Частотомер на микросхемах серии К176. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Измерительная техника

 Комментарии к статье

Этот вариант частотомера - пятиразрядный, что позволяет без какой-либо дополнительной коммутации измерять частоту электрических колебаний от нескольких десятков до У9 У99 1ц (100 кГц). Амплитуда сигнала, подаваемого на вход прибора, должна быть не менее 0,5 В и не более 30 В.

Принципиальная схема частотомера представлена на рис. 88.

Сигнал, частоту которого надо измерять, через гнезда XS1, XS2 "Вход" и конденсатор С1 поступает на вход формирователя, образованного полевым транзистором VT1 и биполярными транзисторами VT2, VT3. Непосредственная связь биполярных транзисторов разной структуры с истоковой и стоковой цепями полевого транзистора обеспечивает формирователю триггерный режим работы. В результате на коллекторе транзистора VT3 этого узла формируются импульсы прямоугольной формы, частота следования которых точно соответствует частоте входного сигнала, Входное сопротивление формирователя около 10 Ом, частотная полоса от единиц герц до 30 МГц, коэффициент усиления около 10.

С выхода формирователя сигнал поступает на верхний по схеме вход элемента 2ИЛИ-НЕ DD3 4, выполняющего функцию электронного клапана. И, если этот клапан открыт (при напряжении низкого уровня на нижнем входе), то на его выходе, а значит, на входе пятиразрядного счетчика, образованного микросхемами DD4-DD8, появляются импульсы преобразованного сигнала. Логическое состояние микросхем счетчика импульсов отображают соответствующие им семиэлементные люминесцентные индикаторы HG1-HG5. Нижний вход электронного клапана подключен к выходу формирователя измерительного временного интервала, равного 1 с. Поэтому цифровые индикаторы высвечивают число импульсов, прошедших за это время через клапан к счетчику, то есть входную частоту в единицах герц.

Функцию генератора импульсов и делителя частоты до значения 1 Гц, необходимого для формирования временных интервалов и импульсов обнуления счетчика по окончании времени индикации результата измерения, выполняет знакомая вам микросхема К176ИЕ5 DD1. Исходная частота генератора (32 768 Гц) определяется собственной частотой кварцевого резонатора ZQ1 и конденсаторами С3, С4. Частота импульсов 1 Гц, формируемых на выходе 15 (вывод 5) этой микросхемы, и служит образцовой. Узел управления цикличной работой частотомера образуют D-триггеры DD2.1 и DD2.2 и логические элементы 2ИЛИ-НЕ DD3.1, DD3.2. Эти элементы работают в генераторе импульсов запуска времени индикации, длительность которых можно регулировать переменным резистором R9. Элемент DD3.3 используется в качестве ключа в цепи обнуления счетчика.

Напомним логику действия элемента 2ИЛИ-НЕ: при напряжении высокого уровня на любом из его входов на выходе будет напряжение низкого уровня. Работу устройства управления иллюстрируют временные диаграммы, показанные на рис. 89. С выхода 15 микросхемы DD1 на вход С триггера DD2.2 непрерывно поступают импульсы образцовой частоты (диаграмма а), а на такой же вход триггера DD2.1-импульсы генератора запуска, собранного на элементах DD3.1 и DD3.2 (диаграмма б). За исходный примем момент, когда оба триггера находятся в нулевом состоянии. В это время напряжение высокого уровня с инверсного выхода триггера DD2.2 поступает на нижний вход электронного клапана DD3.4 и закрывает его. С этого момента прекращается прохождение через клапан импульсов сигнала измеряемой частоты на вход счетчика DD4-DD8.

С появлением на входе С триггера DD2.1 импульса генератора запуска этот триггер переключается в единичное состояние и напряжением высокого уровня на прямом выходе подготавливает к дальнейшей работе триггер DD2.2. Одновременно на верхнем входе элемента DD3.3, соединенном с инверсным выходом триггера DD2.1, появляется напряжение низкого уровня. Очередной импульс генератора образцовой частоты переключает в единичное состояние триггер DD2.2. Теперь на инверсном выходе этого триггера и на нижнем входе элемента DD3.4 будет напряжение низкого уровня, которое открывает электронный клапан и тем самым разрешает прохождение через него импульсов сигнала измеряемой частоты.

