Ainult ühe K155LAZ mikroskeemi põhjal, kasutades kõiki selle 2I-NOT loogikaelemente, on võimalik ehitada suhteliselt lihtne seade, mis on võimeline mõõtma vahelduvpinge sagedust vahemikus umbes 20 Hz kuni 20 kHz. Sellise helisageduse võnkumiste mõõteseadme sisendelemendiks on Schmitti triger – seade, mis muundab selle sisendisse antud siinuselise vahelduvpinge sama sagedusega elektriimpulssideks. Ilma sellise analoogsignaali muundamiseta loogikaelemendid ei tööta ja Schmitti triger "lahtib" sisendsignaali teatud amplituudil. Kui see on läviväärtusest väiksem, ei tule päästiku väljundis impulsisignaali.
Alustame kogemusest.
Schmitti päästik. Kasutades joonisel fig. 23, a, paigaldage K155LAZ kiip leivaplaadile, lülitades sisse ainult kaks selle loogilist elementi. Siin, paneelil, asetage patareid GB1 ja GB2, mis koosnevad neljast galvaanilisest elemendist 332 või 316, ja muutuvast takistist R1 takistusega 1,5 või 2,2 kOhm (eelistatavalt funktsionaalkarakteristikuga A - lineaarne). Ühendage aku juhtmed takistiga ainult katsete ajaks.
Lülitage mikrolülituse toide sisse ja seadke alalisvoolu voltmeetri abil muutuva takisti liugur sellisesse asendisse, et vasakul oleks pinge null, vastavalt skeemile takisti R2 väljund, mis on takisti sisend. Schmitti päästik. Sel juhul on element DD1.1 ühes olekus - selle väljundviigul 3 on kõrge pinge ja element DD1.2 on nullis. See on selle päästiku elementide algseisund.
Riis. 23. Kogenud Schmitti päästik ja selle tööd illustreerivad graafikud
Nüüd ühendage alalisvoolu voltmeeter elemendi DD1.2 väljundiga ja hakake selle noolt hoolikalt jälgides liikuma sujuvalt muutuva takisti liugurit vastavalt vooluringile, väljundile ja seejärel ilma peatumata vastupidises suunas. - alumisse väljundisse, siis - ülemisse jne Mida voltmeeter sel juhul registreerib? Elemendi DD1.2 perioodiline ümberlülitamine nullseisundist üksikolekusse, s.o teisisõnu positiivse polaarsusega impulsside ilmumine päästiku väljundisse.
Vaadake samal joonisel olevaid graafikuid b ja c. 23, mis illustreerivad päästiku tööd. Muutuva takisti liugurit ühest äärmuslikust asendist teise liigutades simuleerisite kuni 3 V amplituudiga siinusekujulise vahelduvpingega eksperimentaalse seadme sisendit (joonis 23.b). selle signaali positiivne poollaine oli väiksem kui läviväärtus (U por.1), seade säilitas algse oleku. Kui saavutati lävipinge, mis võrdub ligikaudu 1,7 V (hetkel t 1), lülitusid mõlemad elemendid vastupidistesse olekutesse ja päästiku väljundisse (DD1.2 elemendi kontakt 6) ilmus kõrgetasemeline pinge. Positiivse pinge edasine tõus sisendis ei muutnud päästikelementide olekut. Kui aga mootorit liigutati vastupidises suunas, kui pinge päästiku sisendis langes umbes 0,5 V-ni (hetk t 2), lülitusid mõlemad elemendid algsesse olekusse. Päästiku väljundis ilmus uuesti kõrge pinge tase.
Negatiivne poollaine ei muutnud Schmitti päästikut moodustavate elementide olekut, kuna see osutus elemendi DD1.1 sisendahela sisemiste dioodide kaudu toiteallika ühise juhiga suletud.
Sisendvahelduvpinge järgmisel positiivsel poollainel moodustub päästiku väljundis teine positiivse polaarsusega impulss (momendid t 3 ja t 4). Korrake seda katset mitu korda ja koostage päästiku sisendi ja väljundiga ühendatud voltmeetrite näitude järgi graafikud, mis iseloomustavad selle toimimist. Need peaksid välja nägema samad, mis joonisel fig. 23. Schmitti päästiku kõige iseloomulikum tunnus on kaks erineva lävetasemega elementi.
Kordamiseks pakutud sagedusmõõturi skemaatiline diagramm on näidatud joonisel fig. 24. Loogikaelemendid DD1.1, DD1.2 ja takistid R1-R3 moodustavad Schmitti trigeri ning ülejäänud kaks sama mikroskeemi elementi moodustavad selle väljundimpulsside kujundaja, mikroampermeetri PA1 näidud sõltuvad voolutugevuse kordussagedusest. mis. Ilma kujundajata ei anna seade usaldusväärseid mõõtetulemusi, kuna impulsside kestus trigeri väljundis sõltub sisendis mõõdetava vahelduvpinge sagedusest.
Kondensaator C1 eraldub. Läbides laia helisageduse võnkumiste riba, blokeerib see signaaliallika konstantse komponendi tee. Diood VD2 sulgeb pinge negatiivsed poollained toiteahela ühisele juhtmele (põhimõtteliselt ei pruugi seda dioodi eksisteerida, kuna elemendi DD1.1 sisendis olevad sisemised dioodid saavad oma funktsiooni täita), diood VD1 piirab vooluahela amplituudi positiivsed poollained, mis võetakse vastu esimese elemendi sisendites toitepinge tasemele.
