Схема частотомера на цифровых микросхемах (до 1МГц)
Частотомеры, построенные по «медленной» схеме популярны среди радиолюбителей потому, что их схема проще и не требует применения регистров или триггеров для запоминая данных предыдущего измерения. Но, недостаток таких частотомеров вих медленности. Многоразрядный частотомер без переключателя пределов на процесс измерения тратит не менее секунды, плюс еще несколько секунд на время индикации.
Такое продолжительное время измерения не только неудобно по тому что можно заснуть, но и тем, что если вы устанавливаете частоту генератора подстройкой контуров или резисторов и одновременно измеряете частоту, то на показания прибора оказывает влияние так же и сам процесс регулировки частоты, поскольку, если во время измерения частота изменяется, то показания частотомера вообще непредсказуемы. То есть, нужно подстроить частоту и ждать как минимум два цикла измерения чтобы посмотреть результат. А можно просто забыть о этом и получить неправильный результат.
Будет удобнее, если процессом измерения управлять вручную, — при помощи кнопки «Пуск», после нажатия которой начинается измерение. Таким образом, каждый раз, желая измерить частоту нужно нажимать эту кнопку.
Принципиальная схема частотомера по такой схеме показана на рисунке. Это низкочастотный шестиразрядный частотомер, измеряющий частоту до 999999 Гц. Конечно, используя входной делитель можно измерять и более высокие частоты.
Чувствительность прибора около 50 mV. Входной сигнал подается на разъем Х1. На микросхеме D1 выполнен усилитель-ограничитель и управляемый формирователь логических импульсов. Блокировка . прохождения импульсов производится подачей единицы на вывод 13 D1.4. При этом триггер Шмитта фиксируется.
Рис. 1. Принципиальная схема частотомера на микросхемах.
Измерительный счетчик выполнен на шести счетчиках — дешифраторах D4-D9 и шести семисегментных индикаторах Н1-Н6.
Устройство управления и генератор образцовой частоты выполнено на 02 и 03.
Микросхема D2 — К176ИЕ12, она предназначена для часов и имеет множество функций, но здесь работает только кварцевый мультивибратор (на резонаторе 01) и счетчик-формирователь импульсов частотой 1 Гц . Вход обнуления этого счетчика (вывод 5) служит для его блокировки по завершению цикла измерения. Триггер D3.1 делит частоту 1 Гц на два, а триггер D3.2 — управляет запуском и остановкой измерения.
В исходном состоянии на выходе D3.2 будет логическая единица. В этом положении входной триггер Шмитта закрыт и схема находится в режиме индикации результата предыдущего измерения.
Нажав на кнопку S1 мы устанавливаем D3.2 в обратное положение. Цепь С10-R8 формирует коротенький импульс, который быстро обнуляет счетчики. Импульс коротенький, но все же, на частоте измерения около 1 МГц он может дать некоторую погрешность (порядка 1-2 младших разрядов), поэтому, открывание триггера Шмитта задержано на более длительный период при помощи цепи R10-R7-С9 (резистор R7 пришлось ввести при экспериментальной проработке схемы, так как, возникали сбои в работе узла D2-D3..jpg)
1).
Далее, происходит запуск D2 и на его выводе 4 формируется один импульс периодом 1 Гц. В течении этого времени идет измерение так как триггер Шмитта открыт. После завершения импульса триггер D3.1 переходит в единичное состояние, которое длится недолго, так как, единица с прямого выхода D3.1 поступает на вход S D3.2 и переключает его в единичное состояние. Единица, возникшая на выводе 13 D3.2 блокирует триггер Шмитта, возвращает D3.1 в нулевое положение и обнуляет и фиксирует счетчик D2. Диод VD5 ускоряет этот процесс.
В результате, подсчет импульсов прекращается и на индикаторах Н1-Н6 отображается результат измерения.
Питается прибор от сетевого адаптера для «Денди». L1 — 50 витков ПЭВ 0,23 на ферритовом кольце диаметром 10 мм. Собрана схема на макетной плате. Налаживания, практически, не требуется. Если будут сбои в обнулении D4-D9 нужно немного увеличить емкость С10. Установка точности — конденсаторами С6 и С7.
Рк2005, 1.
Категория: Частотомеры Этот частотомер позволяет измерять частоту электрических колебаний в трех пределах: до 9999 гц, до 99,99 кгц и до 999,9кгц. Принципиальная схема прибора изображена на рисунках 1, 2 и 3. Сигнал измеряемой частоты подается на вход входного устройства на микросхеме D1 (рис.1). Резистор R6 и диоды VD1 и VD2 защищают входные цепи от перегрузок. Входное устройство состоит из усилительного каскада, триггера Шмитта, и выходного инвертора. Усилитель выполнен на элементе D1.1. Для того, что бы логический элемент перевести в режим усиления необходима обратная связь по постоянному току, которая осуществляется через резистор R2. На элементах D1.2 и D1.3 выполнен триггер Шмитта — который формирует прямоугольные импульсы. Для работы частотомера требуется формирователь образцовых частот, в течении периода, которых производится цикл измерения — счет импульсов измерительным счетчиком, поступающих от входного устройства. В данном случае требуется формирование трех образцовых частот — 1 гц для первого предела (до 9999 гц), 10 гц для второго (до 99,99 кгц) и 100 гц для третьего (до 999,9 кгц). Формирователь образцовых частот выполнен на микросхемах D2 — D7 (рис.1). На элементах D2.1 и D2.2 выполнен кварцевый генератор сигнала частотой 100 кгц. Импульсы этой частоты поступают на трехкаскадный делитель на десятичных счетчиках D3 — D5. Достоинство схемы частотомера состоит и в том, что в нем используются одинаковые счетчики, как для формирования образцовых частот, так и для счета импульсов и индикации результата, это несколько упрощает поиск микросхем. Трехкаскадный счетчик имеет коэффициент деления 1000 (10 в 3 степени), это значит что на выходе D5 имеется частота 100гц, которая используется как образцовая на верхней пределе измерения. Эти частоты переключаются переключателями смены предела измерения — D1.1, D2.1 и D3.1, вторые группы этих переключателей служат, для переключения запятой на люминесцентных индикаторах в соответствии с установленным пределом (9,999 кгц, 99,99 кгц и 999,9 кгц). Тактовые сигналы образцовой частоты поступают на устройство управления измерительным счетчиком. Рис.2 Измерительные импульсы от входного устройства поступают на вывод 12 элемента D1.3, который выполняет функции электронного ключа. Как только на вывод 13 D1.3 (рис.2) поступает логический нуль, он «открывается» и пропускает на вход измерительного счетчика на микросхемах D3-D6 инвертированные измерительные импульсы: Ноль на этот вывод подаётся от устройства управления в течений одного периода импульсов тактовой частоты.Частота на индикаторах HL1 — HL4 отображается как число импульсов за установленный временной интервал, кратный 1 гц. На вход «С» триггера D2.2 (рис.2) непрерывно поступают тактовые импульсы, а на вход «С” триггера 02.1 импульсы от генератора запуска на элементах D1.1 и D1.2. От частоты этих импульсов зависит время индикации измеренного результата. Эта частота устанавливается регулятором времени индикации -переменный резистором R3. За исходный возьмем случай, когда оба триггера находятся в нулевом состоянии. В это время уровень логической единицы, действующий на инверсном выходе D2.2 закрывает ключ на элементе D1.3 и измерительные импульсы на вход измерительного счетчика не поступают. В это время нуль с прямого выхода D2.2 поступает через диод VD2 на стробирующий вход счетчика D6 — D3, в результате в это время выходы этих счетчиков открыты и на индикаторах HL1-HL4 высвечивается результат предыдущего измерения. С появлении на входе «С» D2.1 импульса от генератора запуска этот триггер принимает единичное состояние, и уровней единицы на своем прямом выходе подготавливает триггер D2.2 к дальнейшей работе. Нуль с его инверсного выхода поступает на вывод 13 D1.3 и открывает его, в результате измерительные импульсы поступают на вход измерительного счетчика. Прямой