Универсальная цифровая шкала. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Цифровая техника

 Комментарии к статье

При разработке этого устройства авторы ставили перед собой задачи получить высокое быстродействие, минимальные помехи радиоприему, малое потребление энергии, а также добиться универсальности в применении, т.е. возможности гибкой перестройки режима работы.

Описываемая цифровая шкала - трехвходовая, она позволяет измерять частоту сигнала в интервале 0, 01...30 МГц, Разрешающая способность - 0,1 кГц, Время измерения - 0,5 с. Уровень входного сигнала может находиться в пределах 0,25... 1,5 В. Входное сопротивление - 8,2 кОм. Узел потребляет от источника питания напряжением 15 В ток 50 мА.

Особенностью устройства является возможность его работы в нескольких режимах в соответствии с принципом формирования частоты настройки приемника или трансивера. Алгоритм работы цифровой шкалы зависит от двоичного кода на управляющих входах So, Si. Показания индикатора определяются частотами fi, fa, fs гетеродинов, сигналы которых подают на входы в соответствии с таблицей.

Устройство может быть использовано без переделок в трансиверах с одним или двумя преобразованиями частоты. Кроме того, его можно применять в качестве частотомера. При этом измеряемый сигнал может быть подан на любой "суммирующий" вход.

Принципиальная схема цифровой шкалы показана на рис. 1. Шкала состоит из входного мультиплексора DD1, формирователя импульсов в уровнях ТТЛ на транзисторах VT1- VT3, быстродействующего делителя частоты на 16 на триггерах DD2, DD3, шестидекадного реверсивного счетчика (DD10-DD15), регистра с дешифратором двоично-десятичного кода в код семисегментного индикатора (DD16-DD21), цифровых индикаторов - HG1-HG6, кварцевого генератора на элементах DD4.1, DD4.2 и узла управления (DD5-DD9).

Входные сигналы с частотами f1, f2, f3 поочередно проходят через формирователь импульсов, делитель частоты и поступают на вход счетчика. В зависимости от комбинации внешних сигналов, поступающих на входы S1, S0 узла управления, счетчик устанавливается в режим сложения или вычитания в соответствии с приведенной выше таблицей режимов работы.

Устройство управления определяет порядок следования входных сигналов, вырабатывает импульсы счета необходимой длительности, установки счетчика в нулевое состояние и записи результата счета в регистр с дешифратором. Работа всего устройства синхронизирована импульсами, формируемыми кварцевым генератором. С его выхода они через управляемый делитель частоты DD6-DD8 поступают на вход ЕС счетчика команд DD9. Общий коэффициент деления счетчиков DD6.1, DD6.2 - 64. Коэффициент пересчета микросхем DD7, DD8 равен 10, если на их входах D1-D4 низкий логический уровень, и 250 - если высокий.

Взаимодействие узлов рассмотрим с момента, когда на выходе 0 счетчика DD9 появляется импульс, разрешающий предварительную запись начального кода в реверсивные счетчики DD10-DD15. Очередной импульс, пришедший на вход ЕС счетчика DD9, вызовет появление на выходе 1 высокого логического уровня, который поступает на входы предустановки счетчика DD8, в результате чего коэффициент пересчета частоты кварцевого генератора становится равным 16000. Под действием этого сигнала также открывается первый ключ (между выводами 1 и 2) мультиплексора DD1 и сигнал с частотой f1 проходит в измерительный канал.

Счетчики DD10-DD15 при измерении частоты f1 работают в режиме суммирования, так как на их входы ±1 независимо от управляющих сигналов на входах S0, S1 с выхода элемента DD5.4 поступает высокий логический уровень. При низком уровне шестидекадный реверсивный счетчик работает в режиме вычитания.

Через 16 000 тактов кварцевого генератора (через 160 мс) появится импульс на выходе 2 счетчика команд DD9. На этом будет закончен счет входного сигнала с частотой f1.

Число импульсов, поступивших на счетчик при измерении, равно Ni=(f1/16)t1=0,01f1, где t1 - время счета, равное 160 мс.