Riis. 24. Lihtsaima sagedusmõõturi skemaatiline diagramm
Päästiku väljundist (DD1.2 elemendi tihvt 6) suunatakse positiivse polaarsusega impulsid kujundaja sisendisse. Kujundaja töötab nii. Elemendi DD1.3 lülitab inverter sisse ja DD1.4 kasutatakse sihtotstarbeliselt, loogilise elemendina 2I-NOT. Niipea kui kujundi sisendis (elemendi DD1.3 klemmid 9, 10) ilmub madalpinge, lülitub element DD1.3 ühte olekusse ja selle kaudu laetakse üks kondensaatoritest C2-C4. ja takisti R4. Kondensaatori laadimisel tõuseb elemendi DD1.4 klemmi 13 positiivne pinge kõrgele tasemele. Kuid see element jääb ühte olekusse, kuna selle teises sisendis 12, aga ka Schmitti päästiku väljundis on madal pingetase. Selles režiimis läbib mikroampermeetrit väike vool. Niipea, kui Schmitti päästiku väljundisse ilmub kõrgetasemeline pinge, lülitub element DD1.4 nullseisundisse ja läbi mikroampermeetri hakkab voolama märkimisväärne vool. Samal ajal lülitub element DD1.3 nullseisundisse ja vormija kondensaator hakkab tühjenema. Kui sellel olev pinge langeb läviväärtuseni, lülitub element DD1.4 uuesti ühte olekusse. Seega tekib kujundaja väljundisse negatiivse polaarsusega impulss (vt joonis 23, d), mille käigus läbib mikroampermeetrit algsest palju suurem vool. Noole kõrvalekalde nurk, mikroampermeeter on võrdeline impulsside sagedusega: mida suurem see on, seda suurem on noole nurk.
Impulsside kestus kujundi väljundis määratakse kaasasoleva ajaseadistuskondensaatori (C2, C3 või C4) tühjenemise kestusega elemendi DD1.4 reageerimispingele. Mida väiksem on selle mahtuvus, seda lühem on impulss, seda suuremat saab mõõta sisendsignaali sagedust. Niisiis, ajastuskondensaatoriga C2, mille võimsus on 0,2 μF, suudab seade mõõta võnkesagedust ligikaudu 20 kuni 200 Hz, kondensaatoriga C3, mille võimsus on 0,02 μF - 200 kuni 2000 Hz, kondensaatoriga C4 võimsusega 2000 pF - 2 kuni 20 kHz . Takistite R5 - R7 kärpimisega seatakse mikroampermeetri osuti vastava alamvahemiku kõrgeimale mõõdetud sagedusele vastava skaala lõppmärgile. Vahelduvpinge minimaalne tase, mille sagedust saab mõõta, on umbes 1,5 V.
Vaatleme uuesti joonisel fig. 23, et meelde jätta sagedusloenduri põhimõte ja seejärel täiendada eksperimentaalset Schmitti päästikut sisendahela ja draiveri üksikasjadega ning testida seadet töös leivaplaadil. Sel ajal pole alamvahemiku lülitit vaja, ajastuskondensaatori, näiteks C2, saab ühendada otse DD1.4 elemendi klemmiga 13 ja ühe häälestustakisti või konstantse takisti takistusega 2,2 ... Mikroampermeetri vooluringi saab ühendada 3,3 kOhm. Mikroampermeeter PA1 noole 100 μA täieliku läbipainde voolu jaoks on sama, mis võrgu toiteallikas.
Asutamine. Pärast installimise lõpetamist lülitage toide sisse ja rakendage positiivse polaarsusega impulsse Schmitti päästiku esimese elemendi sisendklemmidele 1, 2. Nende allikaks võib olla ülalkirjeldatud testimpulsside generaator või mõni muu sarnane generaator. Seadke pulsi kordussagedus minimaalseks. Sel juhul peaks mikroampermeetri nool teatud nurga all järsult kõrvale kalduma ja naasma skaala nullmärgini, mis näitab, et sagedusmõõtur töötab. Kui mikroampermeeter ei reageeri sisendimpulssidele, peate takisti R2 täpsemalt valima: selle takistus võib olla vahemikus 1,8 kuni 5,1 kOhm.
Järgmisena rakendage seadme sisendile (läbi kondensaatori C1) alandatud võrgutrafost vahelduvpinge 3 ... 5 V. Nüüd peaks mikroampermeetri nool kalduma kõrvale teatud nurga võrra, mis vastab sagedusele 50 Hz. Ühendage teine sama või suurema võimsusega kondensaator paralleelselt ajastuskondensaatoriga. Noole nurk suureneb.
Samamoodi saab seadet testida ka teisel ja kolmandal mõõtealadel, kuid vastavate sageduste sisendsignaalidega.
Pärast seda saab sagedusmõõdiku osad leivaplaadilt trükkplaadile üle kanda ja sellele kinnitada häälestustakistid R5-R7 (joon. 25) ning plaadi kinnitada korpusesse, mille disainiga saab olla meelevaldne. Kondensaatorid C2 ja C3 koosnevad kumbki kahest kondensaatorist ja C4 kolmest. Korpuse esiseinale asetage mikroampermeeter, alamvahemiku lüliti (näiteks biskviit PZZN või mõni muu kahe sektsiooniga kolme asendi jaoks), sisendpesad (XS1, XS2) või klambrid.
Võimalik on aga ka teine konstruktiivne lahendus: sagedusmõõdiku tahvli saab ehitada toiteploki korpusesse ning elektriliste võnkumiste sageduse mõõtmiseks kasutada oma mikroampermeetrit. Sagedusmõõdiku skaala on kõigi mõõtmise alavahemike jaoks ühine ja peaaegu ühtlane. Seetõttu on vaja määrata ainult skaala alg- ja lõpppiirid, seoses ühega neist - alamvahemikust "20 ... 200 Hz" ja seejärel kohandada kahe ülejäänud mõõteala sageduspiire. - ulatub selleni. Edaspidi seadme lülitamisel alavahemikku "200 ... 2000 Hz" korrutatakse skaalal loetud mõõtetulemus 10-ga ning mõõtmisel alamvahemikus "2 ... 20 kHz". " - 100 võrra. Kalibreerimistehnika on järgmine. Seadke lüliti SA1 mõõteasendisse alamvahemikus "20 ... 200 Hz", häälestustakisti R5 mootor suurima takistuse asendisse ja rakendage 20 Hz sagedusega signaal pingega 1,5 heligeneraatori sagedusmõõturi sisendisse, näiteks GZ-33. .2 B.
