (позволяет загружать входы PRESET на выходы) и выходы «Count Count (TC)» (становится активен при достижении количества клемм.). Примерами являются IC74190 , IC4191 и IC74193 .

Кольцевой счетчик :

Этот счетчик разработан путем изменения регистра сдвига. Истинный выход последнего триггера подается обратно на вход данных первого триггера, таким образом генерируя последовательность импульсов. Например, для регистра сдвига D-триггера выход Q последнего триггера соединен с входом D первого триггера. Эти счетчики используются в цифровой системе для генерации импульсов управления.

Johnson Counter

Этот счетчик является обратным кольцевому счетчику. Другими словами, обратная связь с последнего триггера подается обратно на вход данных первого триггера. Например, для регистра сдвига D-триггера выход ~ Q последнего триггера подается на вход D первого триггера. Их также можно использовать как деление на n счетчиков.

Практическая ИС счетчика 4017 : Counter IC 4017 Counter IC 4017

Это 16-контактный КМОП-логический десятичный счетчик с десятичным счетчиком, используемый в основном для подсчета с низким диапазоном.Он может считать от нуля до десяти с декодированными выходами, тем самым экономя много места и времени на плате.

Функции входных / выходных контактов счетчика IC 4017

Ниже приведены функциональные возможности каждого из его контактов.

Выводы с 1 по 7, с 9 по 11 : это выходные выводы микросхемы, причем каждый вывод имеет высокий уровень с соответствующим десятичным счетчиком. Статус как указано ниже.

Пин 1 : становится ВЫСОКИМ, когда «5» является счетчиком.

Контакт 2 : становится ВЫСОКИМ, когда «1» является счетчиком.

Пин 3 : становится ВЫСОКИМ, когда «0» является счетчиком.

Pin 4 : повышается на счету «2».

Контакт 5 : повышается на счету ‘6’

Контакт 6: Идет ВЫСОКИЙ на счету 7.

Контакт 7 : Идет ВЫСОКИЙ, когда счет составляет «3».

Контакт 8 : Это контакт заземления, который подключен к НИЗКОМУ уровню напряжения или к земле.

Пин 9 : становится ВЫСОКИМ, когда число равно «8».

Pin 10 : становится ВЫСОКИМ, когда счетчик равен «4».

Pin 11 : становится ВЫСОКИМ, когда счетчик равен «9».

Контакт 12 : Этот контакт используется для соединения с другой ИС счетчика, чтобы поддерживать больший порядок подсчета. Несмотря на то, что мы можем достичь количества до 20 или более, каскадируя несколько IC4017 с вместе, рекомендуется не каскадировать более 3 микросхем, чтобы избежать сбоев возникновения.

Контакт 13 : Это Активный НИЗКИЙ контакт и называется как Отключить контакт.Получив логический сигнал HIGH, он отключит всю функцию ИС независимо от тактовых импульсов.

Контакт 14 : Это контакт входа часов. Входные тактовые импульсы подаются на этот вывод, и отсчет увеличивается по нарастающему или положительному фронту импульса.

Контакт 15 : Это активная кнопка сброса НИЗКОГО, которая однажды подала логический сигнал «ВЫСОКИЙ», чтобы сбросить IC.

Контакт 16 : Это контакт источника питания, которому нужно напряжение от 3 до 15 Вольт.

Применение / использование счетчиков

Электронные счетчики используются во многих цифровых электронных устройствах, особенно в цифровых часах и мультиплексировании. Большинство их приложений перечислены ниже.

  • Как счетчики объектов
  • Параллельно с последовательными логическими схемами преобразования данных
  • Аналого-цифровые преобразователи.
  • Цифровые часы
  • Счетчики частоты
  • Схемы делителя частоты. (Где входная частота делится на 2)
  • Таймеры и измерение скорости.(Цепи времени, стиральные машины, будильник и т. Д.)
  • Цифровой генератор треугольных волн.
  • Генерация лестничного напряжения

Это краткий обзор различных типов счетчиков. Любая другая информация о счетчиках приветствуется в следующем разделе.

вы также можете прочитать:

.