В состоянии "2" счетчика команд DD9 формируется пауза, в течение которой запрещен счет, делитель частоты в измерительном канале устанавливается в исходное - нулевое - состояние, а вход формирователя импульсов оказывается соединенным с общим проводом через конденсатор С4. Длительность паузы - 6,4 мс, так как во время паузы коэффициент деления частоты микросхем DD7, DD8 равен 10.

После окончания паузы счетчик команд перейдет в состояние "3". При этом в измерительный канал поступает сигнал с частотой f2. Одновременно узел управления реверсом вырабатывает сигнал направления счета (логическая 1 - суммирование, 0 - вычитание) в зависимости от управляющих сигналов S0, S1. Счет сигнала частотой f2 длится также 160 мс. К концу счета число импульсов, подсчитанных счетчиком, увеличится или уменьшится на 0,01f2. По окончании счета будет сформирована пауза (счетчик команд в состоянии "4"). Аналогичные процессы происходят при исследовании сигнала с частотой f3, после чего наступает очередная пауза.

В состоянии "7" счетчика DD9 формируется последняя команда цикла. По ней информация со счетчиков. DD10- DD15 записывается в регистр с дешифратором (DD16-DD21) и отображается индикаторами HG1-HG6. Затем цикл команд повторится. Период измерения определяется суммарной длительностью всех команд и равен 505,6 мс.

Высокое быстродействие (30 МГц) получено благодаря использованию быстродействующего делителя частоты на базе ТТЛШ-триггеров DD2, DD3. Стыковка по уровням сигналов микросхем ТТЛШ и КМОП получена с помощью необычного способа питания триггеров ТТЛШ. Питание на эти микросхемы подают с выводов стабилитрона VD1, анод которого соединен с общим проводом через стабилитрон VD2. В результате уровни сигналов на выходе делителя частоты равны 6,8 (логический 0) и 10,8 (логическая 1) В. Эти уровни расположены симметрично относительно напряжения переключения счетчиков DD10-DD15, что обеспечивает нормальную работу устройства.

Статическая индикация результата и элементы КМОП обеспечивают малое излучение радиопомех и приемлемую яркость индикаторов при выбранном напряжении питания (15 В). Налаживание устройства сводится к установке частоты кварцевого генератора подбором конденсатора С6, так как точность шкалы зависит от точности установки частоты кварцевого генератора. При отсутствии счета возможно потребуется заменить стабилитрон' VD2 - КС168А на КС162А или КС156А, если напряжение переключения счетчиков DD10-DD15 окажется ниже.

Цифровая шкала смонтирована на двух печатных платах (рис.2), (рис.3), (рис.4), причем на одной из них находятся только микросхемы. Платы расположены в корпусе одна над другой. В устройстве может быть использован также кварцевый резонатор на 200 или 400 кГц. В этих случаях вывод 10 микросхемы DD6 соединяют соответственно с выводом 5 или 6, а не 4. Диоды VD3-VD9 - любые высокочастотные. Вместо дешифраторов К176ИД2 можно применить К176ИДЗ.

При установке устройства в трансивер сигналы на входы шкалы надо подавать по коротким экранированным проводам. Управляющие сигналы на входы S0, S1 снимают с переключателя диапазонов, при этом уровень логической 1 должен быть в пределах 11...15 В, О - 0...5 В.

Авторы:В. Буравлев, С. Вартазарян (UA6LD), В. Коломийцев; Публикация: Н. Большаков, rf.atnn.ru

Смотрите другие статьи раздела Цифровая техника.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Растения сигнализируют об опасности вулканической активности 17.06.2025

Извержения вулканов - одни из самых разрушительных природных явлений, и своевременное их предсказание является важной задачей для защиты жизни и имущества людей. Современные технологии позволяют отслеживать сейсмическую активность, тепловые аномалии и газовые выбросы, однако ученые из разных стран продолжают искать новые, более ранние признаки приближающейся опасности. Недавнее исследование команды под руководством вулканолога Николь Гвинн продемонстрировало необычный способ раннего обнаружения вулканической активности с помощью изменений в растительности вокруг вулкана Этна - одного из самых активных вулканов Европы. В ходе двухлетних наблюдений ученые выявили 16 случаев, когда увеличение содержания углекислого газа (CO2) в воздухе или почве совпадало с ростом показателя NDVI - нормализованного индекса растительности, отражающего интенсивность фотосинтеза и здоровье зеленых насаждений. Этот индекс широко используется для оценки густоты и жизнеспособности растительного покрова на сп ...>>