Tehke skaalal mikroampermeetri nõela kõrvalekalde nurgale vastav märk. Seejärel häälestage heligeneraator sagedusele 200 Hz ja viige trimmitakisti R5 abil instrumendi osuti skaala lõpumärgile. Pärast seda tehke vastavalt heligeneraatori signaalidele skaalal märgid, mis vastavad sagedustele 30, 40, 50 jne kuni 190 Hz. Hiljem jagage need skaala osad veel mitmeks osaks, millest igaüks vastab mõõdetud signaali sageduse arvväärtusele.
Seejärel lülitage sagedusmõõtur teisele mõõtmise alavahemikule, kandke selle sisendisse 2000 Hz sagedusega signaal ja seadke mikroampermeetri nõel trimmeri takistiga R6 skaala lõppmärgini. Pärast seda suunake generaatorist seadme sisendisse signaal sagedusega 200 Hz. Sel juhul tuleks mikroampermeetri nool seada esimese alavahemiku 20 Hz sagedusele vastava skaala algmärgi vastu. Täpsemalt saate selle seada sellele esialgsele skaalamärgile, asendades SZ-kondensaatori või ühendades sellega paralleelselt teise kondensaatori, mis suurendab veidi nende kogumahtuvust.
Samamoodi kohandage mõõdetud sageduste kolmanda alamvahemiku piire 2 ... 20 kHz mikroampermeetri skaala järgi. Võib-olla osutuvad alamribade sagedusmõõtmise piirangud teistsuguseks või soovite neid muuta. Tehke seda, valides ajaseadistuskondensaatorid C2-C4.
Tundlikkuse paranemine. Või äkki soovite suurendada sagedusloenduri tundlikkust? Sel juhul tuleb kõige lihtsamat sagedusmõõturit täiendada sisendsignaali võimendiga, kasutades näiteks analoogmikroskeemi K118UP1G (joonis 26). See mikroskeem on kolmeastmeline võimendi telerivastuvõtjate videokanalite jaoks, millel on suur võimendus. Selle 14-kontaktiline korpus on sama, mis K155LA3 mikroskeemil, kuid toiteallika positiivne pinge rakendatakse kontaktile 7 ja negatiivne pinge kontaktile 14. Sellise võimendi korral suureneb sagedusmõõturi tundlikkus kuni 30 ... 50 mV.
Riis. 26. Võimendi, mis suurendab lihtsa sagedusmõõturi tundlikkust
Mõõdetud sagedusega võnkumised võivad olla sinusoidsed, ristkülikukujulised, saehambakujulised - mis tahes. Kondensaatori C1 kaudu sisenevad need DA1 mikroskeemi sisendisse (kontakt 3), võimendatakse ja seejärel väljundviigu 10 (ühendatud kontaktiga 9) ja kondensaatori C3 kaudu sagedusmõõturi Schmitti päästiku sisendisse. . Kondensaator C2 välistab sisemise negatiivse tagasiside, mis nõrgendab mikrolülituse võimendusomadusi.
Nüüd saab eemaldada dioodid VD1, VD2 ja takisti R1 (joonis 24), nende asemele saab paigaldada mikroskeemi ja täiendavad elektrolüütkondensaatorid. K118UP1G kiibi saab asendada K118UP1V või K118UP1A-ga. Kuid sel juhul halveneb sagedusloenduri tundlikkus mõnevõrra.
See artikkel on mõeldud neile, kes ei taha MK-ga "jännata".
Iga raadioamatöör seisab oma loomingulise tegevuse käigus silmitsi vajadusega varustada oma "labor" vajalike mõõteriistadega.
Üks seadmetest on sagedusloendur. Kellel võimalus, see ostab valmis ja keegi paneb tema kavandi kokku, vastavalt võimalustele.
Nüüd on MK-l tehtud palju erinevaid kujundusi, kuid neid leidub ka digitaalsetel mikroskeemidel (nagu öeldakse: "Google appi!").
Pärast "revisjoni" nende prügikastides selgus, et seal on 155, 555, 1533, 176, 561, 514ID1 (2) seeria digitaalsed mikroskeemid (lihtne loogika - LA, LE, LN, TM, keskmise keerukusega - IE , IR, ID , veel 80-90 aastat tootmist, visake need minema - "kärnkonn" purustatud!) Millele saate kokku panna lihtsa seadme nendest komponentidest, mis parasjagu käepärast olid.
Tahtsin lihtsalt loovust, nii et hakkasin sagedusmõõturit välja töötama.
1. pilt.
Sagedusloenduri välimus.
Joonis 2.
Sagedusloenduri plokkskeem.
Sisendseadme kujundaja.
Skeemi võtsin 80ndate Raadio ajakirjast (täpselt ei mäleta, aga tundub nagu Birjukovi sagedusmõõtja). Eelnevalt korratud, jäi tööga rahule. Kujundajas kasutati K155LA8 (töötab enesekindlalt sagedustel kuni 15-20 MHz). Kasutades sagedusmõõturis 1533 seeria mikroskeeme (loendurid, sisendikujundaja), on sagedusmõõturi töösagedus 30-40 MHz.
Joonis 3
Mõõteintervallide sisendkujuja ja CG.
Peaostsillaator, mõõteintervalli kujundaja.
Peaostsillaator on kokku pandud K176 kella MS-le, mis on näidatud joonisel 3 koos sisenddraiveriga.
MS K176IE12 kaasamine on tüüpiline, erinevusi pole. Moodustuvad sagedused 32,768 kHz, 128 Hz, 1,024 kHz, 1 Hz. Kasutatakse hädaolukordades ainult 1 Hz. Sõidukiüksuse juhtsignaali moodustamiseks jagatakse see sagedus 2-ga (0,5 Hz) MS K561TM2 (CD4013A) (kasutatakse ühte D-päästikut).
Joonis 4
intervallsignaalid.
Signaaligeneraator loendurite KR1533IE2 lähtestamiseks ja salvestusregistritesse kirjutamiseks K555IR16
Kokkupanduna MS K555 (155) AG3 peale (kaks ooterežiimi multivibraatorit ühes korpuses), saab kasutada ka kahte MS K155AG1 (vt joon. nr 3).
Juhtsignaali MS AG3 vähenemisel genereerib esimene w / m Rom-impulsi - kirjutades salvestusregistritesse. Vastavalt Rom-impulsi vaibumisele moodustub loendurite päästikute teine f / m lähtestusimpulss KR1533IE2 Reset.
Joonis 5
Lähtestage signaal.
Sageduse mõõtmiseks sai 2 K555IR16 ja 4 K555 (155) LE1 peale kokku pandud plokk (skeemi leidsin netist, olemasolevat elementaarbaasi parandasin enda jaoks veidi).
Sagedusmõõturit saab lihtsustada ja mitte kokku panna ebaoluliste nullide kustutamise ahelat (joonis nr 9 näitab sagedusmõõdiku vooluringi ilma tähtsusetute nullide kustutamise ahelata), sel juhul kõik näidikud lihtsalt süttivad, vaadake ise, kuidas sa tunned paremini.
Kogusin selle, sest mul on lihtsalt meeldivam sagedusmõõturi tahvlit vaadata.
Joonis 6 Ebaoluliste nullide tühistamise skeem.
Dokumentatsiooni järgi on tüüpiline loendurite KR1533IE2, registrite K555IR16, dekoodrite KR514ID2 kaasamine.
Joonis 7
Loendurite ja dekoodrite sisselülitamise skeem.
Kogu hädaabi on kokku pandud 5 tahvlile:
1, 2 - loendurid, registrid ja dekoodrid (igal tahvlil 4 aastakümmet);
3 - ploki tühjendamine ebaolulised nullid;
4 - põhiostsillaator, mõõteintervalli kujundaja, Rom ja Reset signaali kujundaja;
5 - toiteallikas.
Tahvli suurused: 1 ja 2 - 70x105, 3 ja 4 - 43x100; 5 - 50x110.
Joonis 8
Ahela ühendamine ebaoluliste nullide summutamiseks sagedusmõõturis.
Jõuseade. Kokkupandud kahele MS 7805-le. Lisad on tüüpilised, nagu on soovitanud tootja. Toiteotsuse langetamiseks viidi läbi avariiolukordade voolutarbimise mõõtmised, samuti kontrolliti UPSi ja PWM stabilisatsiooniga PSU kasutamise võimalust. Kontrollitud: UPS monteeritud TNY266PN-le (5V, 2A), PSU koos PWM-iga LM2576T-ADJ baasil (5V, 1,5A). Üldised märkused – ES ei tööta korralikult, sest. impulsid läbivad toiteahelat draiverite sagedusega (TNY266PN puhul umbes 130 kHz, LM2576T-ADJ puhul - 50 kHz). Filtrite kasutamine suuri muutusi ei näidanud. Niisiis, peatusin tavalise toiteallika juures - trans, dioodsild, elektrolüüdid ja kaks MS 7805. Kogu hädaolukorra voolutarve (näidikutel kõik "8") on umbes 0,8 A, kui indikaatorid on välja lülitatud - 0,4 A.
Joonis 9
Sagedusmõõdiku vooluring ilma maha jääva nulli summutusahelata.
Toiteallikas kasutasin hädaabi toiteks kahte MS 7805. Üks stabilisaatori MC toidab sisendkujundaja plaati, dekoodri juhtplokki (ebaoluliste nullide kustutamine) ja ühte vastudekooderite plaati. Teine MS 7805 - toidab teist vastudekooderite ja indikaatorite tahvlit. Ühele 7805-le on võimalik toiteplokk kokku panna, aga see tuleb korralikult soe, tekib probleem soojuse hajumisega. Hädaolukordades saab kasutada MS seeriaid 155, 555, 1533. Kõik oleneb võimalustest ....
Joonis 10, 11, 12, 13.
Sagedusloenduri struktuur.
Võimalik asendus: K176IE12 (MM5368) K176IE18, K176IE5 (CD4033E) vastu; KR1533IE2 mudelitel K155IE2 (SN7490AN, SN7490AJ), K555IE2 (SN74LS90); K555IR16 (74LS295N) saab asendada K155IR1-ga (SN7495N, SN7495J) (need erinevad ühe väljundi poolest) või teabe salvestamiseks kasutada K555 (155) TM5 (7) (SN74LS77, SN74LS75); OA-ga indikaatorite dekooder KR514ID2 (MSD101), OK-ga indikaatorite jaoks saab kasutada ka KR514ID1 (MSD047) dekoodrit; K155LA8 (SN7403PC) 4 elementi 2I-NOT avatud kollektoriga - K555LA8 peal; K555AG3 (SN74LS123) mudelil K155AG3 (SN74123N, SN74123J) või kaks K155AG1 (SN74121); K561TM2 (CD4013A) kuni K176TM2 (CD4013E). K555LE1 (SN74LS02).
P.S. OA-ga saab kasutada erinevaid indikaatoreid, ainult voolutarve segmendi kohta ei tohiks ületada dekoodri väljundkoormusvõimet Piirtakistid sõltuvad kasutatava indikaatori tüübist (minu puhul 270 oomi).
Allpool arhiivis on kõik vajalikud failid ja materjalid sagedusmõõturi kokkupanekuks.
Edu kõigile ja kõike head!
3. klasside ringi teemakava peaks sisaldama kõrgendatud keerukusega digitehnoloogia seadmete, näiteks digitaalse sagedusmõõturi õpet ja disainimist.
Sellise mõõteseadme näiteks võib olla siin kirjeldatud viiekohaline sagedusmõõtur koos mõõtmistulemuste digitaalse näiduga, mis on välja töötatud Sverdlovski oblasti Berezovski linna noorte tehnikute raadioklubis V. Ivanov. Seade võimaldab mõõta elektriliste võngete sagedust vahemikus 100...99999 Hz ning sellega saab seadistada erinevaid generaatoreid, elektroonilisi kellasid, automaatikaseadmeid. Sisendsignaali amplituud - 1...30 V.
