Честотомерът, предлаган за самостоятелно сглобяване, е сравнително нискочестотен, но ви позволява да измервате честоти до няколко мегахерца. Цифровият капацитет на честотомера зависи от броя на инсталираните цифрови индикатори. Входната чувствителност не е по-лоша от 0,1V, максималното входно напрежение, което може да издържи без повреди, е около 100V. Времето за индикация и времето на измерване се редуват, продължителността на един цикъл е 1 сек. измерване и 1 сек. - индикация. Сглобява се по класическата схема, с генератор на честота 1 Hz върху специализирани броячи на микросхеми, използвани по-специално в схеми за цифров часовник:

На K176IE5 е сглобен „втори“ генератор по типична схема с кварцов „часовник“ резонатор от 16,384 Hz. Кондензатор C2 е кондензатор за настройка, който позволява в определени граници да се регулира честотата с необходимата точност. Резистор R1 се избира при настройка за най-стабилното стартиране и генериране на веригата. Верига C3 VD1 R2 генерира кратък импулс за "нулиране" на цялата верига в началото на всеки втори период на броене.

Транзистор VT2 работи като ключ: когато към неговия колектор се подава постоянно захранващо напрежение от веригата "броене" (логическо ниво "1"), той предава импулси от входния драйвер, които след това се подават на десетични броячи и цифрови LED индикатори . Когато нивото на логическото „0” се появи на неговия колектор, усилването на транзистора намалява рязко и отброяването на входните импулси спира. Тези цикли се повтарят на всеки 1 сек.

Вместо K176IE5, можете да използвате и чипа K176IE12, подобен по функция:

И в двата случая кварцът за часовник се използва с честота от 16 348 Hz (те често се използват например в „китайските“ електронни часовници с различни размери и типове). Но можете да поставите и домашния кварц на 32768 Hz, след което трябва да намалите честотата наполовина. За да направите това, можете да използвате типична схема „делител по 2“ на спусъка K561TM2 (има два задействания в кутията). Например, както е показано на фигурата по-горе (оградена с пунктирана линия). Така на изхода получаваме необходимата честота (втори импулси).

Колекторът на транзисторния ключ (KT315 на първата диаграма) е свързан към блока за броене и индикация на микросхеми - десетични декодерни броячи и цифрови LED индикатори:

Вместо индикатори ALS333B1, можете да използвате ALS321B1 или ALS324B1 без никакви промени във веригата. Или каквито и да било други подходящи индикатори, но в зависимост от тяхното изобразяване. Изводът може да се определи от референтната литература или просто да „звъните“ на индикатора с „батерия“ при 9V с резистор 1 kOhm, свързан последователно (чрез осветление). Броят на чиповете и индикаторите на декодера може да бъде произволен, в зависимост от общата необходима битова дълбочина на брояча (броя на цифрите в показанията).

В този случай бяха използвани три налични малки индикатора за синтезиране на знаци от типа K490IP1 - контролирани цифрови индикатори, червено сияние, предназначени за използване в радиоелектронно оборудване. Схемата за управление е направена по CMOS технология. Индикаторите имат 7 сегмента и десетична запетая, позволяват ви да играете произволно число от 0 до 9 и десетична запетая. Височина на символа 2,5 мм):

Тези индикатори са удобни с това, че включват не само самия индикатор, но и контрадекодер, което прави възможно значително да се опрости веригата и да се направи много малка. По-долу е дадена диаграма на индикацията за броене на такива микросхеми:

Както можете да видите от диаграмата, тези MS изискват две отделни захранвания - за самите светодиоди и за веригата на брояча на декодера. Въпреки това, захранващите напрежения и на двете "части" на MS са еднакви, така че те могат да се захранват от един и същ източник. Но яркостта на светенето на „цифрите“ зависи от захранващото напрежение на „индикатора“ (щифтове 1), а стойността на захранващото напрежение на веригата на декодера (щифтове 5) има известен ефект върху чувствителността и стабилността на тези MS като цяло. Ето защо, при настройката, тези напрежения трябва да бъдат избрани експериментално (когато се захранват от 9 волта, могат да се използват допълнителни „гасящи“ резистори за леко понижаване на напрежението). В този случай е наложително да се шунтират всички захранващи проводници на микросхемите с кондензатори с капацитет 0,1-0,3 микрофарада.

