ЦИФРОВОЙ ЧАСТОТОМЕР – ЧАСТЬ 2

November 15, 2011 by admin Комментировать »

В селекторе применен логический элемент «И» последовательного типа (транзисторы Т4 и Т5).

В отсутствие сигнала транзисторы селектора закрыты напряжением смещения. При работе формирователя к базе импульсов граизистора Т4 подводятся выходные импульсы усилителя, к базе Т5 — управляющее напряжение в виде строб-импульса. Для падежного закрывания и открывания транзистора Т5 уровень управляющего сигнала должен изменяться в пределах от +150 до —300 мВ.

В усилителе и селекторе для повышения быстродействия применена диодная фиксация коллекторного напряжения закрытых транзисторов (диоды Д5 и Д6)\ перепады входных напряжений транзисторов Т4 и Т5 ограничены с помощью диодов Д7 и Д8 соответственно.

С выхода селектора (трапзйстор Т4) снимаются счетные импульсы положительной полярности, которые поступают на электронный счетчик.

В режиме суммирования (непрерывного счета импульсов) транзистор Т5 должен быть открыт. С этой целью точка в при помощи переключателя В16 соединяется с корпусом.

Формирователь строб-импульса составляют два триггера с кол- лекторно-базовыми связями. Запуск триггеров раздельный, управляемый по базовым цепям транзисторов Т6 и Т8. Для исключения погрешности установления времени измерения триггеры должны обладать высоким быстродействием; с этой целью в них применены высокочастотные транзисторы и диодная фиксация коллекторных напряжений (диоды Д10 — Д13).

Формирователь работает следующим образом.

Импульс сброса (положительной полярности), поступающий через диоды Д9 и Д20 па триггеры, открывает транзисторы Т6 и Т8. Очередной после сброса импульс воздействует только на триггер на транзисторах Т6 и Г7, так как диод Д/7, включенный на входе второго триггера, закрыт отрицательным потенциалом с коллектора транзистора 77. При опрокидывании первого триггера снимается запрещающее напряжение с диода Д17 и второй триггер переходит в подготовленное состояние. Следующий запускающий импульс «Стоп» опрокидывает только второй триггер.

Рис. 7. Принципиальная схема кварцевого генератора

Из перепадов напряжений на коллекторах транзисторов Т6 и 19 формируется строб-импульс. На селектор строб-импульс поступает через развязывающие /?С-цепочки (R17C7 и R18C8).

В результате действия строб-импульса па базе транзистора Т5 возникают перепады напряжения в пределах от +150 до —300 мВ. Отрицательный перепад напряжения строб-импульса удерживает селектор в открытом состоянии в течение времени измерения.

При измерении интервалов времени формирователь’ строб- импульса запускается по внешним входам «Пуск» и «Стоп» с помощью импульсно-потенциальных элементов «И» (C14t Д21у R33t С15, Д22у R35y R34). Диоды Д21 и Д22 при измерении частоты периода и длительности импульсов различной полярности закрыты напряжением —12 В через резистор R34.

При соединении с корпусом общей точки резисторов R33y R34 и R35 (через переключатель В1б) с диодов снимается запрет, и формирователь может быть запущен внешними сигналами.

Кварцевый генератор, выполненный на интегральной схеме МС1 (рис. 7), является источником стабильной частоты. Резонатор Пэ1 на 2 МГц включен в цепь положительной обратной связи– между коллектором выходного каскада (выводы 8 и 9) и базой входного каскада (вывод 4) микросхемы. С выхода генератора (выводы 8 и 9) снимается сигнал, по форме близкий к синусоидальному. Так как для запуска делителей частоты необходимы сигналы импульсной формы, на выходе кварцевого генератора включен формирующий каскад на транзисторе 77. Резисторы R1 и R2 ограничивают амплитуду сигнала на входе формирователя.

С выхода формирователя сигнал импульсной формы поступает на вход триггера на микросхеме МС2 и затем — па вход делителя частоты. Для получения коэффициента пересчета ЛгЧ=106 включены последовательно шесть идентичных декадных делителей частоты МСЗ — МС8. Так как выходные частоты делителей используются в приборе для различных целей (контроль, стандартные частоты, запуск последующих каскадов), па выходе каждого делителя включены развязывающие усилители МС9 — МС1 /.

Для получения меток времени с длительностью 0,1 мкс и копт- роля на высоких частотах частота кварцевого генератора умножается на пять. Для этой цели служит умножитель па транзисторе Т2.

Хронизатор представляет собой усилительный каскад на транзисторе 77 (рис. 8), он управляет работой устройств формирования времени индикации и импульса сброса. В автоматическом режиме каскад управляется перепадами коллекторного напряжения транзистора Т8 (см. рис. 6). Во время действия строб-импульса транзистор 77 закрыт; через резисторы R2, R3 и диод Д1 происходит заряд конденсатора С/ до напряжения — 12 В. Это напряжение через резистор R7 приложено к диоду Д2 и удерживает его в закрытом состоянии, препятствуя тем самым прохождению синхронизирующих импульсов с частотой следования 10 Гц на одновибратор {Т2 и ТЗ). Одновибратор служит для запуска устройства сброса.

После окончания действия строб-импульса транзистор TI открывается, и начинается разряд конденсатора С/ через резисторы R3, R4 и транзистор 77. Напряжение на диоде Д2 понижается, и в определенный момент импульс синхронизации проходит на вход одновибратора, запуская его. Постоянная времени цепи разряда конденсатора определяет время индикации результата измерения на электронном счетчике. Оно устанавливается с помощью переменного резистора R4.

В исходном состоянии одновибратора транзистор Т2 открыт, ТЗ закрыт. Конденсатор СЗ заряжен почти до напряжения —12 В. Фронт синхронизирующего импульса закрывает транзистор Т2, при этом открывается транзистор ТЗ. Конденсатор СЗ разряжается через транзистор ТЗ и резистор R8, положительный потенциал на базе Т2 уменьшается, и в некоторый момент одновибратор возвращается в исходное состояние.

Рис. 8. Принципиальная схема хронизатора, устройств формирования времени индикации и импульса сброса

Рис. 9. Принципиальная схема декадного делителя

С коллектора транзистора ТЗ снимается импульс положительной полярности, фронт которого запускает формирователь импульса сброса. Последний состоит из двух каскадов усиления на транзисторах Т4 и Т5\ в исходном состоянии транзистор Т4 открыт, Т5 закрыт. Положительный перепад коллекторного напряжения транзистора Г»? закрывает транзистор Т4. Импульс отрицательной полярности, возникающий при этом па коллекторе Т4% насыщает транзистор Т5. С его коллектора снимается импульс сброса положительной полярности. Последовательная RC-цепочка (R10C5) определяет длительность импульса сброса 100 мкс.

Переключение формирователя импульса сброса с автоматического режима на ручной производится тумблером BL При разомкнутой кнопке Кн1 конденсатор С/ заряжается до напряжения —12 В через резисторы R5 и R6. Как и в случае автоматического пуска, это напряжение через резистор R7 приложено к диоду Д2 и надежно закрывает его.

При нажатии кнопки Кн1 точка соединения резисторов R5 и R6 соединяется с корпусом и конденсатор С/ пачииает разряжаться через резистор R6. Формирование импульса сброса происходит в таком же порядке, как и в случае автоматического пуска.

С помощью декадного делителя (рис. 9) запускается формирователь строб-импульса. Для получения времени измерения 0,01; 0,1; 1 или 10 с на вход делителя подаются соответственно импульсы с частотами 1000, 100, 10 или 1 Гц. На выходе делителя включена дифференцирующая цепь и диоды Д/, Д2. Через диоды выходные сигналы (положительной полярности) декадного делителя поступают на входы триггеров формирователя строб-импульсов.

В отличие от обычного делителя частоты у декадного делителя имеется цепь сброса, назначение которой заключается в следующем. Время между сбросом и началом измерения, которое при измерении частоты может достигать 10 с, не используется. Оно возникает за счет песинхроииости во времени импульсов сброса и выходных импульсов делителей частоты, па вход которых поступают сигналы от кварцевого генератора. Для сокращения этого времени и вводится сброс триггеров декадного делителя на 9.

Импульс с выхода декадного делителя поступает в момент его перехода из состояния 9 в 0 (или 10). Если прибор приводится в исходное состояние в момент, когда триггеры декадного делителя находятся в положении 0 или 1, до начала измерения необходимо ожидать 1 Т или 0,9 Т, где Т— выбранное время измерения; если же импульс сброса поступает в момент, когда делитель находится в состоянии 9, то это время сокращается до 0,1 Г.

Сброс производится импульсами положительной полярности.

Электронный счетчик частотомера состоит из шести пересчетных декад с индикаторами (двух на транзисторах и четырех на интегральных схемах).

Источник: Лучшие конструкции 27-й выставки творчества радиолюбителей. Сборник. М., ДОСААФ, 1977. 287 с. с ил. На конц. пол.: сост. А. В. Гороховский.

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