Частотомер своими руками схемы. Как сделать измеритель частоты

Конструктивно прибор состоит из дисплея, образованного семью 7-сегментными светодиодными индикаторами, микроконтроллера и нескольких транзисторов и резисторов. Микроконтроллер выполняет все необходимые функции, поэтому применение каких-либо дополнительных микросхем не требуется.

Принципиальная схема прибора достаточно проста и изображена на Рисунке 2. Проект в формате Eagle (принципиальная схема и печатная плата) доступен для скачивания в секции загрузок.

Выполняемые микроконтроллером задачи просты и очевидны: подсчет количества импульсов на входе за 1 секунду и отображение результата на 7-разрядном индикаторе. Самый важный момент здесь - это точность задающего генератора (временная база), которая обеспечивается встроенным 16-разрядным таймером Timer1 в режиме очистки по совпадению (CTC mode). Второй, 8-разрядный, таймер-счетчик работает в режиме подсчета количества импульсов на своем входе T0. Каждые 256 импульсов вызывают прерывание, обработчик которого инкрементирует значение коэффициента. Когда с помощью 16-разрядного таймера достигается длительность 1 с, происходит прерывание, но в этом случае в обработчике прерывания коэффициент умножается на 256 (сдвиг влево на 8 бит). Остальное количество импульсов, зарегестрированное счетчиком, добавляется к результату умножения. Полученное значение затем разбивается на отдельные цифры, которые отображаются на отдельном индикаторе в соответствующем разряде. После этого, непосредственно перед выходом из обработчика прерывания, оба счетчика одновременно сбрасываются и цикл измерения повторяется. В «свободное время» микроконтроллер занимается выводом информации на индикатор методом мультиплексирования. В исходном коде программы микроконтроллера автор дал дополнительные комментарии, которые помогут детально разобраться в алгоритме работы микроконтроллера.

Разрешение и точность измерений

Точность измерений зависит от источника тактовой частоты для микроконтроллера. Сам по себе программный код может вносить погрешность (добавление одного импульса) на высоких частотах, но это практически не влияет на результат измерений. Кварцевый резонатор, который используется в приборе, должен быть хорошего качества и иметь минимальную погрешность. Наилучшим выбором будет резонатор, частота которого делится на 1024, например 16 МГц или 22.1184 МГц. Чтобы получить диапазон измерения до 10 МГц необходимо использовать кварцевый резонатор на частоту 21 МГц и выше (для 16 МГц, как на схеме, диапазон измерений становится немного ниже 8 МГц). Кварцевый резонатор на частоту 22.1184 МГц идеально подходит для нашего прибора, однако приобретение именно такого с минимальной погрешностью для многих радиолюбителей будет сложной задачей. В таком случае можно использовать кварцевый резонатор на другую частоту (например, 25 МГц), но необходимо выполнить процедуру калибровки задающего генератора с помощью осциллографа с поддержкой аппаратных измерений и подстроечного конденсатора в цепи кварцевого резонатора (Рисунок 3, 4).

В секции загрузок доступны для скачивания несколько вариантов прошивок для различных кварцевых резонаторов, но пользователи могут скомпилировать прошивку под имеющийся кварцевый резонатор самостоятельно (см. комментарии в исходном коде).

Входной сигнал

В общем случае на вход прибора может подаваться сигнал любой формы с амплитудой 0 … 5 В, а не только прямоугольные импульсы. Можно подавать синусоидальный или треугольный сигнал; импульс определяется по спадающему фронту на уровне 0.8 В. Обратите внимание: вход частотомера не защищен от высокого напряжения и не подтянут к питанию, это вход с высоким сопротивлением, не нагружающим исследуемую цепь. Диапазон измерений может быть расширен до 100 МГц с разрешением 10 Гц, если применить на входе соответствующий высокоскоростной делитель частоты.

