Перейти на главную страницу
Каталог принципиальных схем - Измерительная техника ДОРАБОТКА УЗЛА УПРАВЛЕНИЯ ЧАСТОТОМЕРОМ
На верхний по схеме вход элемента DD3.1 подают измеряемый сигнал Fx, а нижний используют для менеджмента элементом. Если вход менеджмента соединить с общим проводом (в положении 5 переключателя SA1), то на нем установится невысокий логический уровень и ингредиент DD3.1 будет работать повторителем сигнала, поступающего на верхний вход. При высоком же уровне на управляющем входе (положения 1 - 4 переключателя SA1) выходной сигнал элемента DD3.1 будет инверсией сигнала на верхнем входе.
В положениях 4 и 5 переключателя SA1 происходит соответственно измерение длительности импульсов высокого и низкого логического уровня. При этом меняется режим работы только элемента DD3.1, а работа мультиплексоров остается прежней (она описана в вышеупомянутой статье для положений 3 и 4 переключателя SA1).
Если в устройстве есть свободный ингредиент ИЛИ, можно организовать включение питания делителя частоты Fx/10 только в положении 1 переключателя SA1. Для этого собирают узел, состоящий из элементов DD4.1, VT1, R6,С5.
Тот же результат будет получен, если заместить переключатель 5ПЗН (SA1) на 5П4Н. Четвертую секцию включают так, как показано на схеме штриховыми линиями.
Используя современную элементную базу, можно значительно упростить схему делителя частоты без необходимости программирования в случае применения микроконтроллера. Описываемый делитель имеет коэффициент деления равный 100, и диапазон устойчивой работы 25 Мгц…1 ГГц. Чувствительность делителя составляет 20 мВ при входном сопротивлении 50 Ом. Микросхема U664BS представляет собой монолитный цифровой делитель частоты в отношении 1:64. Эта микросхема выполнена по технологии ЭCЛ (эмиттерно-связанной логики), ее транзисторы имеют граничную частоту 4,5 ГГц. Диоды с барьером Шотки (VD1 VD2) служат для защиты входа микросхемы DD1 от сигналов большой амплитуды. Как известно, логические уровни ЭСЛ в стандартном включении находятся в области напряжения отрицательной полярности и поэтому они непосредственно не совместимы с логическими уровнями микросхем ТТЛ и КМОП. Для преобразования уровней ЭСЛ в уровни ТТЛ при питании микросхемы ЭСЛ от напряжения плюсовой полярности служит согласующий каскад на транзисторе VT1. Входной сигнал с частотой, поделенной на 64, поступает на следующие два делителя, выполненных на микросхемах DD2 (К555ИЕ20) и DD3 (К155ТЛЗ). Микросхема К555ИЕ20 содержит два четырехразрядных двоично-десятичных счетчика; каждый из них имеет триггер со входом с 1. выходом 1 и делитель частоты на 5 со входом С2 и выходами 2, 4, 8. В этом устройстве счетчики DD2 работают в режиме делителя частоты на пять со входом С2 и выходом 8. Верхняя рабочая частота всего устройства определяется максимальной частотой для счетчика DD2.1 (К555ИЕ20), которая по входам С2 обычно не менее 20 МГц, т. е. фактически не менее 1,28 ГГц. Каждый из делителей на DD2.1, DD3.1, DD3.2 и DD2 2, DD3.3. DD3.4 имеет дробный коэффициент деления Кд= 1,25 (или 5/4). Описание дробного делителя здесь не приводиться. Все элементы делителя размещены на плате из фольгированного стеклотекстолита. Плату следует поместить в металлический экран. Вход и выход делителя соединяют с частотомером вч кабелем. Если частотомер выполнен в виде законченной малогабаритной конструкции, делитель можно конструктивно оформить как переходник между входным гнездом и кабелем к источнику сигнала. Для этого плату нужно поместить в прямоугольный экран, в торцах которого смонтировать разъемы СР-50-75: с одной стороны — штыревую часть разъема, с другой — гнездовую. Делитель частоты был испытан совместно с самодельным частотомером.
