Частотомеры на микросхеме: Частотомер на микросхеме ММ74С926

Предлагаемый частотомер выполнен на одной микросхеме, минимуме дискретных элементов и может выполнять следующие измерения:

• частоты,
• периода,
• отношения частот,
• временного интервала,
• счёт – работать, как накапливающий счётчик,
• производить контроль от внутреннего генератора.

Результаты всех измерений выводятся в цифровой форме на восьмиразрядном светодиодном индикаторе. Максимальная измеряемая частота – 10 МГц. В иных режимах измерения максимальная входная частота – 2,5 МГц.

Упростить электрическую схему частотомера позволяет использование известной и популярной за рубежом недорогой микросхемы типа 7216А. Она представляет собой универсальный декадный счётчик со встроенным задающим генератором, 8-разрядным счётчиком данных с защёлкой, дешифратором для 7-сегментного индикатора с восемью выходными усилителями для светодиодных индикаторов.

 Рис.1.

Схема прибора изображена на рисунке 1. На выводы 28 (канал I) или 2 (канал II) подают измеряемую импульсную последовательность ТТЛ уровня. С выводов 4 – 7, 9 – 12 идёт управление сегментами светодиодных индикаторов. Выводы 15 – 17,19 – 23 используются для мультиплексного управления светодиодными индикаторами, а выводы 15,19 – 23, кроме того, используются для выбора диапазона и режима измерений, с них сигналы через переключатели и RC цепи подаются на выводы 14 и 3.

Вывод 27 используется для фиксации показаний, а вывод 13 для сброса. Кварцевый резонатор с частотой 10 МГц подключают к выводам 25, 26. Питается прибор от источника + 5В т.е. аккумулятор, батарея сухих элементов, стабилизированы и сетевой блок, собственное потребление ИМС не превышает 5 мА, а максимальный ток светодиодов может составлять до 400 мА. Прибор прост в эксплуатации.

Управление сводится к выбору режима работы переключателем SB4:

1. Частотомер
2. Измеритель периода
3. Измеритель отношения частот
4. Измеритель временного интервала
5. Накапливающий счётчик
6. Контроль, а также к выбору диапазона измерений переключателем SB3 – по младшему разряду:

• 0,01с/1 Гц,
• 0,1с/10 Гц,
• 1с/100 Гц,
• 10с/1 кГц.

Кроме микросхемы 7216А в приборе использованы резисторы мощностью 0,125 Вт, конденсаторы С1 – С3, С6, С7 керамические, светодиодный индикатор собирается из восьми цифровых 7-сегментных индикаторов с общим анодом АЛС 321Б, АЛС324Б, АЛС337Б, АЛС342Б, КИПЦ01Б, КИПЦ01Г и других аналогичных конструкций. Кварц малогабаритный на 10 МГц.

Для нормальной работы схемы на входы необходимо подавать сигнал ТТЛ уровня. Порог переключения по входам микросхемы 2В, поэтому для измерений малых сигналов вход прибора нужно подключить к выходу усилителя-формирователя, который может быть реализован по любой из известных схем.

Главное, чтобы он с одинаковым успехом преобразовывал в прямоугольные импульсы как сигналы с частотой 1 Гц, так и 10 МГц. Желательно иметь большое входное сопротивление этого усилителя. При разработке этой схемы использовались данные производителя микросхемы ICM7216A – фирмы Intersil, США [1].

В. Дорогин

Литература:

1. http://www.intersil.com.

частотомер электронносчетный

            ЧАСТОТОМЕР ЭЛЕКТРОННОСЧЕТНЫЙ

Одним из самых полезных приборов в радиолюбительской практике является частотомер. При добавлении к нему соответствующих приставок прибором можно измерять практически любые электрические величины (напряжение, ток, сопротивление, емкость, индуктивность…).

На этой страничке хочу предложить вашему вниманию схему простого частотомера на микросхемах 155 серии. Вы спросите “Почему использованы микросхемы устаревшей серии?” – отвечу - эти микросхемы обеспечивают счетчику возможность измерять частоты до 15-20 мегагерц, да и ктому же они очень дешево стоят и не дефицитны. ..

Как видно из структурной схемы – частотомер содержит пять основных блоков. Блок опорных частот состоит из задающего кварцевого генератора и делителей частоты, на выходе получаем опорные частоты в 1 герц, либо в 1 килогерц. Эти частоты служат для получения временных интервалов работы счетчика импульсов. Формирователь – обеспечивает правильный отсчет нужного нам количества импульсов, соответствующий временным опорным частотам. Счетчик, как понятно из названия, служит для подсчета количества и отображения импульсов входной частоты. Усилитель – усиливает слабые входные сигналы до уровня логической единицы. Источник питания – обеспечивает узлы частотомера стабильным питанием. Сама схема частотомера является симбиозом нескольких конструкций, опубликованных в разных радиолюбительских изданиях.

Прибор измеряет частоту в двух диапазонах: НЧ – от 1 герца до 99,999 килогерц, точность измерения – плюс/минус 1 герц, ВЧ – от 1 килогерца до 15 мегагерц, точность измерения – плюс/минус 1 килогерц. Минимальная величина амплитуды измеряемого напряжения – 50 милливольт.

Рассмотрим схему блоков прибора:

Входной усилитель собран на двух транзисторах и представляет собой широкополосный двухкаскадный усилитель с полосой частот 1гц-15 мгц. Рисунок печатной платы приводится ниже.

Источник питания собран по трансформаторной схеме с линейным стабилизатором на микросхеме.

Трансформатор источника должен обеспечивать напряжение на вторичной обмотке – не менее 8 вольт (лучше до 12 вольт – для питания приставок) при токе нагрузки до 1 ампера.

Счетчик в частотомере - пятикаскадный. Собран из пяти идентичных плат. Платы собраны в этажерку, что позволило достичь высокой компактности блока в целом. Индикатор в счетчике - светодиодный семисегментный типа TIL312 импортного производства. Можно в качестве индикатора применить индикаторы других типов с общим анодом. Индикатор крепится на торец платы при помощи клея, после чего распаивается по схеме. Увеличивать количество каскадов счетчика, на мой взгляд, экономически нецелесообразно.

Пять блоков счетчика соединяются в этажерку при помощи шпилек с гайками. Для обеспечения зазора между платами применены небольшие втулочки (длина – по месту). После сборки блока счетчика, платы соединяются между собой при помощи отрезков луженого провода.

Блок опорных частот содержит кварцевый генератор с частотой 1 мегагерц и линейку делителей частот.

Рисунок печатной платы приведен ниже.

Схема платы формирователя приведена ниже.

И рисунок его печатной платы

После сборки платы соединяются между собой согласно структурной схемы.

Правильно собранный из исправных деталей частотомер в налаживании не нуждается.  Чертежи печатных плат в формате Layout4.0 можно найти здесь.

CC275: Создание частотомера сигналов

В июньском выпуске Circuit Cellar Георгий Адамидис, физик и инженер-электронщик из Греции, делится своей конструкцией частотомера 1,5 ГГц.

Его конструкция основана на 8-битном микроконтроллере, но его модификации позволяют использовать устройство как 28-битный счетчик.

Вот изображение всего проекта.

«Эта разработка началась как проект обучения 8-битных PIC Microchip Technology.Но это стало чем-то большим », – говорит Адамидис в своей статье. «Хотя я использовал 8-битный PIC, я фактически создал 28-битный счетчик».

«Устройство измеряет частоты сигналов от 0,1 Гц до 1,5 ГГц и отображает их на ЖК-дисплее размером 2 × 16 символов», – продолжает Адамидис. «Он предлагает разрешение по частоте до 0,1 Гц для частот в диапазоне от 0,1 Гц до 100 МГц и до 4 Гц для частот от 100 МГц до 1,5 ГГц. (Разрешение дисплея обычно отличается от точности измерения.) Также поддерживаются функции удержания минимума и максимума, выбор единиц частоты и регулировка времени стробирования.«

Адамидис говорит, что это« замечательно », что его частотомер на самом деле является 28-битным счетчиком.

«Он использует микроконтроллер Microchip Technology PIC18F2620, который имеет только 16-битные внутренние счетчики. Я последовательно использовал внутренний 16-разрядный модуль Timer0 PIC18F2620 (настроенный как 16-разрядный счетчик), дополнительный 4-разрядный двоичный счетчик NXP Semiconductors 74F161 и внутренний предделитель PIC18F2620 (в режиме предварительного масштабирования 1: 256), чтобы получить общий результат. 28 бит ».

Это 1.Блок-схема частотомера 5 ГГц.

Чтобы узнать больше о теории работы, аппаратном и программном обеспечении, лежащем в основе конструкции Адамидиса, ознакомьтесь с выпуском Circuit Cellar за этот месяц.

Редакционная группа Circuit Cellar состоит из профессиональных инженеров, технических редакторов и специалистов по цифровым медиа. Вы можете связаться с редакционным отделом по адресу [email protected], @circuitcellar и facebook.com/circuitcellar

Светодиод частотомера на микросхемах.Цифровой частотомер

На основе только одной микросхемы К155ЛАЗ, используя все ее логические элементы 2И-НЕ, можно построить относительно простое устройство, способное измерять частоту переменного напряжения примерно от 20 Гц до 20 кГц. Входным элементом такого измерителя колебаний звуковой частоты является триггер Шмитта – устройство, преобразующее переменное синусоидальное напряжение, подаваемое на его вход, в электрические импульсы той же частоты.Без такого преобразования аналогового сигнала логические вентили работать не будут, и триггер Шмитта «срабатывает» при определенной амплитуде входного сигнала. Если оно меньше порогового значения, импульсного сигнала на выходе триггера не будет.

Начнем с опыта.

Триггер Шмитта. Используя схему, показанную на рис. 23, а, установите микросхему К155ЛАЗ на макетную панель, включив только два ее логических элемента. Здесь, на панели, разместите батареи GB1 и GB2, состоящие из четырех гальванических элементов 332 или 316 и переменного резистора R1 с сопротивлением 1.5 или 2,2 кОм (желательно с функциональной характеристикой А – линейная). Подключайте выводы батареи к резистору только на время экспериментов.

Включить питание микросхемы и с помощью вольтметра постоянного тока установить ползунок переменного резистора в такое положение, при котором слева, согласно схеме, выход резистора R2, который является входом Шмитта. триггер, будет иметь нулевое напряжение. В этом случае элемент DD1.1 будет в одиночном состоянии – на его выводе 3 будет высокое напряжение, а на элементе DD1.2 – нулем. Это начальное состояние элементов этого триггера.

Рис. 23. Опытный триггер Шмитта и графики, иллюстрирующие его работу

Теперь подключите вольтметр постоянного тока к выходу элемента DD1.2 и, внимательно наблюдая за его стрелкой, начните плавно перемещать ползунок переменного резистора в сторону верхнего, по схеме, выходу, а затем, не останавливаясь, в обратном направлении. направление – на нижний вывод, потом – на верх и т.д. Что в этом случае фиксирует вольтметр? Периодическое переключение элемента DD1.2 от нуля до единицы, т. Е. Иными словами появление импульсов положительной полярности на выходе триггера.

Взгляните на графики b и c на том же рис. 23, которые иллюстрируют работу спускового крючка. Перемещая ползунок переменного резистора из одного крайнего положения в другое, моделировали подачу синусоидального переменного напряжения на вход экспериментального устройства (рис. 23.б) с амплитудой до 3 В. При напряжении положительная полуволна этого сигнала была меньше порога (U пор.1) прибор сохранил первоначальное состояние. При достижении одинакового порогового напряжения, равного примерно 1,7 В (в момент времени t 1), оба элемента переходили в противоположные состояния и на выходе триггера (вывод 6 элемента DD1.2) появлялось высокое напряжение. Дальнейшее увеличение положительного напряжения на входе не изменило этого состояния триггерных элементов. Но когда двигатель двигался в обратном направлении, когда напряжение на входе триггера упало примерно до 0,5 В (время t 2), оба элемента переключились в исходное состояние.На выходе триггера снова появился высокий уровень напряжения.

Отрицательная полуволна не изменила это состояние элементов, образующих триггер Шмитта, так как она оказалась замкнутой на общий провод источника питания через внутренние диоды входной цепи элемента DD1.1. .

При следующей положительной полуволне входного переменного напряжения на выходе триггера будет формироваться второй импульс положительной полярности (моменты t 3 и t 4). Повторите этот эксперимент несколько раз и по показаниям вольтметров, подключенных к входу и выходу триггера, нарисуйте графики, характеризующие его работу.Они должны быть такими же, как на графиках на рис. 23. Два элемента разного уровня порога срабатывания – наиболее характерная особенность триггера Шмитта.

Принципиальная схема предлагаемого к повторению частотомера представлена ​​на рис. 24. Логические элементы DD1.1, DD1.2 и резисторы R1-R3 образуют триггер Шмитта, а два других элемента той же микросхемы образуют формирователь его выходные импульсы, от частоты следования которых зависят показания микроамперметра РА1.Без формирователя устройство не даст надежных результатов измерения, поскольку длительность импульсов на выходе триггера зависит от частоты измеряемого входного переменного напряжения.

Конденсатор C1 – делительный конденсатор. Пройдя широкую полосу колебаний звуковой частоты, он перекрывает путь постоянной составляющей источника сигнала. Диод VD2 замыкает отрицательные полуволны напряжения на общий провод силовой цепи (в принципе, этого диода может не быть, так как его функцию могут выполнять внутренние диоды на входе элемента DD1. 1) диод VD1 ограничивает амплитуду положительных полуволн, принимаемых на входах первого элемента, уровнем напряжения питания.

Рис. 24. Принципиальная схема простейшего частотомера

С триггерного выхода (вывод 6 элемента DD1.2) на вход формирователя поступают импульсы положительной полярности. Формирователь работает так. Элемент DD1.3 включается инвертором, а DD1.4 используется по прямому назначению, как логический элемент 2 И-НЕ.Как только на входе драйвера появляется напряжение низкого уровня (выводы 9, 10 DD1.3), DD1.3 переходит в единичное состояние и через него и через резистор R4 заряжается один из конденсаторов C2-C4. По мере зарядки конденсатора положительное напряжение на выводе 13 элемента DD1.4 повышается до высокого уровня. Но этот элемент остается в одиночном состоянии, так как на его втором входном выводе 12, а также на выходе триггера Шмитта присутствует низкий уровень напряжения. В этом режиме через микроамперметр протекает небольшой ток.Как только на выходе триггера Шмитта появляется напряжение высокого уровня, элемент DD1. 4 переходит в нулевое состояние и через микроамперметр начинает течь значительный ток. При этом элемент DD1.3 переходит в нулевое состояние, и конденсатор драйвера начинает разряжаться. Когда напряжение на нем упадет до порогового значения, элемент DD1.4 снова перейдет в одиночное состояние. Таким образом, на выходе формирователя появляется импульс отрицательной полярности (см. Рис. 23, г), во время которого через микроамперметр протекает ток, значительно превышающий начальный.Угол отклонения стрелки микроамперметра пропорционален частоте следования импульсов: чем он больше, тем на больший угол отклоняется стрелка.

Длительность импульсов на выходе формирователя определяется длительностью разряда включенного времязадающего конденсатора (С2, С3 или С4) до напряжения срабатывания элемента DD1.4. Чем меньше его емкость, тем короче импульс, тем выше частота входного сигнала может быть измерена.Так, с установочным конденсатором C2 емкостью 0,2 мкФ прибор способен измерять частоту колебаний примерно от 20 до 200 Гц, с конденсатором C3 емкостью 0,02 мкФ – от 200 до 2000 Гц, при конденсатор С4 емкостью 2000 пФ – от 2 до 20 кГц . .. У подстроечных резисторов R5 – R7 стрелка микроамперметра устанавливается на конечную отметку шкалы, соответствующую наибольшей измеренной частоте соответствующего поддиапазона. Минимальный уровень переменного напряжения, который можно измерить, составляет около 1.5В.

Проанализируйте графики на рис. 23, чтобы зафиксировать принцип работы частотомера в памяти, а затем дополните экспериментальный триггер Шмитта деталями входной цепи и драйвера и протестируйте устройство в действии на макетной плате. В настоящее время переключатель поддиапазона не требуется, конденсатор синхронизации, например C2, может быть подключен непосредственно к выводу 13 DD1.4, а один из подстроечных резисторов или фиксированный резистор с сопротивлением 2,2 .. В цепь микроамперметра можно включить 3,3 кОм.Микроамперметр PA1 на ток полного отклонения стрелки 100 мкА такой же, как в сетевом блоке питания.