Riis. 130. Digitaalse sagedusmõõturi ehitusskeem
Sagedusmõõturi plokkskeem on näidatud joonisel 130. Selle põhielemendid on: mõõdetud sageduse impulsspingesignaali generaator fx, tugi- (referents)sageduse generaator, elektrooniline võti, digitaalse näidikuplokiga impulssloendur ja juhtseade, mis korraldab seadme tööd. Selle tööpõhimõte põhineb arvesti sisendisse sisenevate impulsside arvu mõõtmisel rangelt määratletud aja jooksul, mis selles seadmes on 1 s. See vajalik mõõtmise ajavahemik moodustatakse juhtseadmes.
Signaal fx, mille sagedust tuleb mõõta, juhitakse impulsspinge kujundaja sisendisse. Siin muundatakse see ristkülikukujulisteks impulssideks, mille kordussagedus vastab sisendsignaali sagedusele. Järgmisena juhitakse teisendatud signaal ühte elektroonilise võtme sisenditest ja mõõteaja intervalli signaal võtme teise sisendisse, hoides seda avatud olekus 1 s.
Selle tulemusel ilmub elektroonilise võtme väljundisse ja seega ka loenduri sisendisse impulsspuhang. Loenduri loogiline olek, millesse see pärast võtme sulgemist satub, kuvab juhtseadme määratud ajaintervalli jooksul digitaalse näiduploki.
Sagedusmõõdiku skemaatiline diagramm on näidatud joonisel 131. Sagedusmõõdik kasutab lisaks transistoridele kaheksat K176 seeria digitaalset mikrolülitust ja viit (vastavalt numbrite arvule) seitsmesegmendilist IV-6 tüüpi fluorestsentsindikaatorit. . Spetsiaalselt elektrooniliste kellade jaoks mõeldud mikroskeem K176IE12 (D1) sisaldab ostsillaatorit (sümbol G), mis on loodud töötama koos välise kvartsresonaatoriga Z1 sagedusel 32 768 Hz. Mikroskeemi sagedusjagurid jagavad generaatori sagedust kuni 1 Hz. See sagedus, mis moodustub omavahel ühendatud mikroskeemi kontaktidel 4 ja 7, on sagedusmõõturis eeskujulik.
K176LE5 (D2) kiibil on neli 2OR-NOT loogilist elementi ja K176TM1 (D3) kiibil on kaks D-flip-flopi. Üks elementidest 2OR-NOT täidab elektroonilise võtme funktsiooni (D2.4) ning ülejäänud kolm ja mõlemad D-flip-flops töötavad juhtseadmes.
Iga K176IE4 mikroskeem (D4-D8) sisaldab kümnepäevase impulsi loendurit, st loendurit kuni 10, ja selle loogilise oleku muundurit (dekoodrit) seitsmesegmendilise indikaatori juhtsignaalideks. Nende mikroskeemide väljunditel a-d genereeritakse signaale, mis annavad numbrite säraga indikaatorid H1 - H5, mille väärtus vastab loendurite loogilisele olekule. Kiip D4 ja indikaator H1 moodustavad sagedusmõõdiku kõige vähemtähtsa numbri ning kiip D8 ja indikaator H5 moodustavad sagedusmõõdiku suurima loenduskoha.
Seadme konstruktsioonis peaks indikaator H5 olema kõige vasakpoolsem ja H1 - kõige parem.
Mikroskeemide, transistoride ja indikaatorite juhtelektroodide toiteks saab kasutada kahte järjestikku ühendatud 3336L (GB1) akut ning indikaatorite filamentide toiteks ühte elementi 343 või 373 (G1).
Impulsspinge kujundaja moodustavad transistorid V2-V5. Signaali fx, mis suunatakse selle sisendisse läbi pistikupesa X1, lüliti S1, kondensaatori C1 ja takisti R1, võimendab ja amplituudi piirab transistoride V2 ja US diferentsiaalkaskaadi. Koormustakistilt R5 suunatakse signaal teise astme transistori V4 alusele, mis töötab inverterina. Takisti R8, mis loob nende kaskaadide vahel positiivse tagasiside, annab neile töö käivitava iseloomu. Sel juhul moodustuvad transistori V4 kollektoril järskude frondite ja langustega impulsid, mille kordussagedus vastab uuritava signaali sagedusele. Transistoril V5 olev kaskaad piirab impulsside pinge tasemeni, mis tagab mikroskeemidele vajaliku töörežiimi Järgmisena juhitakse teisendatud signaal elektroonilise võtme D2.4 sisendklemmile 12. Võtme teine sisendväljund on ühendatud 1 s mõõteaja intervalli kujundaja väljundiga. Seetõttu kuvatakse impulsside arv, mis on selle aja jooksul läbinud elektroonilise võtme loendurile, indikaatoritega hertsides.
Riis. 132. Sagedusmõõturi juhtseadme tööd illustreerivad ajastusskeemid
Juhtseadme tööd illustreerivad ajastusskeemid (joonis 132).
Päästiku D3.2 sisendis C (kontakt 11) võetakse pidevalt vastu tugisagedusgeneraatori impulsse (joonis 132, a) ja päästiku D3.1 samal sisendil - käivitusgeneraatori impulsse, mis kogutakse loogikaelementidele. D2.1 ja D2.2 (joonis 132, b). Esialgsel juhul võtame juhtumi, kui mõlemad päästikud on nullseisundis. Sel ajal suunatakse päästiku D3.2 pöördväljundile mõjuv kõrgetasemeline pinge elektroonilise võtme D2.4 sisendklemmile 13 ja sulgeb selle. Sellest hetkest alates peatub klahvi kaudu mõõdetud sagedusega signaaliimpulsside liikumine loenduri sisendisse. Päästiku generaatori impulsi päästiku D3.1 sisendisse C ilmumisel võtab see päästik ühe oleku ja valmistab otseväljundis kõrge pingega päästiku D3.2 ette edasiseks tööks. Samal ajal ilmub elemendi D2.3 kontaktile 9 madalpinge, mis on ühendatud päästiku D3.1 ümberpööratud väljundiga. Tugisagedusgeneraatori järgmine impulss lülitab päästiku D3.2 ühte olekusse. Nüüd on selle ümberpööratud väljundis ja elemendi D2.4 kontaktis 13 madalpinge, mis avab elektroonilise võtme ja laseb seeläbi mõõdetud sagedusega signaaliimpulsse sellest läbi.