Объясните счетчики в цифровых цепях

Счетчик

- это цифровое устройство, и на выходе счетчика имеется предварительно определенное состояние, основанное на приложениях тактовых импульсов. Выход счетчика может быть использован для подсчета количества импульсов. Обычно счетчики состоят из триггера, который может быть синхронным или асинхронным счетчиком. В синхронном счетчике только один тактовый сигнал i / p предоставляется всем триггерам, тогда как в асинхронном счетчике o / p триггера представляет собой тактовый сигнал от ближайшего.Приложения микроконтроллера требуют подсчета внешних событий, таких как генерация точной внутренней временной задержки и частота последовательности импульсов. Эти события часто используются в цифровых системах и компьютерах. Оба эти события могут быть выполнены программными методами, но программные циклы для подсчета не дадут точного результата, чуть более важные функции не выполняются. Эти проблемы могут быть устранены таймерами и счетчиками в микроконтроллерах, которые используются как прерывания.

Counters Counters Счетчики

Типы счетчиков

Счетчики можно разделить на различные типы в зависимости от способа их синхронизации. Это


  • Асинхронные счетчики
  • Синхронные счетчики
  • Асинхронные десятичные счетчики
  • Синхронные десятичные счетчики
  • Асинхронные счетчики с повышением-понижением
  • Синхронные счетчики с повышением-понижением

Для лучшего понимания этого типа счетчиков, здесь мы обсуждают некоторые из счетчиков.

Асинхронные счетчики

Диаграмма 2-битного асинхронного счетчика показана ниже. Внешние часы подключены только к часам i / p FF0 (первый триггер). Таким образом, этот FF изменяет состояние на убывающем фронте каждого синхроимпульса, но FF1 изменяется только тогда, когда активируется убывающим фронтом Q o / p FF0. Из-за интегральной задержки распространения через FF изменение тактового импульса i / p и изменение Q o / p FF0 никогда не могут происходить в одно и то же время.Таким образом, FF нельзя активировать одновременно, генерируя асинхронную операцию.

Asynchronous Counters Asynchronous Counters Асинхронные счетчики

Обратите внимание, что для простоты изменения Q0, Q1 и CLK на приведенной выше диаграмме показаны как одновременные, даже если это асинхронный счетчик. На самом деле, есть небольшая задержка в изменениях Q0, Q1 и CLK.

Как правило, все CLEAR i / ps соединены вместе, поэтому перед началом подсчета один импульс может очистить все FF. Синхронизирующий импульс, подаваемый в FF0, проходит через новые счетчики после задержек распространения, таких как пульсации на воде, отсюда и термин счетчик пульсаций.

PCBWay PCBWay

Принципиальная схема двухбитового счетчика пульсаций включает четыре различных состояния, каждое из которых состоит из значения счетчика. Аналогично, счетчик с n FF может иметь 2N состояний. Количество состояний в счетчике называется номером его мода. Поэтому двухбитный счетчик является счетчиком мод-4.

Асинхронные десятилетние счетчики

В предыдущем счетчике было 2n состояний. Но также возможны счетчики с состояниями менее 2n. Они предназначены, чтобы иметь нет. государств в их серии.Это так называемые укороченные последовательности, которые выполняются путем перезапуска счетчика до прохождения всех его состояний. Общий модуль для счетчиков с укороченной последовательностью равен 10. Счетчик с 10 состояниями в его серии называется счетчиком десятилетий. Реализованная схема счетчиков десятилетий приведена ниже.

Asynchronous Decade Counter Circuit Diagram Asynchronous Decade Counter Circuit Diagram Принципиальная схема счетчика асинхронного десятилетия

Когда счетчик насчитывает десять, все FF будут очищены. Обратите внимание, что только Q1 и Q3 оба используются для декодирования счетчика 10, что называется частичным декодированием.В то же время в одном из других состояний от 0 до 9 значения Q1 и Q3 будут высокими. Серия таблицы счетчиков десятилетий приведена ниже.

Sequence of the Decade Counter Sequence of the Decade Counter Последовательность счетчика декад

Асинхронные счетчики с повышением и понижением

В определенных приложениях счетчик должен иметь возможность рассчитывать как вверх, так и вниз. Приведенная ниже схема представляет собой трехразрядный счетчик вверх и вниз, который считает UP или DOWN в зависимости от состояния сигнала управления. Когда UP i / p равен 1, а DOWN i / p равен 0, вентиль NAND между FF0 и FF1 запустит неинвертированный o / p (Q) триггера (FF0) в часы i / p. флип-флоп (FF1).Аналогично, неинвертированный o / p Flip Flop1 будет проходить через другой вентиль NAND в часы i / p flip-flop2. Поэтому счетчик будет считать.