За да гасите "точките" на индикаторите, трябва да изключите напрежението +5 ... 9 V от изходите на 9 индикатора. LED HL1 е индикатор за "препълване" на брояча. Той светва, когато броят достигне 1000 и в този случай (ако има три индикатора MC, както е на тази диаграма), той съответно показва броя на килохерцовите единици - в това изпълнение броячът като цяло може да брои и „показва“ честота 999 Hz. За да се увеличи капацитетът на цифрите на брояча, е необходимо съответно да се увеличи броят на микросхемите на декодер-индикатор. В този случай имаше само три такива микросхеми, така че трябваше да добавя допълнителен модул за разделяне на честотата на 3 микросхеми K176IE4 (или подобни микросхеми с контраделител по 10) и съответния превключвател. Като цяло схемата се оказа така:

Превключвателят също така управлява "точките" за включване/изключване на индикаторите за по-добро визуално възприемане на показаната стойност на измерената честота. Това е плъзгач, двоен, с четири позиции (такива се използват например при вносни касетофони). Така, когато различни разпоредбипревключва измерване на честотата и дисплей има следните стойностии вижте:

"999 Hz" - "9,99 kHz" - "99,9 kHz" - "999. kHz". Ако стойността на честотата надвишава 1 MHz, светодиодът HL2 ще светне, 2 MHz - ще светне два пъти и т.н.

Схема на входната верига

От голямо значение при честотните измервания е качеството на входното стъпало – преобразувателя на сигнала. Той трябва да има висок входен импеданс, за да не засяга измерваната верига и да преобразува сигнали с всякаква форма в поредица от правоъгълни импулси. В този дизайн се използва схема за съвпадение на етапа с полеви транзистор на входа:

Тази схема на честотомера, разбира се, не е най-добрата възможна, но все пак осигурява повече или по-малко приемлива производителност. Той беше избран главно въз основа на общите размери на конструкцията, която се оказа много компактна. Цялата верига е сглобена в пластмасов калъф за четка за зъби:

Микросхемите и други елементи са запоени върху тясна лента от макет и всички връзки се извършват с помощта на проводници тип MGTF. При настройка на входния етап на преобразувателя на сигнала е необходимо да се изберат съпротивленията R3 и R4, за да се постигне напрежение от 0,1 ... 0,2 волта на източника на полевия транзистор. Транзисторите тук могат да бъдат заменени с подобни, достатъчно високочестотни.

Добавки

За захранване на честотомера можете да използвате всеки AC адаптер със стабилизирано изходно напрежение от 9 волта и ток на натоварване от най-малко 300 mA. Или инсталирайте стабилизатор на 9-волтов чип KREN в корпуса на честотомера и го захранвайте от адаптер с изходно напрежение 12 волта, или вземете захранването директно от измерената верига, ако захранващото напрежение е най-малко 9 волта. Всяка микросхема трябва да бъде шунтирана за захранване с кондензатор от порядъка на 0,1 микрофарада (можете да запоявате кондензаторите директно към „+“ и „-“ захранващите крака). Като входна сонда можете да използвате стоманена игла, запоена към входната "платформа" на платката, и да осигурите "общ" проводник с щипка "крокодил".

Този дизайн е "създаден" през 1992 г. и работи успешно досега. Андрей Баришев.

Обсъдете статията ЦИФРОВ ЧЕСТОМЕР С РЪЦЕТЕ СИ

Първият дизайн на цифрови ИС, който беше направен от радиолюбители през 80-90-те, като правило, беше електронен часовник или честотомер.
Такъв честотомер може да се използва и днес при калибриране на инструменти или да се използва като отчитащо устройство в генератори и любителски предаватели, когато се настройват различни електронни устройства. Устройството може да представлява интерес за тези, които разполагат с микросхеми от серия K155, или за начинаещи, за да се запознаят с устройствата за автоматизация и компютърни технологии.

Описаното устройство ви позволява да измервате честотата на електрическите трептения, периода и продължителността на импулсите, а също така може да работи като импулсен брояч. Работната честота е от единици херц до няколко десетки MHz при входно напрежение до 50 mV. Ограничителната честота на броячите на интегрални схеми K155IE2 е около 15 MHz. Трябва обаче да се има предвид, че действителната скорост на тригери и броячи надвишава определената стойност с 1,5 ... 2 пъти, следователно отделни екземпляри на TTL микросхеми позволяват работа при по-високи честоти.

Минималната стойност на LSB е 0,1 Hz за измерване на честота и 0,1 µs за измерване на период и продължителност.
Принципът на действие на честотомера се основава на измерване на броя импулси, получени на входа на брояча за строго определено време.

Схематична диаграма е показана на фиг.1

Изследваният сигнал през конектора X1 и кондензатора C1 се подава към входа на формирователя на правоъгълни импулси.

Широколентовият ограничаващ усилвател е сглобен на транзистори V1, V2 и V3. Полевият транзистор V1 осигурява на устройството високо входно съпротивление. Диодите V1 и V2 предпазват транзистора V1 от повреда, ако случайно се приложи високо напрежение към входа на устройството. Верига C2-R2 извършва честотна корекция на входа на усилвателя.

