مقياس تردد رقمي بسيط DIY على K155. مقياس تردد الاتصال البسيط. تاغانروغ، منطقة روستوف

يجب أن تتضمن الخطة الموضوعية لنادي السنة الثالثة دراسة وتصميم أجهزة التكنولوجيا الرقمية المتقدمة، على سبيل المثال، مقياس التردد الرقمي.

مثال على جهاز القياس هذا يمكن أن يكون مقياس التردد المكون من خمسة أرقام الموصوف هنا مع شاشة رقمية لنتائج القياس، تم تطويره في نادي الراديو بالمحطة للفنيين الشباب في مدينة بيريزوفسكي، منطقة سفيردلوفسك، تحت قيادة V. ايفانوف. يتيح لك الجهاز قياس تردد التذبذبات الكهربائية في نطاق 100...99999 هرتز ويمكن استخدامه لتكوين المولدات المختلفة والساعات الإلكترونية وأجهزة التشغيل الآلي. سعة إشارة الإدخال - 1...30 فولت.

أرز. 130. رسم تخطيطي لمقياس التردد الرقمي

يظهر الشكل 130 الرسم التخطيطي لمقياس التردد. عناصره الرئيسية هي: مولد جهد نبضي لإشارة fx للتردد المقاس، ومولد تردد مرجعي، ومفتاح إلكتروني، وعداد نبض مع وحدة عرض رقمية و جهاز التحكم الذي ينظم تشغيل الجهاز. يعتمد مبدأ تشغيله على قياس عدد النبضات التي تصل إلى مدخل العداد خلال فترة زمنية محددة بدقة تساوي 1 ثانية في هذا الجهاز. يتم إنشاء هذا الفاصل الزمني للقياس المطلوب في وحدة التحكم.

يتم توفير إشارة fx، التي يجب قياس ترددها، إلى مدخل جهد النبض السابق. وهنا يتم تحويلها إلى نبضات مستطيلة، يتوافق معدل تكرارها مع تردد إشارة الدخل. بعد ذلك، يتم إرسال الإشارة المحولة إلى أحد مدخلات المفتاح الإلكتروني، ويتم توفير إشارة الفاصل الزمني للقياس إلى الإدخال الثاني للمفتاح، مع إبقائها في حالة مفتوحة لمدة ثانية واحدة.

ونتيجة لذلك، تظهر موجة من النبضات عند إخراج المفتاح الإلكتروني، وبالتالي عند إدخال العداد. يتم عرض الحالة المنطقية للعداد، التي يجد نفسه فيها بعد إغلاق المفتاح، بواسطة وحدة العرض الرقمية لفترة زمنية يحددها جهاز التحكم.

يظهر الرسم التخطيطي لمقياس التردد في الشكل 131. بالإضافة إلى الترانزستورات، يستخدم مقياس التردد ثمانية دوائر رقمية دقيقة من سلسلة K176 وخمسة (حسب عدد الأرقام) مؤشرات الإنارة المكونة من سبعة أجزاء من النوع IV-6 . تشتمل شريحة K176IE12 (D1)، المصممة خصيصًا للساعات الإلكترونية، على مولد (الرمز G)، مصمم للعمل مع مرنان الكوارتز الخارجي Z1 بتردد 32768 هرتز. تقوم مقسمات التردد الخاصة بالدائرة الدقيقة بتقسيم تردد المولد إلى 1 هرتز. هذا التردد، المتكون عند الأطراف 4 و 7 من الدائرة الدقيقة المتصلة معًا، هو التردد المرجعي في مقياس التردد.

تحتوي شريحة K176LE5 (D2) على أربعة عناصر منطقية 2OR-NOT، كما تحتوي شريحة K176TM1 (D3) على مشغلين D. يؤدي أحد العناصر 2OR-NOT وظيفة المفتاح الإلكتروني (D2.4)، بينما تعمل العناصر الثلاثة الأخرى وكلاهما D-flip-flops في جهاز التحكم.

تحتوي كل من الدوائر الدقيقة K176IE4 (D4-D8) على عداد نبض لمدة عشرة أيام، أي عداد يصل إلى 10، ومحول (وحدة فك ترميز) حالته المنطقية إلى إشارات تحكم لمؤشر مكون من سبعة أجزاء. عند مخرجات هذه الدوائر الدقيقة، يتم إنشاء إشارات تزود المؤشرات H1 - H5 بتوهج الأرقام، والتي تتوافق قيمتها مع الحالة المنطقية للعدادات. تشكل الشريحة D4 والمؤشر H1 رقم العد الأقل أهمية، وتشكل الشريحة D8 والمؤشر H5 رقم العد الأكثر أهمية لمقياس التردد.

في تصميم الجهاز يجب أن يكون المؤشر H5 d6 في أقصى اليسار، وH1 في أقصى اليمين.

لتشغيل الدوائر الدقيقة والترانزستورات وأقطاب التحكم الخاصة بالمؤشرات، يمكنك استخدام بطاريتين 3336L (GB1) متصلتين على التوالي، ولتشغيل خيوط المؤشرات، يمكنك استخدام عنصر واحد 343 أو 373 (G1).

يتكون جهد النبض السابق من الترانزستورات V2-V5. يتم تضخيم إشارة fx، المطبقة على مدخلاتها من خلال المقبس X1، والمفتاح S1، والمكثف C1 والمقاوم R1، ومحدودة في السعة بواسطة سلسلة تفاضلية على الترانزستورات V2 وUS. من مقاومة الحمل R5، يتم إمداد الإشارة إلى قاعدة الترانزستور V4 للمرحلة الثانية، والذي يعمل كعاكس. يوفر المقاوم R8، الذي يخلق ردود فعل إيجابية بين هذه الشلالات، طبيعة تشغيل محفزة. في هذه الحالة، تتشكل نبضات ذات ارتفاعات وهبوط حاد على مجمع الترانزستور V4، الذي يتوافق تردد تكراره مع تردد الإشارة قيد الدراسة. يحد الشلال الموجود على الترانزستور V5 من جهد النبض إلى المستوى الذي يوفر للدوائر الدقيقة وضع التشغيل المطلوب، بعد ذلك، يتم إرسال الإشارة المحولة إلى طرف الإدخال 12 للمفتاح الإلكتروني D2.4. يتم توصيل دبوس الإدخال الثاني للمفتاح بإخراج برنامج تشغيل الفاصل الزمني للقياس الذي يساوي 1 ثانية. لذلك، يتم عرض عدد النبضات التي مرت عبر المفتاح الإلكتروني للمقياس خلال هذا الوقت بواسطة مؤشرات بوحدات الهرتز.

أرز. 132. مخططات توقيت توضح تشغيل جهاز التحكم في عداد التردد

يتم توضيح تشغيل جهاز التحكم من خلال مخططات التوقيت (الشكل 132).

يستقبل الإدخال C (دبوس 11) للمشغل D3.2 نبضات بشكل مستمر من مولد التردد المرجعي (الشكل 132 أ)، ويستقبل نفس المدخل للمشغل D3.1 نبضات من مولد الزناد المجمع على العناصر المنطقية D2.1 وD2. 2 (الشكل 132، ب). سنأخذ كحالة أولية الحالة التي يكون فيها كلا المشغلين في حالة الصفر. في هذا الوقت، يتم توفير الجهد العالي المستوى الذي يعمل على الخرج العكسي للمشغل D3.2 إلى منفذ الإدخال 13 للمفتاح الإلكتروني D2.4 ويغلقه. من هذه اللحظة فصاعدًا، يتوقف مرور نبضات الإشارة للتردد المقاس إلى مدخل العداد من خلال المفتاح. مع ظهور نبضة مولد الزناد عند المدخل C للمشغل D3.1، يفترض هذا المشغل حالة واحدة ويقوم بإعداد الزناد D3.2 لمزيد من التشغيل بجهد عالي المستوى عند الخرج المباشر. في نفس الوقت، يظهر جهد منخفض المستوى عند الطرف 9 للعنصر D2.3، المتصل بالخرج العكسي للمشغل D3.1. تؤدي النبضة التالية لمفاتيح مولد التردد المرجعي إلى تشغيل D3.2 إلى الحالة الفردية. الآن عند خرجه العكسي وعند الطرف 13 من العنصر D2.4 سيكون هناك جهد منخفض المستوى، والذي يفتح المفتاح الإلكتروني وبالتالي يسمح لنبضات الإشارة للتردد المقاس بالمرور عبره.