Asynchronous Up-Down Counter Circuit Diagram Asynchronous Up-Down Counter Circuit Diagram Принципиальная схема асинхронного счетчика с повышением-понижением

Как только управляющий i / p (UP) установлен на 0, а DOWN на 1, инвертированные o / ps триггера 0 (FF0) и триггера 1 (FF) стробируются в часы я / PS FF1 и FF2 отдельно. Если FF первоначально изменяются на 0, то счетчик будет проходить через следующие серии при применении импульсов i / p.Обратите внимание, что асинхронный счетчик вверх-вниз медленнее, чем счетчик вверх / вниз, из-за дополнительной задержки распространения, вносимой затворами NAND.

Sequence of the Asynchronous Up-Down Counter Sequence of the Asynchronous Up-Down Counter Последовательность асинхронного счетчика с повышением-понижением

Синхронные счетчики

В этом типе счетчиков CLK i / ps всех FF соединены вместе и активируются импульсами i / p. Таким образом, все FF изменяют состояния мгновенно. Ниже приведена принципиальная схема трехбитного синхронного счетчика. Входы J и K триггера 0 подключены к HIGH.Триггер 1 имеет свои J & K i / ps, подключенные к o / p триггера 0 (FF0), а входы J & K триггера 2 (FF2) подключены к o / p логического элемента AND, который питается o / ps flip-flop0 и flip-flop1. Когда оба выхода FF0 и FF1 HIGH. Положительный фронт четвертого импульса CLK заставит FF2 изменить свое состояние из-за логического элемента AND.

Synchronous Counter Circuit Diagram Synchronous Counter Circuit Diagram Принципиальная электрическая схема синхронного счетчика

Ниже приводится таблица трехбитных счетчиков. Основное преимущество этих счетчиков состоит в том, что нет увеличения задержки по времени, поскольку все FF активируются параллельно.Таким образом, максимальная рабочая частота этого синхронного счетчика будет значительно выше, чем для эквивалентного счетчика пульсаций.

CLK Pulses of the Synchronous Counters CLK Pulses of the Synchronous Counters CLK Импульсы синхронных счетчиков

Синхронные десятичные счетчики

Синхронный счетчик считает от 0 до 9 аналогично асинхронному счетчику, а затем снова обнуляет ноль. Этот процесс выполняется путем приведения состояний 1010 обратно в состояние 0000. Это называется усеченной последовательностью, которая может быть разработана по схеме ниже.

Synchronous Decade Counter Circuit Diagram Synchronous Decade Counter Circuit Diagram Принципиальная принципиальная схема синхронного десятилетия

Из серии в левой таблице видно, что

  • Q0 связывается с каждым импульсом CLK
  • Q1 изменяется на следующий тактовый импульс каждый раз, когда Q0 = 1 & Q3 = 0.
  • Q2 изменяется на следующий тактовый импульс каждый раз, когда Q0 = Q1 = 1.
  • Q3 изменяется на следующем импульсе CLK каждый раз, когда Q0 = 1, Q1 = 1 & Q2 = 1 (счет 7) или когда Q0 = 1 и Q3 = 1 (счет 9).
Sequence of the Synchronous Decade Counter Sequence of the Synchronous Decade Counter Последовательность счетчика синхронного десятилетия

Приведенные выше характеристики используются для логического элемента И или логического элемента ИЛИ. Логическая схема этого показана на схеме выше.

Синхронные счетчики с повышением и понижением

Ниже приведены трехбитные синхронные счетчики с повышением и понижением, табличная форма и серии.Этот тип счетчика имеет функцию управления повышением-понижением, аналогичную асинхронному счетчику с повышением-понижением, который используется для управления направлением счетчика в определенной серии.

Synchronous Up-Down Counters Circuit Diagram Synchronous Up-Down Counters Circuit Diagram Принципиальная схема синхронных счетчиков повышающего и понижающего счетчиков

В этой серии таблиц показаны

  • связей Q0 на каждый импульс CLK для обоих повышающих и понижающих рядов
  • Когда Q0 = 1 для повышательных рядов, состояние Q1 изменяется на следующем импульсе CLK.
  • Когда Q0 = 0 для нисходящего ряда, то состояние Q1 изменяется при следующем импульсе CLK.
  • Когда Q0 = Q1 = 1 для восходящей серии, состояние Q2 изменяется при следующем импульсе CLK.
  • Когда Q0 = Q1 = 0 для нисходящего ряда, то состояние Q2 изменяется при следующем импульсе CLK.
Sequence of the Synchronous Decade Counters Sequence of the Synchronous Decade Counters Последовательность счетчиков синхронного десятилетия

Приведенные выше характеристики используются с логическим элементом И, вентилем ИЛИ и НЕ. Логическая схема этого показана на схеме выше.