Транзистор V4, свързан като емитерен последовател, съпоставя изхода на ограничителния усилвател с входа на логическия елемент D6,1 на микросхемата D6, което осигурява по-нататъшното формиране на правоъгълни импулси, които се подават чрез електронния ключ към управлението устройство на микросхемата D9 и тук пристигат и примерни честотни импулси, отварящи ключа за определено време. На изхода на този клавиш се появява поредица от импулси. Броят на импулсите в опаковката се отчита от двоично-десетичен брояч, състоянието му след затваряне на ключа се показва от цифров дисплей.

В режим на броене на импулси, управляващото устройство блокира източника на референтна честота, BCD броячът непрекъснато брои импулсите, получени на своя вход, а цифровият дисплей показва резултатите от броенето. Показанията на брояча се нулират чрез натискане на бутона "Нулиране".

Главният генератор на часовника е сглобен на чип D1 (LA3) и кварцов резонатор Z1 с честота 1024 kHz. Честотният делител е сглобен на микросхеми K155IE8; K155IE5 и четири K155IE1. В режим на измерване, точността на настройка "MHz", "kHz" и "Hz" се задава от бутонни превключватели SA4 и SA5.

Захранването на честотомера (фиг. 3) се състои от трансформатор T1, от намотката II на който след токоизправителя VDS1 се подава стабилизатор на напрежение на микросхемата DA1 и филтър на кондензатори C4 - C11, + 5V напрежение захранване на микросхемите.

Напрежение 170V от намотка III на трансформатор Tr1 през диод VD5 се използва за захранване на газоразрядни цифрови индикатори H1..H6.

В импулсния оформител полевият транзистор KP303D (V3) може да бъде заменен с KP303 или KP307 с произволен буквен индекс, транзисторът KT347 (V5) - с KT326 и KT368 (V6, V7) - с KT306.

Индуктор L1 тип D-0.1 или домашно приготвен - 45 оборота от тел PEV-2 0.17, навита върху рамка с диаметър 8 мм. Всички ключове тип P2K.

Настройката на устройството се свежда до проверка на правилната инсталация и измерване на захранващите напрежения. Правилно сглобеният честотомер уверено изпълнява функциите си, „капризният“ възел е само входният оформител, за настройката на който трябва да се положат максимални усилия. Заменяйки R3 и R4 с променливи резистори от 2,2 kOhm и 100 Ohm, е необходимо да зададете напрежение от приблизително 0,1 ... 0,2V на резистора R5. След като приложите синусоидално напрежение с амплитуда от около 0,5 V от генератора на сигнал към входа на формирователя и замените резистора R6 с променлив резистор с номинална стойност 2,2 kOhm, е необходимо да го регулирате така, че правоъгълните импулси се появяват на изхода на елемент D6.1. Постепенно понижавайки входното ниво и увеличавайки честотата, е необходимо да изберете елементите R6 и SZ, за да постигнете стабилна работа на формирователя в целия работен диапазон. Може да се наложи да изберете съпротивлението на резистора R9. По време на процеса на настройка всички променливи резистори трябва да имат проводници не по-дълги от 1 ... 2 cm.

Когато настройката приключи, те трябва да се запояват един по един и да се заменят с постоянни резистори с подходящ рейтинг, като всеки път се проверява работата на оформителя.

В проекта вместо индикатори IN-17 могат да се използват газоразрядни индикатори IN-8-2, IN-12 и др.

В импулсния оформител транзисторите KT368 могат да бъдат заменени с KT316 или GT311, вместо KT347, можете да използвате KT363, GT313 или GT328. Диодите V1, V2 и V4 могат да бъдат заменени с KD521, KD522.

Схема и табло във формат sPlan7 и Sprint Layout - schema.zip *

* Тази схемае сглобен от мен през далечната 1988 г. в един корпус със звуков генератор и е използван като цифрова везна.

Като независимо устройство, то е проектирано наскоро, така че е възможно грешка да се е промъкнала във веригата и чертежа на печатната платка.

Библиография:

В помощ на радиолюбителя No084, 1983г

Цифрови устройства на интегрални схеми - © Издателство за радио и комуникации, 1984.

Списание "Радио": 1977, No 5, No 9, No 10; 1978, бр.5; 1980, № 1; 1981, бр.10; 1982, No 1, No 11; № 12.

Радиолюбителски цифрови устройства. - М.: Радио и комуникация, 1982.

