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:

Чувства кота, ожидаюшего возвращения хозяина 16.07.2026

Многие владельцы кошек уверены, что их питомцы совершенно равнодушны к уходу человека из дома. Считается, что кошки - независимые существа, которые спокойно переносят одиночество и даже радуются, оставаясь одни. Однако испанские специалисты по поведению животных считают, что реальность гораздо сложнее. Реакция кошки на отсутствие хозяина зависит от ее индивидуального характера, степени привязанности к человеку и привычного распорядка дня. Кошки хорошо запоминают ежедневные ритуалы своих владельцев. Они способны связывать определенные звуки - звон ключей, шаги у двери или звук закрывающегося замка - с предстоящим уходом человека. Для одних животных эти сигналы означают возможность спокойно лечь спать, а для других становятся причиной беспокойства и длительного ожидания возвращения хозяина. Таким образом, кошка не просто "не замечает" уход, а активно реагирует на связанные с ним изменения в окружающей обстановке. Исследования поведения кошек показывают, что некоторые из них действи ...>>

Целесообразность приема пробиотиков после курса антибиотиков 16.07.2026

Антибиотики остаются одним из самых мощных инструментов современной медицины в борьбе с бактериальными инфекциями. Однако их действие не ограничивается уничтожением только вредных микроорганизмов. Эти препараты способны существенно влиять на состав кишечной микрофлоры, что часто вызывает вопросы у пациентов: насколько серьезны эти изменения, как долго они сохраняются и нужно ли после курса антибиотиков принимать пробиотики для восстановления. На эти вопросы попытались ответить исследователи, проанализировав имеющиеся научные данные. Во время приема антибиотиков многие люди сталкиваются с неприятными симптомами со стороны пищеварительной системы: тошнотой, болями или спазмами в животе, а также диареей. Такие реакции возникают потому, что препараты воздействуют не только на возбудителей инфекции, но и на полезные бактерии, которые населяют кишечник и участвуют в пищеварении, синтезе витаминов и поддержании иммунитета. Некоторые антибиотики, например азитромицин, могут напрямую влия ...>>

Резкое похудение и возврат веса могут навредить сердцу 15.07.2026

Многие люди, желая быстро избавиться от лишних килограммов, прибегают к строгим диетам с резким ограничением калорий. Достигнув желаемого результата, они часто постепенно или быстро возвращаются к прежнему рациону и прежнему весу. На первый взгляд это кажется лишь вопросом внешнего вида, однако ученые предупреждают: постоянные колебания массы тела могут оказывать негативное влияние на сердечно-сосудистую систему и обмен веществ. Так называемый эффект йо-йо, когда периоды активного похудения сменяются повторным набором веса, становится все более распространенным явлением. Новые исследования указывают на возможную связь между такими циклами и ухудшением работы сердца. Организм способен адаптироваться к изменениям питания, но постоянное повторение резких переходов между ограничением калорий и перееданием создает дополнительную нагрузку на различные системы. В одном из экспериментов на лабораторных животных исследователи моделировали эффект йо-йо, периодически снижая калорийность рац ...>>