Применение счетчиков

Применение счетчиков в основном связано с цифровыми часами и мультиплексированием.Лучший пример счетчика параллелен логике последовательного преобразования данных, которая обсуждается ниже.

Набор битов, выполняемых одновременно на параллельных линиях, называется параллельными данными. Набор битов, выполняемых в одной строке во временном ряду, называется последовательными данными. Параллельное последовательное преобразование данных обычно выполняется с помощью счетчика, позволяющего получить двоичную последовательность данных, выберите i / ps MUX, как объяснено в схеме ниже.

Parallel-to-Serial Data Conversion Parallel-to-Serial Data Conversion Преобразование параллельных в последовательные данные

В приведенной выше схеме счетчик по модулю 8 состоит из Q o / ps, которые подключены к данным, выберите i / ps 8-битного MUX.Первая 8-битная группа параллельных данных подается на входы MUX. Когда счетчик проходит через двоичную последовательность от 0 до 7, каждый бит начинается с D0, выбирается последовательно и передается через MUX на линию o / p. После импульсов 8-CLK байт данных был изменен на последовательный формат и отправлен через линию передачи. Затем счетчик повторно обрабатывает обратно до 0 и снова последовательно изменяет другой параллельный байт в аналогичном процессе.

Таким образом, это все о счетчиках и типах счетчиков, которые включают в себя асинхронные счетчики, синхронные счетчики, асинхронные счетчики десятилетий, синхронные счетчики десятилетий, асинхронные счетчики вверх-вниз и синхронные счетчики вверх-вниз.Кроме того, любые сомнения относительно этой темы или таймеров и счетчиков в микроконтроллере 8051, пожалуйста, комментируйте в разделе комментариев ниже.

Счетчики | Типы счетчиков, двоичный счетчик пульсаций, счетчик звонков, счетчик BCD, счетчик декад, счетчик вверх-вниз, счетчик частоты

Счетчик часто требуется в цифровых компьютерах и других цифровых системах для записи количества событий, происходящих за определенный интервал времени. Обычно электронный счетчик используется для подсчета количества импульсов, поступающих на входную линию за указанный период времени. Счетчик должен обладать памятью, поскольку он должен помнить свои прошлые состояния.Как и в случае других последовательных логических схем, счетчики могут быть синхронными или асинхронными.

Как следует из названия, это цепь, которая имеет значение. Основное назначение счетчика - записать количество появлений какого-либо ввода. Существует много типов счетчиков, как двоичных, так и десятичных. Обычно используются счетчики

  1. Двоичный счетчик пульсаций
  2. Счетчик колец
  3. BCD Счетчик
  4. Счетчик декад
  5. Счетчик вверх-вниз
  6. Частотомер

Двоичный счетчик пульсаций

Бинарный счетчик пульсаций обычно использует бистабильные мультивибрационные схемы, так что вход в кэш, примененный к счетчику, заставляет счет увеличиваться или уменьшаться.Базовая схема счетчика показана на рисунке 1 с использованием двух триггерных (T-типа) триггеров. Каждый тактовый импульс, подаваемый на Т-вход, вызывает переключение ступени. Выходные клеммы Q и Q-Bar всегда логически противоположны. Если выход Q является логическим 1 (SET), выход Q-Bar, , является логическим 0. Если выход Q является логическим 0 (REST), то выход Q-Bar является логическим 1.

Вход тактового сигнала вызывает переключение триггера или смену ступени после тактового импульса

На рисунке 2 (а) показаны входной сигнал тактового генератора и выходной сигнал Q.Обратите внимание, что схема, используемая в этом случае, переключается на заднем фронте тактового сигнала (когда логический сигнал изменяется от 1 до 0). Возвращаясь к рисунку 1, Q-выход первой ступени (называемый ступенью 2 или или ступенью положения блоков) используется здесь в качестве входа переключения для второй ступени (называемой ступенью 2 1 или ступенью положения двух). Выход Q от двух последовательных этапов обозначен A и B, соответственно, чтобы их дифференцировать. Обратите внимание, что выходные данные каждой ступени помечены отрицательной чертой над буквенным обозначением, так что независимо от того, на какой логической стадии A находится, является противоположным логическим состоянием.

