เครื่องวัดความถี่ดิจิตอล DIY อย่างง่ายบน K155 เครื่องวัดความถี่หน้าปัดแบบง่าย Taganrog ภูมิภาค Rostov

แผนเฉพาะเรื่องของสโมสรปีที่ 3 ควรรวมถึงการศึกษาและการออกแบบอุปกรณ์เทคโนโลยีดิจิทัลขั้นสูง เช่น เครื่องวัดความถี่ดิจิทัล

ตัวอย่างของอุปกรณ์วัดดังกล่าวอาจเป็นเครื่องวัดความถี่ห้าหลักที่อธิบายไว้ที่นี่พร้อมจอแสดงผลแบบดิจิทัลของผลการวัดที่พัฒนาขึ้นในสโมสรวิทยุของสถานีวิทยุสำหรับช่างเทคนิครุ่นเยาว์ในเมือง Berezovsky ภูมิภาค Sverdlovsk ภายใต้การนำของ V . อีวานอฟ อุปกรณ์นี้ช่วยให้คุณสามารถวัดความถี่ของการสั่นทางไฟฟ้าภายในช่วง 100...99999 Hz และสามารถใช้เพื่อกำหนดค่าเครื่องกำเนิดไฟฟ้า นาฬิกาอิเล็กทรอนิกส์ และอุปกรณ์อัตโนมัติต่างๆ ความกว้างของสัญญาณอินพุต - 1...30 V.

ข้าว. 130. บล็อกไดอะแกรมของเครื่องวัดความถี่ดิจิตอล

แผนภาพบล็อกของเครื่องวัดความถี่แสดงในรูปที่ 130 องค์ประกอบหลักคือ: เครื่องกำเนิดแรงดันไฟฟ้าพัลส์สำหรับสัญญาณ fx ของความถี่ที่วัดได้ เครื่องกำเนิดความถี่อ้างอิง กุญแจอิเล็กทรอนิกส์ ตัวนับพัลส์พร้อมหน่วยแสดงผลดิจิทัลและ อุปกรณ์ควบคุมที่จัดการทำงานของอุปกรณ์ หลักการทำงานของมันขึ้นอยู่กับการวัดจำนวนพัลส์ที่มาถึงอินพุตตัวนับในช่วงเวลาที่กำหนดอย่างเคร่งครัดซึ่งเท่ากับ 1 วินาทีในอุปกรณ์นี้ ช่วงเวลาการวัดที่จำเป็นนี้ถูกสร้างขึ้นในชุดควบคุม

สัญญาณ fx ที่ต้องวัดความถี่จะถูกส่งไปยังอินพุตของแรงดันพัลส์เดิม ที่นี่มันถูกแปลงเป็นพัลส์สี่เหลี่ยมซึ่งอัตราการทำซ้ำซึ่งสอดคล้องกับความถี่ของสัญญาณอินพุต ถัดไป สัญญาณที่แปลงแล้วจะถูกส่งไปยังอินพุตหนึ่งของคีย์อิเล็กทรอนิกส์ และสัญญาณของช่วงเวลาการวัดจะถูกส่งไปยังอินพุตที่สองของคีย์ โดยคงไว้ในสถานะเปิดเป็นเวลา 1 วินาที

เป็นผลให้พัลส์ระเบิดปรากฏขึ้นที่เอาต์พุตของกุญแจอิเล็กทรอนิกส์และที่อินพุตของตัวนับ สถานะลอจิคัลของตัวนับซึ่งจะพบตัวเองหลังจากปิดกุญแจ จะแสดงโดยหน่วยแสดงผลดิจิทัลตามช่วงเวลาที่กำหนดโดยอุปกรณ์ควบคุม

แผนผังของเครื่องวัดความถี่แสดงในรูปที่ 131 นอกจากทรานซิสเตอร์แล้ว เครื่องวัดความถี่ยังใช้ไมโครวงจรดิจิตอลแปดตัวของซีรีย์ K176 และห้าตัว (ตามจำนวนหลัก) ตัวบ่งชี้เรืองแสงเจ็ดส่วนประเภท IV-6 . ชิป K176IE12 (D1) ออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับนาฬิกาอิเล็กทรอนิกส์ ประกอบด้วยเครื่องกำเนิดไฟฟ้า (สัญลักษณ์ G) ที่ออกแบบมาเพื่อทำงานร่วมกับเครื่องสะท้อนเสียงควอตซ์ Z1 ภายนอกที่ความถี่ 32,768 Hz ตัวแบ่งความถี่ของไมโครวงจรแบ่งความถี่ของเครื่องกำเนิดสูงสุด 1 Hz ความถี่นี้ ซึ่งเกิดขึ้นที่พิน 4 และ 7 ของไมโครวงจรที่เชื่อมต่อเข้าด้วยกัน คือความถี่อ้างอิงในมิเตอร์ความถี่