Но прямой выход триггера DD2.2 соединен с входом R триггера DD2.1. Следовательно, когда триггер DD2.2 оказывается в единичном состоянии, он напряжением высокого уровня на прямом выходе переключает триггер DD2.1 в нулевое состояние и удерживает его в нем до тех пор, пока длится измерительный интервал. Очередной импульс образцовой частоты переключает триггер DD2.2 по входу С нулевое состояние, и напряжение высокого уровня с инверсного ыхода триггера закрывает электронный клапан. В результате прекращается прохождение импульсов сигнала измеряемой частоты к счетчику и начинается цифровая индикация результатов измерения (диаграммы д, ж).

Каждому интервалу измерительного времени предшествует появление на входе R счетчиков DD4-DD8 кратковременного импульса высокого уровня (диаграмма г), переключающего счетчики в нулевое состояние. Именно с этого момента и начинается цикл счет - индикация работы частотомера. Импульс обнуления формируется на выходе элемента DD3.3 в момент совпадения на его входах сигналов низкого уровня.

Длительность времени индикации результата измерения в пределах 2... 5 с можно (по желанию) устанавливать переменным резистором R9 генератора запуска.

Счетчик-дешифратор DD4 и индикатор HG1 образуют младший счетный разряд, а счетчик-дешифратор DD8 и индикатор HQ5 - старший разряд частотомера. Поэтому в цифровом табло прибора индикатор HG5 нужно располагать первым слева, а HG1 - последним справа в ряду индикаторов.

Внешний вид этого варианта частотомера и размещение деталей в его корпусе показаны на рис. 90.

Через прямоугольное окно в лицевой панели, прикрытое изнутри пластиной из зеленого прозрачного органического стекла, видны светящиеся цифры индикаторов. На правой половине лицевой панели ручка переменного резистора R9 генератора импульсов запуска и кнопочный выключатель питания SB1. Входные гнезда XS1 и XS2 расположены слева внизу. Все другие детали прибора смонтированы на двух печатных платах размерами 115X60 мм из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1 мм. На одной из них (рис. 91) смонтированы все детали, относящиеся к формирователю импульсного напряжения, источнику образцовой частоты и устройству управления, на другой (рис. 92) - счетчики DD4-DD8 и цифровые индикаторы HG1-HG5. Проволочные выводы индикаторов, баллоны которых размещены вертикально, припаяны к контактным площадкам у выходов счетчиков (на рис. 92 выводы обозначены стрелками). На первой из этих плат расстояние между рядами отверстий микросхемы DD3 увеличено до 12 мм. Кроме деталей, на этой плате надо установить пять проволочных перемычек (на рис. 91 они показаны штриховыми линиями).

Все постоянные резисторы - МЛТ, переменный резистор R9 - СП1-1. Конденсаторы С2 и С6, блокирующие цепь питания микросхем, могут быть КЛС или К73-17, С3 - керамический КТ-1 или КМ, подстроечный С 4- КПК-МП. Неполярный конденсатор С5 - К53-1А (его можно заменить набором конденсаторов К73-17 суммарной емкостью 1...1.5 мкФ). Выключатель питания SB1-П2К с возвратом кнопки повторным напряжением.

Полевой транзистор (VT1) может быть с буквенными индексами Д, Е или Ж. Его можно заменить транзистором КП306А, соединив его второй затвор с выводом истока через резистор сопротивлением 100 кОм.

Микросхему К176ИЕ5 (DD1) можно заменить на подобную ей К176ИЕ12 - она использовалась в секундомере, - для чего придется скорректировать рисунок печатных проводников в соответствии с ее цоколевкой.

Для питания прибора можно использовать аккумуляторную батарею 7Д-0,1 (GB1) или батарею "Корунд" и один элемент 373 (G1). После оборки прибора, прежде всего, надо тщательно сверить монтаж с 'Принципиальной схемой, прочистить и промыть спиртом или бензином участки плат между соседними проводниками, токонесущими площадками выводов микросхем, транзисторов (особенно полевого) формирователя импульсов. При безошибочном монтаже и правильном соединении между собой монтажных плат при налаживании может потребоваться лишь подстройка частоты генератора на микросхеме DD1. Грубо частоту генератора подстраивают подборкой конденсатора С3, а точно - подстроечным конденсатором С4. Точность установки контролируют по образцовому (промышленному) частотомеру, подключенному к выводам 11 и 12 микросхемы DDL. Для контроля логических уровней на выходах микросхем устройства управления можно пользоваться описанным выше "Дисплеем" или подобными ему пробниками-индикаторами.