Дисплей

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

Печатная плата

Двухсторонняя печатная плата имеет размеры 109 × 23 мм. В бесплатной версии среды проектирования печатных плат Eagle в библиотеке компонентов отсутствуют семисегментные светодиодные индикаторы, поэтому они были нарисованы автором вручную. Как видно на фотографиях (Рисунки 5, 6, 7) авторского варианта печатной платы, дополнительно необходимо выполнить несколько соединений монтажным проводом. Одно соединение на лицевой стороне платы - питание на вывод Vcc микроконтроллера (через отверстие в плате). Еще два соединения на нижней стороне платы, которые используются для подключения выводов сегмента десятичной точки индикаторов в 4 и 7 разряде через резисторы 330 Ом на «землю». Для внутрисхемного программирования микроконтроллера автор использовал 6-выводный разъем (на схеме это разъем изображен в виде составного JP3 и JP4), расположенный в верхней части печатной платы. Этот разъем не обязательно припаивать к плате, микроконтроллер можно запрограммировать любым доступным способом.

Загрузки

Принципиальная схема и рисунок печтаной платы, исходный код и прошивки микроконтроллера -

Если уж браться за создание цифрового частотомера, то делать сразу универсальный измерительный прибор, способный мерять частоты не до пары десятков мегагерц (что свойственно ), а до 1000 МГц . При всём этом, схема не сложнее стандартной, с использованием pic16f84 . Отличие лишь в установке входного делителя, на специализированной микросхеме SAB6456 . Этот электронный счетчик будет полезен для измерения частоты различного беспроводных оборудования, особенно передатчиков, приемников и генераторов сигналов в диапазонах УКВ.

Технические характеристики частотомера

- Напряжение питания: 8-20 V
- Потребляемый ток: 80 мА макс. 120 мА
- Входная чувствительность: макс. 10 мВ в 70-1000 МГц диапазон
- Период измерения: 0,08 сек.
- Частота обновления информации: 49 Гц
- Диапазон: 0,0 до 999,9 МГц, разрешение 0,1 МГц.

Особенности и преимущества схемы. Быстрая работа - короткий период измерения. Высокая чувствительность входного сигнала в диапазонах СВЧ. Переключаемое промежуточное смещение частоты для использования его совместно с приемником - в качестве цифровой шкалы.

Принципиальная схема самодельного частотомера на PIC

Список деталей частотомера

R1 - 39 k
R2 - 1 k
R3-R6 - 2,2 k
R7-R14 - 220
C1-C5, C6 - 100-n mini
C2, C3, C4 - 1 n
C7 - 100 ед.
C8, C9 - 22 p
IC1 - 7805
IC2 - SAB6456 (U813BS)
IC3 - PIC16F84A
T1 - BC546B
T2-T5 - BC556B
D1, D2 - BAT41 (BAR19)
D3 - HD-M514RD (красный)
X1 - 4.000 МГц кварц

Вся необходимая информация по прошивке микроконтроллера, а также полное описание микросхемы SAB6456, находятся в архиве . Данная схема многократно испытана и рекомендована к самостоятельному повторению.

Схема простого стрелочного частотомера показана на рисунке. Основу частотомера составляет триггер Шмитта и формирователь импульсов. Триггер Шмитта, будучи потенциальным реле, преобразует сигналы синусоидальной или другой формы в прямоугольные импульсы. Эти импульсы нельзя использовать для измерения, так как их длительность зависит от амплитуды входного сигнала. Их применяют для запуска формирователя импульсов на элементах DD1.3, DD1.4, которые в совокупности с R3 и одним из конденсаторов С2-С4 образуют линию задержки с фиксированной длительностью и амплитудой. Выходные импульсы подаются на прибор, отклонение стрелки которого из-за инертности подвижной системы пропорционально среднему току, протекающему через его рамку.

Схема стрелочного частотомера 20Гц-20кГц

VD1 VD2 ограничивают выходное напряжение. длительность выходного импульса формирователя определяется постоянной времени цепочки R3,C2-C4 и должна быть примерно в 5-10 раз меньше периода наивысшей измеряемой частоты. При указанных номиналах в схеме, наивысшая измеряемая частота равна 20 кГц. Подстроечные резисторы R5-R7 используются при калибровке частотомера на полное отклонение стрелки индикатора. Калибровку частотомера можно осуществлять по образцовому генератору или частотомеру. Шкала частотомера во всем диапазоне практически вся равномерная, поэтому надо только определить начальную и конечную границы шкалы.

Источник - Партин А.И. Популярно о цифровых микросхемах (1989)

Похожие статьи

Войти с помощью:

Случайные статьи

22.09.2014
Принципиальная схема ус-ва показана на рис.1, ус-во предназначено для управления коллекторным электродвигателем — дрель, вентилятор и так далее. На однопереходном транзисторе VT1 собран генератор коротких положительным импульсов для управления вспомогательным тринистором VS1. Питается генератор трапецеидальным напряжением, получаемым благодаря ограничению стабилитроном VD1 положительной полуволн синусоидального напряжения(100Гц). С появлением каждой полуволны такого …
02.10.2014
Этот источник питания предназначен для питания различных уст-в от напряжения 25-30В при токе 70мА от бортовой сети автомобиля. Мультивибратор на транзисторах с мощным выходом вырабатывает импульсы с частотой около 10кГц. Далее импульсы проходя через С3 С4 далее выпрямляются, при этом происходит обрезка импульсов с помощью VD1 VD2 для стабилизации выходного …

При настройке радиотелефона, описанного в , возникли проблемы с поиском недорогого корпуса трубки. Случайно под руки попался неисправный калькулятор, который ремонту не подлежал из-за особенностей электрической схемы - так называемый "пустой корпус" и БИС в виде одной плоской капли на монтажной плате. Сам по себе изящный корпус HL-812E размером 125x70x18 мм было жалостно выбросить, и после некоторых раздумий было решено попробовать собрать схему трубки радиотелефона. Довольно глубокая ниша размером 54x78x8 мм в принципе давала вероятность разместить все детали при небольшой доработке нижней крышки (пришлось просверлить и вырезать в ней два отверстия: под капсюль микрофона - в нижнем правом углу, и телефона - в верхнем правом углу). Для установки телескопической антенны просверлено отверстие в левой части верхнего торца корпуса калькулятора. Нижний конец антенны закреплен с помощью маленькой скобы к плате бывшего калькулятора. Дорожки, идущие к БИС от кнопок 0; 1; 2; 3; ...9; "OFF"; "С" и "АС" нужно перерезать и распаять к соответствующим точкам схемы трубки (рис. Т160 схема регулятора тока 1 в ). При сборке применены малогабаритные резисторы УЛМ-0,12, конденсаторы КД, КМ-6, К10-17 и К50-40, электролитические конденсаторы серии К53-30. Вместо УЛМ-0,12 можно применить резисторы типа МЛТ-0,125 Вт. Батарейный отсек в верхней части калькулятора (под ЖКИ индикатором) используется по своему прямому назначению - для размещения аккумулятора питания трубки. Вся собранная схема закрыта самодельной защитной крышкой размером 105x55 мм, закрепляемой саморезами через штатные отверстия корпуса.Неиспользуемые кнопки клавиатуры, такие как "V ";"%"; "MR"; "M-"; "М+"; V; "х";"-";"+"; "=";".", можно прикрыть самодельными, из пластмассы такого же цвета, что и корпус, заглушками, приклеив их к плате калькулятора. В кнопке"+" следует просверлить несколько отверстий диаметром 1,5...2,0 мм. К плате данную кнопку не приклеивают, так как она закрывает микрофон и крепится клеем к верхней крышке. Также в верхней крышке нужн...

Для схемы "Цифровой ревербepaтор"