Päästiku D3.2 (kontakt 13) otseväljund on ühendatud päästiku D3.1 R-sisendiga (kontakt 4). Seega, kui klapp D3.2 on ühes olekus, lülitab see otseväljundis kõrgetasemelisele pingele toimides klambri D3.1 nullolekusse. See päästik on nullolekus seni, kuni säilib mõõtmise ajavahemik. Järgmine tugisagedusgeneraatori impulss D3.2 päästiku sisendis C lülitab selle nullseisundisse ja sulgeb elektroonilise võtme kõrgetasemelise pingega pöördväljundis. Selle tulemusena peatatakse mõõdetud sagedusega signaaliimpulsside üleminek loendurile ja algab mõõtetulemuste digitaalne näitamine (ras 132, (5, g).
Igale mõõtmisintervallile eelneb D4-D8 mikroskeemide 5 R-sisendi viigudele lühiajaline positiivse polaarsusega impulss (joonis 132, d), mis lähtestab loenduri päästikud nullseisundisse. Sellest hetkest algab loendustsükkel - see näitab sagedusmõõturi tööd. Lähtestamisimpulsside moodustumine toimub loogikaelemendi D2.3 väljundis selle madalpinge sisendites kokkulangemise hetkedel. Näiduaega saab sujuvalt muuta 2 ... 5 piires trigerimpulsi generaatori takistiga R17.
Võtmerežiimis töötav transistori V6 kollektori ahelas olev LED V7 on näiduaja kestuse visuaalne jälgimine.
Sagedusmõõtur annab võimaluse jälgida selle toimimist. Selleks viiakse lüliti S1 asendisse "Juht", milles seadme sisendvooluahel on ühendatud tugisagedusgeneraatori D1 mikroskeemi klemmiga 14. Kui sagedusmõõtur töötab korralikult, peaksid indikaatorid näitama sagedust 32 769 Hz.
Riis. 133. Sagedusmõõturi välimus
Kirjeldatud sagedusmõõdiku välimus on näidatud joonisel 133. Läbi korpuse esiseinas oleva pikliku ristkülikukujulise augu, mis on kaetud rohelise orgaanilisest klaasist plaadiga,
Helendavad indikaatorite arvud on selgelt nähtavad. Aukust vasakul on LED-indikaatori V7 "silm". Selle all on muutuv takisti R17 mõõtetulemuse ja sisendpesa X1 näidu kestuse seadistamiseks. Nendest vasakul on toitelüliti S2 ("I") ja kaheosaline lüliti S1 "Measurement-control". Kui vajutate nuppu "K" (juhtimine), ühendatakse impulsspinge kujundaja sisend võrdlussageduse generaatoriga ja kui vajutate nuppu "I" (mõõtmine) - sisendpesasse X1.
Sagedusmõõturi muud osad on paigaldatud kahele 115X60 mm mõõtmetega trükkplaadile, mis on valmistatud fooliumklaaskiust paksusega 1 mm. Ühel neist (joonis 134, a) on üksikasjad impulsspinge generaatori, tugisagedusgeneraatori ja juhtseadme kohta, teisel (joonis 134, b) - mikroskeemid D4-D8 ja digitaalsed indikaatorid H1-H5 . Kõik fikseeritud takistid tüüpi MLT. Trimmeri takisti R3 - SDR-16, muutuja R17 võib olla mis tahes tüüpi. Oksiidkondensaatorid SZ ja C5-K50-6 või K53-1A, mittepolaarsed C1 ja C8 - K53-7 (saab asendada K73-17 tüüpi kondensaatorite komplektidega). Kondensaatorid C2, C4 võivad olla KLS või K73-17 tüüpi, C6 - keraamilised KT-1, KM, häälestuskondensaatorid C7-KPK-MP. Lüliti S1 "Measurement-control" moodustab kaks surunupplülitit P2K, millel on sõltuv fikseerimine vajutatud asendis; toitelüliti S2 - ka P2K, kuid ilma fikseerimiseta, st naasmisega algasendisse, kui nuppu uuesti vajutada.
Kiibi K176IE12 saab asendada sarnase K176IE5 kiibiga, reguleerides vastavalt trükkplaadile trükitud juhte. Digitaalsed indikaatorid võivad olla IV-3A tüüpi (IV-6 asemel), kuid siis tuleb nende hõõgniitide toiteahelasse lisada 2-oomine takisti, mille hajutusvõimsus on 0,5 W.
Veavaba monteeritud sagedusmõõdiku rajamine taandub peamiselt impulsspingekujundaja parima tundlikkuse seadmisele ja vajadusel võrdlussageduse generaatori reguleerimisele. Kui vajalik tundlikkus on seadistatud, antakse generaatorist 34 sagedusmõõturi sisendisse signaal amplituudiga 1 V, elektroonilise võtme D2.4 väljundiga ühendatakse ostsilloskoop ja kasutatakse häälestustakistit R3. et saavutada ostsilloskoobi ekraanil impulsside puhanguid. Generaatori eeskujuliku sageduse reguleerimine toimub: ligikaudu - valides kondensaatori C6, täpselt - häälestades kondensaatorit C7. Häälestamise täpsust kontrollib eeskujulik sagedusmõõtur, mis on ühendatud D1 kiibi 14 viiguga.