Учреждение. После завершения установки включите источник питания и подайте положительные импульсы на входные выводы 1, 2 первого элемента триггера Шмитта. Их источником может быть описанный выше генератор тестовых импульсов или другой аналогичный генератор. Установите минимальную частоту повторения импульсов. При этом стрелка микроамперметра должна резко отклониться на определенный угол и вернуться к нулевой отметке шкалы, что укажет на исправность частотомера.Если микроамперметр не реагирует на входные импульсы, придется подобрать более точный резистор R2: его сопротивление может быть от 1,8 до 5,1 кОм.

Далее подать переменное напряжение 3 … 5 В от понижающего сетевого трансформатора на вход устройства (через конденсатор С1). Теперь стрелка микроамперметра должна отклониться на определенный угол, соответствующий частоте 50 Гц. Подключите другой конденсатор такой же или большей емкости параллельно синхронизирующему конденсатору. Угол отклонения стрелки увеличится.

Таким же образом можно протестировать прибор на втором и третьем поддиапазонах измерения, но с входными сигналами соответствующих частот.

После этого части частотомера можно перенести с макета на плату и закрепить на ней подстроечные резисторы R5-R7 (рис. 25), а плату можно укрепить в корпусе. конструкция которых может быть произвольной. Конденсаторы C2 и C3 состоят из двух конденсаторов каждый, а C4 – из трех. На передней стенке корпуса разместите микроамперметр, переключатель поддиапазона (например, пластинчатый типа ЗПЗН или другой с двумя секциями на три положения), входные розетки (XS1, XS2) или зажимы.

Однако возможно и другое конструктивное решение: плата частотомера может быть встроена в корпус блока питания, а ее микроамперметр может использоваться при измерении частоты электрических колебаний. Шкала частотомера общая для всех поддиапазонов измерений и практически одинакова. Следовательно, необходимо лишь определить начальную и конечную границы шкалы по отношению к одной из них – поддиапазон «20 … 200 Гц», а затем скорректировать частотные границы двух других поддиапазонов измерений. -диапазоны под ней.Далее, при переключении прибора в поддиапазон «200 … 2000 Гц» результат измерения, считанный на шкале, будет умножен на 10, а при измерении в поддиапазоне «2 . .. 20 кГц» – на 100. Методика калибровки следующая. Установите переключатель SA1 в положение измерения в поддиапазоне «20 … 200 Гц», ползунок триммера R5 в положение наибольшего сопротивления и подайте сигнал частотой 20 Гц с напряжением 1,5 к ввод частотомера от звукового генератора, например ГЗ-33..2 B.

Сделайте отметку на шкале, соответствующую углу отклонения стрелки микроамперметра. Затем перенастройте звуковой генератор на частоту 200 Гц и подстроечным резистором R5 установите стрелку прибора на крайнюю отметку шкалы. После этого по сигналам звукового генератора сделайте отметки на шкале, соответствующие частотам 30, 40, 50 и т. Д., До 190 Гц. В дальнейшем разделите эти части шкалы на несколько частей, каждая из которых будет соответствовать числовому значению частоты измеряемого сигнала.

Затем переключите частотомер на второй поддиапазон измерения, подайте на его вход сигнал с частотой 2000 Гц и подстроечным резистором R6 установите стрелку микроамперметра на крайнюю отметку шкалы. После этого подать на вход устройства сигнал с частотой 200 Гц от генератора. В этом случае стрелку микроамперметра следует установить напротив начальной отметки шкалы, соответствующей частоте 20 Гц первого поддиапазона. Точнее, установить его на эту начальную отметку шкалы можно, заменив конденсатор С3 или подключив параллельно ему второй конденсатор, что несколько увеличивает их общую емкость.

Аналогично настройте границы третьего поддиапазона измеряемых частот 2 … 20 кГц по шкале микроамперметра. Возможно, пределы измерения частоты на поддиапазонах будут другими, или вы захотите их изменить. Сделайте это, выбрав синхронизирующие конденсаторы C2-C4.

Повышенная чувствительность. А может, вы хотите повысить чувствительность частотомера? В этом случае простейший частотомер придется дополнить усилителем входного сигнала, используя, например, аналоговую микросхему К118УП1Г (рис.26). Данная микросхема представляет собой трехкаскадный усилитель видеоканалов телевизионных приемников с высоким коэффициентом усиления. Его корпус с 14 контактами такой же, как у микросхемы К155ЛА3, но положительное напряжение блока питания подается на вывод 7, а отрицательное – на вывод 14. С таким усилителем чувствительность частотомера увеличится. до 30 … 50 мВ.

Рис. 26. Усилитель повышающий чувствительность простейшего частотомера

Колебания измеряемой частоты могут быть синусоидальными, прямоугольными, пилообразными – любыми.Через конденсатор С1 они попадают на вход (вывод 3) микросхемы DA1, усиливаются и затем через выходной вывод 10 (подключенный к выводу 9) и конденсатор С3 поступают на вход триггера Шмитта частотомера. Конденсатор С2 устраняет внутреннюю отрицательную обратную связь, ослабляющую усилительные свойства микросхемы.

Диоды VD1, VD2 и резистор R1 (рис. 24) теперь можно снимать, а на их место устанавливать микросхему и дополнительные электролитические конденсаторы. Микросхему К118УП1Г можно заменить на К118УП1В или К118УП1А.Но в этом случае несколько ухудшится чувствительность частотомера.

На основе описанного формирователя импульсов можно собрать еще одно устройство – частотомер. Его предназначение отражено в названии – измерение частоты исследуемого сигнала.

При поступлении последовательности прямоугольных импульсов на вход элемента DD1.2 на выходе формирователя появляется последовательность отрицательных импульсов, длительность которых зависит от емкости конденсаторов, подключенных в данный момент к резистору. R1 и вход элемента DD1.2. Во время действия каждого отрицательного импульса через один из резисторов R2-R4 и микроамперметр PA1 проходит ток. После окончания одного импульса и до начала следующего стрелка механической системы микроамперметра по инерции не успевает вернуться в исходное положение. Таким образом, чем выше частота импульсов, тем больше угол отклонения стрелки. Причем эта зависимость имеет линейный характер, что значительно облегчает калибровку прибора.

Частотный диапазон, измеряемый этим устройством (20… 20 000 Гц) разделен на три поддиапазона: 20 . .. 200, 200 … 2000, 2000 … 20 000 Гц. Поддиапазон измерения выбирается переключателем SA1 и зависит от емкости подключенного конденсатора.

При калибровке прибора на его вход подается последовательность импульсов с частотой, соответствующей наивысшей частоте поддиапазона, и подбором сопротивлений резисторов R2-R4 установить стрелку на отметку конца шкала.

Для удобства использования в качестве микроамперметра PA1 используйте авометр, включив его в режиме измерения постоянного тока на пределе 100… 150 мкА.

Первая конструкция частотомера состоит из микроконтроллера PIC16F84 и делителя частоты на 10 на счетчике 193IE2. Выбор нужного диапазона происходит с помощью двойного тумблера SA1. В первом положении входной сигнал меняет делитель и сразу попадает на вход микроконтроллера. Это дает возможность измерять частоты до 50 МГц.

Основой второй схемы частотомера является электронный контроллер PIC16F84A, который с помощью импульсов внешнего сигнала обрабатывает полученные результаты измерений и отображает их на ЖК-дисплее. Кроме того, микроконтроллер периодически опрашивает кнопки (SB1-SB4) и управляет питанием частотомера.

Особенность данной конструкции частотомера на микроконтроллере заключается в том, что он работает совместно с компьютером и подключается к материнской плате через разъем IRDA. Структура получает питание от того же разъема.

Этот частотомер также выполнен на 1 мс, минимум дискретных элементов и может выполнять следующие измерения: частота, период, отношение частот, временной интервал, счет (работа как накопительный счетчик), управление от внутреннего генератора .

Результаты всех измерений отображаются в цифровом виде на восьмиразрядном светодиодном индикаторе. Максимальная измеренная частота 10 МГц. В других режимах измерения максимальная входная частота составляет 2,5 МГц.

Упростить электрическую схему частотомера позволяет использование известной и популярной за рубежом недорогой микросхемы типа 7216А. Это универсальный декадный счетчик со встроенным задающим генератором, 8-битный счетчик данных с защелкой, декодер для 7-сегментного дисплея с восемью выходными усилителями для светодиодных дисплеев.Схема устройства представлена ​​на рисунке. На контакты 28 (канал I) или 2 (канал II) подается последовательность импульсов измеренного уровня TTL. С пинов 4-7, 9-12 управляются сегменты светодиодных индикаторов. Контакты 15-17, 19-23 используются для мультиплексного управления светодиодными индикаторами, а контакты 15, 19-23, кроме того, используются для выбора диапазона и режима измерения, от которого сигналы через переключатели и RC-цепи поступают на контакты. 14 и 3. Выход 27 используется для фиксации показаний, а вывод 13 – для сброса.К клеммам 25, 26 подключается кварцевый резонатор с частотой 10 МГц. Устройство питается от источника +5 В (аккумулятор, батарея сухих элементов, стабилизированный сетевой блок), собственное потребление ИМС не превышает 5 мА, а максимальный ток светодиода может достигать 400 мА.

Аппарат прост в эксплуатации. Управление сводится к выбору режима работы переключателем SB4: измеритель частоты, измеритель периода, измеритель отношения частот, измеритель временного интервала, накопительный счетчик, управление, а также выбор диапазона измерения переключателем SB3 (на младшая значащая цифра): 1.01 с / 1 Гц, 2,1 с / 10 Гц, 3,1 с / 100 Гц, 4,10 с / 1 кГц.

Помимо микросхемы 7216А, в приборе используются резисторы мощностью 0,125 Вт, конденсаторы С1-С3, С6, С7 керамические, светодиодный индикатор собран из восьми цифровых 7-сегментных индикаторов с общим анодом ALS321B, ALS324B, АЛС337Б, АЛС342Б, КИПЦ 01Б, КИПЦ 01 Г. Квар малогабаритный на 10 МГц.

Для нормальной работы схемы на входы должен быть подан сигнал уровня TTL. Порог переключения на входах микросхемы составляет 2 В, поэтому для измерения малых сигналов вход устройства необходимо подключить к выходу усилителя-формирователя, который может быть реализован по любой из известных схем. Главное, что он с одинаковым успехом преобразует оба сигнала с частотой 1 Гц и 10 МГц в прямоугольные импульсы. Желательно, чтобы у этого усилителя был большой входной импеданс. При разработке этой схемы были использованы данные производителя микросхемы ICM7216A.

Конструкция этого измерительного прибора (рис. 46) должна быть для вас обобщением, объединяющим и практическим применением знаний и навыков по основам цифровых технологий.Прибор позволит измерять синусоидальные гармонические и импульсные электрические колебания с частотой от единиц герц до 10 МГц и амплитудой от 0,15 до 10 В, а также подсчитывать импульсы сигнала.

Рис. 46. ​​Внешний вид цифрового частотомера
Rice. 47. Блок-схема частотомера

Блок-схема описываемого частотомера представлена ​​на рис. 47. Он состоит из: генератора импульсов сигнала измеряемой частоты, блока примерных частот, электронного ключа, двоично-десятичного счетчика импульсов, блок цифровой индикации и устройство управления. Частотомер питается от сети 220 В переменного тока через двухполупериодный выпрямитель со стабилизатором выпрямленного напряжения (на рис. 47 не показан).

Работа устройства основана на измерении количества импульсов в течение определенного, примерного временного интервала. Исследуемый сигнал поступает на вход генератора импульсного напряжения. На его выходе формируются прямоугольные электрические колебания, соответствующие частоте входного сигнала, которые поступают на электронный переключатель.Здесь также принимаются импульсы примерной частоты через управляющее устройство, открывающее ключ на определенное время. В результате на выходе электронного переключателя появляются пачки импульсов, которые затем поступают на двоично-десятичный счетчик. Логическое состояние двоично-десятичного счетчика, в котором он оказался после закрытия ключа, отображается цифровым дисплеем, работающим в течение времени, определяемого устройством управления.

В режиме подсчета импульсов устройство управления блокирует источник образцовых частот, двоично-десятичный счетчик непрерывно считает импульсы, полученные на его входе, а цифровой дисплей отображает результат подсчета.

Принципиальная схема частотомера показана на рис. 48. Многие узлы в нем вам уже знакомы. Поэтому более подробно рассмотрим только новые схемы и узлы устройства.

Генератор импульсного напряжения представляет собой сложный триггер Шмитта, собранный на микросхеме К155ЛД1 (DD1). Резистор R1 ограничивает входной ток, а диод VD1 защищает микросхему от отрицательных падений входного напряжения. Подбором резистора R3 устанавливается нижний (наименьший) предел напряжения входного сигнала.

С выхода формирователя (вывод 9 микросхемы DD1) прямоугольные импульсы поступают на один из входов логического элемента DD11.1, выполняющего функцию электронного ключа.

Блок примерных частот включает: генератор на элементах DD2.1-DD2.3, частота импульсов которого стабилизируется кварцевым резонатором ZQ1, и семиступенчатый делитель частоты на микросхемах DD3-; DD9. Частота кварцевого резонатора 8 МГц, поэтому микросхема К155ИЕ5 (DD3) первой ступени делителя включена так, чтобы частота генератора делилась на 8.В результате частота импульсов на его выходе (вывод 11) будет 1 МГц. Микросхема каждого последующего каскада делит частоту на 10. Таким образом, частота импульсов на выходе микросхемы DD4 составляет 100 кГц, на выходе микросхемы DD5 – 10 кГц, на выходе DD6 – 1 кГц, на выходе DD7. на выходе – 100 Гц, на выходе DD8 – 10 Гц и на выходе всего делителя (вывод 5 микросхемы DD9) -1 Гц.

Участок измеряемых частот задается переключателем SA1 «Диапазон».В крайнем правом (согласно схеме) положении этого переключателя трехразрядный цифровой дисплей фиксирует частоту до 1 кГц (999 Гц), во втором от него положении – до 10 кГц (9999 ГцX в третий – до 100 кГц (99999 Гц), а затем до 1 МГц (999 кГц), до 10 МГц (9,999 МГц). Для более точного определения частоты сигнала необходимо выбрать соответствующий поддиапазон измерения с помощью переключателя постепенно переходите от высокочастотного участка к низкочастотному.Так, например, чтобы измерить частоту звукового генератора, вы должны сначала установить переключатель в положение «x! 0 кГц», а затем перевести его в сторону более низких опорных частот.

Рис. 49. Графики, иллюстрирующие работу устройства управления цифровой частотой, мера

Управляющее устройство, работу которого иллюстрируют графики, представленные на рис. 49, состоит из B-триггеров DD10.1 и DD10.2, микросхемы DD10, инверторов DD11.3, DD11.4 и транзистор VT1, образующие сложный ждущий мультивибратор. На вход C D-триггера DD10.1 поступают импульсы от блока примерных частот (рис. 49, а). На фронте импульса примерной частоты, установленной переключателем SA1, этот триггер, работая в режиме счета на 2, переходит в единичное состояние (рис. 49, 6) и размыкает электронный переключатель DD11.1 с высоким напряжение на прямом выходе (вывод 5). С этого момента импульсы напряжения измеряемой частоты проходят через электронный ключ DD11.2 и перейти непосредственно ко входу C1 (вывод 14) счетчика DD12. На фронте следующего импульса триггер DD10.1 принимает исходное состояние и переводит триггер DD10.2 в единичное состояние (рис. 49, в). В свою очередь, триггер DD 10.2 с низким уровнем напряжения на инверсном выходе (вывод 8) блокирует вход устройства управления от действия импульсов опорной частоты, а с высоким уровнем напряжения на прямом выходе (вывод 9) запускает ожидающий мультивибратор. Электронный ключ замыкается напряжением низкого уровня на прямом выходе DD10.1 триггер. Начинается индикация количества импульсов в пакете, поступившем на вход двоично-десятичного счетчика.

При появлении на прямом выходе триггера DD10.2 напряжения высокого уровня через резистор R5 конденсатор С3 начинает заряжаться. По мере его зарядки положительное напряжение на базе транзистора VT1 увеличивается (рис. 49, г). Как только оно достигает примерно 0,6 В, транзистор открывается, напряжение на коллекторе падает почти до 0 (рис. 49, д). Напряжение высокого уровня, появляющееся на выходе DD11.3 воздействует на входы RO микросхем DD12, DD14 и DD16, в результате чего двоично-десятичный счетчик импульсов обнуляется, что останавливает результат измерения. При этом низкое напряжение *, возникающее коротким импульсом на выводе 11 инвертора DD11.4 (рис. 49, д), переключает триггер DD10.2 и ожидающий мультивибратор в исходное состояние. состояние и конденсатор С3 разряжается через диод VD2 и элемент DD10.2. При появлении очередного импульса образцовой частоты на входе DD10.1, начинается следующий цикл работы прибора в режиме измерения (рис. 49, ж).