Поскольку выход Q (сигнал A) с первой ступени запускает вторую ступень, вторая ступень меняет состояние только тогда, когда выход Q первой ступени переходит от логического 1 к логическому 0, как показано на рисунке 2 (b).

Binary Ripple Counter Рисунок 2: Переключающее действие встречной ступени

Таблица 1

СЧЕТЧИК ДЛЯ 2-ЭТАПНЫХ ДВОЙНЫХ СЧЕТЧИКОВ
Входные импульсы 2 n Выход (B) 2 n Выход (A)
0 0 0
1 0 1
2 1 0
3 1 1
4 или 0 0 0

На осциллограмме стадии A включена стрелка в качестве напоминания о том, что она вызывает стадию B только на заднем фронте (логическое изменение 1 или 0).Обратите внимание, что выходной сигнал последующей ступени работает вдвое быстрее, чем его вход. Чтобы увидеть, что эта схема работает как двоичный счетчик, можно подготовить таблицу для отображения выходных состояний Q после применения каждого тактового импульса. Таблица 1 показывает эту операцию для схемы на рисунке 1.

Чтобы увидеть, как создается счетчик с использованием нескольких ступеней, рассмотрим 4-ступенчатый счетчик на рисунке 3. Счетчик просто сделан с Q-выходом каждого состояния, подключенным как вход переключения в последующее состояние.С четырьмя ступенями цикл счетчика будет повторяться каждые шестнадцать тактовых импульсов. В общем случае имеется 2 n отсчетов с n-ступенчатым счетчиком. Для четырех этапов, используемых здесь, для двоичного счетчика, как правило, идет 2 , 4 или 16 шагов.

Число отсчетов = N = 2 n

Где, n = номер каскада. Шестиступенчатый счетчик n = 6 будет обеспечивать счет, который повторяется каждые N = 2 , 6 = 64 счета. Десятиступенчатый счетчик (n = 10) будет перезапускать каждые N = 2 , 10 = 1024 счета.

Возвращение к 4-х ступенчатому счетчику Рисунок 3. В таблицу включены стрелки, которые служат напоминанием о том, что изменение от 1 до 0 приводит к переключению на последующем этапе. Обратите внимание, что в таблице 2 ступень 2 0 переключается на каждые четыре тактовых импульса. Ступень 2 1 переключает каждые два тактовых импульса, ступень 2 2 переключает каждые тактовые импульсы. Это подразумевает, что мы можем связать весовое значение с выходом стадии. Выходной каскад 2 3 может рассматриваться как значение восемь, выход 2 2 равен четырем, выход 2 1 равен двум, а 2 0 равен единице.Тогда мы можем видеть, что двоичное состояние счетчика может быть прочитано как число, равное количеству входных импульсов. После того, как счетчик достигнет счета 111, который является наибольшим счетом, полученным с использованием четырех ступеней, следующий входной импульс заставляет счетчик перейти к 000, и новый цикл счета повторяется.

Four Stage Binary Counter Рисунок 3: Четырехступенчатый двоичный счетчик

Таблица 2

РАБОТА С УЧЕТОМ (ЧЕТЫРЕ ЭТАПА)
Входные импульсы 2 3 Выход (D) 2 2 Выход (C) 2 1 Выход (B) 2 0 Выход (А)
0 0 0 0 0
1 0 0 0 1
2 0 0 1 0
3 0 0 1 1
4 0 1 0 0
5 0 1 0 1
6 0 1 1 0
7 0 1 1 1
8 1 0 0 0
9 1 0 0 1
10 1 0 1 0
11 1 0 1 1
12 1 1 0 0
13 1 1 0 1
14 1 1 1 0
15 1 1 1 1
16 или 0 0 0 0 0
Waveforms of Four Stage Count Up Counter Рисунок 4: Волновые формы четырехступенчатого счетчика обратного отсчета

Должно быть очевидно, что последовательность счетчиков представляет собой возрастающее двоичное число для каждого входного тактового импульса.Тогда счетчик также называется двоичным счетчиком обратного отсчета, результирующий выходной сигнал для каждой ступени показан на рисунке 4. Счетчик называется счетчиком пульсаций из-за пульсирующего изменения состояния от ступеней более низкого порядка к ступенькам более высокого уровня, когда счетчик изменения, т. е. ступень 2 0 переключает ступень 2 1 , которая может переключать ступень 2 2 и т. д.