На базата на само един чип K155LAZ, използвайки всичките му 2I-NOT логически елементи, е възможно да се изгради сравнително просто устройство, способно да измерва честотата на променливо напрежение от около 20 Hz до 20 kHz. Входният елемент на такова измервателно устройство за колебания на звуковата честота е спусък на Schmitt - устройство, което преобразува синусоидално променливо напрежение, подадено на входа му, в електрически импулси със същата честота. Без такова преобразуване на аналогов сигнал логическите елементи няма да работят и тригерът на Шмит "задейства" при определена амплитуда на входния сигнал. Ако е по-малко от праговата стойност, няма да има импулсен сигнал на изхода на тригера.

Да започнем с опита.

Спусък на Шмит. Използвайки схемата, показана на фиг. 23, а, монтирайте чипа K155LAZ на макетната платка, като включите само два от неговите логически елемента. Тук, на панела, поставете батерии GB1 и GB2, съставени от четири галванични клетки 332 или 316, и променлив резистор R1 със съпротивление 1,5 или 2,2 kOhm (за предпочитане с функционална характеристика A - линейна). Свързвайте проводниците на батерията към резистора само по време на експериментите.

Включете захранването на микросхемата и волтметъра постоянен токзадайте плъзгача на променливия резистор в позиция, в която ще има нулево напрежение вляво, според диаграмата, изходът на резистора R2, който е входът на спусъка на Шмит. В този случай елементът DD1.1 ще бъде в едно състояние - ще има напрежение на неговия изходен терминал 3 високо ниво, а елементът DD1.2 е на нула. Това е първоначалното състояние на елементите на този тригер.

Ориз. 23. Опитен тригер на Шмит и графики, илюстриращи работата му

Сега свържете DC волтметър към изхода на елемента DD1.2 и, като внимателно наблюдавате стрелката му, започнете плавно да премествате плъзгача на променливия резистор към горния изход, според веригата, и след това, без да спирате, да обратна страна- към долния изход, след това - към горния и т. н. Какво записва волтметърът в този случай? Периодично превключване на елемента DD1.2 от нулево състояние в единично състояние, т.е., с други думи, появата на импулси с положителна полярност на изхода на тригера.

Обърнете внимание на графиките b и c на същата фиг. 23, които илюстрират действието на спусъка. Премествайки плъзгача на променливото съпротивление от едно крайно положение в друго, вие симулирахте входа на експериментално устройство с променливо напрежение със синусоидална форма (фиг. 23.b) с амплитуда до 3 V. Докато напрежението на положителната полувълна на този сигнал беше по-малка от прага (U пор.1), устройството запази първоначалното състояние. Когато се достигне праговото напрежение, равно на приблизително 1,7 V (в момента t 1), и двата елемента преминаха в противоположни състояния и на изхода на тригера се появи напрежение на високо ниво (пин 6 на елемента DD1.2). По-нататъшно увеличаване на положителното напрежение на входа не промени това състояние на задействащите елементи. Но когато двигателят беше преместен в обратна посока, когато напрежението на входа на спусъка падна до около 0,5 V (момент t 2), и двата елемента преминаха в първоначалното си състояние. На изхода на спусъка отново се появи високо ниво на напрежение.

Отрицателната полувълна не промени това състояние на елементите, които образуват спусъка на Шмит, тъй като се оказа, че е затворен към общия проводник на източника на енергия чрез вътрешни диоди входна веригаелемент DD1.1.

При следващата положителна полувълна на входното променливо напрежение на изхода на тригера ще се образува втори импулс с положителна полярност (моменти t 3 и t 4). Повторете този експеримент няколко пъти и според показанията на волтметрите, свързани към входа и изхода на спусъка, изградете графики, които характеризират неговата работа. Те трябва да се окажат същите като тези на графиките на фиг. 23. Два елемента с различни прагови нива - най-много отличителна чертаСпусък на Шмит.

Схематичната диаграма на честотомера, предложен за повторение, е показана на фиг. 24. Логическите елементи DD1.1, DD1.2 и резисторите R1-R3 образуват тригер на Schmitt, а другите два елемента на същата микросхема формират формирователя на нейните изходни импулси, показанията на микроамперметъра PA1 зависят от честотата на повторение на който. Без оформител устройството няма да даде надеждни резултати от измерването, тъй като продължителността на импулсите на изхода на тригера зависи от честотата на измереното променливо напрежение на входа.

Кондензатор C1 се разделя. Преминавайки през широк диапазон от колебания на звуковата честота, той блокира пътя на постоянния компонент на източника на сигнал. Диод VD2 затваря отрицателните полувълни на напрежение към общия проводник на захранващата верига (по принцип този диод може да не съществува, тъй като вътрешните диоди на входа на елемента DD1.1 могат да изпълняват своята функция), диод VD1 ограничава амплитудата на положителни полувълни, получени на входовете на първия елемент към нивото на захранващото напрежение.

