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Mesurer une fréquence avec un voltmètre digital



  1. #1
    erff

    Mesurer une fréquence avec un voltmètre digital


    ------

    Bonjour, je souhaite réaliser une sorte de fréquencemètre peu cher dont l'affichage se ferait à l'aide d'un voltmètre. Voilà ce que je pensais faire (j'ai fait des simulations, j'en reparle plus loin) :

    Je dispose d'un signal créneau de rapport cyclique 20% (sortie d'un CD4518) entre 10Hz et 1kHz dont je veux connaitre la fréquence.

    Théoriquement, en faisant plein de simplifications liées aux défauts des composants, si on dérive le signal, qu'on met une diode en inverse vers la masse, on obtient un peigne de Dirac de même fréquence que le signal et dont l'amplitude des impulsions est proportionnel à la fréquence càd de la forme en négligeant le déphasage initial.
    Maintenant si on filtre ce signal (genre un filtre RC) ce qui revient à prendre sa composante continue, on obtient une tension de sortie sous la forme ...Je suis conscient qu'aucun composant ne sortira un créneau idéal, et encore moins de tension infinie (Dirac)...

    Dans cette idée, j'ai simulé le montage suivant afin de voir si la théorie se vérifiait (pièce jointe) (la résistance du dérivateur est de 3.3k, R2 (10 Ohms) symbolise la résistance de sortie du suiveur que je comptais mettre derrière le CD4518). Je suis parti de valeurs me permettant d'avoir un gain raisonnable dans le dérivateur, et un filtre RC n'atténuant pas trop le 1KHz et ne faisant pas trop onduler le 10Hz.
    1ère simulation
    J'ai mis un temps de montée/descente de 4ns pour le générateur de créneau sous 5V et j'ai tracé la courbe fréquence-tension (pj 2 : courbe)...Cela semble prometteur, on perd un peu de linéarité vers 1kHz, mais ça reste honorable.

    2e simulation
    Temps de montée/descente de 8µs sous 2V, en accord avec le slew rate de 0.5V/µs du suiveur à base de LM324 que je mettrai en sortie du CD4518 (non représenté ici)...Et là c'est le drame...En fait je ne peux obtenir une zone linéaire au mieux sur une décade et encore...ensuite c'est la dégringolade (un facteur 5 au lieu de 10 entre les tension avec 100Hz et 1kHz).

    Je me demandais alors si on pouvais réellement réaliser un "fréquencemètre" suivant cette approche, s'il y a des choses à redire sur ce montage (je suis sûr que oui ), sans perdre de vue que l'idée est de faire un truc peu cher mais qui marche (je n'exige pas la haute précision)

    Merci !!!

    -----
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  3. #2
    DAUDET78

    Re : Mesurer une fréquence avec un voltmètre digital

    Ton approche est valable (sans voir ton schéma). Mais, à la place du dérivateur, il vaut mieux mettre un monostable (genre CD4538) avec une durée de 0,5mS. Ensuite tu intégres avec un RC et pas de suiveur, ton volmètre a une grande impédance d'entrée.
    J'aime pas le Grec

  4. #3
    erff

    Re : Mesurer une fréquence avec un voltmètre digital

    L'idée du monostable me plaît beaucoup : là au moins on connait le signal à filtrer

    Merci

  5. #4
    DAUDET78

    Re : Mesurer une fréquence avec un voltmètre digital

    Laisse tomber ton schéma .....
    Les CD4518, ils sont où?
    J'aime pas le Grec

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    erff

    Re : Mesurer une fréquence avec un voltmètre digital

    Les CD4518, ils sont où?
    Je n'ai qu'une version d'évaluation de Micro cap, donc peu de composants (notamment pas de CD45xx).
    Laisse tomber ton schéma .....
    Je veux bien savoir où sont les erreurs (pour ma culture)

    En fait à la base j'ai un signal carré, sinus ou triangle, entre 1Hz et 1MHz (je me fais un GBF version étudiante à base de XR2206) où on peut commuter pour explorer la plage 1HZ-1kHz ou 1kHz-1MHz...Lorsqu'on est en mode 1k-1MHz, je pense mettre 2 CD4518 afin de diviser par 1000 la fréquence et me remettre dans la plage 1-1k (pour utiliser le même montage).

