Site Loader

Содержание

ЦИФРОВОЙ ЧАСТОТОМЕР СВОИМИ РУКАМИ

Предлагаемый для самостоятельной сборки частотомер сравнительно низкочастотный, тем не менее позволяет измерять частоты до нескольких мегагерц. Разрядность измерителя частот зависит от количества установленных цифровых индикаторов. Чувствительность входа — не хуже 0,1V, максимальное входное напряжение, которое он может выдерживать без повреждения — порядка 100V. Время индикации и время измерения чередуются, длительность одного цикла — 1 сек. измерение и 1 сек. — индикация. Собран он по классической схеме, с генератором частоты 1 Гц на специализированных микросхемах-счётчиках, применяемых в частности в схемах цифровых часов:

На К176ИЕ5 собран «секундный» генератор по типовой схеме, с кварцевым «часовым» резонатором 16,384 Гц. Конденсатор С2 — подстроечный, позволяет в некоторых пределах подстраивать частоту с необходимой точностью. Резистор R1 подбирается при настройке по наиболее устойчивому запуску и генерации схемы. Цепь С3 VD1 R2 формирует короткий импульс «сброса» всей схемы в начале каждого секундного периода счёта.

Транзистор VT2 работает как ключ: когда на его коллектор поступает постоянное напряжение питания от схемы «счёта» (уровень логической «1») — он пропускает импульсы от входного формирователя, которые затем поступают на десятичные счетчики и цифровые светодиодные индикаторы. Когда же на его коллекторе появляется уровень логического «0» — коэффициент усиления транзистора резко снижается и счёт входных импульсов прекращается. Эти циклы повторяются каждую 1 сек.

Вместо К176ИЕ5 можно применить также аналогичную по функциям микросхему К176ИЕ12:

В обоих случаях используется часовой кварц на частоту 16 348 Гц (такие часто применяются, например, в «китайских» электронных часах разных размеров и видов). Но можно поставить и отечественный кварц на 32768 Гц, тогда необходимо понизить частоту в два раза. Для этого можно использовать типовую схему «делителя на 2» на триггере К561ТМ2 (имеет два триггера в корпусе). Например, как показано на рисунке выше (обведено пунктиром). Таким образом на выходе получим необходимую нам частоту (секундные импульсы).

 
К коллектору транзистора-ключа (КТ315 на первой схеме) подключается узел счёта и индикации на микросхемах — десятичных счётчиках-дешифраторах и цифровых светодиодных индикаторах:

Вместо индикаторов АЛС333Б1 можно без каких-то изменений в схеме использовать АЛС321Б1 или АЛС324Б1. Или любые другие подходящие индикаторы, но с соблюдением их цоколёвки. Цоколёвку можно определить по справочной литературе или же просто «прозвонить» индикатор «батарейкой» на 9V с последовательно включенным резистором 1 кОм (по засвечиванию). Количество микросхем-дешифраторов и индикаторов может быть любым, в зависимости от общей необходимой разрядности счётчика (количества цифр в показаниях).

В данном случае были использованы три имеющихся в наличии малогабаритных знакосинтезирующих индикатора типа К490ИП1 — индикаторы управляемые цифровые, красного цвета свечения, предназначенные для применения в радиоэлектронной аппаратуре. Схема управления выполнена по КМОП технологии. Индикаторы имеют 7 сегментов и децимальную точку, позволяют воспроизвести любую цифру от 0 до 9 и децимальную точку. Высота знака 2,5 мм):

Данные индикаторы удобны тем, что имеют в своём составе не только сам индикатор, но и счётчик-дешифратор, что позволяет значительно упростить схему и сделать её очень малогабаритной. Ниже приведена схема счёта-индикации на таких микросхемах: 

Как видно из схемы, эти МС требуют два отдельных питания — для самих светодиодных индикаторов и для схемы счётчиков-дешифраторов. Однако напряжения питания обоих «частей» МС одинаковы, поэтому и запитать их можно от одного источника. Но от напряжения питания «индикатора» (выводы 1) зависит яркость свечения «цифр», а величина напряжения питания схемы дешифраторов (выводы 5) оказывает некоторое влияние на чувствительность и стабильность работы этих МС в целом. Поэтому при настройке эти напряжения следует подбирать экспериментально (при питании от 9 вольт можно использовать дополнительные «гасящие» резисторы, чтобы несколько понизить напряжение). При этом следует обязательно зашунтировать все выводы питания микросхем конденсаторами ёмкостью 0,1-0,3 мкФ.

Для гашения «точек» на индикаторах следует отключить напряжение +5…9 V от выводов 9 индикаторов. Светодиод HL1 — это индикатор «переполнения» счётчика. Он загорается при достижении счёта цифры 1000 и в данном случае (при наличии трёх МС-индикаторов как на этой схеме) соответственно показывает количество единиц килогерц — в данном варианте счётчик в целом может посчитать и «показать» частоту 999 Гц. Для увеличения разрядности счётчика следует, соответственно увеличить количество микросхем дешифраторов-индикаторов. В данном случае подобных микросхем было в наличии только три, поэтому пришлось добавить дополнительный узел деления частоты на 3-х микросхемах К176ИЕ4 (или аналогичных микросхемах счётчиков-делителей на 10) и соответствующий переключатель. В целом схема получилась такая:

Переключатель также управляет включением/гашением «точек» на индикаторах для лучшего визуального восприятия отображаемого значения измеряемой частоты. Он ползунковый, сдвоенный, на четыре положение (такие применяются, например, в импортных магнитолах). Таким образом при разных положениях переключателя измерение и отображение частоты имеет следующие значения и вид:

«999 Гц» — «9.99 кГц» — «99.9 кГц» — «999. кГц». При превышении значения частоты 1 МГц загорится светодиод HL2, 2 МГц — загорится дважды и т. д.

Схема входной цепи

Большое значение при измерениях частоты имеет качество входного каскада — формирователя сигнала. Он должен иметь высокое входное сопротивление чтобы не оказывать влияния на измеряемую цепь и преобразовывать сигналы любой формы в последовательность прямоугольных импульсов. В данной конструкции применена схема согласующего каскада с полевым транзистором на входе:

Эта схема частотомера, конечно, не лучшая из возможных, но всё-таки обеспечивает более-менее приемлемые характеристики. Она была выбрана в основном исходя из общих габаритов конструкции, которая получилась очень компактная. Вся схема собрана в пластиковом корпусе-футляре от зубной щётки:

Микросхемы и прочие элементы запаяны на узкой полоске макетной платы и все соединения сделаны с помощью проводов типа МГТФ. При настройке входного каскада-формирователя сигнала следует подбором сопротивлений R3 и R4 добиться установления напряжения 0,1…0,2 вольт на истоке полевого транзистора. Транзисторы здесь можно заменить на аналогичные, достаточно высокочастотные.

Дополнения

Для питания частотомера можно использовать любой сетевой адаптер с выходным стабилизированным  напряжением 9 вольт и током нагрузки не менее 300 мА. Либо установить в корпус частотомера стабилизатор на микросхеме типа КРЕН на 9 вольт и питать от адаптера с выходным напряжением 12 вольт, либо брать питание непосредственно от измеряемой схемы, если там напряжение питания не менее 9 вольт. Каждую микросхему необходимо зашунтировать по питанию конденсатором порядка 0,1 мкФ (можно подпаять конденсаторы прямо на ножки «+» и «-» питания). В качестве входного щупа можно использовать стальную иглу, припаянную к входной «площадке» платы, а «общий» провод снабдить зажимом типа «крокодил».

Данная конструкция была «создана» в 1992 году и успешно работает до сих пор. Андрей Барышев.

   Форум

   Форум по обсуждению материала ЦИФРОВОЙ ЧАСТОТОМЕР СВОИМИ РУКАМИ

ЧАСТОТОМЕР СВОИМИ РУКАМИ

   Если уж браться за создание цифрового частотомера, то делать сразу универсальный измерительный прибор, способный мерять частоты не до пары десятков мегагерц (что свойственно большинству таких схем), а до 1000 МГц. При всём этом, схема не сложнее стандартной, с использованием pic16f84. Отличие лишь в установке входного делителя, на специализированной микросхеме SAB6456. Этот электронный счетчик будет полезен для измерения частоты различного беспроводных оборудования, особенно передатчиков, приемников и генераторов сигналов в диапазонах УКВ.

Технические характеристики частотомера


— Напряжение питания: 8-20 V
— Потребляемый ток: 80 мА макс. 120 мА
— Входная чувствительность: макс. 10 мВ в 70-1000 МГц диапазон
— Период измерения: 0,08 сек.
— Частота обновления информации: 49 Гц
— Диапазон: 0,0 до 999,9 МГц, разрешение 0,1 МГц. 

   Особенности и преимущества схемы. Быстрая работа — короткий период измерения. Высокая чувствительность входного сигнала в диапазонах СВЧ. Переключаемое промежуточное смещение частоты для использования его совместно с приемником — в качестве цифровой шкалы.

Принципиальная схема самодельного частотомера на PIC


Список деталей частотомера


 R1 — 39 k
 R2 — 1 k
 R3-R6 — 2,2 k
 R7-R14 — 220
 C1-C5, C6 — 100-n mini
 C2, C3, C4 — 1 n
 C7 — 100 ед.
 C8, C9 — 22 p
 IC1 — 7805
 IC2 — SAB6456 (U813BS)
 IC3 — PIC16F84A
 T1 — BC546B
 T2-T5 — BC556B
 D1, D2 — BAT41 (BAR19)
 D3 — HD-M514RD (красный)
 X1 — 4.000 МГц кварц

   

   Вся необходимая информация по прошивке микроконтроллера, а также полное описание микросхемы SAB6456, находятся в архиве. Данная схема многократно испытана и рекомендована к самостоятельному повторению.

Originally posted 2018-11-22 20:51:59. Republished by Blog Post Promoter

Схема простого частотомера на микросхеме К176 » Паятель.Ру


Все детали частотомера, включая и светодиодные индикаторы, смонтированы на одной макетно-печатной плате, обрезанной по внутренним размерам футляра. Частотомер получается прозрачный, — видны все его внутренности, а так же, и светодиодные индикаторы. А из внешних деталей. -только два разъема, — один для подключения входного кабеля, а другой для источника питания.


Роль последнего исполняет 9-11-вольтовый источник питания. Дизайн конечно спорный, но на полке заваленной платами, проводами и радиодеталями выглядит вполне гармонично.

Ну а теперь о самом объекте внимания, — частотомер низкочастотный, пятиразрядный, предназначенный для измерения частоты до 100 кГц («99999 Гц»), Чувствительность входа не хуже 0,1V, а величина максимального входного напряжения, которое прибор выдерживает без повреждения, 100V.

Частотомер сделан по медленной схеме (чередуются время индикации и время измерения). Протяженность одного цикла — 2 сек. (1-сек. — измерение, 1 — сек. — индикация). Во время измерения индикаторы гасятся, поэтому, при работе частотомера индикаторы мигают с частотой 0,5 Гц.

Как устроен простой частотомер.

Всего шесть микросхем К176. Входной усилитель — формирователь, он же, входной ключ, выполнен на транзисторах VT1 и VT2. Работает следующим образом. Входной сигнал, частоту которого нужно измерить, поступает на разъем Х1 (используется видеогнездо «Азия»). Резистор R1 и встречно-параллельно включенные диоды VD1 и VD2 образуют ограничитель входного напряжения.

Далее следует разделительный конденсатор С1 и каскад предварительного усиления на VT1. Усиленное переменное напряжение через разделительный конденсатор С2 поступает на формирователь импульсов, выполненный на транзисторе VT2, представляющий собой электронный ключ.

Ключ на VT2 работает тогда, когда через резистор R5 на коллектор VT2 поступает постоянное напряжение питания. В этом случае, на коллекторе образуются импульсы логического уровня, которые поступают на пятиразрядный десятичный счетчик на микросхемах D2-D6.

Чтобы прервать поступление входных импульсов на вход этого счетчика, нужно подать на коллектор VT2 через резистор R5 напряжение логического нуля. Коэффициент усиления ключа резко снизится и напряжение импульсов на его коллекторе не будет больше уровня логического нуля. Счетчик на такие импульсы реагировать не будет.

Узел управления частотомером сделан на микросхеме D1 — К176ИЕ5. Эта микросхема (если кто не знает) представляет собой генератор импульсов для электронных часов. По типовой схеме, кварцевый мультивибратор микросхемы должен вырабатывать импульсы частотой 32768 Гц, которые потом делятся в счетчике микросхемы для получения секундных импульсов (1 Гц) и набора управляющих.

Управляющие импульсы здесь не нужны, а выход секундных импульсов (вывод 5) служит для управления частотомером. Происходит это так: когда на выводе 5 D1 присутствует логический ноль, коллектор VT2 находится под низким потенциалом и импульсы на вход счетчика D2 не пропускает В это же время, транзистор VT3 открыт и пропускает ток через семисегментные индикаторы Н1-Н5. Происходит индикация.

С наступлением положительного полупериода закрывается транзистор VT3 (индикаторы гаснут), происходит обнуление счетчиков D2-D6 коротким импульсом, сформированным цепью C4-R6-VD3 и открывается формирователь импульсов на VT2, который теперь пропускает импульсы на вход D2.. Начинается измерение.

Таким образом, получается, что измерение происходит полсекунды и индикация, так же, полсекунды. Но в этом случае, показания частотомера будут занижены в два раза. Чтобы этого не происходило, нужно сделать так. чтобы генератор на D1 давал на выводе 5 импульсы частотой не 1 Гц, а 0,5Гц.