Счетчик DD12, декодер DD13 и газоразрядный цифровой индикатор HG1 образуют нижнюю счетную ступень частотомера. Последующие этапы подсчета называются старшими. В готовой конструкции частотомера индикатор HG1 находится крайним справа, индикаторы HG2 и HG3 следуют слева от него. Первый из них отображает единицы, второй – десятки, третий – сотни частот данного поддиапазона измерения, выбираемого переключателем SA1.

Рис. 50. Схема электропитания

Для переключения частотомера в режим непрерывного счета импульсов переключатель SA2 устанавливается в положение «Счетчик». В этом случае триггер DD10.1 на входе S переходит в единственное состояние – на его прямой выход действует напряжение высокого уровня. В этом случае электронный ключ DD11.1 оказывается разомкнутым и через него импульсы входного сигнала непрерывно поступают на вход двоично-десятичного счетчика. Отсчет показаний счетчика в этом случае прекращается нажатием кнопки «Сброс» SB1.

Блок питания частотомера (рис. 50) образован сетевым трансформатором Т1, двухполупериодным выпрямителем VD3, конденсатором С9, сглаживающим пульсации выпрямленного напряжения, и стабилизатором напряжения на стабилитроне. диод VD5 и транзистор VT2. Конденсатор БУ на выходе стабилизатора дополнительно сглаживает пульсации выпрямленного напряжения. Конденсатор SP (как и конденсаторы С4-С8 прибора) блокирует микросхемы частотомера по цепи питания, резистор R16 поддерживает режим стабилизатора при отключении от него нагрузки.

Напряжение обмотки III трансформатора (около 200 … 220 В) подается через диод ДВ4 в цепи питания анода, газоразрядные цифровые индикаторы частотомера.

Рис. 51. Корпус прибора

Рис. 52. Размещение блоков и деталей цифрового частотомера в корпусе

Дизайн. Вы уже знакомы с внешним видом частотомера. Его корпус (рис. 51) состоит из двух П-образных частей, согнутых из мягкого листа дюралюминия толщиной 2 мм.Нижняя часть служит сборочным шасси. В его передней стенке, являющейся лицевой панелью устройства, вырезано прямоугольное отверстие, прикрытое спереди пластиной из оргстекла красного цвета, сквозь которую видны газоразрядные индикаторы. Справа от него расположены отверстия для крепления входного высокочастотного разъема XS1, переключатель SA1 на пять положений, тумблер SA2 «Измерение-счет» и кнопка SB1 «Сброс». Три отверстия на задней панели используются для выключателя питания SA3, фитингов предохранителей FU1 и ввода кабеля питания.Верхняя часть – крышка – привинчена винтами МЗ к дюралюминиевым уголкам, приклепанным к шасси по бокам. Резиновые ножки прикреплены к нижней части шасси. Монтаж. Детали частотомера смонтированы на четырех печатных платах из фольгированного стеклопластика толщиной 2 мм. которые являются функционально законченными единицами устройства. Размещение плат и других частей частотомера в корпусе показано на рис. 52. Платы винтами и гайками закреплены на листе пластикового листа, и он находится на шасси.Соединения между платами и другими частями устройства выполняются гибкими проводниками в надежной изоляции.

Сначала установите и проверьте источник питания. Его внешний вид и печатная плата с расположением деталей показаны на рис. 53. Сетевой трансформатор Т1 самодельный, выполнен на магнитопроводе ШЛ20х32. Обмотка I, рассчитанная на напряжение 220 В, содержит 1650 витков провода ПЭВ-1 0,1, анодная обмотка III-1500 витков того же провода, обмотка II-55 витков провода ПЭВ-1 0.47. В целом для блока питания можно использовать подходящий готовый трансформатор мощностью более 7 … 8 Вт, обеспечивающий переменное напряжение 8 … 10 В на обмотке II при токе нагрузки. не менее 0,5 А, на обмотке III – около 200 В при токе не менее 10 мА.

Регулирующий транзистор VT2 стабилизатора напряжения установлен на Г-образной дюралюминиевой пластине размером 50х50 и толщиной 2 мм, выполняющей роль теплоотвода. Выводы базы и эмиттера транзистора пропущены через отверстия в плате и припаяны непосредственно к соответствующим печатным проводникам.Электрический контакт коллектора транзистора с выпрямительным блоком VD3 осуществляется через его радиатор, крепежные винты с гайками и фольгу платы.

Рис. 53 (а). Блок питания

Рис. 53 (б). Блок питания

После проверки монтажа по блок-схеме (см. Рис. 50) подключите к выходу стабилизатора напряжения эквивалентный нагрузочный резистор с сопротивлением 10 … 12 Ом на рассеиваемую мощность 5 Вт. Подключите блок. к сети и сразу же измерьте напряжение на резисторе – оно должно быть в пределах 4.75 … 5,25 В. Точнее это напряжение можно выставить подбором стабилитрона VD5. Оставьте агрегат включенным на 1,5 … 2 часа. За это время регулирующий транзистор может нагреваться до 60 … 70 ° С, но напряжение на нагрузке должно оставаться практически неизменным. Таким образом, вы можете испытать источник питания в условиях, близких к реальным.

Счетчик импульсов и цифровой дисплей смонтированы на одной общей плате 100х80 мм (рис. 54). Шины цепей питания расположены на плате со стороны микросхем, что позволило обойтись всего двумя проводными перемычками на пересечении цепей счетчика DD12, DD14; DD16.Блокировочные конденсаторы C7 и C8 припаяны к одним шинам. Выходы газоразрядных индикаторов проходят через отверстия в плате и припаиваются к токоведущим площадкам, которые затем соединяются отрезками монтажного провода с соответствующими выходами декодеров DDI3, DD15 и DD17 (в Чтобы не усложнять эскиз платы, эти соединения на рис. 54 не показаны).

Рис. 54 (а). Плата счетчика импульсов с блоком цифровой информации

Рис.54 (б). Плата счетчика импульсов с блоком цифровой информации

Тщательно проверив установку и надежность пайков, подключить плату к источнику питания и, соблюдая осторожность, подключить агрегат к сети. Индикаторы должны подсвечивать нули. Если теперь общий провод RO входов счетчиков, который должен быть подключен к выводу 8 элемента DD11.3 устройства управления, временно замкнут на «заземленный» провод и на вход C1 (вывод 14) счетчик DD12 для подачи импульсов от тестового генератора с частотой следования 1… 3 Гц этот частотомер будет работать в режиме счета импульсов: индикатор HG1 будет отображать единицы, HG2 – десятки, HG3 – сотни импульсов. После 999 импульсов индикаторы покажут нули и начнется отсчет следующего цикла импульсов.

Рис. 55 (а). Блок опорной частоты

Рис. 55 (б). Блок опорной частоты

В случае неисправности данного устройства проверьте и протестируйте каждую цифру блока дисплея отдельно с помощью индикаторов или, что лучше, электронного осциллографа.

После проверки монтажа подайте напряжение 5 В на силовые шины этого блока и с помощью светодиодного или транзисторного индикатора проверьте его работоспособность. При подключении индикатора к выходу микросхемы DD5 он должен мигать с частотой 1 Гц, к выходу микросхемы DD8 с частотой 10 Гц, а к выходу DD7 с частотой 100 Гц (незаметно). к глазу). Затем сигналы с выходов этих микросхем поочередно поступают на вход С1 счетчика DD12 блока цифровой индикации.Работая в режиме счета, он будет указывать количество импульсов, приходящих на него с выходов трех каскадов делителя. Если все так, то можно считать, что генератор блока эталонных частот исправен.

Генератор импульсного напряжения, электронный ключ и устройство управления смонтированы на одной общей плате (рис. 56). Начните тестирование данного блока частотомера с проверки работоспособности генератора импульсов сигнала измеренной частоты совместно с другими блоками и элементами прибора.Для этого вход S (вывод 4) триггера DD10.1 временно подключить к «заземленному» проводнику (что эквивалентно установке переключателя SA2 в положение «Счетчик»), вывод 6 инвертора DD11.2. – с выводом 14 входа С1 счетчика -. ка DD12 и подать на разъем XS1 сигнал с выхода микросхемы DD9 блока примерных частот. На индикаторах должны последовательно отображаться числа от 1 до 999. При частоте импульсов 10 Гц, снимаемых с выхода микросхемы DD8, скорость счета импульсов увеличивается в 10 раз.

Затем снимите провод, соединяющий вход S триггера DD10.1 с «заземленной» шиной питания (что соответствует установке переключателя SA2 в положение «Измерение»), подключите контакт 8 инвертора DD11.3 к выводу сброс шины счетчиков DD12, DD14, DD16 (после перемычки, которая ранее замыкала эту шину на «заземленный» провод), вход C (вывод 3) триггера DDIO. Подключаю напрямую к выходу блока примерных частот (вывод 5 DD9), что равносильно установке переключателя SA1 в положение «xl Hz», и одновременно с разъемом XS1.Теперь индикатор HG1 будет периодически, примерно через 1,5 … 2 с (в зависимости от продолжительности зарядки конденсатора синхронизации C3), отображать цифру 1 (1 Гц).

Рис. 56 (а). Плата и устройства драйвера импульсного напряжения! менеджмент

Рис. 56 (б). Плата драйвера импульсного напряжения и устройства! менеджмент

При подключении разъема к выходу микросхемы DD8 блока примерных частот на индикаторах HG1 и HG2 должно отображаться число 10 (10 Гц).Если разъем подключить к выходу микросхемы DD7, на индикаторах загорится цифра 100 (100 Гц).

После этого подать на вход частотомера переменное напряжение сети, уменьшенное трансформатором до 1 … 3 В, – индикаторы зафиксируют частоту 50 Гц. После тестирования блоков частотомеров прикрепите платы к листовой пластине гетинакса (можно использовать текстолит или другой изоляционный материал) в соответствии с рис. 52 и закрепите пластину на нижней части шасси.Соедините платы друг с другом и с другими частями частотомера, установленного на передней и задней стенках шасси, с помощью многожильных проводов с поливинилхлоридной изоляцией.

Наконец проверьте работу прибора в режимах «Счетчик» и «Измерение». Источниками сигнала по-прежнему могут быть импульсы, взятые с разных каскадов делителя блока примерных частот. Какие изменения, дополнения можно внести в цифровой частотомер !?

Начнем с генератора импульсного напряжения, от которого во многом зависит чувствительность и точность измерительного прибора в целом.Может случиться так, что в вашем распоряжении не окажется микросхемы К155ЛД1, представляющей собой два четырехвходовых ИЛИ расширителя, которые работают в режиме триггера во входном блоке частотомера. Эту микросхему можно заменить одним из триггеров Шмитта микросхемы К155ТЛ1, если дополнить его каскадом усилителя на одном транзисторе. Без предварительного усиления напряжения измеряемой частоты чувствительность частотомера будет хуже, чем с формирователем на микросхеме К155ЛД1.

Схема такого варианта входного блока частотомера представлена ​​на рис. 57. Переменное напряжение измеряемой частоты через резистор R1 и конденсатор С1 подается на базу транзистора VT1 преобразователя частоты. усилительного каскада, а с его нагрузочного резистора R4 на вход триггера Шмитта DD1.1. Формируемые триггером импульсы, частота следования которых соответствует частоте входного сигнала, снимаются с его выходной клеммы 6 и затем подаются на входную клемму 2 DD11.1 электронный ключ устройства управления частотомером.

Какую роль играют кремниевый диод VD1 и резистор R1 на входе устройства? Диод ограничивает отрицательное напряжение на эмиттерном переходе транзистора. Пока напряжение входного сигнала не превышает 0,6 … 0,7 В, диод практически закрыт и не влияет на работу транзистора как усилителя. Когда амплитуда измеряемого сигнала оказывается больше этого порогового напряжения, диод с отрицательными полуузелками открывается и, таким образом, поддерживает напряжение на базе транзистора, не превышающее 0.7 … 0,8 В. – А резистор R1 предотвращает опасные случаи, когда на входном сигнале присутствует перенапряжение.

Конденсатор C2 блокирует каскад усилителя и микросхему драйвера по силовой цепи. Налаживание формирователя сводится к подбору резистора R2. Следить за тем, чтобы на коллекторе транзистора (относительно общего провода) было напряжение 2,5 … 3 В.

Рис. 57. Генератор импульсного напряжения на триггере Шмитта микросхемы К155ТЛ1

Чувствительность частотомера с таким формирователем импульсного напряжения будет не менее 50 мВ, что более чем на порядок лучше, чем с формирователем на микросхеме К155ЛД1.

Схема другой версии драйвера, обеспечивающего частотомер примерно с такой же чувствительностью, показана на рис. 58. Его входная схема и усилитель такие же, как в драйвере предыдущей версии. А функцию самого генератора импульсного напряжения из усиленного сигнала выполняет триггер Шмитта на логических элементах DD1.1 и DD1.2 микросхемы К155ЛАЗ. Вы уже использовали аналогичный триггер Шмитта в простом частотомере со стрелкой на выходе (см.рис.24). Инвертор DD1.3 улучшает форму импульсов, подаваемых на вход электронного ключа устройства управления.

Итак, есть еще два возможных варианта генератора импульсного напряжения, которые отличаются друг от друга используемыми в них микросхемами, но практически одинаковы по чувствительности. На каком из них остановиться, если нет микросхемы К155ЛД1 и, * вдобавок, желаете улучшить чувствительность частотомера? Этот вопрос можно решить опытным путем: протестировать в работе оба варианта и установить тот, с которым частотомер работает более четко.В выборе может помочь электронный осциллограф, на экране которого можно наблюдать генерируемые импульсы. Предпочтение следует отдавать формирователю, у которого края и крутизны выходных импульсов более крутые, с одинаковой длительностью самих импульсов и пауз между ними.

Может случиться так, что при измерении частоты более нескольких килогерц будет наблюдаться мерцание светящихся цифр индикаторов и, кроме того, прибор иногда будет показывать удвоенную частоту.В чем причины этих явлений и как их устранить, если, конечно, они наблюдаются в готовом частотомере или появятся позже?

В описываемом частотомере время индикации результата измерения зависит от положения переключателя SA1 «Диапазон». При частоте тактовых импульсов более 1 кГц, поступающей от блока примерных частот на вход устройства управления, конденсатор С3 не всегда успевает полностью разрядиться за время между двумя соседними импульсами, поэтому он запускается. зарядка от более высокого напряжения на нем во время следующего цикла работы.В результате время отображения (см. Рис. 49, в и ж) уменьшается, а световой индикатор начинает мигать.

Причина второго явления – некоторая нестабильность конечной длительности сигнала «сброс» (см. Рис. 49, д) устройства управления до исходного состояния. В начале этого импульса триггер DD10.2 переключается в нулевое состояние, а высокое напряжение на его инверсном выходе (вывод 8) позволяет триггеру DD10.1 сработать. И если тактовый импульс примерной частоты поступает на вход C этого триггера в течение интервала времени, когда сигнал сброса еще не закончился, то DD10.1 триггер перейдет в единичное состояние, начнется отсчет входных импульсов, на что триггер DD10.2 своевременно не среагирует, так как после такого цикла не будет сигнала сброса. В результате индикаторы запишут сумму частот измеряемого сигнала и показаний «внепланового» рабочего цикла устройства управления.

Оба эти недостатка можно легко устранить, вставив в управляющее устройство еще один D-триггер DD10.1, выделенный на рис.59 утолщенных линий. В этом случае при появлении сигнала. Для «сброса» срабатывания триггера DD10.1 по-прежнему запрещается подавать на его вход R напряжение низкого уровня с выхода триггера DD10.1. Разрешение на его работу дает дополнительный триггер в конце импульса, поступающего на его вход C. Период повторения этих импульсов должен быть таким, чтобы за паузы между ними конденсатор C3 успевал полностью разрядиться. Эта проблема решается подачей на вход C DD10.1 запускающие импульсы с частотой следования 10 Гц, снимаемые с выхода 5 счетчика DD8 блока примерных частот.

Анод индикатора HG4 запитан, как и аноды других индикаторов, через ограничительный резистор R15 того же номинала.

Рис. 60. Схема дополнительного счетного каскада блока цифровой индикации

При желании и наличии запчастей, цифровой дисплейный блок можно дополнить еще одним счетным этапом – пятым.Но, как показывает практика радиолюбителей, особой необходимости в этом нет.

