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:

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 Энергичные окна 06.04.2011 Норвежская компания "Энсоль" запатентовала тонкопленочные солнечные батареи, которые состоят из металлических наночастиц, наносимых на стекло в вакуумной камере. Работы проводятся в сотрудничестве с физическим факультетом университета Лейстера (Англия). К 2016 году фирма надеется достичь 20-процентного КПД своих батарей. Стеклами с солнечной батареей можно стеклить окна - они будут слегка затемненными, но для солнечных южных районов это только плюс.

Другие интересные новости:

▪ Фотоны вместо электронов для революционных процессоров

▪ Полет со скоростью 68 тысяч терабитометров в секунду

▪ Антибиотики из канабиса

▪ Сборка мебели без инструментов

▪ Умная контактная линза для диабетиков

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Афоризмы знаменитых людей. Подборка статей

▪ статья Не бездарна та природа, не погиб еще тот край. Крылатое выражение

▪ статья Кто нарисовал первую карикатуру? Подробный ответ

▪ статья Формиум прочный. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Пробник-индикатор. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Фокус с тремя предметами. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026