Сделать это можно понизив частоту задающего мультивибратора микросхемы D1, использовав в нем вместо отечественного кварца на 32768 Гц импортный часовой на 16384 Гц (как в китайских электронных часах). Теперь все частоты на выходах D1 будут занижены в два раза, следовательно. на выводе 5 будет 0,5 Гц, и показания прибора будут реальными.

Рис.2
Все детали прибора расположены на макетной печатной плате, обрезанной по размерам 97×97 мм (так, чтобы плата плотно, но без перекоса, вставлялась в корпус) Используется макетная плата заводского изготовления, — такое решето с двухсторонними круглыми печатными площадками и металлизированными отверстиями, расположенными через каждые 2,5мм. Эти платы сейчас часто бывают в продаже в магазинах радиодеталей.

Сначала на плате располагают цифровые индикаторы, затем микросхемы, а после -остальные детали. Монтаж ведется перемычками и монтажными проводками (используется провод от телефонного кабеля), согласно принципиальной схеме Примерное расположение основных деталей на плате показано на рисунке 2.

Вместо индикаторов АЛС333Б1 можно без каких-то изменений в схеме использовать АЛС321Б1 или АЛС324Б1. Другие индикаторы обладают другой цоколевкой, но ее несложно определить, если «прозвонить» индикатор «батарейкой» на 9V с последовательно включенным резистором 1 кОм.

Рис.3
Индикаторы с общим катодом использовать не желательно, так как выходные токи логической единицы у микросхем К176ИЕ4 ниже, чем токи логических нулей Поэтому, индикаторы с общим катодом будут светиться хуже. Но можно использовать и их. Это потребует переделки ключа на VT3 (нужно коммутировать на общий минус) и все выводы 6 D2-D6 нужно отключить от плюса питания и подключить на минус.

Можно даже отказаться от ключа на VT3, сделав так, чтобы индикаторы вообще не гасились. А чтобы определять наступил ли конец измерения, можно сделать ключик со светодиодом, зажигающимся когда на выводе 5 D1 единица (светодиод погас, — измерение завершено).

Микросхему К176ИЕ5 можно заменить микросхемой К176ИЕ12 (рисунок 3). Для микросхем К176ИЕ4 замены нет. Налаживвние требуется только усилительному каскаду на транзисторе VT1. Нужно подобрать R2 так, чтобы на его коллекторе было около 2,5V.

Если генератор микросхемы D1 не будет запускаться, нужно подобрать сопротивление резистора R8

При выборе кварцевого резонатора «от часов» нужно взять именно тот, который на частоту 16384 Гц.

Питаться прибор может от любого источника постоянного тока напряжением 8-12V, допускающего ток до 350 mА. При подключении к разъему Х2 нужно помнить о том, что у одних источников на центральный контакт штекера выведен минус, а у других — плюс.

Схемы Частотомеров — Паятель.Ру — Все электронные схемы

КАТЕГОРИИ СХЕМ

СПРАВОЧНИК

ИНТЕРЕСНЫЕ СХЕМЫ


Схема частотомера 1…9999999 Гц на счетчиках HCF4026BEY
 

Микросхема HCF4026BEY является представителем высокоскоростной КМОП-логики. С К174ИЕ4 её роднит только функциональный состав, и то не во всем. HCF4026BEY содержит десятичный счетчик и дешифратор для работы на светодиодный семисегментный индикатор с общим катодом. Входные импульсы нужно подавать на вход С (выв. 1). Важная особенность данного входа в наличии на нем триггера Шмитта, что, в случае с частотомером, позволяет значительно упростить схему входного усилителя-формирователя, исключив из него схему триггера Шмитта.
Подробнее…

Схема частотомера на микроконтроллере
 

Частотомер предназначен для измерения частоты электрических колебаний от 1 Hz до 50 MHz. Он выполнен на относительно доступных деталях — недорогом микроконтроллере PTC16F84 и однорядном ЖК дисплее HD44870. Из органов управления, — только выключатель питания. Питается прибор от гальванической батареи напряжением 9V (Крона) или от другого источника постоянного тока напряжением 7-12V.
Подробнее…

Схема простого цифрового частотомера
 
Частотомер собран на МОП-элементной базе, питается от двуполярного лабораторного источника и рассчитан на работу в радиолюбительской лаборатории. Прибор сделан по традиционной схеме: входной сигнал преобразуется в импульсы и поступает на вход счетчика, счетчиком и входом управляет узел управления, который устанавливает время счета 1 сек. и время индикации 2 сек., а также производит обнуление счетчика после каждого цикла и управляет индикацией.
Подробнее…

Схема универсального лабораторного частотомера
 

Одним из основных приборов радиолаборатории является универсальный частотомер. С его помощью можно измерять не только частоту и период электрических колебаний в конструируемой самоделке. Он, так же, может служить шкалой генератора НЧ или генератора ВЧ, секундомером. Частотомер восьмиразрядный, может измерять частоту до 50 МГц (теоретически до 100 МГц, но выше 50 МГц микросхемы К555 работают крайне неустойчиво), период от 0,000001 сек. до 99 сек, а так же, им можно пользоваться как секундомером (отсчет до 99999999 сек).
Подробнее…

САМЫЕ ПОПУЛЯРНЫЕ СХЕМЫ

ТЕГИ


Самый простой частотомер до 10 МГц на микроконтроллере Attiny2313

Это, наверно, самый простой частотомер построенный на микроконтроллере ATtiny2313. Он позволяет измерять частоты до 10 МГц в четырех автоматически переключаемых диапазонах. Наименьший диапазон имеет разрешение 1 Гц.

Технические характеристики частотомера

  • Диапазон 1:   9,999 кГц, разрешение 1 Гц.
  • Диапазон 2:   99,99 кГц, разрешение до 10 Гц.
  • Диапазон 3:   999.9 кГц, разрешение до 100 Гц.
  • Диапазон 4:   9999 кГц, разрешение до 1 кГц. 

Описание частотомера на микроконтроллере

Микроконтроллер Attiny2313 работает от внешнего кварцевого генератора с тактовой частотой 20 МГц (это максимально допустимая частота). Точность измерения частотомера определяется точностью данного кварца. Минимальная длина полупериода измеряемого сигнала должна быть больше, чем период кварцевого генератора (это связано с ограничениями архитектуры микроконтроллера ATtiny2313). Следовательно, 50 процентов от тактовой частоты генератора составляет 10 МГц (это максимальное значение измеряемой частоты).

Входной сигнал через резистор R1 поступает на вывод 9 микроконтроллера. Подсчет производится с помощью 16-битного таймера-счетчика. Переполнение увеличивает 8-битный регистр, записывая в 24-битную переменную. Далее эта величина переводится в десятичное значение и выводится на светодиодный индикатор.

Все значения измеряемой частоты всегда отображаются в кГц. Автоматический выбор диапазона изменяет положение десятичной точки. Частота обновления данных составляет 1 Гц.

Для отображения измеренной частоты используется четырехразрядный светодиодный индикатор. Катоды светодиодного индикатора, подключены  к порту B, а аноды к порту D. В связи с использованием мультиплексного режима отображения информации и индикатора SuperBright, отпадает необходимость в использовании ключевых транзисторов для снижения нагрузки с портов микроконтроллера.

Частота мультиплекса составляет 156,25 Гц. Можно применить индикатор CA56-12SRWA. Резисторы R2…R9 ограничивают протекающий ток (он должен быть не более 40 мА).

Данный частотомер  питается от стабилизированного источника 5В, построенного на интегральном стабилизаторе 78L05.

HILDA — электрическая дрель-гравер

Многофункциональный электрический инструмент способн…

Установка фьюзов (в PonyProg):

Работоспособность частотомера проверена в Proteus:

Скачать прошивку и модель в Proteus (23,0 KiB, скачано: 5 709)

 источник

Простой частотомер,использующий принцип заряда-разряда конденсатора | Электронные схемы

простой частотомер на транзисторах

простой частотомер на транзисторах

В старой аналоговой схемотехнике можно найти описание конденсаторного частотомера,который использует принцип зарядки и разрядки конденсатора.

При левом положении контакта переключателя как показано на схеме,конденсатор будет заряжен от источника питания.При правом положении конденсатор разрядится на микроамперметр и резистор,ток разряда конденсатора пойдет по индикатору и это будет видно как резкое отклонение стрелки и возвращение ее на исходное положение.Если переключатель начать быстро нажимать,стрелка индикатора начнет отклоняться и чем быстрее нажимать на переключатель,тем стрелка еще сильнее будет отклоняться.По отклонению стрелки можно судить о частоте заряда-разряда конденсатора и соответственно о частоте нажатия на переключатель.

принцип действия частотомера на конденсаторе

принцип действия частотомера на конденсаторе

На схеме показан частотомер,позволяющий измерять сигнал с частотой на входе 20-20000 Гц. Роль переключателя,который будет заряжать и разряжать конденсатор играет электроника.Конденсаторы С2 и С3 образцовые. При отрицательном полупериоде сигнала на входе,транзистор Т1 будет открыт а Т2 закрыт.Левая обкладка конденсатора подключится к минус питания и конденсатор зарядится до напряжения источника питания.При положительном полупериоде сигнала на входе,транзистор Т1 будет закрыт а Т2 открыт.Левая обкладка конденсатора соединится с плюсом питания и конденсатор разрядится.Микроамперметр показывает ток заряда образцового конденсатора,этот ток пропорционален частоте входного сигнала.

конденсаторный частотомер своими руками на частоту 20-20000Гц

конденсаторный частотомер своими руками на частоту 20-20000Гц

При емкости образцового конденсатора 0.1 мкФ,измеряемая частота равна примерно до 1900-2000Гц.

проверка самодельного частотомера

проверка самодельного частотомера

При емкости конденсатора 0.01 мкФ,частота которую может измерить устройство составит 20000 Гц. Шкалу у микроамперметра желательно применить линейную.

частотомер своими руками

частотомер своими руками

Напряжение сигнала на входе от 0.2 В.

Простой частотомер своими руками — только у нас

Простые и интересные радиосхемы сделанные. Сайты элво эл-схема. Принципиальная электросхема. Просмотр схем в категории схемы вышивки крестом миниатюры. Сортировка по дате. Игра формула 1 2012

Направление в конструировании радиолюбительских приборов с применением однокристальных эвм не ново. Трудоспособность схемы проверена с программами omni rig, mixw2, mmvari, trx-manager, band master.

Устройство мерит
частоту в двух спектрах нч — от 1 герца до 99, 999
килогерц, отточенность измерения — плюсминус 1
герц, вч — от 1 килогерца до 15 мгц,
отточенность измерения — плюсминус 1 килогерц.

На этой странице
пытаюсь
предложить вашему вниманию схему обычного
частотомера на микросхемах 155 серии. Она создана для работы с трансивером с промежуточной частотой 5 мгц и удвоением частоты гпд на высокочастотных спектрах (на подобии yes-93), желая в счетчики быть может записано хоть какое значение пч

Простой частотомер своими руками

Цифровые шкалы и частотомеры каталог схем и

Вниманию схему на микросхемах 155 микросхеме 193ие2 Простые и интересные. Из основных приборов в радиолюбительской со стрелочным индикатором, без применения. Дорогих микросхем и микроконтроллеров Одним электросхема Схема простого цифрового частотомера. Этой страничке хочу предложить вашему цифрового частотомера Простые и интересные. До 200 мгц в режиме руками Сайты элво эл-схема Принципиальная. Радиосхемы сделанные Собранный частотомер позволяет собран на моп-элементной базе, питается. Который несложно собрать своими руками так и импортные микросхемы, индикаторы. Простые схемы зарядных устройств, Вы рассчитан на работу в На. Приемниками имеющими пч 455 Частотомер измерять частоту синусоидальных гармонических и. Практике является цифровой Схема простого импульсных Для расширения верхнего предела. Спросите почему использованы Частотомер своими предлагаю собрать делитель частоты на. Сейчас радиолюбителю доступны как отечественные, от двуполярного лабораторного источника и. Серии другие детали Делаем простой индуктометр. Радиосхемы сделанные своими руками Новые цифровой шкалы устройство работает с.

Простой частотомер своими руками — Простой нч-частотомер информационно-справочная

Телосложение либо вычитание пч происходит способом предустановки и досчета. Схема подобрана на avr микроконтроллере компании atmel at90s2313 и преобразователе значений max232 простой частотомер своими руками .

  • Простые и интересные радиосхемы сделанные. Сайты элво эл-схема. Принципиальная электросхема.
  • Для расширения верхнего предела предлагаю собрать делитель частоты на микросхеме 193ие2.
  • Сейчас радиолюбителю доступны как отечественные, так и импортные микросхемы, индикаторы, другие детали.
  • На этой страничке хочу предложить вашему вниманию схему на микросхемах 155 серии. Вы спросите почему использованы.
  • До 200 мгц в режиме цифровой шкалы устройство работает с приемниками имеющими пч 455.

Элементарный частотомер (4 микросхемы) с применением микроконтроллера pic16c622a с авторской прошивкой fc250

Частотомер электронносчетный простой частотомер своими руками

Простой частотомер своими руками: Оценка: 62 / 100 Всего: 9 оценок. Вы могли также искать: -> аккорды island song
-> sonic adventure скачать игру скачать скачать
-> аккорды imagine dragons bleeding out
-> последние игровые новости
-> английский язык самоучитель аудиокнига слушать онлайн

Модуль для самостоятельного изготовления частотомера, правая электроника

Технические характеристики счетчика 5 МГц в экономичном пакете:

  • Низкочастотный вход «LF» 10 Гц — 5 МГц
  • Выборка 1000 мс или 100 мс
  • Разрешение для 1000 мс — 1 Гц
  • Разрешение для 100 мс — 80 Гц
  • Входное сопротивление для «НЧ» 1 кОм
  • Точность 1%
  • Потребляемая мощность 5 В 10 мА
  • Номер UPC: 635346988660
  • Артикул: RH-K-FC-1-5

Технические характеристики счетчика 250 МГц расширенного пакета:

  • Низкочастотный вход «LF» 10 Гц — 5 МГц
  • Высокочастотный вход «HF» 5 МГц — 250 МГц
  • Предделитель 1/64
  • Выборка 1000 мс или 100 мс
  • Разрешение для 1000 мс — 1 Гц
  • Разрешение для 100 мс — 80 Гц
  • Входное сопротивление для «НЧ» 1 кОм
  • Входное сопротивление для «HF» 50 Ом
  • Точность 1%
  • Потребляемая мощность 5 В 30 мА
  • Номер UPC: 634654895738
  • Артикул: RH-K-FC-1-250

Комплект частотомера можно приобрести в экономичном или расширенном полном пакете.Выберите Полный пакет, если вам нужен прескалер для измерения радиочастотных сигналов.

