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:

Интерактивная система Lego Smart Play 17.01.2026

Компания Lego предложила новый подход к конструкторским играм, представив платформу Smart Play, которая объединяет традиционные кирпичики с сенсорами, звуками и возможностью реагировать на действия ребенка. Разработка системы заняла около восьми лет и направлена на поддержку социальной, сюжетной и творческой игры. Главная идея Smart Play заключается в том, чтобы "спрятать" сложную электронику внутри конструкции. Это позволяет детям сосредотачиваться не на гаджетах, а на создании историй, взаимодействии с персонажами и собственной фантазии. Технология ориентирована на развитие творческого мышления и вовлечение в игру с самого начала. Система базируется на специальном "умном кирпиче", оснащенном датчиками, который способен реагировать на движение, воспроизводить звуки и распознавать другие элементы конструктора, включая умные минифигурки. Дополнительные Tiny Smart Tags позволяют платформе понимать контекст использования кирпичей: например, находится ли элемент в машине, вертолете и ...>>

Геймерские AR-очки ROG XREAL R1 17.01.2026

Дополненная реальность (AR) стремительно проникает в сферу развлечений, открывая пользователям новые формы взаимодействия с играми и мультимедийным контентом. Компании ASUS и XREAL представили долгожданное устройство - AR-очки ROG XREAL R1, которые обещают изменить представление о мобильных играх и иммерсивном игровом опыте. Новинка поражает своими техническими характеристиками. Каждое глазное яблоко пользователя получает изображение с помощью двух micro-OLED дисплеев с разрешением 1920x1080, пиковая яркость достигает 700 нит, а поле зрения составляет 57°. Частота обновления 240 Гц обеспечивает плавное изображение даже в динамичных играх, а встроенные динамики от Bose гарантируют качественный звук. Центром управления устройством стал ROG Control Dock - настоящий мультимедийный хаб, оснащенный двумя HDMI 2.0 и DisplayPort 1.4. Он позволяет мгновенно переключаться между ПК, консолями и другими устройствами. Подключение через USB-C обеспечивает максимальную совместимость, включая по ...>>

Большой адронный коллайдер прекращает работу 16.01.2026

Физика элементарных частиц - одна из самых передовых областей науки, где каждый эксперимент может изменить наше понимание мироздания. Центральным инструментом этих исследований является Большой адронный коллайдер (LHC), уникальный ускоритель частиц, позволяющий изучать самые фундаментальные законы природы. Недавно стало известно, что LHC временно прекращает свою работу для масштабной модернизации, которая подготовит его к новому этапу экспериментов с гораздо большей производительностью. Коллайдер, расположенный в подземном тоннеле вдоль швейцарско-французской границы, создает столкновения частиц на невероятно высоких энергиях. Именно здесь в 2012 году ученые открыли бозон Хиггса - ключевую частицу, объясняющую, почему другие элементарные частицы имеют массу. Это открытие стало одним из самых значимых событий современной физики и подтвердило предсказания Стандартной модели. Причиной временной остановки LHC стало развертывание проекта High-Luminosity LHC (HL-LHC). Модернизация позв ...>>

Случайная новость из Архива Chevrolet Volt нового поколения с умной системой подзарядки 03.12.2014 Компания Chevrolet на автошоу в Лос-Анджелесе (США) в буквальном смысле приоткрыла завесу тайны над гибридным автомобилем Volt следующего поколения, показав фрагмент его фронтальной части. Машина была представлена в синем цвете. Судя по тому, что было показано публике, новый гибрид получит более агрессивный по сравнению с нынешним поколением внешний облик. Кроме того, Chevrolet рассказала об "умной" системе подзарядки блока аккумуляторных батарей. Владельцы нового "Вольта", в частности, смогут задать определенные параметры процесса подзарядки для "домашней" сети: это может быть режим работы, время начала и окончания зарядки и т. п. Настройки будут автоматически выбраны автомобилем на основе GPS-координат, так что автомобилисту не придется устанавливать их каждый раз после прибытия домой. Кроме того, автомобиль получит информативную индикацию статуса зарядки. По цвету подсветки можно будет понять, идет ли процесс восполнения энергии или машина находится в режиме отложенного запуска подзарядки. Гибрид нового поколения дебютирует в январе 2015 года на Североамериканском международном автосалоне в Детройте.

Другие интересные новости:

▪ Ксенон - спаситель нервных клеток

▪ Скрытая идентификация с помощью невидимых QR-кодов

▪ 12-дюймовые планшеты Samsung

▪ Сверхскоростной защищенный карманный накопитель Samsung Portable SSD X5

▪ Умная скакалка Hyrope

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Ваши истории. Подборка статей

▪ статья Ничему не удивляйся. Крылатое выражение

▪ статья Что такое янтарь? Подробный ответ

▪ статья Санталум белый. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Регулятор температуры холодильника. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Простой КВ-минитрансивер. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026