Цифровая техникаЦифровой ревербepaторГ. Брагин. RZ4HK г. ЧапаевскЦифровой ревербератор предназначается для создания эхо-эффекта за счет задержки звукового сигнала, подаваемого на балансный модулятор трансивера. Задержанный НЧ сигнал, оптимально смешанный с основным, придает передаваемому сигналу специфическую окраску, что улучшает разборчивость при проведении радиосвязи в условиях помех, делает его "накачанным" - считается, что при этом снижается пик-фактор. (Но кто-бы мне это доказал? RW3AY) (Иллюзия снижения пик-фактора речи появляется за счет заполнения интервалов между периодами основного тона речи, задержанным во времени тем же сигналом. (RX3AKT))Ревербератор, приведенный на рис.1, состоит из микрофонного и выходного суммирующего усилителей, собранных на сдвоенном операционном усилителе К157УД2, аналого-цифрового (АЦП) и цифро-аналогового (ЦАП) преобразователей - микросхемы К554САЗ и К561ТМ2 и узла задержки, выполненного на микросхеме К565РУ5. В схеме кодировки адресов применяются микросхемы К561ИЕ10иК561ПС2. Принцип работы подобного ревербератора довольно подробно был изложен в . Резистором R1, изменяя частоту тактового генератора, можно регулировать час задержки. Резисторами R2 и R3 подбирается глубина и уровень реверберации, соответственно. Манипулируя этими резисторами, оптимизируется работа всего ревербератора. Конденсаторами, обозначенными (*), нужно достичь наилучшего качества сигнала по минимуму шумов. Большие искажения в задержанном сигнале свидетельствуют о неисправной микросхеме в узле кодировки адресов. Ревербератор собран на печатной плате из двухстороннего стеклотекстолита 130х58 мм. После сборки и настройки плата помещается в металлическую экранирующую коробочку соответствующего размера. Литература1. "В помощь радиолюбителю" № 95, стр.29. 2. Журнал "Радио" N 1 - 86...

Для схемы "Приемник на микросхеме TDA7000 (174XA42)"

РадиоприемРадиоприемник на микросхеме >TDA7000 (174XA42)/img/tda7000.gifДиапазон частот микросхемы 1,5-150 МГц.В скобках указаны номиналы конденсаторов для узкополосной ЧМ(при этом 3-ю ножку микросхемы можно оставить свободной).Чертеж печатной платы со стороны проводниковЧертеж печатной платы со стороны элементовЛитература:1. К174ХА42 - однокристальный ЧМ приемник. N 1 1997 г.2. Однокристальные ЧМ приемники. Радио N 2 1997 г.3. Радиоприемные устройства на микросхеме К174ХА42А. N 5 1997 г....

Для схемы "VOX В ТРАНСИВЕРЕ UA3RR"

Узлы радиолюбительской техникиVOX В ТРАНСИВЕРЕ UA3RRЕ. ЖЕБРЯКОВ, г. Борислав Львовской обл. Схема устройства голосового менеджмента (VOX) трансивером конструкции И. Чуканова-UA3RR ("Радио". 1973, № 11) приведена на рисунке.Переключатель В1 при работе с VOX блокирует контакты Кн1 и подает питание на устройство, а при работе с менеджментом педалью блокирует конткаты Р8/1 реле Р8 и отключает питание. № 7, 1975 г. с.15...

Для схемы "Компьютерный ТВ-тюнер в роли частотомера"

Так уж случилось, что у меня нет с возможностью измерения частот выше 100 МГц. И проблема отнюдь не в том. что не из чего собрать необходимый делитель частоты и прибавить ещё один разряд в уже имеющийся самодельный частотомер на микропроцессоре 1030ВЕ31. Дело в том. что частоты выше 100 МГц приходится измерять не чаще раза в несколько лет. и необходимости в гаком приборе, как будто бы, нет. Но все же, нет-нет, да и понадобится, а как же тогда быть?Как-то в одном из журналов для радиолюбителей рассказывалось о том. что частоту можно измерять с помощью УКВ-приемника с цифровой индикацией частоты. Речь шла о популярных в 90-х годах прошлого века карманных "китайских" радиоприемниках с низкой ПЧ и автосканированием УКВ диапазона (65. .110 МГц). 8 настоящее пора для измерения существенно большего диапазона частот можно использовать компьютерный ТВ-тюнер, предназначенный для приема аналоговых сигналов эфирного или кабельного телевидения.Если имеется внутренний PCI или PCI-Express тюнер, то чтобы превратить его в частотомер, довольно изготовить простейший переходник по схеме, показанной на рис.1. Т160 схема регулятора тока Переходник состоит из отрезка коаксиального кабеля длиной до 2 м, резистора, конденсатора, стандартного антенного штекера, зажима "крокодил", иглы-щупа и 4-5 ферритовых цилиндриков 600НН от контуров ПЧ старых радиоприемников. Цилиндрики нанизываются на кабель со стороны подключения к тюнеру. Коаксиальный кабель подключается к антенному гнезду тюнера, "крокодил" - к общему проводу ("массе") тестируемого устройства, а щуп - к местам прохождения ВЧ-сигнала. благодаря высокой чувствительности ТВ-тюнеров, иглу щупа в большинстве случаев более того не придется подключать, например, к выводам обмоток контура, выводам транзистора или кварца. Достаточно просто поднести шуп на расстояние 2...10 мм, и он, как антенна, "поймает" измеряемую частоту.Чтобы провес...