Overview
What was probably the most difficult part of the design was deciding what I really wanted the circuit to do and how to go about doing it, given the limitations of the available components. The resulting preamp can drive the counter from as little as 20 millivolts P-P input at a few KHz, but needs over 300 millivolts at 20 MHz, and can switch in a divide by 10 prescaler to extend the range to 300 MHz. I have used this at 338 Mhz to date. The data sheet limit for the 74HC4060 is 30 MHz, so performance over 300 MHz is expected by beyond specification.
A Counter mode allows a direct coupled signal to drive the frequency meter in the counter mode.
The resulting preamp/prescaler design intended to operate within these frequency limitations:
Count DC to several hundred kHZ (in practice, several MHz)
F/1 Frequency, no prescaler 10 Hz to 30 MHz
F/10 Frequency, 10X prescaler 10 MHz to 300 MHz (Mine worked at 338 MHz.)
These parameters are expected with an approximately 50% square wave up to frequencies of seveal MHz, and symmetric sine waves at higher frequencies. The primary limitation is based on the maximum clocking rate specification for the MM74HC6040 ripple counter in use in the Slightly More Serious Frequency Meter project. Selection of faster parts and careful circuit layout can extend the upper limit of the useful frequency range. The lower frequency imit is the lowest sine wave input frequency for the MCT12080 at which the input of the MCT10290 does not osccilate.
Circuit
((Above) The cirucit blocks are,from left to right, input protection circuit, prescaler, FET buffer and bipolar limiting amplifier, and Schmitt trigger buffers.
Signals applied to the input connector can be switched either through the AC path which includes the preamp and the prescaler, if switched into the circuit, or the DC path, which routes the signal to a Schmitt trigger buffer that then sends the signal on to the counter.
Regardless of how the signal is routed, it must first pass through an input protection network, which includes two schottky diodes and a zener clamp. The 1N5711 schottky diodes prevent the input signal from going more than a schottky diode drop below ground or above the power supply. I used Schottky diodes because they have a lower voltage drop than the PN protection diodes on the CMOS integrated circuit they are intended to protect, and as such, they will draw much more of the current from excessive input voltages than the input protection diodes in the integrated circuits.
The two 1N5226 zener diodes in series prevents the power supply from rising above 6.6 volts in case the input is accidentally connected to a low impedance source that is higher than 5 volts. The 47 Ohm resistor limits the input current in case of excessive voltage being applied to the inputs.
The input of the frequency meter requires a full 5 volt CMOS logic swing, and the prescaler's output is less than 1 volt peak-to-peak, so the prescaler, when switched into the circuit, the signal goes through the prescaler, then the preamp, and the preamp drives the frequency meter through the Schmidt trigger buffers.
The MCT10280 prescaler can be set to divide by 80, 40, 20, or 10, as a function of which pins are tied to the power supply. I set this one to divide by 10 since it is adequate for my needs, and the mental calculation of multiplying the meter reading by 10 is not taxing. One problem with the MCT10280 is that if it doesn't have an adequate input, the output is very noisy, which shows up as counts in the couple MHz range on the frequency meter. This noise shows up if the signal amplitude the signal frequency is too low. For this reason, I only intend to use the prescaler with inputs between 10 MHz and 300 MHz.
Whether the signal is divided by ten or not, it must pass through the preamp. In the Preamp, a 2N5485 N-channel FET is connected as a source follower. This provides a high input impedance to the input signal and drives the next stage, the 2N3663 limiting amplifier with a nice low impedance signal. This results in high AC gain.
Signals from the 2N3663 are nice, clean square waves with fast rise and fall times, and when driving the 74HCT02 input on the frequency meter, could result in the input of the 74HCT02 oscillating. To prevent this, the signal is passed through a 74HCT14 Schmitt trigger. The signal conductor in the cable has an impedance of about 150 ohms, so it is driven through two 300 ohm resistors in parallel to keep the ringing on the frequency meter end of the cable to a tolerable level. There is no termination on the frequency meter end of the cable because terminating it would reduce the amplitude of the signal below the CMOS thresholds.
Power for all the circuit comes through the cable and is regulated by the 78L05 regulator.
MCT10280 – это делитель на 10/20/40/80. Если его включить как делитель на 20, а за ним счётчик делитель на 5, на быстродействующих триггерах или МС, то общий Кдел = 100.