Ориз. 24. Принципна схема на най-простия честотомер

От изхода на тригера (пин 6 на елемента DD1.2) импулси с положителна полярност се подават към входа на формирователя. Оформителят работи така. Елемент DD1.3 се включва от инвертора, а DD1.4 се използва по предназначение, като логически елемент 2I-NOT. Веднага щом на входа на формирователя се появи ниско ниво на напрежение (клеми 9, 10 на елемента DD1.3), елементът DD1.3 се превключва в едно състояние и един от кондензаторите C2-C4 се зарежда през него и резистора R4. Докато кондензаторът се зарежда, положителното напрежение на клема 13 на елемента DD1.4 се повишава до високо ниво. Но този елемент остава в едно състояние, тъй като на втория му входен щифт 12, както и на изхода на спусъка на Шмит, има ниско ниво на напрежение. В този режим през микроамперметъра протича малък ток. Веднага щом на изхода на спусъка на Шмит се появи напрежение от високо ниво, елементът DD1.4 преминава в нулево състояние и през микроамперметъра започва да тече значителен ток. В същото време елементът DD1.3 превключва в нулево състояние и кондензаторът на формирователя започва да се разрежда. Когато напрежението върху него падне до прага, елементът DD1.4 отново ще премине в едно състояние. Така на изхода на формирователя се появява импулс с отрицателна полярност (виж фиг. 23, d), по време на който през микроамперметъра протича ток, който е много по-голям от първоначалния. Ъгълът на отклонение на стрелката, микроамперметърът е пропорционален на честотата на повторение на импулса: колкото по-голям е той, толкова по-голям е ъгълът на стрелката.

Продължителността на импулсите на изхода на формирователя се определя от продължителността на разряда на включения кондензатор за настройка на времето (C2, C3 или C4) спрямо напрежението на реакцията на елемента DD1.4. Колкото по-малък е неговият капацитет, толкова по-кратък е импулсът, толкова по-голяма честота на входния сигнал може да се измери. И така, с синхронизиращ кондензатор C2 с капацитет 0,2 μF, устройството е в състояние да измерва честотата на трептене от приблизително 20 до 200 Hz, с кондензатор C3 с капацитет 0,02 μF - от 200 до 2000 Hz, с кондензатор C4 с капацитет 2000 pF - от 2 до 20 kHz . Чрез подрязване на резистори R5 - R7 стрелката на микроамперметъра се настройва на крайната маркировка на скалата, съответстваща на най-високата измерена честота на съответния поддиапазон. Минималното ниво на променливо напрежение, чиято честота може да бъде измерена, е около 1,5V.

Помислете отново за графиките на фиг. 23, за да запомните принципа на честотния брояч и след това да допълните експерименталния тригер на Шмит с подробности за входната верига и драйвера и да тествате устройството в действие върху макетната платка. По това време не е необходим превключвател на поддиапазон, кондензатор за настройка на времето, например C2, може да бъде свързан директно към клема 13 на елемента DD1.4 и един от настройващите резистори или постоянен резистор със съпротивление 2,2 ... 3,3 kOhm могат да бъдат свързани към веригата на микроамперметъра. Микроамперметър PA1 за ток на пълно отклонение на стрелката от 100 μA е същият като в мрежовото захранване.

Установяване. След завършване на инсталацията включете захранването и подайте импулси с положителна полярност към входните клеми 1, 2 на първия елемент на тригера на Шмит. Техният източник може да бъде описаният по-горе генератор на тестови импулси или друг подобен генератор. Настройте честотата на повторение на импулса на минимум. В този случай стрелката на микроамперметъра трябва рязко да се отклони под определен ъгъл и да се върне към нулевата марка на скалата, което ще покаже работоспособността на честотомера. Ако микроамперметърът не реагира на входни импулси, ще трябва да изберете резистора R2 по-точно: съпротивлението му може да бъде от 1,8 до 5,1 kOhm.

След това подайте към входа на устройството (чрез кондензатор C1) променливо напрежение от 3 ... 5 V от понижаващ мрежов трансформатор. Сега стрелката на микроамперметъра трябва да се отклони с определен ъгъл, съответстващ на честота от 50 Hz. Свържете друг кондензатор със същия или по-голям капацитет успоредно с синхронизиращия кондензатор. Ъгълът на стрелката ще се увеличи.

По същия начин можете да тествате устройството на втория и третия измервателен поддиапазон, но с входни сигнали със съответните честоти.