Для схемы "УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТРАНСИВЕРА UW3DI"

Радиопередатчики, радиостанцииУСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТРАНСИВЕРА UW3DIА. ЖУКОВСКИЙ (UB5UWI), г. КиевДля повышения оперативности и удобства при работе в режиме CW целесообразно в лампово-полупроводниковом трансивере UW3D1 уменьшить пора задержки системы VOX по сравнению с режимом SSB. Для этого в режиме CW параллельно резистору 1-R4 включают прибавочный резистор. Изменения, которые нужно ввести в VOX трансивера (см. Ю. Кудрявцев. Лампово-полупроводниковый трансивер. - "Радио", 1974, № 4), отмечены на рисунке штриховыми линиями.РАДИО11. 1982 г. с.20....

Для схемы "Усилители на основе логических ИМС"

Радиолюбителю-конструкторуУсилители на основе логических ИМСУ многих радиолюбителей скопились микросхемы старых типов, которые и выбросить жалостно, и приспособить некуда. Так вот цифровый интегральные микросхемы (простая логика) могут с успехом применяться в качестве аналоговых усилителей. Схемы включения и параметры усилителей для некоторых серий микросхем приведены ниже на рисунке и в таблице.Серия П а р а м е т рРис.КFизм, МГцFmax, МГцР, мВт Uвых, В Rвх, КомRвых, КомR1, КомR2, КомR3, КомKp, дб11311417817613613413113713315546,025,015,012,58,018,020,04,88,08,00,0010,10,10,11,03,01,020,01,01,00,060,350,250,22,55,540,050,040,040,00,2520,2535,065,05,02,0125,050,020,020,02,02,78,05,01,21,52,00,51,21,224,07,0--0,60,40,20,50,60,620,05,03,06,00,050,050,030,050,050,051,61,68,06,20,687,51,00,750,680,68--2,04,00,685,11,01,60,680,68-------1,0--30583650303030253025ааггбббвбб "Радиотехника" N 8, 1980 г....

Для схемы "Высокоэффективный балансный модулятор-детектор"

Узлы радиолюбительской техникиВысокоэффективный балансный модулятор-детекторМ.Саттаров. пос.Иноземцево Ставропольского краяМир состоит из парадоксов - открытия делают те, кто просто не знает, что так совершать нельзя, и делают... и открывают! Может в изложенной в этом месте идее что-то есть? Теоретики! Найдите объяснение факту. И, пожалуйста, будьте снисходительны. RX3AKT.Для повышения эффективности смесителей на полевых транзисторах в пассивном режиме просторно используется прямоугольная форма управляющих импульсов. Более эффективным способом повышения разборчивости, на мои взгляд, является использование узких импульсов, когда длительность единичного состояния составляет сотые и более того тысячные доли нулевой длительности. (Красиво сказано, не правда-ли?) На слух это воспринимается как подъем высоких частот. Резко повышается разборчивость речевого сигнала. Частотная характеристика становится более равномерной. Балансный модулятор-детектор, рис.1, собран по известной схеме А.Погосова (см. Т160 схема регулятора тока "Радио" №10-81). менеджмента содержит кварцевый генератор, собранный на микросхеме DD1, делитель частоты на 4 (он же фазовращатель) - на МС DD2 и фазовый дискриминатор на МС DD3 и DD4. Сигнал прямоугольной формы с кварцевого генератора 1 МГц поступает на цифровой фазовращатель (делитель на 4). С его выхода снимаются два противофазных сигнала с частотой 250 кГц. Известно, что в противофазном сигнале вечно имеется некоторая ошибка в разности фаз, связанная с нестабильной работой фазовращателя, которая и выделяется фазовым дискриминатором. Выделенный фазовым дискриминатором сигнал, пропорциональный ошибке фазовращателя, является опорной частотой для балансного модулятора-детек-тора, с...