Взято отсюда:
https://www.diagram.com.ua/info/rad_nach/17.shtml
Для примера на рис. 2 показаны схема и графики работы делителя с коэффициентом счета 5, построенного на JK-триггерах.
Рис. 2 Схема и графики работы делителя
Здесь вам трехразрядный двоичный счетчик дополнен логическим элементом 2Й-НЕ DD4.1, который и задает коэффициент счета 5. Происходит это так. При первых четырех входных импульсах (после установки триггеров в нулевое состояние кнопкой SB1 «Уст. 0») устройство работает как обычный двоичный счетчик импульсов. При этом на одном или обоих входах элемента DD4.1 действует низкий уровень напряжения, поэтому элемент находится в единичном состоянии.
По спаду же пятого импульса на прямом выходе первого и третьего триггеров, а значит, и на обоих входах элемента DD4.1 появляется высокий уровень напряжения, переключающий этот логический элемент а нулевое состояние. В этот момент на его выходе формируется короткий импульс низкого уровня, который через диод VD1 передается на вход R всех триггеров и переключает их в исходное нулевое состояние. С этого момента начинается следующий цикл работы счетчика.
Резистор R1 и диод VD1, введенные в этот счетчик, необходимы для того, чтобы исключить замыкание выхода элемента DD4.1 на общий провод.
Действие такого делителя частоты можете проверить, подавая на вход С первого его триггера импульсы, следующие с частотой 1... 2 Гц, и подключив к выходу триггера DD3 световой индикатор.
На практике функции счетчиков импульсов и делителей частоты выполняют специально разработанные микросхемы повышенной степени интеграции. В серии К155, например, это счетчики К155ИЕ1, К155ИЕ2, К155ИЕ4 и др. В радиолюбительских разработках наиболее широко используют микросхемы К155ИЕ1 и К155ИЕ2.
Условные графические обозначения этих микросхем-счетчиков с нумерацией их выводов показаны на рис. 3.
Рис. 3 Микросхемы-счетчики
Микросхему К155ИЕ1 (рис. 47,а) называют декадным счетчиком импульсов, т. е. счетчиком с коэффициентом счета 10. Он содержит четыре триггера, соединенных между собой последовательно. Выход (вывод 5) микросхемы - выход ее четвертого триггера. Устанавливают все триггеры в нулевое состояние подачей напряжения высокого уровня одновременно на оба входа R (выводы 1 и 2), объединенные по схеме элемента И (условный символ «&»). Счетные импульсы, которые должны иметь низкий уровень, можно подавать на соединенные вместе входы С (выводы 8 и 9), также объединенные по И. или на один из них, если в это время на втором будет высокий уровень напряжения. При каждом десятом входном импульсе на выходе счетчик формирует равный по длительности входному импульс низкого уровня.
Микросхема К155ИЕ2 (рис. 3,б) -двоично-десятичный четырехразрядный счетчик. В нем также четыре триггера, но первый из них имеет отдельные вход С1 (вывод 14) и отдельный прямой выход (вывод 12). Три других триггера соединены между собой так, что образуют делитель на 5.
Рис. 4 Делители частоты
При соединении выхода первого триггера (вывод 12) со входом С2 (вывод 1) цепи остальных триггеров микросхема становится делителем на 10 (рис. 4, а), работающем в коде 1-2-4-8, что и символизируют цифры у выходов графического обозначения микросхемы. Для установки триггеров счетчика в нулевое состояние подают на оба входа R0 (выводы 2 и 3) напряжение высокого уровня.
Два объединенных входа R0 и четыре разделительных выхода микросхемы К155ИЕ2 позволяют без дополнительных элементов строить делители частоты с коэффициентами деления от 2 до 10. Так, например, если соединить между собой выводы 12 и 1, 9 и 2, 8 н 3 (рис. 4,б), то коэффициент счета будет 6, а при соединении выводов 12 и 1, 11,. 2 и 3 (рис. 4,в) коэффициент счета станет 8. Эта особенность микросхемы К155ИЕ2 позволяет использовать ее и как двоичный счетчик импульсов, и как делитель частоты.
С. БИРЮКОВ
Делитель частоты, схема которого изображена на рис. 1, позволяет увеличить верхний предел счета цифрового частотомера с 20 до 200 МГц.