Магнит без использования полезных ископаемых 17.06.2025

Технологии все больше зависят от редких и дорогих материалов, добыча которых сопряжена с экологическими и геополитическими рисками. В связи с этим поиск альтернативных решений становится одной из важнейших задач науки и промышленности. Недавно американские ученые во главе с исследователем китайского происхождения Цзянь-Пин Ванг разработали магнит, изготовленный исключительно из железа и азота, который не содержит традиционных редкоземельных элементов. Это открытие может кардинально изменить подход к производству магнитных материалов и значительно снизить зависимость от нестабильных международных поставок. В отличие от широко используемых сегодня магнитов, содержащих редкие полезные ископаемые, такие как самарий и диспрозий, новый магнит отличается более простой и экологичной составной частью. По словам ученых, магнит, созданный из железа и азота, обладает силой магнитного поля, которая превосходит многие известные материалы на рынке. Это делает его перспективной заменой для постоянн ...>>

Скука полезна творческим людям 16.06.2025

Когда информационный поток непрерывно заполняет наше сознание, умение сделать паузу становится особенно важным. Именно в моменты кажущейся скуки мозг получает возможность перезагрузиться и активировать скрытые ресурсы, стимулирующие творческое мышление и саморефлексию. Ученые из Университета Саншайн-Кост в Австралии провели исследование, которое подтверждает, что короткие периоды скуки могут быть полезны для творческих людей и не только. Скука возникает в тот момент, когда способность человека удерживать внимание начинает снижаться, и активируется так называемая сеть пассивного режима мозга. Эта система отвечает за внутренние мысли и саморефлексию, в то время как активность исполнительной сети, которая обычно помогает сосредоточиться, заметно снижается. Таким образом, скука становится не просто неприятным ощущением, а своего рода переключателем, дающим мозгу возможность отдохнуть от постоянной концентрации. Современный ритм жизни сопровождается постоянной стимуляцией симпатическо ...>>

Случайная новость из Архива В космос отправят первый деревянный спутник 15.06.2021 Первый в мире деревянный спутник запустят в космос в нынешнем году. Спутник WISA Woodsat имеет размеры примерно 10x10x10 см и весит около 1 кг. Он сделан из березовых фанер со специальным покрытием (WISA). Устройство запитывается от девяти небольших солнечных батарей. Деревянный спутник запустят в рамках миссии, разработанной финской компанией Arctic Astronautics, которая производит наборы кубсатов для студентов. Он будет выведен на полярную орбиту с помощью ракеты Electron Rocket Lab в ноябре нынешнего года. Целью миссии является проверка поведения и долговечности фанерных панелей в экстремальных условиях пространства и оценка их пригодности для будущих миссий. Спутник оснастят двумя камерами, одна из которых будет прикреплена к металлической палке для Селфи, что позволит команде миссии наблюдать, как меняется поверхность фанеры спутника в космической среде. "Основой для фанеры является береза, и мы используем в основном то же, что вы найдете в строительном магазине или для изготовления мебели. Обычная фанера слишком влажная для использования в космосе, поэтому мы помещаем нашу древесину в термовакуумную камеру, чтобы сначала высушить ее. Затем мы наносим молекулярное наслоение, добавляя очень тонкий слой оксида алюминия, который часто используется для инкапсуляции электроники", - объяснил главный инженер Woodsat Самули Найман. 12 июня прототип спутника запустили в стратосферу на высоту 31,2 км. Полет длился 2 часа 54 минуты.

Другие интересные новости:

▪ Больные деревья меняют мировой климат

▪ Жаворонки - потомки неандертальцев

▪ Самая древняя веревка Великобритании

▪ Волосы выращены из стволовых клеток

▪ Питание гаджетов через кожу человека

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Регуляторы тембра, громкости. Подборка статей

▪ статья Космонавтика. История и суть научного открытия

▪ статья Кто и когда разрабатывал и строил летающую подводную лодку? Подробный ответ

▪ статья Пьяный узел. Советы туристу

▪ статья Модернизация электродрели. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Кабельные линии напряжением до 220 кВ. Выбор кабелей. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025