Схема частотомера на цифровых микросхемах (до 1МГц)
Частотомеры, построенные по “медленной” схеме популярны среди радиолюбителей потому, что их схема проще и не требует применения регистров или триггеров для запоминая данных предыдущего измерения. Но, недостаток таких частотомеров вих медленности. Многоразрядный частотомер без переключателя пределов на процесс измерения тратит не менее секунды, плюс еще несколько секунд на время индикации.
Такое продолжительное время измерения не только неудобно по тому что можно заснуть, но и тем, что если вы устанавливаете частоту генератора подстройкой контуров или резисторов и одновременно измеряете частоту, то на показания прибора оказывает влияние так же и сам процесс регулировки частоты, поскольку, если во время измерения частота изменяется, то показания частотомера вообще непредсказуемы. То есть, нужно подстроить частоту и ждать как минимум два цикла измерения чтобы посмотреть результат. А можно просто забыть о этом и получить неправильный результат.
Будет удобнее, если процессом измерения управлять вручную, – при помощи кнопки “Пуск”, после нажатия которой начинается измерение. Таким образом, каждый раз, желая измерить частоту нужно нажимать эту кнопку.
Принципиальная схема частотомера по такой схеме показана на рисунке. Это низкочастотный шестиразрядный частотомер, измеряющий частоту до 999999 Гц. Конечно, используя входной делитель можно измерять и более высокие частоты.
Чувствительность прибора около 50 mV. Входной сигнал подается на разъем Х1. На микросхеме D1 выполнен усилитель-ограничитель и управляемый формирователь логических импульсов. Блокировка . прохождения импульсов производится подачей единицы на вывод 13 D1.4. При этом триггер Шмитта фиксируется.
Рис. 1. Принципиальная схема частотомера на микросхемах.
Измерительный счетчик выполнен на шести счетчиках – дешифраторах D4-D9 и шести семисегментных индикаторах Н1-Н6.
Устройство управления и генератор образцовой частоты выполнено на 02 и 03. Микросхема D2 – К176ИЕ12, она предназначена для часов и имеет множество функций, но здесь работает только кварцевый мультивибратор (на резонаторе 01) и счетчик-формирователь импульсов частотой 1 Гц . Вход обнуления этого счетчика (вывод 5) служит для его блокировки по завершению цикла измерения. Триггер D3.1 делит частоту 1 Гц на два, а триггер D3.2 – управляет запуском и остановкой измерения.
В исходном состоянии на выходе D3.2 будет логическая единица. В этом положении входной триггер Шмитта закрыт и схема находится в режиме индикации результата предыдущего измерения.
Нажав на кнопку S1 мы устанавливаем D3.2 в обратное положение. Цепь С10-R8 формирует коротенький импульс, который быстро обнуляет счетчики. Импульс коротенький, но все же, на частоте измерения около 1 МГц он может дать некоторую погрешность (порядка 1-2 младших разрядов), поэтому, открывание триггера Шмитта задержано на более длительный период при помощи цепи R10-R7-С9 (резистор R7 пришлось ввести при экспериментальной проработке схемы, так как, возникали сбои в работе узла D2-D3.1).
Далее, происходит запуск D2 и на его выводе 4 формируется один импульс периодом 1 Гц. В течении этого времени идет измерение так как триггер Шмитта открыт. После завершения импульса триггер D3.1 переходит в единичное состояние, которое длится недолго, так как, единица с прямого выхода D3.1 поступает на вход S D3.2 и переключает его в единичное состояние. Единица, возникшая на выводе 13 D3.2 блокирует триггер Шмитта, возвращает D3.1 в нулевое положение и обнуляет и фиксирует счетчик D2. Диод VD5 ускоряет этот процесс.
В результате, подсчет импульсов прекращается и на индикаторах Н1-Н6 отображается результат измерения.
Питается прибор от сетевого адаптера для “Денди”. L1 – 50 витков ПЭВ 0,23 на ферритовом кольце диаметром 10 мм. Собрана схема на макетной плате. Налаживания, практически, не требуется. Если будут сбои в обнулении D4-D9 нужно немного увеличить емкость С10. Установка точности – конденсаторами С6 и С7.
Рк2005, 1.
www.qrz.ru
Частотомер на Интегральных Микросхемах серии К155. – Измерительная техника – Инструменты
Первой конструкцией на цифровых ИС, которую изготовляли радиолюбители в 80-90 годах, как правило, были электронные часы или частотомер.