Входной сигнал через конденсатор С1 подается на один из входов дифференциального усилителя на элементе D1.1. Второй вход усилителя соединен с общим проводом через конденсатор С2. С резисторов R6 и R7. являющихся нагрузкой усилителя, выходной сигнал подается на второй каскад на элементе D1.2. а с его выхода — на триггер Шмитта, собранный на элементе D1.3 н резисторах R9 — R12. Двухкаскадный усилитель и триггер Шмитта обеспечивают формирование прямоугольных импульсов из входного сигнала на частотах до 200 МГц, Чувствительность формирователя меняется от 20 мВ на частоте 1 МГц и ниже до 100 мВ на частоте 300 МГц. Длительность фронтов выходного сигнала — около 2 нс, амплитуда — 0,8 В.
С формирователя сигнал подается на триггер D2.1, делящий частоту на два. Его выходной сигнал управляет делителем частоты на пять, собранном на D-триггерах D2.2. D3.l, D3.2. Делитель построен по принципу сдвигающего регистра с перекрестными связями. Для уменьшения коэффициента пересчета с 6 до 5 выходы двух триггеров микросхем D3 объединены и образуют так называемый “проводной элемент ИЛИ. Объединение выходов элементов серии К 500 для образования функции ИЛИ возможно потому, что выходами элементов являются ненагруженные эмиттерные повторители. Однако эта же их особенность требует, чтобы все используемые выходы были нагружены на резисторы.
К выводам микросхем 1 и 16 подключен вывод источника питании +5,2 В, к выводу 8 — общий провод. Печатная плата делителя изображена на рис. 2.
Особенностью платы является наличие сплошной металлизации со стороны установки навесных элементов. Вокруг отверстий фольга раззенковона.
Следует иметь в виду, что паспортное значение предельной частоты для триггеров K500TM31 — 160 МГц, однако фактически в нормальных условиях они работают до 200 МГц и более.
Делитель устанавливают в частотомер в непосредственной близости от входного разъема и подключают входом к этому разъему. Выход делителя соединяют со входом формирователя частотомера.
При работе с делителем следует помнить, что его входное сопротивление составляет 75 Ом, а максимальное входное напряжение для него — 2 В эфф.
г. Москва.
РАДИО №10, 1980 г., с. 61.
Щуп ВЧ частотомера на AD8306 (логарифмический детектор) Радио№10 2006 с 32
Малогабаритный частотомер
Предлагаемый частотомер имеет малые габариты, поэтому его можно назвать карманным. Кроме частоты, он измеряет ее отклонение относительно зафиксированного значения и подсчитывает число импульсов. Прибор прост в повторении и содержит минимальное число деталей. Частотомер измеряет частоту входного сигнала в диапазоне 10 Гц. .50 МГц со временем счета 0,1 с и 1 с, отклонение частоты в пределах 10 МГц, а также осуществляет счет импульсов с отображением интервала счета (до 99 с). Входное сопротивление составляет 50.. 100 Ом на частоте 50 МГц и увеличивается до нескольких килоом на низшей частоте диапазона. Схема частотомера показана на рис. 1. Основной элемент — микроконтроллер Р1С12F629 (DD1), работающий по программе, коды которой приведены в таблице. Измерение частоты осуществляется посредством подсчета числа импульсов за фиксированный временной интервал. Используются два интервала — 0,1 с и 1 с. В первом случае для получения частоты число импульсов умножается на 10, во втором — значения числа импульсов и частоты совпадают. ![]()
Микроконтроллер содержит два таймера-счетчика (ТМR0 и ТМR1), первый из которых используется для счета импульсов, а второй — для отсчета временных интервалов. Благодаря встроенному асинхронному восьмиразрядному предделителю, максимальная измеряемая частота сверху ограничена только скоростью работы его триггеров и не зависит от тактовой частоты микроконтроллера. Усилитель входного сигнала собран на транзисторе VТ1, с коллектора которого импульсный сигнал поступает на вход ТОСКI (вывод 5) микроконтроллера DD1. Для отображения информации применен цифровой индикатор НТ1610 (НG1) со встроенным контроллером. При работе в режиме ведомого вход НК индикатора НG1 соединяют с общим проводом, а данные передаются последовательно 4-битными посылками по линиям DI и СLК.
