i
ИЗМЕРЕНИЯ
I
Дмитрий Шабров
E-mail:
Тел.: (095) 306-4002
Частотомер повышенной точности с полосой 400 МГц, синус-
генератор с малым коэф ф ициентом гарм оник и электронной пере-
стройкой частоты.
Прибор радиолюбителя состоит из частотомера и синус-генера-
тора с мостом Винна и электронной перестройкой частоты, АЦП для
измерения напряжения генератора. Повышенная точность измере-
ния обусловлена наличием терм остабилизированного генератора
опорной частоты ГК42-УНТС, аппаратными множителями времени
на 10 (время измерения 10 с) и на 100 (время измерения 100 с).
Генерируемая частота 16384000 Гц. Стабильность 5 ■
10 7. Для
работы частотомера подойдет любой другой генератор со стабиль-
ностью не хуж е 10'6.
Комбинированный
прибор радиолюбителя
Частотомер
Принципиальная схема основной части частотомера при-
ведена на рис. 1.
Частотомер имеет 4 входных канала: 0.
..80 МГц,
30.
..400 МГц, канал синус-генератора и канал ТТЛ. Име-
ется программно - аппаратный множитель на 10 (подсчет
длится 10 с) и на 100 (подсчет длится 100 с). В приборе
имеются программные часы, которые работают от опор-
ного генератора и позволяют косвенно оценить точность
генерации опорной частоты. В моем варианте часы от-
ставали на 2 с за 45 дней. Частотомер состоит из процес-
сора АТ89з8252, ПЛИС ЕРМ3256АТС144-10, одностроч-
ной символьной панели ЖКИ РС16011_Н5 СМН-Ц вход-
ного буферного быстродействующего логического эле-
мента с гистерезисом 74Р32, входных усилителей для ди-
апазонов 0.
..80 МГц, 30.
..400 МГц и делителя 193ИЕЗ для
диапазона 30.
..400 МГц с преобразователем в уровень
ТТЛ на микросхеме МАХ903. Все высокочастотные про-
цессы (подсчет частоты, мультиплексор каналов) выпол-
нены на ПЛИС. Благодаря применению ПЛИС удалось
достигнуть точности подсчета частоты в 1 Гц вплоть до
80 МГц входного сигнала. Применяя более быстродейству-
ющий входной делитель, можно расширить диапазон до
800 МГц при точности подсчета частоты в 10 Гц. Про-
граммные множители на 10 и на 100 позволяют повысить
точность измерения частоты в 10 и 100 раз. Однако, ис-
пользование программно - аппаратного множителя оп-
равдано при применении стабильного генератора опор-
ной частоты.
Управление частотомером осуществляется с помощью
кнопки выбора множителя (1,10,100), тумблера переклю-
чения режимов (в данном варианте не используется) и гап-
летного переключателя режимов (часы, тест, генератор,
вход ттл, вход 0.
..80 МГц, вход 30.
..400 МГц). Все эти сигна-
лы подаются через разъем Э9 и имеют активный уровень 1
(+5 В). От сигналов “вход 0.
..80 МГц”, “вход 30.
..400 МГц” -
питаются соответствующие входные усилители.
Процессор работает от кварца частотой 10 МГц. Одна-
ко, поскольку все критичные временные интервалы зада-
ются опорным генератором ПЛИС, возможно применение
30 |---------------------------------------------------
кварца с близкой частотой. Применение кварца с часто-
той ниже 4 МГц не рекомендуется, т.к. возможно возник-
нут проблемы с инициализацией модуля ЖКИ. На плате
имеется разъем для программирования процессора че-
рез интерфейс SPI (возможно применение более деше-
вого процессора 89с51, однако в этом случае програм-
мирование “в схеме” станет невозможным). Для програм-
мирования необходим кабель - переходник LPT - SPI (одна
микросхема TTL) и программа.
ПЛИС (А2)
Принципиальная схема подключения ПЛИС приведена
на рис. 2.
Микросхема ПЛИС питается от стабилизатора на-
пряжения 3,3 В на микросхеме LP2950-3.3. Двухсторон-
няя связь между процессором AT89S8252 и ПЛИС
ЕРМ3256АТС144-10 осуществляется по трехпроходной
линии Din (данные от процессора в ПЛИС), Dout (данные
от ПЛИС в процессор), CLK (тактовый выход процессора).
Сигнал Start выдается процессором на ПЛИС для начала
преобразования. Сигнал Ready выдается от ПЛИС в про-
цессор и говорит о конце преобразования и готовности
ПЛИС передать данные в процессор. Сигнал 1sek выра-
батывается от опорного генератора и передается от ПЛИС
в процессор для обеспечения временных интервалов для
работы программных часов. ПЛИС имеет также выход
опорной частоты 16384000 Гц (разъем S3) для контроля
работы частотомера. Уровень приблизительно 0,35 В. Сиг-
нал 1 sek и сигнал Ready имеют светодиодную индикацию.
Взаимодействие ПЛИС и процессора происходит по
следующей схеме.
1. Процессор, получив сигнал Ready от ПЛИС, иници-
ирует прерывание (Chast), в котором считывает 4 байта
(32-разрядный двоичный счетчик в ПЛИС) частоты, пре-
образовывает их в десятичный формат и выводит на дис-
плей ЖКИ.
2. Процессор передает байт конфигурации (входной
канал, множитель) в ПЛИС.
3. Процессор инициирует начало следующего преоб-
разования ПЛИС сигналом Start.
| Радиолюбитель - 0 7 /2 0 0 5
предыдущая страница 33 Радиолюбитель 2005-07 читать онлайн следующая страница 35 Радиолюбитель 2005-07 читать онлайн Домой Выключить/включить текст