يتم توصيل الإخراج المباشر للمشغل D3.2 (دبوس 13) بإدخال R (دبوس 4) للمشغل D3.1. وبالتالي، عندما يكون المشغل D3.2 في الحالة الفردية، فإنه يعمل على مستوى جهد عالي عند الخرج المباشر، ويقوم بتحويل المشغل D3.1 إلى الحالة الصفرية. يكون هذا المشغل في حالة الصفر طالما بقي الفاصل الزمني للقياس. النبض التالي لمولد التردد المرجعي عند الإدخال C للمشغل D3.2 يحوله إلى الحالة الصفرية ويغلق المفتاح الإلكتروني بجهد عالي المستوى عند الخرج العكسي. ونتيجة لذلك، يتوقف مرور نبضات إشارة التردد المقاس إلى العداد ويبدأ المؤشر الرقمي لنتائج القياس (الرأس 132، (5، ز).

يسبق كل فاصل زمني للقياس ظهور 5 مداخل R للدوائر الدقيقة D4-D8 لنبض قصير المدى ذو قطبية إيجابية (الشكل 132 ، د) ، والذي يعيد ضبط مشغلات العداد إلى الحالة الصفرية. من هذه اللحظة تبدأ دورة العد - مما يدل على تشغيل عداد التردد. يحدث تكوين نبضات إعادة التعيين عند إخراج العنصر المنطقي D2.3 في اللحظات التي تتزامن فيها الفولتية المنخفضة المستوى عند مدخلاتها. يمكن تغيير وقت الإشارة بسلاسة خلال 2...5 باستخدام المقاوم R17 لمولد نبض الزناد.

يعمل LED V7 في دائرة التجميع للترانزستور V6، الذي يعمل في وضع التبديل، على المراقبة البصرية لمدة وقت الإشارة.

يوفر مقياس التردد القدرة على مراقبة أدائه. للقيام بذلك، يتم نقل المفتاح S1 إلى موضع "التحكم"، حيث يتم توصيل دائرة الإدخال الخاصة بالجهاز بالدبوس 14 من الدائرة الدقيقة D1 لمولد التردد المرجعي. إذا كان مقياس التردد يعمل بشكل صحيح، فيجب أن تعرض المؤشرات ترددًا قدره 32769 هرتز.

أرز. 133. ظهور مقياس التردد

يظهر الشكل 133 مظهر مقياس التردد الموصوف. من خلال فتحة مستطيلة ممدودة في الجدار الأمامي للعلبة، مغطاة بلوحة من الزجاج العضوي الأخضر،
الأرقام المتوهجة للمؤشرات واضحة للعيان. على يسار الحفرة توجد "عين" مؤشر LED V7. يوجد أدناه المقاوم المتغير R17 لتحديد مدة إشارة نتيجة القياس ومقبس الإدخال X1. على يسارهم يوجد مفتاح الطاقة S2 ("I") والمفتاح المكون من قسمين S1 "التحكم في القياس". عندما تضغط على زر "K" (التحكم)، يتم توصيل دخل مشكل الجهد النبضي بمولد التردد المرجعي، وعندما تضغط على زر "I" (القياس)، يتم توصيله بمقبس الإدخال X1.

يتم تثبيت الأجزاء الأخرى من جهاز قياس التردد على لوحتي دوائر مطبوعة بقياس 115 × 60 مم، مصنوعة من رقائق الألياف الزجاجية بسمك 1 مم. على أحدهما (الشكل 134، أ) توجد أجزاء من جهد النبض السابق ومولد التردد المرجعي وجهاز التحكم، وعلى الآخر (الشكل 134، ب) توجد دوائر دقيقة D4-D8 ومؤشرات رقمية H1-H5. جميع المقاومات الثابتة من نوع MLT. المقاوم المتقلب R3 - SPZ-16، المتغير R17 يمكن أن يكون من أي نوع. مكثفات الأكسيد SZ وC5 - K50-6 أو K53-1A، غير القطبية C1 وC8 - K53-7 (يمكن استبدالها بمجموعات من المكثفات مثل K73-17). يمكن أن تكون المكثفات C2، C4 من النوع KLS أو K73-17، C6 - السيراميك KT-1، KM، مكثف الضبط C7 - KPK-MP. يتكون المحول S1 "التحكم في القياس" من مفتاحين يعملان بالضغط على زر P2K مع قفل تابع في موضع الضغط؛ مفتاح الطاقة S2 هو أيضًا P2K، ولكن بدون قفل، أي مع العودة إلى موضعه الأصلي عند الضغط على الزر مرة أخرى.

يمكن استبدال الدائرة الدقيقة K176IE12 بدائرة كهربائية صغيرة مماثلة K176IE5 عن طريق ضبط موصلات لوحة الدائرة المطبوعة وفقًا لذلك. يمكن أن تكون المؤشرات الرقمية من النوع IV-3A (بدلاً من IV-6)، ولكن بعد ذلك يجب تضمين المقاوم 2 أوم بقوة تبديد تبلغ 0.5 واط في دائرة إمداد الطاقة لخيوطها.

يتم تقليل إعداد مقياس التردد الخالي من الأخطاء بشكل أساسي إلى تحديد أفضل حساسية لمولد جهد النبض، وإذا لزم الأمر، ضبط مولد التردد المرجعي. عند ضبط الحساسية المطلوبة، يتم توفير إشارة بسعة 1 فولت لإدخال مقياس التردد من المولد 34، ويتم توصيل راسم الذبذبات بمخرج المفتاح الإلكتروني D2.4، ويتم استخدام مقاوم الضبط R3 لـ تحقيق مظهر قطارات النبض على شاشة راسم الذبذبات. يتم ضبط التردد المرجعي للمولد: تقريبًا - عن طريق اختيار المكثف C6، وبالتحديد - عن طريق ضبط المكثف C7. يتم التحكم في دقة الضبط باستخدام مقياس تردد قياسي متصل بالدبوس 14 من شريحة D1.

كان أول تصميم رقمي للدائرة المتكاملة قام به هواة الراديو في الثمانينيات والتسعينيات عبارة عن ساعة إلكترونية أو عداد تردد.
لا يزال من الممكن استخدام مقياس التردد هذا اليوم عند معايرة الأجهزة، أو استخدامه كجهاز قراءة في المولدات وأجهزة إرسال الهواة، عند إعداد الأجهزة الإلكترونية الراديوية المختلفة. قد يكون الجهاز موضع اهتمام أولئك الذين لديهم دوائر دقيقة من سلسلة K155 في وضع الخمول، أو الذين بدأوا في التعرف على الأتمتة وأجهزة الكمبيوتر.

يتيح لك الجهاز الموصوف قياس تردد التذبذبات الكهربائية ومدة النبضات ومدتها ويمكنه أيضًا العمل كعداد نبض. تردد التشغيل من بضعة هرتز إلى عدة عشرات من ميجا هرتز مع جهد دخل يصل إلى 50 مللي فولت. يبلغ الحد الأقصى لتردد تشغيل العدادات المعتمدة على الدوائر المتكاملة K155IE2 حوالي 15 ميجاهرتز. ومع ذلك، يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن السرعة الفعلية للنعال والعدادات تتجاوز القيمة المحددة بمقدار 1.5... مرتين، لذلك تسمح النسخ الفردية للدوائر الدقيقة TTL بالعمل بترددات أعلى.

الحد الأدنى لسعر LSB هو 0.1 هرتز عند قياس التردد و0.1 ميكروثانية عند قياس الفترة والمدة.
يعتمد مبدأ تشغيل جهاز قياس التردد على قياس عدد النبضات التي تصل إلى مدخل العداد خلال فترة زمنية محددة بدقة.

يظهر مخطط الدائرة في الشكل 1

يتم تغذية الإشارة قيد الدراسة من خلال الموصل X1 والمكثف C1 إلى مدخل جهاز تشكيل النبض المستطيل.

يتم تجميع محدد مضخم النطاق العريض باستخدام الترانزستورات V1 وV2 وV3. يوفر ترانزستور التأثير الميداني V1 للجهاز مقاومة عالية للإدخال. يعمل الثنائيان V1 و V2 على حماية الترانزستور V1 من التلف في حالة ملامسته عن طريق الخطأ لمدخل جهاز عالي الجهد. تقوم السلسلة C2-R2 بتصحيح تردد إدخال مكبر الصوت.

يطابق الترانزستور V4، المتصل كمتابع باعث، خرج محدد مكبر الصوت مع مدخلات العنصر المنطقي D6،1 للدائرة الدقيقة D6، مما يضمن تكوين مزيد من النبضات المستطيلة، والتي يتم إرسالها من خلال مفتاح إلكتروني إلى جهاز التحكم على الشريحة D9، ونبضات التردد المرجعي التي تفتح المفتاح لفترة معينة. تظهر موجة من النبضات عند إخراج هذا المفتاح. يتم حساب عدد النبضات في الحزمة بواسطة عداد عشري ثنائي، ويتم عرض حالتها بعد إغلاق المفتاح بواسطة وحدة عرض رقمية.

في وضع عد النبض، يقوم جهاز التحكم بحظر مصدر التردد المرجعي، ويقوم العداد العشري الثنائي بحساب النبضات التي تصل إلى مدخلاته بشكل مستمر، وتعرض وحدة العرض الرقمية نتائج العد. تتم إعادة ضبط قراءات العداد بالضغط على زر "إعادة الضبط".

يتم تجميع مولد الساعة الرئيسي على شريحة D1 (LA3) ومرنان كوارتز Z1 بتردد 1024 كيلو هرتز. يتم تجميع مقسم التردد على الدوائر الدقيقة K155IE8؛ K155IE5 وأربعة K155IE1. في وضع القياس، يتم ضبط دقة إعدادات "MHz" و"kهرتز" و"هرتز" بواسطة مفاتيح الضغط على الزر SA4 وSA5.

يتكون مصدر الطاقة لمقياس التردد (الشكل 3) من محول T1 ، من الملف II منه ، بعد المقوم VDS1 ، مثبت الجهد على الدائرة الدقيقة DA1 ومرشح على المكثفات C4 - C11 ، جهد +5V هو يتم توفيرها لتشغيل الدوائر الدقيقة.

يتم استخدام جهد 170 فولت من الملف III للمحول Tr1 عبر الصمام الثنائي VD5 لتشغيل المؤشرات الرقمية لتفريغ الغاز H1..H6.

في مشكل النبض، يمكن استبدال ترانزستور التأثير الميداني KP303D (V3) بـ KP303 أو KP307 مع أي فهرس حروف، والترانزستور KT347 (V5) بـ KT326، وKT368 (V6، V7) بـ KT306.

خنق L1 من النوع D-0.1 أو محلي الصنع - 45 لفة من سلك PEV-2 0.17 ملفوفة على إطار بقطر 8 مم. جميع المفاتيح من نوع P2K.

يأتي إعداد الجهاز للتحقق من التثبيت الصحيح وقياس جهد الإمداد. يؤدي عداد التردد الذي تم تجميعه بشكل صحيح وظائفه بثقة، والوحدة "المتقلبة" الوحيدة هي محرك الإدخال، الذي يجب بذل أقصى جهد في تكوينه. بعد استبدال R3 و R4 بمقاومات متغيرة 2.2 كيلو أوم و 100 أوم، تحتاج إلى ضبط الجهد على المقاوم R5 إلى حوالي 0.1...0.2 فولت. بعد توفير جهد جيبي بسعة حوالي 0.5 فولت من مولد الإشارة إلى دخل المشكل، واستبدال المقاوم R6 بمقاوم متغير بقيمة اسمية تبلغ 2.2 كيلو أوم، من الضروري ضبطه بحيث تظهر نبضات مستطيلة عند إخراج العنصر D6.1. من خلال خفض مستوى الإدخال تدريجيًا وزيادة التردد، من الضروري تحديد العناصر R6 وSZ لتحقيق التشغيل المستقر للمشكل على نطاق التشغيل بأكمله. قد تضطر إلى تحديد مقاومة المقاوم R9. أثناء عملية التثبيت، يجب ألا يزيد طول جميع المقاومات المتغيرة عن 1...2 سم.

عند اكتمال التثبيت، يجب فكها واحدة تلو الأخرى واستبدالها بمقاومات ثابتة ذات قيمة مناسبة، مع التحقق من تشغيل برنامج التشغيل في كل مرة.

في التصميم، بدلا من مؤشرات IN-17، يمكن استخدام مؤشرات تفريغ الغاز IN-8-2، IN-12، وما إلى ذلك.

في جهاز تشكيل النبض، يمكن استبدال الترانزستورات KT368 بـ KT316 أو GT311، وبدلاً من KT347، يمكنك استخدام KT363 أو GT313 أو GT328. يمكن استبدال الثنائيات V1 و V2 و V4 بـ 521 دينار كويتي، 522 دينار كويتي.

التخطيطي واللوحة بتنسيق sPlan7 وSprint Layout - schema.zip *

* قمت بتجميع هذه الدائرة في عام 1988 في نفس السكن باستخدام مولد صوت وتم استخدامها كمقياس رقمي.

كجهاز مستقل، تم تصميمه مؤخرًا، لذلك من الممكن أن يكون هناك خطأ قد تسلل إلى مكان ما في مخطط الدائرة وتصميم لوحة الدائرة المطبوعة.

فهرس:

لمساعدة أحد هواة الراديو رقم 084 سنة 1983

الأجهزة الرقمية على الدوائر المتكاملة - © دار نشر الراديو والاتصالات، 1984.

المجلة الإذاعية: 1977، العدد 5، العدد 9، العدد 10؛ 1978، رقم 5؛ 1980، رقم 1؛ 1981، العدد 10؛ 1982، العدد 1، العدد 11؛ رقم 12.

الأجهزة الرقمية لراديو الهواة. - م: الإذاعة والاتصال، 1982.

يجب أن يصبح بناء جهاز القياس هذا (الشكل 46) بمثابة تعميم بالنسبة لك، يجمع بين المعرفة والمهارات والتطبيق العملي لها في أساسيات التكنولوجيا الرقمية. سيسمح لك الجهاز بقياس التذبذبات الكهربائية التوافقية الجيبية والنبضية بتردد يتراوح من بضعة هرتز إلى 10 ميجاهرتز وسعة من 0.15 إلى 10 فولت، بالإضافة إلى حساب نبضات الإشارة.

أرز. 46. ظهور جهاز قياس التردد الرقمي
أرز. 47. رسم تخطيطي لمقياس التردد

يظهر الشكل التخطيطي لمقياس التردد الموصوف في الشكل. 47. يتكون من: محدد نبض الإشارة للتردد المقاس، كتلة من الترددات المرجعية، مفتاح إلكتروني، عداد نبض ثنائي عشري، وحدة إشارة رقمية وجهاز تحكم. يتم تغذية مقياس التردد من جهد التيار المتردد البالغ 220 فولت من خلال مقوم الموجة الكاملة مع مثبت الجهد المصحح (غير موضح في الشكل 47).

يعتمد تشغيل الجهاز على قياس عدد النبضات خلال فترة زمنية معينة. يتم تغذية الإشارة قيد الدراسة إلى مدخلات جهد النبض السابق. عند إخراجها، يتم تشكيل تذبذبات كهربائية مستطيلة، تتوافق مع تردد إشارة الإدخال، والتي يتم توفيرها للمفتاح الإلكتروني. تصل نبضات التردد القياسي هنا أيضًا من خلال جهاز تحكم يفتح المفتاح لفترة معينة. ونتيجة لذلك، تظهر دفعات من النبضات عند مخرج المفتاح الإلكتروني، والتي تتبع بعد ذلك إلى العداد الثنائي العشري. يتم عرض الحالة المنطقية للعداد الثنائي العشري، الذي وجد نفسه فيه بعد إغلاق المفتاح، بواسطة وحدة إشارة رقمية تعمل لمدة يحددها جهاز التحكم.

