Temporizador de Intervalo: Contador de Intervalo de Tempo

Os temporizadores de intervalo / contadores de intervalo de tempo são usados para medir os intervalos entre pulsos eletrônicos: usando circuitos muito semelhantes aos frequencímetros, eles são frequentemente combinados no mesmo instrumento de teste.

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Este tutorial sobre frequencímetros inclui:

Este tutorial sobre contadores de frequência inclui:

Frequencímetro: o que é | Como funciona um frequencímetro | Temporizador de intervalo | Como usar um contador | Especificações | Precisão

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Os tempos de intervalo ou contadores de intervalo de tempo fornecem a capacidade de medir o intervalo de tempo entre as bordas nas formas de onda. Eles podem ser usados para formas de onda únicas ou, fornecendo duas entradas separadas, podem usar uma forma de onda para iniciar o intervalo de tempo e outra para encerrar a medição do intervalo de tempo.

Os temporizadores podem usar os mesmos blocos de circuito que os usados nos frequencímetros. Ao reorganizar os blocos, os mesmos circuitos podem ser processados de maneira ligeiramente diferente para medir os intervalos de tempo. Assim, frequencímetros e temporizadores de intervalo são frequentemente combinados no mesmo instrumento – esses instrumentos de teste são frequentemente chamados de temporizadores de frequencímetro.

Esses instrumentos de teste estão amplamente disponíveis e muitas vezes podem ser adquiridos de forma relativamente barata. Algumas das principais diferenças são a precisão do oscilador de relógio básico, a tela, a facilidade de operação e a robustez do instrumento de teste.

NOÇÕES BÁSICAS DO TEMPORIZADOR DE INTERVALO

Os recursos de medição de intervalo do temporizador dos contadores de intervalo de tempo podem ser usados de várias maneiras.

• Intervalo de tempo da forma de onda: O contador do temporizador de frequência pode ser usado para medir simplesmente o intervalo de tempo da forma de onda recebida. Este é simplesmente o recíproco da frequência. Ele normalmente mede a borda positiva da forma de onda até a próxima borda positiva.

• Intervalo de tempo de pulso: Em vez de simplesmente medir uma borda positiva para a próxima, também é possível medir uma borda positiva para a próxima negativa. Ou, alternativamente, poderia medir uma borda negativa para uma positiva. Desta forma, é possível usar o contador do temporizador de frequência para medir o intervalo de tempo de um pulso.

Pode-se ver que as duas opções são representadas pelos dois tempos T1 e T2: T1 sendo o intervalo do temporizador + a – e T2 para – a + bordas da forma de onda.

Desta forma, a funcionalidade do instrumento foi bastante aprimorada pela simples adição da seleção da transição da borda da forma de onda. Isso pode ser fornecido sem muitos circuitos adicionais e, com o uso de circuitos integrados, praticamente não há custo adicional.

• Intervalo de tempo A a B: Muitos contadores têm duas entradas. Desta forma, é possível medir uma borda em um sinal para uma borda em outro. Normalmente é possível selecionar bordas positivas ou negativas em cada sinal.

Para esta medição existem quatro combinações que podem ser selecionadas usando as diferentes bordas das duas formas de onda. Estes são representados por T1 (A+ para B+), T2 (A+ para B-), T3 (A- para B+) e T4 (A- para B-), onde A- é a borda negativa da forma de onda A, etc.

A capacidade de intervalo de tempo de um temporizador de frequencímetro pode não ser usada com tanta frequência quanto a medição direta do frequencímetro, mas é uma aplicação chave em algumas áreas. A capacidade de medição de intervalo de tempo é normalmente fornecida nos temporizadores do frequencímetro mais baixa destinados mais para uso geral. Normalmente, não é incluído em frequencímetros de RF ou micro-ondas que se destinam especificamente a aplicações de RF específicas.

OPERAÇÃO DO TEMPORIZADOR DO FREQUENCÍMETRO

O intervalo de tempo é o inverso da frequência. Como resultado, é possível fazer medições com temporizador de intervalo usando um temporizador de frequencímetro simplesmente reconfigurando alguns dos circuitos daqueles usados para medições de frequência.