ชิป K176LE5 (D2) มีองค์ประกอบลอจิก 2OR-NOT สี่องค์ประกอบ และชิป K176TM1 (D3) มี D-ทริกเกอร์สองตัว หนึ่งในองค์ประกอบ 2OR-NOT ทำหน้าที่ของกุญแจอิเล็กทรอนิกส์ (D2.4) และอีกสามองค์ประกอบและ D-flip-flop ทั้งสองทำงานในอุปกรณ์ควบคุม

ไมโครวงจร K176IE4 (D4-D8) แต่ละตัวมีตัวนับพัลส์สิบวันเช่น ตัวนับสูงสุด 10 และตัวแปลง (ตัวถอดรหัส) ของสถานะลอจิคัลเป็นสัญญาณควบคุมสำหรับตัวบ่งชี้เจ็ดส่วน ที่เอาต์พุต a-d ของวงจรไมโครเหล่านี้สัญญาณจะถูกสร้างขึ้นโดยให้ตัวบ่งชี้ H1 - H5 พร้อมการเรืองแสงของตัวเลขซึ่งค่าที่สอดคล้องกับสถานะตรรกะของตัวนับ ชิป D4 และตัวบ่งชี้ H1 เป็นตัวเลขการนับที่มีนัยสำคัญน้อยที่สุด และชิป D8 และตัวบ่งชี้ H5 เป็นตัวเลขการนับที่สำคัญที่สุดของเครื่องวัดความถี่

ในการออกแบบอุปกรณ์ ตัวบ่งชี้ H5 d6 ควรอยู่ทางซ้ายสุด และ H1 ควรอยู่ทางขวาสุด

ในการจ่ายไฟให้กับวงจรไมโคร ทรานซิสเตอร์ และอิเล็กโทรดควบคุมของตัวบ่งชี้ คุณสามารถใช้แบตเตอรี่ 3336L สองก้อนที่เชื่อมต่อเป็นอนุกรม (GB1) และเพื่อจ่ายไฟให้กับเส้นใยของตัวบ่งชี้ คุณสามารถใช้องค์ประกอบ 343 หรือ 373 (G1) หนึ่งก้อนได้

แรงดันพัลส์ในอดีตนั้นเกิดจากทรานซิสเตอร์ V2-V5 สัญญาณ fx ที่ใช้กับอินพุตผ่านช่องเสียบ X1, สวิตช์ S1, ตัวเก็บประจุ C1 และตัวต้านทาน R1 จะถูกขยายและจำกัดในแอมพลิจูดโดยดิฟเฟอเรนเชียลคาสเคดบนทรานซิสเตอร์ V2 และ US จากตัวต้านทานโหลด R5 สัญญาณจะถูกส่งไปยังฐานของทรานซิสเตอร์ V4 ของสเตจที่สองซึ่งทำงานเป็นอินเวอร์เตอร์ ตัวต้านทาน R8 ซึ่งสร้างการตอบรับเชิงบวกระหว่างน้ำตกเหล่านี้ ทำให้มีลักษณะการทำงานของทริกเกอร์ ในกรณีนี้พัลส์ที่มีการขึ้นและลงสูงชันจะเกิดขึ้นบนตัวสะสมของทรานซิสเตอร์ V4 ซึ่งความถี่การทำซ้ำซึ่งสอดคล้องกับความถี่ของสัญญาณที่กำลังศึกษา การเรียงซ้อนบนทรานซิสเตอร์ V5 จำกัดแรงดันพัลส์ให้อยู่ในระดับที่ทำให้วงจรไมโครมีโหมดการทำงานที่ต้องการ ถัดไป สัญญาณที่แปลงแล้วจะถูกส่งไปยังอินพุตพิน 12 ของสวิตช์อิเล็กทรอนิกส์ D2.4 พินอินพุตที่สองของคีย์เชื่อมต่อกับเอาต์พุตของตัวขับช่วงเวลาการวัดเท่ากับ 1 วินาที ดังนั้นจำนวนพัลส์ที่ส่งผ่านกุญแจอิเล็กทรอนิกส์ไปยังมิเตอร์ในช่วงเวลานี้จะแสดงเป็นตัวบ่งชี้ในหน่วยเฮิรตซ์