في وضع عد النبض، يقوم جهاز التحكم بحظر مصدر الترددات المرجعية، ويقوم العداد العشري الثنائي بحساب النبضات المستلمة عند مدخله بشكل مستمر، وتعرض وحدة العرض الرقمية نتيجة العد.

يظهر الرسم التخطيطي لمقياس التردد في الشكل. 48. العديد من العقد فيه مألوفة لك بالفعل. لذلك، سننظر بمزيد من التفصيل فقط في الدوائر والمكونات الجديدة للجهاز.

إن الجهد النبضي السابق عبارة عن مشغل Schmitt معقد تم تجميعه على شريحة K155LD1 (DD1). يحد المقاوم R1 من تيار الإدخال ، ويحمي الصمام الثنائي VD1 الدائرة الدقيقة من التغيرات في جهد الإدخال للقطبية السلبية. من خلال تحديد المقاوم R3، يتم تعيين الحد الأدنى (الأدنى) لجهد إشارة الدخل.

من خرج السائق (دبوس 9 من الدائرة الدقيقة DD1)، يتم توفير نبضات مستطيلة إلى أحد مدخلات العنصر المنطقي DD11.1، الذي يؤدي وظيفة المفتاح الإلكتروني.

تشتمل كتلة الترددات المرجعية على: مولد يعتمد على عناصر DD2.1-DD2.3، حيث يتم تثبيت تردد النبض بواسطة مرنان كوارتز ZQ1، ومقسم تردد من سبع مراحل باستخدام دوائر دقيقة DD3-;DD9. تردد مرنان الكوارتز هو 8 ميجا هرتز، لذلك يتم تشغيل شريحة K155IE5 (DD3) للمرحلة الأولى من المقسم بحيث يتم تقسيم تردد المولد على 8. ونتيجة لذلك، تردد النبض عند خرجه (دبوس 11) ) سيكون 1 ميغاهيرتز. تقسم الدائرة الدقيقة لكل مرحلة لاحقة التردد على 10. وبالتالي، فإن تردد النبض عند خرج الدائرة الدقيقة DD4 هو 100 كيلو هرتز، عند إخراج الدائرة الدقيقة DD5 - 10 كيلو هرتز، عند مخرج الدائرة DD6 - 1 كيلو هرتز، عند مخرج DD7 الإخراج - 100 هرتز، عند إخراج DD8 - 10 هرتز وعند إخراج المقسم بأكمله (دبوس 5 من شريحة DD9) -1 هرتز.

يتم ضبط نطاق الترددات التي يتم قياسها باستخدام المفتاح SA1 "المدى". في أقصى اليمين (وفقًا للمخطط) لهذا المفتاح، تعمل وحدة العرض الرقمية المكونة من ثلاثة أرقام على تثبيت التردد حتى 1 كيلو هرتز (999 هرتز)، في الموضع الثاني - حتى 10 كيلو هرتز (9999 هرتز)، في الموضع الثاني - حتى 10 كيلو هرتز (9999 هرتز)، الثالث - ما يصل إلى 100 كيلو هرتز (99999 هرتز) ثم ما يصل إلى 1 ميجا هرتز (999 كيلو هرتز)، حتى 10 ميجا هرتز (9.999 ميجا هرتز). لتحديد تردد الإشارة بشكل أكثر دقة، عليك تحديد نطاق القياس الفرعي المقابل باستخدام مفتاح، ينتقل تدريجيًا من قسم التردد الأعلى إلى قسم التردد المنخفض. لذلك، على سبيل المثال، لقياس تردد مولد الصوت، تحتاج إلى ضبط المفتاح أولاً على الوضع "x!0 كيلو هرتز"، ثم حركه نحو الترددات المرجعية المنخفضة.

أرز. 49. رسوم بيانية توضح عمل جهاز التحكم بالتردد الرقمي قياس

جهاز التحكم الذي يتم توضيح تشغيله من خلال الرسوم البيانية الموضحة في الشكل. 49، يتكون من B-flip-flops DD10.1 وDD10.2، ودائرة كهربائية دقيقة DD10، وعاكسات DD11.3، وDD11.4، وترانزستور VT1، مما يشكل هزازًا متعدد الاستعداد معقدًا. يستقبل الإدخال C للمشغل D DD10.1 نبضات من كتلة الترددات المرجعية (الشكل 49، أ). عند حافة نبضة التردد المرجعي الذي تم ضبطه بواسطة المفتاح SA1، يتحول هذا المشغل، الذي يعمل في وضع العد بمقدار 2، إلى الحالة الفردية (الشكل 49، 6) وبجهد عالي المستوى عند الخرج المباشر (دبوس 5) يفتح المفتاح الإلكتروني DD11.1. من هذه اللحظة، تمر نبضات الجهد للتردد المقاس عبر المفتاح الإلكتروني، عاكس DD11.2 وتنتقل مباشرة إلى دخل C1 (دبوس 14) لعداد DD12. عند حافة النبضة التالية، يأخذ المشغل DD10.1 الحالة الأولية ويحول المشغل DD10.2 إلى الحالة الفردية (الشكل 49، ج). بدوره، يقوم مشغل DD 10.2 ذو مستوى الجهد المنخفض عند الخرج العكسي (دبوس 8) بحظر إدخال جهاز التحكم من تأثير نبضات التردد المرجعي، ومستوى الجهد العالي عند الخرج المباشر (دبوس 9) يبدأ الهزاز المتعدد في وضع الاستعداد. يتم إغلاق المفتاح الإلكتروني بجهد منخفض المستوى عند الخرج المباشر للمشغل DD10.1. يبدأ تحديد عدد النبضات في الحزمة المستلمة عند إدخال العداد الثنائي العشري.

مع ظهور جهد عالي المستوى عند الخرج المباشر للمشغل DD10.2، يبدأ المكثف C3 في الشحن من خلال المقاوم R5. أثناء شحنه، يزداد الجهد الموجب عند قاعدة الترانزستور VT1 (الشكل 49، د). بمجرد أن يصل إلى ما يقرب من 0.6 فولت، يفتح الترانزستور، ينخفض \u200b\u200bالجهد عند المجمع إلى 0 تقريبًا (الشكل 49، هـ). يؤثر الجهد العالي الذي يظهر عند خرج العنصر DD11.3 على مدخلات RO للدوائر الدقيقة DD12 وDD14 وDD16، ونتيجة لذلك يتم إعادة ضبط عداد النبض الثنائي العشري على الصفر، مما يتسبب في توقف نتيجة القياس. في الوقت نفسه، يعمل الجهد المنخفض*، الذي ظهر على شكل نبضة قصيرة عند الطرف 11 من العاكس DD11.4 (الشكل 49، هـ)، على تبديل مشغل DD10.2 والهزاز المتعدد الاحتياطي إلى الحالة الأولية و يتم تفريغ مكثف SZ من خلال الصمام الثنائي VD2 والعنصر DD10.2. مع ظهور نبضة التردد المرجعية التالية عند مدخل الزناد DD10.1، تبدأ دورة تشغيل الجهاز التالية في وضع القياس (الشكل 49، ز).

يشكل العداد DD12 ووحدة فك التشفير DD13 والمؤشر الرقمي لتفريغ الغاز HG1 مرحلة العد ذات الترتيب المنخفض لمقياس التردد. تسمى خطوات العد اللاحقة كبار. في تصميم مقياس التردد المكتمل، يوجد مؤشر HG1 في أقصى اليمين، يليه مؤشرا HG2 وHG3 على اليسار. يعرض الأول الوحدات، والثاني - العشرات، والثالث - مئات الترددات لنطاق فرعي معين للقياس، يتم تحديده بواسطة المفتاح SA1.

أرز. 50. مخطط إمدادات الطاقة

لتحويل مقياس التردد إلى وضع العد النبضي المستمر، يتم ضبط المفتاح SA2 على وضع "العد". في هذه الحالة، يتحول المشغل DD10.1 عند مدخل S إلى حالة واحدة - يعمل الجهد العالي المستوى عند خرجه المباشر. في هذه الحالة، يكون المفتاح الإلكتروني DD11.1 مفتوحًا ومن خلاله يتم توفير نبضات إشارة الإدخال بشكل مستمر إلى مدخلات العداد العشري الثنائي. في هذه الحالة، تتوقف قراءات العداد عند الضغط على زر "إعادة تعيين" SB1.

يتكون مصدر الطاقة لمقياس التردد (الشكل 50) من محول الشبكة T1، ومقوم الموجة الكاملة VD3، ومكثف C9 الذي يعمل على تنعيم تموجات الجهد المصحح، ومثبت الجهد على صمام ثنائي زينر VD5 والترانزستور VT2. بالإضافة إلى ذلك، يعمل المكثف SY عند خرج المثبت على تنعيم تموجات الجهد المعدل. يقوم Capacitor SP (مثل المكثفات C4-C8 بالجهاز) بحظر الدوائر الدقيقة لمقياس التردد على طول دائرة الطاقة، ويحافظ المقاوم R16 على وضع التثبيت عند فصل الحمل عنه.

يتم توفير جهد الملف III للمحول (حوالي 200...220 فولت) من خلال الصمام الثنائي DV4 في دائرة إمداد الطاقة لدوائر الأنود للمؤشرات الرقمية لتفريغ الغاز لمقياس التردد.

أرز. 51. جسم الجهاز

أرز. 52. وضع كتل وأجزاء من عداد التردد الرقمي في السكن

تصميم. أنت بالفعل على دراية بمظهر مقياس التردد. يتكون جسمه (الشكل 51) من جزأين على شكل حرف U، مثنيين من صفائح دورالومين ناعمة بسمك 2 مم. الجزء السفلي بمثابة هيكل التجميع. وفي جداره الأمامي، وهو اللوحة الأمامية للجهاز، يتم قطع فتحة مستطيلة الشكل، مغطاة من الأمام بلوحة من الزجاج العضوي الأحمر، تظهر من خلالها مؤشرات تفريغ الغاز. على يمينه توجد فتحات لتوصيل موصل الإدخال عالي التردد XS1، والمفتاح SA1 بخمسة أوضاع، والمفتاح SA2 "عد القياس" والزر SB1 "إعادة الضبط". تعمل ثلاثة فتحات على الجدار الخلفي على استخدام مفتاح الطاقة SA3 وتركيب المصهر FU1 وإدخال سلك الطاقة. يتم تثبيت الجزء العلوي - الغطاء - بمسامير M3 في زوايا دورالومين مثبتة على الهيكل على طول الجوانب. يتم تثبيت الأقدام المطاطية في الجزء السفلي من الهيكل. تثبيت. يتم تركيب أجزاء جهاز قياس التردد على أربع لوحات دوائر مطبوعة مصنوعة من صفائح الألياف الزجاجية المغطاة بالرقائق، بسمك 2 مم. تمثل وحدات كاملة وظيفيا للجهاز. يظهر في الشكل موضع اللوحات والأجزاء الأخرى من مقياس التردد في السكن. 52. يتم تثبيت الألواح بمسامير وصواميل على لوح من البلاستيك، ويتم تثبيتها على الهيكل. يتم إجراء التوصيلات بين اللوحات والأجزاء الأخرى من الجهاز باستخدام موصلات مرنة ذات عزل موثوق.

قم بتثبيت واختبار مصدر الطاقة أولاً. يظهر الشكل مظهره ولوحة الدوائر المطبوعة مع تخطيط الأجزاء. 53. محول الشبكة T1 مصنوع محليًا على دائرة مغناطيسية ШЛ20x32. يحتوي الملف I، المصمم لجهد كهربائي يبلغ 220 فولت، على 1650 دورة من سلك PEV-1 0.1، ولف الأنود III - 1500 دورة من نفس السلك، واللف II - 55 دورة من سلك PEV-1 0.47. بشكل عام، بالنسبة لإمدادات الطاقة، يمكنك استخدام محول جاهز مناسب بقوة تزيد عن 7...8 واط، مما يوفر جهدًا متناوبًا قدره 8...10 فولت على الملف II عند تيار حمل لا يقل عن 0.5 أمبير في الملف III - حوالي 200 فولت بتيار لا يقل عن 10 مللي أمبير.

يتم تركيب الترانزستور المنظم VT2 الخاص بمثبت الجهد على لوحة دورالومين على شكل حرف L بقياس 50 × 50 وسمك 2 مم، والذي يعمل كمشتت حراري. يتم تمرير أطراف القاعدة والباعث للترانزستور من خلال فتحات موجودة في اللوحة ويتم لحامها مباشرة بالموصلات المطبوعة المقابلة. يتم الاتصال الكهربائي لمجمع الترانزستور مع وحدة المعدل VD3 من خلال المشتت الحراري الخاص به ومسامير التثبيت ذات الصواميل ورقائق اللوحة.

أرز. 53(أ). وحدة الطاقة

أرز. 53 (ب). وحدة الطاقة

بعد التحقق من التثبيت باستخدام مخطط الكتلة (انظر الشكل 50)، قم بالتوصيل بمخرج مثبت الجهد المكافئ لمقاومة الحمل بمقاومة 10... 12 أوم لتبديد طاقة قدره 5 وات. قم بتوصيل الوحدة بالشبكة وقم بقياس الجهد عبر المقاوم على الفور - يجب أن يكون في حدود 4.75...5.25 فولت. وبشكل أكثر دقة، يمكن ضبط هذا الجهد عن طريق اختيار صمام ثنائي زينر VD5. اترك الوحدة قيد التشغيل لمدة 1.5...2 ساعة خلال هذا الوقت، يمكن أن يسخن ترانزستور التحكم حتى 60...70 درجة مئوية، ولكن يجب أن يظل الجهد عند الحمل دون تغيير تقريبًا. بهذه الطريقة ستختبر مصدر الطاقة عند التشغيل في ظروف قريبة من الظروف الحقيقية.

يتم تركيب عداد النبض ووحدة العرض الرقمية على لوحة واحدة مشتركة بقياس 100 × 80 مم (الشكل 54). توجد حافلات دائرة الطاقة على اللوحة من جانب الدائرة الدقيقة، مما جعل من الممكن الاستغناء عن وصلتين سلكيتين فقط عند تقاطع دوائر العداد DD12، DD14؛ DD16. يتم لحام المكثفات C7 و C8 في نفس الحافلات. يتم تمرير أسلاك مؤشرات تفريغ الغاز من خلال فتحات في اللوحة ويتم لحامها بمنصات حمل التيار، والتي يتم بعد ذلك توصيلها بواسطة قطع من سلك التثبيت بالمخرجات المقابلة لأجهزة فك التشفير DDI3 وDD15 وDD17 (من أجل عدم تعقيد الأمر) في رسم اللوحة، لا تظهر هذه التوصيلات في الشكل 54).

أرز. 54 (أ). لوحة عداد النبض مع كتلة المعلومات الرقمية

أرز. 54 (ب). لوحة عداد النبض مع كتلة المعلومات الرقمية

بعد التحقق بعناية من تركيب وموثوقية اللحام، قم بتوصيل اللوحة بمصدر الطاقة، وكن حذرًا، قم بتوصيل الوحدة بالشبكة. يجب أن تظهر المؤشرات الأصفار. إذا تم الآن تقصير الموصل المشترك لمدخلات RO الخاصة بالعدادات، والذي يجب توصيله بالدبوس 8 للعنصر DD11.3 لجهاز التحكم، مؤقتًا إلى موصل "مؤرض" ويتم إرسال النبضات من مولد الاختبار إلى الإدخال C1 (دبوس 14) من عداد DD12، بعد تردد تكرار قدره 1 ...3 هرتز، ستعمل وحدة قياس التردد هذه في وضع حساب النبض: سيعرض المؤشر HG1 الوحدات، وسيعرض HG2 العشرات، وسيعرض HG3 المئات من البقول. بعد 999 نبضة، ستعرض المؤشرات أصفارًا وسيبدأ حساب الدورة التالية من النبضات.