Счетчик обратного отсчета

Простой четырехступенчатый обратный отсчет показан на рисунке 5.Q-выход каждой ступени теперь используется как триггерный вход для следующей ступени. Он по-прежнему использует Q-выход в качестве индикации состояния каждой ступени, как показано в таблице подсчета (таблица 3). Начиная со счетчика RESET Q-выход каждой ступени имеет логическое значение 0, первый входной импульс заставляет ступень A переключаться с 0 на 1. Пусковой импульс на ступень B, который берется с Q-выхода ступени A, изменяется с 1 на 0 в это время, так что ступень B также переключается. Q-выход ступени B, переключаясь с 1 на 0, вызывает переключение ступени C, что затем вызывает переключение ступени D.

Four Stage Count Down Binary Counter Рисунок 5: Четырехступенчатый счетчик обратного отсчета
Таблица 5: Счетчик обратного отсчета на рисунке 5
Входной импульс D C B A Десятичный вывод Количество
0 0 0 0 0 0 (или 16)
1 1 1 1 1 15
2 1 1 1 0 14
3 1 1 0 1 13
4 1 1 0 0 12
5 1 0 1 1 11
6 1 0 1 0 10
7 1 0 0 1 9
8 1 0 0 0 8
9 0 1 1 1 7
10 0 1 1 0 6
11 0 1 0 1 5
12 0 1 0 0 4
13 0 0 0 1 3
14 0 0 1 0 2
15 0 0 0 1 1
16 0 0 0 0 0 (или 16)
1 1 1 1 15

Из таблицы 5 видно, что счет идет до 1111.Следующая входная пауза переключает A. Поскольку сигнал A (используемый для переключения ступени B) теперь поступает на вход от 0 до 1. Стадии B, C и D остаются прежними, счетчик теперь равен 1110. Таким образом, в результате счет уменьшился входного триггерного импульса. Фактически счет будет уменьшаться на одно двоичное число для каждого примененного входного триггерного импульса. Таблица 5 показывает, что счет уменьшится до 0000, после чего он перейдет к 1111, чтобы повторить еще один круг счета. Использование четырехступенчатого счетчика обратного отсчета обеспечивает полное отключение

N = 2 n = 2 4 = 16 счет

, но в режиме уменьшения счета.

Счетчик декад

Счетчик декады - это тот, который проходит через 10 уникальных комбинаций выходов, а затем сбрасывается по мере прохождения часов. Мы можем использовать какую-то обратную связь в 4-битном двоичном счетчике, чтобы пропустить любые шесть из шестнадцати возможных выходных состояний от 0000 до 1111, чтобы получить счетчик десятилетия. Счетчик декады не обязательно считает от 0000 до 1001, он может считаться как 0000,0001, 0010, 1000, 1001, 1010, 1011, 1110, 1111, 0000, 0001 и так далее.

На рисунке 6 показан десятилетний счетчик с двоичным счетчиком, который всегда эквивалентен счетчику входных импульсов.Схема, по сути, представляет собой счетчик пульсаций, который считает до 16. Однако мы хотим, чтобы схема работала, в которой счет увеличивается с 0 до 9, а затем сбрасывается в 0 для нового цикла. Этот сброс выполняется при желаемом количестве следующим образом.

  1. Со счетчиком REST count = 0000 счетчик готов к выполнению цикла счетчика.
  2. Счетчик продвижения входных импульсов в двоичной последовательности до счетчика (счет = 1001)
  3. Следующий импульс счета увеличивает счет до 10 = 1010.Логический вентиль NAND декодирует счетчик 10, обеспечивающий изменение уровня в это время, чтобы активировать единичный выстрел, который затем сбрасывает все ступени счетчика. Таким образом, импульс после счетчика при счете = 9 эффективно приводит к тому, что счетчик будет считать = 0.
Decade Counter Рисунок 6: Счетчик декад
Таблица 6: Таблица истинности счетчика декад
Входные импульсы D C B A
0 0 0 0 0
1 0 0 0 1
2 0 0 1 0
3 0 0 1 1
4 0 1 0 0
5 0 1 0 1
6 0 1 1 0
7 0 1 1 1
8 1 0 0 0
9 1 0 0 1
10 1 0 1 0
0 0 0 0 0

