Экономичный многофункциональный частотомер. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Измерительная техника

 Комментарии к статье

Основное достоинство предлагаемого прибора - простота, сочетающаяся с экономичностью и удобством управления. Повышение экономичности достигнуто применением жидкокристаллического индикатора (ЖКИ) и узла автоматического отключения питания по прошествии определенного времени бездействия. Для удобства работы кнопки управления режимами измерений размещены с тыльной стороны индикатора и их функции отображаются на нем, т. е. путем изменения программы микроконтроллера в устройство можно вводить дополнительные возможности.

Основные технические характеристики описываемого частотомера следующие: диапазон измерения частоты - 0,1 Гц...60 МГц (реально верхняя граница выше); порог чувствительности по входному напряжению - 0,08..0,15 В (амплитудное значение); минимальное надежно фиксируемое прибором значение частоты синусоидального сигнала - 2 Гц (амплитудой 0,15 В); максимальная амплитуда входного сигнала - 3 В. Питается прибор от батареи типа "Крона" (возможно использование внешнего источника напряжением 7...16 В), потребляемый ток - 10...12 мА. Предусмотрено изменение времени измерения (0,1; 1 и 10 с), умножение показаний на 1000 (при применении внешнего делителя частоты), удержание показаний, запись одного значения частоты в энергонезависимую память и возможность последующего считывания.

Принципиальная схема частотомера изображена на рис. 1. Его основа - микроконтроллер PIC16F84A, который осуществляет счет импульсов внешнего сигнала, обработку полученных значений и вывод результатов измерения на ЖКИ. В функции микроконтроллера также входят опрос кнопок (SB1-SB4) и управление питанием прибора.

(нажмите для увеличения)

Включают и выключают частотомер кнопкой SB1. После подсоединения батареи питания (или подачи напряжения от внешнего источника) прибор остается в выключенном состоянии. При нажатии на кнопку SB1 напряжение питания через диод VD1 поступает на интегральный стабилизатор напряжения DA1, а с его выхода - на входной каскад (VT3), микроконтроллер DD1 и индикатор HG1. Затем на выводе 1 (RA2) микроконтроллера появляется высокий логический уровень, что приводит к открыванию транзисторов VT1 и VT2. Далее контроллер ожидает отпускания кнопки SB1 (контролируя сигнал на выводе 6). После размыкания ее контактов напряжение питания подается на вход стабилизатора DA1 через открытый транзистор VT1 и начинается измерение частоты.

Во время удержания SB1 на экране индикатора (рис. 2,а) высвечиваются надписи "ЧАСТОТОМЕР" и "ВЕРСИЯ: 1.00" (версия пришивки контроллера). При повторном нажатии на SB1 напряжение питания поступает на вывод 6 (RB0) микроконтроллера, который после этого ожидает размыкания ее контактов, и когда это произойдет, устанавливает низкий логический уровень на выводе 1 (RA2). В результате транзисторы VT1, VT2 закрываются и прибор обесточивается. Если в режиме измерения на индикаторе отображаются нулевые показания в течение примерно 3 мин, микроконтроллер устанавливает низкий логический уровень на выводе 1 (RA2), тем самым отключая себя от источника питания.

Время измерения, выбранное кнопкой SB2 (0,1; 1 или 10 с), отображается в правой части нижней строки индикатора (рис. 2,б). Цена младшего разряда - 10,1 или 0,1 Гц соответственно. При времени измерения 0,1; 1 и 10 с максимально на ЖКИ может отображаться семь, восемь или девять разрядов, т. е. максимальное отображаемое значение равно соответственно 99,999.99, 99,999.999 или 99,999.999.9 МГц.

Нажатием кнопки SB3 показания частоты умножают на 1000. Это сделано для удобства считывания показаний при использовании внешнего делителя на 1000 [1, 2]. Коэффициент умножения ("х1" или "х1000") отображается в середине нижней строки.