أرز. 55 (أ). كتلة الترددات المرجعية

أرز. 55 (ب). كتلة الترددات المرجعية

في حالة وجود مشاكل في هذه الوحدة، قم بفحص واختبار كل رقم من وحدة العرض بشكل منفصل باستخدام المؤشرات أو، الأفضل من ذلك، راسم الذبذبات الإلكتروني.

بعد التحقق من التثبيت، قم بتوصيل جهد 5 فولت إلى حافلات الطاقة الخاصة بهذه الوحدة، وباستخدام مؤشر LED أو مؤشر الترانزستور، تحقق من وظائفها. عند توصيل المؤشر بمخرج شريحة DD5، يجب أن يومض بتردد 1 هرتز، ومخرج شريحة DD8 بتردد 10 هرتز، ومخرج DD7 بتردد 100 هرتز (غير محسوس إلى العين). ثم قم بتطبيق الإشارات من مخرجات هذه الدوائر الدقيقة واحدة تلو الأخرى على مدخل C1 لعداد DD12 لوحدة العرض الرقمية. يعمل في وضع العد، فإنه سيشير إلى عدد النبضات الواصلة إليه من مخرجات المراحل الثلاث المقسمة. إذا سارت الأمور على ما يرام، يمكننا أن نفترض أن مولد كتلة التردد المرجعي يعمل بشكل صحيح.

يتم تركيب جهاز الجهد النبضي السابق والمفتاح الإلكتروني وجهاز التحكم على لوحة مشتركة واحدة (الشكل 56). ابدأ في اختبار وحدة قياس التردد هذه عن طريق التحقق من وظيفة مولد نبض الإشارة للتردد المقاس مع الوحدات والعناصر الأخرى بالجهاز. للقيام بذلك، قم بتوصيل الإدخال S (دبوس 4) من الزناد DD10.1 مؤقتًا بموصل "مؤرض" (وهو ما يعادل ضبط مفتاح SA2 على موضع "العد")، دبوس 6 من العاكس DD11.2 - مع دبوس 14 من المدخلات C1 من العداد. ka DD12 وقم بتطبيق إشارة على الموصل XS1 من إخراج الدائرة الدقيقة DD9 لكتلة التردد المرجعية. يجب أن تعرض المؤشرات أرقامًا تسلسلية من 1 إلى 999. عند تردد نبض قدره 10 هرتز، مأخوذ من خرج الدائرة الدقيقة DD8، تزيد سرعة حساب النبض 10 مرات.

ثم قم بإزالة الموصل الذي يربط مدخل S لمشغل DD10.1 بحافلة الطاقة "المؤرضة" (والتي تتوافق مع ضبط مفتاح SA2 على موضع "القياس")، وقم بتوصيل الدبوس 8 من عاكس DD11.3 بإعادة ضبط العداد الناقل DD12، DD14، DD16 (بعد إزالة وصلة العبور التي كانت هذه الحافلة متصلة بها مسبقًا بالموصل "المؤرض")، الإدخال C (الدبوس 3) لمشغل DDIO. قم بتوصيل I مباشرة بمخرج كتلة التردد المرجعية (دبوس 5 من DD9)، وهو ما يعادل ضبط المفتاح SA1 على الموضع "xl هرتز"، وفي نفس الوقت مع الموصل XS1. الآن سيعرض مؤشر HG1 بشكل دوري، بعد حوالي 1.5...2 ثانية (اعتمادًا على مدة شحن مكثف التوقيت SZ)، الرقم 1 (1 هرتز).

أرز. 56(أ). نبض الجهد السابق ولوحة الأجهزة! إدارة

أرز. 56(ب). نبض الجهد السابق ولوحة الأجهزة! إدارة

عند توصيل الموصل بمخرج الدائرة الدقيقة DD8 الخاصة بكتلة التردد المرجعية، يجب أن يعرض مؤشرا HG1 وHG2 الرقم 10 (10 هرتز). إذا كان الموصل متصلاً بمخرج شريحة DD7، فستعرض المؤشرات الرقم 100 (100 هرتز).

بعد ذلك، قم بتطبيق جهد التيار الكهربائي المتناوب على مدخل مقياس التردد، مخفضًا بواسطة محول إلى 1...3 فولت، - ستسجل المؤشرات ترددًا قدره 50 هرتز. بعد اختبار كتل أجهزة قياس التردد، قم بتوصيل الألواح بلوحة getinax (ربما مادة نسيجية أو مادة عازلة أخرى) وفقًا للشكل. 52، وقم بتثبيت اللوحة في الجزء السفلي من الهيكل. قم بتوصيل اللوحات ببعضها البعض وبأجزاء أخرى من عداد التردد المثبت على الجدران الأمامية والخلفية للهيكل باستخدام موصلات تثبيت متعددة النواة في عزل كلوريد البولي فينيل.

أخيرًا تحقق من تشغيل الجهاز في وضعي "العد" و"القياس". لا يزال من الممكن أن تكون مصادر الإشارة عبارة عن نبضات مأخوذة من مراحل مختلفة من مقسم كتلة التردد المرجعي. ما هي التغييرات والإضافات التي يمكن إجراؤها على عداد التردد الرقمي!؟

لنبدأ بمولد الجهد النبضي، الذي تعتمد عليه حساسية ووضوح تشغيل جهاز القياس ككل إلى حد كبير. قد يحدث أنك لا تملك الدائرة الدقيقة K155LD1 تحت تصرفك، وهي عبارة عن موسعين بأربعة مدخلات أو موسعات تعمل في وضع التشغيل في كتلة إدخال عداد التردد. يمكن استبدال هذه الدائرة الدقيقة بأحد مشغلات Schmitt للدائرة الدقيقة K155TL1، إذا قمت بتكميلها بمرحلة مكبر صوت أحادية الترانزستور. بدون تضخيم أولي لجهد التردد المقاس، ستكون حساسية مقياس التردد أسوأ من حساسية السائق على الدائرة الدقيقة K155LD1.

يمكنك رؤية رسم تخطيطي لهذا الإصدار من كتلة إدخال مقياس التردد في الشكل. 57. يتم توفير الجهد المتردد للتردد المقاس من خلال المقاوم R1 والمكثف C1 إلى قاعدة الترانزستور VT1 لمرحلة مكبر الصوت، ومن مقاوم الحمل R4 إلى مدخل مشغل Schmitt DD1.1. تتم إزالة النبضات الناتجة عن المشغل، والتي يتوافق معدل تكرارها مع تردد إشارة الدخل، من طرف الخرج 6 ثم يتم توفيرها إلى طرف الإدخال 2 للمفتاح الإلكتروني DD11.1 لجهاز التحكم في مقياس التردد.

ما هو دور صمام ثنائي السيليكون VD1 والمقاوم R1 عند مدخل الجهاز؟ يحد الصمام الثنائي من الجهد السلبي عند تقاطع باعث الترانزستور. طالما أن جهد إشارة الدخل لا يتجاوز 0.6...0.7 فولت، يكون الصمام الثنائي مغلقًا عمليًا وليس له أي تأثير على تشغيل الترانزستور كمضخم. عندما يتبين أن سعة الإشارة المقاسة أكبر من عتبة الجهد هذه، يفتح الصمام الثنائي عند أنصاف العقد السالبة وبالتالي يحافظ على جهد عند قاعدة الترانزستور لا يتجاوز 0.7...0.8 فولت. - و يمنع المقاوم R1 تدفق الجهد الخطير عبر تيار الصمام الثنائي عندما تكون إشارة الدخل ذات جهد عالي.