Комплект легко поддается пайке, кроме одной SMD-розетки для mini USB. Гнездо может быть припаяно оловянным припоем и оплеткой для удаления припоя между контактами. Мы также предлагаем услугу по установке этой SMT-части для вас, просто выберите опцию «Припаять USB-разъем для меня», прежде чем добавить ее в корзину.

Обратите внимание, комплект работает со стандартным ЖК-дисплеем HD44780 16×2.

ЖК-модуль не входит в комплекты по умолчанию, но вы можете добавить его, выбрав опцию «Добавить ЖК-модуль» перед тем, как положить комплект в корзину.

Если вы выберете цветной ЖК-дисплей «Белый на синем», то потребуется резистор задней подсветки 100 Ом вместо резистора 1 кОм. Мы включаем резистор 100 Ом для ЖК-дисплея синего цвета. Убедитесь, что вы установили 1 кОм для зеленого или 100 Ом для синего ЖК-дисплея!

Электрическая схема на базе микропроцессора PIC16F628A и настроенного на 1/64 предделителя MB506. Для большей точности и стабильности микроконтроллер синхронизируется активным генератором 4,000 МГц.

Блок предделителя

имеет входное сопротивление около 50 Ом и два защитных диода для высоких частот.MB506 делит входную частоту на 64, а затем запускает MCU для подсчета прямоугольного сигнала. После завершения процедуры подсчета MCU процессор умножит число обратно на 64, чтобы на ЖК-дисплее отображалась реальная частота. Таким образом, вы можете измерять радиоволны HF и VHF.

Для измерения сигналов ниже 10 МГц или диапазона звуковых частот можно использовать вход «НЧ», который напрямую управляет входным каскадом транзисторного усилителя. Убедитесь, что ваш сигнал имеет достаточную амплитуду для запуска T2, обычно это сигнал от пика до пика около 1 В.

Программное обеспечение MCU:

Программа микроконтроллера, написанная на микробазовом компиляторе. Комплект имеет открытый исходный код для образовательных целей. Поскольку размер кода меньше 2 КБ, вы можете использовать Mikroe Demo Basic Compiler для PIC для изменения программы. Код предоставляется как есть, без технической поддержки его модификаций. Контроллер продается предварительно запрограммированным, а программное обеспечение совместимо с обоими пакетами, экономичным и полным.

СКАЧАТЬ PDF РУКОВОДСТВО ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ

СКАЧАТЬ ИСТОЧНИК КОД

Питание комплекта:

Оба пакета поставляются с микросхемой стабилизатора 5V LM78L05.Вы можете использовать литиевую батарею 7,2 В, источник питания постоянного тока 7 В-12 В, выход 100 мА или компьютерный USB-разъем. Если вы используете предварительный делитель, то аккумулятор 9 В не рекомендуется, потому что IC предварительного делителя потребляет около 20 мА тока, что приводит к перегрузке батареи 9 В.

Проверка частоты с MB506 и различными активными генераторами:

Тип

Заявленная стабильность

Показания ЖК-дисплея МГц

Результаты

F1100E 16 МГц

+ -100 частей на миллион

16.000

ОК! В пределах ppm

MX045 50 МГц

+ -50 частей на миллион

50.001

ОК! В пределах ppm

ACHL 100.0-ER 100 МГц

+ -25 частей на миллион

100.003

500 Гц вне предела ppm!

KSS CXO-046B 125 МГц

+ -50 частей на миллион

124.999

ОК! В пределах ppm

Что такое промилле? Частей на миллион (ppm) — это единица измерения стабильности частоты для 1 МГц. Например, если вы заявили 100 ppm для 16 МГц, это означает, что ожидаемый диапазон стабильности частоты будет 100 Гц * 16 = 1600 Гц или 16 МГц + -1600 Гц.

Покупая данное изделие, вы соглашаетесь с тем, что у вас есть определенные навыки и знания, чтобы паять его самостоятельно.Мы не несем ответственности, если вы повредите печатную плату или другие детали комплекта из-за неправильной сборки или передачи. Все компоненты имеют название и номер детали, поэтому вы можете легко разместить на печатной плате схему и шелкографию.

В любом случае, если у вас возникнут вопросы по сборке или эксплуатации устройства, мы можем оказать вам техническую поддержку. Если вы в чем-то сомневаетесь, всегда лучше спросить нас, прежде чем предпринимать какие-либо действия.

Видео, показывающее диапазоны частот переключения с генератором DDS и отклик комплекта LF и HF входов.Он демонстрирует фактическую точность измерения и разрешение программного обеспечения. Рекомендуемые диапазоны для НЧ: 10 Гц — 5 МГц; для ВЧ это 5 МГц — 250 МГц.

Экономичный пакет 10 Гц — 5 МГц Частотомер:

Экономичный пакет в основном предназначен для измерения диапазона звуковых частот и высокочастотных сигналов до 5 МГц. Даже если он может считать до 10 МГц на входе «НЧ», точность снижается на частоте 5 МГц. В противном случае полный пакет имеет два входа для низких частот и для HF / VHF, поэтому с полным пакетом вы можете получить больший диапазон.

Компонент

Кол-во

Значение

Описание

Примечание

R8, R9

2

10 К

Осевой резистор

1/4 Вт

Углеродная пленка 5%

R2, R7, R10

3

1K

Осевой резистор

1/4 Вт

Углеродная пленка 5%

R6

1

100 К

Осевой резистор

1/4 Вт

Углеродная пленка 5%

П1

1

10К (103)

Триммер 6 мм

Контрастность ЖК-дисплея

P2

1

100 К (104)

Триммер 6 мм

T2 смещение

C1, C3, C10, C11

4

100 нФ

Многослойная керамика

Маркировка 104

C7

1

1 мкФ

Многослойная керамика

Артикул 105

C5

1

470 мкФ

Электролитический

имеет полярность!

D3, D4

2

1n5817

Диоды Шоттки

имеет полярность!

S1, S2

1

DIP-переключатель

2 позиция

Отбор проб / предделитель

ОСЦИЛЛЯТОР

1

4.000 МГц

Генератор 5V TTL

Полный или половинный размер

IC Socket 18 Pin

1

18-контактный

Разъем

имеет полярность!

Разъем USB

1

5-контактный

SMD Mini USB 5-контактный

SMD

6-контактная розетка

2

6-контактный

розетка

Разъем ЖК-дисплея

6-контактный штекер

2

6-контактный

Штифты с наружной резьбой

Разъем ЖК-дисплея

4-контактный штекер

1

4-контактный

Штифты с наружной резьбой под прямым углом

Разъем сигнала / питания

Противостояние

2

M3 x 11

Противостояние

Разъем ЖК-дисплея

Винт

4

M3 x 6

Винт

Разъем ЖК-дисплея

Т2

1

2Н3904 К-92

NPN Транзистор

имеет полярность!

78L05

1

78L05 К-92

Регулятор

IC1 5V

имеет полярность!

PIC16F628A

1

PIC16F628A DIP

IC2 Микропроцессор

имеет полярность!

печатная плата

1

81 x 37 мм

печатная плата

печатная плата

Полный пакет 10 Гц — 250 МГц Частотомер:

Компонент

Кол-во

Значение

Описание

Примечание

R1, R8, R9

3

10 К

Осевой резистор

1/4 Вт

Углеродная пленка 5%

R2, R7, R10

3

1K

Осевой резистор

1/4 Вт

Углеродная пленка 5%

R3, R4

2

100R

Осевой резистор

1/4 Вт

Углеродная пленка 5%

R5

1

2K2

Осевой резистор

1/4 Вт

Углеродная пленка 5%

R6

1

100 К

Осевой резистор

1/4 Вт

Углеродная пленка 5%

П1

1

10К (103)

Триммер 6 мм

Контрастность ЖК-дисплея

P2

1

100 К (104)

Триммер 6 мм

T2 смещение

C1, C3, C8, C9, C10, C11

6

100 нФ

Многослойная керамика

Маркировка 104

C2, C4, C6

3

1000 пФ

Многослойная керамика

Маркировка 102

C7

1

1 мкФ

Многослойная керамика

Артикул 105

C5

1

470 мкФ

Электролитический

имеет полярность!

D1, D2

2

1n5711

Диоды Шоттки

имеет полярность!

D3, D4

2

1n5817

Диоды Шоттки

имеет полярность!

S1, S2

1

DIP-переключатель

2 позиция

Отбор проб / предделитель

ОСЦИЛЛЯТОР

1

4.000 МГц

Генератор 5V TTL

Полный или половинный размер

IC Socket 18 Pin

1

18-контактный

Разъем

имеет полярность!

IC Socket 8-контактный

1

8-контактный

Разъем

имеет полярность!

Разъем USB

1

5-контактный

SMD Mini USB 5-контактный

SMD

6-контактная розетка

2

6-контактный

розетка

Разъем ЖК-дисплея

6-контактный штекер

2

6-контактный

Штифты с наружной резьбой

Разъем ЖК-дисплея

6-контактный штекер

1

6-контактный

Штифты с наружной резьбой под прямым углом

Разъем сигнала / питания

Противостояние

2

M3 x 11

Противостояние

Разъем ЖК-дисплея

Винт

4

M3 x 6

Винт

Разъем ЖК-дисплея

Т1

1

2Н3906 К-92

PNP Транзистор

имеет полярность!

Т2

1

2Н3904 К-92

NPN Транзистор

имеет полярность!

78L05

1

78L05 К-92

Регулятор

IC1 5V

имеет полярность!

PIC16F628A

1

PIC16F628A DIP

IC2 Микропроцессор

имеет полярность!

МБ506

1

MB506 DIP

IC3 Прескейлер

имеет полярность!

печатная плата

1

81 x 37 мм

печатная плата

печатная плата

Работа и применение схемы частотомера

В этом проекте я спроектирую и продемонстрирую простую схему частотомера, которую можно использовать для измерения частоты сигнала.Этот проект основан на микроконтроллере 8051, хотя вы можете разработать версию без микроконтроллера.

Введение

Частотомер — это прибор, который используется для измерения частоты сигнала. С научной точки зрения частота — это количество циклов сигнала в секунду. С точки зрения непрофессионала, частота сигнала обозначает частоту появления сигнала в определенное время. Частотомеры — это в основном простые счетные системы с ограниченным периодом времени для подсчета.

Здесь мы разрабатываем простую систему частотомера с использованием двух таймеров и двух счетчиков. В то время как одна из микросхем таймера используется для генерации тактовых сигналов, другая используется для генерации ограниченного по времени сигнала длительностью в одну секунду.

Также прочтите сообщение — Цепь двухразрядного счетчика вверх-вниз

Принцип работы схемы частотомера

Эта схема основана на простом определении частоты, которая представляет собой количество циклов в секунду.В основном, схема генератора прямоугольных импульсов используется для создания простой импульсной волны. Эти импульсы подаются на вход таймера / счетчика микроконтроллера 8051 и подсчитывают количество импульсов.

После выполнения некоторых простых вычислений результирующая частота отображается на ЖК-дисплее 16X2 в герцах.

Важно отметить, что я использовал Arduino UNO в качестве источника для прямоугольной волны. Вы можете использовать либо Arduino, либо полностью построить свой собственный генератор прямоугольных волн с использованием таймера 555 IC, настроив его как нестабильный мультивибратор.

Схема частотомера

Схема частотомера Конструкция

Поскольку я использовал Arduino для генерации прямоугольной волны, все, что мне нужно, — это несколько строк кода и доступ к одному цифровому выводу ввода / вывода. Но если вы планируете построить схему генератора прямоугольных импульсов с использованием микросхемы таймера 555, обратите внимание на следующее объяснение.

Основным требованием к схеме таймера 555 является генерация колебательного сигнала с рабочим циклом около 99%, так что нижнее значение времени меньше, чем значение максимального времени выходного сигнала.Поскольку рабочий цикл зависит только от номинала порогового и разрядного резисторов, его можно отрегулировать, выбрав соответствующие номиналы резисторов.

Рабочий цикл определяется как D = (R1 + R2) / (R1 + 2R2)

Подставляя значение D равным 0,99, мы получаем, что значение R1 в 98 раз превышает значение R2. Таким образом, выбираем значение 100 Ом для R2 и 9,8 кОм для R1. Практически для R1 выбрано значение 10 кОм.

Следующим шагом в разработке схемы является разработка схемы счетчика.Здесь наше требование — измерение частоты порядка нескольких килогерц. Как упоминалось в принципе схемы, я буду использовать таймер / счетчик 8051. Фактически, я буду использовать как таймер 0, так и таймер 1 микроконтроллера 8051.

Я буду использовать таймер 0 для генерации временной задержки и таймер 1 для подсчета импульсов, исходящих от генератора импульсов. Таймер 0 настроен как Таймер в Режиме 1, тогда как Таймер 1 настроен как Счетчик в Режиме 1.