Такой частотомер и сегодня можно применять при градировке приборов, или использовать в качестве отсчетного устройства в генераторах и любительских передатчиках, при налаживании различных радиоэлектронных устройств. Прибор может заинтересовать тех, у кого без дела лежат микросхемы серии К155, либо начинающих знакомиться с устройствами автоматики и вычислительной техники.
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 работы счетчиков на интегральных микросхемах К155ИЕ2 — около 15 МГц. Однако следует иметь в виду, что фактическое быстродействие триггеров и счетчиков превышает указанное значение 1,5… 2 раза, поэтому отдельные экземпляры TTL микросхем допускают работу на более высоких частотах.
Минимальная цена младшего разряда составляет 0,1 Гц при измерении частоты и 0,1 мкс при измерении периода и длительности.
Принцип действия частотомера основан на измерении числа импульсов, поступающих на вход счетчика в течение строго определенного времени.
Принципиальная схема показана на рис.1
Исследуемый сигнал через разъем X1 и конденсатор С1 поступает на вход формирователя прямоугольных импульсов.
Широкополосный усилитель-ограничитель собран на транзисторах V1, V2 и V3. Полевой транзистор V1 обеспечивает прибору высокое входное сопротивление. Диоды V1 и V2 предохраняют транзистор V1 от повреждения при случайном попадании на вход прибора высокого напряжения. Цепочкой C2-R2 осуществляют частотную коррекцию входа усилителя.
Транзистор V4, включенный как эмитерный повторитель, согласует выход усилителя-ограничителя с входом логического элемента D6,1 микросхемы D6, обеспечивающей дальнейшее формирование прямоугольных импульсов, которые через электронный ключ поступают на устройство управления на микросхеме D9, сюда же поступают и импульсы образцовой частоты, открывающие ключ на определенное время. На выходе этого ключа появляется пачка импульсов. Число импульсов в пачке подсчитывает двоично-десятичный счетчик, его состояние после закрывания ключа отображает блок цифровой индикации.
В режиме счета импульсов управляющее устройство блокирует источник образцовой частоты, двоично-десятичный счетчик ведет непрерывный счет поступающих на его вход импульсов, а блок цифровой индикации отображает результаты счета. Показания счетчика сбрасываются нажатием кнопки «Сброс».
Задающий тактовый генератор собран на микросхеме D1 (ЛА3) и кварцевом резонаторе Z1 на частоту 1024 кГц. Делитель частоты собран на микросхемах К155ИЕ8; К155ИЕ5 и четырех К155ИЕ1. В режиме измерения точность установки «МГц», «кГц» и «Гц» задается 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 DА1 и фильтра на конденсаторах С4 – С11, напряжение +5V подается для питания микросхем.
Напряжение 170V с обмотки III трансформатора Тр1 через диод VD5 используется для питания газоразрядных цифровых индикаторов Н1..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 L1 типа Д-0,1 или самодельный — 45 витков провода ПЭВ-2 0,17, намотанных на каркасе диаметром 8 мм. Все переключатели типа П2К.
Налаживание прибора сводится к проверке правильности монтажа и измерении питающих напряжений. Правильно собранный частотомер уверенно выполняет свои функции, «капризным» узлом является лишь входной формирователь, настройке которого надо уделить максимум старания. Заменив R3 и R4 переменными резисторами 2,2 кОм и 100 Ом, надо на резисторе R5 установить напряжение примерно 0,1…0,2V. Подав от генератора сигналов на вход формирователя синусоидальное напряжение амплитудой около 0,5V, и заменив резистор R6 переменным резистором с номиналом 2,2 кОм, надо его подстроить так, чтобы на выходе элемента D6.1 появились прямоугольные импульсы. Постепенно понижая входной уровень и повышая частоту, надо подбором элементов R6 и СЗ добиться устойчивой работы формирователя во всем рабочем диапазоне. Возможно, при этом придется подобрать сопротивление резистора R9. В процессе налаживания все переменные резисторы должны иметь выводы длиной не более 1…2 см.
Когда налаживание будет завершено, следует их выпаивать по одному и заменять постоянными резисторами подходящего номинала, каждый раз проверяя работу формирователя.
В конструкции вместо индикаторов ИН-17 можно применить газоразрядные индикаторы ИН-8-2, ИН-12 и т. п.
В формирователе импульсов транзисторы КТ368 можно заменить на КТ316 или ГТ311, вместо КТ347 можно использовать КТ363, ГТ313 или ГТ328. Диоды V1, V2 и V4 можно заменить на КД521, КД522.
* Данная схема была собрана мной в далеком 1988 году в одном корпусе со звуковым генератором и использовалась как цифровая шкала.
Как самостоятельный прибор оформлен недавно, поэтому возможно, где-то в схему и рисунок печатной платы могла закрасться ошибка..
Список Литературы:
В помощь радиолюбителю №084, 1983 г.
Цифровые Устройства на Интегральных Микросхемах — © Издательство «Радио и связь», 1984.
Журнал «Радио»: 1977, № 5, № 9, № 10; 1978, № 5; 1980, № 1; 1981, № 10; 1982, № 1, № 11; № 12.
Радиолюбительские цифровые устройства. — М.: Радио и связь, 1982.
АРХИВ:Скачать
cxema.my1.ru
|
Для настройки передающих и приемных устройств незаменимым прибором является частотомер. С помощью частотомера и простейшего генератора сигналов можно измерять емкость, индуктивность,температуру и другие величины. Описанная в книге Я. С. Лаповока “Я строю КВ радиостанцию” цифровая шкала ЦШ-1 может работать в качестве частотомера. Достоинством ЦШ-1 является очень хорошая развязка от источника входного сигнала, что необходимо для исключения помех от работы устройства. Максимальная измеряемая частота около 40 МГц, точность отсчета – 1 Гц. Принцип работы ЦШ-1 заключается в точном измерении частоты входного сигнала путем подсчета числа периодов входного напряжения за интервал времени, формируемый от высокостабильного кварцевого генератора. Генератор со стабилизацией частоты кварцевым резонатором ZQ1 собран на микросхеме DD16 К155ЛА3. В этом генераторе предусмотрен элемент уточнения частоты генерации – подборная емкость С3*. Прямоугольные импульсы с частотой 100 кГц с выхода DD16 поступают на вход цепочки из шести десятичных счетчиков DD17…DD22 К155ИЕ1. С помощью переключателя SA2 устанавливается точность отсчета 1кГц или 1Гц. С выхода DD19 или DD22 короткие отрицательные импульсы, частота повторения которых равна 100 Гц или 0,1Гц поступают на формирователь прямоугольных импульсов счетного интервала длительностью 0,01 с в режиме измерения с точностью отсчета 1 кГц или 10 с в режиме измерения с точностью 1 Гц. Этот формирователь собран на половине микросхемы DD25.2 К155ТМ2 и элементах DD3.2, DD3.3 микросхемы К155ЛА3. Импульсы счетного интервала поступают на управление работой микросхем DD2, DD11…DD15, на сдвиговый регистр, собранный на микросхемах DD23, DD24, и половине микросхемы DD25.1, и на управление работой микросхемы DD10. Входное напряжение подается на полевой транзистор VT1 КП302БМ, включенный по схеме истокового повторителя, что обеспечивает высокое входное сопротивление ЦШ-1 и ее хорошую изоляцию от выхода источника сигнала. Транзистор VT2 КТ603Б управляет работой формирователя прямоугольных импульсов с частотой входного сигнала, собранного на элементах DD1.1 и DD1.2 микросхемы К1533ЛА3. Эти элементы охвачены цепью положительной обратной связи через резистор R4 и создают на входе DD2 очень четкие прямоугольные импульсы, благодаря чему десятичный счетчик DD2 К155ИЕ2, формально работающий на частотах ниже 20 МГц, прекрасно справляется с подсчетом импульсов, следующих с частотой до 40 МГц. Подсчет числа импульсов входного сигнала за время 0,01 с или 10 с производится цепочкой десятичных счетчиков DD2, DD11…DD15. Первый из них служит для снижения частоты импульсов входного сигнала на входе DD11 в 10 раз и для индикации частоты не используется, что улучшает устойчивость показаний индикатора ЦШ-1. Дело в том, что частота входного сигнала не синхронизирована с частотой генератора на ZQ1, так что при постоянстве частоты входного сигнала результаты подсчета числа импульсов микросхемой DD2 за постоянный счетный интервал времени могут отличаться на единицу, тогда младший разряд двоичного кода числа подсчитанных импульсов на выходах DD2 будет неустойчив. Соответственно будет неустойчивым и показание цифрового индикатора, если его подключить к DD2. Случайная смена младшего разряда на выходе следующего счетчика – DD11 – возможна только при изменении старшего разряда на выходе DD2. Таким образом неустойчивость младшего разряда двоичного числа на выходе DD2 не влияет на устойчивость показаний цифрового индикатора, подключенного к выходам DD11. Микросхемы DD11…DD15 К155ИЕ6 – реверсивные десятичные счетчики с предустановкой частоты счета. Ревеверсивность микросхем используется при работе в качестве цифровой шкалы в случае, когда частота настройки приемника уменьшается с увеличением частоты гетеродина. Вывод +/-, элементы DD1.3, DD1.4, DD3.1 микросхем К1533ЛА3, К155ЛА3 используются для коммутации работы ЦШ-1 на сложение или вычитание частоты гетеродина. После окончания положительного импульса на входе 12 DD1.3 на его выходе 11 появляется положительный импульс, поступающий на вход “+” DD11. Так как время счета в цепочке DD11…DD15, задаваемое длительностью положительного импульса на их выводах 11, равно 0,01 с (10 с), а частота входного сигнала до входа DD11 разделена на 10, то число подсчитанных импульсов в DD11 равно числу единиц килогерц (герц) частоты входного сигнала, в DD12 – десяткам килогерц (герц) входного сигнала, в DD13 – сотням килогерц (герц), в DD14 – единицам мегагерц (килогерц) и в DD15 – десяткам мегагерц (килогерц) входного сигнала. В микросхемах К155ИЕ6 подача положительного напряжения на вывод 15 вводит начальное значение частоты счета равное 1, на вывод 1 – 2, на вывод 10 – 4 и на вывод 9 – 8. Отключение этих проводников от корпуса эквивалентно подаче на них положительного напряжения. При работе в качестве цифровой шкалы показания индикатора должны быть равны не частоте гетеродина, а частоте настройки приемника, которая может быть выше или ниже промежуточной частоты. Например, в приемнике с ПЧ равной 465 кГц в диапазоне средних волн, где частота гетеродина превышает частоту приема на величину ПЧ, у микросхем DD11, DD12 выводы 1, 10; у DD13, DD15 выводы 1, 9; у DD14 выводы 10,9 соединяются с корпусом, остальные выводы предустановки счета DD11…DD15 подключены к +5В через резистор 1К, а счетные входы коммутированы на сложение. В результате счет килогерц частоты начинается со значения 99535. В этом случае после подсчета 465 импульсов результат счета в DD11…DD15 станет равным 00000, т. е. из частоты гетеродина будет вычтено число килогерц ПЧ приемника. При работе ЦШ-1 в качестве частотомера все выводы предустановки частоты счета соединяются с корпусом. В устройстве использовано пять светодиодных знаковых индикаторов АЛС324Б с общим анодом. Одинаковые сегменты соединены вместе и подключены к выходам дешифратора DD10. Для индикации в каждом знаке любого числа индикаторы работают в динамическом режиме – каждый индикатор поочередно подключается к своему разряду счетчика с одновременным его включением через транзисторные ключи VT3…VT7. Динамический режим работы индикаторов организован следующим образом: на выходах ячеек сдвигового регистра DD23.1…DD25.1 поочередно появляется пять импульсов счетного интервала. Каждый из этих импульсов подается на входы 2, 5, 9, 12 микросхем DD4…DD8 К155ЛА8. Входы этих микросхем соединены с выходами микросхем DD11…DD15, на которых формируются двоичные коды числа килогерц (герц) частоты входного сигнала. Выходы DD4…DD9 объединены в “монтажное или”(это позволяют выходы с “открытым коллектором”) и подключены к инвертору, собранному на микросхеме DD9 К155ЛА8. С выходов DD9 двоичное число килогерц (герц) частоты входного сигнала поступает на входы дешифратора DD10 КР514ИД2, превращающего это число в семь напряжений, которые подаются на соответствующие сегменты индикаторов. С пяти выходов счетного регистра импульсы подаются на транзисторные ключи VT3…VT7, которые включают соответствующий индикатор, согласно подключенному к дешифратору счетчику. На вывод 3 DD10 подается импульс счетного интервала, так что напряжения на сегментах индикаторов формируются после окончания счета в DD11…DD15. Вместо микросхем серии К155 можно использовать микросхемы других серий, например К133, К555, К1533. Подробнее о работе микросхем серии К155 можно прочитать в замечательной книге С. А. Бирюкова “Цифровые устройства на интегральных микросхемах”. В качестве DD17…DD22 можно применить К155ИЕ2, соединив их выводы, как у DD2 (выводы 2,3 в этом случае соединяются с корпусом). В качестве DD1 можно использовать К155ЛА3, но при этом максимальная измеряемая частота снизится до 25 МГц. Выводы питания микросхем: +5В подается на выводы 14 КР1533ЛА3, К155ЛА3, К155ЛА8, К155ИЕ1, К155ТМ2 и КР514ИД2, вывод 5 К155ИЕ2 и вывод 16 К155ИЕ6. Общий провод (-5В, соединен с корпусом ) подается на выводы 7 КР1533ЛА3, К155ЛА3, К155ЛА8, К155ИЕ1 и К155ТМ2, вывод 10 К155ИЕ2, вывод 6 КР514ИД2 и выводы 8 К155ИЕ6. Вместо кварца ZQ1 100кГц можно применить кварц на другую частоту, соответственно изменив цепочку делителей DD17…DD22. Некоторые кварцевые резонаторы, например РГ-01 возбуждаются на высших гармониках, поэтому приходится кратковременно подключать С5* емкостью несколько десятков нанофарад. КП302БМ можно заменить на транзисторы серий КП302, КП303, КП307; КТ603Б можно заменить на любой из серии КТ603, КТ608; вместо КТ3107Б можно применить КТ208,КТ209, КТ502 с любой буквой. R2*, R3* необходимо подобрать для достижения максимальной чувствительности частотомера. Для выравнивания яркости свечения знаковых индикаторов в цепи коллекторов VT3…VT7 можно включить резисторы. Частотомер собран на плате из одностороннего фольгированного текстолита навесным способом, все соединения сделаны под платой идущими по кратчайшему пути изолированными проводниками. Питается устройство от любого стабилизированного источника питания напряжением 5 В, потребляемый ток – 0,7 А. Литература: К. С. Селин |
www.qrz.ru
Простой цифровой частотомер
Схема очень простого цифрового частотомера на зарубежной элементной базе
Доброго дня уважаемые радиолюбители!
Приветствую вас на сайте “Радиолюбитель“
В этой статье на сайте Радиолюбитель мы рассмотрим очередную простую радиолюбительскую схему – частотомер. Частотомер собран на зарубежной элементной базе, которая подчас бывает доступнее отечественной. Схема проста и доступна для повторения начинающему радиолюбителю.
Схема частотомера:
Частотомер выполнен на измерительных счетчиках HFC4026BEY, микросхемах серии CD40 и семисегментных светодиодных индикаторах с общим катодом HDSP-h311H. При напряжении источника питания 12 вольт частотомер может измерять частоту от 1 Гц до 10 МГц.
Микросхема HFC4026BEY является представителем высокоскоростной КМОП логики и содержит десятичный счетчик и дешифратор для семисегментного светодиодного индикатора с общим катодом. Входные импульсы подаются на вход “С”, который имеет триггер Шмитта, что позволяет значительно упростить схему входного формирователя импульсов. Кроме того, вход счетчика “С” можно закрыть подав логическую единицу на вывод 2 микросхемы. Таким образом отпадает надобность во внешнем ключевом устройстве пропускающим импульсы на вход счетчика в период измерения. Выключить индикацию можно подав логический ноль на вывод 3. Все это упрощает схему управления частотомера.
Входной усилитель выполнен на транзисторе VT1 по схеме ключа. Он преобразует входной сигнал в импульсы произвольной формы. Прямоугольность импульсам придает триггер Шмитта, имеющийся на входе “С” микросхемы. Диоды VD1- VD4 ограничивают величину амплитуды входного сигнала. Генератор опорных сигналов выполнен на микросхеме CD4060B. В случае использования кварцевого резонатора на частоту 32768 Гц с вывода 2 микросхемы снимается частота 4 Гц, которая поступает на схему управления состоящего из десятичного счетчика D2 и двух RS триггеров на микросхеме D3. В случае использования резонатора на 16384 Гц ( с китайских будильников) частоту 4 Гц нужно будет снимать не со 2 вывода микросхемы, а с 1-го.
Микросхему CD4060B можно заменить другим аналогом типа хх4060 (например NJM4060). Микросхему CD4017B можно заменить также другим аналогом типа хх4017, либо отечественной микросхемой К561 ИЕ8, К176 ИЕ8. Микросхема CD4001B прямой аналог наших микросхем К561ИЕ5, К176ИЕ5. Микросхему HFC4026BEY можно заменить ее полным аналогом CD4026, но при этом максимальная измеряемая частота будет 2 МГц. Схема входного ула частотомера примитивная, ее можно заменить каким-то более совершенным узлом.
radio-stv.ru
ЦИФРОВОЙ ЧАСТОТОМЕР | Техника и Программы
Большинство конструкций цифровых частотомеров, описанных в литературе, содержит немало дефицитных компонентов, а в качестве источника стабильной частоты в таких приборах применяется дорогостоящий кварцевый резонатор. В итоге частотомер получается сложным и дорогим.
Предлагаем читателям описание простого частотомера с цифровым отсчетом, источником стабильной (эталонной) частоты в котором служит сеть переменного тока 50 Гц. Прибор найдет применение при различных измерениях в радиолюбительской практике, например в качестве калиброванных шкал в генераторах звуковой частоты, повышающих их достоверность, или вместо громоздких конденсаторных частотомеров. Со светодиодными или магнитными датчиками данный прибор можно применять для контроля числа оборотов электродвигателей и т. д.
ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
ЦИФРОВОГО ЧАСТОТОМЕРА:
диапазон измеряемых частот, Гц…….. 10—999.9Х103
действующее значение входного напряжения, В…….0,02—5
время измерения, с …. 0,01; 0,1; 1
потребляемая мощность, Вт …. 3
погрешность измерения, счета……..±4Х10-3±1.
Суммарная относительная погрешность измерения частоты определяется соотношением:
б1=±бэт± 1/N,
где бэт — частотная погрешность эталонной частоты;
1/N — погрешность дискретности (не зависит от измеряемой частоты и равна ±1 счета младшего разряда).
Из приведенной формулы видно, что погрешность измерений находится в прямой зависимости от стабильности частоты сети 50 Гц. Согласно ГОСТу нестабильность частоты сети 50 Гц составляет ±0,2 Гц за 10 минут. Следовательно, относительную погрешность частотомера можно считать равной ±4Х10-3 ±1 счета. При практических измерениях относительная погрешность частотомера составила ±2Х Х10-3 ±1 счета.
Действие частотомера основано на подсчете количества периодов измеряемого сигнала за эталонные (0,01; 0,1; 1 с) промежутки времени. Результаты измерений отображаются на цифровом табло и автоматически повторяются через определенные промежутки времени.
Частотомер (рис. 1) включает в себя: усилитель-формирователь входного сигнала, временной селектор, декадный счетчик, цифровой индикатор, формирователь сети, формирователь эталонных временных интервалов, устройство управления и сброса, блок питания.
В усилителе-формирователе происходит усиление и преобразование сигнала измеряемой частоты fx в прямоугольные импульсы той же частоты, которые поступают на один из входов временного селектора. На другой его вход подают с устройства управления и сброса прямоугольные импульсы эталонных временных интервалов. В формирователе сети вырабатываются прямоугольные импульсы частотой 100 Гц.
Время измерения, в течение которого открыт селектор, выбирают переключателем SA. В момент прихода эталонного импульса временной селектор открывается и на его выходе появляется пачка прямоугольных импульсов измеряемой частоты fx. Длительность пачки соответствует длительности эталонного импульса, «выбранного переключателем SA. Далее происходит подсчет импульсов в пачке и индикация их на цифровом табло.
По истечении времени индикации импульс сброса (с устройства управления и сброса) воздействует на временной селектор и декадный счетчик— табло очищается, а селектор подготавливается к новому циклу измерений.
Принципиальная схема частотомера — на рисунке 2. Входной сигнал измеряемой частоты усиливается резис-тивным усилителем на транзисторе VT1 и окончательно формируется элементами DD4.1, DD4.2 в последовательность прямоугольных импульсов измеряемой частоты. Входная цепь VT1 имеет защиту по току (R3) и напряжению (VD1). С вывода 6 DD4.2 импульсы прямоугольной формы входного сигнала поступают на один из входов (вывод 9 DD4.3) временного сейектора. На второй вход (вывод 10 DD4.3) подают прямоугольные импульсы эталонных интервалов времени. По окончании действия эталонного импульса временной селектор блокируется, входные импульсы на счетчик не проходят.
Подсчет входных импульсов осуществляется четырехразрядным счетчиком на микросхемах DD6—DD9, а индикаторы HG1—HG4 показывают частоту входного сигнала в цифровой форме.
На диодах VD10—VD13 выполнен выпрямитель сетевого напряжения. Пульсирующее (с частотой 100 Гц) напряжение преобразуется триггером Шмитта (DD1.1, DD1.2) в прямоугольные импульсы частотой 100 Гц, которые затем поступают на двухступенчатый декадный делитель DD2, DD3. Таким образом, на выходах микросхем DD1.2 (вывод 11), DD2 (вывод 5), DD3 (вывод 5) получают импульсы эталонных временных интервалов 0,01, 0,1 и 1 с. Время измерения устанавливают переключателем SA2.
Устройство управления и сброса состоит из D-триггеров DD5.1 и DD5.2 и транзисторов VT2 и VT3. Счет частоты входного сигнала начинается, когда передний фронт эталонного импульса поступает с переключателя SA2.1 на вход D триггера DD5.1, который переключается в «единичное» состояние.
Рис. 1. Блок-схема частотомера:
1 — усилитель-формирователь входного сигнала, 2 — временной селектор, 3 — декадный счетчик, 4 — цифровой индикатор, 5 — формирователь сети, 6 — формирователь эталонных временных интервалов, 7 — устройство управления и сброса, 8 — блок питания.
На вывод 10 DD4.3 временного селектора с триггера DD5.1 (вывод 5) поступает сигнал логической 1 и разрешает проход прямоугольных импульсов входной частоты на вход счетчика DD6 (вывод 4). По истечении выбранного эталонного интервала времени (0,01, 0,1, 1 с) на вход D триггера DD5.1 вновь поступает эталонный импульс, триггер возвращается в исходное состояние, блокируя временной селектор и переключая в «единичное» состояние триггер DD5.2. Начинается процесс индикации частоты входного сигнала на цифровом табло.
На выводе 9 DD5.2 появляется сигнал логической 1, и через резистор R11 начинается процесс заряда конденсатора С5. Как только напряжение на базе транзистора VT2 достигнет напряжения примерно 1,2 В, транзистор откроется и на его коллекторе появится короткий отрицательный импульс, который через МС DD1.3, DD1.4 переключит триггер DD5.2 в исходное состояние. Конденсатор С5 через диод VD2 и микросхему DD5.2 быстро разрядится почти до нуля.
Рис. 2. Принципиальная схема прибора:
DD1, DD4 К155ЛАЗ; DD3 К155ИЕ1; DD5 К.155ТМ2; DD6—DD9 К176ИЕ4; VD6—VD9 Д226А, VD10—VD13 Д9Б, HG1—HG4 ИВ ЗА.
Рис. 3. Внешний вид частотомера.
Рис. 5. Схема расположения элементов в корпусе частотомера:
1 — сетевой индикатор, 2 — тумблер включения сети, 3 — силовой трансформатор, 4 — держатель предохранителя, 5 — печатная плата, 6 — светофильтр, 7 — переключатель временных интервалов.
Отрицательный импульс сброса на коллекторе VT2 инвертируется транзистором VT3, воздействуя на входы R микросхем DD6—DD9 и сбрасывая показания — индикация результатов измерения прекращается. По приходу фронта следующего эталонного импульса процесс повторяется.
В частотомере применены резисторы МЛТ-0,25, конденсаторы К50-6 и КЛС. Указанные в схеме транзисторы КТ315 и КТ361 (с любым буквенным индексом) заменяются любыми кремниевыми высокочастотными транзисторами соответствующей структуры. Вместо диодов КД522Б можно использовать любые из серии КД521, КД520. Диод ГД511Б можно заменить на Д9.
Микросхемы серии К155 могут быть заменены на аналогичные серии К133. Индикаторы ИВ-ЗА заменяются на ИВ-3. Трансформатор блока питания имеет мощность 5—7 Вт. Напряжение на обмотках: II — 0,85 В (ток 200 мА), III — 10 В (ток 200 мА), IV — 10 В (ток 15 мА). Диодные мосты VD6— VD9 и VD10—VD13 можно запитать от одной 10 В обмотки (ток не менее 220 мА). Транзистор VT4 имеет радиатор 20X30X1 мм, выполненный из двух алюминиевых пластин, которые при помощи винта МЗ и гайки прикреплены к транзистору с двух сторон.
Рис. 4. Печатная плата со схемой расположения элементов.
Частотомер изготовляется с целью замены калиброванной шкалы в генераторе низкой частоты (ГНЧ). Из генератора удален оцифрованный барабан. В окне табло, закрытом прозрачным оргстеклом с зеленым светофильтром, размещены цифровые индикаторы (рис. 3).
Частотомер может быть использован и по своему прямому назначению. Для этого введен переключатель SA1, расположенный на передней панели генератора.
Печатная плата частотомера изготовлена из фольгированного гетинакса толщиной 1,5—2 мм (рис. 4). Соединение индикаторов HG1—HG4 с интегральными микросхемами DD6—DD9 производится со стороны печатных проводников.
Все соединения желательно выполнить одножильным изолированным проводом (например, 0 0,3 мм из телефонного кабеля). Цепи переменного тока — многожильным проводом 0 0,7—1,5 мм.
Рис. 6. Конструкция корпуса: нижняя (1) и верхняя (2) П-образные панели. Отверстия под органы управления сверлятся по месту.
Необходимо обратить внимание на правильную установку цифровых индикаторов HG1 — HG4. Они должны быть размещены в одной плоскости и на одном уровне и отстоять от передней кромки печатной платы на расстоянии 2—3 мм. Резистор R18 и све-тодиод VD6 расположены на передней панели прибора. Вариант расположения узлов в частотомере (без ГНЧ) показан на рисунке 5.
Рис. 7. Схема подсоединения переключателя для измерения периода сигналов.
Корпус прибора с указанием необходимых размеров — на рисунке 6. Он изготовлен из дюралюминия Д16АМ толщиной 1,5 мм. Верхняя и нижняя П-образные половины корпуса соединяются с помощью дюралюминиевых уголков 12Х 12 мм, наклепанных на нижнюю половину корпуса, в которых просверлены отверстия и нарезана резьба МЗ.
Печатная плата крепится к днищу частотомера при помощи винтов МЗ и пластмассовых втулок высотой 10 мм.
У микросхем DD2 и DD3 перед установкой на печатную плату третью и двенадцатую ножки необходимо укоротить до утолщения.
Налаживание прибора начинают с проверки монтажа, далее измеряют напряжения блока питания, которые должны соответствовать указанным на принципиальной схеме.
На цифровом табло высветятся нули. Это говорит о работоспособности частотомера. Переключают SA2 в крайнее правое (по схеме) положение, а на вход частотомера (при помощи перемычки) подают с вывода 11 DD1.2 прямоугольные импульсы частотой 100 Гц. На табло высвечивается число 0.100. В случае другой комбинации цифр, подбирая R2, добиваются правильной работы формирователя сети.
Завершающую настройку изготовленного частотомера производят при помощи генератора, осциллографа и промышленного частотомера, например Г4-18А, С1-65 (Н-313), 43-30.
На вход частотомера (R3) подают сигнал частотой 1 МГц и напряжением 0,02 В. Подбирая резистор R5, добиваются максимального усиления транзистора VT1. Изменяя частоту и амплитуду входного сигнала, контролируют работу частотомера в соответствии с техническими характеристиками, сличая показания с приборами заводского изготовления.
Если необходимо измерять низкие частоты с большой точностью, следует увеличить вр.емя счета. Для этого формирователь эталонных временных интервалов необходимо дополнить еще одним декадным делителем (включив его так же, как DD2 и DD3), увеличив время счета до 10 с.
Можно также измерять не частоту входного, сигнала, а его период. Для. этого следует ввести в частотомер дополнительный переключатель, схема которого показана на рисунке 7.
В. РАСТВОРОВ,
г. Таганрог, Ростовская обл.
«Моделист-Конструктор» 10 1990
OCR Pirat
nauchebe.net
Частотомер из приемника – Diodnik
Самый простой частотомер своими руками может с легкостью получиться из дешевого китайского приемника. Цены подобных китайских девайсов колеблются в пределах пары долларов, а времени для переделки понадобится с полчаса.
Частотомер из китайского приемника
Для экспериментов был выбран старый и хорошо потрепанный жизнью кассетный плеер Atlanfa. Он имеет на борту желанный ЖК дисплей частотомера.
(Для переделки подходит не каждый китайский приемник или плеер у которых есть ЖК дисплей и частотомер, если кроме кнопок SCAN и RESET нет больше никаких элементов управления FM приемником, то скорей всего данный аппарат подойдет для переделки)
Первым делом разбираем приемник и добираемся к проводам от ЖК панели.
Прозваниваем провод и находим + и – (провода питания). У нас это: розовый и серый – плюс, а белый — минус.
Дальше необходимо найти провод, через который поступает сигнал на частотомер от гетеродина приемника. Его легко можно вычислить, для этого включаем приемник и поочередно касаемся каждого провода, если частота поплывет – скорей всего это нужный провод. Отпаиваем провод от платы и включаем приемник. Частота на табло будет 00.0 МГц или 00.1 МГц, приемник при этом должен работать как ни в чем небывало.
Дальнейшим этапом станет снятие платы частотомера, которую можно после тестов установить уже в самодельный корпус.
Устанавливаем перемычку между розовым и серым проводом.
Подключаем питание к частотомеру (сигнальный провод подключать к антенне передатчика лучше через конденсатор емкостью 1-3 пФ). Тесты будем проводить с помощью FM передатчика на варикапе.
Как видим все работает четко и слаженно, показания частотомера четко совпадают с частотой, на которой ловится передатчик. Как небольшая полезность останутся: переключатель для отображения времени и кнопки настройки часов.
Частотомер из приемника станет очень полезным прибором для новичков при настройке самодельных простых передатчиков, жучков или приемников. Большинство китайских приемников, которые можно переделать под частотомер своими руками, построены на микросхеме частотомера SC3610. Подключение и распиновку микросхемы смотрим на схеме.
И наглядный тест работы самодельного частотомера. Вносим щуп мультиметра в катушку передатчика, естественно, что его частота меняется, что и отображается на частотомере.
Вконтакте
Одноклассники
comments powered by HyperCommentsdiodnik.com