Väga lihtsa digitaalse sagedusloenduri skeem võõra elemendi baasil
Tere päevast, kallid raadioamatöörid!
Tere tulemast saidile ""
Selles saidi artiklis raadioamatöör kaalume teist lihtsat amatöörraadio skeem – sagedusmõõtur. Sagedusmõõtur on kokku pandud välismaise elemendi alusele, mis on kohati kodumaisest ligipääsetavam. Skeem on lihtne ja kordamiseks juurdepääsetav algaja raadioamatöör.
Sagedusmõõturi ahel:
Sagedusmõõtur valmistatud mõõteloenduritel HFC4026BEY, CD40 seeria mikroskeemidel ja ühise katoodiga HDSP-H211H seitsmesegmendilistel LED indikaatoritel. 12-voldise toitepingega saab sagedusmõõtja mõõta sagedusi vahemikus 1 Hz kuni 10 MHz.
HFC4026BEY on kiire CMOS-i loogika-IC, mis sisaldab kümnendloendurit ja dekoodrit 7-segmendilise ühiskatoodiga LED-i jaoks. Sisendimpulssid suunatakse sisendisse “C”, millel on Schmitti triger, mis võimaldab sisendimpulsside kujundaja ahelat oluliselt lihtsustada. Lisaks saab loendussisendi “C” sulgeda, rakendades mikrolülituse viigule 2 loogilist üksust. Seega puudub vajadus mõõteperioodi jooksul välise võtmeseadme järele, mis edastab impulsse loenduri sisendisse. Näidu saate välja lülitada, rakendades kontaktile 3 loogilise nulli. Kõik see lihtsustab sagedusmõõdiku juhtimisahelat.
Sisendvõimendi tehakse transistoril VT1 vastavalt võtmeahelale. See teisendab sisendsignaali suvalisteks lainekujudeks. Impulsside ruudulisuse annab Schmitti triger, mis on saadaval mikrolülituse sisendis “C”. Dioodid VD1-VD4 piiravad sisendsignaali amplituudi. Võrdlussignaali generaator põhineb CD4060B kiibil. Kvartsresonaatori kasutamise korral sagedusel 32768 Hz eemaldatakse mikrolülituse kontaktilt 2 sagedus 4 Hz, mis siseneb juhtimisahelasse, mis koosneb kümnendloendurist D2 ja kahest RS-kivertist D3 mikroskeemil. . Kui kasutate resonaatorit sagedusel 16384 Hz (Hiina äratuskelladest), tuleb sagedus 4 Hz eemaldada mitte mikroskeemi 2. väljundist, vaid 1. väljundist.
CD4060B kiibi saab asendada teise xx4060 tüüpi analoogiga (näiteks NJM4060). CD4017B kiibi saab asendada ka mõne teise xx4017 tüüpi analoogiga või kodumaise K561 IE8, K176 IE8 kiibiga. CD4001B mikroskeem on meie K561IE5, K176IE5 mikroskeemide otsene analoog. HFC4026BEY kiibi saab asendada täisanaloog CD4026 vastu, kuid maksimaalne mõõdetav sagedus on 2 MHz. Sagedusmõõturi sisendi ul ahel on primitiivne, selle saab asendada mõne arenenuma sõlmega.
Isemonteerimiseks pakutav sagedusmõõtur on suhteliselt madala sagedusega, kuid võimaldab mõõta kuni mitme megahertsi sagedusi. Sagedusmõõturi numbrimaht sõltub paigaldatud digitaalnäidikute arvust. Sisendtundlikkus ei ole halvem kui 0,1 V, maksimaalne sisendpinge, mida see kahjustamata talub, on umbes 100 V. Näiduaeg ja mõõtmisaeg vahelduvad, ühe tsükli kestus on 1 sek. mõõtmine ja 1 sek. - näidustus. See on kokku pandud klassikalise skeemi järgi 1 Hz sagedusgeneraatoriga spetsiaalsetel mikroskeemide loenduritel, mida kasutatakse eriti digitaalsetes kellaahelates:
K176IE5-l pandi tüüpilise skeemi järgi kokku “teine” generaator, mille kvarts- “kella” resonaator oli 16,384 Hz. Kondensaator C2 on häälestuskondensaator, mis võimaldab teatud piirides sagedust vajaliku täpsusega reguleerida. Takisti R1 valitakse ahela kõige stabiilsema käivitamise ja genereerimise häälestamisel. Ahel C3 VD1 R2 genereerib iga teise loendusperioodi alguses kogu vooluringi lühikese "lähtestus" impulsi.
Transistor VT2 töötab nagu võti: kui selle kollektorile antakse konstantne toitepinge loendusahelast (loogika tase "1"), edastab see sisenddraiveri impulsse, mis seejärel suunatakse kümnendloenduritele ja digitaalsetele LED-indikaatoritele. . Kui selle kollektorile ilmub loogilise "0" tase, väheneb transistori võimendus järsult ja sisendimpulsside loendamine peatub. Neid tsükleid korratakse iga 1 sekundi järel.
K176IE5 asemel saate kasutada ka K176IE12 kiipi, millel on sarnane funktsioon:
Mõlemal juhul kasutatakse kella kvartsi sagedusel 16 348 Hz (neid kasutatakse sageli näiteks erineva suuruse ja tüüpi "hiina" elektroonilistes kellades). Aga võib ka kodumaise kvartsi panna 32768 Hz peale, siis tuleb sagedust poole võrra alla lasta. Selleks saate K561TM2 päästikul kasutada tüüpilist "jagaja 2" ahelat (selle korpuses on kaks päästikut). Näiteks nagu on näidatud ülaltoodud joonisel (tähistatud punktiirjoonega). Seega saame väljundis vajaliku sageduse (teised impulsid).