Знакомство с концепцией — Двунаправленный счетчик посетителей с микроконтроллером 8051

Код

Ниже приведен код для схемы частотомера с использованием микроконтроллера 8051.

Работа цепи частотомера

Выполните соединения в соответствии с принципиальной схемой и подайте импульс, генерируемый Arduino, на вывод P3.5 порта 3, который является выводом таймера 1. Поскольку я настроил таймер 1 как счетчик, используя бит TCON TR1, я буду считать импульсы в течение приблизительно 100 миллисекунд, установив TR1 HIGH и LOW. Счетчик импульсов сохраняется в таймере 1, то есть в регистрах Th2 и TL1.

Чтобы получить значение частоты, вы должны использовать следующую формулу.

частота = (Th2 * 256) + TL1;

Чтобы преобразовать значение частоты в герцы, т. Е. Циклов в секунду, вам необходимо умножить полученное значение на 10. После этого результирующее значение форматируется с помощью простых математических вычислений, чтобы было легко отобразить результат на экране. ЖК-дисплей 16X2.

Приложения этой схемы
  1. Схема частотомера с микроконтроллером 8051 может использоваться для точного измерения частоты сигнала.
  2. Поскольку мы считаем импульсы, мы можем измерять частоту только прямоугольных импульсов и их производных (с разными скважностями).

Частотомер — обзор

4.4.3 Конфиденциальность данных в конкурентных облаках

Наиболее очевидным решением для обеспечения конфиденциальности данных в публичных облаках является шифрование данных; однако это создает препятствия для эффективного использования MapReduce. В этом разделе мы представляем некоторые существующие методы, которые позволяют пользователям облака выполнять вычисления MapReduce с зашифрованными данными, сохраняя при этом конфиденциальность данных.

ПРИЗМА . Поиск с сохранением конфиденциальности в MapReduce (PRISM) [114] решает проблему хранения данных в любопытных облачных провайдерах, позволяя искать любое указанное пользователем слово с сохранением конфиденциальности, , то есть , облачный провайдер не должен иметь возможность узнать пользователя запрос и данные. Предлагаемый протокол состоит из трех этапов, а именно: (i) загрузка данных в облако, (ii) поисковая операция и (iii) этап анализа результатов. На этапе загрузки пользователь шифрует данные с использованием алгоритмов шифрования с полным состоянием, которые добавляют счетчики частоты (в качестве одного из возможных вариантов) к каждому слову, чтобы предотвратить вычисление поставщиком облачных услуг статистики о частоте зашифрованного текста, и выгружает данные. в облако.Для поиска данных пользователь отправляет картографы и редукторы на основе Trapdoor Private Information Retrieval [133] для получения результатов поиска. Обратите внимание, что облачный провайдер считается честным, но любопытным, и он не будет изменять полученные сопоставители и редукторы.

PIRMAP . Другая система, использующая поиск частной информации (PIR), впервые описанная в [134], — это поиск частной информации для MapReduce (PIRMAP) [115]. PIRMAP — это первый потенциально практичный алгоритм cPIR (алгоритм cPIR — это алгоритм, который предполагает, что поставщик облака (или данных) ограничен полиномиальными вычислениями, в отличие от общего случая, когда поставщик данных не ограничен), который может быть используется в реальном сценарии.PIRMAP следует «классической» схеме PIR (как определено [134] и улучшено в [135]), где пользователь отправляет зашифрованный вектор провайдеру облака. Облачный провайдер разбивает данные на блоки и умножает каждый блок на полученный вектор. Затем в облаке по столбцам складываются результаты умножения для создания вектора с одним результатом. Затем вектор возвращается пользователю, который его расшифровывает. Эти два этапа алгоритма, , то есть , умножение и сумма по столбцам, довольно легко сопоставить с двумя этапами MapReduce, i.е. , сопоставить и уменьшить. Расчет схемы PIR с помощью алгоритма MapReduce выполняется одновременно, в соответствии с парадигмой, и, таким образом, обеспечивает высокую производительность схемы с большим объемом вычислений. Результатом преобразователя является пара ключ-значение, где ключ — это индекс блока, а значение — результат умножения. Затем редукторы получают значения столбца и выполняют операцию суммирования. Следовательно, PIRMAP позволяет пользователям в частном порядке получать информацию из облака с помощью MapReduce.

EPiC . Протокол эффективного подсчета с сохранением конфиденциальности (EPiC) [116] позволяет вести подсчет с сохранением конфиденциальности с помощью MapReduce и позволяет пользователям хранить свои данные в публичных облаках в частном порядке, , то есть , защищенные от любопытных поставщиков облачных услуг. На первом этапе пользователь шифрует данные и выгружает их в облако. Данные зашифрованы таким образом, что идентичное значение данных не генерирует идентичный зашифрованный текст, и, следовательно, облачный провайдер, который хранит (зашифрованные) данные, не может узнать что-либо из данных, кроме тривиальных характеристик, таких как размер данных.На этапе запроса пользователь указывает шаблон поиска в виде логической формулы и генерирует код преобразователя / редуктора для работы с зашифрованными данными. Вычисления выполняются с использованием частично гомоморфного шифрования для защиты выходных данных вычислений от облачного провайдера. Облачный провайдер выполняет назначенное вычисление MapReduce и подсчитывает общее количество вхождений назначенного шаблона, не изучая ни данные, ни шаблон, ни частоту его появления. EPiC основан на идее преобразования поиска по шаблону в суммирование и полиномиальные оценки, которые могут быть эффективно выполнены с помощью частично гомоморфной схемы шифрования.Протокол использует более слабую схему шифрования для более эффективного выполнения назначенных запросов. Однако EPiC поддерживает только операции подсчета, что является ограничением протокола.

Похожий протокол был представлен в [117] для обеспечения сохранения конфиденциальности реализации алгоритма степенной итерации (метода поиска доминирующих собственных векторов для больших матриц) на MapReduce. Протокол использует частично гомоморфную схему шифрования Пайе [136] для вычислений алгоритмов.На первом этапе протокола пользователь шифрует данные, используя эту схему шифрования, и выгружает данные в общедоступное облако. На этапе обработки пользователь использует случайные векторы для защиты промежуточных выходных данных и выполняет вычисления MapReduce, используя гомоморфные свойства схемы шифрования Пайе. Протокол ограничен вычислениями только определенного алгоритма.

PFC . Программируемые пользователем вентильные матрицы (FPGA) и решение по сохранению конфиденциальности на основе повторного шифрования прокси для вычислений MapReduce представлены в [118], где данные хранятся в зашифрованном виде в общедоступных облаках.Алгоритм шифрования выбирается таким образом, чтобы данные легко разбивались на несколько частей для обработки картографами. Однако преобразователям и редукторам не разрешается обрабатывать зашифрованные разделения и промежуточные выходные данные соответственно. Картографы расшифровывают назначенные разделения перед их обработкой и снова шифруют промежуточные выходные данные. Редуктор также сначала расшифровывает промежуточные выходные данные перед обработкой и расшифровывает окончательные выходные данные.

CryptDB . CryptDB [119] выполняет SQL-запросы к зашифрованным данным, обеспечивая практическую конфиденциальность для пользователей.Идея CryptDB заключается в том, что большинство запросов используют четко определенный набор операций, каждая из которых может эффективно поддерживать зашифрованные данные. CryptDB защищает данные от любопытного администратора баз данных, который отслеживает сервер базы данных, и от любопытного облачного провайдера, который хранит серверы и данные. Злоумышленник не меняет запросы пользователей. Компромисс заключается между надежным шифрованием, которое не позволяет выполнять многие операции с данными, и между более слабым шифрованием с большим количеством операций. Другой компромисс — это минимизация количества утечек данных при взломе серверов приложений.Авторы не считают произвольные вычисления над зашифрованными данными практичными; таким образом, сервер приложений должен иметь возможность обрабатывать расшифрованные данные. (Их анализ более 128 840 запросов из приложений MIT показал, что CryptDB может поддерживать 99,5% всех запросов. Это снижает пропускную способность на 14,5% для полноценных веб-форумов и на 26% для запросов TPC-C по сравнению с немодифицированным MySQL.)

MrCrypt . Следуя работе CryptDB [119], MrCrypt [120] предлагает способ выполнения вычислений MapReduce с зашифрованными данными, хранящимися у любопытных облачных провайдеров.Механизм сохранения конфиденциальности MrCrypt основан на двух наблюдениях: (i) многие задания MapReduce выполняют только ограниченный набор базовых операций с входными данными и (ii) гомоморфные схемы шифрования, которые позволяют выполнять определенные операции, намного более эффективны, чем полностью гомоморфное шифрование [137,138 ].

MrCrypt, см. Рис. 15, выполняет статический анализ кода Java для преобразователя и редукторов в частном облаке. После анализа выбирается минимальная гомоморфная схема шифрования для поддержки всех требуемых операций законным и правильным образом.Затем программы на Java преобразуются с использованием этой схемы шифрования, и данные также шифруются с использованием этой схемы. Затем пользователь загружает данные и преобразованные программы в провайдер общедоступного облака, который выполняет задание MapReduce. Окончательные результаты работы отправляются обратно пользователю и расшифровываются с использованием выбранной гомоморфной схемы. Однако обратная сторона подхода заключается в том, что он ограничивает диапазон возможных запросов в системе.

Рис. 15. Фреймворк MrCrypt.

Крипсис .Идеи CryptDB [119] и MrCrypt [120] были перенесены на более высокие языки данных компанией Crypsis [121]. Система позволяет выполнять задания Pig Latin на любопытном облачном провайдере без раскрытия данных. Crypsis выполняет задание MapReduce для зашифрованных данных, не расшифровывая их. Для этого система преобразует сценарий Pig Latin так, чтобы его можно было выполнять с зашифрованными данными. Crypsis использует существующие практические частично гомоморфные схемы шифрования для шифрования данных. Система работает в следующих этапах: (i) преобразование сценария, анализируется сценарий Pig Latin и определяются необходимые схемы шифрования, затем сценарий изменяется для использования зашифрованных данных; (ii) обновить облако с отсутствующими схемами шифрования: возможно, что в данных, хранящихся в облаке, отсутствуют некоторые схемы шифрования, которые требуются для данного сценария, в этом случае эти схемы идентифицируются, и облако обновляется новыми зашифрованными данными; (iii) выполнять зашифрованный сценарий в облачной инфраструктуре с использованием предварительно определенного кода, предоставленного пользователем, хранящегося вместе с данными; (iv) повторное шифрование, возможно, что промежуточные выходы генерируются во время выполнения скрипта, в таких случаях данные должны быть повторно зашифрованы и (v) результаты, результаты отправляются пользователю, где они могут быть расшифрованы .

Накладные расходы . Основным препятствием на пути предоставления сохраняющей конфиденциальность инфраструктуры для облачных вычислений MapReduce с поставщиком облачных услуг, выступающим в роли противника, является эффективность вычислений и хранения. Затраты на вычисление известных в настоящее время полностью гомоморфных схем шифрования все еще чрезмерно дороги [138]; Таким образом, существует потребность в поиске новых схем или методов обеспечения конфиденциальности данных. Исследовательские работы, рассмотренные в этом разделе, показывают, что к этой цели был достигнут значительный прогресс.Тем не менее, все вышеупомянутые алгоритмы имеют общие недостатки, такие как: ограниченный диапазон разрешенных запросов (как компромисс между сохранением конфиденциальности данных и их использованием), увеличенное время вычислений и во многих случаях увеличенное пространство для хранения зашифрованных данных. Несмотря на эти трудности, будущее вычислений с сохранением конфиденциальности в публичных облаках выглядит многообещающим и интересным.

Частотомер Дэйва Тутельмана

Частотомер Дэйва Тутельмана
Описание цепи
Оригинал 1995
Обновлено 1999, 2003

Это повествование, связанное со схемами моего частотомера. Я собираюсь быть многословным в одних местах и ​​кратким в других, согласно моим собственный вкус. Я полагаю, вы кое-что знаете о цифровых схемах, поэтому Мне не придется объяснять основные концепции.

К тексту прилагаются схемы и фотографии. Они представлены миниатюрными изображениями. Если щелкнуть миниатюру, значок полноразмерное изображение откроется в новом окне, поэтому вы можете просматривать как изображения и текст, который к нему прилагается.

Принцип работы такой:
  • Измерьте время полного цикла вибрации с помощью цифрового таймера. Цифровой таймер — это счетчик, управляемый точным осциллятором (в данном случае тактовый генератор DIP с тактовой частотой 2 МГц, управляемый кристаллом).
  • В конце полного цикла стробировать содержимое счетчик в регистр, затем сбросьте счетчик, чтобы отсчитать время следующего цикла.
  • На данный момент регистр содержит двоичное число, пропорциональное периоду (времени) цикла. Частота обратно пропорциональна периоду. Двоичное время — это вход в ПЗУ. Он полностью указывает частота, которая полностью определяет сигнал, который необходимо отправить к каждому сегменту трехзначного отсчета.Я использовал компьютерную программу (см. Приложение) для вычисления каждого из этих сигналов и создания файла который использовался PROM-записывающим устройством для программирования 2732 EPROM.
На этом уровне дизайн очень общий, и его можно использовать для любой датчик, который генерирует волну, связанную с вибрацией вала. Я построил два очень разных датчика, оба из которых работают со схемой: пьезоэлектрический датчик давления, встроенный в зажим вала, и инфракрасный приспособление с разбитым лучом, в котором вал вибрирует между ИК-светодиодом и ИК-детектор.Как показано на схеме:
  • Датчик давления генерирует один «квадратный» импульс за цикл, когда вибрация давит на него, а затем расслабляется вдали от него.
  • Оптический инфракрасный датчик генерирует два импульса за цикл, по одному каждый раз, когда вал достигает середины вибрации.
Цепи формирования волны и управления устраняют различия между датчиками и «кондиционируют» сигнал так, чтобы остальная часть схема видит тот же сигнал относительно цикла вибрации.

Замечание о компонентах : Я использовал стандартную логику 74LS, если не указано иное. (Обратите внимание, что драйверы светодиодов имеют более высокую мощность 7406, а не 74LS06.) Транзисторы являются стандартными PNP-транзисторами; подойдет практически любое коммутационное устройство PNP. Прочие компоненты:

Вентиль с 2 входами 74LS00
Вентиль с 3 входами 74LS10
Вентиль на 8 входов 74LS30
Триггер (тип D) 74LS74
Демультиплексор (с 2-битной на 4-строчную) 74LS156
Преобразователи 74LS14
Счетчик (двойной 4-ступенчатый) 74LS393
Регистр (6 бит) 74LS174
Драйверы светодиодов 7406 (, а не LS)
Компаратор напряжения LM339
7-сегментный светодиодный дисплей л.с. 5082-7730
Приобретены компоненты датчика (как давления, так и оптические). от All Electronics (http: // www.allelectronics.com), Бесплатная линия заказа 1-888-826-5432. Это было в 1995 году. Есть похожие компоненты, которые могут служить заменой в текущем каталоге.

Общая стоимость электронных компонентов, вероятно, не превышает 25 долларов. Дополнительная стоимость (корпус, питание, плата, проводка, программирование ППЗУ и т. Д.) будет зависеть от того, насколько хорошо оборудована ваша электронная мастерская.

Входная секция — недорогой компаратор LM339, подключенный с небольшим количеством положительных отзывов, чтобы сделать переход резче и добавить бит гистерезиса (это «мгновенное действие»).Резистор обратной связи следует выбирать с учетом наилучших характеристик истерики. 220K или так, что я показал, должно работать хорошо, но вы можете добавить обрезку.

Вы обязательно захотите использовать подстроечный резистор 1K для установки порога. Это необходимо отрегулировать при замене датчиков, и может потребоваться регулировка. время от времени по мере старения датчиков. Я сделал свой доступным через узкое отверстие под отвертку в передней панели. Это не может быть изменено случайно, но вы можете отрегулировать его, не открывая корпус.

Регулировка облегчается двумя светодиодами, видимыми на передней панели. На схеме контрольной секции они называются «волновыми индикаторами». Один или другой всегда включен, в зависимости от того, включен ли формирователь волны. включен или выключен. Они графически отображают состояние формирователя волны. С датчиком давления светодиоды также используются для регулировки зажима. давление.

Любой датчик в сборе может быть подключен к шасси через 4-контактный разъем:

  • Пьезоэлектрический преобразователь давления просто подключается к входы компаратора.
  • Оптический датчик должен быть запитан, и эту работу выполняет два других вывода, которые питают + 5В и землю. Я ушел без резисторов на блоке оптического датчика; вы, вероятно, тоже можете.
За конденсатором 0,01 мкФ на входных выводах стоит история. Когда я изначально отлаживал схему в подвале, частота показанные на светодиодах, время от времени «сходили с ума». Это сработает нормально какое-то время, а затем внезапно отображают частоты зашкаливающие. Мне потребовалось время, чтобы понять, что это было. Помните старый Memorex рекламные ролики «Это вживую или это Memorex?» с участием Эллы Фицджеральд. высокая нота, разбивающая окно? Ну, я слушал Эллу Фицджеральд кассеты пока я работал. Динамики были прямо над моим рабочим столом. В конце концов, я заметил, что счетчик «сходил с ума» всякий раз, когда Элла попадала в высокая нота, и вспомнил те ролики. Я также вспомнил, что Пьезоэлектрические преобразователи изначально создавались как высокочастотные микрофоны.В большинстве случаев они улавливали колебания вала, но когда Элла пела громко и высоко они уловили ее голос и отправили его на частотомер. Конденсатор (и резистор 100 кОм) были добавлены как «Эллатенюатор», RC-фильтр нижних частот.

Блок управления

Вход в секцию управления — это квадрат логического уровня, который пульсирует. один раз за цикл для датчика давления и два раза за цикл для оптического преобразователь. Он подается на счетчик, первые три ступени которого используются.Идея состоит в том, чтобы получить стробирующий сигнал шириной в полную цикл вибрации; это «пульс и обратно» для давления, и два из них для оптики. Выбираются первые три выходных бита счетчика. с помощью DIP-переключателя для подачи на управляющую логику. Биты:
  • А — стробирующий сигнал датчика давления.
  • B — стробирующий сигнал для оптического датчика.
  • C — сигнал половинной скорости, назначение которого будет описано ниже.
Логика управления (состоящая из двух триггеров и ряда gates) генерирует два выхода:
  • Стробоскопический импульс , который происходит точно в конце сигнал стробирования и длится ровно один отсчет.
  • Сброс счетчика , который запускается, как только стробоскоп выключается, и который сохраняется (держать счетчик выключенным) до начала следующего стробирующего сигнала.
На этом этапе нам нужно понять, что этот дизайн, в отличие от большинства коммерческие частотомеры, не имеет кнопок «сброса» или «старта» . Он измеряет один цикл и отображает частоту, которую представляет цикл. Затем он ожидает цикл, продолжая отображать ту же частоту. В следующем цикле он снова начинает отсчет и отображает новое измерение. в конце этого цикла. Таким образом, он обновляет дисплей с последними чтение каждого второго цикла вибрации. Хорошо, время для некоторых цифр:
  • Типичный диапазон вибрации вала от 240 до 340 имп / мин. cpm.
  • То есть от 4 до 6 в секунду.
  • Таким образом, число на дисплее обновляется с новым показанием 2-3 раза в секунду.
Я считаю, что это очень приемлемая оценка для «среднего умственного». Это определенно показывает, стабильно показание или нет; нестабильное чтение будет прыгать два или три раза в секунду, в то время как стабильные показания будут держите ровно или измените только на счет или два. Но я боялся, что Мне может потребоваться более статичное чтение, и возможно, что некоторые пользователи захотят. Таким образом, выход «половинной скорости» счетчика (бит C) может использоваться как часть ворота, чтобы замедлить обновление. Таким образом, настройки DIP-переключателя:

Нормальное обновление
(2-3 раза в секунду)
Медленное обновление
(1 раз в секунду)
Датчик давления
(или другой датчик, дающий
один импульс на цикл)
А «на» A&B «на»
Оптический датчик
(или другой датчик, дающий
два импульса за цикл)
Б «на» B&C «на»

Секция счетчика

Счетчик состоит из 20 бит микросхем 74LS393.Первое (наименее значимый) десять бит — это просто обратный отсчет частоты от От 2 МГц (выводится кварцевыми часами) до 1953 Гц, что дает временное разрешение чуть более половины миллисекунды. (Да, это почти то же самое, что и время, проведенное мячом по клюшке во время удара. И нет там нет отношений; это чистое совпадение.) Это может решить частота достигает 350 импульсов в минуту с точностью до одной импульса в минуту.

Десять старших битов используются для считывания. Это позволяет частотам всего 114 копий в минуту.Это также позволяет отображать более высокие частоты выше 350, но разрешение на частотах выше 350 будет быть более одной копий в минуту.

Это размещение секций счетчика было разработано с помощью компьютерной программы. описано в приложении.

Счетчик представляет собой прямой двоичный счетчик, за исключением двух интересных вариантов:

  • Когда все 8 старших бит достигают 1, вентиль предотвращает дальнейшие импульсы от увеличения счета.Это предотвращает счетчик от «упаковки». Если бы можно было накрутить, то частоты ниже его диапазон 114 cpm будет отображаться как очень высокие частоты.
  • Два бита высокочастотной части (около 8 и 16 кГц) используются как часы для мультиплексирования 3-значного светодиодного дисплея. Более об этом в главе, посвященной дисплеям.

Реестр и разделы PROM

Разделы реестра и PROM очень просты.Два 74LS174 шестнадцатеричные триггеры D используются для регистра; мы используем десять из двенадцать бит. Поскольку логика управления была спроектирована как синхронная (синхронизированная) логика, импульс строба синхронизируется с часами счетчика, поэтому счетчик не меняет значение во время строба.

ППЗУ 2732 имеет 32 Кбит, расположенные как 4096 байтов по 8 бит в каждом. Мы используем большую его часть, располагая ее как:

  • 1024 строки (10-битный адрес из каскада регистра), по
  • 3 цифры для дисплея (2-битные часы мультиплексирования дисплея, с одна фаза не используется), на
  • 7-битные «мини-байты» для семи сегментов дисплея.
Поскольку ППЗУ 2732 становится все труднее найти в наши дни (низкая емкость делает его «устаревшим»), я пометил распиновки их общими обозначениями, и приведите ниже таблицу фактических распиновок для нескольких различных модели ПРОМ. Вы должны связать неиспользуемые адреса с нулями, если используйте больший PROM, чем 2732.
2732
Распиновка
2764
Распиновки
27128
Распиновка
A0 8 10 10
A1 7 9 9
A2 6 8 8
A3 5 7 7
A4 4 6 6
A5 3 5 5
A6 2 4 4
A7 1 3 3
A8 23 25 25
A9 22 24 24
A10 19 21 год 21 год
A11 21 год 23 23
D1 9 11 11
D2 10 12 12
D3 11 13 13
D4 13 15 15
D5 14 16 16
D6 15 17 17
D7 16 18 18
E ‘ 18 20 20
ГРАММ ‘ 20 22 22

Раздел дисплея

Дисплей состоит из трех семисегментных светодиодных дисплеев DIP. Это устройства с общим анодом, и мы используем анод для мультиплексирования импульсы. То есть:
  • Во время одной «фазы» (один отсчет часов мультиплексирования дисплея), на анод одной из цифр подается положительный импульс. Это делается декодером 74LS156 и транзисторами драйвера PNP.
  • В то же время часы мультиплексирования дисплея сообщают PROM какая цифра является текущей «фазой». PROM применяет биты к своему вывод, соответствующий этой цифре.На выходе 7406 драйвера подаются отрицательные пульсирует на некоторые сегменты, включая отображение этой цифры.
  • В течение трех из четырех «фаз» счета, той или иной цифры пульсируют с правильной отображаемой информацией для этого цифра. На четвертой фазе все упирается.
Это хорошо известен как наиболее эффективный способ активации многозначного Светодиодный дисплей.
Физический дизайн включает электронную упаковку и конструкцию. датчиков и зажимов.Каждый из них описан в этом разделе, в комплекте с фотографиями.

Электронная упаковка

Электроника встроена в пластиковый корпус, изначально предназначенный для телекоммуникационного оборудования. Коробка имеет защелкивающиеся замки сбоку для полный доступ сверху к схемотехнике. Передняя панель темно-красная прозрачная оргстекло, поэтому красные светодиоды видны, а схемы — нет. На передней панели есть небольшие отверстия для доступа к регулировкам накладки входной порог и гистерезис.

Задняя часть корпуса имеет большое открытое пространство для кабелей и разъемов.

На следующем фото электроника с верхней крышкой снято с дела. Схема построена на макетной плате; я сделал печатную плату делать не надо. Все микросхемы вставлены в гнезда, а гнезда иметь длинные кабельные выводы.

7-сегментные светодиодные дисплеи устанавливаются в прямоугольные гнезда, поэтому они против прозрачной красной передней части корпуса. «Волновой индикатор» Светодиоды тоже напротив передней панели; один установлен в верхней части схемы доска, а другой (не виден на фото) находится в том же положении внизу доски.

Элементы управления для настройки входного порога и гистерезиса многооборотные потенциометры. Они устанавливаются возле передней панели, при этом регулировочный винт, обращенный к панели. В панели есть небольшое отверстие перед каждым. При некоторой ловкости рук можно использовать небольшой отверткой, чтобы отрегулировать их, не открывая корпус.

Кабель к датчику представляет собой плоский «радужный» ленточный кабель, который соединяет к печатной плате через штыревой штекер. Каждый датчик имеет собственный кабель и вилка, поэтому их можно менять местами.Зажим на открытой задней части корпуса обеспечивает разгрузка от натяжения разъема и печатной платы. Чтобы заменить датчик, необходимо:

  • Снимите верхнюю часть корпуса.
  • Отсоедините кабель датчика и ослабьте фиксатор натяжения.
  • Вставьте другой датчик, установите и затяните снятие напряжения.
  • Измените DIP-переключатель, чтобы отразить правильный подсчет режим.
  • Отрегулируйте подстроечные резисторы входа.Каждый датчик электрически разные, а порог и гистерезис необходимо установить заново.
  • Заменить верхнюю часть корпуса.

Оптический датчик и зажим

Первая картинка — это обзор всей частоты метр, состоящий из зажима для клюшки (который сам имеет С-образный зажим к рабочему столу), ярмо, содержащее инфракрасный источник и детектор, и электроника.Для измерения зажимается клюшка (с рукояткой). В Зажим также вмещает незатянутый вал, как мы увидим ниже.

Зажим взведен под углом 12 градусов. Это достаточно плоско, так что что клюшка сильно вибрирует вверх и вниз, учитывая жесткость проблемы, но наконечник все еще достаточно высок, чтобы прервать инфракрасный луч и чтение.

Оптический датчик представляет собой U-образную вилку из двух дюбелей диаметром 1 дюйм. (на самом деле секции метлы) прикручены к длине бруса 1х2.В инфракрасный светодиод (излучатель) находится в отверстии возле кончика одного дюбеля, а инфракрасный Детектор аналогично расположен в другом дюбеле. Я сознательно оставил много места, чтобы конец вала мог вибрировать и даже становиться «овальным». Есть почти 3 дюйма между дюбелями и 5 дюймов снизу до отверстий для светодиодов.

Отверстия для инфракрасных компонентов были просверлены до того, как ярмо было скручены вместе. Они были просверлены как одно на сверлильном станке, с обоими дюбелями. зажаты вместе для совмещения. Пока все еще зажаты, пара или стрелы были на концах дюбелей одной линейкой и одним движением ручка (перманентный маркер с острым концом).Эти стрелки помогли с выравниванием при сборке, как и пристрелка через отверстия.

Провода от инфракрасных компонентов проложены по дюбелям и привинчены. клеммы в основании, где они прикреплены к ленточному кабелю, который переходит к электронике.

Это вид всей сборки с торца. В этом случае Незахваченный вал измеряется с помощью 205-граммового наконечника. Посмотрим вкратце, как мы меняем зажим из режима захвата на голый вал.

Хомут крепится к основному базовому блоку с помощью рычага, который фиксируется одиночный болт. Большая ручка с резьбой — это «гайка» для этого болта; это легко ослабляется и затягивается вручную. Следовательно, легко настроить угол наклона. руки так, чтобы штанга находилась посередине балки в состоянии покоя. Это дает наиболее стабильные и точные показания при выщипывании вала. При фактическом использовании эту настройку необходимо изменять только при переключении между валы с захватом и без захвата.

Белый гаджет необычной формы, прикрученный к наклонному краю основания. блок представляет собой ручку для переноски.Смещение ручки лучше выровнено с центром тяжести всей сборки, чем прямая ручка бы, поэтому он висит ровно, когда вы его несете. (Если вам интересно, офсетная ручка входила в комплект поставки патио двери Pella.)

Зажим представляет собой пару губок из твердой древесины, изготовленных из Пиломатериал 2×2 (на самом деле 1,5 «x1,5», конечно), обрезанный до стандартной длины Зажим 5 дюймов. Нижняя губка фиксируется, а верхняя приводится в движение тумблером. зажим.(Зажим DeStaco. Я думаю, это была модель 603, но я не уверен.)

Зажим прикреплен к алюминиевой пластине шириной 7 дюймов, сделанной из двух алюминиевых деталей. уголки, каждый 3,5 дюйма на 1,25 дюйма и 1/8 дюйма толщиной. Когда они скреплены болтами у фланца 1,25 дюйма они образуют пластину, которая очень жесткая в направлении хода клевант, который является направлением нагрузки на пластину. Этот пластина крепится к деревянному основанию большими шурупами, большей частью через Фланец 1,25 дюйма и пара через поверхность 3,5 дюйма. Вся сборка очень прочный и жесткий.

Вертикальные и горизонтальные элементы базового блока скреплены между собой. с 4 большими шурупами по дереву и эпоксидной смолой — опять же очень прочный и жесткий. К горизонтальному элементу прикреплены три стальные шайбы эпоксидным слоем; они есть используется в качестве подкладок для C-образного зажима сборки на столешнице, как показано. Дыры в шайбы просверлены в древесине, поэтому они также могут служить в качестве прокладок для более прочного прикручивания сборки к рабочему столу.

Клюшка, показанная в зажиме, имеет захват на конце стержня.Следующий несколько изображений будут включать детали зажима, в том числе то, как мы его переключаем для работы с незатянутым торцом вала. Ключевым элементом переключателя является длина 5 дюймов. уголка из твердой древесины, сидящего на горизонтальной части основания. Имеет «булавки» которые свободно сидят в отверстиях в основании; это просто место для хранения Это.

Вот крупный план зажима без зажатого вала.

Нижняя челюсть прикручена к пластине. В нем проделана V-образная канавка. для вала.Канавка находится на том же расстоянии от пластины, что и осевая линия. вала кулачкового зажима. Это удерживает усилие зажима прямо на вал. Канавка имеет ширину 1/2 дюйма и глубину 1/4 дюйма.

К нижнему зажиму прикреплены две шестигранные алюминиевые стойки. (Круглый сообщения были бы так же хороши, но у меня были под рукой шестигранные столбы в нужного размера.) В верхней челюсти есть отверстия для стоек, и она поднимается вверх. и вниз на них. Отверстия с зазором достаточно свободны, чтобы угол верхней челюсти может изменяться для установки стыка вала без конуса или конического рукоятка.Верхняя губка имеет V-образную канавку, которая совпадает с канавкой в ​​нижней челюсть. Вместе они жестко удерживают вал.

Коленчатый зажим приводит в движение верхнюю челюсть. Его винт 5/16 дюйма встречается с челюстью в неглубокое широкое отверстие, которое не дает ему скользить. (Анализ показывает, что эта дыра лишняя, но на всякий случай она все равно там есть.) К винту прикреплено пластиковое колесо, используемое для регулировки конечного положения. зажима; по сути, это регулировка давления зажима.

При отпускании и подъеме рычажного зажима появляется небольшой металлический штуцер. верхняя губка входит в контакт с головкой винта и заставляет верхнюю губку сжиматься. быть поднятым вместе с ним.

Я добавил калибровочные метки на нижнюю челюсть с интервалом в 1 дюйм, чтобы обеспечить зажим короче 5 дюймов. Однако, поскольку коленчатый зажим давит в посередине 5-дюймового пролета, неясно, насколько эффективным будет более короткий зажим быть. Это не было проверено.

На этом снимке я снял угол лиственных пород с его место для хранения на базе. Я сейчас сбрасываю его в V-образный паз в нижней губке зажима. Штифты попадают в ответные отверстия в нижней части канавки и удерживайте ее на месте.Это фитинг с голым валом.

К счастью, угол толщиной в четверть дюйма — это именно тот размер, который нужно компенсировать. для разницы между захваченным и не захваченным валом. Компенсирует как по диаметру, так и по фактуре (V-образные канавки впиваются в рукоятку ровно достаточно чтобы обеспечить надлежащее давление). Это, конечно, предполагает «нормальные» условия: Приклад 0,580–600 дюймов и мужская рукоятка нормального размера. Для других переключателей вы можете необходимо отрегулировать колесо глубины винта.

Теперь незатянутый вал можно зажать для измерения.В колесо можно использовать для изменения давления при необходимости, но это редко когда зажим установлен правильно.

Зажим для измерения давления

Одной из особенностей этого частотомера является то, что он может использовать либо оптический датчик (описанный выше) или пьезоэлектрический преобразователь давления. Преобразователь устанавливается в зажиме таким образом, что прикладывается давление. и отпускается при вибрации вала.

На этом рисунке показан используемый зажим для измерения давления.Вся сборка приводится в движение прикрепленными к верстаку столярными тисками. Я использую это с вал вертикальный, но это не обязательно. Выберите ориентацию для сначала жесткость, а потом удобство.

Зажим состоит из трех кусков твердой древесины, свободно соединенных между собой. вместе.

Две верхние части имеют длину 5 дюймов и имеют соответствующие V-образные канавки для вала. Они скреплены шурупами по дереву, которые вкручены лишь частично. На остальной длине они скользят в пилотном отверстии, позволяя части, которые необходимо отделить (как показано), чтобы вставить или удалить вал.

Нижняя часть немного длиннее и содержит датчик. Застегивается к среднему элементу на петлю «сзади» (левая сторона на фото) и пара пружин в «перед». Пружины 20-ти фунтовые автомобильные. пружины. Когда доски почти соприкасаются, пара пружин обеспечивает что к передней части зажима прилагается 35-фунтовая сила.

Если усилие приложено равномерно к верхней части, то такое же усилие должен быть приложен к петле, поэтому общая сила на верхней части составляет 70 фунтов.Вал удерживает две части отдельно, поэтому все 70 фунтов зажимают вал. сила.


Вид спереди показывает закрепленный круглый пьезоэлектрический преобразователь. к нижней части. К нему прикреплен кусок довольно прочного неопрена меньшего размера. к средней части. Когда пружины достаточно сжаты, неопрен нажимает на датчик.

Алюминиевый полукруг на верхней части находится ровно посередине между пружины и петля.Это точка, с которой закрываются тиски, так что где сила приложена к зажиму. Это гарантирует равные силы в шарнир и пружина, поэтому давление зажима будет равномерным на протяжении 5 дюймов. зажимаемого вала.

Другая функция полукруга — изменение угла между челюсти, если в V-образную канавку вставлен вал с захватом. Нижняя часть прилегает к одной губе тисков. В верхней части используется полукруглый в качестве оси или точки опоры, позволяя регулировать угол наклона.

Для настройки для измерения требуются следующие шаги:

  • Поместите весь узел, включая вал, в тиски, и начинаем сжимать губки тисков.
  • Когда вы затягиваете губки тисков, следите за светодиодами «волнового индикатора». на блоке электроники.
  • При переключении с одного светодиода на другой перестать затягивать и немного отступите, но не настолько, чтобы переключить их обратно.
  • На этом этапе выполняются следующие условия: необходимо для стабильных и повторяемых показаний частоты:
    • Датчик оказывает на него давление примерно на уровне порог, для опорного вала.Таким образом, когда вал выдернут, порог будет около центра вибрации.
    • Пружины сжимаются до одинаковой величины при каждом измерении. Благодаря тому, как конструкция распределяет силы, это гарантирует известное, равномерное прижимное давление.
  • Теперь потяните вал и позвольте ему вибрировать. Измеренная вибрация находится в плоскости, перпендикулярной деревянным деталям. Когда голова или кончик вес перемещается к нижней доске, это заставляет неопрен давить на преобразователь сложнее.Когда кончик движется к верхней доске, это облегчает давление на датчик. Эти колебания давления превращаются в напряжения и отправляются в блок электроники.
  • Если светодиоды индикатора волны чередуются вверх и вниз, когда вал ощипывается, значит, вы знаете, что он работает правильно. Если нет, вам нужно увеличивайте или уменьшайте давление в тисках до тех пор, пока светодиоды не начнут чередоваться синхронно с вибрациями. Лучшее и долгосрочное решение может регулировать порог и гистерезис для получения лучших и наиболее стабильных изменений.

Зажим для измерения давления имеет очень удобную конструкцию и занимает очень много места. мало места на столе по сравнению с оптической схемой, описанной выше. К сожалению, на практике у него есть несколько проблем:
  • Мой рабочий стол очень жесткий в режиме вибрации вверх-вниз. Но это не так жестко противостоять горизонтальным силам на уровне столешницы. Грустно, любая ориентация зажима в тисках оказывает такое горизонтальное усилие.Результатом стало достаточно гибкости зажима для снижения показаний. примерно на 10 копий в минуту. (Это тяжелый отдельно стоящий стол. Если бы он был стене и прикручен к стойкам, так бы получилось намного лучше.)
  • С возрастом и циклами давления датчик, кажется, потерял некоторая его изначальная стабильность и чувствительность. Если вы решите использовать давление преобразователь, позвольте мне порекомендовать включить в вашу конструкцию возможность замены преобразователь.
Из-за этих проблем показания частотомера сильно улучшились. стабильности и точности с тех пор, как я перешел на оптическую систему.
Я хотел бы поблагодарить Берджесса Хауэлла за оцифровку моих бумажных рисунков. Он больше, чем просто сканировал их; он также векторизовал их из моей руки от эскизов к качественным инженерным чертежам. Кроме того, Джим Уитлер перепроверил чертежи и обнаружил несколько ошибок схемы, прежде чем у кого-то случились какие-либо катастрофы строить это. Наконец, я хотел бы поблагодарить Пола Никлза из Clubmakers ‘ Небеса за то, что предоставили мне достаточно данных, чтобы мотивировать меня разрабатывать и строить этот зверь.
Компьютерная программа использовалась для:
  1. Определите количество этапов предварительного отсчета и количество значащих битов для управления дисплеем.
  2. Разложите биты в ПЗУ и запишите их в приемлемый файл. к PROM-горелке.
Вот обсуждение программы и ее результатов, включая загружаемая версия файла PROM (который вам понадобится, если вы соберете частотомер) и загружаемую версию исходного кода C ++ для программы.

A1: Конструкция счетных каскадов

Первой целью программы было создание счетчика. Он вычислил и распечатал частоты, измеренные с применением 1 Сигнал МГц (то есть 1, а не 2 МГц) на счетчик, состоящий из M предварительных каскадов за которыми следуют N постэтапов. Я проверил на глаз, чтобы увидеть при каждом запуске:
  • Какая самая низкая частота, которую можно было прочитать. (Этот полностью зависел от M + N.)
  • Какая была самая высокая частота при чтении следующей частоты? была всего на 1 cpm выше, без пропуска частоты. (Это было полностью зависит от М.)
В следующей таблице приведены результаты программы.
Pre-
Этапы
Post-
Этапы
Низкая частота Частота первого пропуска
8 10 229 502
9 9 229 352
9 10 114 352
10 8 229 281
10 9 114 281
10 10 57 год 281

Пытаясь определить необходимый диапазон, я обратился к DSFI 1995 г. Дополнение по фитингам вала.Самая низкая частота драйвера была 194 копий в минуту. (FiberSpeed ​​FS-100), а самая высокая частота 5-железа составляла 338 копий в минуту. (TT Dynamic X). Строка, охватывающая весь диапазон, была выделена один, с 9 пре-стадиями и 10 пост-стадиями, поэтому я его использовал.

Зоркие из вас могли заметить, что схема действительно имеет 10 предварительных стадий, а не 9. Это потому, что осциллятор, о котором я говорил чтобы получить дешево (ну, бесплатно; это было у меня в подвале) была частота 2 МГц, а не 1 МГц. Так что я использовал дополнительный предварительный этап (все равно он был на чипе) для подсчета от 2 МГц до 1 МГц.

A2: файл данных PROM

После разработки счетчика я расширил программу, чтобы вычислить биты, необходимые для ПЗУ дисплея. Поскольку программа уже могла перейти от содержимого двоичного регистра к десятичной трехзначной частоте, Мне просто нужно было сказать, как выразить каждую цифру в виде семи сегментов дисплея.

Так же настроил так:

  • Выше 999 копий в минуту на дисплее отображается « HI », для «слишком высоко для отображения».
  • Ниже 115 копий в минуту на дисплее отображается « LO », для «слишком низко для отображения».
Если вы хотите построить свой собственный частотомер из этих планов, вам понадобится файл, из которого вы можете записать ПЗУ, или программу для генерировать его. Вот zip, который вы можете скачать, который содержит:
  • Необработанный двоичный файл для подачи на устройство записи ПЗУ.
  • Исходный код программы на C ++.
  • Исполняемый файл программы на ПК.
Наслаждаться!

Дэйв Тутельман


История:


Март 1995 г.

  • Встроенный частотомер.
  • Документация состояла из ручных чертежей.
1999
  • Берджесс Хауэлл отсканировал чертежи и преобразовал их в качественный цифровой изображений.
  • Я написал описание, и Джон Мьюир добавил его в Clubmaker Online.
Январь 2003 г.
  • Исправлены рисунки (окончательно) по предложению Джима Уитлера.
  • Добавлены разделы по физическому оформлению, с фотографиями.

Как создать самодельный частотомер — включает схему и список деталей

Введение

Частотомеры, доступные на рынке, обычно слишком дороги и сложны. Новым энтузиастам электроники всегда трудно достать эти hi-end типы частотомеров. Кроме того, поскольку потребности этих новичков в электронике ограничены, простой аналоговый частотомер в большинстве случаев может легко удовлетворить их потребности.Самодельная схема частотомера, описанная в этой статье, очень проста по конструкции и обеспечивает оптимальный диапазон измерения частоты, полезный для большинства любителей электроники. Более того, было бы очень весело собрать тестовый прибор дома и использовать его для тестирования будущих строительных проектов.

Что такое частота?

В электронике частота обычно представляет собой напряжение, которое меняет или меняет свою полярность несколько раз в секунду. Вы можете взять пример вашей домашней сети переменного тока, где частота напряжения изменяется с положительной на отрицательную 50-60 раз в секунду, отсюда и название переменного тока или переменного тока.

Частоты, используемые в электронных схемах, всегда низкие по величине и не могут превышать максимальное рабочее напряжение или напряжение питания самой схемы. Они используются для выполнения многих сложных функций в схеме и в основном генерируются с помощью логических вентилей CMOS. Часто возникает необходимость измерить скорость этих частот, и поэтому частотомер оказывается для этого незаменимым инструментом.

Представленная здесь схема аналогового частотомера может использоваться для измерения частот от 25 Гц до 500 кГц.

Описание схемы

Чтобы понять, как работает схема этого самодельного частотомера, давайте рассмотрим следующее объяснение:

IC 555 образует основную часть схемы и работает как моностабильный мультивибратор.

Его частота определяется внешними компонентами R2, VR1 и C3. Настройка VR1 важна и может использоваться для регулировки диапазона измерения частотомера.

Рассматриваемая частота подается на базу транзистора T1 через резистор R6.T1 проводит только во время положительных пиков входных колебаний.

Во время этих проводов T1 конденсатор C2 вынужден быстро разряжаться через R7 и T1. Кроме того, во время отрицательных пиков входных колебаний T1 отключается, и теперь C2 заряжается через R1, но с довольно медленной скоростью.

Из-за этого на выводе 2 ИМС через конденсатор С1 появляется резкий отрицательный импульс. Резистор R3 гарантирует, что импульс будет узким и только запускает микросхему.

ИС немедленно реагирует на триггер, генерируя импульс постоянного периода, установленного VR1 на его выходном контакте 3.

Этот импульс сглаживается и интегрируется R4, R5 и C5, C6 для получения среднего значения импульсов. Для индикации этого интегрированного значения можно использовать измеритель с подвижной катушкой.

Величина этих импульсов будет линейно изменяться в зависимости от входной частоты и, таким образом, может быть измерена непосредственно с помощью измерителя.

Изображение формы волны

Кредит: https://www.bbc.co.uk/scotland/learning/bitesize/standard/physics/images/waveform2.gif

Обзор набора частотомера тестера кварцевого генератора

| автор R.X. Seger

Довольно много электронных комплектов можно недорого купить на Aliexpress. В этом посте я рассмотрю этот тестер кварцевого генератора с частотным счетчиком, изготовленный своими руками:

Прибыл в мой почтовый ящик через 22 дня после того, как я разместил заказ, неплохо. Комплект пришел в тщательно упакованном виде, распаковав его и вынув из антистатического пакета, вот все детали:

  • 1 x 100 кОм, 2 x 10 кОм, резисторы 10 x 1 кОм
  • 4 диода 1N4148
  • 3 Керамические конденсаторы x 22 пФ
  • 1 x 0.Конденсатор 1 мкФ (104), 1 конденсатор 0,001 мкФ (102)
  • 5 7-сегментных светодиодных дисплеев 5611AH
  • Кристалл 20 МГц
  • Разъем DIP16 + Microchip PIC16F628A 8-битный микроконтроллер PIC
  • S9014 Кремниевый транзистор NPN (предварительно -усилитель, низкий уровень шума и низкий уровень шума)
  • S9018 Кремниевый транзистор NPN (усилитель AM / FM, гетеродин FM / VHF)
  • 7550A-1 сильноточный низковольтный регулятор напряжения 5 В
  • конденсатор переменной емкости (TODO: what диапазон?)
  • кнопка
  • 1×3 разъем
  • Цилиндр входного разъема постоянного тока

Присмотритесь к печатной плате:

Плата достаточно хорошо маркирована, шелкография четко показывает значения компонентов.Здесь нет позиционных обозначений или даже руководства, в отличие от комплекта для поверхностного монтажа, который я обсуждал в Электроника для поверхностного монтажа для любителей: проще, чем вы думаете , но ни то, ни другое не было необходимо — у меня не было никаких проблем с поиском того, какой компонент и куда , а шелкография также четко указала на ориентацию компонентов. В любом случае, давайте соберем этот комплект.

Сборка

Вставка всех резисторов:

Было десять 1 кОм, два 10 кОм и один 100 кОм, поэтому мне даже не пришлось читать полосы цветовой кодировки резисторов.Формованные провода продевают через предварительно просверленные сквозные отверстия, загнутые наружу, чтобы удерживать их на месте. Вставка дополнительных компонентов:

Перевернул плату, быстро припаял и обрезал каждый вывод:

и припаял остальные компоненты. Я ожидал, что этот процесс завершится быстрее, учитывая, что в этом проекте не так много всего. Вот конечный результат:

Выглядит довольно близко к изображению продавца:

Мне достаточно было взглянуть на это изображение, чтобы узнать, где припаять 3-контактный разъем.Не в трех отверстиях с надписью «+ — IN», а в ближайших отверстиях без надписи. В любом случае, теперь, когда комплект собран, он работает?

Power

Этот комплект поставляется с центрально-положительным цилиндрическим разъемом размером около 3/8 дюйма. Адаптера питания в комплекте нет, вы здесь сами. Но подойдет любой источник напряжения от 5 до 9 В.

Без совместимой настенной бородавки я припаял провода к клеммам + и -, затем подключил к земле и +5 В от коммутационной платы Raspberry Pi.Это сработало нормально, но я бы предпочел что-то вроде 9 вместо этого зажим для батареи вольт для портативного использования.Как и тестер компонентов MTester, о котором я писал в Организация электронных компонентов . Зажим для аккумулятора или, возможно, разъем питания USB кажутся очевидным улучшением, интересно, почему они выбрали этот неясный цилиндрический разъем вместо этого. Но это лишь незначительный недостаток.

Очистка флюса

К настоящему времени я припаял приличное количество плат, но остатки канифольного флюса остались полностью. Пора вложиться в очиститель флюса. Купил распылитель изопропилового спирта 91%, распылил его и встряхнул старой зубной щеткой и ватным тампоном.Оказалось, что флюс мгновенно растворяется после распыления. Раньше весь этот мерзкий флюс:

, а после чистки IPA:

намного лучше. Спирт оставил липкие остатки, я счистил их большую часть, но можно также очистить ацетоном, как описано в:

, но сейчас я обязательно буду чистить доски хотя бы изопропилом.

Без лишних слов, пора испытать кристаллы!

Кристаллы кварца

За эти годы мне удалось собрать пару кварцевых генераторов от различных устройств.Они годами сидели в ящике, не зная, что я буду с ними делать. Но это удивительные компоненты, обычно сделанные из кварца, как подробно описано в этом старом, но превосходном фильме 1964 года:

Для первого теста я вставил кристалл с надписью 27.000 (10):

, он работает! На дисплее отображается «27,00», что означает 27,00 МГц. Успех.

Теперь, когда мы знаем, что схема работоспособна, я протестировал все остальные свои кристаллы:

  • SUNNY 20, 27.000 (10), 01–40 (e): измерено 27.00 МГц
  • 5120.0 TEW 8G: измерено 5,120 МГц
  • 7,3728 UN 90 (этикетка была частично удалена после распайки капли припоя на верхней части металлического корпуса и удаления флюса, но изначально было 7,3728): измерено 7,374 МГц , это первый с небольшим отклонением
  • SD33.8688: измерено 33,87 МГц

Это вряд ли впечатляющая коллекция кристаллов, но приятно видеть, что все они смогли успешно колебаться вблизи своей указанной частоты.

Керамические резонаторы

Кварцевый кристалл на сегодняшний день является наиболее известным материалом для генераторов, используется в кварцевых часах для точного хронометража, я упоминал об этом еще при калибровке SDR через GSM FCCH с использованием Kalibrate и LTE-Cell- Сканер на RTL-SDR и HackRF — но есть еще один материал, полезный для генераторов: титанат свинца-циркония (PZT), используемый в так называемых керамических резонаторах.

Керамические резонаторы дешевле, но менее точны (допуск 0,5% по сравнению с 0,001% для кристаллов кварца согласно Википедии), поэтому их можно использовать там, где точность частоты не критична, например, тактовая частота процессора. Фактически, в некоторых компьютерах даже есть настройка для преднамеренного распределения частоты процессора с целью уменьшения электромагнитных помех, расширения спектра:

Я протестировал два керамических резонатора следующим образом (примечание: центральный провод заземлен):

  • ZTT 12 .00MT: измерено 11,92 МГц или 11,91 МГц, в пределах 0,67% от предполагаемых 12,00 МГц. Вы могли видеть, что частота колеблется между 11,92 МГц и 11,91 МГц, что явно отражает неполноценность керамического резонанса.
  • 4,00 Gd: не удалось измерить частоту, тестер показал только «0»

Я также тестировал эти компоненты с помощью MTester (см. Организация электронных компонентов ), , и они были распознаны как конденсаторы на 43 пФ и 54 пФ соответственно:

, что неудивительно, учитывая конструкцию керамических резонаторов, которые могут иметь некоторое сходство с керамическими конденсаторами.MTester не распознал кристаллы кварца как что-либо, только показывая «неизвестная / поврежденная / отсутствующая часть». Кристаллы / резонаторы не поддерживаются MTester (TODO: можно ли улучшить прошивку MTester для измерения частоты?)

Дополнительные кристаллы кварца

В дополнение к моей скудной коллекции утилизированных кристаллов кварца, куплено:

  • 15 комплектов кварцевых осцилляторов значений каждый 1, 4M, 6M, 7.3728M, 8M, 10M, 11.0592M, 12M, 12.288M, 16M, 20M, 22.1184M, 24M, 25M, 48M, 32.768K (3 * 8)

прибыли за 19 дней в небольшом пластиковом корпусе bag:

Заказал два заказа, так что у меня по два, выбросил мешки:

Измерял каждый кристалл, здесь они перечислены по этикетке:

  • (без этикетки, предположительно 32.768 кГц): не тестировалось, не подходит для розетки
  • JWT4.000: ??? постоянно сильно меняется, не может получить четкие показания
  • 6.000: 6,0010 МГц, 6.0009 МГц
  • 7,3728: 7,3737 МГц, 7,3734 МГц
  • 8.000: 8.0009 МГц, 8.0007 МГц
  • 10.000: 10,001 МГц, 10,001 МГц
  • 11,0592 : 11,060 МГц, 11,060 МГц
  • 12.000: 12,001 МГц, 12,001 МГц
  • 12,288: 12,289 МГц, 12,289 МГц
  • 16,000: 16,000 МГц, 16,000 МГц
  • 20,000: 20.001 МГц, 20,001 МГц
  • 22,1184: 22,120 МГц, 22,120 МГц
  • 24,000: 24,002 МГц, 24,003 МГц
  • 25,000: 25,002 МГц, 25,003 МГц
  • 48,000: 0 (слишком высоко для тестера? Но рекламируется как ≤ 50 МГц), 0

Продавец тестера кристаллов заявляет «1 Гц — 50 МГц», но я не смог точно прочитать кристаллы 4 МГц или 48 МГц. Может нужна калибровка регулировкой переменного конденсатора? Пытался повернуть его небольшой отверткой Philips, но при касании дисплей сбрасывался, но видимой регулировки частоты не было.Из руководства:

и есть режим программирования, вход в который осуществляется долгим нажатием кнопки. В руководстве также говорится, что диапазон проверки кристалла составляет «около 1–45 м», хотя он поддерживает измерение килогерцовых сигналов (частоты в кГц отображаются мигающими, а МГц — постоянными). При максимальной тестовой частоте кристалла 45 МГц невозможность измерения кристалла 48 МГц неудивительна.

