Делитель частоты для программного частотомера
При использовании программного частотомера и осциллографа измерение частот сигналов ограничено, как правило, границами частотного диапазона звуковой карты компьютера. Чтобы иметь возможность измерить частоты выше 20 кГц, а также посмотреть их форму и спектр на осциллографе, можно применить простейший делитель частоты. Проще всего его можно реализовать с помощью цифровых микросхем – десятичных счетчиков. Каждый такой счетчик выдает на соответствующем выходе сигнал, меньший входного по частоте в 10 раз. На рис.1 представлена схема такого делителя частоты. При использовании двух микросхем-счетчиков входной сигнал можно разделить на 10 два раза, то есть получить на выходе сигнал, частота которого будет меньше входного в 10 и 100 раз. Коммутация кратности деления частоты производится при помощи простого переключателя S1 на два положения.
В качестве счетчиков можно применить любые МС (десятичные счетчики), желательно КМОП-технологии, так как такие микросхемы некритичны к питающему напряжению и хорошо работают с разными уровнями сигналов, как цифровых, так и аналоговых.
В приведенной схеме применены микросхемы К164ИЕ2, можно использовать и другие, функционально аналогичные, например К561ИЕ4, К 176ИЕ4……… Неиспользуемые входные и управляющие выводы микросхем следует соединить с общим проводом, как показано на схеме ( выводы 1,4,5,6,7,9), чтобы исключить возможность появления на них наведенного напряжения помех.
Конструкция делителя показана на фото ниже (прошу извинить за низкое разрешение картинки, в данный момент нет лучшего фото!). Схема собрана на печатной плате, на которой протравлены только контактные площадки под ножки микросхем. Все соединения сделаны одножильным проводом в изоляции, поскольку схема простая и соединений минимум.
Щуп делителя сделан из отрезка провода в экране. В качестве наконечника щупа можно использовать, например, тонкий гвоздь длиной 4 – 5 см. Провод паяется к гвоздю любым обычным припоем на таблетке аспирина (простого «советского»). Аспирин хорошо заменяет паяльную кислоту при пайке железа. Затем провод с наконечником-гвоздем можно вставить, например, в корпус пустой шариковой ручки.
Экран входного провода нужно соединить с общим проводником делителя ( минус питания). Питание на делитель можно подавать с устройства, частоту которого мы измеряем. Для этого концы проводов питания можно снабдить небольшими зажимами типа «крокодил». Выходной шнур с разъемом для входа звуковой карты компьютера также экранированный. Схема распайки разъема показана на рисунке.
Если брать питание с измеряемой схемы, то соединение с общим проводом обеспечится через минусовой питающий провод. Если же питание делителя отдельное, например от батареи типа «Крона», то следует соединить общий провод делителя с общим проводом измеряемой схемы отдельным проводником.
Для лучшего согласования входа делителя с измеряемой схемой и для уменьшения взаимного влияния можно на входе данного делителя добавить какой-либо простой согласующий каскад с как можно более высоким входным сопротивлением. Например такой:
Подстроечным резистором VR1 выставляют режим работы транзистора, чтобы не было ограничения («срезки») входного сигнала по амплитуде снизу и сверху (можно контролировать форму сигнала с помощью программного осциллографа на выходе делителя частоты).
Транзистор – любой маломощный, например КТ315, КТ342, КТ3102….
Для наглядной демонстрации работы делителя ниже приводится скриншот, где измеряется ВЧ сигнал с частотой порядка 900 кГц (переключатель S1 в положении «1/100»). Показания частотомера в этом случае, естественно, нужно умножить на 100:
Делитель частоты для программного частотомера « схемопедия
При использовании программного частотомера и осциллографа измерение частот сигналов ограничено, как правило, границами частотного диапазона звуковой карты компьютера. Чтобы иметь возможность измерить частоты выше 20 кГц, а также посмотреть их форму и спектр на осциллографе, можно применить простейший делитель частоты. Проще всего его можно реализовать с помощью цифровых микросхем – десятичных счетчиков. Каждый такой счетчик выдает на соответствующем выходе сигнал, меньший входного по частоте в 10 раз. На рис.1 представлена схема такого делителя частоты. При использовании двух микросхем-счетчиков входной сигнал можно разделить на 10 два раза, то есть получить на выходе сигнал, частота которого будет меньше входного в 10 и 100 раз.
Коммутация кратности деления частоты производится при помощи простого переключателя S1 на два положения.
В качестве счетчиков можно применить любые МС (десятичные счетчики), желательно КМОП-технологии, так как такие микросхемы некритичны к питающему напряжению и хорошо работают с разными уровнями сигналов, как цифровых, так и аналоговых. В приведенной схеме применены микросхемы К164ИЕ2, можно использовать и другие, функционально аналогичные, например К561ИЕ4, К 176ИЕ4……… Неиспользуемые входные и управляющие выводы микросхем следует соединить с общим проводом, как показано на схеме ( выводы 1,4,5,6,7,9), чтобы исключить возможность появления на них наведенного напряжения помех.
Конструкция делителя показана на фото ниже (прошу извинить за низкое разрешение картинки, в данный момент нет лучшего фото!). Схема собрана на печатной плате, на которой протравлены только контактные площадки под ножки микросхем. Все соединения сделаны одножильным проводом в изоляции, поскольку схема простая и соединений минимум.
Щуп делителя сделан из отрезка провода в экране. В качестве наконечника щупа можно использовать, например, тонкий гвоздь длиной 4 – 5 см. Провод паяется к гвоздю любым обычным припоем на таблетке аспирина (простого «советского»). Аспирин хорошо заменяет паяльную кислоту при пайке железа. Затем провод с наконечником-гвоздем можно вставить, например, в корпус пустой шариковой ручки.
Экран входного провода нужно соединить с общим проводником делителя ( минус питания). Питание на делитель можно подавать с устройства, частоту которого мы измеряем. Для этого концы проводов питания можно снабдить небольшими зажимами типа «крокодил». Выходной шнур с разъемом для входа звуковой карты компьютера также экранированный. Схема распайки разъема показана на рисунке.
Если брать питание с измеряемой схемы, то соединение с общим проводом обеспечится через минусовой питающий провод. Если же питание делителя отдельное, например от батареи типа «Крона», то следует соединить общий провод делителя с общим проводом измеряемой схемы отдельным проводником.
Для лучшего согласования входа делителя с измеряемой схемой и для уменьшения взаимного влияния можно на входе данного делителя добавить какой-либо простой согласующий каскад с как можно более высоким входным сопротивлением. Например такой:
Подстроечным резистором VR1 выставляют режим работы транзистора, чтобы не было ограничения («срезки») входного сигнала по амплитуде снизу и сверху (можно контролировать форму сигнала с помощью программного осциллографа на выходе делителя частоты). Транзистор – любой маломощный, например КТ315, КТ342, КТ3102….
Для наглядной демонстрации работы делителя ниже приводится скриншот, где измеряется ВЧ сигнал с частотой порядка 900 кГц (переключатель S1 в положении «1/100»). Показания частотомера в этом случае, естественно, нужно умножить на 100:
Автор: Андрей Барышев
Правильный выбор делителя частоты для пульсирующих входов на 80 и 160 МГц — Вопросы и ответы — ВЧ и СВЧ
Приветствую,
У меня есть два пульсирующих сигнала, частоту которых я хочу разделить: вход.
Как показано на следующих снимках экрана осциллографа, его форма сигнала несколько нерегулярна, с первичным пиком ~3 дБм, за которым следует вторичный пик, высота которого может достигать -4,5 дБм, при средней мощности (все измерения для нагрузки 50 Ом):
B. 16-кратное частотное деление импульсного входа 160 МГц. Как показано на следующем снимке экрана осциллографа, его сигнал чистый, но довольно слабый (-19,8 дБм при средней мощности на нагрузке 50 Ом, если я правильно рассчитал):
В обоих случаях оптимальным выходом будет Синусоидальная волна ~ 10 МГц или обрезанная синусоидальная волна при ~ 3,3 В пик-пик на нагрузку 50 Ом с блокировкой постоянного тока. Другие периодические выходные сигналы ~ 10 МГц также могут быть приемлемы, если они удовлетворяют VOH не менее 2 В и VOL не более 0,4 В на нагрузке 50 Ом с блокировкой по постоянному току.
Я просмотрел широкий выбор доступных предварительных делителей, но, по-видимому, на этих частотах все они ожидают сильного прямоугольного сигнала на входе и выводят слабый прямоугольный сигнал.
Не могли бы вы предложить, какая из ваших оценочных плат или каскад оценочных плат, скорее всего, сможет правильно уловить эти сигналы и выдать требуемый результат?
Большое спасибо,
Лиор
Привет, Лиор,
Делители по сути являются «тупыми» устройствами, то есть они принимают все, что подается на вход, и если сигнал имеет достаточную амплитуду с разумной скоростью нарастания и попадает в рабочий диапазон частот, он попытается разделить его. В приведенном выше случае «А» оба пика будут разделены и переданы на выход делителя. Чтобы предотвратить это, сигнал необходимо очистить. Этого легко добиться, добавив схему неинвертирующего компаратора. Это не только устранит вторичный пик, но и даст дополнительное преимущество в виде резкого фронта синхронизации для входа делителя.
Что касается деления на 16, хорошим выбором будет HMC394 (в качестве альтернативы HMC705), и хотя сам сигнал выглядит нормально. амплитуда слишком мала. Эти микроволновые делители частоты требуют более высоких уровней возбуждения на этих частотах ниже 500 МГц, а также при уменьшении скорости нарастания, поэтому потребуется некоторое усиление сигнала, чтобы достичь ~ 0 дБм или около того.
С уважением,
Марти
Счетчики и делители частоты — проект «Цифровые часы»
Делитель частоты и счетчики
Введение и общие сведения
Чтобы получить требуемую частоту для секунд, минут и часов из сигнала 60 Гц, генерируемого триггером Шмитта, необходимо использовать схему делителя.
использоваться. Схема делителя по существу такая же, как у двоичного счетчика. В асинхронной конфигурации триггер получает тактовый вход, а остальная часть триггера получает выходные данные от предыдущего триггера в качестве своего тактового входа. Каждый следующий триггер делит частоту на два. Другой способ добиться этого — синхронная конфигурация, которая немного сложнее, но не страдает от последовательных задержек распространения.
Асинхронная конфигурация
N-битные счетчики
Счетчик MOD-6
Чтобы создать делители, которые делят не в степени 2, сброс можно использовать в сочетании с логическим элементом И-НЕ. Подключив высокие выходы в двоичном числе желаемой частоты к вентилю И-НЕ, устройство сбросит свои триггеры, как только достигнет этой частоты.
Описание системы
В этом проекте 74LS90 и 74LS93 используются для создания счетчиков Mod-10 и Mod-6 соответственно. Когда вход Mod-10 соединен с выходом Mod-6, результатом будет Mod-60.
3 Mod-60 будет использоваться для деления тактовой частоты 60 Гц до 1 в час. Для этого выход первого Mod-60 подается на входные часы второго и то же самое для третьего. Для подсчета 24 часов в сутках будет использоваться специальный счетчик MOD-24. Это достигается с помощью двух 74LS90 путем включения И между выходом 4 и выходом 2 в сброс обоих чипов. Это означает, что счетчик очистится, как только 4 будет установлено в битах hour0, а 2 — в битах hour1.
Тестирование
1. Проверьте отдельные делители с помощью осциллографа с известной частотой и посмотрите, действительно ли он делит частоту на предсказанную величину.
2. Соедините вместе MOD-60 и MOD-24, прикрепите светодиод к выходу каждого вспомогательного устройства. подсчитайте количество вспышек для каждого соответствующего светодиода. Используйте более высокую тактовую частоту при тестировании счетчиков Hour0 и Hour1, разделите на 24 счетчика.
Включение и выключение не занимает одинакового времени из-за рабочего цикла около 25%.
Тест 1: на осциллографе не обнаружен сигнал
-проверено техническое описание…. выход подключен правильно
Тест 2: на осциллографе не обнаружен сигнал
-проверено техническое описание…. MASTER устанавливает и сбрасывает плавающий высокий уровень, теперь привязан к низкому
Тест 3: ожидаемое деление частоты видно на осциллографе
Мод6 | Мод10 |
Тест 4: третий выход MOD10 и MOD6 подключен к буферам минут0 и минута1 соответственно, а светодиод подключен после первого кластера MOD60. Сегмент 7 показывает 60 минут и мигает на секундах
Интеграция счетчика
Делители частоты с тактовой частотой 60 Гц
Обнаруженные проблемы
Когда мы впервые подключили счетчики MOD6 и MOD10, основные наборы и сброс не подключены. Поскольку чип TTL имеет плавающее высокое напряжение, а установки и сбросы имеют активный высокий уровень, система не работала должным образом.