След това детайлите на честотомера могат да се прехвърлят от макетната платка към платката и върху нея могат да се монтират настройващите резистори R5-R7 (фиг. 25), а платката може да бъде фиксирана в кутия, дизайнът на което може да бъде произволно. Кондензаторите C2 и C3 са съставени от по два кондензатора, а C4 от три. На предната стена на кутията поставете микроамперметър, превключвател за поддиапазон (например бисквитен ZPZN или друг с две секции за три позиции), входни гнезда (XS1, XS2) или скоби.

Възможно е обаче и друго конструктивно решение: платката на честотомера може да бъде вградена в корпуса на захранването и собствен микроамперметър да се използва за измерване на честотата на електрическите трептения. Скалата на честотомера е обща за всички измервателни поддиапазони и е почти еднаква. Следователно е необходимо само да се определят началните и крайните граници на скалата, по отношение на една от тях - към поддиапазон "20 ... 200 Hz", и след това да се коригират честотните граници на другите две измервателни поддиапазони - диапазони към него. В бъдеще, когато превключите устройството към поддиапазон "200 ... 2000 Hz", резултатът от измерването, отчитан на скалата, ще бъде умножен по 10, а при измерване в поддиапазон "2 ... 20 kHz “ – със 100. Техниката на калибриране е следната. Поставете превключвателя SA1 в положение на измерване в поддиапазон "20 ... 200 Hz", двигателя на тримерния резистор R5 в положение на най-високото съпротивление и подайте сигнал с честота 20 Hz с напрежение от 1,5 до входа на честотомера от звуков генератор, например GZ-33.. .2 B.

Направете маркировка на скалата, съответстваща на ъгъла на отклонение на стрелката на микроамперметъра. След това настройте звуковия генератор на честота от 200 Hz и настройте показалеца на инструмента към крайната маркировка на скалата с подстригващ резистор R5. След това, според сигналите на звуковия генератор, направете маркировки в скалата, съответстващи на честоти от 30, 40, 50 и т.н. до 190 Hz. По-късно разделете тези участъци от скалата на още няколко части, всяка от които ще съответства на числовата стойност на честотата на измервания сигнал.

След това превключете честотомера към втория поддиапазон на измерване, подайте сигнал с честота 2000 Hz към неговия вход и настройте иглата на микроамперметъра до крайната маркировка на скалата с тримерен резистор R6. След това подайте сигнал с честота 200 Hz от генератора към входа на устройството. В този случай стрелката на микроамперметъра трябва да бъде поставена срещу първоначалната маркировка на скалата, съответстваща на честотата от 20 Hz на първия поддиапазон. По-точно, можете да го настроите на тази първоначална скала, като замените SZ кондензатора или свържете втори кондензатор успоредно с него, което леко увеличава общия им капацитет.

По същия начин настройте границите на третия поддиапазон на измерените честоти 2 ... 20 kHz към скалата на микроамперметъра. Може би границите за измерване на честотата на подлентите ще се окажат различни или искате да ги промените. Направете това, като изберете кондензатори за настройка на времето C2-C4.

Подобряване на чувствителността. Или може би искате да увеличите чувствителността на честотомера? В този случай най-простият честотомер ще трябва да бъде допълнен с усилвател на входния сигнал, като се използва например аналогова микросхема K118UP1G (фиг. 26). Тази микросхема е тристепенен усилвател за видео канали на телевизионни приемници, който има високо усилване. Неговият 14-пинов корпус е същият като този на микросхемата K155LA3, но положителното напрежение на източника на захранване се прилага към пин 7, а отрицателното напрежение към пин 14. С такъв усилвател чувствителността на честотомера ще се увеличи до 30 ... 50 mV.

Ориз. 26. Усилвател, който повишава чувствителността на обикновен честотомер

Трептенията на измерената честота могат да бъдат синусоидални, правоъгълни, назъбени - всякакви. Чрез кондензатора C1 те влизат във входа (пин 3) на микросхемата DA1, усилват се и след това през изходния щифт 10 (свързан към пин 9) и кондензаторът C3 се подават на входа на спусъка на Schmitt на честотомера . Кондензатор C2 елиминира вътрешната отрицателна обратна връзка, което отслабва усилващите свойства на микросхемата.

Диодите VD1, VD2 и резисторът R1 (фиг. 24) вече могат да бъдат премахнати, а на тяхно място може да се монтира микросхема и допълнителни електролитни кондензатори. Чипът K118UP1G може да бъде заменен с K118UP1V или K118UP1A. Но в този случай чувствителността на честотния брояч ще се влоши донякъде.

Причината за повторението на този честотомер и приставката за определяне на параметрите на неизвестни схеми беше дизайнът на приемника R-45. В бъдеще този "мини комплекс" ще улесни навиването и настройката на RF вериги, управлението на референтните точки на генераторите и т.н. И така, честотомерът, представен в тази статия, ви позволява да измервате честотата от 10 Hz до 60 MHz с точност от 10 Hz. Това ви позволява да използвате това устройство за широк спектър от приложения, като измерване на честотата на главен осцилатор, радиоприемник и предавател, функционален генератор, кварцов резонатор. Честотомерът осигурява добри параметри и има добра входна чувствителност, благодарение на наличието на усилвател и TTL преобразувател. Това ви позволява да измервате честотата на кварцовите резонатори. Ако използвате допълнителен честотен делител, максималната честота на измерване може да достигне 1 GHz или повече.

Схемата на честотомера е доста проста, повечето от функциите се изпълняват от микроконтролера. Единственото нещо е, че микроконтролерът се нуждае от усилващо стъпало, за да увеличи входното напрежение от 200-300 mV на 3 V. Транзисторът, свързан по схемата на общ емитер, подава псевдо-TTL сигнал към входа на микроконтролера. Като транзистор е необходим някакъв "бърз" транзистор, използвах BFR91 - домашен аналог на KT3198V.

Напрежението Vke се задава на ниво от 1,8-2,2 волта от резистора R3 * във веригата. Имам го 22 kOhm, но може да се наложи настройка. Напрежението от колектора на транзистора се подава към входа на брояча/таймера на PIC микроконтролера, чрез последователно съпротивление от 470 ома. За да изключите измерването, в PIC се използват вградените спадащи резистори. PIC внедрява 32-битов брояч, отчасти в хардуер, отчасти в софтуер. Отброяването започва след изключване на вградените резистори на микроконтролера, продължителността е точно 0,4 секунди. След това време PIC разделя полученото число на 4 и след това добавя или изважда съответната междинна честота, за да получи реалната честота. Получената честота се преобразува за показване на дисплея.

За да може честотомерът да работи правилно, той трябва да бъде калибриран. Най-лесният начин да направите това е да свържете предварително източник на импулси с точно известна честота и да зададете необходимите показания чрез завъртане на тримерния кондензатор. Ако този метод не е подходящ, тогава можете да използвате "грубо калибриране". За да направите това, изключете захранването на устройството и свържете 10-ия крак на микроконтролера към GND. След това включете захранването. MK ще измерва и показва вътрешната честота.

Ако не можете да регулирате показаната честота (чрез регулиране на кондензатора 33 pF), свържете за момент щифт 12 или 13 MK към GND. Възможно е това да се наложи да се направи няколко пъти, тъй като програмата проверява тези изходи само веднъж на измерване (0,4 секунди). След калибриране изключете 10-ия щифт на микроконтролера от GND, без да изключвате захранването на устройството, за да запазите данните в енергонезависимата памет на MK.

Нарисувах печатна платка за моя случай. Ето какво се случи, когато се включи захранването, началният екран изскача за кратко и честотомерът преминава в режим на измерване, на входа няма нищо:

Схема на префиксен контур

Авторът на статията финализира схемата спрямо оригиналния източник, затова не прикачвам оригинала, платката и файла на фърмуера са в общия архив. Сега да вземем непозната за нас верига - префикс за измерване на резонансната честота на веригата.

Вмъкваме го в все още не съвсем удобен контакт, ще направи проверка на устройството, гледаме резултата от измерването:

Честотомерът беше калибриран и тестван на 4 MHz кристален осцилатор, резултатът беше записан, както следва: 4,00052 MHz. В случая с честотомера реших да доведа мощност до префикса +9 волта, за това беше направен прост стабилизатор +5 V, +9 V, платката му е на снимката:

Забравих да добавя, платката на честотомера е леко отзад към върха - за удобство при премахване на снимката на микроконтролера, въртене на тримерния кондензатор, минималната дължина на пистите на LCD.

Сега броячът изглежда така:

Единственото нещо е, че все още не поправих грешката в надписа на MHz, но всичко работи на 100%. Сглобяване и тестване на верига - ГУБЕРНАТОР.

Обсъдете статията КАК ДА НАПРАВИМ ЧЕСТОТОМЕР

На базата на описания импулсен оформител може да се сглоби още едно устройство - честотомер. Предназначението му е отразено в името - измерване на честотата на изследвания сигнал.

Когато на входа на елемента DD1.2 се получи поредица от правоъгълни импулси, на изхода на формирователя се появява поредица от отрицателни импулси, чиято продължителност зависи от капацитета на кондензаторите, свързани към този моменткъм резистора R1 и входа на елемента DD1.2. По време на действието на всеки отрицателен импулс ток преминава през един от резисторите R2-R4 и микроамперметъра PA1. След края на един импулс и преди началото на следващия, стрелката на механичната система на микроамперметъра няма време да се върне в първоначалното си положение поради инерция. По този начин, колкото по-голяма е честотата на импулсите, толкова по-голям е ъгълът на отклонение на иглата. Освен това тази зависимост е линейна, което значително улеснява калибрирането на устройството.