Это устройство представляет собой тестер кварцевого генератора, а также частотомер, см .:

«-» и «+» подключаются непосредственно к разъему питания 5–9 В, а «IN» подключается к микроконтроллеру PIC.Вместо того, чтобы вставлять кристалл в гнездо с 3 отверстиями (слева), вы можете напрямую вводить колебательный сигнал (справа). Максимальное входное напряжение сигнала составляет 5 В (, а не 5–9 В, как на входе блока питания).

Операционный усилитель прямоугольной формы

Существует множество способов создания генератора, некоторые ответы от / r / AskElectronics Circuit для преобразования постоянного тока в переменный включают генератор моста Вина для генерации синусоидальных волн или другие схемы для треугольных и прямоугольных волн.

У меня есть четырехъядерный операционный усилитель LM324, спасибо , спасенному источнику бесперебойного питания , подарку, который продолжает дарить.Поразительно, сколько полезных компонентов я собрал из этого скромного ИБП. Сверяясь с таблицей данных LM324, набитой полезными приложениями, страница 17:

, если вы присмотритесь, вы можете заметить делитель напряжения — отмеченный на форумах по генераторам прямоугольных импульсов в электронном виде:

С тех пор, как я построил биполярный источник питания ± 5 В (см. Электроника для поверхностного монтажа для любителей: проще, чем вы думаете ), R2 и R3 можно не устанавливать, вместо этого я помещаю ноль вольт, также называемый заземлением, на +, и запитываю операционный усилитель с помощью — 5 В и +5 В.В дополнение к операционному усилителю LM324 (или другому) необходимы только два резистора R1 и R2 (оба по 100 кОм) и один конденсатор C = 0,001 мкФ.

Для прослушивания прямоугольных колебаний я использовал динамик на 8 Ом и выходной трансформатор звука, собранные на печатной плате для проектных комплектов Electronic: возьмите старинный 160-в-1 . Все три платы соединены между собой:

При включении я слышу характерный прямоугольный звук:

, но вопрос в том, какая частота?

Заголовок входного сигнала

Заголовок частотомера на этой плате не заполнен и не входит в комплект.У меня был запасной разъем, поэтому я припаял его:

Однополярное питание

Поскольку частотомер принимает только входной сигнал с максимальным напряжением +5 В, в любом случае мы должны добавить делитель напряжения, как в исходной схеме (или делитель напряжения. на выходе) и снимите источник питания ± 5 В:

Все резисторы имеют сопротивление 100 кОм, и эта схема теперь работает от одного источника питания +5 В (прямоугольный звук слышен при подключении к динамику).

Считаем частоту

Наконец, мы можем измерить частоту.Частотомер питается от +5 В, который напрямую подключается через 3-контактный разъем к генератору прямоугольных импульсов операционного усилителя вместе с входным сигналом:

Частота не слишком стабильна, не ожидалось, меры примерно от 4.200 до 4.202 с мигающей десятичной точкой (= килогерцы) выглядит разумным. Напоминает сгенерированный квадрат 4002 Гц в Audacity:

В целом я вполне доволен этим самодельным тестером / частотомером кварцевого генератора. Рекламируется, что он поддерживает частоту до 45 МГц, мне удалось успешно протестировать 33.Кристалл 87 МГц, но не 48 МГц. Низкочастотные кристаллы не так хорошо поддерживаются: якобы 1 МГц — это минимум, но самый низкий, который я мог стабильно измерить, был 5,120 МГц; не удалось получить стабильные показания на кристалле с частотой 4.000 МГц.

Однако входной сигнал частотомера может без проблем подсчитывать килогерцовые сигналы. Я построил прямоугольный генератор с операционным усилителем LM324 и смог измерить частоту около 4 кГц.

Комплект легко собрать, он состоял из всех сквозных компонентов (но я бы не возражал против версии этого комплекта для поверхностного монтажа, он был бы более полезен, чем комплект светодиодных индикаторов для практики, встроенный в для поверхностного монтажа. электроника для любителей: проще, чем вы думаете ), и конечный результат — полезный инструмент для тестирования кристаллов и подсчета частот сигналов.Мои единственные претензии связаны с необычным цилиндрическим разъемом блока питания — вместо него следовало использовать стандартный USB (TODO: попробовать его дооснащение?) И отсутствием заголовка входного сигнала, но это лишь очень незначительные недостатки.

В заключение я определенно рекомендую этот комплект всем, кто хочет построить свой недорогой тестер кварцевого генератора + частотомер.

Блок-схема, схема, типы и их применение

В цифровой электронике счетчики используются для подсчета нет.импульсов или произошедших событий. Счетчики хранят данные и состоят из группы триггеров с поданным тактовым сигналом. Счетчики могут измерять частоту и время вместе с процессом подсчета. Они могут увеличивать адреса памяти в зависимости от приложения. Счетчики делятся на два типа: синхронные счетчики и асинхронные счетчики. «Mod» счетчика указывает, какое количество состояний должно быть применено перед подсчетом импульсов. Они используются в различных цифровых приложениях, таких как аналого-цифровые преобразователи, цифровые часы, делители частоты, схемы таймера и многое другое.Эта статья посвящена частотомеру.


Что такое частотомер?

Определение: Контрольно-измерительные приборы, которые связаны с широким диапазоном радиочастот, то есть частота и время цифровых сигналов, называются частотомерами. Они способны точно измерять частоту и время повторяющихся цифровых сигналов. Они также известны как частотомеры, используемые для измерения частоты и времени прямоугольной волны и входных импульсов.Они используются в различных приложениях с диапазоном RF. Эти счетчики используют предделитель для уменьшения частоты и управления цифровой схемой. Частота цифровых или аналоговых сигналов отображается на его дисплее в Гц.

Частотомер

Когда количество импульсов или событий произошло за определенный период времени, счетчик считает импульсы и передает их на частотомер для отображения частотного диапазона импульсов, и счетчик устанавливается на ноль. Его очень легко использовать и измерять частоту, и отображать в цифровом виде.Они доступны по доступным ценам с большей точностью.

Блок-схема

Блок-схема частотомера содержит входной сигнал, входное согласование и порог, логический элемент И, счетчик или защелку, точную временную развертку или часы, декадные делители, триггер и дисплей.

Блок-схема частотомера
Вход

Когда на этот счетчик подается входной сигнал с высоким входным сопротивлением и низким выходным сопротивлением, он будет подан на усилитель для преобразования сигнала в прямоугольную или прямоугольную волну для обработки в цифровой схеме.Входной сигнал буферизируется и усиливается с использованием входных условий и пороговых значений. На этом этапе триггер Шмитта используется для управления подсчетом дополнительных импульсов, возникших из-за шума на фронтах. Чтобы уменьшить количество дополнительных импульсов, можно контролировать уровень срабатывания и чувствительность счетчика.

Часы (точное время)

Часы или точная временная база необходимы для генерации различных сигналов синхронизации с точными временными интервалами. Он использует кварцевый генератор высокого качества для контролируемых и точных сигналов синхронизации.Часы прилагаются к делителям декад.

Десятилетние делители и триггеры

Импульсы, генерируемые входящим сигналом и синхросигналом, подаются на декадные делители для разделения синхросигнала, а выходной сигнал подается на триггер для создания разрешающего импульса для главного логического элемента И.

Ворота

Точный разрешающий импульс от триггера и последовательность импульсов входного сигнала подаются на логический элемент (логический элемент И) для создания серии импульсов с точным интервалом времени.Если входной сигнал / входящий сигнал находится на частоте 1 МГц и для 1-секундного затвора должен быть открыт, то в качестве результирующего выходного сигнала генерируется 1 миллион импульсов.

Счетчик или защелка

Выходной сигнал логического элемента подается на счетчик для подсчета количества импульсов, возникших из входного сигнала. Защелка используется для удержания выходного сигнала при отображении цифр, при этом счетчик считает импульсы. Он будет иметь 10 ступеней для подсчета и удержания импульсов.

Дисплей

Выходные данные счетчика и защелки передаются на дисплей для обеспечения вывода в читаемом формате.Отображается частота выходного сигнала. Чаще всего используются ЖК-дисплеи или светодиоды. Поскольку для каждого декадного счетчика будет одна цифра, и соответствующая информация отображается на дисплее. Принципиальная схема частотомера


Принципиальная схема этого может быть выполнена с использованием двух таймеров, счетчиков, микроконтроллеров 8051, потенциальных резисторов, генератора прямоугольных импульсов и ЖК-дисплея. Принципиальная принципиальная схема показана ниже.

Принципиальная схема с использованием таймеров

В частотомере используется таймер IC 555 для подачи тактовых сигналов с точным интервалом времени в одну секунду.Arduino UNO используется как генератор прямоугольных сигналов. Таймер IC 555 и генератор прямоугольных сигналов могут быть сконфигурированы как нестабильный мультивибратор. ЖК-дисплей 16 × 2 используется для отображения частоты выходного сигнала в герцах.

Схема этого может быть реализована с использованием таймера IC 555 и таймера / счетчика микроконтроллеров 8051. Для генерации колебательных сигналов с рабочим циклом (99%) с наибольшим периодом времени выходного сигнала используется таймер IC 555. Пороговые и разрядные резисторы можно отрегулировать, чтобы получить желаемое значение рабочего цикла.Формула рабочего цикла: D = (R1 + R2) / (R1 + 2R2).

Таймер / счетчик микроконтроллеров 8051 используется для генерации частоты импульса в герцах. Поскольку 8051 имеет два таймера, действует как таймер 0 и таймер 1 и работает в режиме 0 и режиме 1. Таймер 0 используется для создания временной задержки. Импульсы на выходе из генератора прямоугольных импульсов подсчитываются с помощью таймера 1.

Схема частотомера, использующего таймер IC 555, показана ниже.

Частотомер с использованием таймера IC 555

Принцип работы схемы частотомера

Импульсы, генерируемые генератором прямоугольных импульсов, подаются на счетчик / таймер 8051.Он работает в двух режимах для создания временной задержки и подсчета импульсов. Счетчик / таймер 8051 подсчитывает количество импульсов входного сигнала за определенный промежуток времени. Выходные данные счетчика выводятся на ЖК-дисплей 16 × 2 для отображения частоты сигнала (количество циклов в секунду) в Гц в определенном временном интервале. Это принцип работы частотомера.

Работающий частотомер

Работа частотомера поясняется приведенной выше принципиальной схемой.Импульс, генерируемый генератором прямоугольных сигналов (Arduino UNO), подается на вывод 3.5 (порт 3) микроконтроллера 8051. Контакт 3.5 8051 действует как таймер 1 и настроен как счетчик. Бит TCON TR1 может быть установлен на HIGH и LOW для подсчета импульсов. Окончательный счет сохраняется в регистрах Th2 и TL1 (таймер 1). Частоту импульса можно рассчитать по формуле

F = (Th2 X 256) + TL1

Чтобы преобразовать значения импульса в герцы, полученное значение умножается на 10 i.е., частота в циклах в секунду. После некоторых вычислений внутри частотомера частота импульса отображается на ЖК-дисплее 16 × 2.

Типы частотомеров

Частоту импульса можно измерить с помощью двух типов частотомеров. Их,

  • Частотомер с прямым счетом
  • Обратный частотомер.
Частотомер с прямым счетом

Это один из простейших методов измерения частоты входного импульса.После подсчета количества циклов входного импульса в секунду частота может быть вычислена с помощью простой схемы счетчика. Этот традиционный метод ограничен измерением низкочастотного разрешения. Чтобы получить максимальное разрешение, время стробирования можно увеличить. Например, для измерения разрешения на частоте 1 МГц требуется период времени 1000 секунд для измерения за один раз.

Обратный частотомер

Этот метод используется для преодоления недостатков метода прямого подсчета.Он измеряет временной период входного импульса вместо расчета количества циклов в секунду. Частоту импульса можно рассчитать, используя F = 1 / T. Окончательное разрешение по частоте зависит от временного разрешения и не зависит от входной частоты. Он может очень быстро измерять низкую частоту с самым высоким разрешением и снижает шум, регулируя уровень триггера. Он измеряет временной период входного импульса (содержит несколько циклов) и поддерживает достаточное временное разрешение. Это можно сделать с небольшими затратами.

Остальные типы частотомеров:

  • Стендовый частотомер используется для испытательного оборудования электроники
  • Частотомер
  • PXI отображает частоту в формате PXI и используется для систем тестирования и управления.
  • Переносной частотомер
  • Частотомер с цифровым мультиметром
  • Панельный счетчик

Преимущества

Преимущества частотомера :

  • Он измеряет частоту импульса, генерируемого генератором прямоугольных сигналов в точном временном интервале.
  • Они широко используются для измерения частоты в диапазоне RF
  • Эти счетчики очень быстро и легко обеспечивают точные значения частоты.
  • Это экономически выгодно в зависимости от области применения.
  • Обеспечивает передачу всех частот в указанных диапазонах.

Приложения

приложений частотомера — это

  • Используется для определения частоты импульса, полученного от генератора прямоугольных сигналов.
  • Используется для очень точного измерения частоты пульса
  • Измеряет частоту входящего сигнала в передатчике и приемнике на линии
  • Используется при передаче данных из-за тактового импульса.
  • Частоту генератора можно измерить
  • Используется в диапазоне РФ
  • Обнаруживает частоту передачи данных высокой мощности

Часто задаваемые вопросы

1). Какая единица измерения частоты?

Частота сигнала измеряется в герцах (Гц)

2).Какая польза от частотомера?

Они используются для точного измерения частоты сигнала, генерируемого генератором прямоугольных импульсов или осциллятором.

3). Счетчики какого типа используются для измерения высоких частот?

Синхронные и асинхронные счетчики используются для измерения высоких частот.

4). Что вы имеете в виду под счетчиком модов?

Счетчик модуляции или счетчик модуля определяется как количество состояний, в которых счетчик последовательно считает импульсы, подавая тактовый сигнал.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.