يقوم المكثف C2 بحظر مرحلة مكبر الصوت وشريحة التشغيل على طول دائرة الطاقة. يتلخص إعداد المشكل في اختيار المقاوم R2. إنها تتأكد من أن الجهد عند مجمع الترانزستور (بالنسبة للسلك المشترك) هو 2.5...3 فولت.

أرز. 57. نبض الجهد السابق على مشغل Schmitt للدائرة الدقيقة K155TL1

ستكون حساسية مقياس التردد مع محرك جهد النبض هذا 50 مللي فولت على الأقل، وهو أفضل بكثير من المحرك الذي يعتمد على الدائرة الدقيقة K155LD1.

يظهر في الشكل رسم تخطيطي لإصدار آخر من المشكل، والذي يوفر لمقياس التردد نفس الحساسية تقريبًا. 58. دائرة الإدخال ومكبر الصوت هي نفسها الموجودة في برنامج تشغيل الإصدار السابق. ويتم تنفيذ وظيفة مولد جهد النبض نفسه من الإشارة المضخمة بواسطة مشغل Schmitt على العناصر المنطقية DD1.1 و DD1.2 للدائرة الدقيقة K155LAZ. لقد استخدمت بالفعل مشغل Schmitt مشابهًا في عداد تردد بسيط مع مؤشر الاتصال عند الخرج (انظر الشكل 24). يعمل العاكس DD1.3 على تحسين شكل النبضات الموردة لمدخل جهاز التحكم بالمفتاح الإلكتروني.

لذلك، هناك خياران آخران ممكنان لجهد النبض السابق، يختلفان عن بعضهما البعض في الدوائر الدقيقة المستخدمة فيها، ولكنهما متطابقان تقريبًا في الحساسية. أيهما يجب عليك اختياره إذا لم يكن لديك الدائرة الدقيقة K155LD1 وترغب بالإضافة إلى ذلك في تحسين حساسية مقياس التردد؟ يمكن حل هذه المشكلة بشكل تجريبي: اختبر كلا الخيارين وقم بتثبيت الخيار الذي يعمل به مقياس التردد بشكل أكثر دقة. يمكن أن يساعدك راسم الذبذبات الإلكتروني في الاختيار، حيث يمكنك مراقبة النبضات المتولدة على شاشته. ينبغي إعطاء الأفضلية للمشكل الذي يكون ارتفاع وانخفاض نبضات الخرج أكثر حدة، وله نفس فترات النبضات نفسها والتوقفات بينها.

قد يحدث أنه عند قياس تردد يزيد عن بضعة كيلو هرتز، سيتم ملاحظة وميض أرقام المؤشرات المضيئة، وبالإضافة إلى ذلك، سيظهر الجهاز أحيانًا ضعف التردد. ما هي أسباب هذه الظواهر وكيفية القضاء عليها إذا تمت ملاحظتها بالطبع في مقياس التردد النهائي أو ستظهر لاحقًا؟

في مقياس التردد الموصوف، يعتمد وقت عرض نتيجة القياس على موضع مفتاح "النطاق" SA1. عندما يكون تردد نبضات الساعة أكثر من 1 كيلو هرتز، قادمة من كتلة الترددات المرجعية إلى مدخل جهاز التحكم، فإن المكثف SZ ليس لديه دائمًا وقت لتفريغه بالكامل خلال الوقت بين نبضتين متجاورتين، وهذا هو السبب أثناء في دورة التشغيل التالية يبدأ الشحن من جهد أعلى عليه. ونتيجة لذلك، يقل وقت الإشارة (انظر الشكل 49، ج و ز) وتبدأ أضواء المؤشر في الوميض.

سبب الظاهرة الثانية هو بعض عدم الاستقرار في المدة النهائية لإشارة "إعادة الضبط" (انظر الشكل 49، هـ) لجهاز التحكم إلى حالتها الأصلية. عند حافة هذه النبضة، يتحول مشغل DD10.2 إلى الحالة الصفرية والجهد العالي المستوى عند خرجه العكسي (دبوس 8) يسمح بتشغيل مشغل DD10.1. وإذا وصلت نبضة ساعة من التردد المرجعي إلى المدخل C لهذا المشغل خلال فترة زمنية لم تنتهي فيها إشارة إعادة الضبط بعد، فإن مشغل DD10.1 سيتحول إلى الحالة الفردية، وسيتم حساب نبضات الإدخال ابدأ، والتي لن يستجيب لها مشغل DD10.2 في الوقت المناسب، لأنه بعد دورة التشغيل هذه لن تكون هناك إشارة إعادة تعيين. ونتيجة لذلك، ستسجل المؤشرات مجموع ترددات الإشارة المقاسة وقراءات دورة التشغيل "غير المجدولة" لجهاز التحكم.

يمكن التخلص من هذين العيبين بسهولة عن طريق إدخال D-flip-flop آخر في جهاز التحكم، DD10.1، الموضح في الشكل. 59 خطًا سميكًا. في هذه الحالة، مع ظهور الإشارة. La لا تزال عملية "إعادة الضبط" لمشغل DD10.1 محظورة بواسطة الجهد المنخفض الذي يتم توفيره لمدخله R من خرج المشغل DD10.1. يتم منح الإذن بتشغيلها من خلال مشغل إضافي في نهاية النبضة التي تصل إلى مدخلها C. يجب أن تكون فترة تكرار هذه النبضات بحيث يكون للمكثف SZ وقت لتفريغه بالكامل أثناء فترات التوقف بينها. تم حل هذه المشكلة عن طريق تطبيق نبضات الزناد DD10.1 على المدخل C بمعدل تكرار 10 هرتز، مأخوذة من الطرف 5 من عداد DD8 لكتلة التردد المرجعية.

يتم توفير أنود مؤشر HG4، مثل أنودات المؤشرات الأخرى، من خلال المقاوم المحدد R15 من نفس القيمة.

أرز. 60. رسم تخطيطي لمرحلة العد الإضافي لوحدة العرض الرقمي

إذا رغبت في ذلك وكانت الأجزاء متوفرة، يمكن استكمال وحدة العرض الرقمية بمرحلة عد أخرى - الخامسة. ولكن، كما تظهر ممارسة راديو الهواة، فإن هذا ليس ضروريا بشكل خاص.

والسؤال التالي الذي نتوقعه هو: ما هي المؤشرات الرمزية، إلى جانب IN-8-2، المناسبة لمقياس التردد؟ أي مؤشرات أخرى لتفريغ التوهج، على سبيل المثال IN-2، IN-14، IN-16. من الضروري فقط مراعاة التثبيت المقابل أثناء التثبيت. ليس من الصعب التعرف على أو توضيح دبوس المؤشر المستخدم تجريبيًا من خلال تطبيق جهد ثابت أو نابض قدره 150...200 فولت على أطراف أقطابه الكهربائية (من خلال المقاوم المحدد بمقاومة 33...47 كيلو أوم ). من السهل أخذ مخرج الأنود كالأنود الأصلي، ويمكن رؤيته بوضوح من خلال زجاجة المؤشر الزجاجية. بعد توصيل الموصل الموجب لمصدر الجهد به، قم بلمس الأطراف الأخرى بالموصل السلبي للمصدر بدوره. في هذه الحالة، ستضيء الأرقام المقابلة لدبابيس المؤشر الذي يتم اختباره.

وسؤال آخر بخصوص اختيار مرنان الكوارتز. مولد كتلة الترددات المثالية هو "قلب" مقياس التردد، الذي يحدد إيقاعه دقة القياسات. ولذلك، يتم استقرار عملها بواسطة مرنان الكوارتز. من حيث المبدأ، يمكن تثبيت تردد المولد، على سبيل المثال، من خلال تردد الجهد المتناوب لشبكة الإضاءة الكهربائية (كما هو الحال في التتابع الزمني الموصوف أعلاه). ولكن لسوء الحظ، في أوقات مختلفة من اليوم قد تختلف من 50 هرتز إلى 0.5...1 هرتز. وبناء على ذلك، فإن تردد المولد سوف "يطفو"، وبالتالي خطأ القياس. ونتيجة لذلك، فإن مقياس التردد الرقمي سوف يفقد صفاته العالية إلى حد ما.