выход триггера D2.2 соединен с входом «R» триггера D2.1. Следовательно, когда триггер устанавливается в единичное состояние прямого выхода устанавливает триггер D2.1 обратно в нулевое состояние. Этот-же единичный уровень через диод VD2 поступает на стробирующие входы микросхем D3-D6 и их выходы закрываются, в результате индикаторы гаснут и мелькание цифр во время счета измерительных импульсов они не отображают. Очередной импульс с генератора тактовой частоты поступает на вход «С» триггера D2.2 и возвращает его в нулевое состояние, на его 12-м выводе появляется единица, которая закрывает элемент D1.3 и запрещает прохождение измерительных импульсов на вход измерительного счетчика. В то-же время нули с прямого выхода этого триггера через диод VD2 поступает на стробирующий вход микросхем D3 — D6 и открывает их выходы и на индикаторах высвечивается число, численно равное количеству измерительных импульсов, поступивших на вход измерительного счетчика в течении одного периода тактовой частоты. Затем, как только истекает время индикации, установленное переменным резистором R3 импульс с выхода мультивибратора на D1.1 и D1.2 поступает на вход «С» триггера D2.1 и устанавливает его в единичное состояние. Нуль с его инверсного вывода поступает на вход элемента D1.4, в результате с поступлением нулевого импульса от генератора тактовой частоты, на выходе этого элемента появляется единица, которая устанавливает измерительный счетчик в нулевое состояние, и через диод VD1 гасит его индикаторы. Затем весь процесс повторяется. В частотомере можно не устанавливать диоды VD1 и VD2, но в этом случае, на нижнем пределе измерения в течении целой секунды будут мелькать цифры при счете измерительных импульсов, и если с целью большей оперативности будет установлено минимальное время индикации показания прибора будут трудно различимы. Рис.3 Принципиальная схема источника питания показана на рисунке 3. Он вырабатывает стабилизированное напряжение +10В для питания микросхем и переменное напряжение 1В для питания нитей накала люминесцентных индикаторов. Детали прибора расположены на двух платах, схемы которых показаны на рисунке 4. В верху плата по рисунку 2, внизу по рисунку 1. Платы располагаются одна над другой, верхняя, по рисунку, в верху, а под ней нижняя, таким образом кнопки переключателей S1-S3 располагаются под индикаторами, схемы плат показаны в натуральную величину, их можно переносить на стеклотекстолитовый лист без масштабирования. Платы сделаны из стеклотекстолита толщиной 1,5мм с односторонним меднением, схемы плат изображены со стороны проводников печатного монтажа, обозначенные пунктиром детали и монтажные проводники располагаются с обратной стороны, число проводников со стороны деталей можно уменьшить, если сделать двухстороннюю плату. Трансформатор питания наматывают на магнитопроводе Ш20х20, его первичная обмотка содержит 2200 витков провода ПЭВ-0,12, вторичная — 170 витков провода ПЭВ-0,23, третичная — 11 витков ПЭВ-0,3. Все постоянные резисторы МЛТ-0,125, переменный СП-1А. Оксидные конденсаторы К50-6 или К53-1, расположенные вертикально, остальные конденсаторы типа КЛС К10-7 или К73-17. Переключатель пределен — П2К с зависимой фиксацией. Вместо индикаторов ИВ-3 можно использовать ИВ-5. Для выключения питания используется микротумблер. Входной разъём — антенный от телевизора. Правильно собранный частотомер в настройке практически не нуждается. |
| Поделитесь с друзьями ссылкой на схему: |
Прибор имеет четыре разряда и регулируемое время индикации. Чувствительность входного устройства частотомера — 160 мв, максимальная амплитуда входного напряжения — 10 В, входное сопротивление около 1 МОм. Прибор состоит из следующих функциональных узлов: входное устройство, формирователь импульсов образцовой частоты, четырехразрядный измерительный счетчик с индикаторами, и устройство управления.