Честотният диапазон, измерен от това устройство (20...20000 Hz) е разделен на три поддиапазони: 20...200, 200...2000, 2000...20000 Hz. Поддиапазонът на измерване се избира от ключ SA1 и зависи от капацитета на свързания кондензатор.

При калибриране на устройството към неговия вход се подава последователност от импулси с честота, съответстваща на най-високата честота на поддиапазон, и чрез избор на съпротивлението на резисторите R2-R4, стрелката се настройва до крайната маркировка на скалата.

За по-лесно използване, използвайте авометър като микроамперметър RA1, като го включите в режим на измерване на постоянен ток на границата от 100 ... 150 μA.

Първият дизайн на честотомера се състои от микроконтролер PIC16F84 и честотен делител на 10 на брояча 193IE2. Изборът на желания диапазон се извършва с двоен превключвател SA1. В първата позиция входният сигнал сменя делителя и веднага преминава към входа на микроконтролера. Това дава възможност за измерване на честоти до 50 MHz.

Основата на втората схема на честотомера е микроконтролерът PIC16F84A, който с помощта на външни сигнални импулси обработва получените резултати от измерването и ги показва на LCD дисплея. В допълнение, микроконтролерът периодично запитва бутоните (SB1-SB4) и контролира захранването на честотния брояч.

Характеристика на този дизайн на честотомера на микроконтролер е, че той работи заедно с компютър и е свързан към дънна платкапрез IRDA конектора. Структурата получава захранване от същия конектор

Друга верига на честотния брояч

Този честотомер също е направен на една ms, минимум дискретни елементи и може да извършва следните измервания: честота, период, честотно съотношение, времеви интервал, броене (работи като акумулатор), управление от вътрешен генератор.

Резултатите от всички измервания се показват в цифров вид на осемцифрен LED индикатор. Максималната измерена честота е 10 MHz. В други режими на измерване максималната входна честота е -2,5 MHz.

За опростяване на електрическата верига на честотомера позволява използването на евтина микросхема от типа 7216A, известна и популярна в чужбина. Това е универсален брояч на десетилетия с вграден главен осцилатор, 8-битов брояч на данни, декодер за 7-сегментен дисплей и осем изходни усилвателя за LED дисплеи. Схемата на устройството е показана на фигурата. Щифтове 28 (канал I) или 2 (канал II) се доставят с измерената импулсна последователност на TTL ниво. От щифтове 4-7, 9-12 се управляват сегменти от LED индикатори. Щифтове 15-17,19-23 се използват за мултиплексно управление на LED индикатори, а щифтове 15,19-23 също се използват за избор на обхват и режим на измерване, от който сигналите се подават през ключове и RC вериги към изводи 14 и 3 Заключение 27 се използва за задържане на показанията, а щифт 13 се използва за нулиране. Към клеми 25, 26 е свързан кварцов резонатор с честота 10 MHz. Устройството се захранва от източник +5 V (акумулатор, суха клетъчна батерия, стабилизирана мрежов блок), вътрешната консумация на IC не надвишава 5 mA, а максималният ток на светодиодите може да бъде до 400 mA.

Устройството е лесно за работа. Управлението се свежда до избор на режим на работа от превключвателя SB4: Честотомер, Периометър, Честотен коефициент, Измервател на времеви интервал, Натрупващ брояч, Управление, както и до избор на диапазона на измерване от превключвателя SB3 ( по-нисък ред): 1. 0.01 s/1 Hz, 2. 0.1 s/10 Hz, 3. 1 s/100 Hz, 4. 10 s/1 kHz.

В допълнение към микросхемата 7216A, устройството използва резистори 0,125 W, керамични кондензатори C1-C3, C6, C7, LED индикаторът е сглобен от осем цифрови 7-сегментни индикатора с общ анод ALS321B, ALS324B, ALS347B, ALS347B, ALS347B , KIPTs 01 G. Кварц малък размер на 10 MHz.

За нормална операциявериги, е необходимо да се приложи сигнал за ниво TTL към входовете. Прагът на превключване за входовете на микросхемата е 2 V, следователно, за измерване на малки сигнали, входът на устройството трябва да бъде свързан към изхода на усилвателя-формировач, който може да бъде изпълнен по всяка от известните схеми. Основното е, че той преобразува и двата сигнала с честота 1 Hz и 10 MHz в правоъгълни импулси с еднакъв успех. Желателно е да има голям входен импеданс на този усилвател. При разработването на тази схема са използвани данни от производителя на чипове ICM7216A.