Transistori võtme kollektor (esimesel diagrammil KT315) on ühendatud mikroskeemide loendus- ja näiduseadmega - kümnenddekoodri loendurid ja digitaalsed LED-indikaatorid:
ALS333B1 indikaatorite asemel saate kasutada ALS321B1 või ALS324B1 ilma vooluringi muutmata. Või mis tahes muud sobivad näitajad, kuid need sõltuvad nendest. Pinouti saab määrata teatmekirjandusest või lihtsalt "helistada" indikaatorit "akuga" 9 V pingega 1 kOhm takistiga, mis on jadamisi ühendatud (valgustusega). Dekoodri kiipide ja indikaatorite arv võib olla ükskõik milline, olenevalt loenduri kogu vajalikust bitisügavusest (näitude numbrite arv).
Sel juhul kasutati kolme saadaolevat väikese suurusega K490IP1 tüüpi märgisünteesi indikaatorit - juhitavad digitaalsed indikaatorid, punane helendus, mis on mõeldud kasutamiseks raadioelektroonikas. Juhtahel on valmistatud CMOS-tehnoloogia abil. Indikaatoritel on 7 segmenti ja koma, mis võimaldavad mängida mis tahes arvu vahemikus 0 kuni 9 ja koma. Tähemärgi kõrgus 2,5 mm):
Need indikaatorid on mugavad selle poolest, et need ei sisalda mitte ainult indikaatorit ennast, vaid ka vastudekoodrit, mis võimaldab vooluringi oluliselt lihtsustada ja muuta see väga väikeseks. Allpool on diagramm selliste mikroskeemide loendusnäidu kohta:
Nagu diagrammil näha, vajavad need MS-id kahte eraldi toiteallikat – LED-ide endi ja vastudekoodri ahela jaoks. MS mõlema "osa" toitepinged on aga samad, seega saab neid toita samast allikast. Kuid "numbrite" heledus sõltub "indikaatori" toitepingest (tihvtid 1) ja dekoodri ahela (tihvtid 5) toitepinge väärtus mõjutab mõnevõrra tundlikkust ja stabiilsust. need liikmesriigid tervikuna. Seetõttu tuleks seadistamisel need pinged valida eksperimentaalselt (9-voldise toite korral saab pinge pisut alandamiseks kasutada täiendavaid "kustutus" takisteid). Sel juhul on hädavajalik šunteerida kõik mikroskeemide toitejuhtmed kondensaatoritega, mille võimsus on 0,1–0,3 mikrofaradi.
Indikaatorite "punktide" kustutamiseks peaksite 9 indikaatori väljunditest lahti ühendama pinge +5 ... 9 V. LED HL1 on loenduri "ülevoolu" indikaator. See süttib, kui loendus jõuab 1000-ni ja sel juhul (kui MC-näidikuid on kolm, nagu sellel diagrammil), näitab see vastavalt kilohertsi ühikute arvu - selles teostuses saab loendur tervikuna lugeda ja näidata ” sagedus 999 Hz. Loenduri numbrimahu suurendamiseks on vaja vastavalt suurendada dekooder-indikaatori mikroskeemide arvu. Antud juhul oli selliseid mikroskeeme ainult kolm, seega pidin lisama 3 K176IE4 mikroskeemile (või samalaadse 10-ga sarnase vastasjaguriga mikroskeemide) sagedusjaotusploki ja vastava lüliti. Üldiselt nägi skeem välja selline:
Lüliti juhib ka indikaatorite sisse / välja "punkte", et mõõdetud sageduse kuvatavat väärtust paremini visuaalselt tajuda. See on liugur, kahekordne, nelja asendiga (sellist kasutatakse näiteks imporditud raadiomagnetofonides). Seega on lüliti erinevates asendites sageduse mõõtmisel ja kuvamisel järgmine tähendus ja vorm:
"999 Hz" - "9,99 kHz" - "99,9 kHz" - "999. kHz". Kui sageduse väärtus ületab 1 MHz, süttib HL2 LED, 2 MHz - süttib kaks korda jne.
Suur tähtsus sageduse mõõtmisel on sisendastme - signaali konditsioneeri - kvaliteet. Sellel peab olema kõrge sisendtakistus, et mitte mõjutada mõõdetud vooluringi ega teisendada mis tahes kujuga signaale ristkülikukujulisteks impulsside jadaks. Selles konstruktsioonis kasutatakse sobivat astmeahelat, mille sisendis on väljatransistor:
See sagedusmõõturi ahel pole muidugi parim võimalik, kuid annab siiski enam-vähem vastuvõetava jõudluse. See valiti peamiselt konstruktsiooni üldmõõtmete põhjal, mis osutusid väga kompaktseks. Kogu ahel on kokku pandud plastikust hambaharja korpusesse:
Mikroskeemid ja muud elemendid on joodetud kitsale leivaplaadi ribale ja kõik ühendused tehakse MGTF tüüpi juhtmete abil. Signaali konditsioneeri sisendastme seadistamisel on vaja valida takistused R3 ja R4, et saavutada väljatransistori allikas pinge 0,1 ... 0,2 volti. Siin saab transistoreid asendada sarnaste, piisavalt kõrge sagedusega.
Sagedusmõõturi toiteks saate kasutada mis tahes vahelduvvooluadapterit, mille stabiliseeritud väljundpinge on 9 volti ja koormusvool vähemalt 300 mA. Kas paigaldage sagedusmõõturi korpusesse 9-voldise KREN-kiibi külge stabilisaator ja toite see 12-voldise väljundpingega adapterist või võtke toide otse mõõdetud vooluringist, kui toitepinge on vähemalt 9 volti. Iga mikroskeem peab olema toiteallika jaoks šunteeritud kondensaatoriga suurusjärgus 0,1 mikrofaradi (kondensaatorid saab jootma otse “+” ja “-” toitejalgadele). Sisendsondina saate kasutada terasest nõela, mis on joodetud plaadi sisend "platvormi" külge, ja pakkuda "tavalist" traati "krokodilli" klambriga.
See disain on “loodud” 1992. aastal ja on siiani edukalt toiminud. Andrei Barõšev.
Arutage artiklit DIGITAALSAGEDUSE MÕÕTJA KÄTEGA