Элемент D1.4 окончательно формирует счетные импульсы, и делает их форму достаточной для подачи на вход измерительного счетчика.
Затем следуют еще два однокаскадных счетчика, каждый с коэффициентом деления 10. В результате на выходе D6 — частота 10 гц, а на выходе D7 — 1 гц.
В то-же время на выводе 9 элемента D1.4 появляется уровень логического нуля. Очередной тактовый импульс переключает триггер D2.2 в единичное состояние.
При установке диодов индикатор, на нижнем пределе измерения, будет мигать с частотой в один герц, но высвечиваться будет только результат.
Частотомер | Доступна подробная принципиальная схема
— Реклама —
Вот простой панельный частотомер для измерения частоты сети 230 В переменного тока.
Питание от сети переменного тока понижается трансформатором X1 для обеспечения вторичного выхода 9В-0-9В переменного тока, 250 мА. Вторичный выход трансформатора выпрямляется диодами D1 и D2, фильтруется конденсатором C1 и подается на регулятор IC1 для получения регулируемого напряжения 6 В постоянного тока. 9 В переменного тока также подключено к контактам 2 и 6 IC2 через резистор R1. Таймер IC2 преобразует выборку частоты синусоидальной волны сети переменного тока в прямоугольную, более подходящую для работы схемы.
Рис. 1: Схема панельного частотомера ИС CD4093 (IC3) используется в качестве генератора-делителя. Генератор, подключенный к затвору N1, производит тактовую частоту 10 Гц. Счетчик декад IC4 делит тактовую частоту 10 Гц на 10, чтобы получить тактовую частоту 1 Гц.
Выход вентиля N1 возвращается на его входы через потенциометр VR1 и резистор R4. Конденсатор С2, включенный между входами затвора N1 и землей, заряжается/разряжается в зависимости от логического уровня на выходе затвора N1. Значения VR1, R4 и C2 выбраны для получения точной тактовой частоты 10 Гц.
— Реклама —
Счетчик декад IC CD4017 (IC4) делит выход IC3 на 10, чтобы обеспечить один импульс в секунду. Светодиод 1, подключенный к выводу 12 микросхемы IC4, мигает один раз в секунду, указывая на то, что генератор и счетчик работают нормально.
Рис. 2: Вид сверху и снизу 7-сегментного дисплея LTS543 с общим катодом волна, создаваемая IC2, подается на контакт 1 логического элемента AND N1. Следовательно, неизвестная частота сети переменного тока, подаваемая на контакт 1 логического элемента И N1, проходит через него только в течение одной секунды, и количество тактов в секунду подсчитывается IC7 и IC8.
Счетчики декад/7-сегментные декодеры IC7 и IC8 соединены каскадом для управления 7-сегментными дисплеями DIS1 и DIS2 с общим катодом (каждый LTS543).
DIS1 показывает частоту в единицах, а DIS2 – в десятках. Вид сверху и снизу 7-сегментного дисплея LTS543 с общим катодом показан на рис. 2.
Работа схемы
Это схема с автоматическим сбросом. Вы можете выбрать время сброса от 1 секунды до 5 секунд с помощью поворотного переключателя S2, который подключен к контактам сброса IC5, IC7 и IC8. Для длительного отображения частоты держите ручку поворотного переключателя S2 в пятом положении. Удержание поворотного переключателя S2 в первом положении (минимальное время сброса) позволяет мгновенно увидеть любое изменение частоты питания на дисплее. Кроме того, при подстройке частоты генератора к частоте сети держите поворотный переключатель S2 в первом положении.
Дополнительные статьи о схемах:
нажмите здесьСтатья была впервые опубликована в июне 2004 г. и недавно была обновлена.
Использование измерителя частоты LM-13 в качестве VFO
Использование измерителя частоты LM-13 в качестве VFO — страница источника питанияЩелкните здесь, чтобы увеличить изображение.
| Использование частотомера LM-13 в качестве VFO — главная страница | Замена неона Лампы с трубкой регулятора 0A2 |
| Блок питания | Сетка Блокировка генератора во время приема |
| 2 Транзисторный буферный усилитель и повышающий трансформатор с 1 на 2 напряжения | Схема и схема Описания |
| Как читать нониус Весы | Производство алюминия Чехол для ЛМ-13 |
| Внешний вид Фотографии | Фото интерьеров |
| Ресурсы и руководства |
Проводка накала и источник питания накала
Требования:
Во время Второй мировой войны никто не знал, какой источник питания может быть доступен для использования с
LM-13, поэтому он был разработан с учетом гибкости источника питания.
Три
лампы все имеют 6 В (на самом деле 6,3 В), нити накала 0,3 А, но они подключены так
что нити накала могут питаться от 12 В или 24 В.
Нити накала генератора 77 и смесителя 6А7 соединены последовательно как 12 В ответвленная цепь. Нить накала аудиолампы 76 соединена последовательно с 20 Омный понижающий резистор (R-113) в качестве еще одной ответвленной цепи на 12 В. Эти двое ответвленные цепи могут быть подключены либо параллельно (12 В при 0,6 А), либо последовательно. (24 В при 0,3 А), изменив настройки на внутреннем панель ссылок.
Поскольку все три лампы используют нити накала 6 В, можно обойтись без R-113 (не уберите его!) а также распакуйте нити накала генератора 77 и смесителя 6А7 в параллельно и запустить все три лампы параллельно от 6 В, 0,9Поставка. Это как мой LM-13 был подключен, когда я его получил, и я его не менял.
B+ Требования к источнику питания:
Требования к напряжению:
LM-13 очень снисходительно относится к требованиям к источнику питания B+.
Гибкость была важна в военное время, и это, безусловно, проявляется в
LM-13 был разработан с учетом гибкости. LM-13 можно использовать с B+
питание от 200 В до 475 В. Полный B+ ставится на микшер и аудио цепи,
но более низкое напряжение B+ регулируется парой последовательно соединенных неоновых ламп, которые действуют как
трубка газового регулятора, такая как 0A2, применяется к генератору. Ан
панель внутренней связи выбирает R-103 в качестве отбрасываемого
резистор для регуляторов напряжения, если B+ находится между 200 В и 260 В. Если
B+ выше, между 260 В и 475 В, тогда ссылка
Панель устанавливается на место Р-116 серии с Р-103. Это не обязательно для
B+ должен регулироваться, так как LM-13 внутренне регулирует напряжение на
осциллятор.
Текущее требование:
Для работы LM-13 требуется очень небольшой ток. Я считаю, что с 245 В B+
мой LM-13 потребляет всего 13 мА. 20 мА может быть консервативной оценкой
требуется максимальный ток.
Щелкните здесь или на изображении, чтобы увеличить его.
На этом снимке, взятом со страницы 39 руководства по эксплуатации, внутренний
Панель связи , которая используется для
замените нить накала и проводку B+ можно увидеть слева в центре фотографии.
Мой блок питания:
Поскольку мой LM-13 был модифицирован для использования 6,3 В на нитях, а ток B+
требования были настолько малы, что я решил использовать накальный трансформатор 6,3 В, 3 А для
снизьте линейное напряжение до 6,3 В. Затем этот трансформатор будет питать
нити накала, но также будет управлять другим трансформатором 6,3 В, работающим в обратном направлении, чтобы шагнуть
напряжение обратно до 120 В. 120 В от второго трансформатора будет
применяется к двухполупериодному удвоителю напряжения для получения около 245 В для LM-13 B+.
Мне также понадобилось смещение около -16 В, чтобы отключить лампу генератора 77 во время работы.
периоды приема и управлять небольшим реле для переключения T/R. 6,3 В переменного тока для
питание накала может быть применено к полуволновому удвоителю напряжения, чтобы получить
необходимое смещение, так как вы не можете использовать двухполупериодный удвоитель напряжения, когда одна сторона
трансформатор заземлен.
Полупериодный удвоитель напряжения не требуется.