لهذا السبب لا يمكنك الاستغناء عن الرنان. ولكن ماذا لو لم يكن هناك مرنان 8 ميجاهرتز مستخدم في مقياس التردد الموصوف؟ أي مرنان كوارتز آخر سوف يفعل. بالطبع من الأفضل استخدام مرنان بتردد 1 ميجا هرتز، لأنه في هذه الحالة ليست هناك حاجة لشريحة D03 للمرحلة الأولى من المقسم، ويمكن تطبيق الإشارة من خرج المولد مباشرة على إدخال شريحة DD4. سيعمل أيضًا مرنان الكوارتز بتردد 100 كيلو هرتز - ثم يمكنك استبعاد الدائرة الدقيقة DD4. وفي كلتا الحالتين، سيتم تبسيط مقسم كتلة الترددات المرجعية.

أرز. 61. دائرة مقسم التردد لمذبذب مع مرنان كوارتز بتردد 1.96 ميجاهرتز

وإذا لم يكن هناك مثل هذه الرنانات الكوارتز؟ ثم استخدم أي تردد رنان آخر من 0.1 إلى 10 ميجا هرتز. وهنا مثال ملموس. لنفترض أن هناك مرنانًا بتردد 1.96 ميجا هرتز (1960 كيلو هرتز). في هذه الحالة، يمكن إنشاء مقسم يصل إلى عدد صحيح مضاعف قدره 10 كيلو هرتز وفقًا للدائرة الموضحة في الشكل. 61. المولد نفسه لم يتغير. تردده ، الذي يساوي 1960 كيلو هرتز ، هو JK flip-flop 2 ، ويتم تقسيم العدادات DD2 و DD3 ، جنبًا إلى جنب مع الدائرة الدقيقة DD4 ، على K155LA1 (عنصرين منطقيين 4I-NOT) على 98 إضافية (2x7x7). ونتيجة لذلك، تتشكل نبضات بتردد 10 كيلو هرتز عند مخرج المراحل الثلاث للمقسم، والتي يجب تطبيقها مباشرة على دخل S لشريحة DD6 لمقسم مقياس التردد الجاري تصميمه.

كما ترون، عند استخدام أي مرنان كوارتز تقريبًا، ما عليك سوى تغيير تصميم المراحل الأولى لمقسم التردد. سوف تساعدك الأدبيات المرجعية ذات الصلة في ذلك.

كان سبب تكرار مقياس التردد والمرفق لتحديد معلمات الدوائر غير المعروفة هو تصميم جهاز الاستقبال R-45. في المستقبل، سيسهل هذا "المجمع الصغير" تشغيل وتكوين دوائر التردد اللاسلكي، والتحكم في النقاط المرجعية للمولدات، وما إلى ذلك. لذا فإن مقياس التردد المعروض في هذه المقالة يسمح لك بقياس الترددات من 10 هرتز إلى 60 ميجا هرتز بدقة 10 هرتز. يسمح هذا باستخدام هذا الجهاز لمجموعة واسعة من التطبيقات، على سبيل المثال، قياس تردد المذبذب الرئيسي، وجهاز الاستقبال والإرسال اللاسلكي، ومولد الوظائف، ومرنان الكوارتز. يوفر مقياس التردد معلمات جيدة ولديه حساسية إدخال جيدة، وذلك بفضل وجود مكبر للصوت ومحول TTL. هذا يسمح لك بقياس تردد مرنانات الكوارتز. إذا تم استخدام مقسم تردد إضافي، يمكن أن يصل الحد الأقصى لتردد القياس إلى 1 جيجا هرتز أو أعلى.

دائرة قياس التردد بسيطة للغاية، حيث يتم تنفيذ معظم الوظائف بواسطة متحكم دقيق. الشيء الوحيد هو أن المتحكم الدقيق يحتاج إلى مرحلة تضخيم لزيادة جهد الدخل من 200-300 مللي فولت إلى 3 فولت. يوفر الترانزستور المتصل في دائرة الباعث المشترك إشارة TTL زائفة يتم تغذيتها إلى دخل المتحكم الدقيق. هناك حاجة إلى نوع من الترانزستور "السريع" كترانزستور، لقد استخدمت BFR91 - وهو نظير محلي لـ KT3198V.

يتم ضبط الجهد Vke على 1.8-2.2 فولت بواسطة المقاوم R3 * في الدائرة. جهدي هو 22 كيلو أوم، ولكن قد تكون هناك حاجة إلى تعديلات. يتم تطبيق جهد مجمع الترانزستور على دخل العداد/المؤقت للمتحكم الدقيق PIC من خلال مقاومة سلسلة 470 أوم. لإيقاف القياس، يتم استخدام المقاومات المنسدلة المدمجة في الموافقة المسبقة عن علم. تطبق الموافقة المسبقة عن علم عداد 32 بت، جزئيًا في الأجهزة، وجزئيًا في البرامج. يبدأ العد بعد إيقاف تشغيل المقاومات المنسدلة المدمجة في وحدة التحكم الدقيقة، وتكون المدة 0.4 ثانية بالضبط. بعد هذا الوقت، تقسم الموافقة المسبقة عن علم الرقم الناتج على 4، ثم تضيف أو تطرح التردد المتوسط المناسب للحصول على التردد الفعلي. يتم تحويل التردد الناتج للعرض على الشاشة.

لكي يعمل مقياس التردد بشكل صحيح، يجب معايرته. أسهل طريقة للقيام بذلك هي توصيل مصدر نبض بتردد معروف بدقة مسبقًا وتدوير مكثف الضبط لضبط القراءات المطلوبة. إذا لم تكن هذه الطريقة مناسبة، فيمكنك استخدام "المعايرة التقريبية". للقيام بذلك، قم بإيقاف تشغيل الجهاز، وقم بتوصيل المنفذ 10 من وحدة التحكم الدقيقة بـ GND. ثم قم بتشغيل الطاقة. سيقوم MK بقياس وعرض التردد الداخلي.

إذا لم تتمكن من ضبط التردد المعروض (عن طريق ضبط مكثف 33 pF)، فقم بتوصيل المنفذ 12 أو 13 من MK إلى GND لفترة وجيزة. قد يلزم القيام بذلك عدة مرات نظرًا لأن البرنامج يتحقق فقط من هذه الأطراف مرة واحدة لكل قياس (0.4 ثانية). بعد المعايرة، افصل الجزء العاشر من وحدة التحكم الدقيقة عن GND دون إيقاف تشغيل الطاقة عن الجهاز من أجل حفظ البيانات في الذاكرة غير المتطايرة لـ MK.

لقد رسمت لوحة دوائر مطبوعة لحالتي. وهذا ما حدث: عند توصيل الطاقة، تظهر شاشة توقف لفترة وجيزة ويدخل مقياس التردد في وضع القياس، ولا يوجد شيء عند الإدخال:

مخطط الدائرة لوحدة التحكم

قام مؤلف المقال بتعديل الرسم التخطيطي بالنسبة للمصدر الأصلي، لذلك لا أرفق الملف الأصلي واللوحة والبرامج الثابتة في الأرشيف العام. الآن لنأخذ دائرة غير معروفة لنا - ملحق لقياس تردد الرنين للدائرة.

نقوم بإدخاله في المقبس غير المناسب بعد، وسوف نقوم بفحص الجهاز، وإلقاء نظرة على نتيجة القياس:

تمت معايرة واختبار مقياس التردد على مذبذب كوارتز 4 ميجا هرتز، وتم تسجيل النتيجة كما يلي: 4.00052 ميجا هرتز. في غلاف مقياس التردد، قررت إخراج الطاقة إلى المرفق +9 فولت، ولهذا تم صنع مثبت بسيط +5 فولت، +9 فولت، ولوحه موجود في الصورة:

لقد نسيت أن أضيف، تم وضع لوحة مقياس التردد للخلف قليلاً نحو الأعلى - لتسهيل إزالة صورة المتحكم الدقيق، وتدوير مكثف الضبط، وتقليل طول المسارات على شاشة LCD.