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:

Власть является ключевым фактором счастья в отношениях 11.03.2026

Исследования семейных и романтических отношений показывают, что длительное счастье пары зависит не только от привычных факторов, таких как доверие, уважение и преданность, но и от более тонких психологических аспектов. Современные ученые ищут закономерности, которые отличают действительно счастливые пары от остальных, чтобы понять, какие механизмы поддерживают гармонию в отношениях. Группа исследователей из Университета Мартина Лютера в Галле-Виттенберге и Бамбергского университета провела опрос среди 181 пары, которые состояли в совместных отношениях более восьми лет и прожили вместе хотя бы месяц. Участники заполняли анкету, описывая различные аспекты своих отношений, включая распределение обязанностей, эмоциональную поддержку и степень вовлеченности в совместные решения. Анализ данных показал интересный паттерн: пары, где оба партнера ощущали высокий уровень личной власти, оказывались наиболее счастливыми и удовлетворенными. В данном контексте под властью понимается способност ...>>

Защищенная колонка-повербанк Anker Soundcore Boom Go 3i 11.03.2026

Компания Anker представила новую модель линейки Soundcore - колонку Soundcore Boom Go 3i, ориентированную на активное использование на улице. Новинка отличается высокой степенью защиты: корпус соответствует стандарту IP68, что обеспечивает водо- и пыленепроницаемость, а ударопрочный дизайн выдерживает падение с высоты до одного метра. За качество звука отвечает 15-ваттный драйвер, обеспечивающий пик громкости до 92 дБ, а технология BassUp 2.0 усиливает низкие частоты, делая звучание более насыщенным. Колонка обладает автономностью до 24 часов, а LED-индикатор позволяет контролировать уровень заряда батареи. Кроме того, Soundcore Boom Go 3i может выполнять функцию павербанка: согласно внутренним тестам, устройство способно зарядить iPhone 17 с нуля до 40% за один час, что делает его полезным аксессуаром в походах и поездках. Среди функциональных особенностей модели стоит выделить технологию Auracast, которая улучшает подключение и позволяет создавать стереопару из двух колонок ...>>

Раннее воздержание от алкоголя перестраивает мозг и иммунитет 10.03.2026

Алкогольная зависимость - хроническое расстройство с компульсивным употреблением спиртного, которое влияет не только на поведение, но и на функционирование мозга и иммунной системы. Недавние исследования показали, что даже на ранних этапах воздержания организм начинает перестраиваться, открывая новые возможности для терапии зависимости. Ученые сосредоточились на пациентах, находящихся в первые недели абстиненции, и зафиксировали значительные изменения в мозговой активности. С помощью функциональной магнитно-резонансной томографии они выявили перестройку сетей нейронных связей, отвечающих за контроль импульсов и принятие решений. Эти изменения могут быть ключевыми для восстановления самоконтроля и снижения риска рецидива. Одновременно с нейронной перестройкой исследователи наблюдали колебания иммунной системы. В крови повышался уровень цитокинов - сигнальных белков, регулирующих воспалительные процессы. Эти данные свидетельствуют о существовании нейроиммунного взаимодействия, при ...>>

Случайная новость из Архива Объединение ветряной и солнечной электростанции 13.12.2024 Современная энергетика ориентируется на повышение эффективности и устойчивости за счет интеграции различных источников энергии. В поисках оптимальных решений ученые из Норвежского института энергетических технологий (IFE) и Уппсальского университета (Швеция) предложили идею создания гибридных ветряно-солнечных электростанций, которые могут значительно улучшить как экономическую, так и экологическую эффективность. В ходе исследований, проведенных с использованием метода множественной линейной регрессии (MLR), специалисты изучили, как можно адаптировать существующие ветряные станции для работы с солнечными панелями, обеспечивая при этом оптимальную стоимость и максимальную производительность. Исследование охватило 128 ветряных электростанций в странах Северной Европы. Эти станции продемонстрировали достаточно высокие показатели - их средний коэффициент мощности превышал 15%. В то же время объекты с меньшими показателями мощности были исключены из анализа, поскольку они не подходили для интеграции солнечных мощностей. По словам одного из ведущих авторов исследования, кандидата наук Ойвинда Соммера Клюве, эффективность гибридных станций во многом зависит от рыночных условий. Например, в периоды высоких цен на электроэнергию совместная работа ветровых и солнечных генераторов может привести к потерям энергии, если они используют одну и ту же инфраструктуру подключения к сети. В некоторых странах также существуют регуляции, ограничивающие возможность строительства таких комбинированных объектов. Чтобы учесть все возможные проблемы и риски, исследователи разработали модель, в которой солнечная энергия продается на рынке на сутки вперед, а ее выработка сокращается в случае, если суммарная мощность солнечных и ветровых станций превышает максимально допустимую мощность точки подключения к сети. Модель также предполагает, что на объекте не будет затенения, потери от снега не учтены, а условия почвы полностью подходят для установки солнечных панелей. Анализ показал, что существует несколько ключевых факторов, которые влияют на успешность создания гибридных станций. Во-первых, это высокий средний коэффициент мощности фотоэлектрических установок. Во-вторых, низкий коэффициент мощности ветровых турбин. В-третьих, высокий отрицательный коэффициент корреляции между почасовыми профилями выработки солнечной и ветровой энергии. Этот статистический показатель, известный как коэффициент корреляции Пирсона, помогает исследователям понять, насколько солнце и ветер могут компенсировать друг друга, создавая более стабильную и сбалансированную выработку энергии. Интересно, что самые прибыльные гибридные установки были те, у которых наблюдалась высокая антикорреляция между выработкой солнечной и ветровой энергии. То есть, когда увеличение выработки энергии с одного источника (например, солнца) происходило в те моменты, когда выработка с другого источника (ветра) снижалась. Этот факт стал очевиден только после глубокого анализа с использованием метода MLR, который показал, что такая антикорреляция положительно влияет на чистую настоящую стоимость (NPV) проекта. Результаты исследования открывают новые перспективы для комбинированных ветро-солнечных электростанций, которые могут стать эффективным и экологически чистым решением для удовлетворения растущего спроса на электроэнергию. Более того, они подтверждают, что такая гибридная система может обеспечить не только стабильность в энергетическом обеспечении, но и значительные экономические преимущества, обеспечив сбалансированную выработку энергии на протяжении всего года. Создание гибридных ветро-солнечных станций представляет собой важный шаг в развитии энергетической отрасли. Сочетание двух источников возобновляемой энергии, которые компенсируют недостатки друг друга, может стать основой для более эффективной и экологически безопасной энергетики в будущем.

Другие интересные новости:

▪ Мозг слышит тишину

▪ Глиняные пули

▪ Открыты новые группы крови

▪ Биочернила, запускающие регенерацию тканей

▪ Водород из золота и ржавчины

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Устройства защитного отключения. Подборка статей

▪ статья О люди! Порождение крокодилов! Крылатое выражение

▪ статья Зачем мужчины самых разных народов имитировали роды своих жен? Подробный ответ

▪ статья Бархат амурский. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Ультразвук против комаров. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Протыкание стальной иглой. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026