В таблице 6 представлена ​​таблица счетчиков, показывающая двоичный счет, эквивалентный десятичному счету входных импульсов.Таблица также показывает, что счетчик мгновенно идет отсчет от девяти (1001) до десяти (1010), а затем обнуляется (0000). Гейт NAND обеспечивает вывод 1, пока счет не достигнет десяти. Счет десяти расшифровывается (или воспринимается в этом случае) с использованием логических входов, которые все 1 на счет десяти. Когда счет становится равным десяти, выход логического элемента NAND переходит к логическому 0, обеспечивая логическое изменение от 1 до 0, чтобы инициировать единичный выстрел, что затем обеспечивает короткий импульс для сброса всех ступеней счетчика.

Сигнал Q используется, поскольку он обычно имеет высокий уровень и понижается в течение периода времени однократного импульса, когда триггер в этой схеме сбрасывается при низком уровне сигнала (активная очистка низкого уровня).Импульс одного выстрела должен быть достаточно длинным, чтобы сбросить самый медленный счетчик. На самом деле, в настоящее время необходимо сбросить только ступень 2 1 и 2 3 , но все ступени сбрасываются, чтобы обеспечить новый цикл при счетчике 0000.

Счетчик колец

Кольцевой счетчик является простейшим примером регистра сдвига. Самый простой счетчик называется счетчиком колец. Кольцевой счетчик содержит только один логический 1 или 0, который он распространяет. Общая длина цикла равна числу этапов.Кольцевой счетчик полезен в приложениях, где счет должен быть распознан для выполнения какой-либо другой логической операции. Поскольку в данный момент времени в логической единице 1 имеется только один выход, дополнительные логические элементы не требуются для декодирования отсчетов, а триггерные выходы могут использоваться непосредственно для выполнения требуемой операции.

Ring Counter Рисунок 7. Простой счетчик колец

Обратите внимание, что на приведенной выше диаграмме сброс сбрасывает Q 2 , Q 3 и Q 4 , но переводит Q 1 в состояние логической единицы.Это 1 будет циркулировать при подаче тактовых импульсов.

Таблица 7: Таблица истинности счетчика колец
Часы 0 1 0 2 0 3 0 4
1 1 0 0 0
2 0 1 0 0
3 0 0 1 0
4 0 0 0 1
5 1 0 0 0

Счетчик вверх-вниз

Счетчик «вверх-вниз» - это двунаправленный счетчик, и его можно использовать для подсчета как вверх, так и вниз.Другими словами, счетчик «вверх-вниз» - это тот, который может обеспечить как операции обратного, так и обратного счета в одном устройстве. В предыдущем разделе было показано, что если импульсы запуска получаются с выхода Q-Bar, счетчик является обратным отсчетом, а если импульсы запуска получаются с выходов Q-Bar, счетчик является обратным отсчетом. Рисунок 8 показывает счетчик вверх и вниз. Когда сигнал обратного отсчета высокий, логический элемент И, соединяющий выход Q и обратный отсчет, siganl дает и выводит 1, который проходит через логический элемент ИЛИ для запуска следующего триггера.Это приводит к операции подсчета. Точно так же сигнал от линии обратного отсчета приведет к тому, что схема будет действовать как обратный счетчик.

Updown Counter Рисунок 8. Верхний счетчик вниз

Счетчик BCD

Это особый случай десятилетнего счетчика, в котором счетчик считает от 0000 до 1001, а затем сбрасывает. Веса на выходе триггеров в этих счетчиках соответствуют коду 8421. Например, в конце седьмого тактового импульса выходная последовательность будет 0111 (десятичный эквивалент 0111 согласно коду 8421 равен 7).Таким образом, эти счетчики будут отличаться от других счетчиков десятилетий, которые обеспечивают тот же счет, используя некоторую принудительную обратную связь для пропуска некоторых естественных двоичных счетчиков. На рисунке 9 показан счетчик типа BCD.

BCD Counter Рисунок 9: Счетчик BCD Счетчик частоты

Частотомер - это цифровое устройство, которое можно использовать для измерения частоты периодических сигналов. Блок-схема частотомера показана на рисунке 10.

