ИЗМЕРЕНИЯ
Ц ін
АВГУСТ
г. С.-Петербург
Ч
астотомер
-
приставка
к АВОМЕТРУ
О публикованное в [1] описание часто-
томера, на мой взгляд, будет интересно как
приставка к авометру. В лю бом варианте
конструкция имеет ряд сущ ественны х не-
достатков: больш ой (400 мА) ток потреб-
ления, что затрудняет использование ав-
тономного питания; малое входное сопро-
тивление (5 кОм); точность изм ерения за-
висит от напряжения питания.
Первые два недостатка устраняются за-
меной ТТЛ серии на КМОП и О У 122-й серии
на более современную 140-ю или 544-ю се-
рию. При простой замене ТТЛ - КМОП в схе-
ме [1] необходимо внести незначительные
изменения: вместо DD3.2, DD3.4 применить
К564ЛА10; генератор импульсов V T 1, VT2 за-
менить на генератор, выполненный на эле-
ментах И-НЕ, ИЛИ-HE или триггере с вне-
шним запуском уровнем логической "1” .
Для устранения третьего недостатка од-
новибраторы серии 155 (1564) АГ1, АГЗ с
времязадающ ими RC-цепями необходимо
заменить на циф ровые одновибраторы [2],
[3]. При том же схемотехническом решении
[1] плата за точность - увеличение числа
микросхем почти вдвое. Первый вариант до-
работки частотомера показан на рис. 1. Од-
новибраторы DD11, DD12 [1] заменены циф-
ровыми аналогами, выполненными на мик-
росхем ах DD 12, DD13.1 (в д альнейш ем
ОВ1); DD14, DD13.2 (ОВ2); DD15.1, DD15.2,
DD16, DD17, DD18.1, DD18.2, DD19.1 (ОВЗ).
Для повышения точности измерений исполь-
зован генератор с кварцевой стабилизаци-
ей частоты на элементах DD 9.1, DD9.2 (G1)
с последую щ им делением частоты на 90
(DD10, DD11). На выходе элемента DD9.4
присутствует тактовая последовательность
1111,11 Гц (период 900 мкс).
Работа ц и ф р о в о го од но вибр а то р а
Для примера рассмотрим работу О В 1.
В течение времени ожидания триггер DD13.1
находится в нулевом состоянии. Высокий
логический уровень с инверсного выхода
блокирует работу счетчика DD12. Запуска-
ющий импульс высокого уровня переключа-
ет триггер DD13.1 по входу S в состояние
логической 1. На прямом выходе триггера
появляется положительный перепад напря-
жения. О дновременно снимается блокиров-
ка со счетчика DD12. Начинается подсчет
импульсов с выхода элемента DD9.4. В мо-
мент появления высокого логического уров-
ня на выходе 5 DD12 триггер DD13.1 воз-
вращается в исходное состояние. Формиро-
вание импульса заканчивается, одновибра-
тор переходит в состояние ожидания.
В одновибраггор ОВЗ введен режим пере-
запуска. При запуске одиночным импульсом
одновибратор, как обычно, вырабатывает вы-
ходной импульс длительностью t. Если же пе-
риод Т запускающих импульсов станет мень-
ше t, одновибратор будет формировать про-
должительный выходной импульс, который бу-
дет длиться в течение времени, пока выпол-
няется условие T<t. Триггер DD19.1 переклю-
чается фронтом запускающего импульса, счет
тактовых импульсов начинается по его спаду.
№002
Устройство состоит из следую щ их бло-
ков: преобразователя синус/меандр (может
бы ть вы полнен по л ю бой из известны х
схем); делителя на 3 (DD1, DD21.3); блока
п о д кл ю ч е н и я д е л и т е л я
на 3 (D D 2 .1
...DD2.3); делителей на 10(D D 3.
..D D 5); ком-
мутатора делителей частоты (DD6.
..DD8);
контроля соответствия диапазона (DD18.3,
DD20, DD21, DD22);
одновибраторов; ге-
нератора (DD19.2).
Прохождение измеряемой частоты через
элементы DD2.1, DD2.2 определяется логи-
ческими уровнями на вторых входах этих эле-
ментов. Если на входе инвертора DD2.3 низ-
кий логический уровень, сигнал с выхода
формирователя попадает непосредственно
на вход блока делителей на 10. Если на вхо-
де инвертора DD2.3 высокий логический уро-
вень, подключается делитель на 3.
На одновибраторе ОВ1 выполнена схе-
ма нормирования импульсов по длительно-
сти. Длительность выходного импульса од-
новибратора составляет 4,5 мс. Вход запус-
ка S одновибратора подключается к выходам
делителей на 3, 10 или непосредственно к
выходу формирователя через мультиплексор
DD6 и формирователь коротких импульсов
из отрицательного перепада.
Включенный канал мультиплексора DD6
определяется кодом на адресных входах А,
В, С, поступающим с выхода счетчика DD7.