ข้าว. 132. แผนภาพเวลาแสดงการทำงานของอุปกรณ์ควบคุมเครื่องวัดความถี่

การทำงานของอุปกรณ์ควบคุมแสดงโดยไดอะแกรมกำหนดเวลา (รูปที่ 132)

อินพุต C (พิน 11) ของทริกเกอร์ D3.2 รับพัลส์จากตัวกำเนิดความถี่อ้างอิงอย่างต่อเนื่อง (รูปที่ 132a) และอินพุตเดียวกันของทริกเกอร์ D3.1 รับพัลส์จากตัวกำเนิดทริกเกอร์ที่ประกอบบนองค์ประกอบลอจิก D2.1 และ D2 2 (รูปที่ 132, b) เราจะถือเป็นกรณีเริ่มต้นในกรณีที่ทริกเกอร์ทั้งสองอยู่ในสถานะศูนย์ ในเวลานี้แรงดันไฟฟ้าระดับสูงที่กระทำกับเอาต์พุตผกผันของทริกเกอร์ D3.2 จะถูกส่งไปยังอินพุตพิน 13 ของสวิตช์อิเล็กทรอนิกส์ D2.4 และปิดลง นับจากนี้เป็นต้นไป การส่งผ่านของสัญญาณพัลส์ของความถี่ที่วัดได้ไปยังอินพุตตัวนับจะหยุดผ่านสวิตช์ เมื่อปรากฏพัลส์ตัวกำเนิดทริกเกอร์ที่อินพุต C ของทริกเกอร์ D3.1 ทริกเกอร์นี้จะถือว่าอยู่ในสถานะเดียวและเตรียมทริกเกอร์ D3.2 สำหรับการดำเนินการต่อไปด้วยแรงดันไฟฟ้าระดับสูงที่เอาต์พุตโดยตรง ในเวลาเดียวกันแรงดันไฟฟ้าระดับต่ำจะปรากฏขึ้นที่พิน 9 ขององค์ประกอบ D2.3 ซึ่งเชื่อมต่อกับเอาต์พุตผกผันของทริกเกอร์ D3.1 พัลส์ถัดไปของสวิตช์เครื่องกำเนิดความถี่อ้างอิงจะกระตุ้นให้ D3.2 อยู่ในสถานะเดียว ตอนนี้ที่เอาต์พุตผกผันและที่พิน 13 ขององค์ประกอบ D2.4 จะมีแรงดันไฟฟ้าระดับต่ำซึ่งจะเปิดกุญแจอิเล็กทรอนิกส์และด้วยเหตุนี้จึงอนุญาตให้สัญญาณพัลส์ของความถี่ที่วัดได้ผ่านไปได้

เอาต์พุตโดยตรงของทริกเกอร์ D3.2 (พิน 13) เชื่อมต่อกับอินพุต R (พิน 4) ของทริกเกอร์ D3.1 ดังนั้น เมื่อทริกเกอร์ D3.2 อยู่ในสถานะเดียว ทริกเกอร์ D3.1 จะสลับทริกเกอร์ D3.1 ไปเป็นสถานะศูนย์ โดยจะทำงานกับแรงดันไฟฟ้าระดับสูงที่เอาต์พุตโดยตรง ทริกเกอร์นี้จะอยู่ในสถานะศูนย์ตราบเท่าที่ช่วงเวลาการวัดยังคงอยู่ พัลส์ถัดไปของเครื่องกำเนิดความถี่อ้างอิงที่อินพุต C ของทริกเกอร์ D3.2 จะเปลี่ยนไปที่สถานะศูนย์และปิดสวิตช์อิเล็กทรอนิกส์ด้วยแรงดันไฟฟ้าระดับสูงที่เอาต์พุตผกผัน เป็นผลให้การผ่านสัญญาณพัลส์ของความถี่ที่วัดได้ไปยังตัวนับหยุดและการบ่งชี้แบบดิจิทัลของผลการวัดเริ่มต้นขึ้น (ras 132, (5, g)

แต่ละช่วงเวลาการวัดจะนำหน้าด้วยการปรากฏที่พิน 5 R-input ของวงจรไมโคร D4-D8 ของพัลส์ระยะสั้นของขั้วบวก (รูปที่ 132, d) ซึ่งจะรีเซ็ตตัวนับทริกเกอร์เป็นสถานะศูนย์ นับจากนี้เป็นต้นไป รอบการนับจะเริ่มขึ้น - ระบุการทำงานของเครื่องวัดความถี่ การก่อตัวของพัลส์รีเซ็ตเกิดขึ้นที่เอาต์พุตขององค์ประกอบลอจิก D2.3 ในขณะที่แรงดันไฟฟ้าระดับต่ำที่อินพุตตรงกัน สามารถเปลี่ยนเวลาบ่งชี้ได้อย่างราบรื่นภายใน 2...5 ด้วยตัวต้านทาน R17 ของเครื่องกำเนิดพัลส์ทริกเกอร์