Следующий вопрос, который мы предвидим: какие знаковые индикаторы, кроме ИН-8-2, подходят для частотомера? Любые другие индикаторы тлеющего разряда, например ИН-2, ИН-14, ИН-16. Нужно только при установке учитывать соответствующую распиновку. Распознать или уточнить цоколевку используемого индикатора несложно, подав на выводы его электродов постоянное или пульсирующее напряжение 150 … 200 В (через ограничительный резистор сопротивлением 33… 47 кОм). Выход анода удобно принять за исходный – он хорошо виден через стеклянный баллон индикатора. Подключив к нему положительный провод источника напряжения, прикоснитесь к другим клеммам поочередно с отрицательным проводом источника. В этом случае загорятся цифры, соответствующие распиновке проверяемого индикатора.

И еще вопрос по выбору кварцевого резонатора. Генератор блока образцовых частот является «сердцем» частотомера, от ритма которого зависит точность измерений.Поэтому его работа стабилизируется кварцевым резонатором. В принципе, частота генератора может быть стабилизирована, например, частотой переменного напряжения сети электрического освещения (как это сделано в реле времени, описанном выше). Но, к сожалению, в разное время суток он может отличаться от 50 Гц на 0,5 … 1 Гц. Соответственно, частота генератора будет «плавать», а значит, и погрешность измерения. В результате цифровой частотомер потеряет достаточно высокое качество.

Поэтому без резонатора не обойтись. Но что делать, если в описываемом частотомере не используется резонатор 8 МГц? Подойдет любой другой кристаллический резонатор. Конечно, лучше использовать резонатор с частотой 1 МГц, потому что в этом случае нет необходимости в микросхеме D03 первого каскада делителя, а сигнал с выхода генератора можно подавать непосредственно на вход микросхемы DD4. Также подойдет кварцевый резонатор на частоту 100 кГц – тогда микросхему DD4 тоже можно исключить.В обоих случаях будет упрощен делитель блока примерных частот.

Рис. 61. Схема делителя частоты генератора с кварцевым резонатором на 1,96 МГц

А если нет таких кварцевых резонаторов? Затем используйте любой другой с резонансной частотой от 0,1 до 10 МГц. Вот конкретный пример. Допустим, есть резонатор с частотой 1,96 МГц (1960 кГц). В этом случае делитель до целого кратного 10 кГц может быть построен по схеме, показанной на рис.61. Сам генератор остался без изменений. Его частота, равная 1960 кГц, составляет JK-триггер 2, а счетчики DD2 и DD3 вместе с микросхемой DD4 делятся на К155ЛА1 (два логических элемента 4И-НЕ) на дополнительные 98 (2х7х7). В результате на выходе трех каскадов делителя формируются импульсы с частотой 10 кГц, которые необходимо подавать непосредственно на вход S микросхемы DD6 делителя проектируемого частотомера.

Как видите, при использовании практически любого кварцевого резонатора достаточно изменить конструкцию первых каскадов делителя частоты.В этом вам помогут соответствующие справочники.

Конструктивно устройство состоит из дисплея, образованного семью 7-сегментными светодиодными индикаторами, микроконтроллером и несколькими транзисторами и резисторами. Микроконтроллер выполняет все необходимые функции, поэтому использование каких-либо дополнительных микросхем не требуется.

Принципиальная схема устройства довольно проста и представлена ​​на рисунке 2. Проект Eagle (принципиальная схема и печатная плата) доступен для скачивания в разделе загрузок.

Задачи, выполняемые микроконтроллером, просты и очевидны: подсчет количества импульсов на входе за 1 секунду и отображение результата на 7-значном индикаторе. Самым важным моментом здесь является точность часов (развертка), которую обеспечивает встроенный 16-битный Timer1 в режиме CTC. Второй, 8-битный, таймер-счетчик работает в режиме подсчета количества импульсов на своем входе T0. Каждые 256 импульсов запускается прерывание, обработчик которого увеличивает значение коэффициента.Когда 16-битный таймер достигает 1 секунды, происходит прерывание, но в этом случае коэффициент умножается на 256 в обработчике прерывания (сдвиг влево на 8 бит). Оставшееся количество импульсов, зарегистрированных счетчиком, добавляется к результату умножения. Полученное значение затем делится на отдельные цифры, которые отображаются на отдельном индикаторе в соответствующей цифре. После этого, непосредственно перед выходом из обработчика прерывания, оба счетчика одновременно сбрасываются и цикл измерения повторяется.В «свободное время» микроконтроллер занимается выводом информации на индикатор методом мультиплексирования. В исходном коде программы микроконтроллера автор дал дополнительные комментарии, которые помогут детально разобраться в алгоритме работы микроконтроллера.

Разрешение и точность измерения

Точность измерения зависит от источника синхронизации микроконтроллера. Сам программный код может вносить ошибку (добавление одного импульса) на высоких частотах, но это практически не влияет на результат измерения.Используемый в устройстве кристалл должен быть хорошего качества и иметь минимальную погрешность. Лучшим выбором будет резонатор, кратный 1024, например 16 МГц или 22,1184 МГц. Для получения диапазона измерения до 10 МГц необходимо использовать кварцевый резонатор на частоту 21 МГц и выше (для 16 МГц, как на схеме, диапазон измерения становится немного ниже 8 МГц). Кварцевый резонатор 22,1184 МГц идеально подходит для нашего устройства, однако достать хотя бы один с минимальной погрешностью для многих радиолюбителей будет непростой задачей.В этом случае можно использовать кварцевый резонатор на другой частоте (например, 25 МГц), но необходимо выполнить процедуру калибровки задающего генератора с помощью осциллографа с аппаратными измерениями и подстроечного конденсатора в цепи кварцевого резонатора ( Рисунок 3, 4).

В разделе загрузки доступны для загрузки несколько вариантов прошивки для различных кварцевых резонаторов, но пользователи могут самостоятельно скомпилировать прошивку для существующего кварцевого резонатора (см. Комментарии в исходном коде).

Входной сигнал

В общем случае на вход устройства можно подавать сигнал любой формы с амплитудой 0 … 5 В, а не только прямоугольные импульсы. Могут быть предоставлены сигналы синусоидальной или треугольной формы; импульс определяется по заднему фронту на уровне 0,8 В. Примечание: вход частотомера не защищен от высокого напряжения и не подтягивается к источнику питания, это вход с высоким сопротивлением, который не работает. нагружают исследуемую схему.Диапазон измерения может быть расширен до 100 МГц с разрешением 10 Гц за счет использования подходящего высокоскоростного делителя частоты на входе.

Дисплей

В качестве дисплея в приборе используются семь 7-сегментных светодиодных индикаторов с общим анодом. Если яркости индикаторов недостаточно, можно изменить номинал резисторов, ограничивающих ток через сегменты. Однако не забывайте, что значение импульсного тока для каждого вывода микроконтроллера не должно превышать 40 мА (индикаторы тоже имеют свой рабочий ток, не забывайте о его величине).На схеме автор указал номинал этих резисторов 100 Ом. Незначительные нули при отображении результата измерения гаснут, что делает считывание показаний более комфортным.

Печатная плата

Двусторонняя печатная плата имеет размеры 109 × 23 мм. В бесплатной версии среды проектирования печатных плат Eagle в библиотеке компонентов нет 7-сегментных светодиодов, поэтому они были нарисованы автором вручную. Как видно на фотографиях (рисунки 5, 6, 7) авторского варианта печатной платы, дополнительно необходимо произвести несколько соединений монтажным проводом.Одно соединение на передней стороне платы обеспечивает питание вывода Vcc микроконтроллера (через отверстие в плате). На нижней стороне платы есть еще два разъема, которые используются для подключения контактов сегмента десятичной точки индикаторов в 4-м и 7-м разрядах через резисторы 330 Ом к земле. Для внутрисхемного программирования микроконтроллера автор использовал 6-контактный разъем (на схеме этот разъем показан составным JP3 и JP4), расположенный в верхней части печатной платы.Этот разъем не нужно припаивать к плате, микроконтроллер можно программировать любым возможным способом.

Загрузки

Принципиальная схема и чертеж печатной платы, исходный код и прошивка микроконтроллера –

Этот прибор имеет не только большой верхний предел измеряемой частоты, но и ряд дополнительных функций. Он измеряет отклонение частоты от начального значения, длительность импульсов и паузы между ними, а также подсчитывает количество импульсов.Его также можно использовать в качестве делителя частоты входного сигнала с широким коэффициентом делителя.

Предлагаемый частотомер содержит шесть микросхем – компаратор напряжения AD8611ARZ, синтезатор частоты LMX2316TM, D-триггер 74HC74D, селектор-мультиплексор 74HC151D, микроконтроллер PIC16F873A-1 / SP и встроенный стабилизатор напряжения TL7805. Он отображает результаты измерений на символьном ЖК-дисплее Wh2602B.

Основные технические характеристики

Интервал измеряемых частот

импульсов с уровнями TTL, Гц…………… 0,1 … 8 10 7

аналоговые периодические сигналы произвольной формы с напряжением более 100 мВэфф, Гц ………….. ……. 1 … 8 10 7

синусоидальных ВЧ сигналов с напряжением более 100 мВэфф, МГц …………… 20 … 1250

Продолжительность счета при измерении частоты, мс …… 10 4, 10 3, 100, 10

Интервал измеряемой длительности импульса, мкс …….. 10 … 10 6

Максимальная частота следования подсчитываемых импульсов, кГц …………… 100

Максимальное количество подсчитываемых импульсов….. 100000000

Измеренный дрейф частоты

импульсов на входе TTL или сигнал на аналоговом входе, Гц ………. ± 1 … ± 10 6

сигнал на ВЧ входе , кГц ………………. ± 1 … ± 10 5

Коэффициент деления частоты сигнала

на аналоговый вход …….. …… 3 – 16383

на входе ВЧ ……………. 1000 – 65535

Уровни выходных импульсов делителя частоты … ………. TTL

Длительность выходных импульсов делителя частоты, мкс………………….. 0,5

Напряжение питания (постоянное), В ……………… 9.16

Ток потребления, мА …… 100 … 150

При выключении устройства микроконтроллер запоминает заданные режимы его работы в своей EEPROM и восстанавливает их при включении.

Схема частотомера представлена ​​на рис. 1. Тактовый генератор микроконтроллера DD3 стабилизируется кварцевым резонатором ZQ1. Подстроечный конденсатор С13 позволяет установить тактовую частоту ровно на 4 МГц.Стабилизатор напряжения +5 В собран на микросхеме DA2. Подстроечным резистором R23 регулируется яркость подсветки ЖК-дисплея HG1. Оптимальный контраст изображения на нем задается подстроечным резистором R21.

Рис. 1. Схема частотомера

Кнопки SB1-SB3 управляют устройством. Кнопка SB1 используется для выбора измеряемого параметра. Кнопка SB2 используется для выбора разъема, на который подается измеряемый сигнал. В зависимости от частоты и формы входного сигнала это может быть XW1 (импульсы логического уровня с частотой 0.1 Гц … 80 МГц), XW2 (аналоговые сигналы произвольной формы с частотой 1 Гц … 80 МГц) или XW3 (сигналы с частотой 20,1250 МГц). Кнопка SB3 запускает и останавливает измерения в режимах счетчика импульсов и измерения ухода частоты. Длительное (более 1 с) нажатие этой кнопки переключает из режима измерения частоты в режим деления частоты и выводит результат на разъем XW1. Когда кнопки не нажаты, резисторы R12-R14 поддерживают высокие уровни на входах микроконтроллера, к которым они подключены.

Резисторы R4 и R6 создают постоянное смещение около 100 мВ на неинвертирующем входе компаратора DA1. Резисторы R5 и R7 представляют собой цепь положительной обратной связи, необходимую для получения гистерезиса характеристики переключения компаратора. Диоды VD1 и VD2 вместе с резистором R2 образуют двусторонний ограничитель входного напряжения на инвертирующем входе компаратора.

Микросхема DD1, основное назначение которой – работа в синтезаторах частотного диапазона 1,2 ГГц, содержит два делителя частоты с переменным коэффициентом деления, которые используются в описываемом устройстве для деления частоты входных сигналов, подаваемых на разъемы XW2 и XW3 указанное количество раз.Микроконтроллер устанавливает коэффициенты деления и режим работы этой микросхемы, отправляя команды через ее последовательный интерфейс (Clock, Data, LE входы). В зависимости от установленного режима выход Fo / LD получает результат одного из этих делителей. Резистор R19 и конденсатор C19 образуют силовой фильтр микросхемы DD1, а диоды VD3 и VD4 защищают от перегрузки вход одного из ее делителей частоты, который напрямую подключен к разъему XW3. На DD4 собран однозарядный.1 триггер, формирующий импульсы длительностью 0,5 мкс из выходных сигналов делителей частоты. Его схема синхронизации представляет собой резистор R17 и конденсатор C10.

Генератор импульсов, подаваемых на разъем XW1, собран на транзисторе VT1 с коллекторной нагрузкой – резистором R8. Он работает, когда выход RC5 микроконтроллера установлен на высокий логический уровень. В противном случае драйвер отключается и не влияет на внешние сигналы, подаваемые на разъем XW1. Следовательно, разъем XW1 может быть как входом при измерении частоты и длительности логических сигналов, так и при подсчете импульсов, так и выходом в режимах частотного разделения.Резистор R11 служит для защиты входа 0 селектора-мультиплексора DD2 от сигналов большой амплитуды, случайным образом подаваемых на разъем XW1.

Селектор-мультиплексор в соответствии с командами микроконтроллера отправляет либо импульсы уровня TTL с разъема XW1, либо сигналы, полученные на разъем XW2 и преобразованные в такие импульсы компаратором DA1, либо сигналы, поступающие на разъем XW3 и проходил через микросхему делителя частоты DD1. Микроконтроллер выполняет основные операции по измерению частоты, длительности и подсчета импульсов.Он также отображает результаты измерений на ЖК-дисплее HG1 и контролирует работу всего устройства. Программа микроконтроллера написана на языке ассемблера MASM, который является частью среды разработки MPLAB IDEv7.5.

В режимах измерения частоты микроконтроллер считает импульсы, полученные на входе T0CKI в течение выбранного пользователем интервала измерения (0,01, 0,1, 1 или 10 с). При измерении частоты сигнала, подаваемого на разъем XW3, его частота предварительно делится на 1000 одним из делителей микросхемы DD1.

При измерении длительности импульсов высокого логического уровня микроконтроллер начинает счет импульсов с частотой 1 МГц, полученной делением его тактовой частоты, на передний фронт измеряемого импульса на входе INT. Он останавливает этот подсчет по заднему фронту измеренного импульса. В случае измерения длительности импульса низкого уровня отсчет начинается с его спадающего фронта и заканчивается на его переднем фронте.

Как только включается режим измерения ухода частоты, микроконтроллер выполняет первое измерение частоты входного сигнала, а затем периодически повторяет эти измерения.Программа вычитает результат первого измерения из каждого последующего и отображает текущую разницу на индикаторе. После выхода из этого режима на ЖК-дисплее отображается максимальное зафиксированное за время измерения отклонение частоты вниз и вверх от начального.

Для измерения частоты повторения логических импульсов с уровнями TTL используйте кнопку SB2 для выбора входного разъема XW1. Микроконтроллер генерирует код 000 на выходах RC0-RC2, тем самым переводя селектор DD2 в состояние, в котором сигнал с разъема XW1 подается на вход микроконтроллера TOSK1 для измерения частоты и на его вход INT для измерения длительности импульса.Программа отображает результаты измерений на ЖКИ HG1 (рис. 2), при этом длительность импульсов высокого (H) и низкого (L) уровня чередуется на экране. Код в правой части верхней строки означает указанное время счета: «10» – 10 с, «1» – 1 с, «, 1» – 0,1 с и «, 01» – 0,01 с. В правой части нижней строки отображается символ выбранного входного разъема: TTL – XW1, VHF – XW2, UHF – XW3.

Рис. 2. Результаты измерений отображаются программой на ЖК-дисплее. HG1

Измеряя частоту аналоговых сигналов (до 80 МГц), используйте кнопку SB2 для выбора входа XW2.На выходах RC0-RC2 микроконтроллер генерирует код 001, перемещая мультиплексор DD2 в положение, в котором сигнал с разъема XW2, преобразованный в прямоугольные импульсы компаратором DA1, поступает на вход TOCKI микроконтроллера. Программа измеряет частоту сигнала и отображает результат на ЖКИ (рис. 3).

