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:

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 ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Плазмоган - новое оружие НАТО 30.07.2012 Ученые из Picatinny Arsenal продолжают работу над необычным видом оружия, использующим лазерно-индуцированный плазменный канал (LIPC). Суть заключается в использовании лазерного луча, который "срывает" электроны с молекул воздуха и создает плазменный токопроводящий шнур, уничтожающий технику и живую силу. Ведущий ученый проекта LIPC Джордж Фишер поделился скупыми подробностями этого секретного проекта: "Мы можем создать очень короткий лазерный импульс, обладающий огромной энергией. В 2-3 триллионные доли секунды можно уместить энергию, превышающую потребности целого города". Этот наносекундный электрический импульс (nsEP) может быть очень мощным оружием. Пентагон хочет с его помощью направлять в цель до 50 млрд. ватт оптической/электрической мощности. Это намного больше, чем любой существующий боевой лазер мощностью около 100-1000 кВт. Мощнейший nsEP будет способен мгновенно убить любое живое существо. Его воздействие на бронетехнику и укрепления еще предстоит изучить - здесь все зависит от мощности и продолжительности импульса. В настоящее время на пути создания LIPC военные ученые столкнулись с рядом серьезных технологических барьеров. Плазменный канал, который необходимо научиться удерживать стабильным хотя бы короткое время и направлять его при этом на цель, саморазрушается. К тому же существует опасность, что во время формирования канала и фокусирования луча на воздухе, энергия уничтожит оптическую систему лазера и поразит самих стреляющих. Необходимо снизить нагрузку на оптические системы и поддерживать ее на низком уровне до тех пор, пока не образуется плазменный канал и энергия не потечет к цели. Также есть и другие проблемы, в частности синхронизация лазера с высоким напряжением, создание емких источников питания и надежного полевого устройства, то есть непосредственно оружия. Не исключено, что ряд этих проблем будет решен на мощнейшем импульсном лазере NIF, который недавно поставил рекорд мощности лазерного импульса. Судя по всему, будущая плазмолазерная пушка будет довольно большой и поместится только на кораблях или грузовиках. Однако преимущества, которые она сулит на поле боя, с лихвой окупят габариты и огромное энергопотребление. Не исключено, что ряд этих проблем будет решен на мощнейшем импульсном лазере NIF, который недавно поставил рекорд мощности лазерного импульса.

Другие интересные новости:

▪ Спинной имплант помогает в реабилитации парализованных пациентов

▪ Электрический ток из микроволн

▪ Самый емкий SSD

▪ Экстремальная закалка

▪ Искусственные глаза

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Крылатые слова, фразеологизмы. Подборка статей

▪ статья Оноре Габриель Мирабо. Знаменитые афоризмы

▪ статья Кто изобрел акваланг? Подробный ответ

▪ статья Машинист (крановщик) стрелового самоходного крана. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Новые профессии лазерной указки. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Шестиэлементная рамочная антенна. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026