    J'ai déjà mis un hystérésis à 2 NAND où les seuils haut et bas sont 900mV et 80mV (de mémoire) pour générer des créneaux..a priori ça devrait tenir du 1MHz...je n'ai testé qu'avec un potard à tourner et au voltmètre, car j'ai pas bcp de matériel

    La partie simulée va de la sortie du dernier 4518 (la broche "2^3") modélisé par une source et une résistance interne (en fait celle du suiveur que le comptais mettre) à la sortie du filtre passe bas.

    Là, avec le monostable, plus besoin de la diode, plus besoin du suiveur en sortie du 4518...En fait il n'y a plus grand chose sinon 2 cellules RC et un LM358 pour amplifier par 4 afin d'obtenir 10mV/Hz..Je précise que le tout sera alimenté en 0-12V

    Merci

  8. #6
    DAUDET78

    Re : Mesurer une fréquence avec un voltmètre digital

    Quel siècle ! ...... On ne fait plus le montage avec les composants qu'il faut mais avec ceux que l'on a sur ces merdes de simulateur virtuel qui sont comme le bikini. On voit beaucoup de chose, mais ça cache l'essentiel.
    J'aime pas le Grec

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  10. #7
    erff

    Re : Mesurer une fréquence avec un voltmètre digital

    Mais je compte m'en servir dans mon montage du CD4518...je disais juste que je ne pouvais le mettre dans ma simulation.

  11. #8
    DAUDET78

    Re : Mesurer une fréquence avec un voltmètre digital

    Pour info, pour 40€ tu as un fréquencemètre http://www.artra-qrp.com/fp50/fp50.html
    J'aime pas le Grec

  12. #9
    erff

    Re : Mesurer une fréquence avec un voltmètre digital

    Merci pour l'info, mais je tiens vraiment à le faire moi même, quitte à ne pas atteindre les perfs de ceux du commerce à prix équivalent : c'est pour le côté pédagogique

  13. #10
    curieuxdenature

    Re : Mesurer une fréquence avec un voltmètre digital

    Citation Envoyé par DAUDET78 Voir le message
    Quel siècle ! ...... On ne fait plus le montage avec les composants qu'il faut mais avec ceux que l'on a sur ces merdes de simulateur virtuel qui sont comme le bikini. On voit beaucoup de chose, mais ça cache l'essentiel.
    Salut Daudet78

    je ne suis pas beaucoup moins âgé que toi et j'ai commencé à faire de la bricole dès 14 ans, mais aujourd'hui je peux t'assurer que, d'un, on utilise les simulateurs chez les pros du développement, de deux, on s'en sert dans les écoles d'électronique, de trois, je m'en sers et j'ai appris pas mal de trucs sympas grâce à ça, ce qui me serait complétement passé au dessus de la tête sinon.

    Tu devrais essayer, tu serais étonné, il y a des mises au point qu'il vaut mieux faire en simulation ça coûte moins cher et ça permet aussi de s'enlever certaines idées reçues, crois moi.
    L'electronique, c'est fantastique.

  14. #11
    DAUDET78

    Re : Mesurer une fréquence avec un voltmètre digital

    Citation Envoyé par curieuxdenature Voir le message
    on utilise les simulateurs chez les pros du développement,
    La réponse est là! Si tu sais ce que tu fais et ce que tu dois trouver, pas de problème. tu as l'esprit critique qu'il faut
    on s'en sert dans les écoles d'électronique,
    Et on voit ce que cela donne! Evidemment, c'est moins cher un crocodile qu'un oscilloscope
    je m'en sers .......Tu devrais essayer, tu serais étonné,
    Avant de critiquer, j'ai l'habitude de tester et j'ai essayé. C'est incroyable, étant débutant avec, les conneries que j'ai faites et, sans mon background, les conclusions que je pouvais en tirer!