Рис. 3. Результаты измерений отображаются программой на ЖК-дисплее HG1

. Для измерения ВЧ сигналов с частотой до 1250 МГц используйте кнопку SB2 для выбора входного разъема XW3.С него сигнал поступает на вход f IN делителя частоты, имеющегося в микросхеме DD1. Коэффициент деления устанавливается микроконтроллером равным 1000. Сигнал с выхода делителя частоты, преобразованный в импульсы длительностью около 0,5 мкс однократным импульсом на триггере DD4.1, подается через Мультиплексор DD2 на вход TOCKI микроконтроллера. Мультиплексор устанавливается в требуемое состояние кодом 010 на выходах RC0-RC2 микроконтроллера. Программа микроконтроллера измеряет частоту и с учетом коэффициента деления выводит результат на ЖКИ (рис.4).

Рис. 4. Результаты измерений, отображаемые программой на ЖК-дисплее HG1

Подсчитываемые импульсы подаются на входной разъем XW1 или XW2. Кнопка SB2 выбирает один из этих входов, а кнопка SB1 выбирает режим СЧЕТЧИКА (рис. 5). Счет запускается нажатием кнопки SB3, что сопровождается заменой метки OFF на экране меткой ON. Чтобы остановить счет, нажмите кнопку SB3 еще раз, при этом метка ON сменится меткой OFF.Количество импульсов, накопленных за время от запуска до остановки, отображается программой на ЖК-дисплее.

Рис. 5. Результаты измерений отображаются программой на ЖК-дисплее HG1

Для измерения ухода частоты сигнал (в зависимости от его формы и частоты) подается на один из входных разъемов XW1-XW3, этот разъем выбирается кнопкой SB2 , а функция «+/- FREQUENCV» выбирается с помощью кнопки SB1 (ее название сопровождается меткой OFF).запускается нажатием кнопки SB3, при этом метка OFF заменяется меткой ON. Устройство измеряет дрейф частоты и отображает его текущее значение на ЖК-дисплее (рис. 6). После повторного нажатия кнопки SB3 и остановки измерения на ЖК-дисплее появятся максимальные значения, зарегистрированные во время измерения. дрейф частоты вверх и вниз от начальной (рис. 7).

Рис. 6. Результаты измерений отображаются программой на ЖК-дисплее HG1

Рис.7. Результаты измерений, отображаемые программой на ЖК-дисплее HG1

Чтобы разделить частоту аналогового сигнала на частоту до 80 МГц, с помощью кнопки SB2 выберите входной разъем XW2 и отправьте на него сигнал, частота из которых подлежит разделу. С выхода компаратора DA1 он поступает на вход OSCIN делителя частоты R_Counter микросхемы DD1. Микроконтроллер через последовательный интерфейс устанавливает необходимый коэффициент деления этого делителя и подключает его выход к выходу Fo / LD микросхемы.Нажатие кнопки SB1 уменьшает коэффициент деления, а кнопка SB2 увеличивает его. Чем дольше удерживается кнопка, тем быстрее изменяется соотношение.

На выходе RC5 микроконтроллер устанавливает высокий уровень, переводя разъем XW1 в режим вывода. Микроконтроллер генерирует код 000 на своих выходах RC0-RC2, поэтому выходной сигнал разъема также подается на вход T0SKI микроконтроллера для измерения частоты. В этом режиме длительность импульса не измеряется.

Рис. 8. Результаты измерений отображаются программой на ЖКИ HG1

На рис. 8 показан результат деления частоты 19,706 МГц сигнала, подаваемого на разъем XW2, на 100. В этом случае на выходе XW1 с частотой 197,06 кГц следуют импульсы высокого логического уровня длительностью 0,5 мкс. Сигналы с частотами от 50 до 1200 МГц подаются на разделение через разъем XW3. Они обрабатываются одинаково, с той лишь разницей, что в работе задействован более высокочастотный делитель частоты N-Counter микросхемы DD1.На рис. 9 показан результат деления частоты 200,26 МГц на 2000. Выходная частота составляет 100,13 кГц.

Рис. 9. Результаты измерений отображаются программой на ЖК-дисплее. HG1

Частотомер установлен на печатной плате, изготовленной из стекловолоконной фольги толщиной 1 мм с обеих сторон. Его рисунок показан на рис. 10, а размещение элементов показано на рис. 11. Постоянные резисторы и большинство конденсаторов – это 0805 SMD. Подстроечные резисторы R21 и R23 – Ш-655MCL, подстроечный конденсатор С13 – TZC3P300A110R00.Оксидные конденсаторы C4 и C6 алюминиевые с проволочными выводами.

Рис. 10. Печатная плата частотомера

Рис. 11. Размещение элементов на плате

Разъемы XW1-XW3 – 24_BNC-50-2-20 / 133_N. Они подключаются к плате отрезками коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 50 Ом и длиной около 100 мм. Кнопки SB1-SB3 – TS-A3PG-130. Индикатор HG1 закреплен над платой на 10-миллиметровых стойках винтами M3.

Устройство собрано в пластиковом корпусе Z-28. На его лицевой панели вырезано прямоугольное отверстие 70х25 мм под ЖК-экран и просверлены три отверстия диаметром 3 мм под кнопки. Сами кнопки установлены на стеклопластиковой плате 100х12х1,5 мм, прикрепленной к передней панели с тыльной стороны винтами М3. С левой стороны корпуса находится розетка, а справа – ее выключатель. Входные байонетные разъемы расположены на задней стороне корпуса.

Настройка частотомера следующая:

Установите подстроечный резистор R21 на оптимальный контраст изображения на ЖК-экране;

Установить подстроечным резистором R23 требуемую яркость подсветки ЖКИ;

Установите подстроечный конденсатор C13 на тактовую частоту микроконтроллера, точно равную 4 МГц.Для этого подключите к разъему XW1 цифровой частотомер (Ч4-63 или любой другой), включите настраиваемое устройство, нажав кнопку SB3 (на ЖКИ должна появиться надпись «ТЕСТ») и, вращая ротор Подстроечный конденсатор C13 обеспечивает показания внешнего частотомера, максимально приближенные к 100 000 Гц. Не забывайте, что ошибка установки этой частоты напрямую влияет на погрешность настраиваемого устройства.

Литература

1.Сверхбыстрые, 4 нс компараторы с однополярным питанием AD8611 / AD8612. – URL: http: //www.analog. com / media / en / Technical-documentation / data-sheet / AD8611_8612.pdf (02.11.2015).

2. Маломощный синтезатор частот PLLatinum ™ для персональной радиосвязи LMX2306 550 МГц, LMX2316 1,2 ГГц, LMX2326 2,8 ГГц. – URL: http://www.ti.com/lit/ds/ symlink / lmx2326.pdf (02.11.2015).

3.74HC74, 74HCT74 Двойной триггер D-типа с установкой и сбросом; положительный фронт-триггер. – URL: http: // www.nxp.com/documents/data_sheet/ 74HC_HCT74.pdf (02.11.2015).

4.44HC151, 74HCT151 Мультиплексор на 8 входов. – URL: http://www.nxp.com/documents/data_ sheet / 74HC_HCT151.pdf (02.11.2015).

5. Техническое описание PIC16F87XA 28/40/44-контактные усовершенствованные флэш-микроконтроллеры. – URL: http://akizukidenshi.com/download/PIC16F 87XA.pdf (02.11.2015).

6.Wh2602B символ 16×2. – URL: http: // www.winstar.com.tw/download.php?ProID= 22 (17.11.15).

7. Разъем коаксиального кабеля: 24_BNC-50-2-20 / 133_N.- URL: http: //www.electroncom. ru / pdf / hs / bnc / 24bnc50-2-20_133n.pdf (16.11.15).

8. Кузов Z-28. – URL: http://files.rct.ru/ pdf / kradex / z-28.pdf (16.11.15).

Чертеж печатной платы в формате Sprint Layout 5.0 и программу микроконтроллера можно скачать.

Дата публикации: 16.02.2016

Мнения читателей

• Владимир / 20.01.2017 – 10:55
  Вышло еще две версии частотомера.Третья версия опубликована в журнале «Радиолюбитель» №8.9. Четвертый: https://cloud.mail.ru/public/4EKo/QaTMuiDMv

Facebook

Твиттер

В контакте с

одноклассники

Google+

Светодиод частотомера на микросхемах. Электрические схемы бесплатно

Предлагаемый для самостоятельной сборки частотомер относительно низкочастотный, тем не менее, позволяет измерять частоты до нескольких мегагерц.Емкость частотомера зависит от количества установленных цифровых индикаторов. Входная чувствительность не хуже 0,1В, максимальное входное напряжение, которое он может выдержать без повреждений, около 100В. Время отображения и время измерения чередуются, продолжительность одного цикла составляет 1 сек. измерение и 1 сек. – индикация. Он собран по классической схеме с генератором частоты 1 Гц на специализированных микросхемах-счетчиках, используемых, в частности, в схемах цифровых часов:

На К176ИЕ5 собран «второй» генератор по типовой схеме, с кварцевым «часовым» резонатором на 16 шт.384 Гц. Конденсатор С2 – подстроечный, он позволяет регулировать частоту с необходимой точностью в определенных пределах. Резистор R1 подбирается при настройке на наиболее стабильный запуск и генерацию схемы. Схема C3 VD1 R2 генерирует короткий импульс «сброса» всей схемы в начале каждого второго периода счета.

Транзистор VT2 работает как переключатель: когда на его коллектор поступает постоянное напряжение питания от «счетной» схемы (логический уровень «1»), он передает импульсы от входного драйвера, которые затем поступают на десятичные счетчики и цифровой светодиод. индикаторы.Когда на его коллекторе появляется логический уровень «0», коэффициент усиления транзистора резко падает, и входные импульсы перестают считаться. Эти циклы повторяются каждые 1 секунду.

Вместо К176ИЕ5 можно использовать аналогичную по функциям микросхему К176ИЕ12:

В обоих случаях используется часовой кварц на частоте 16 348 Гц (они часто используются, например, в «китайских» электронных часах различных размеров и типов). Но еще можно поставить отечественный кварц на 32768 Гц, тогда нужно снизить частоту вдвое.Для этого можно использовать типичную схему «делитель на 2» на триггере К561ТМ2 (он имеет два триггера в корпусе). Например, как показано на картинке выше (обведено пунктирными линиями). Таким образом, на выходе получаем нужную нам частоту (секундные импульсы).

К коллектору транзистора-ключа (КТ315 на первой схеме) подключается счетно-индикаторный блок на микросхемах – десятичные счетчики-декодеры и цифровые светодиодные индикаторы:

Вместо индикаторов ALS333B1 можно использовать ALS321B1 или ALS324B1 без каких-либо изменений в схеме.Или любые другие подходящие индикаторы, но с соблюдением их распиновки. Распиновку можно определить по справочной литературе или просто “прозвонить” индикатор с “батареей” на 9В с последовательно включенным резистором на 1 кОм (по выдержке). Количество микросхем и индикаторов декодера может быть любым, в зависимости от общей необходимой емкости счетчика (количества цифр в показаниях).

При этом использовались три имеющихся малогабаритных знакосинтезирующих индикатора типа К490IP1 – управляемые цифровые индикаторы красного свечения, предназначенные для использования в электронной аппаратуре.Схема управления выполнена по технологии CMOS. Индикаторы имеют 7 сегментов и десятичную точку, позволяют воспроизводить любую цифру от 0 до 9 и десятичную точку. Высота знака 2,5 мм):

Эти индикаторы удобны тем, что включают в себя не только сам индикатор, но и счетчик-декодер, что значительно упрощает схему и делает ее очень маленькой. Ниже представлена ​​схема отсчета-индикации на таких микросхемах:

Как видно из схемы, для этих МК требуется два отдельных источника питания – для самих светодиодных индикаторов и для схемы счетчика-декодера.Однако напряжения питания обеих «частей» МС одинаковы, следовательно, они могут питаться от одного источника. Но яркость свечения «цифр» зависит от напряжения питания «индикатора» (выводы 1), а величина напряжения питания схемы декодера (выводы 5) некоторым образом влияет на чувствительность и стабильность этих МС. в целом. Поэтому при регулировке этих напряжений следует подбирать экспериментальным путем (при питании от 9 вольт можно использовать дополнительные «демпфирующие» резисторы, чтобы немного понизить напряжение).В этом случае обязательно обойти все выводы питания микросхем конденсаторами емкостью 0,1-0,3 мкФ.

Для гашения «точек» на индикаторах отключите напряжение +5 … 9 В с выводов 9 индикаторов. Светодиод HL1 – индикатор переполнения счетчика. Он загорается, когда счет достигает 1000 и в этом случае (при наличии трех MS-индикаторов, как на этой диаграмме) соответственно показывает количество единиц килогерц – в этой версии счетчик в целом может считать и «показывать» значение частота 999 Гц.Для увеличения емкости счетчика необходимо соответственно увеличить количество микросхем декодера-индикатора. В данном случае таких микросхем было всего три, поэтому пришлось добавить дополнительный блок деления частоты на 3 микросхемы К176ИЕ4 (или аналогичные микросхемы счетчиков-делителей на 10) и соответствующий переключатель. В целом схема получилась такая:

Переключатель также управляет включением / выключением «точек» на индикаторах для лучшего визуального восприятия отображаемого значения измеренной частоты.Это слайдер, двойной, в четырех положениях (такие используются, например, в импортных магнитолах). Таким образом, для различных положений переключатель, измерение частоты и отображение имеют следующие значения и вид:

«999 Гц» – «9,99 кГц» – «99,9 кГц» – «999. кГц». Если частота превышает 1 МГц, загорится светодиод HL2, 2 МГц загорится дважды и т. Д.

Схема входных цепей

Большое значение при частотных измерениях имеет качество входного каскада – формирователя сигнала.Он должен иметь высокое входное сопротивление, чтобы не влиять на измеряемую цепь и не преобразовывать сигналы любой формы в последовательность прямоугольных импульсов. В данной конструкции используется схема согласующего каскада с полевым транзистором на входе:

Эта схема частотомера, конечно, не самая лучшая из возможных, но все же дает более-менее приемлемые характеристики. Его выбирали в основном исходя из габаритных размеров конструкции, которая оказалась очень компактной.Вся схема собрана в пластиковом футляре от зубной щетки:

Микросхемы и другие элементы распаяны на узкой полоске макета, а все соединения выполнены проводами типа МГТФ. Регулируя входной каскад-формирователь сигнала, подбирайте сопротивления R3 и R4 так, чтобы на истоке полевого транзистора установилось напряжение 0,1 … 0,2 вольт. Транзисторы здесь можно заменить на аналогичные, достаточно высокочастотные.

Дополнения

Для питания частотомера можно использовать любой адаптер питания со стабилизированным выходным напряжением 9 вольт и током нагрузки не менее 300 мА. Либо установить стабилизатор на 9-вольтовой микросхеме типа КРЕН в корпусе частотомера и запитать его от адаптера с выходным напряжением 12 вольт, либо взять питание напрямую от измеряемой цепи при напряжении питания не менее 9 вольт. Каждую микросхему необходимо зашунтировать конденсатором порядка 0.1 мкФ для источника питания (можно припаять конденсаторы непосредственно к «+» и «-» ножкам источника питания). В качестве входного датчика вы можете использовать стальную иглу, припаянную к входной «контактной площадке» платы, и снабдить «общий» провод зажимом типа «крокодил».

Эта конструкция «создана» в 1992 году и успешно работает по сей день. Андрей Барышев.

Обсудить статью ЦИФРОВОЙ ЧАСТОТОМЕР СВОИМИ РУКАМИ

Первой цифровой ИС, созданной радиолюбителями в 1980-х и 1990-х годах, обычно были электронные часы или частотомер.
Такой частотомер может использоваться и сегодня для калибровки инструментов или использоваться в качестве считывающего устройства в генераторах и любительских передатчиках при настройке различных электронных устройств. Устройство может быть интересно тем, у кого завалялись микросхемы серии К155, или кто только начинает знакомиться с автоматикой и компьютерными устройствами.

Описываемый прибор позволяет измерять частоту электрических колебаний, период и длительность импульсов, а также может работать как счетчик импульсов.Рабочая частота от единиц Герц до нескольких десятков МГц при входном напряжении до 50 мВ. Предельная частота счетчиков на интегральных схемах К155ИЕ2 около 15 МГц. Однако следует учитывать, что реальное быстродействие триггеров и счетчиков превышает указанное значение в 1,5 … 2 раза, поэтому отдельные экземпляры микросхем TTL допускают работу на более высоких частотах.

Минимальное значение младшего бита составляет 0,1 Гц для измерений частоты и 0.1 мкс для измерения периода и длительности.
Принцип работы частотомера основан на измерении количества импульсов, поступающих на вход счетчика в течение строго определенного времени.

Принципиальная схема представлена ​​на рис. 1.

Исследуемый сигнал через разъем X1 и конденсатор C1 поступает на вход прямоугольного формирователя импульсов.

Широкополосный усилитель-ограничитель собран на транзисторах V1, V2 и V3.Полевой транзистор V1 обеспечивает прибору высокое входное сопротивление. Диоды V1 и V2 защищают транзистор V1 от повреждения при случайном попадании высокого напряжения на вход устройства. Цепочка C2-R2 выполняет частотную коррекцию входа усилителя.

Транзистор V4, включенный как эмиттерный повторитель, согласовывает выход усилителя-ограничителя с входом логического элемента D6,1 микросхемы D6, что обеспечивает дальнейшее формирование прямоугольных импульсов, которые через электронный ключ поступают на устройство управления на микросхеме D9, и импульсы примерной частоты, открывающие ключ на определенное время.На выходе этого переключателя появляется пачка импульсов. Количество импульсов в пакете подсчитывается двоично-десятичным счетчиком, его состояние после закрытия ключа отображается цифровым дисплеем.

В режиме счета импульсов управляющее устройство блокирует источник опорной частоты, двоично-десятичный счетчик непрерывно считает импульсы, поступающие на его вход, а цифровой дисплей отображает результаты счета. Значения счетчика сбрасываются нажатием кнопки «Сброс».

Главный тактовый генератор собран на микросхеме D1 (LA3) и кварцевом резонаторе Z1 на частоте 1024 кГц. Делитель частоты собран на микросхемах К155ИЕ8; К155ИЕ5 и четыре К155ИЕ1. В режиме измерения точность настройки «МГц», «кГц» и «Гц» устанавливается кнопочными переключателями SA4 и SA5.

Блок питания частотомера (рис. 3) состоит из трансформатора Т1, с обмотки II которого, после выпрямителя VDS1, стабилизатора напряжения на микросхеме DA1 и фильтра на конденсаторах С4 – С11, напряжение + 5В. напряжение подается на питание микросхем.

Напряжение 170 В с обмотки III трансформатора Тр1 через диод VD5 используется для питания газоразрядных цифровых индикаторов h2..H6.

В формирователе импульсов полевой транзистор КП303Д (V3) можно заменить на КП303 или КП307 с любым буквенным индексом, транзистор КТ347 (V5) – на КТ326, а КТ368 (V6, V7) – на КТ306.

Дроссель Л1 типа Д-0,1 или самодельный – 45 витков провода ПЭВ-2 0,17, намотанного на рамку диаметром 8 мм. Все переключатели относятся к типу P2K.

Настройка устройства сводится к проверке правильности установки и измерению питающих напряжений.Правильно собранный частотомер уверенно выполняет свои функции; только входной формирователь – это «капризный» узел, на настройку которого нужно приложить максимум усилий. При замене R3 и R4 на переменные резисторы 2,2 кОм и 100 Ом необходимо выставить на резисторе R5 напряжение порядка 0,1 … 0,2В. Подав на вход генератора синусоидальное напряжение амплитудой около 0,5В, заменив резистор R6 на переменный резистор номиналом 2.2 кОм необходимо настроить так, чтобы на выходе элемента D6.1 появлялись прямоугольные импульсы. Постепенно понижая уровень входного сигнала и увеличивая частоту, необходимо добиваться стабильной работы формирователя во всем рабочем диапазоне, выбирая элементы R6 и SZ. Возможно, придется выбрать сопротивление резистора R9. В процессе наладки все переменные резисторы должны иметь выводы длиной не более 1 … 2 см.

По окончании настройки их следует по очереди припаивать и заменять постоянными резисторами подходящего номинала, каждый раз проверяя работу драйвера.

В конструкции вместо индикаторов ИН-17 возможно использование газоразрядных индикаторов ИН-8-2, ИН-12 и др.

В формирователе импульсов транзисторы КТ368 можно заменить на КТ316 или GT311, вместо КТ347 можно использовать КТ363, GT313 или GT328. Диоды V1, V2 и V4 можно заменить на КД521, КД522.

Схема и плата в формате sPlan7 и Sprint Layout – schema.zip *

* Эта схема была собрана мной еще в 1988 году в одном корпусе со звуковым генератором и использовалась как цифровая шкала.

Недавно он был разработан как независимое устройство, поэтому не исключено, что где-то ошибка могла закрасться в схему и рисунок печатной платы.

Библиография:

В помощь радиолюбителям № 084, 1983 г.

Цифровые устройства на интегральных схемах – © Издательство «Радио и связь», 1984.

Радиожурнал: 1977, вып. 5, вып. 9, вып. 10; 1978, № 5; 1980, нет. 1; 1981, № 10; 1982 г.1, № 11; № 12.

Радиолюбительские цифровые устройства. – М .: Радио и связь, 1982.

На основе только одной микросхемы К155ЛАЗ, используя все ее логические элементы 2И-НЕ, можно построить относительно простое устройство, способное измерять частоту переменного напряжения примерно от 20 Гц до 20 кГц. Входной элемент. Таким измерителем колебаний звуковой частоты является триггер Шмитта – устройство, преобразующее переменное синусоидальное напряжение, подаваемое на его вход, в электрические импульсы той же частоты.Без такого преобразования аналогового сигнала логические вентили работать не будут, и триггер Шмитта «срабатывает» при определенной амплитуде входного сигнала. Если оно меньше порогового значения, импульсного сигнала на выходе триггера не будет.

Начнем с опыта.

Триггер Шмитта. Используя схему, показанную на рис. 23, а, установите микросхему К155ЛАЗ на макетную панель, включив только два ее логических элемента. Здесь, на панели, разместите батареи GB1 и GB2, состоящие из четырех гальванических элементов 332 или 316 и переменного резистора R1 с сопротивлением 1.5 или 2,2 кОм (желательно с функциональной характеристикой А – линейная). Подключайте выводы батареи к резистору только на время экспериментов.

Включить питание микросхемы и по вольтметру постоянного тока установить ползунок переменного резистора в такое положение, при котором слева, согласно схеме, выход резистора R2, являющегося входом Триггер Шмитта будет иметь нулевое напряжение. В этом случае элемент DD1.1 будет в одиночном состоянии – на его выводе 3 будет высокий уровень напряжения, а элемент DD1.2 находится на нуле. Это начальное состояние элементов этого триггера.

Рис. 23. Опытный триггер Шмитта и графики, иллюстрирующие его работу

Теперь подключите вольтметр постоянного тока к выходу элемента DD1.2 и, внимательно наблюдая за его стрелкой, начните плавно перемещать ползунок переменного резистора в сторону верхнего, по схеме, выхода, а затем, не останавливаясь, в обратную сторону. – на нижний вывод, потом на верхний и т.д. Что фиксирует вольтметр? Периодическое переключение элемента DD1.2 от нуля до единицы, т. Е. Иными словами появление импульсов положительной полярности на выходе триггера.

Взгляните на графики b и c на том же рис. 23, которые иллюстрируют работу спускового крючка. Перемещая ползунок переменного резистора из одного крайнего положения в другое, моделировали подачу синусоидального переменного напряжения на вход экспериментального устройства (рис.23.б) с амплитудой до 3 В. При этом напряжение положительного полюса полуволна этого сигнала была меньше порога (U пор.1) прибор сохранил первоначальное состояние. При достижении порогового напряжения, равного примерно 1,7 В (в момент времени t 1), оба элемента перешли в противоположные состояния и на выходе триггера (вывод 6 элемента DD1.2) появилось высокое напряжение. Дальнейшее увеличение положительного напряжения на входе не изменило этого состояния триггерных элементов. Но когда двигатель двигался в обратном направлении, когда напряжение на входе триггера упало примерно до 0,5 В (время t 2), оба элемента переключились в исходное состояние.На выходе триггера снова появился высокий уровень напряжения.

Отрицательная полуволна не изменила это состояние элементов, образующих триггер Шмитта, так как он оказался замкнутым на общий провод источника питания через внутренние диоды входной цепи элемента DD1.1. .

При следующей положительной полуволне входного переменного напряжения на выходе триггера будет формироваться второй импульс положительной полярности (моменты t 3 и t 4). Повторите этот эксперимент несколько раз и по показаниям вольтметров, подключенных к входу и выходу триггера, нарисуйте графики, характеризующие его работу.Они должны быть такими же, как и на графиках на рис. 23. Два элемента разного уровня порогов срабатывания – наиболее характерная особенность триггера Шмитта.

Принципиальная схема предлагаемого к повторению частотомера представлена ​​на рис. 24. Логические элементы DD1.1, DD1.2 и резисторы R1-R3 образуют триггер Шмитта, а два других элемента той же микросхемы образуют формирователь его выходные импульсы, от частоты следования которых зависят показания микроамперметра РА1.Без формирователя устройство не даст надежных результатов измерения, поскольку длительность импульсов на выходе триггера зависит от частоты измеряемого входного переменного напряжения.

Конденсатор C1 – делительный конденсатор. Пройдя широкую полосу колебаний звуковой частоты, он перекрывает путь постоянной составляющей источника сигнала. Диод VD2 замыкает отрицательные полуволны напряжения на общий провод силовой цепи (в принципе этого диода может не быть, так как внутренние диоды на входе элемента DD1.1 может выполнять свою функцию), диод VD1 ограничивает амплитуду положительных полуволн, принимаемых на входах первого элемента, уровнем напряжения питания.

Рис. 24. Принципиальная схема простейшего частотомера

С триггерного выхода (вывод 6 элемента DD1.2) на вход формирователя поступают импульсы положительной полярности. Формирователь работает так. Элемент DD1.3 включается инвертором, а DD1.4 используется по прямому назначению, как логический элемент 2 И-НЕ.Как только на входе драйвера появляется напряжение низкого уровня (выводы 9, 10 DD1.3), DD1.3 переходит в единичное состояние и через него и через резистор R4 заряжается один из конденсаторов C2-C4 . По мере зарядки конденсатора положительное напряжение на выводе 13 элемента DD1.4 повышается до высокого уровня. Но этот элемент остается в одиночном состоянии, так как на его втором входном выводе 12, а также на выходе триггера Шмитта присутствует низкий уровень напряжения. В этом режиме через микроамперметр протекает небольшой ток.Как только на выходе триггера Шмитта появляется напряжение высокого уровня, элемент DD1.4 переходит в нулевое состояние и через микроамперметр начинает течь значительный ток. При этом элемент DD1.3 переходит в нулевое состояние, и конденсатор драйвера начинает разряжаться. Когда напряжение на нем упадет до порогового значения, элемент DD1.4 снова перейдет в одиночное состояние. Таким образом, на выходе формирователя появляется импульс отрицательной полярности (см. Рис. 23, г), во время которого через микроамперметр протекает ток, значительно превышающий начальный.Угол отклонения стрелки микроамперметра пропорционален частоте следования импульсов: чем он больше, тем на больший угол отклоняется стрелка.

Длительность импульсов на выходе формирователя определяется длительностью разряда включенного времязадающего конденсатора (С2, С3 или С4) до напряжения срабатывания элемента DD1.4. Чем меньше его емкость, тем короче импульс, тем выше частота входного сигнала может быть измерена.Так, с установочным конденсатором C2 емкостью 0,2 мкФ прибор способен измерять частоту колебаний примерно от 20 до 200 Гц, с конденсатором C3 емкостью 0,02 мкФ – от 200 до 2000 Гц, при конденсатор С4 емкостью 2000 пФ – от 2 до 20 кГц … У подстроечных резисторов R5 – R7 стрелка микроамперметра устанавливается на конечную отметку шкалы, соответствующую наибольшей измеренной частоте соответствующего поддиапазона. Минимальный уровень переменного напряжения, который можно измерить, составляет около 1.5В.

Проанализируйте графики на рис. 23, чтобы зафиксировать принцип работы частотомера в памяти, а затем дополните экспериментальный триггер Шмитта деталями входной цепи и драйвера и протестируйте устройство в действии на макетной плате. В настоящее время переключатель поддиапазона не требуется, конденсатор синхронизации, например C2, может быть подключен непосредственно к выводу 13 DD1.4, а один из подстроечных резисторов или фиксированный резистор с сопротивлением 2,2 .. В цепь микроамперметра можно включить 3,3 кОм.Микроамперметр PA1 на ток полного отклонения стрелки 100 мкА такой же, как в сетевом блоке питания.

Учреждение. После завершения установки включите источник питания и подайте положительные импульсы на входные выводы 1, 2 первого элемента триггера Шмитта. Их источником может быть описанный выше генератор тестовых импульсов или другой аналогичный генератор. Установите минимальную частоту повторения импульсов. При этом стрелка микроамперметра должна резко отклониться на определенный угол и вернуться к нулевой отметке шкалы, что укажет на исправность частотомера.Если микроамперметр не реагирует на входные импульсы, придется подобрать более точный резистор R2: его сопротивление может быть от 1,8 до 5,1 кОм.

Далее подать переменное напряжение 3 … 5 В от понижающего сетевого трансформатора на вход устройства (через конденсатор С1). Теперь стрелка микроамперметра должна отклониться на определенный угол, соответствующий частоте 50 Гц. Подключите другой конденсатор такой же или большей емкости параллельно синхронизирующему конденсатору. Угол отклонения стрелки увеличится.

Таким же образом можно протестировать прибор на втором и третьем поддиапазонах измерения, но с входными сигналами соответствующих частот.

После этого части частотомера можно перенести с макета на плату и закрепить на ней подстроечные резисторы R5-R7 (рис.25), а плату можно укрепить в корпусе. конструкция которых может быть произвольной. Конденсаторы C2 и C3 состоят из двух конденсаторов каждый, а C4 – из трех. На передней стенке корпуса разместите микроамперметр, переключатель поддиапазона (например, ЗПЗН пластинчатого типа или другой с двумя секциями на три положения), входные розетки (XS1, XS2) или зажимы.

Однако возможно и другое конструктивное решение: плата частотомера может быть встроена в корпус блока питания, а ее микроамперметр может использоваться при измерении частоты электрических колебаний. Шкала частотомера общая для всех поддиапазонов измерений и практически одинакова. Следовательно, необходимо лишь определить начальную и конечную границы шкалы по отношению к одной из них – поддиапазон «20 … 200 Гц», а затем скорректировать частотные границы двух других поддиапазонов измерений. -диапазоны под ней.Далее, при переключении прибора в поддиапазон «200 … 2000 Гц» результат измерения, считанный на шкале, будет умножен на 10, а при измерении в поддиапазоне «2 … 20 кГц» – на 100. Методика калибровки следующая. Установите переключатель SA1 в положение измерения в поддиапазоне «20 … 200 Гц», ползунок триммера R5 в положение наибольшего сопротивления и подайте сигнал с частотой 20 Гц и напряжением 1,5 на ввод частотомера от звукового генератора, например ГЗ-33..2 B.

Сделайте отметку на шкале, соответствующую углу отклонения стрелки микроамперметра. Затем перенастройте звуковой генератор на частоту 200 Гц и подстроечным резистором R5 установите стрелку прибора на крайнюю отметку шкалы. После этого по сигналам звукового генератора сделайте отметки на шкале, соответствующие частотам 30, 40, 50 и т. Д., До 190 Гц. В дальнейшем разделите эти части шкалы на несколько частей, каждая из которых будет соответствовать числовому значению частоты измеряемого сигнала.

Затем переключите частотомер на второй поддиапазон измерения, подайте на его вход сигнал с частотой 2000 Гц и подстроечным резистором R6 установите стрелку микроамперметра на крайнюю отметку шкалы. После этого подать на вход устройства сигнал с частотой 200 Гц от генератора. В этом случае стрелку микроамперметра следует установить напротив начальной отметки шкалы, соответствующей частоте 20 Гц первого поддиапазона. Точнее, установить его на эту начальную отметку шкалы можно, заменив конденсатор С3 или подключив параллельно ему второй конденсатор, что несколько увеличивает их общую емкость.

Аналогично настройте границы третьего поддиапазона измеряемых частот 2 … 20 кГц по шкале микроамперметра. Возможно, пределы измерения частоты на поддиапазонах будут другими, или вы захотите их изменить. Сделайте это, выбрав синхронизирующие конденсаторы C2-C4.

Повышенная чувствительность. А может, вы хотите повысить чувствительность частотомера? В этом случае простейший частотомер придется дополнить усилителем входного сигнала, используя, например, аналоговую микросхему К118УП1Г (рис.26). Данная микросхема представляет собой трехкаскадный усилитель видеоканалов телевизионных приемников с высоким коэффициентом усиления. Его корпус с 14 контактами такой же, как у микросхемы К155ЛА3, но положительное напряжение блока питания подается на вывод 7, а отрицательное – на вывод 14. С таким усилителем чувствительность частотомера увеличится. до 30 … 50 мВ.