LED V7 ในวงจรสะสมของทรานซิสเตอร์ V6 ซึ่งทำงานในโหมดสวิตช์ทำหน้าที่ตรวจสอบระยะเวลาของตัวบ่งชี้ด้วยสายตา

เครื่องวัดความถี่ช่วยให้สามารถตรวจสอบประสิทธิภาพได้ ในการดำเนินการนี้ สวิตช์ S1 จะถูกย้ายไปที่ตำแหน่ง "การควบคุม" ซึ่งวงจรอินพุตของอุปกรณ์เชื่อมต่อกับพิน 14 ของไมโครวงจร D1 ของเครื่องกำเนิดความถี่อ้างอิง หากเครื่องวัดความถี่ทำงานปกติ ตัวบ่งชี้ควรแสดงความถี่ 32,769 Hz

ข้าว. 133. ลักษณะของเครื่องวัดความถี่

ลักษณะที่ปรากฏของเครื่องวัดความถี่ที่อธิบายไว้จะแสดงในรูปที่ 133 ผ่านรูสี่เหลี่ยมยาวที่ผนังด้านหน้าของเคสปิดด้วยแผ่นกระจกอินทรีย์สีเขียว
ตัวเลขเรืองแสงของตัวชี้วัดมองเห็นได้ชัดเจน ทางด้านซ้ายของรูคือ “ตา” ของไฟ LED แสดงสถานะ V7 ด้านล่างเป็นตัวต้านทานแบบแปรผัน R17 สำหรับตั้งค่าระยะเวลาของตัวบ่งชี้ผลการวัดและแจ็คอินพุต X1 ทางด้านซ้ายคือสวิตช์ไฟ S2 (“ I”) และสวิตช์สองส่วน S1 “การควบคุมการวัด” เมื่อคุณกดปุ่ม “K” (ควบคุม) อินพุตของตัวแปลงแรงดันพัลส์จะเชื่อมต่อกับเครื่องกำเนิดความถี่อ้างอิง และเมื่อคุณกดปุ่ม “I” (การวัด) อินพุตจะเชื่อมต่อกับแจ็คอินพุต X1

ส่วนอื่นๆ ของเครื่องวัดความถี่จะติดตั้งอยู่บนแผงวงจรพิมพ์สองแผ่นขนาด 115X60 มม. ทำจากไฟเบอร์กลาสฟอยล์หนา 1 มม. หนึ่งในนั้น (รูปที่ 134, a) มีบางส่วนของแรงดันพัลส์ในอดีต, เครื่องกำเนิดความถี่อ้างอิงและอุปกรณ์ควบคุมส่วนอีกด้านหนึ่ง (รูปที่ 134, b) มีวงจรไมโคร D4-D8 และตัวบ่งชี้ดิจิตอล H1-H5 ตัวต้านทานแบบคงที่ทั้งหมดเป็นแบบ MLT ตัวต้านทานทริมเมอร์ R3 - SPZ-16, ตัวแปร R17 สามารถเป็นประเภทใดก็ได้ ตัวเก็บประจุออกไซด์ SZ และ C5 - K50-6 หรือ K53-1A, ไม่มีขั้ว C1 และ C8 - K53-7 (สามารถแทนที่ด้วยชุดตัวเก็บประจุเช่น K73-17) ตัวเก็บประจุ C2, C4 อาจเป็นประเภท KLS หรือ K73-17, C6 - เซรามิก KT-1, KM, ตัวเก็บประจุปรับแต่ง C7 - KPK-MP สวิตช์ S1 "การควบคุมการวัด" เกิดขึ้นจากสวิตช์ปุ่มกด P2K สองตัวที่มีการล็อคแบบอิสระในตำแหน่งที่กด สวิตช์ไฟ S2 ก็เป็น P2K เช่นกัน แต่ไม่มีการล็อคนั่นคือจะกลับสู่ตำแหน่งเดิมเมื่อกดปุ่มอีกครั้ง