Ограниченное число линий ввода—вывода микроконтроллера DD1 не позволило выделить две из них для реализации штатного режима передачи данных, поэтому данные и синхроимпульсы пришлось передавать с выхода GР0 микроконтроллера DD1 через резистивные делители. На вход СLК индикатора НG1 импульсы поступают через делитель R7R9, а на вход — через интегрирующий делитель RбR8С8. Для передачи низкого логического уровня (логического 0) на выходе GР0 микроконтроллера DD1 формируется импульс напряжения длительностью 5 мкс. При этом конденсатор С8 зарядиться не успевает, и по спаду импульса на входе DI в индикатор НG1 запишется логический 0. Для передачи логической 1 длительность импульса намного больше постоянной времени цепи R6R8С8, и конденсатор С8 успевает зарядиться до высокого логического уровня, поэтому будет записана логическая 1. Пауза между импульсами также должна быть более постоянной времени цепи R6R8С8, чтобы конденсатор С8 успел разрядиться. Питание частотомера осуществляется от гальванической или аккумуляторной батареи напряжением 8.. .9 В. Напряжение питания усилителя и микроконтроллера стабилизировано интегральным стабилизатором DА1. На индикатор НG1 питающее напряжение поступает с движка подстроечного резистора R5, оно должно находиться в пределах 1,4...1,6 В. Большинство деталей монтируют на печатной плате из односторонне фольгированного стеклотекстолита толщиной 1... 1,5 мм, чертеж которой показан на рис. 2. В устройстве применены подстроечный резистор СПЗ- 19, постоянные резисторы С2-23, МЛТ, подстроечный конденсатор КТ4-25, остальные — К10-17. Микросхему LМ2931Z-5.0 можно заменить на 78L05, транзистор КТ3102А — на транзисторы серий КТЗ16, КТ342, КТ368 с любыми буквенными индексами. Плата вместе с батареей размещена в пластмассовом корпусе размерами 30х50х70 мм. Индикатор и выключатель питания закреплены на передней панели, где для них сделаны отверстия соответствующего размера. Для питания устройства можно использовать батареи "Крона”, "Корунд”, 6F22, потребляемый ток составляет около 9 мА. Микроконтроллер можно запрограммировать с помощью программ Роnу Ргоg, ICРгоg.
Налаживание прибора сводится к регулировке точности измерения частоты. для этого от образцового генератора подают непрерывный сигнал с частотой около 1 МГц, амплитудой 0,5 В и подстроечным конденсатором С5 добиваются совпадения показаний индикатора с частотой входного сигнала. Затем подборкой резистора R1 устанавливают максимальную чувствительность частотомера.
|
Доработка микроконтроллерной платы частотомера сводится к следующему. С неё следует удалить элементы (см. принципиальную схему на набор FC250):
Таким образом, внешнее ключевое устройство, пропускающее импульсы на вход счетчика в период измерения, уже тоже не нужно. Выключить индикацию, можно подав логический ноль на вывод
16 12 2014
3 стр.
Структурная схема комплекса представлена на рисунке Внешний вид– на рисунке 2
29 09 2014
1 стр.
Экспериментальная схема – это схема проведения эксперимента, организующая распределение испытуемых по различным уровням независимой переменной. Есть две основные возможности такого
12 10 2014
1 стр.
По техническим причинам редакторы книги изменили порядок изображений на рисунке к статье. Здесь он приводится в первоначальном виде
14 09 2014
1 стр.
«soap клиент. Схема алгоритма», «Модель импорта данных. Схема взаимодействия модулей», «Модель экспорта данных. Схема взаимодействия модулей», и 2 плаката: «Схема работы системы»,
07 10 2014
1 стр.
12 10 2014
2 стр.
Цель работы: изучить назначение, конструкцию, типы стрелочных переводы и область их применения, а также неисправности, при которых не допускается их эксплуатация
11 10 2014
1 стр.
Схема расположения верхней арматуры в фундаментной плите на отм 900. Схема расположения дополнительной верхней арматуры
06 10 2014
1 стр.