Для схемы "ЧАСТОТОМЕР"

Измерительная техникаЧАСТОТОМЕР Параметры предлагаемого частотомера приведены в табл. 1.Режим работыЧастотомерЧастотомерЦифровая шкалаДиапазон измерений1 Гц..20 МГц1 МГц..200 МГц1 МГц..200 МГцДискретность1Гц10 Гц100 ГцЧувствительность40 мВ100 мВ100 мВДанный частотомер, на мои взгляд, обладает целым рядом преимуществ по сравнению с предшествующими:- современная дешевая и легко доступная элементная база;- максимальная измеряемая частота - 200 МГц;- совмещение в одном приборе и цифровой шкалы;- вероятность увеличения максимальной измеряемой частоты до 1,2 ГГц при незначительной доработке входной части прибора;- вероятность коммутации во час работы до 4 ПЧ.Измерение частоты осуществляется классическим способом: подсчет количества импульсов за фиксированныйинтервал времени.Принципиальная схема представлена на рис.1.Входной сигнал через конденсатор С4 поступает на базу транзистора VT1, который усиливает входной сигнал до уровня, необходимого для нормальной работы микросхемы DD2. Автоматическое отключение радиоаппаратуры Микросхема DD2 193ИЕЗ представляет собой высокочастотный делитель частоты, коэффициент деления которого равен10. Ввиду того что в используемое микроконтроллере К1816ВЕ31 максимальная частота счетного входа Т1 f=Fкв/24, где Fкв - частота используемого кварца, а в частотомере Fкв=8,8672 МГц, сигнал с высокочастотного делителя поступает на прибавочный делитель частоты, представляющий собой десятичный счетчик DD3. Процесс измерения частоты начинается с обнуления делителя DD3, сигнал сброса которого поступает с вывода 12 микроконтроллера DD4. Сигнал разрешения прохождения измеряемого сигнала на десятичный делитель поступает с вывода 13 DD4 через инвертор DD1.1 на вывод 12 DD1.3.По окончании фиксированного интервала времени и...

Для схемы "ЧАСТОТОМЕР - ЦИФРОВАЯ ШКАЛА"

Измерительная техникаЧАСТОТОМЕР - ЦИФРОВАЯ ШКАЛАУстройство выполняет следующие функции: - с выводом измеренного значения частоты в герцах (до 8 разрядов); - цифровой шкалы с АПЧ генератора плавного диапазона (ГПД) для радиолюбительского трансивера; - электронных часов. Основу устройства составляет программируемый контроллер PIC16F84 фирмы MICROCHIP. Большое быстродействие и широкие функциональные возможности этого контроллера позволяют подавать сигнал частотой до 50 МГц прямо на его счетный вход, т.е. можно обойтись без предварительного делителя, обычно применяемого в устройствах подобного типа. Основные параметры Диапазон измеряемых частот, МГц 0...50 Диапазон программируемых значений ПЧ, МГц 0...16 Минимальный уровень входного сигнала, мВ 200 Время измерения частоты, с 1 Погрешность измерения, Гц ±1 Напряжение питания, В 5±0,5 Ток потребления устройства, мА, не более 30Наличие электрически перепрограммируемой памяти данных внутри PIC16F84 позволило без специального оборудования перепрограммировать роль промежуточной частоты (ПЧ). Т160 схема регулятора тока Это дает вероятность оперативно встраивать цифровую шкалу в трансивер с любым (О... 16 МГц) значением промежуточной частоты. В качестве устройства индикации применен модуль ЖКИ от телефонных аппаратов типа "PANAPHONE". Ввод информации в модуль осуще-ствляется по двум линиям в последовательном коде. Полезной оказалась встроенная функция электронных часов. Малый ток потребления обуславливает малые помехи радиоприемной аппаратуре, в которую может встраиваться данное устройство. Схема устройства приведена на рис.1. На транзисторе VT1 и микросхеме DD1 выполнен формирователь входного сигнала. Микросхема DD2 выполняет функции контроллера частотомера, цифровой шкалы с АПЧ, менеджмента модулем ЖКИ, а также позволяет оперативно изменять режим работы устройства. Если на выводе 1 микросхемы DD2 присутствует уровень логической "1", то устрой...

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 переключателямиSA4 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.