Чтобы удержать (зафиксировать) показания, нажимают кнопку SB4 ("Память"). При этом на ЖКИ остается значение той частоты, которое было в момент нажатия кнопки. Его можно сохранить в энергонезависимой памяти микроконтроллера, воспользовавшись кнопкой SB2, функция которой в этом случае - "Запомнить" (рис. 2, в). Прежнее значение при этом теряется. Если необходимо считать частоту из памяти, нажимают на SB3 (ее новая функция - "Считать"). Для выхода из режима работы с памятью используют кнопку SB4 (новая функция - "Выход"). В режиме работы с памятью частотомер автоматически выключается примерно через 3 мин после нажатия на любую кнопку независимо от показаний индикатора. После выключения питания в энергонезависимой памяти сохраняются последние параметры измерения (время измерения и множитель).

В качестве VT1, VT2 в приборе можно применить любые транзисторы указанных на схеме серий. Стабилизатор КР1157ЕН502А заменим на 78L05, LM2931Z (при использовании последнего нижняя граница напряжения питания снизится до 5,5 В, а потребляемый ток уменьшится на 2 мА).

ЖКИ должен иметь встроенный контроллер с системой команд, совместимой с командами контроллера HD44780, и русские символы в таблице знакогенератора (практически все знакосинтези-рующие ЖКИ удовлетворяют этому условию). Пригодны, например, индикаторы DV-16210, DV-16230, DV-16236, DV-16244, DV-16252 (DataVision), ITM-1602 (Intech), PC-1602 (PowerTip).

Коды "прошивки" микроконтроллера в НЕХ-формате приведены в таблице, исходный текст программы.

(нажмите для увеличения)

Калибруют частотомер по образцовому генератору с помощью подстроенного конденсатора С10. Подбором резистора R5 добиваются максимальной чувствительности прибора по напряжению. Контрастность выводимых показаний индикатора регулируют подбором резистора R11.

Если функции автоматического выключения питания и управления питанием одной кнопкой не нужны, прибор можно упростить, исключив транзисторы VT1, VT2, диод VD1, резисторы R1, R3, R4, R7, R8, R10 и кнопку SB1. Вывод 6 микроконтроллера в этом случае соединяют с общим проводом, а напряжение питания подают непосредственно на вход DA1.

Литература

1. Слинченков А. Усовершенствование предварительного делителя частоты. - Радио, 1999, № 10, с. 29.
2. Жук В. Делитель частоты на диапазон 1 ...5 ГГц. - Радио, 2001, № 12, с. 28, 29.

Автор: А.Шарыпов, г.Владимир

Смотрите другие статьи раздела Измерительная техника.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Датчики Sony Mocopi для анимации движения аватаров 03.12.2022 Компания Sony выпустила новое устройство захвата движений под названием Sony Mocopi. Новинка требует, чтобы пользователи носили шесть датчиков, одновременно подключаемых к смартфону, позволяя комбинировать аватары и создавать анимированные короткометражные фильмы. Датчики позволяют регистрировать движения головы, левого и правого запястий, талии, левой и правой косточек. В специальном приложении создается 3D-аватар, который точно повторяет передаваемые движения. Плагины Sony Mocopi совместимы с внешним программным обеспечением, как VMC Virtual Motion, Unity и MotionBuilder. Программа Mocopi может записывать голоса и создавать выражения лица для виртуального персонажа. Программа пока совместима только со смартфонами серий Sony Xperia 1 и Xperia 5, а также многих моделей iPhone. Вскоре количество поддерживаемых девайсов существенно увеличится. Каждый из датчиков Mocopi может использоваться до 10 часов и весит 8 г. Все они защищены от воды и пыли в соответствии с рейтингами IPX5/IPX8 и IP6X. Sony Mocopi поступит в продажу в Японии в январе 2023 года по цене $358.

Другие интересные новости:

▪ Песчаная батарея, обогревающая город

▪ Моноблочный компьютер Acer Aspire Z3-600

▪ Смарт-часы BoAT Lunar Tigon

▪ Фосфорных удобрений хватит всего на 10 лет

▪ Спящие часы

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Акустические системы. Подборка статей

▪ статья Сфинкс. Крылатое выражение

▪ статья Что такое Промышленная революция? Подробный ответ

▪ статья Картографические проекции. Советы туристу

▪ статья Микросекундный интегратор фототока с фазовой задержкой прерывания интегрирования. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Платки развязываются сами. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025