Assim como o frequencímetro, o contador do temporizador ou temporizador de intervalo possui vários blocos que compõem o instrumento de teste. Eles são muito semelhantes aos usados no contador, e requerem apenas reconfiguração para dar a função de temporização de intervalo. O funcionamento das várias etapas é resumido abaixo:

• Estágios de entrada de sinal: Em operação, o contador do temporizador de intervalo recebe as formas de onda que requerem temporização. Muitas vezes, os temporizadores têm entradas A e B. Os estágios de entrada condicionam os sinais de entrada e os convertem para os níveis lógicos necessários dentro do contador do temporizador de intervalo.
• Gate Flip-Flop: O Gate Flip-Flop gera então um pulso igual à duração do intervalo do temporizador necessário. Isso pode ser facilmente alcançado usando uma lógica simples, embora essa funcionalidade esteja normalmente contida em um circuito integrado de temporizador de frequencímetro especial. A seleção das arestas positivas e negativas também é selecionada aqui.
• Oscilador de relógio: O oscilador de relógio para o temporizador do frequencímetro ou contador de intervalo do temporizador será tipicamente um oscilador de cristal. Em muitos casos, isso será controlado pelo forno, e muitos instrumentos de teste também terão uma saída para usar esse oscilador como relógio ou fonte de referência para outros instrumentos. Eles também podem ser uma entrada para que os osciladores de clock externos possam ser usados. Isso pode permitir que alguns sistemas de teste sejam executados em uma única fonte, proporcionando assim as vantagens da sincronização em todo o sistema de teste.
• Gate: A função do gate dentro do temporizador de intervalo é exatamente a mesma que no frequencímetro, exceto que para o temporizador de intervalo as entradas são efetivamente invertidas. O circuito será o mesmo.
  
  As arestas a serem cronometradas produzem um sinal que habilita a porta durante a cronometragem. Durante este tempo, o sinal do relógio passa. Por exemplo, se o sinal a ser cronometrado tiver um segundo de duração e o relógio que entra no portão for de 1 MHz, 1.000.000 pulsos aparecerão na saída do portão.
• Contador/latch: O contador recebe os pulsos de entrada do portão. Possui um conjunto de estágios de divisão por 10, pois é necessária uma exibição baseada em decimal. O número de estágios dentro do contador geral é igual ao número de dígitos do display menos 1. Como os contadores são encadeados, o primeiro estágio é a entrada dividida por dez, o próximo é a entrada dividida por 10 x 10 (100), pois tem dividido em duas etapas, e assim por diante. Essas saídas do contador são então usadas para acionar o display.
  
  Para manter a saída no lugar enquanto as figuras estão sendo transferidas e exibidas, a saída é travada. Normalmente, a trava manterá o último resultado enquanto o contador estiver contando uma nova leitura. Desta forma, o display permanecerá estático até que um novo resultado possa ser exibido, momento em que a trava será atualizada e a nova leitura apresentada ao display. Muitas vezes, a trava pode ser incorporada ao circuito da tela.
• Display: O display pega a saída da trava e a exibe em um formato normal de leitura. Os LEDs ainda são amplamente utilizados, embora os LCDs sejam mais comuns devido ao menor consumo de energia e à maior flexibilidade fornecida para caracteres e indicadores adicionais. Há um dígito para cada década que o contador pode exibir. Obviamente, outras informações relevantes também podem ser exibidas na tela. O display será programado para colocar o ponto decimal na posição correta. Por exemplo, para o intervalo de tempo de 1 segundo com um clock de 1 MHz, 1.000.000 pulsos são contados e o ponto decimal precisará ser colocado após o número 1 para indicar 1.000.000 segundos.

Os temporizadores de intervalo ou contadores de temporizador são normalmente muito fáceis de usar. Existem interruptores simples no painel frontal ou, se for um instrumento de software, no painel de controle para ativar as diferentes entradas e diferentes bordas, ou seja, bordas positivas e negativas para acionar os pontos de partida e parada.

Esses instrumentos de teste também podem medir intervalos de tempo com muita precisão. A precisão da medição do temporizador de intervalo depende do oscilador do relógio e isso pode ser facilmente preciso para uma parte em 106 ou algumas partes em 107 dependendo do oscilador usado. Assim, estes instrumentos de teste podem ser usados para medições de alta precisão em muitas aplicações.

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