Малогабаритный частотомер. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Измерительная техника

 Комментарии к статье

Частотомер измеряет частоту входного сигнала в диапазоне 10 Гц...50 МГц со временем счета 0,1 с и 1 с, отклонение частоты в пределах ±10 МГц, а также осуществляет счет импульсов с отображением интервала счета (до 99 с). Входное сопротивление составляет 50... 100 Ом на частоте 50 МГц и увеличивается до нескольких килоом на низшей частоте диапазона.

Рис. 1

Схема частотомера показана на рис. 1. Основной элемент - микроконтроллер PIC12F629 (DD1), работающий по программе, коды которой приведены в таблице. Измерение частоты осуществляется посредством подсчета числа импульсов за фиксированный временной интервал. Используются два интервала - 0,1 си 1 с. В первом случае для получения частоты число импульсов умножается на 10, во втором - значения числа импульсов и частоты совпадают.

Микроконтроллер содержит два таймера-счетчика (TMR0 и TMR1), первый из которых используется для счета импульсов, а второй - для отсчета временных интервалов. Благодаря встроенному асинхронному восьмиразрядному предделителю максимальная измеряемая частота сверху ограничена только скоростью работы его триггеров и не зависит от тактовой частоты микроконтроллера. Однако содержимое предделителя невозможно считать программно, и для того чтобы его "извлечь", использован метод, описание которого приведено в статье Д. Яблокова и В. Ульриха "Частотометр на PIC-контроллере" ("Радио", 2001, № 1, с. 21, 22).

Усилитель входного сигнала собран на транзисторе VT1, с коллектора которого импульсный сигнал поступает на вход T0CKI (вывод 5) микроконтроллера DDI. Для отображения информации применен цифровой индикатор НТ1610 (HG1) со встроенным контроллером. При работе в режиме ведомого вход НК индикатора HG1 соединяют с общим проводом, а данные передаются последовательно 4-битными посылками по линиям DI и CLK. Ограниченное число линий ввода-вывода микроконтроллера DD1 не позволило выделить две из них для реализации штатного режима передачи данных, поэтому данные и синхроимпульсы пришлось передавать с выхода GP0 микроконтроллера DD1 через резистивные делители. На вход CLK индикатора HG1 импульсы поступают через делитель R7R9, а на вход DI - через интегрирующий делитель R6R8C8. Для передачи низкого логического уровня (логического 0) на выходе GP0 микроконтроллера DD1 формируется импульс напряжения длительностью 5 мкс. При этом конденсатор С8 зарядиться не успевает, и по спаду импульса на входе DI в индикатор HG1 запишется логический 0. Для передачи логической 1 длительность импульса намного больше постоянной времени цепи R6R8C8, и конденсатор С8 успевает зарядиться до высокого логического уровня, поэтому будет записана логическая 1. Пауза между импульсами также должна быть более постоянной времени цепи R6R8C8, чтобы конденсатор С8 успел разрядиться.

Питание частотомера осуществляется от гальванической или аккумуляторной батареи напряжением 8...9 В. Напряжение питания усилителя и микроконтроллера стабилизировано интегральным стабилизатором DA1. На индикатор HG1 питающее напряжение поступает с движка подстроечного резистора R5, оно должно находиться в пределах 1,4... 1,6 В.

После включения питания микроконтроллер выполняет подпрограмму измерения частоты с временем счета 0,1 с. При кратковременном нажатии на кнопку SB1 значение частоты фиксируется и микроконтроллер измеряет отклонение частоты от зафиксированного значения с последующим отображением этого отклонения на табло индикатора HG1. Повторное кратковременное нажатие на кнопку SB1 возвращает устройство в исходное состояние. Для перехода в режим измерения частоты и ее отклонения с временем счета 1 с следует нажать на кнопку SB1 и удерживать ее не менее 2 с. Еще одно длительное нажатие на кнопку SB1 переводит устройство в режим счета импульсов. В этом режиме по коротким нажатиям на кнопку последовательно происходят запуск, остановка и обнуление счетчика и индикатора времени измерения.

Частота и ее отклонение отображаются на табло частотомера в герцах. При интервале измерения 0,1 с показания выглядят следующим образом: "1Fxxxxxxxx" для частоты или "1 Fi_xxxxxxx" ("1 F-xxxxxxx") для отклонения частоты, где хххххххх - частота или ее изменение, а знак показывает на ее увеличение или уменьшение. Поскольку в индикаторе не предусмотрен вывод знака "+", он отображается как " При интервале измерения 1 с на первой позиции индикатора присутствует цифра 2. В режиме счета импульсов до старта на табло индикатора будут нули, в режиме счета - СС уууууу, где СС - время счета в секундах, уууууу - число импульсов.

Рис. 2

По окончании счета показания фиксируются.

Большинство деталей монтируют на печатной плате из односторонне фольгированного стеклотекстолита толщиной 1...1,5 мм, чертеж которой показан на рис. 2. В устройстве применены подстроечный резистор СПЗ-19, постоянные резисторы С2-23, МЛТ, подстроечный конденсатор КТ4-25, остальные - К10-17. Микросхему LM2931Z-5.0 можно заменить на 78L05, транзистор КТ3102А - на транзисторы серий КТ316, КТ342, КТ368 с любыми буквенными индексами. Плата вместе с батареей размещена в пластмассовом корпусе размерами 30x50x70 мм. Индикатор и выключатель питания закреплены на передней панели, где для них сделаны отверстия соответствующего размера. Для питания устройства можно использовать батареи "Крона", "Корунд", 6F22, потребляемый ток составляет около 9 мА. Микроконтроллер можно запрограммировать с помощью программ Pony Prog, 1С Prog.

Налаживание прибора сводится к регулировке точности измерения частоты. Для этого от образцового генератора подают непрерывный сигнал с частотой около 1 МГц, амплитудой 0,5 В и подстроечным конденсатором С5 добиваются совпадения показаний индикатора с частотой входного сигнала. Затем подборкой резистора R1 устанавливают максимальную чувствительность частотомера.

Текст и коды программы микроконтроллера можно скачать отсюда.

Автор: И. Котов, г. Красноармейск Донецкой обл., Украина; Публикация: radioradar.net

Смотрите другие статьи раздела Измерительная техника.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Экономичная технология улавливания углерода водорослями 06.05.2022 Лондонский стартап Brilliant Planet разработал технологию улавливания и хранения углерода с помощью водорослей, где цена тонны углерода составит от $50 до $100. Технология, основанная на цветении водорослей, имеет перспективы масштабирования до миллиардов тонн в год с незначительными потребностями в энергии. Выращивание водорослей будет способствовать раскислению морской воды, что будет способствовать более эффективному поглощению углерода океаном. Водоросли будут выращивать в больших открытых водоемах с низкой плотностью, наполненными морской водой. Водоросли по своей сути являются более эффективной биологической машиной для улавливания углерода, чем деревья или другие растения, поскольку вся их поверхность способна к фотосинтезу, и они не тратят ресурсы на создание стволов, корней или веток. Также они очень быстро растут и размножаются при соответствующих условиях. Компания использует равнинные пустыни у побережий и местные штаммы водорослей, хорошо приспособленные к локальному климату и условиям. Следующим шагом является установка серии насосов, с помощью которых холодную, богатую питательными веществами воду со дна моря перекачивают в серию контейнеров и прудов. На насосы приходится большая часть энергии, требуемая этой системой, однако они могут работать от солнечных панелей. Один стакан "инокулянтных" водорослей на первом этапе быстро размножается в надлежащих условиях, чтобы заполнить четыре водоема площадью 12 000 квадратных метров. Оптимальные условия поддерживаются с помощью собственной сенсорной технологии, ежедневных спутниковых изображений, общедоступной информации о погоде и запатентованном программном обеспечении, основанном на моделировании биологии клеточного уровня и восходящих океанских течений. Цветение водорослей поддерживается с помощью недорогих обильных добавок, а использование искусственного интеллекта поможет повысить урожай. После созревания водоросли собирают из самых больших водоемов с помощью мелких сетчатых фильтров и сушат на открытом воздухе пустыни. Затем эту высушенную, соленую, богатую углеродом биомассу отправляют в неглубокую пустынную могилу на глубину примерно 1-4 м, где она остается фактически задержанной в течение тысяч лет. Обезкисленная морская вода без питательных веществ возвращается обратно в океан и положительно влияет на кораллы, моллюсков и т.д.

Другие интересные новости:

▪ DC-DC-преобразователь EL7566

▪ Мобильники будут работать в 10 раз дольше

▪ Нанопродукты могут быть опасны

▪ Моноблочный компьютер Acer Aspire Z3-600

▪ Новые светодиоды серии LM281D+ от Samsung

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Прошивки. Подборка статей

▪ статья Сарынь на кичку. Крылатое выражение

▪ статья Почему ежи вопреки детским рисункам не носят яблоки на спине? Подробный ответ

▪ статья Спальные мешки. Советы туристу

▪ статья Интерком для мотоцикла. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Превращение воды в кровь. Химический опыт

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025