Смотрите другие статьи раздела Измерительная техника.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Двойная система антител летучих мышей против опасных вирусов 17.09.2026

Летучие мыши давно занимают особое место в исследованиях инфекционных заболеваний. Эти животные способны быть естественными носителями вирусов, представляющих серьезную опасность для человека, однако сами зачастую избегают тяжелых последствий заражения. Такая необычная способность особенно интересна ученым, поскольку позволяет изучать механизмы, с помощью которых организм может одновременно сосуществовать с потенциально опасными патогенами и контролировать их воздействие. Исследователи из Тюлейнского университета, Стэнфорда и Центров по контролю и профилактике заболеваний США (CDC) приблизились к объяснению этого феномена. По их данным, важную роль может играть необычная организация иммунной системы рукокрылых. У представителей семейства лиликовых (Vespertilionidae), насчитывающего более 500 видов и распространенного на всех континентах, кроме Антарктиды, специалисты обнаружили сразу две независимые генетические системы, участвующие в создании тяжелых цепей антител. Антитела пред ...>>

Экологичный ноутбук Acer Vero 16 с модульным корпусом 17.09.2026

Современный ноутбук постепенно перестает быть устройством, которое после нескольких лет эксплуатации проще заменить новым. Производители все чаще пытаются увеличить срок службы техники за счет переработанных материалов, ремонтопригодной конструкции и возможности модернизации отдельных компонентов. Новый Acer Vero 16 (V16-I71 / V16-I71T) стал одним из примеров такого подхода: при высокой производительности модель ориентирована не только на современные вычислительные задачи, но и на снижение экологической нагрузки на протяжении всего жизненного цикла устройства. В основе концепции Acer лежит расширенный принцип 4R, включающий Reduce - уменьшение использования ресурсов, Reuse - повторное применение, Recycle - переработку и Repairability - ремонтопригодность. Разработчики постарались реализовать эти четыре направления непосредственно в конструкции ноутбука. В частности, верхняя крышка и рабочая панель изготовлены из сплава, в котором сочетаются 50% переработанного и 50% низкоуглеродисто ...>>

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Случайная новость из Архива Астронавтки впервые вышли в открытый космос 18.10.2019 Сегодня астронавтки NASA Джессика Меир и Кристина Коч в рамках первой в истории женской миссии вышли в открытый космос с борта Международной космической станции, чтобы отремонтировать энергетическое оборудование МКС. Трансляция идет на сайте NASA. Астронавтки будут находиться в открытом космосе шесть с половиной часов. Им предстоит отремонтировать элемент системы энергопитания, обеспечивающий МКС энергией, когда станция находится в тени Земли. Также они подготовят условия для будущих миссий за пределами станции. Это 221-й по счету выход в открытый космос с борта МКС. Первый в истории сугубо женский выход в открытый космос первоначально должен был состояться еще в марте. Предполагалось, что его осуществят Кристина Коч и Энн Маклейн, но в тот раз не вышло. В последний момент выяснилось, что на станции нет двух скафандров одинакового размера, и в космос выходила напарница Макклейн - Кристина Кох. Меир стала 15-й женщиной, вышедшей в открытый космос, и 14-й женщиной из США.

Другие интересные новости:

▪ Грибы в бензобаке

▪ Миниатюрный окислительно-восстановительный проточный источник питания

▪ Шаг к биоэлектронике

▪ PocketBook 650

▪ Кроманьонец был умнее нас

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Строителю, домашнему мастеру. Подборка статей

▪ статья Ганнибал у ворот. Крылатое выражение

▪ статья Когда впервые были сделаны колокольчики? Подробный ответ

▪ статья Пажитник греческий. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Ленточные антенны. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Освобождение веревки и пиджака. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026