обеспечивают большой ток для отключения генератора, всего около 0,1 мА. 12 В Т/П
реле требуется гораздо больший ток, но я обнаружил, что при подключении его к половинке
удвоение напряжения волны, выходное напряжение упало примерно до 7 В. Несмотря на
катушка реле рассчитана на 12 В, она по-прежнему надежно тянула только с 7 В, поэтому я
решил не использовать отдельный источник питания для реле.
Схематическая диаграмма моего блока питания
Принципиальная схема моего блока питания показана ниже:
Щелкните здесь, чтобы увеличить изображение, подходящее для печати.
Изменения блока питания:
Вышеупомянутый источник питания может быть легко изменен в соответствии с вашей ситуацией. За
например, если ваша цепь накала LM-13 не модифицирована, настройте ее на 12 В
эксплуатации и заменить указанные выше трансформаторы 6 В на встречно-параллельные 12 В, 1 А.
трансформаторы. Затем можно использовать простой однополупериодный выпрямитель для смещения,
вместо полуволнового удвоителя.
| Готовый блок питания, вид спереди: Это вид спереди готового блока питания. Блок питания построен в мини-коробке размером 3 дюйма x 4 дюйма x 5 дюймов, которая оказалась у меня под рукой. Шнур питания переменного тока, гнездо передачи/приема и шнур питания, идущий к ЛМ-13 выходит из задней панели. Переключатель режимов и контрольная лампа расположены на передней панель. Переключатель режимов имеет три положения, которые не были обозначены при включении
снимок был сделан. Три позиции и их функции следующие: В режиме приема/ожидания источник питания может быть размещен удаленно в
Режим передачи/работы путем замыкания центрального контакта разъема передачи/приема. | Нажмите на изображение для просмотра в увеличенном виде. Нажмите здесь, чтобы получить подробную Посмотреть. |
на задней панели к земле.| Вид источника питания изнутри с обозначениями: Различные компоненты источника питания легко идентифицируются в этом внутренний вид блока питания. Удвоители напряжения монтируются на небольших печатные платы по обеим сторонам передней панели. Полная волна B+ удвоитель напряжения слева внизу на фото, а полуволна смещения удвоитель напряжения вверху слева на фото. T1, более крупный трансформатор на 3 А внизу справа на фото и T2, меньший трансформатор на 1А, чуть выше него. Небольшое герметичное реле T/R приклеено к верхней части T1 с помощью термоклея. клей, который отлично работает в этом приложении. Серый кабель питания и шнур питания переменного тока показаны справа на фотографии. Гнездо RCA для передачи/приема видно вверху справа на фотографии. Когда блок питания находится в режиме приема/ожидания, замыкание этого разъема на массу источник питания в режиме передачи/работы. | Нажмите на изображение для просмотра в увеличенном виде. Нажмите здесь, чтобы получить подробную Посмотреть. |
Подключения серого силового кабеля к LM-13 следующие: | Общий вид блока питания: На этом изображении готового блока питания шнур питания переменного тока виден в слева и шнур питания к LM-13 можно увидеть справа. Мощность шнур справа должен иметь разъем FEMALE на конце, а не штекер разъем как показано! На моем LM-13 уже был установлен гнездовой разъем.  это, и я не мог найти штекерный разъем, поэтому мне пришлось использовать то, что у меня было.
Проблема в том, что на штыревом конце присутствует высокое напряжение, как показано, когда питание
подача включена. В таком случае блок питания не должен быть включен
если он не подключен к LM-13 . В противном случае подвергается высокому напряжению. я
сталкивались с этой проблемой даже на каком-то серийно выпускаемом оборудовании, поэтому всегда
помните, БЕЗОПАСНОСТЬ ПЕРВАЯ . | Нажмите на изображение для просмотра в увеличенном виде. Нажмите здесь, чтобы получить подробную Посмотреть. |
© Заявление об авторских правах:
Все изображения, рисунки и материалы на этих веб-страницах являются собственностью
Грегори П. Латта и © 2017 г. Грегори П. Латта. Вы можете использовать их для
личных целях и в образовательных целях, но любое коммерческое или иное использование
строго запрещено без письменного разрешения автора.