Рис. 26. Усилитель повышающий чувствительность простейшего частотомера

Колебания измеряемой частоты могут быть синусоидальными, прямоугольными, пилообразными – любыми.Через конденсатор С1 они попадают на вход (вывод 3) микросхемы DA1, усиливаются и затем через выходной вывод 10 (подключенный к выводу 9) и конденсатор С3 поступают на вход триггера Шмитта частотомера. Конденсатор С2 устраняет внутреннюю отрицательную обратную связь, ослабляющую усилительные свойства микросхемы.

Диоды VD1, VD2 и резистор R1 (рис. 24) теперь можно снять, а на их место установить микросхему и дополнительные электролитические конденсаторы.Микросхему К118УП1Г можно заменить на К118УП1В или К118УП1А. Но в этом случае несколько ухудшится чувствительность частотомера.

Причиной повторения этого частотомера и приставки для определения параметров неизвестных контуров послужила конструкция приемника Р-45. В будущем этот «мини-комплекс» позволит облегчить намотку и настройку ВЧ-цепей, контроль реперных точек генераторов и так далее. Итак, частотомер, представленный в этой статье, позволяет измерять частоту от 10 Гц до 60 МГц с точностью до 10 Гц.Это позволяет использовать это устройство для самого широкого применения, например, для измерения частоты задающего генератора, радиоприемника и передатчика, функционального генератора, кварцевого резонатора. Частотомер обеспечивает хорошие параметры и хорошую входную чувствительность благодаря наличию усилителя и преобразователя TTL. Это позволяет измерить частоту кварцевых резонаторов. Если используется дополнительный делитель частоты, максимальная частота измерения может достигать 1 ГГц или выше.

Схема частотомера достаточно простая, большинство функций выполняет микроконтроллер. Единственное, что микроконтроллеру нужен каскад усилителя для увеличения входного напряжения с 200-300 мВ до 3 В. Транзистор, подключенный по схеме общего эмиттера, подает на вход микроконтроллера псевдо-TTL-сигнал. В качестве транзистора нужен какой-то «быстрый» транзистор, я использовал BFR91 – отечественный аналог КТ3198В.

Напряжение Vke установлено равным 1.8-2,2 Вольт резистором R3 * на схеме. У меня это 22 кОм, но может потребоваться регулировка. Напряжение коллектора транзистора подается на вход счетчика / таймера микроконтроллера PIC через последовательное сопротивление 470 Ом. Чтобы отключить измерение, PIC использует встроенные понижающие резисторы. PIC реализует 32-битный счетчик, частично аппаратно, частично программно. Отсчет начинается после выключения встроенных подтягивающих резисторов микроконтроллера, длительность ровно 0.4 секунды. По истечении этого времени PIC делит полученное число на 4, а затем добавляет или вычитает соответствующую промежуточную частоту, чтобы получить реальную частоту. Полученная частота преобразуется для отображения.

Для правильной работы частотомера его необходимо откалибровать. Самый простой способ сделать это – подключить источник импульсов с заданной частотой и установить требуемые показания, вращая подстроечный конденсатор. Если этот метод не подходит, можно использовать «грубую калибровку».Для этого выключите питание устройства, а 10-ю ножку микроконтроллера подключите к GND. Затем включите питание. MC будет измерять и отображать внутреннюю частоту.

Если вы не можете настроить отображаемую частоту (регулируя конденсатор 33 пФ), то ненадолго подключите контакт 12 или 13 МК к GND. Не исключено, что это потребуется сделать несколько раз, так как программа проверяет эти выводы только один раз для каждого измерения (0,4 сек). После калибровки отключите 10-ю ножку микроконтроллера от GND, не выключая питание устройства, чтобы сохранить данные в энергонезависимой памяти МК.

Для своего корпуса нарисовал печатную плату. Так и случилось, при подаче питания на короткое время выскакивает заставка и частотомер переходит в режим измерения, на входе ничего нет:

Схема контура приставки

Автор статьи модифицировал схему относительно первоисточника, поэтому оригинал не прилагаю, плата и файл прошивки находятся в общем архиве.Теперь возьмем неизвестный контур – приставку для измерения резонансной частоты контура.

Вставляем в не совсем удобную розетку, подойдет для проверки прибора, смотрим результат замера:

Частотомер был откалиброван и протестирован на кварцевом генераторе 4 МГц, результат был записан следующим образом: 4,00052 МГц. В случае с частотомером я решил выводить питание на приставку +9 Вольт, для этого был изготовлен простой стабилизатор +5 В, +9 В, его плата на фото:

Забыл добавить, плата частотомера немного загнута кверху назад – для удобства снятия картинки микроконтроллера, поворота подстроечного конденсатора, минимальная длина дорожки на ЖКИ.

Теперь частотомер выглядит так:

Единственное, что я еще не исправил ошибку в надписи MHz, и так все 100% работает. Сборка и проверка схемы – GOVERNOR .

Обсудить статью КАК СДЕЛАТЬ ЧАСТОМЕР

На основе описанного формирователя импульсов можно собрать еще одно устройство – частотомер. Его предназначение отражено в названии – измерение частоты исследуемого сигнала.

При поступлении последовательности прямоугольных импульсов на вход элемента DD1.2 на выходе формирователя появляется последовательность отрицательных импульсов, длительность которых зависит от емкости подключенных к этому моменту конденсаторов к резистору. R1 и вход элемента DD1.2. Во время действия каждого отрицательного импульса через один из резисторов R2-R4 и микроамперметр PA1 проходит ток. После окончания одного импульса и до начала следующего стрелка механической системы микроамперметра по инерции не успевает вернуться в исходное положение.Таким образом, чем выше частота импульсов, тем больше угол отклонения стрелки. Причем эта зависимость имеет линейный характер, что значительно облегчает калибровку прибора.

Частотный диапазон, измеряемый этим устройством (20 … 20 000 Гц), разделен на три поддиапазона: 20 … 200, 200 … 2000, 2000 … 20 000 Гц. Поддиапазон измерения выбирается переключателем SA1 и зависит от емкости подключенного конденсатора.

При калибровке прибора на его вход подается последовательность импульсов с частотой, соответствующей наивысшей частоте поддиапазона, и подбором сопротивлений резисторов R2-R4 установить стрелку на отметку конца шкала.

Для удобства использования в качестве микроамперметра PA1 использовать авометр, включив его в режиме измерения постоянного тока на предел 100 … 150 мкА.

Первая конструкция частотомера состоит из микроконтроллера PIC16F84 и делителя частоты на 10 на счетчике 193IE2. Выбор нужного диапазона происходит с помощью двойного тумблера SA1. В первом положении входной сигнал меняет делитель и сразу попадает на вход микроконтроллера. Это дает возможность измерять частоты до 50 МГц.

Основой второй схемы частотомера является электронный контроллер PIC16F84A, который с помощью импульсов внешнего сигнала обрабатывает полученные результаты измерений и отображает их на ЖК-дисплее. Кроме того, микроконтроллер периодически опрашивает кнопки (SB1-SB4) и управляет питанием частотомера.

Особенностью такой конструкции частотомера на микроконтроллере является то, что он работает совместно с компьютером и подключается к материнской плате через разъем IRDA.Структура получает питание от того же разъема.

Этот частотомер также выполнен на 1 мс, минимум дискретных элементов и может выполнять следующие измерения: частота, период, отношение частот, временной интервал, счет (работа как накопительный счетчик), управление от внутреннего генератора .

Результаты всех измерений отображаются в цифровом виде на восьмиразрядном светодиодном индикаторе.Максимальная измеренная частота 10 МГц. В других режимах измерения максимальная входная частота составляет 2,5 МГц.

Использование известной и популярной за рубежом недорогой микросхемы типа 7216А позволяет упростить электрическую схему частотомера. Это универсальный декадный счетчик со встроенным задающим генератором, 8-битный счетчик данных с защелкой, декодер для 7-сегментного дисплея с восемью выходными усилителями для светодиодных дисплеев. Схема устройства представлена ​​на рисунке.На контакты 28 (канал I) или 2 (канал II) подается последовательность импульсов измеренного уровня TTL. С пинов 4-7, 9-12 управляются сегменты светодиодных индикаторов. Контакты 15-17,19-23 используются для мультиплексного управления светодиодными индикаторами, а контакты 15,19-23 также используются для выбора диапазона и режима измерения, из которого сигналы подаются через переключатели и RC-цепи на контакты 14 и 3. Выход 27 используется для фиксации показаний, а вывод 13 – для сброса. К клеммам 25, 26 подключается кварцевый резонатор с частотой 10 МГц.Устройство питается от источника +5 В (аккумулятор, батарея сухих ячеек, стабилизированный сетевой блок), внутреннее потребление ИС не превышает 5 мА, а максимальный ток светодиодов может достигать 400 мА.

Аппарат прост в эксплуатации. Управление сводится к выбору режима работы переключателем SB4: измеритель частоты, измеритель периода, измеритель отношения частот, измеритель временного интервала, накопительный счетчик, управление, а также выбор диапазона измерения переключателем SB3 (на младшая значащая цифра): 1.01 с / 1 Гц, 2,1 с / 10 Гц, 3,1 с / 100 Гц, 4,10 с / 1 кГц.

Помимо микросхемы 7216А, в приборе используются резисторы 0,125 Вт, керамические конденсаторы С1-С3, С6, С7, светодиодный индикатор собран из восьми цифровых 7-сегментных индикаторов с общим анодом ALS321B, ALS324B, ALS337B, ALS342B, KIPTS 01Б, КИПЦ 01 Г. Квар малогабаритный на 10 МГц.

Для нормальной работы схема требует, чтобы на входы подавался сигнал уровня TTL. Порог переключения на входах микросхемы составляет 2 В, поэтому для измерения малых сигналов вход устройства необходимо подключить к выходу усилителя-формирователя, который может быть реализован по любой из известных схем.Главное, что он с одинаковым успехом преобразует оба сигнала с частотой 1 Гц и 10 МГц в прямоугольные импульсы. Желательно, чтобы у этого усилителя был большой входной импеданс. При разработке этой схемы были использованы данные производителя микросхемы ICM7216A.

Частотомер 1,5 ГГц – CircuitLib

Отличная входная чувствительность, отличный динамический диапазон напряжения, потрясающая точность!

Это 28-битный частотомер! Частота измерения от 0.От 1 Гц до 1,5 ГГц.

Частотомер 1,5 ГГц обеспечивает частотное разрешение до невероятных 0,1 Гц * для частот в диапазоне от 0,1 Гц до 100 МГц и до 4 Гц * для частот в диапазоне от 100 МГц до 1,5 ГГц. Также поддерживаются функции удержания минимума и максимума, выбор единиц частоты и регулировка времени стробирования.

Автор: A.G

Технические данные

* это разрешение дисплея, а не точность измерения

Краткая история

Проект счетчика частоты сигналов 1,5 ГГц стартовал как 8-битный обучающий проект Microchip Technology на Winder в 2009 году.Устройство было разработано Г. Адамидисом, физиком и инженером-электронщиком, получившим степень магистра электронной физики в Университете Аристотеля в Салониках, Греция. Проект был опубликован в журнале Circuit Cellar Magazine (выпуск 275, июнь 2013 г.).

Принцип действия

Частота (f) любого периодического сигнала может быть вычислена путем подсчета экземпляров (N) сигнала в течение точного временного интервала (dt) от f = N / dt. Единица измерения частоты – Гц, а 1 Гц определяется как один экземпляр в секунду.

Входной сигнал сначала преобразуется в эквивалентную цифровую форму. Это преобразование более известно как возведение в квадрат / восстановление, и оно выполняется высокоскоростным компаратором. Высокоскоростной компаратор вырабатывает двоичный сигнал с быстрой коммутацией, который сохраняет частотные характеристики входной формы волны. Цифровой счетчик, запускаемый по фронту, используется для точного подсчета (начиная с 0) N импульсов двоичного сигнала быстрого переключения в точном временном интервале dt. Затем микроконтроллер используется для вычисления измеренной частоты из f = N / dt, и результат отправляется на общий дисплей.

Оборудование

Ссылаясь на блок-схему, имеется два входных блока; В А и В, соответственно. Каждый входной блок имеет свой собственный вход. Первый вход (In A) охватывает диапазон 0,1 Гц – 100 МГц, а второй (In B) – диапазон 70–1,5 ГГц, и пользователь может переключаться между ними, нажимая кнопку A / B.

Функция возведения в квадрат / восстановления выполняется высокоскоростным компаратором MAX9203 в каждом входном блоке. Дополнительный MC12080 используется во втором входном блоке (блок B) перед компаратором, чтобы расширить частотный диапазон счетчика до 1.6 ГГц

Частотомер на самом деле является 28-битным счетчиком, кроме того, он использует микроконтроллер PIC18F2620, который имеет только 16-битные внутренние счетчики. Всего 28 бит достигается за счет использования последовательного внутреннего 16-битного модуля Timer0 PIC (сконфигурированного как 16-битный счетчик), 4-битного внешнего счетчика 74F161 и внутреннего предделителя PIC (в режиме предварительного масштабирования 1: 256). Внутренний предделитель в режиме предварительного масштабирования 1: 256 используется как 8-битный счетчик, а для «извлечения» его 8-битного значения используется специальный метод.

Фильтр LPF дополнительно используется для «очистки» любых проблем с колебаниями на низких частотах из-за высокого произведения коэффициента усиления и полосы пропускания высокоскоростного компаратора MAX9203.

Программное обеспечение

Микроконтроллер PIC работает в бесконечном цикле, выполняя следующие задачи:

1. Переключиться на канал A или B в соответствии с текущим статусом.
2. Если в настоящий момент выбран канал A, тогда решите использовать LPF или нет *.
3. Сбросить счетчик.
4. Запустить счетчик.
5. Подождите, пока dt = 0,1, 1 или 10 секунд (в зависимости от текущего состояния), пока счетчик не начнет отсчет. Во время ожидания периодически проверяйте клавиатуру. Если нажата какая-либо кнопка, выполните соответствующие задачи, обновите текущий статус и вернитесь к шагу 1 – в противном случае продолжите.
6. Остановить счетчик.
7. Считайте значение счетчика N (28-битное целое число) и вычислите частоту из f = N / dt. **
8. Отображение текущей частоты (режим реального времени) или максимального значения частоты, когда-либо имевшего место (режим максимального удержания) или минимального значения частоты, когда-либо имевшего место (режим удержания минимума) в Гц, кГц или МГц в соответствии с текущим статусом.
9. Светодиод переключения ворот.
10. Вернуться к шагу 1.

* Решение относительно LPF принимается следующим образом: PIC выполняет быстрое измерение частоты без LPF (с использованием затвора 0,05 с). Если измеренная частота оказалась меньше 980 кГц, то PIC переключается на LPF для точных измерений.

** PIC считывает значение внешнего 4-битного счетчика (E), 8-битное значение внутреннего предварительного делителя (P) и 16-битное значение внутреннего Timer0 (T) и вычисляет значение 28-битного счетчика. (N) из: N = E + 16 · P + 4096 · T.Если текущий выбранный канал – A, тогда измеренная частота f просто f = N / dt, но если текущий выбранный канал – B, тогда измеренная частота вычисляется из f = N · 40 / dt (с учетом предварительного делителя частоты MC12080, который настроен на предварительный масштаб 1:40).

Скачать раздел

Электронная схема частотомера 1,5 ГГц

Машинный код микроконтроллера (шестнадцатеричный файл)

Печатная плата частотомера 1,5 ГГц Обложка и (или) исходный код на языке C (платные загрузки)

Частотомер своими руками из китайского приемника.Частотомер простой от китайского приемника

У многих из нас валяются старые, неработающие или просто немодные китайские автомагнитолы. У большинства простая начинка – TA2003 + TDA2005 и иногда цифровая шкала на LC7265. Когда-то, лет 10 назад, это были стоящие устройства. И теперь знакомые автомобилисты мечтают избавиться от них хотя бы за символический доллар – лишь бы такие китайские автомагнитолы не валялись в гараже.

Если вы тоже счастливый обладатель подобных устройств, не спешите их выбрасывать.Оттуда можно извлечь как минимум три полезных блока и дать им вторую жизнь.
В первую очередь обращает на себя внимание готовый стереоусилитель на TDA2004 – TDA2005. Электропитание 12-16В, мощность около 2х10Вт.

Этот готовый модуль можно использовать как УНЧ при ремонте любого телевизора, магнитофона, центра и т.д. Или в мостовом подключении сабвуфера, согласно схеме ниже

Главное, чтобы не нужно ничего паять, кроме силовых, входных и выходных проводов.Аккуратно выдрал микросхему с УНЧ из платы китайской автомагнитолы и усилитель готов.

Следующий по полезности блок от китайской автомагнитолы – готовый FM-приемник на TA2003. Уверенно принимает каналы VHF и FM, имеет чувствительность около 5 мкВ. Также его можно использовать для ремонта, и как самостоятельное устройство – радиоприемник. Вот даташиты на эту микросхему.

Вся схема тюнера обычно находится на отдельной плате китайской автомагнитолы и паять ничего (кроме проводов) не нужно.Ручка регулировки прикреплена к шкиву регулятора и отображается на передней панели.

И еще одна очень полезная вещь, хоть и не во всех дешевых китайских автомагнитолах, это цифровые весы, или просто частотомер на ALS и LC7265. Вместе с входным делителем он может принимать частоты почти до 200 МГц! Схема также стандартная и без особенностей.

Могут использоваться по прямому назначению, как цифровые весы. А можно как частотомер – только учтите, что он покажет частоту + или – 10.6 МГц. Подключение простое и не вызовет проблем даже у новичков. LB3500 – это делитель входа на 100. То есть в зависимости от положения переключателя AM – FM мы получаем два диапазона: до 2 и до 200 МГц.

П.С. В принципе, что было и сделано в эпоху перестройки диапазонов с 66-74 на 88 … 108 МГц, как частотомер.

В общем, от простой дешевой китайской автомагнитолы, которую давно хотел выкинуть
, досталось кое-что полезное и интересное.Если можно порекомендовать какие-то другие полезности от этих устройств – пишите в комментариях ..

По материалам интернета

Самая подходящая модель для переделки – Palito PA-218. Приемник содержит специализированную микросхему SC3610D, в которую входят частотомер + контроллер LCD + часы с будильником. Преобразование приемника в частотомер займет около получаса (включая кофе и перекур). По сути, нужно просто удалить лишние элементы – микросхему приемника IC2, два резистора R5 и R13, конденсатор C25 и транзистор Q7.Подключите провод с «кракодильчиком» к общему, а провод припаяйте к конденсатору С19 на зонде-игле, закрепленном на краю корпуса (можно просто расплавить металлическую медицинскую иглу). Конечно, при желании вы можете оставить приемник, но при этом необходимо будет исключить влияние гетеродина на вход частотомера в режиме измерения. О других моделях особо не скажу, но Palito 214 тоже был переработан с другой микросхемой и работал так же хорошо.

Так для чего можно использовать получившееся устройство?

1. Определите частоту генерации любого кристалла от 500 кГц до 200 МГц (если есть). Под рукой оказалась схема с кварцем 49 МГц – прибор стабильно определял частоту без прерывания генерации.
2. Измерьте ПЧ и выходную частоту 40 МГц – новые радиотелефоны (для измерения выходной частоты общий провод можно не подключать).
3. Диапазон частот до 200 МГц (в зависимости от даты выпуска некоторые образцы могут измерять до 400 МГц).Таким образом, можно оценить работу ВЧ трактов радиотелефонов 200–300 МГц.

Конечно, погрешность измерения (0,1 … 0,2 МГц) не позволяет производить точную настройку. Устройство больше предназначено для оценки производительности блока или устройства в целом при отсутствии под рукой осциллографа или при высоких рабочих частотах.

Если возникнут вопросы, пишите [электронная почта] Вячеславу.

Всем удачи.

Самая подходящая модель для переоборудования – Palito PA-218. Приемник содержит специализированную микросхему SC3610D, в которую входят частотомер + контроллер LCD + часы с будильником. Преобразование приемника в частотомер займет около получаса (с учетом кофе и перекура). По сути, нужно просто удалить лишние элементы – микросхему приемника IC2, два резистора R5 и R13, конденсатор C25 и транзистор Q7. Подключите провод с «крокодилом» к общему, а провод припаяйте к конденсатору С19 на зонде-игле, закрепленном на краю корпуса (можно просто расплавить металлическую медицинскую иглу).Конечно, при желании вы можете оставить приемник, но при этом необходимо будет исключить влияние гетеродина на вход частотомера в режиме измерения. О других моделях особо не скажу, но Palito 214 тоже был переработан с другой микросхемой и работал не хуже.

Итак, для чего можно использовать получившееся устройство?

1. Определите частоту генерации любого кристалла от 500 кГц до 200 МГц (если есть). Под рукой оказалась схема с кварцем 49 МГц – прибор стабильно определял частоту без прерывания генерации.
2. Измерьте ПЧ и выходную частоту 40 МГц – новые радиотелефоны (для измерения выходной частоты общий провод можно не отключать).
3. Диапазон частот до 200 МГц (в зависимости от даты выпуска отдельные экземпляры могут измерять до 400 МГц). Таким образом, можно оценить работу ВЧ трактов радиотелефонов 200–300 МГц.

Конечно, погрешность измерения (0,1 … 0,2 МГц) не позволяет произвести точную настройку. Устройство больше предназначено для оценки производительности блока или устройства в целом при отсутствии под рукой осциллографа или при высоких рабочих частотах.

Публикация: www.library.espec.ws, www.cxem.net

TDA7088 можно считать условным аналогом отечественной микросхемы K174XA34 , но отличается меньшим напряжением питания и наличием электронных кнопок плавной регулировки, SCAN и RESET. На первом рисунке представлена ​​схема китайского ресивера, это самый простой вариант, в котором всего три элемента управления – две кнопки для настройки на станцию ​​и переменный резистор – регулятор громкости совмещенный с выключателем питания.Также есть светодиодный индикатор, который показывает только мощность.

Прослушивание вещательных станций осуществляется через наушники, подключенные к разъему XS1. Использовал стерео беруши “беруши” от аудиоплеера. Но сигнал к ним однотонный, а сами капсюли включены последовательно (точка общего провода гнезда для наушников никуда не подключена).

Антенна в данном случае – провод наушников. Дроссели L3 и L4 используются для разделения НЧ и ВЧ компонентов.которые предотвращают “короткое замыкание” антенного сигнала усилителем низкой частоты. Принимаемый антенной сигнал поступает на входную широкополосную цепь L1, C1, которая не настраивается в диапазоне, а настраивается на его середину. И далее сигнал через вывод 11 ИМС попадает на вход ВЧ усилителя микросхемы. Усиленный радиочастотный сигнал и сигнал гетеродина, петлей которого является L2, C13, VD1, подключенный к выводу 5, поступают на смеситель внутри микросхемы.

Промежуточная частота низкая – 70 кГц, а приемный тракт IC1 имеет схему, очень похожую на схему K174XA34 IC.Сигнал ПЧ во внутренних цепях микросхемы выделяется активным фильтром на операционных усилителях и RC-цепях, пассивными элементами которых являются конденсаторы С11, С12. Затем сигнал поступает на вход ограничивающего усилителя – вывод 9 микросхемы IC1. Конденсаторы С4, С6 являются корректирующими элементами усилителя-ограничителя, с выхода которого сигнал поступает на ЧМ-демодулятор.

Демодулированный сигнал, пройдя через фильтр низкочастотной коррекции, внешним элементом которого является конденсатор С14, при настройке попадает в схему блокировки звука, режимом работы которой можно управлять, изменяя емкость конденсатора С8.В микросхему включен триггер автоматической настройки на станцию. При нажатии кнопки SB2 RESET на выводе 16 устанавливается напряжение питания, которое начинает плавно снижаться, соответственно, напряжение на варикапе VD1 изменяется и частота настраивается в большем диапазоне.

Когда сигнал радиостанции попадает в полосу захвата частоты, настройка останавливается. Для дальнейшей настройки диапазона необходимо нажать кнопку SB1 SCAN, и приемник начнет поиск следующей радиостанции в диапазоне.Когда он захвачен, он снова останавливается. Итак, нажав SB1, вы можете последовательно переключаться между радиостанциями. И нажмите кнопку SB2, чтобы вернуться в исходное положение. Звуковой сигнал с вывода 2 проходит через регулятор громкости «VOL» и поступает на вход усилителя звуковой частоты, который выполнен на двух транзисторах VT1 и VT2. Это простой телефонный УНЧ на транзисторах с разностной структурой. С передатчика VT1 НЧ сигнал поступает на наушники. Приемник согласно схеме на рисунке 1 обычно изготавливается в виде брелка или даже своеобразного значка.Питание от дисковой батареи 3 В (используется в некоторых пультах дистанционного управления).

Главный недостаток – отсутствие шкалы настройки. Схема китайского приемника , показанная на рисунке ниже, является модифицированной версией первой. На жидкокристаллическом дисплее есть цифровая шкала и будильник. Синтезатора частот нет, просто шкала на IC1 – это своего рода частотомер, который измеряет частоту гетеродина приемника. Электрическая схема приемного тракта практически не отличается от первой схемы, разница лишь в наличии цифровой схемы на микросхеме IC1.

Как уже было сказано, это будильник с частотомером. Сигнал гетеродина с гетеродинной схемы поступает на вход высокочастотного предусилителя на транзисторах VT1, VT2 и затем на вывод 35 – вход цифрового индикатора частоты. При низком уровне на выводе 26 (при выключенном приемнике) микросхема работает в режиме часов, при высоком уровне (при включенном приемнике) – в режиме цифровой шкалы. Для управления часами используются пять кнопок:

SB1 – разрешить звонок;
SB2 – установка времени разговора;
SB3 – установка текущего времени;
SB4 – минутная регулировка;
SB5 – регулировка часов.

Для установки часов нужно нажать кнопку SB2 или SB3 и удерживать ее, установить необходимое время кнопками SB4 или SB5. С вывода 28 сигнал тревоги поступает на транзистор VT8, нагрузкой которого является дроссель L5 и пьезокерамический излучатель звука HA1. На транзисторах VT1 … VT5 собрана схема защиты IC1 от неправильной полярности питания. Это всего две схемы, есть и другие варианты, от УНЧ до ИМС, работающей на динамик, с фонариками и др.

Электронная настройка (с использованием варикапов) имеет много преимуществ по сравнению с настройкой с переменным конденсатором. Это «дистанция», то есть возможность настроить настраивающий элемент, представляющий собой переменный резистор, так, чтобы он располагался в любом удобном с точки зрения пользователя месте. Отсутствие влияния рук или других внешних емкостей на настройку, так как сама схема надежно экранирована, и только источник постоянного регулируемого напряжения контактирует с окружающей средой.

Это также возможность настройки с помощью цифровой схемы, микроконтроллера или резистивного переключателя (вариант с фиксированными настройками).А при ручной настройке легко получить очень хорошее торможение с помощью многооборотного переменного резистора. Для электронной настройки желательно сделать шкалу электронной, чтобы в ней вообще не было механических деталей, кроме переменного резистора. В принципе, существуют микросхемы поликомпаратора для использования в светодиодных индикаторах уровня или постоянного напряжения.

Шкалу можно сделать на такой микросхеме, но количество светодиодов обычно не больше 10. То есть точек всего десять, что при работе, например, на ВЧ, явно мало, так как масштаб очень грубо.Вот схема линейной шкалы настройки 40 светодиодов. Для КВ диапазона уже достаточно 40 баллов. Шкала состоит из четырех линейных светодиодных матриц по 10 прямоугольных светодиодов в каждой. И управляются они четырьмя микросхемами LM3914 .

Микросхемы включены так, что работают каскадно, образуя общую шкалу длиной 40 светодиодов. По сути, схема представляет собой 40-уровневый светодиодный индикатор входного постоянного напряжения, идущего на варикап. Поскольку напряжение на варикапах редко изменяется от нуля, схема имеет возможность устанавливать верхний и нижний пороги напряжения, чтобы установить границы пределов настройки.Нижний предел установлен R1, а верхний предел установлен R5. Максимальное входное напряжение составляет 5В, поэтому, если напряжение на варикапах намного выше, необходимо сделать на входе штатный делитель напряжения. Настройка последовательной работы определяется резисторами R2-R4. Светодиодные матрицы можно использовать любого типа, а вместо них можно установить обычные светодиоды – любой индикатор. Напряжение питания может быть ниже 12 В.

В старину купил такой радиоприемник СВ-КВ-УКВ :

Достоинством такого приемника является его цифровая шкала частот … Как оказалось, такой прибор легко превратить в очень точный частотомер для диапазона десятков-сотен мегагерц!

Открутив несколько винтов и щелкнув защелки, можно открыть корпус ствольной коробки. Затем откручиваем еще винты и снимаем плату. Итак, перед ними три части – задняя крышка с батареями (1), плата радиоприемника (2) и передняя крышка с платой индикации и частотомером (!) (3):

От платы дисплея к плате самого приемника проходит группа из трех проводов, подписанных « AM », « FM » и « FM».G “.

Нас интересует провод с подписью « FM » – он припаян на дисковый конденсатор на плате приемника. Этот провод является входным проводом частотомера – осторожно (!) Отпаиваем от конденсатора, потому что магнитола еще пригодится:

Теперь включите « FM » (VHF), перемещая ползунок, вы можете подключить его к источнику сигнала, частоту которого вы хотите измерить, через конденсатор емкостью несколько пикофарад.Вы также можете проверить частоту сигнала радиопередатчика, поместив его антенну рядом с проводом от частотомера.

Но есть один нюанс – частотомер предназначен для измерения частоты гетеродина, которая в данном приемнике на 10,7 МГц выше частоты сигнала (промежуточная частота ( IF ) составляет 10,7 МГц). Поэтому, чтобы определить истинную частоту сигнала, добавьте к отображаемой частоте 10,7 МГц.

Проверил работоспособность импровизированного частотомера, подержав передатчик с частотой сигнала 433.92 МГц к нему:

Voi la 🙂 Как видите частота отображается 423,3 МГц. Складываем 10,7 и получаем 423,3 + 10,7 = 434 МГц (разница с 433,92 составляет 0,02% !!!). Опыт переделки приемника в частотомер оказался удачным!

Счетчик оказался круглым, т.е. например показания приемника 998,0 МГц соответствуют частоте (998,0-1000) +10,7 = 8,7 МГц.

Если вы заметили ошибку, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl + Enter

Счетчики и делители частоты. Схема, описание

В общем в рамках свапа на мотор J было решено, что приборка останется от аккорда. Но есть проблема с тахометром – на 6 цилиндрах на тахометр приходит 6 импульсов (начиная с 6 цилиндров). Соответственно тахометр врет.

Для решения проблемы требуется делитель частоты.Покопавшись, мне удалось это реализовать на сыпучем материале. Вчера был проверен на машине – все ок. Ну а пока подождем – от хозяев как новость будет. Может не получится правильно.
UPD: Проверял на двух разных машинах – все ок.

Многие спросят, а зачем делать внешнюю приблуду – ведь можно в приборке покопаться и исправить схемы интегратора? Но не все гаджеты имеют интегральные схемы. Чаще бывает контроллер, который считает импульсы за единицу времени и потом поворачивает стрелку – в этом случае необходимо исправить прошивку, что не всегда возможно.Второй момент: а если ваша приборка накрыта? Или вы хотите вернуть все туда и обратно? Если есть отдельная коробка – просто снимите и все. Или просто поменять приборку. В случае, когда мы забрались в приборку, нам нужно снова в нее залезть.

В в общих чертах – вы не можете просто взять и разделить частоту на 1,5 по размеру (вы можете сделать это на MC или на FPGA, но для автомобиля я предпочитаю простые схемы, не требующие питания подача, температурный режим и др.). Однако никто не запрещает умножать на 2 и делить на 3. Собственно, эта схема и делает. Не требует настроек – если детали целы, сразу начинает работать.

Немного о назначении цепочки FU1-VD1.
Микросхемы серии CD работают в диапазоне до 15В. Те. их можно подключить к бортовой сети без конвертеров. Однако нормально работающая бортовая сеть выдает 14,8 В (+/-), что прямо рядом с ней. И прыжков в нем хватает.По этой причине установлен ограничитель напряжения 15В (VD1). Он замыкается накоротко при напряжении выше 15 В, подавляя короткие всплески. А при длительном выходе за пределы допустимого диапазона предохранитель тоже перегорит.
Не забывайте, что предохранитель предназначен для защиты от огня … Но глушитель предназначен для поддержания работы устройства.

Схема подключена к питанию (красно-черные проводники) и к обрыву провода между мозгом и устройством.

Гонорар не цитирую.Это до смешного просто.

На замену – CD4081 не надо менять на советский аналог (К561ЛИ2, если не изменяет память, работать не хотел). CD4013 можно заменить на K561TM2 – это проверено.
Любые резисторы / конденсаторы – если совпадают только номиналы и тип.

Еще хотел выложить осциллограммы работы: