БЛОК ИНДИКАЦИИ ЦИФРОВОГО ЧАСТОТОМЕРА

May 5, 2010 by admin Комментировать »

А. Зацепин

Цифровой частотомер — один из очень нужных лю­бому радиолюбителю приборов. Конечно, заманчиво в качестве индикаторов использовать многоразрядные ин­дикаторы, например ИВ-28. Однако общеизвестные схемные решения динамической индикации довольно сложны. Кроме того, применение динамической индика­ции часто существенно увеличивает общее количество элементов, хотя и экономит количество ключей и де­шифраторов.

В предлагаемой ниже схеме осуществлен поопросовый способ индикации, пригодный для многоразрядных индикаторов, позволяющий использовать одни и те же элементы для счета и для индикации в мультиплексном режиме.

Состояние счетчика с фазоимпульсным представле­нием информации, как известно, можно определить сле­дующим образом: изменяя его состояние на +1, изменять состояние реверсивного счетчика, имеющего то же число состояний и предварительно установленного в конечное состояние первого, на — 1. В момент появления импульса на выходе счетчика с фазоимпульсным пред­ставлением информации состояние реверсивного счетчи­ка и будет искомым состоянием. Естественно, реверсив­ный счетчик должен иметь информационные выводы.

В предлагаемом блоке индикации использованы в ка­честве прямого счетчика микросхемы К155ИЕ1, а в каче­стве реверсивного — К155ИЕ6.

Число микросхем у построенного на использовании такого принципа частотомера значительно ниже, чем у частотомеров, использующих обычную динамическую индикацию и имеющих то же число разрядов.

Принципиальная схема блока индикации изображена на рис. 1. Работает устройство следующим образом. Ге­нератор на элементах D9.3 и D9.4 вырабатывает стаби­лизированную кварцем частоту 1 МГц, которая делится цепочкой делителей DllD16 до 1 Гц.

В режиме счета триггер D17 из состояния 0 перехо­дит в состояние 1. В момент перехода, вследствие огра­ниченного быстродействия микросхем D1.3, D1.4, D18.1, на входах 1, 2 микросхем D2D8 на короткое время присутствуют две логические 1 (уже появившаяся логи­ческая 1 на прямом выходе триггера еще не привела к появлению логического 0 на выходе инвертора D18.1). Это устанавливает триггеры D2D8 в состояние 0, и начинается счет входных импульсов, поступающих на зход микросхемы D1.2.

В режиме индикации по истечении 1 с триггер D17 переходит в состояние логического 0. Никакого сброса триггеров D2D8 при этом не наблюдается. Логический 0 триггера D17 (на выходе 6) запрещает прохождение сигнала через микросхему 2И-НЕ D1.2, тем самым фик­сируя в каждом из элементов D2D8 внутреннее со­стояние от 0 до 9, установившееся в них по окончании счета.

Логическая 1 на инверсном выходе 8 триггера D17 разрешает прохождение сигнала опроса частотой 10 кГц с делителя D12 на один из счетных входов микросхем D2D8 и на вход « — 1» реверсивного счетчика D19. Заметим при этом, что до этого логическая 1 триггера D17 устанавливала реверсивный счетчик в состояние логического 0.

Выходы счетчика D19 (1, 2, 4, 8) поданы на де­шифратор D20, выходы которого, в свою очередь, через дешифратор D10 соединены с сегментами индикатора.

Выходы элементов D2D8 через высоковольтные ключи-инверторы D27D28 соединены с соответствую­щими сетками разрядов индикатора. В тот момент, когда состояние счетчика D2D8 соответствует логиче­скому 0 (импульс на выходе), состояние микросхемы D19 соответствует исходному состоянию первого счет­чика, т. е. в данном разряде (или в нескольких, имев­ших то же состояние, что и данный) загорится на инди­каторе состояние счетчика, соответствующего этому раз­ряду (этим разрядам).

За десять импульсов опроса (0,001 с) дешифрируются состояния всех счетчиков D2D8. Такие циклы опроса и индикации будут повторяться в течение всего времени индикации. Индикация здесь не поразрядная, а «поопросовая», т. е. индицируются вначале все «0», потом все «9», затем все «8» и так далее, причем скважность импульсов индикации равна 10.

Ограниченное быстродействие счетчиков К155ИЕ1 (10 МГц) явилось причиной использования всего семи разрядов индикатора ИВ-28А. При желании измерять частоту до 1 Гц можно увеличить время счета, изменив довольно просто схему формирования временного ин­тервала и получив возможность иметь два режима ра­боты: 1 с — счет, 1 с — индикация; 0,1 с — счет, 1,9 с — индикация.

Такая схема формирователя временных интервалов приведена, на рис. 2. Счетчик, в котором также исполь­зованы микросхемы К155ИЕ1, состоит из четырех триг­геров и схемы совпадений, включенных так, что на выход, счетчика проходит каждый десятый импульс.

Поскольку импульсы частотой 10 Гц с цепочки дели­телей представляют собой меандр длительностью им­пульсов 50 мс, ставится триггер D25, на выходе 6 кото­рого получается меандр с периодом 0,2 с. Выход счет­чика D26 будет в течение 0,1 с иметь логический 0, а 1,9 с — логическую 1. Цепочка D21D22 повторяет ана­логичную (D16D17) в исходной схеме. Выбор режима работы осуществляется запретом на микросхемы D24.3D24.4 или D23.1 — D23.4. Точки А, В и С подключаются к одноименным на схеме рис. 1.

clip_image001

Рис. 1. Принципиальная схема блока индикации

Для питания сегментов индикатора ИВ-28А употреб­лен дешифратор КД55ИД1 и самодельный дешифратор на диодах, обозначенный на схеме рис. 1 10X7. Схема диодного дешифратора весьма проста и приведена иа рис. 3. Добавим, что собранный на диодах КД102 такой дешифратор имеет размеры микросхемы серии К155.

Для равномерного свечения ИВ-28 следует питать катод — накал от обмотки со средней точкой.

На рис. 4 и 5 приведены печатная плата и располо­жение элементов на ней. На рис. 4 введены следующие обозначения для индикатора ИВ-28А: Н — накал, а, в.-. — сегменты; (.) т — точка; Q, С2, …, Сэ — сетки раз-Рядов 1, 2, …, 9. Индикатор ИВ-28А~ размещается со сто­роны печатных проводников. Резисторы RlR16 любого типа мощностью 0,25 Вт.

clip_image003clip_image005

Рис. 2. Принципиальная схема формирователя временных интервалов

Рис. 3. Принципиальная схема дешифратора десятичного кода в код для семисегментного индикатора

clip_image007

Рис. 4. Печатная плата

Правильно собранное из работоспособных элементов Устройство не нуждается в настройке. Для проверки наличия генерации задающего генератора желательно напряжение для питания сеток и сегментов ИВ-28 не включать, а вход 5 микросхемы D1 соединить с землей через резистор сопротивлением 300 Ом.

Размеры печатной платы 112X66 мм. Общий ток, по­требляемый от источника питания 5 В, не превышает 0,45 А. Необходимо помнить, что для нормальной рабо­ты частотомера на вход его нужно подавать сформиро­ванный сигнал с крутыми фронтами, время нарастания не должно превышать 100 не.

В заключение добавим, что используя стандартные преобразователи «напряжение — частота», можно скон­струировать несложный малогабаритный цифровой вольт­метр или миллиамперметр, также весьма полезный в радиолюбительской практике.

clip_image009

Рис. 5. Расположение элементов на плате

 

OCR Pirat

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты