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:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Случайная новость из Архива Бактериальные чернила для 3D-принтера 13.12.2017 Технология трехмерной печати позволяет использовать в качестве "чернил" самые разные вещества. И действительно, в последнее время что только не загружают в 3D-принтеры, начиная от хитроумных термо- и светочувствительных полимеров, из которых делают предметы, меняющие форму при изменении температуры или освещенности, и вплоть до белков, из которых создают полусинтетические органы. Более того, время от времени исследователи пытаются напечатать что-то прямо из живых клеток. Но пока что клеточная печать далеко не продвинулась, по той простой причине, что наши клетки, которых от внешней среды ограждает всего лишь двуслойная липидная мембрана, не выдерживают условий метода и гибнут. Ну а если взять не клетки человека и животных, а бактерий? У них ведь кроме мембраны есть еще достаточно мощная клеточная стенка, и вообще бактерии не так чувствительны к экстремальным воздействиям, как клетки эукариот, так что вполне возможно, что 3D-принтер они легко переживут. Чтобы печатать бактериями, для них нужно подобрать среду, в которой их они бы могли бы жить, будучи нанесенными на поверхность. В бактериальных "чернилах", созданных учеными из Массачусетского технологического института, носителем для бактерий сделали гидрогель на основе плуроновой кислоты: такой гидрогель удерживает воду с питательными веществами, позволяя клеткам жить и функционировать, и вполне подходит для 3D-принтера. Перед экспериментом бактерии проходили генетическую модификацию, которая делала их чувствительных к тому или иному веществу: если в среде появлялось нужное вещество, бактерии синтезировали флуоресцентный белок. Затем с помощью 3D-принтера на специальном эластичном материале печатали древообразный рисунок, состоящий из бактерий трех типов, реагирующих на три разных вещества (понятно, что принтер позволяет смешивать и чередовать "чернила" так, как нам вздумается). Получившийся рисунок приклеивали к человеческой руке, которую перед тем смочили раствором с тремя видами сигнальных молекул - и в итоге рисунок на руке начал светиться: разные бактерии почувствовали каждая свое вещество и сделали в ответ флуоресцентный белок. Бактериальные "3D-чернила" позволяют печатать с очень высоким разрешением - до 30 микрометров, что, в свою очередь, наводит на мысль о бактериальных микросхемах, в которых группы бактерий выполняют логические операции, подобно микросхемам в компьютере.

Другие интересные новости:

▪ Беспроводные наушники Audio-Technica ATH-CKS50TW

▪ Широкополосный лазер

▪ Новая профессия - космошахтер

▪ Локальная сеть Li-Fi для развития Интернета вещей

▪ Ультразвуковая наклейка позволит видеть сквозь кожу.

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Прошивки. Подборка статей

▪ статья За яростных, за непохожих! Крылатое выражение

▪ статья Откуда пришли в Америку индейцы? Подробный ответ

▪ статья Правовое регулирование труда учителя

▪ статья Один терморегулятор - несколько объектов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Не убирая газеты. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026