Frequency Counter Рис. 10: Частотомер

Сигнал с периодом времени t, подаваемый на один из входных терминалов логического элемента AND.В то время как неизвестный сигнал также подается на другую входную клемму логического элемента AND. Следовательно, он используется в качестве часов для счетчика, указывающего частоту неизвестного сигнала относительно этого периода времени. Временной интервал счетчика можно назвать содержимым. Предположим, что период времени сигнала затвора составляет одну секунду, а неизвестный сигнал представляет собой прямоугольную волну в 250 Гц. В этом состоянии счетчик считает 250 в конце одной секунды. Это будет частота неизвестного сигнала.

,

Radartutorial

Электронная война

Электронная поддержка
Меры (ESM)

Электронный счетчик
Меры (ECM)

Электронный счетчик -
Контрмеры (ECCM)

- Интеллект
- ELINT
- COMINT

- Обнаружение
- Определение направления
- Анализ
- Идентификация

Анти-Актив

Анти-пассивный

Активный

Пассивная

Обман

Jamming

Химическая

Механическая

Рисунок 1: Элементы Электронной Войны

Электронная война

Электронная поддержка
Меры (ESM)

Электронный счетчик
Меры (ECM)

Электронный счетчик -
Контрмеры (ECCM)

- Интеллект
- ELINT
- COMINT

- Обнаружение
- Определение направления
- Анализ
- Идентификация

Анти-Актив

Анти-пассивный

Активный

Пассивная

Обман

Jamming

Химическая

Механическая

Рисунок 1: Элементы Электронной Войны

Типы радиоэлектронной борьбы

Существует три основных типа радиоэлектронной борьбы:

Электронная война

Электронная поддержка
Меры (ESM)

Электронный счетчик
Меры (ECM)

Электронный счетчик -
Контрмеры (ECCM)

- Интеллект
- ELINT
- COMINT

- Обнаружение
- Определение направления
- Анализ
- Идентификация

Анти-Актив

Анти-пассивный

Активный

Пассивная

Обман

Jamming

Химическая

Механическая

Рисунок 1: Элементы Электронной Войны

Одной из проблем с двумя последними типами является постоянное развитие одного оборудования противостоять другим.Как специалист ECM производит системы для обеспечения помех и приманки поэтому инженер ECCM разрабатывает оборудование для преодоления этих методов. Часто одни и те же производители делают оба!

Сцена электронной войны - это непрерывно развивающаяся битва между различными аспектами ESM, ECM и ECCM. Сложность современного оружия и скорость реакции, необходимая для борьбы с ним, слабым звеном в цепочке может оказаться человек, который должен принять решение! Это не обязательно так, потому что в некоторых случаях оператор гораздо лучше, чем автоматический процессор.Он может легче интерпретировать ситуации, основанные на предыдущем опыте и может легко изменять свои пороговые значения для выполнения основных функций, таких как обнаружение сигнала в сильный фоновый беспорядок, тогда как машина может работать только на пороге, для которого она был запрограммирован. Тем не менее, большие успехи были сделаны в искусственном интеллектуальные системы и, хотя еще предстоит пройти долгий путь, эра полной автоматизация в конечном итоге прибудет. Количество необработанной информации от современных сенсорных систем настолько велика, что все лучше и лучше процессоры, использующие очень сложные программы, имеют жизненно важное значение для анализа входных данных.Эта скорость и сложность таковы, что операторы должны быть высокоэффективным и иметь обширный бизнес в предоставлении систем обучения и симуляции EW вырос за последние годы. Несмотря на это, это не поможет, скажем, пилот одного места боец, которому предоставляют огромное количество электронной информации и, возможно, только секунда или около того, чтобы отреагировать на ракетный удар. Все, что это означает, в такой ситуации, является то, что система предупреждения должна быть полностью автоматической в ​​ее контрмерной роли, с первостепенное ручное средство как мера безопасности.

Другим важным компонентом является предоставление программируемого программного обеспечения, так что системная программа можно легко изменить. Интересно отметить, что системы EW, используемые в войне в Персидском заливе, были предназначены для борьбы с советскими ракетами и радарами, но в некоторых случаях оказываются столкнулся с западными системами. К счастью, самые современные радиолокационные приемники и глушители контролируются программным обеспечением и могут быть перепрограммированы для удовлетворения угроз.

,

0 comments on “Принцип работы электронного счетчика: Принцип работы электросчетчика

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *