Un contor de frecvență digital simplu, făcut de tine. Un simplu contor de frecvență digital. Aparatul în cauză îndeplinește funcțiile

Schema unui contor de frecvență digital foarte simplu pe o bază de element străin

O zi buna dragi radioamatori!
Vă urez bun venit pe site-ul ""

În acest articol de pe site radioamator vom lua în considerare un altul simplu schema de radioamatori – frecvențămetru. Frecvențametrul este asamblat pe o bază de element străin, care este uneori mai accesibilă decât cea domestică. Schema este simplă și accesibilă pentru repetare radioamator începător.

Circuit de frecvență:

Frecventametru realizat pe contoare de masura HFC4026BEY, microcircuite seria CD40 si indicatoare LED cu sapte segmente cu catod comun HDSP-H211H. Cu o tensiune de alimentare de 12 volți, frecvențametrul poate măsura frecvențe de la 1 Hz la 10 MHz.

HFC4026BEY este un circuit integrat logic CMOS de mare viteză care conține un numărător zecimal și un decodor pentru un număr de șapte segmente. Indicator cu LED cu un catod comun. Impulsurile de intrare sunt aplicate la intrarea „C”, care are un declanșator Schmitt, care permite simplificarea semnificativă a circuitului de modelare a impulsului de intrare. În plus, intrarea contorului „C” poate fi închisă prin aplicarea unei unități logice la pinul 2 al microcircuitului. Astfel, nu este nevoie de un dispozitiv extern cu cheie care transmite impulsuri la intrarea contorului în timpul perioadei de măsurare. Puteți opri indicația aplicând un zero logic pinului 3. Toate acestea simplifică circuitul de control al frecvențeimetrului.

Amplificatorul de intrare este realizat pe tranzistorul VT1 conform circuitului cheie. Acesta convertește semnalul de intrare în forme de undă arbitrare. Egalitatea impulsurilor este dată de declanșatorul Schmitt, care este disponibil la intrarea „C” a microcircuitului. Diodele VD1-VD4 limitează amplitudinea semnalului de intrare. Generatorul de semnal de referință se bazează pe cipul CD4060B. În cazul utilizării unui rezonator cu cuarț la o frecvență de 32768 Hz, din pinul 2 al microcircuitului se îndepărtează o frecvență de 4 Hz, care intră în circuitul de control format dintr-un numărător zecimal D2 și două flip-flops RS pe microcircuitul D3. . În cazul utilizării unui rezonator la 16384 Hz (de la ceasurile cu alarmă chinezești), frecvența de 4 Hz va trebui eliminată nu de la a doua ieșire a microcircuitului, ci de la prima.

Cipul CD4060B poate fi înlocuit cu un alt analog de tip xx4060 (de exemplu, NJM4060). Cipul CD4017B poate fi înlocuit și cu un alt analog de tip xx4017, sau cu un cip domestic K561 IE8, K176 IE8. Microcircuitul CD4001B este un analog direct al microcircuitelor noastre K561IE5, K176IE5. Cipul HFC4026BEY poate fi înlocuit cu CD4026 analog complet, dar frecvența maximă măsurată va fi de 2 MHz. Circuitul intrării ul a frecvențeimetrului este primitiv, poate fi înlocuit cu un nod mai avansat.

Acest articol este destinat celor care nu vor să „deranjeze” cu MK.

Fiecare radioamator în cursul activității sale creatoare se confruntă cu nevoia de a-și dota „laboratorul” cu instrumentele de măsură necesare.
Unul dintre dispozitive este un contor de frecvență. Cine are ocazia, cumpără gata făcute, iar cineva îi montează designul, în funcție de capacitățile sale.
Acum există multe modele diferite realizate pe MK, dar se găsesc și pe microcircuite digitale (cum se spune, „Google to the rescue!”).
După „revizuirea” în coșurile lor, s-a dovedit că există microcircuite digitale din seria 155, 555, 1533, 176, 561, 514ID1 (2) (logică simplă - LA, LE, LN, TM, complexitate medie - IE , IR, ID , încă 80-90 de ani de producție, aruncați-le - „broasca” zdrobită!) Pe care puteți asambla un dispozitiv simplu, din acele componente care erau la îndemână în acest moment.
Îmi doream doar creativitate, așa că am început să dezvolt un frecvențămetru.

Poza 1.
Aspect contor de frecventa.

Diagrama bloc al contorului de frecvență:

Figura 2.
Schema bloc a contorului de frecvență.

Dispozitiv de formare de intrare.

Am luat circuitul din revista Radio din anii 80 (nu-mi amintesc exact, dar pare frecvența lui Biryukov). Repetată anterior, lucrarea a fost satisfăcută. Modelul a folosit K155LA8 (funcționează cu încredere la frecvențe de până la 15-20 MHz). Când utilizați microcircuite din seria 1533 (contoare, modelator de intrare) în frecvențametrul, frecvența de funcționare a frecvențeimetrului este de 30-40 MHz.

Figura 3
Model de intrare și CG al intervalelor de măsurare.

Oscilator principal, modelator de interval de măsurare.

Oscilatorul principal este asamblat pe un ceas K176 MS, prezentat în Figura 3 împreună cu driverul de intrare.
Includerea MS K176IE12 este tipică, nu există diferențe. Se formează frecvențe 32,768 kHz, 128 Hz, 1,024 kHz, 1 Hz. Folosit în situații de urgență doar 1 Hz. Pentru a forma un semnal de control pentru VU, această frecvență este împărțită la 2 (0,5 Hz) MS K561TM2 (CD4013A) (se folosește un declanșator D).

Figura 4
semnale de interval.

Generator de semnal pentru resetarea contoarelor KR1533IE2 și scrierea în registrele de stocare K555IR16

Asamblat pe MS K555 (155) AG3 (două multivibratoare standby într-un caz), se pot utiliza și două MS K155AG1 (vezi Fig. Nr. 3).
La declinul semnalului de control MS AG3, primul w/m generează un impuls Rom - scrierea în registrele de stocare. În funcție de decăderea pulsului Rom, se formează al doilea impuls de resetare f / m al declanșatorilor contoarelor KR1533IE2 Resetare.

Figura 5
Resetare semnal.

Pentru a măsura frecvența, a fost asamblat un bloc pe 2 K555IR16 și 4 K555 (155) LE1 (am găsit o diagramă schematică pe Internet, am corectat doar puțin baza elementară existentă pentru mine).
Este posibil să simplificați frecvențametrul și să nu asamblați un circuit pentru eliminarea zerourilor nesemnificative (Figura 9 arată un circuit al frecvențeimetrului fără un circuit pentru eliminarea zerourilor nesemnificative), în acest caz, toți indicatorii se vor aprinde pur și simplu, vedeți singur cum te simti mai bine.
L-am adunat pentru că îmi este mai plăcut să mă uit la placa frecvențeimetrului.

Figura 6 Schema de anulare a zerourilor nesemnificative.

Includerea contoarelor KR1533IE2, registrelor K555IR16, decodoarelor KR514ID2 este tipică, conform documentației.

Figura 7
Schema de pornire a contoarelor și decodoarelor.

Întreaga situație de urgență este asamblată pe 5 plăci:
1, 2 - contoare, registre si decodoare (4 decenii pe fiecare placa);
3 - blocarea zerourilor nesemnificative;
4 - oscilator master, modelator de interval de măsurare, modelator de semnal Rom și Reset;
5 - alimentare.

Dimensiuni placă: 1 și 2 - 70x105, 3 și 4 - 43x100; 5 - 50x110.

Figura 8
Conectarea circuitului pentru suprimarea zerourilor nesemnificative în frecvențametru.

Alimentare electrică. Asamblat pe două MS 7805. Incluziunile sunt tipice, așa cum este recomandat de producător. Pentru a lua o decizie asupra sursei de alimentare au fost efectuate măsurători ale consumului de curent în situații de urgență și s-a verificat și posibilitatea utilizării unui UPS și a unui PSU cu stabilizare PWM. Verificat: UPS asamblat pe TNY266PN (5V, 2A), PSU cu PWM bazat pe LM2576T-ADJ (5V, 1.5A). Observații generale - ES nu funcționează corect, deoarece. impulsurile trec prin circuitul de putere cu frecvența driverelor (pentru TNY266PN aproximativ 130 kHz, pentru LM2576T-ADJ - 50 kHz). Utilizarea filtrelor nu a scos la iveală prea multe schimbări. Deci, m-am oprit la un PSU obișnuit - un trans, o punte de diode, electroliți și două MS 7805. Consumul de curent al întregii situații de urgență (pe indicatoarele toate „8”) este de aproximativ 0,8 A, când indicatoarele sunt oprite - 0,4 A.

Figura 9
Circuit contor de frecvență fără circuit de suprimare a zero în urmă.

În sursa de alimentare, am folosit două MS 7805 pentru a alimenta situația de urgență. Un MC al stabilizatorului alimentează placa modelului de intrare, unitatea de control al decodorului (suprimarea zerourilor nesemnificative) și o placă de contra-decodor. Al doilea MS 7805 - alimentează o altă placă de contra-decodificatoare și indicatoare. Este posibil să asamblați o unitate de alimentare pe un 7805, dar va fi decent de cald, va exista o problemă cu disiparea căldurii. În situații de urgență se poate folosi MS seria 155, 555, 1533. Totul depinde de capacitățile ....

Figura 10, 11, 12, 13.
Structura contorului de frecvență.

Înlocuire posibilă: K176IE12 (MM5368) cu K176IE18, K176IE5 (CD4033E); KR1533IE2 pe K155IE2 (SN7490AN, SN7490AJ), K555IE2 (SN74LS90); K555IR16 (74LS295N) poate fi înlocuit cu K155IR1 (SN7495N, SN7495J) (diferă într-o singură ieșire), sau K555 (155) TM5 (7) (SN74LS77, SN74LS75) pot fi folosite pentru a stoca informații; Decodor KR514ID2 (MSD101) pentru indicatoare cu OA, puteți folosi și decodor KR514ID1 (MSD047) pentru indicatoare cu OK; K155LA8 (SN7403PC) 4 elemente 2I-NU cu colector deschis - pe K555LA8; K555AG3 (SN74LS123) pe K155AG3 (SN74123N, SN74123J) sau două K155AG1 (SN74121); K561TM2 (CD4013A) la K176TM2 (CD4013E). K555LE1 (SN74LS02).

P.S. Se pot folosi diverși indicatori cu OA, doar consumul de curent pe segment nu trebuie să depășească capacitatea de sarcină de ieșire a decodorului.Rezistoarele de limitare depind de tipul de indicator folosit (în cazul meu, 270 ohmi).

Mai jos in arhiva se gasesc toate fisele si materialele necesare pentru asamblarea frecventmetrului.

Mult succes tuturor si toate cele bune!

Structural, dispozitivul constă dintr-un afișaj format din șapte indicatoare LED cu 7 segmente, un microcontroler și mai multe tranzistoare și rezistențe. Microcontrolerul îndeplinește toate funcțiile necesare, astfel încât nu este necesară utilizarea oricăror microcircuite suplimentare.

schema circuitului Dispozitivul este destul de simplu și este prezentat în Figura 2. Proiectul Eagle (diagrama schematică și PCB) este disponibil pentru descărcare în secțiunea de descărcare.

Sarcinile efectuate de microcontroler sunt simple și evidente: numărarea numărului de impulsuri de intrare într-o secundă și afișarea rezultatului pe un indicator cu 7 cifre. Cel mai punct important aici este precizia oscilatorului principal (baza de timp) oferită de temporizatorul încorporat pe 16 biți Timer1 în modul CTC. Al doilea cronometru, pe 8 biți, funcționează în modul de numărare a numărului de impulsuri la intrarea sa T0. Fiecare 256 de impulsuri provoacă o întrerupere, al cărei handler crește valoarea coeficientului. Când durata de 1 s este atinsă cu temporizatorul de 16 biți, are loc o întrerupere, dar în acest caz, factorul este înmulțit cu 256 (deplasarea la stânga cu 8 biți) în gestionarea întreruperii. Numărul rămas de impulsuri înregistrat de contor se adaugă la rezultatul înmulțirii. Valoarea rezultată este apoi împărțită în numere separate, care sunt afișate pe un indicator separat din categoria corespunzătoare. După aceea, chiar înainte de a ieși din gestionarea întreruperilor, ambele contoare sunt resetate simultan și ciclul de măsurare se repetă. În „timp liber”, microcontrolerul transmite informații către indicator folosind metoda de multiplexare. În codul sursă al programului de microcontroler, autorul a oferit comentarii suplimentare care vor ajuta la înțelegerea în detaliu a algoritmului microcontrolerului.

Rezoluție și precizie de măsurare

Precizia măsurării depinde de sursa de ceas pentru microcontroler. În sine, codul programului poate introduce o eroare (adăugarea unui impuls) la frecvențe înalte, dar acest lucru practic nu afectează rezultatul măsurării. Rezonatorul de cuarț folosit în dispozitiv trebuie să fie calitate bunăși au o eroare minimă. cea mai buna alegere va exista un rezonator a cărui frecvență este divizibilă cu 1024, de exemplu 16 MHz sau 22,1184 MHz. Pentru a obține un interval de măsurare de până la 10 MHz, este necesar să utilizați un rezonator cu cuarț la o frecvență de 21 MHz și mai mare (pentru 16 MHz, ca în diagramă, domeniul de măsurare devine puțin mai mic decât 8 MHz). Un rezonator cu cuarț de 22,1184 MHz este ideal pentru dispozitivul nostru, dar obținerea unuia cu o eroare minimă va fi o sarcină dificilă pentru mulți radioamatori. În acest caz, puteți utiliza un rezonator de cuarț pentru o frecvență diferită (de exemplu, 25 MHz), dar trebuie să efectuați calibrarea oscilatorului principal folosind un osciloscop care acceptă măsurători hardware și un condensator trimmer în circuitul rezonatorului de cuarț (Figura 3, 4).

În secțiunea de descărcare, sunt disponibile pentru descărcare mai multe opțiuni de firmware pentru diverse rezonatoare de cuarț, dar utilizatorii pot compila singuri firmware-ul pentru un rezonator de cuarț existent (vezi comentariile în codul sursă).

Semnal de intrare

În cazul general, la intrarea dispozitivului poate fi aplicat un semnal de orice formă, cu o amplitudine de 0 ... 5 V, și nu doar impulsuri dreptunghiulare. Puteți aplica un semnal sinusoidal sau triunghiular; pulsul este determinat de marginea de cădere la nivelul de 0,8 V. Vă rugăm să rețineți: intrarea frecvențeimetrului nu este protejată de tensiune înaltă și nu este trasă la putere, aceasta este o intrare de înaltă rezistență care nu încarcă circuitul în studiu. Intervalul de măsurare poate fi extins până la 100 MHz cu o rezoluție de 10 Hz prin utilizarea unui divizor de frecvență de mare viteză adecvat la intrare.

Afişa

Dispozitivul folosește șapte indicatori LED cu 7 segmente cu un anod comun ca afișaj. Dacă luminozitatea indicatoarelor este insuficientă, puteți modifica valoarea rezistențelor care limitează curentul prin segmente. Cu toate acestea, nu uitați că mărimea curentului de impuls pentru fiecare ieșire a microcontrolerului nu trebuie să depășească 40 mA (indicatoarele au și propriul curent de funcționare, nu uitați de valoarea acestuia). În diagramă, autorul a indicat că valoarea acestor rezistențe este de 100 ohmi. Zerourile nesemnificative sunt suprimate la afișarea rezultatului măsurării, ceea ce face citirea citirilor mai confortabilă.

Placă de circuit imprimat

Placa de circuit imprimat pe două fețe are dimensiuni de 109 × 23 mm. Versiunea gratuită a mediului de proiectare Eagle PCB nu are indicatoare LED cu șapte segmente în biblioteca de componente, așa că au fost desenate manual de autor. După cum se poate observa în fotografiile (Figurile 5, 6, 7) ale versiunii autorului a plăcii de circuit imprimat, este în plus necesar să se facă mai multe conexiuni cu un fir de montare. O conexiune pe partea frontală a plăcii este alimentarea către pinul Vcc al microcontrolerului (printr-o gaură din placă). Mai există două conexiuni pe partea inferioară a plăcii, care sunt folosite pentru a conecta pinii de segment de punct zecimal ai indicatorilor din cifrele 4 și 7 până la rezistențele de 330 ohmi la masă. Pentru programarea în circuit a microcontrolerului, autorul a folosit un conector cu 6 pini (în diagramă, acest conector este prezentat ca un compozit JP3 și JP4), situat în partea de sus a plăcii de circuit imprimat. Acest conector nu trebuie să fie lipit pe placă, microcontrolerul poate fi programat în orice mod posibil.

Descărcări

Schema schematică și desenul plăcii de circuit imprimat, codul sursă și firmware-ul microcontrolerului -

Pe baza modelului de puls descris, mai poate fi asamblat un dispozitiv - un frecvențămetru. Scopul său este reflectat în denumirea - măsurarea frecvenței semnalului studiat.

Când o secvență de impulsuri dreptunghiulare ajunge la intrarea elementului DD1.2, la ieșirea modelului apare o secvență de impulsuri negative, a căror durată depinde de capacitatea condensatoarelor conectate în prezent la rezistorul R1 și la intrare. a elementului DD1.2. În timpul acțiunii fiecărui impuls negativ, un curent trece printr-unul dintre rezistențele R2-R4 și microampermetrul PA1. După sfârșitul unui impuls și înainte de începerea următorului, indicatorul sistemului mecanic al microampermetrului nu are timp să revină la poziția inițială din cauza inerției. Astfel, cu cât frecvența impulsurilor este mai mare, cu atât unghiul de deviere al acului este mai mare. Mai mult, această dependență este liniară, ceea ce facilitează foarte mult calibrarea dispozitivului.

Intervalul de frecvență măsurat de acest dispozitiv (20...20000 Hz) este împărțit în trei subdomeni: 20...200, 200...2000, 2000...20000 Hz. Subdomeniul de măsurare este selectat de comutatorul SA1 și depinde de capacitatea condensatorului conectat.

La calibrarea dispozitivului, la intrarea acestuia este introdusă o secvență de impulsuri cu o frecvență corespunzătoare frecvenței celei mai înalte a subgamei, iar prin selectarea rezistenței rezistențelor R2-R4, săgeata este setată la marcajul final al scalei.

Pentru ușurință în utilizare, utilizați un avometru ca microampermetru RA1 pornindu-l în modul de măsurare a curentului continuu la limita de 100 ... 150 μA.

Primul design al contorului de frecvență constă dintr-un microcontroler PIC16F84 și un divizor de frecvență cu 10 pe contorul 193IE2. Alegerea intervalului dorit se face printr-un comutator dublu SA1. În prima poziție, semnalul de intrare schimbă divizorul și trece imediat la intrarea microcontrolerului. Acest lucru face posibilă măsurarea frecvențelor de până la 50 MHz.

Baza celui de-al doilea circuit contor de frecvență este microcontrolerul PIC16F84A, care, folosind impulsuri de semnal extern, prelucrează rezultatele măsurătorilor obținute și le afișează pe afișajul LCD. În plus, microcontrolerul interogează periodic butoanele (SB1-SB4) și controlează alimentarea contorului de frecvență.

O caracteristică a acestui design al contorului de frecvență pe un microcontroler este că funcționează împreună cu un computer și este conectat la placa de bază printr-un conector IRDA. Structura primește energie de la același conector

Un alt circuit de contor de frecvență

Acest frecvenmetru se realizeaza si pe un ms, minimul de elemente discrete si poate efectua urmatoarele masuratori: frecventa, perioada, raportul de frecventa, intervalul de timp, numaratoarea (functioneaza ca contor acumulativ), control de la un generator intern.

Rezultatele tuturor măsurătorilor sunt afișate în formă digitală pe un indicator LED de opt cifre. Frecvența maximă măsurată este de 10 MHz. În alte moduri de măsurare, frecvența maximă de intrare este de -2,5 MHz.

Pentru a simplifica circuitul electric al frecvențeimetrului permite utilizarea unui microcircuit ieftin de tip 7216A, cunoscut și popular în străinătate. Este un contor de decenii universal cu un oscilator principal încorporat, un contor de date blocat pe 8 biți, un decodor pentru un afișaj cu 7 segmente și opt amplificatoare de ieșire pentru afișajele LED. Schema dispozitivului este prezentată în figură. Pinii 28 (canalul I) sau 2 (canalul II) sunt furnizați cu secvența de impulsuri de nivel TTL măsurată. De la pinii 4-7, 9-12, sunt controlate segmente de indicatoare LED. Pinii 15-17,19-23 sunt utilizați pentru controlul multiplex al indicatoarelor LED, iar pinii 15,19-23 sunt utilizați și pentru a selecta domeniul și modul de măsurare, din care semnalele sunt transmise prin comutatoare și circuite RC la pinii 14 și 3. Concluzia 27 este folosită pentru a păstra citirile, iar pinul 13 este folosit pentru a reseta. La bornele 25, 26 este conectat un rezonator de cuarț cu o frecvență de 10 MHz. Dispozitivul este alimentat de o sursă de +5 V (baterie, baterie uscată, unitate de rețea stabilizată), consumul propriu al IC nu depășește 5 mA , iar curentul LED maxim poate fi de până la 400 mA.

Dispozitivul este ușor de operat. Controlul este redus la selectarea modului de funcționare de către comutatorul SB4: Frecvență, Contor de perioadă, Contor de raport de frecvență, Contor de interval de timp, Contor de acumulare, Control, precum și la selectarea domeniului de măsurare prin comutatorul SB3 ( ordin inferior): 1. 0.01 s / 1 Hz , 2. 0.1 s/10 Hz, 3. 1 s/100 Hz, 4. 10 s/1 kHz.

În plus față de microcircuitul 7216A, dispozitivul folosește rezistențe de 0,125 W, condensatoare ceramice C1-C3, C6, C7, indicatorul LED este asamblat din opt indicatori digitali cu 7 segmente cu un anod comun ALS321B, ALS324B, ALS337B, ALS342B, ALS342B, 01BKI , KIPT-uri 01 G. Cuarț de dimensiuni mici la 10 MHz.

Pentru funcționarea normală a circuitului, trebuie aplicat un semnal de nivel TTL intrărilor. Pragul de comutare pentru intrările microcircuitului este de 2 V, prin urmare, pentru a măsura semnale mici, intrarea dispozitivului trebuie conectată la ieșirea amplificatorului-formator, care poate fi implementat conform oricăreia dintre schemele cunoscute. Principalul lucru este că convertește ambele semnale cu o frecvență de 1 Hz și 10 MHz în impulsuri dreptunghiulare cu succes egal. Este de dorit să existe o impedanță mare de intrare a acestui amplificator. La dezvoltarea acestui circuit, au fost utilizate date de la producătorul de cip ICM7216A.

Planul tematic al cercului din anul 3 de clase ar trebui să includă studiul și proiectarea dispozitivelor cu tehnologie digitală de complexitate crescută, de exemplu, un contor digital de frecvență.

Un exemplu de astfel de dispozitiv de măsurare poate fi frecvența cu cinci cifre descris aici cu o indicație digitală a rezultatelor măsurătorilor, dezvoltat în cercul radio al stației pentru tinerii tehnicieni din orașul Berezovsky, Regiunea Sverdlovsk, sub conducerea lui V. Ivanov. Aparatul vă permite să măsurați frecvența oscilațiilor electrice în intervalul 100 ... 99999 Hz și poate fi folosit pentru a configura diverse generatoare, ceasuri electronice, dispozitive de automatizare. Amplitudinea semnalului de intrare - 1...30 V.

Orez. 130. Schema structurală a unui frecvenmetru digital

Schema structurală a contorului de frecvență este prezentată în Figura 130. Elementele sale principale sunt: ​​un generator de tensiune de impuls al semnalului fx al frecvenței măsurate, un generator de frecvență de referință (de referință), o cheie electronică, un contor de impulsuri cu indicație digitală. unitate și un dispozitiv de control care organizează funcționarea dispozitivului. Principiul funcționării acestuia se bazează pe măsurarea numărului de impulsuri care intră în intrarea contorului într-un timp strict definit, egal cu 1 s în acest dispozitiv. Acest interval de timp necesar de măsurare este format în unitatea de control.

Semnalul fx, a cărui frecvență trebuie măsurată, este alimentat la intrarea modelului de tensiune de impuls. Aici este convertit în impulsuri dreptunghiulare, a căror rată de repetare corespunde frecvenței semnalului de intrare. În plus, semnalul convertit este transmis la una dintre intrările cheii electronice, iar semnalul intervalului de timp de măsurare este alimentat la a doua intrare a cheii, ținând-o în stare deschisă timp de 1 s.

Ca urmare, o explozie de impulsuri apare la ieșirea cheii electronice și, prin urmare, la intrarea contorului. Starea logică a contorului, în care se află după închiderea cheii, afișează blocul de indicație digitală în intervalul de timp stabilit de dispozitivul de comandă.

Schema schematică a contorului de frecvență este prezentată în Figura 131. În plus față de tranzistori, frecvențametrul folosește opt microcircuite digitale din seria K176 și cinci (în funcție de numărul de cifre) indicatori fluorescenți cu șapte segmente de tip IV-6 . Microcircuitul K176IE12 (D1), conceput special pentru ceasurile electronice, include un oscilator (simbol G), proiectat să funcționeze împreună cu un rezonator extern de cuarț Z1 la o frecvență de 32.768 Hz. Divizoarele de frecvență ale microcircuitului împart frecvența generatorului până la 1 Hz. Această frecvență, care este formată pe pinii 4 și 7 ai microcircuitului conectați împreună, este exemplificativă în frecvențametrul.

Cipul K176LE5 (D2) are patru elemente logice 2OR-NOT, iar cipul K176TM1 (D3) are două D-flip-flops. Unul dintre elementele 2SAU-NU îndeplinește funcția unei chei electronice (D2.4), iar celelalte trei și ambele D-flip-flops funcționează în dispozitivul de control.

Fiecare dintre microcircuitele K176IE4 (D4-D8) conține un contor de impulsuri de zece zile, adică un contor de până la 10 și un convertor (decodor) al stării sale logice în semnale de control pentru un indicator cu șapte segmente. Pe iesirile a-e dintre aceste microcircuite sunt generate semnale care asigură indicatorilor H1 - H5 strălucirea numerelor, a căror valoare corespunde stării logice a contoarelor. Cipul D4 și indicatorul H1 formează cifra cea mai puțin semnificativă, iar cipul D8 și indicatorul H5 formează cea mai mare cifră de numărare a frecvențeimetrului.

În proiectarea dispozitivului, indicatorul H5 ar trebui să fie cel mai din stânga, iar H1 - cel mai din dreapta.

Pentru alimentarea microcircuitelor, tranzistoarelor și electrozilor de control ai indicatoarelor, se pot folosi două baterii 3336L (GB1) conectate în serie, iar un element 343 sau 373 (G1) poate fi folosit pentru alimentarea filamentelor indicatoarelor.

Formatorul de tensiune de impuls este format din tranzistoarele V2-V5. Semnalul fx, aplicat la intrarea sa prin mufa X1, comutatorul S1, condensatorul C1 și rezistența R1, este amplificat și limitat în amplitudine printr-o cascadă diferențială pe tranzistoarele V2 și US. De la rezistența de sarcină R5, semnalul este alimentat la baza tranzistorului V4 din a doua etapă, care funcționează ca un invertor. Rezistorul R8, care creează un feedback pozitiv între aceste cascade, le oferă un caracter de declanșare a muncii. În acest caz, pe colectorul tranzistorului V4 se formează impulsuri cu fronturi abrupte și recesiuni, a căror rată de repetiție corespunde frecvenței semnalului studiat. Cascada de pe tranzistorul V5 limitează tensiunea impulsurilor la un nivel care asigură microcircuitelor modul de funcționare necesar.În continuare, semnalul convertit este alimentat la borna de intrare 12 a cheii electronice D2.4. A doua ieșire de intrare a tastei este conectată la ieșirea modelatorului a intervalului de timp de măsurare egal cu 1 s. Prin urmare, numărul de impulsuri care au trecut prin cheia electronică către contor în acest timp este afișat de indicatori în unități de Hertz.

Orez. 132. Diagrame de timp care ilustrează funcționarea dispozitivului de control al frecvențeimetrului

Funcționarea dispozitivului de comandă este ilustrată prin diagrame de timp (Fig. 132).

La intrarea C (pin 11) a declanșatorului D3.2, impulsurile generatorului de frecvență de referință sunt primite continuu (Fig. 132, a), iar la aceeași intrare a declanșatorului D3.1 - impulsuri ale generatorului de pornire colectate pe elemente logice D2.1 și D2.2 (Fig. 132, b). Pentru cazul inițial, vom lua cazul când ambele declanșatoare sunt în starea zero. În acest moment, tensiunea de nivel înalt care acționează asupra ieșirii inverse a declanșatorului D3.2, este furnizată la borna de intrare 13 a cheii electronice D2.4 și o închide. Din acest moment, trecerea impulsurilor de semnal ale frecvenței măsurate la intrarea contorului se oprește prin cheie. Odată cu apariția la intrarea C a declanșatorului D3.1 a impulsului generatorului de declanșare, acest declanșator capătă o singură stare și, cu o tensiune de nivel înalt la ieșirea directă, pregătește declanșatorul D3.2 pentru lucrări ulterioare. În același timp, la pinul 9 al elementului D2.3 apare o tensiune, conectată la ieșirea inversată a declanșatorului D3.1 nivel scăzut. Următorul impuls al generatorului de frecvență de referință comută declanșatorul D3.2 într-o singură stare. Acum, la ieșirea inversată și la pinul 13 al elementului D2.4, va exista o tensiune de nivel scăzut, care deschide cheia electronică și, prin aceasta, permite trecerea impulsurilor de semnal ale frecvenței măsurate.

Ieșirea directă a declanșatorului D3.2 (pin 13) este conectată la intrarea R (pin 4) a declanșatorului D3.1. Prin urmare, atunci când flip-flop D3.2 este într-o singură stare, acesta, acționând asupra unei tensiuni de nivel înalt la ieșirea directă, comută flip-flop-ul D3.1 în starea zero. Acest declanșator este în starea zero atâta timp cât intervalul de timp de măsurare este menținut. Următorul impuls al generatorului de frecvență de referință la intrarea C a declanșatorului D3.2 îl comută în starea zero și închide cheia electronică cu o tensiune de nivel înalt la ieșirea inversă. Ca urmare, trecerea impulsurilor de semnal ale frecvenței măsurate la contor se oprește și începe indicarea digitală a rezultatelor măsurătorilor (ras 132, (5, g).

Fiecare interval de timp de măsurare este precedat de apariția pe pinii a 5 intrări R ale microcircuitelor D4-D8 a unui impuls de scurtă durată de polaritate pozitivă (Fig. 132, d), care resetează declanșatoarele contorului la starea zero. Din acest moment, începe ciclul de numărare - o indicație a funcționării frecvențeimetrului. Formarea impulsurilor de resetare are loc la ieșirea elementului logic D2.3 în momentele de coincidență la intrările sale de tensiuni de nivel scăzut. Timpul de indicare poate fi modificat fără probleme în interval de 2 ... 5 cu rezistorul R17 al generatorului de impulsuri de declanșare.

LED-ul V7 din circuitul colector al tranzistorului V6, care funcționează în modul cheie, servește pentru observarea vizuală a duratei timpului de indicare.

Frecvențametrul oferă posibilitatea monitorizării performanței acestuia. Pentru a face acest lucru, comutatorul S1 este transferat în poziția „Control”, în care circuitul de intrare al dispozitivului este conectat la borna 14 a microcircuitului D1 al generatorului de frecvență de referință. Când frecvențametrul funcționează corect, indicatorii ar trebui să afișeze o frecvență de 32.769 Hz.

Orez. 133. Aspectul frecvențeimetrului

Aspectul frecvențeimetrului descris este prezentat în Figura 133. Printr-o gaură dreptunghiulară alungită din peretele frontal al carcasei, acoperită cu o placă de sticlă organică verde,
Numerele luminoase ale indicatoarelor sunt clar vizibile. În stânga găurii se află „ochiul” indicatorului LED V7. Dedesubt se află un rezistor variabil R17 pentru setarea duratei de indicare a rezultatului măsurării și mufa de intrare X1. În stânga lor se află întrerupătorul de alimentare S2 ("I") și întrerupătorul cu două secțiuni S1 "Măsurare-control". Când apăsați butonul "K" (control), intrarea modelului de tensiune de impuls este conectată la generatorul de frecvență de referință, iar când apăsați butonul "I" (măsurare) - la priza de intrare X1.

Alte părți ale frecvențeimetrului sunt montate pe două plăci de circuit imprimat cu dimensiunile 115X60 mm, realizate din folie fibră de sticlă de 1 mm grosime. Pe una dintre ele (Fig. 134, a) există detalii despre un generator de tensiune de impuls, un generator de frecvență de referință și un dispozitiv de control, pe cealaltă (Fig. 134, b) - microcircuite D4-D8 și indicatoare digitale H1-H5 . Toate rezistențele fixe tip MLT. Rezistorul trimmer R3 - SDR-16, variabil R17 poate fi de orice tip. Condensatoare de oxid SZ și C5-K50-6 sau K53-1A, nepolare C1 și C8 - K53-7 (pot fi înlocuite cu seturi de condensatoare de tip K73-17). Condensatoarele C2, C4 pot fi de tip KLS sau K73-17, C6 - ceramică KT-1, KM, condensator de tuning C7-KPK-MP. Comutatorul S1 „Măsurare-control” din două întrerupătoare cu buton P2K cu fixare dependentă în poziția apăsată; întrerupător S2 - tot P2K, dar fără fixare, adică cu revenire la poziția inițială atunci când butonul este apăsat din nou.

Cipul K176IE12 poate fi înlocuit cu un cip K176IE5 similar, ajustând în consecință conductorii imprimați pe placa de circuite. Indicatoarele digitale pot fi de tip IV-3A (în loc de IV-6), dar apoi un rezistor de 2 ohmi cu o putere de disipare de 0,5 W va trebui inclus în circuitul de alimentare al filamentelor lor.

Înființarea unui contor de frecvență montat fără erori se reduce în principal la setarea celei mai bune sensibilități a modelului de tensiune de impuls și, dacă este necesar, la reglarea generatorului de frecvență de referință. Când este setată sensibilitatea necesară, un semnal cu o amplitudine de 1 V este furnizat de la generatorul 34 la intrarea frecvențeimetrului, un osciloscop este conectat la ieșirea cheii electronice D2.4 și este utilizat un rezistor de reglare R3. pentru a obține pe ecranul osciloscopului aspectul unor rafale de impulsuri. Reglarea frecvenței exemplare a generatorului se efectuează: aproximativ - prin selectarea condensatorului C6, exact - prin reglarea condensatorului C7. Precizia reglajului este controlată de un frecvențămetru exemplificativ conectat la pinul 14 al chipului D1.