    D'ailleurs, chaque fois qu'il y a une question foireuse sur un montage qui ne marche pas, je pose la question: C'est de la simulation virtuelle ou au fer à souder?

    Un simple exemple : tu mets deux 2N3055 en parallèle. Sur un simulateur, le courant Ic est identiquement partagé entre les deux transistors .....
    J'aime pas le Grec

  15. #12
    curieuxdenature

    Re : Mesurer une fréquence avec un voltmètre digital

    C'est à considérer comme un outil qui a ses limites, on en est tous conscient. Cela permet de mettre en avant la théorie qui va forcément devoir être étudiée avant la mise en pratique.

    Tu as beau dire ce que tu veux, la formation sur le tas je ne vais pas cracher dessus c'est ce qui m'a permit de savoir ce que je voulais faire de ma vie professionnelle, mais bon tout le monde n'a pas la possibilité d'expérimenter à sa guise comme nous l'avons fait et la simulation est surement aussi pédagogique pour les jeunes que de faire de la fumée avec des transistors mals polarisés comme nous l'avons pratiqué.

    A part ça, brancher deux 2N2055 en //, c'est un peu nul, même pour un débutant. En simulation tu as aussi le cas de l'étude de l'oscillateur Abraham-Bloch, est-ce que tu as déjà rencontré une telle bascule qui ne démarre pas ?
    Bein en simul ça ne marche jamais, pour que ça démarre il faut dépairer une resistance de Base (ex: 22 k d'un côté et 22.01 k de l'autre), là, tu comprends ce que tu ne comprendrais jamais dans un montage réél, ça ne marche qu'à la condition expresse que les 2 transistors soient légérement différents.

    Alors tu vois d'un côté comme de l'autre, tu apprends aussi de tes erreurs.
    L'electronique, c'est fantastique.

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  17. #13
    DAUDET78

    Re : Mesurer une fréquence avec un voltmètre digital

    Citation Envoyé par curieuxdenature Voir le message
    A part ça, brancher deux 2N2055 en //, c'est un peu nul, même pour un débutant.
    la preuve : http://www.elecfree.com/electronic/2...ier-by-2n3055/
    J'aime pas le Grec

  18. #14
    Tropique

    Re : Mesurer une fréquence avec un voltmètre digital

    Citation Envoyé par DAUDET78 Voir le message

    Un simple exemple : tu mets deux 2N3055 en parallèle. Sur un simulateur, le courant Ic est identiquement partagé entre les deux transistors .....
    Pas nécéssairement; par défaut, tous les composants sont parfaits et identiques, mais rien n'empêche d'appliquer une valeur "Monte Carlo" à un ou plusieurs paramètres de un ou plusieurs des composants du montage simulé. Dans le cas des 2N3055, voici par exemple ce que ça donne: MonteC.
    Cette philosophie est adoptée de manière à pouvoir analyser le circuit de façon "unidimensionnelle", càd en maintenant la plupart des paramètres fixes et idéaux, et en faisant varier ce à quoi on s'intéresse: température, dispersion des composants ou autre. Cela permet de sérier les problèmes, parce que si tout est imparfait, variable et instable simultanément, on n'y voit pas grand chose, surtout au début. Après, rien n'empêche de combiner plusieurs choses, pour se rapprocher de, voire dépasser la réalité.
    La simulation est un outil parmi d'autre, extraordinairement puissant et efficace s'il est employé avec discernement.

    En simulation tu as aussi le cas de l'étude de l'oscillateur Abraham-Bloch, est-ce que tu as déjà rencontré une telle bascule qui ne démarre pas ?
    Bein en simul ça ne marche jamais, pour que ça démarre il faut dépairer une resistance de Base (ex: 22 k d'un côté et 22.01 k de l'autre), là, tu comprends ce que tu ne comprendrais jamais dans un montage réél, ça ne marche qu'à la condition expresse que les 2 transistors soient légérement différents.
    Ce n'est même plus vrai actuellement: voir ce que donne AbrBloch. Ca démarre avec les paramètres par défaut et des composants parfaits. Et si ça ne démarrait pas, ce serait du au fait que pour gagner du temps, les simulateurs "précalculent" les tensions DC en régime établi, pour que l'utilisateur n'aie pas à se farcir toute la stabilisation du circuit à la mise sous tension lorsque c'est sans intérêt.
    Mais encore une fois, c'est un choix de l'utilisateur: si on veut voir ce qui se passe à la mise sous tension, il suffit de décider de partir avec les tensions à 0, comme un montage réel.
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    Pas de complexes: je suis comme toi. Juste mieux.

  19. #15
    DAUDET78

    Re : Mesurer une fréquence avec un voltmètre digital

    Citation Envoyé par Tropique Voir le message
    mais rien n'empêche d'appliquer une valeur "Monte Carlo" à un ou plusieurs paramètres de un ou plusieurs des composants du montage simulé.
    1/ Ce n'est pas possible sur tous les simulateurs
    2/ Penses-tu qu'un étudiant qui ne sait même pas qu'il y a du silicium entre les pattes d'un 2N3055 va penser à jouer à la martingale avant de faire la simulation .......... Faut pas rêver !
    - Un simulateur cher avec un utilisateur compétent donne de très bons résultats
    - Un simulateur gratuit avec un utilisateur débutant ... c'est la porte ouverte à toutes les surprises
    J'aime pas le Grec

  20. #16
    Tropique

    Re : Mesurer une fréquence avec un voltmètre digital

    Mes excuses à erff pour le "thread jacking", ce n'est pas dans mes habitudes, et si un modo souhaite scinder les discussions, qu'il n'hésite pas.
    1/ Ce n'est pas possible sur tous les simulateurs
    C'est vrai qu'il faut distinguer les "gadgets", qui ont de jolies petites icônes de voltmètre ou d'oscilloscope et des jolies couleurs des "vrais" simulateurs, basés sur spice. En principe ces derniers doivent permettre Monte Carlo et autres.
    2/ Penses-tu qu'un étudiant qui ne sait même pas qu'il y a du silicium entre les pattes d'un 2N3055 va penser à jouer à la martingale avant de faire la simulation .......... Faut pas rêver !
    C'est vrai, mais le même étudiant confronté au 2N3055 physique et à un breadboard ne va pas faire du meilleur travail (surtout si le 2N3055 a été consciencieusement martyrisé par le binôme précédent).
    Et puis, dans la réalité, chaque cas est un cas particulier également. Quelqu'un sans discernement pourra facilement généraliser et tirer des conclusions erronées.
    - Un simulateur cher avec un utilisateur compétent donne de très bons résultats
    Un simulateur n'a pas besoin d'être cher: LTspice est gratuit, et c'est un des plus puissants dont il soit possible de disposer sans faire partie du personnel de NXP, OnSemi ou autre. Il existe depuis environ 25 ans, et a été constamment enrichi, complété et amélioré sans jamais perdre de ses fonctionnalités initiales.
    Et l'utilisateur ne doit pas tellement être compétent mais plutot avoir conscience des limites de son incompétence: je ne me considère pas comme compétent, je maîtrise peut-être 1 ou 2% (à peine) des capacités du programme, mais j'en suis conscient.
    - Un simulateur gratuit avec un utilisateur débutant ... c'est la porte ouverte à toutes les surprises
    C'est encore vrai, mais donner le meilleur outil du monde à un incompétent ne le rendra pas compétent; et c'est vrai aussi pour les outils "physiques", comme les oscilloscopes de haut de gamme.
    Pas de complexes: je suis comme toi. Juste mieux.

  21. #17
    curieuxdenature

    Re : Mesurer une fréquence avec un voltmètre digital

    Citation Envoyé par Tropique Voir le message
    Ce n'est même plus vrai actuellement: voir ce que donne AbrBloch. Ca démarre avec les paramètres par défaut et des composants parfaits.
    Merci de l'info, j'avais conservé le vieux réflexe, je n'avais pas vérifié avec les nouvelles versions, effectivement ça marche. Faut vivre avec son temps.(désolé aussi pour le hors sujet)
    L'electronique, c'est fantastique.

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