В случае если на выходах счетчика при-
сутствует код “ООО", вход ОВ1 подключен к
выходу формирователя, управляющ ий код
“001 ’’ вход ОВ1 подключается к выходу дели-
теля на 3 и т.д. Счетчик DD7 переключается
и м п ул ь са м и с вы хо д а ге н е р а то р а G 2
(DD19.2). Запуск генератора осуществляет-
ся при наличии низкого логического уровня
на любом входе элемента DD18.3.
В зависимости от логических уровней
элементов DD21.1, DD21.2 импульсы с вы-
хода генератора G2 коммутируются на вхо-
ды Си или CD (+1/-1) микросхемы DD22.
Блок контроля соответствия частота/ди-
апазон выполнен на одновибраторах GB2,
ОВЗ и триггерах DD20. Работа схемы осно-
вана на сравнении длительности паузы меж-
ду импульсами одновибратора ОВ1 при по-
даче на его вход измеряемой частоты F0 с
длительностями пауз, соответствующих от-
клонению стрелки измерительного прибора
на 27% (FH) и 105% (FB) от максимального.
П ри нцип р а бо ты схем ы
При подаче на вход частоты 25 Гц (F0<FH),
в момент запуска одновибратора ОВ1 про-
исходит запуск одновибраторов ОВ2, ОВЗ. К
моменту появления очередного фронта им-
пульса на выходе DD13.1 формирование им-
пульсов одновибраторами ОВ2 и ОВЗ уже за-
кончи ло сь, поэтом у в триггеры D D 20.1,
DD20.2 записываются, соответственно, уров-
ни логической “1" и логического “0".
П ри подаче на вход ча сто ты 50 Гц
(FH<F0<FB) очередной запуск одновибратора
ОВЗ происходит раньше завершения процес-
са формирования импульса. Одновибратор
переходит в режим повторного запуска и на
его инверсном выходе постоянно присутству-
ет низкий логический уровень. Поэтому, при
соответствии входной частоты выбранному
пределу, на прямых выходах триггеров DD20
присутствуют низкие логические уровни.
П ри подаче на вход частоты 110 Гц
(F0>FB) одновибратор ОВЗ также находится
в режиме повторного запуска. Длительность
выходного импульса одновибратора ОВ2 пре-
вышает паузу между импульсами одновиб-
ратора ОВ1, поэтому очередным фронтом
выходного импульса одновибратора ОВ1 в
триггер DD20.1 записывается высокий логи-
ческий уровень. Следовательно, на прямых
выходах триггеров DD20.1, DD20.2 появля-
ются, соответственно, уровни логической “1"
и логического “0". Прямые выходы триггеров
DD20 используются для определения на-
правления счета счетчика DD7.
Для устранения возможного “сканирова-
ния” диапазонов при измерении сигнала с ча-
стотой F0<FH на пределе 100 Гц, введена бло-
кировка импульса “-1” с выхода “0” DD8 на
селектор DD21.2. Аналогично блокируется
прохождение импульса “+1" при подаче на
вход сигнала с частотой более 300 кГц (вы-
вод 7 DD8 подключен к элементу DD21.1).
Существенно упростить конструкцию ча-
стотом ера позволяет прим енение Д П КД
564ИЕ15 (К1561ИЕ15) и сдвоенных счетчи-
ков К561ИЕ10. Схема второго варианта час-
тотомера приведена на рис. 2.
На ДПКД DD1 собран делитель с коэф-
фициентом деления 3; 10; 30;.
..; 3000. Муль-
типлексор заменяет микросхема И-НЕ DD4.
Управление коэффициентом деления счетчи-
ка DD1 и коммутация выходного сигнала фор-
мирователя осуществляется счетчиком DD12.
При входной частоте менее 100 Гц на выходе
"0” DD12 присутствует высокий логический
уровень. Открыт элемент DD4.1. На вход од-
новибратора ОВ1 поступает сигнал с выхода
формирователя синус/меандр. Далее работа
схемы аналогична предыдущему варианту.
В любом другом случае, когда высокий
логический уровень присутствует на одном
их выходов 1 .
..7 DD12, открыт элемент DD4.2,
пропускающий сигнал с выхода ДПКД DD1.
Одновременно устанавливается необходи-
мый коэффициент деления ДПКД. Генератор
G2 в этом варианте должен запускаться низ-
ким логическим уровнем с выхода схемы “И"
R7, VD22, VD23.
Настройка частотомера сводится к уста-
новке длительностей выходных импульсов
одновибраторов ОВ1 - 4,5 мс; ОВ2 - 5,5 мс;
ОВЗ - 28 мс изменением емкости конденса-
тора С2 кварцевого генератора. При этом из-
меняются длительности выходных импуль-
сов всех одновибраторов одновременно. Для
каждого одновибратора в отдельности регу-
лировать длительность выходных импульсов
можно изменением коэффициентов деления
счетчиков DD12, DD14, DD16, DD17 (рис. 1)
или DD6.1, DD6.2, DD9.1, DD9.2 (рис. 2) с
шагом ± 900 мкс. Для более точной установ-
ки порогов переключения диапазонов необ-
ходимо применить отдельный кварцевый ге-
предыдущая страница 27 Радиолюбитель 2002-08 читать онлайн следующая страница 29 Радиолюбитель 2002-08 читать онлайн Домой Выключить/включить текст