Случайная новость из Архива Новый способ получения аэрографена 03.05.2015 Когда мы говорим о чем-то легком и невесомом, то часто употребляем прилагательное "воздушный". Однако воздух все равно обладает массой, хоть и небольшой - один кубометр воздуха весит немногим более килограмма. Можно ли создать твердый материал, который занимал бы собой, к примеру, кубический метр, но при этом весил бы меньше килограмма? Такую проблему решил еще в начале прошлого века американский химик и инженер Стивен Кистлер, который известен как изобретатель аэрогеля. Созданная с помощью 3D печати макроструктура аэрографена придает ему уникальные механические свойства, при этом материал не теряет своей "графеновой" природы. Фото: Ryan Chen/LLNLСозданная с помощью 3D печати макроструктура аэрографена придает ему уникальные механические свойства, при этом материал не теряет своей "графеновой" природы Наверное, у многих первая ассоциация со словом "гель" связана с каким-нибудь косметическим средством или бытовой химией. Хотя на самом деле гель - это вполне химический термин, которым называют систему, состоящую из трехмерной сетки макромолекул, своего рода каркаса, в пустотах которого находится жидкость. За счет этого молекулярного каркаса тот же гель для душа не растекается по ладони, а принимает осязаемую форму. Но назвать такой обычный гель воздушным никак нельзя - жидкость, которая составляет большую его часть, почти в тысячу раз тяжелее воздуха. Вот тут у экспериментаторов и возникла идея, как сделать ультралегкий материал. Если взять жидкий гель, и каким-то способом убрать из него воду, заменив ее на воздух, то в результате от геля останется только каркас, который будет обеспечивать твердость, но при этом практически не иметь веса. Такой материал и получил название аэрогеля. С момента его изобретения в 1930 году среди химиков началось своего рода соревнование по созданию самого легкого аэрогеля. Долгое время для его получения использовали в основном материал на основе диоксида кремния. Плотность таких кремниевых аэрогелей составляла от десятых до сотых долей грамма на кубический сантиметр. Когда в качестве материала стали использовать углеродные нанотрубки, то плотность аэрогелей удалось уменьшить еще практически на два порядка. Например, аэрографит имел плотность 0,18 мг/см3. На сегодняшний день пальма первенства самого легкого твердого материала принадлежит аэрографену, его плотность всего 0,16 мг/см3. Для наглядности, метровый куб, сделанный из аэрографена, весил бы 160 г, что в восемь раз легче воздуха. Однако химиками движет отнюдь не только спортивный интерес, и графен в качестве материала для аэрогелей стали использовать совсем не случайно. Сам по себе графен обладает массой уникальных свойств, которые во многом обусловлены его плоской структурой. С другой стороны, аэрогели тоже имеют особенные характеристики, одна из которых - огромная площадь удельной поверхности, которая составляет сотни и тысячи квадратных метров на грамм вещества. Такая огромная площадь возникает из-за высокой пористости материала. Совместить специфические свойства графена с уникальной структурой аэрогелей у химиков уже получилось, но исследователям из Ливерморской национальной лаборатории для создания аэрографена зачем-то понадобился еще и 3D принтер. Для того чтобы напечатать аэрогель, сперва потребовалось создать специальные чернила на основе оксида графена. Помимо того, что из них должен получится аэрографен, надо, чтобы такие чернила были пригодны для 3D печати. Решив эту задачу, химики получили в свои руки метод, по которому можно изготавливать аэрографен с нужной микроархитектурой. Это очень важно, поскольку кроме свойств, присущих графену, такой материал будет иметь еще и интересные физические свойства. Например, тот образец, который получили авторы исследования, оказался на удивление упругим - кубик из аэрографена можно было без вреда для материала сжимать в десять раз, при этом он не терял своих свойств при повторных сжатиях-растяжениях. Способность к многократному сжатию отличает напечатанный аэрографен от полученного "обычным" путем. Одним из практических применений нового аэрографена могут стать гибкие электрические аккумуляторы, где большая внутренняя поверхность материала будет использована в качестве электрода, в то время как напечатанная структура придаст ему нужную гибкость.

Другие интересные новости:

▪ Очистка питьевой воды от лекарств

▪ Умный стайлер Dyson Airwrap

▪ Поезд идет по воде

▪ Лихорадочная машина - средство от депрессии

▪ 1200 В CoolSiC G5 диоды Шоттки в двухвыводном корпусе D2PAK

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Опыты по физике. Подборка статей

▪ статья Георг Зиммель. Знаменитые афоризмы

▪ статья Почему для передачи и распределения электрической энергии используют преимущественно переменный ток, а не постоянный? Подробный ответ

▪ статья Палатка-пирамида. Советы туристу

▪ статья Переключатель гирлянд. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Дистанционное управление УКВ радиоприемником. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026