สามารถเปลี่ยนไมโครวงจร K176IE12 ด้วยไมโครวงจร K176IE5 ที่คล้ายกันได้โดยการปรับตัวนำแผงวงจรพิมพ์ตามนั้น ตัวบ่งชี้ดิจิตอลอาจเป็นประเภท IV-3A (แทนที่จะเป็น IV-6) แต่จะต้องรวมตัวต้านทาน 2 โอห์มที่มีกำลังการกระจาย 0.5 W ไว้ในวงจรจ่ายไฟสำหรับไส้หลอด

การตั้งค่ามิเตอร์ความถี่ที่ปราศจากข้อผิดพลาดส่วนใหญ่จะเน้นไปที่การตั้งค่าความไวที่ดีที่สุดของเครื่องกำเนิดแรงดันไฟฟ้าแบบพัลส์ และการปรับเครื่องกำเนิดความถี่อ้างอิงหากจำเป็น เมื่อตั้งค่าความไวที่ต้องการสัญญาณที่มีแอมพลิจูด 1 V จะถูกส่งไปยังอินพุตของมิเตอร์ความถี่จากเครื่องกำเนิด 34 ออสซิลโลสโคปเชื่อมต่อกับเอาต์พุตของสวิตช์อิเล็กทรอนิกส์ D2.4 และใช้ตัวต้านทานการปรับ R3 บรรลุลักษณะของรถไฟพัลส์บนหน้าจอออสซิลโลสโคป ความถี่อ้างอิงของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าได้รับการปรับ: ประมาณ - โดยการเลือกตัวเก็บประจุ C6 อย่างแม่นยำ - โดยการปรับตัวเก็บประจุ C7 ความแม่นยำในการปรับแต่งถูกควบคุมโดยใช้เครื่องวัดความถี่มาตรฐานที่เชื่อมต่อกับพิน 14 ของชิป D1

การออกแบบไอซีดิจิทัลครั้งแรกที่นักวิทยุสมัครเล่นในยุค 80 และ 90 มักเป็นนาฬิกาอิเล็กทรอนิกส์หรือเครื่องวัดความถี่
เครื่องวัดความถี่ดังกล่าวยังคงสามารถใช้ได้ในปัจจุบันเมื่อทำการสอบเทียบเครื่องมือหรือใช้เป็นอุปกรณ์อ่านในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและเครื่องส่งสัญญาณสมัครเล่นเมื่อตั้งค่าอุปกรณ์วิทยุอิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ อุปกรณ์ดังกล่าวอาจเป็นที่สนใจสำหรับผู้ที่มีวงจรไมโครซีรีส์ K155 ที่ไม่ได้ใช้งานหรือผู้ที่เริ่มคุ้นเคยกับระบบอัตโนมัติและอุปกรณ์คอมพิวเตอร์

อุปกรณ์ที่อธิบายไว้ช่วยให้คุณสามารถวัดความถี่ของการสั่นทางไฟฟ้า ระยะเวลาและระยะเวลาของพัลส์ และยังสามารถใช้เป็นตัวนับพัลส์ได้ด้วย ความถี่ในการทำงานตั้งแต่ไม่กี่เฮิรตซ์ไปจนถึงหลายสิบ MHz โดยมีแรงดันไฟฟ้าอินพุตสูงถึง 50 mV ความถี่การทำงานสูงสุดของตัวนับที่ใช้วงจรรวม K155IE2 คือประมาณ 15 MHz อย่างไรก็ตาม โปรดทราบว่าความเร็วจริงของฟลิปฟล็อปและตัวนับเกินค่าที่ระบุ 1.5... 2 เท่า ดังนั้นแต่ละอินสแตนซ์ของไมโครวงจร TTL จึงอนุญาตให้ทำงานที่ความถี่สูงกว่าได้

ราคา LSB ขั้นต่ำคือ 0.1 Hz เมื่อวัดความถี่ และ 0.1 μs เมื่อวัดระยะเวลาและระยะเวลา
หลักการทำงานของเครื่องวัดความถี่ขึ้นอยู่กับการวัดจำนวนพัลส์ที่มาถึงอินพุตตัวนับภายในเวลาที่กำหนดอย่างเคร่งครัด

แผนภาพวงจรแสดงในรูปที่ 1

สัญญาณที่กำลังศึกษาจะถูกป้อนผ่านขั้วต่อ X1 และตัวเก็บประจุ C1 ไปยังอินพุตของพัลส์เชปเปอร์สี่เหลี่ยม

ประกอบตัวจำกัดแอมพลิฟายเออร์ย่านความถี่กว้างโดยใช้ทรานซิสเตอร์ V1, V2 และ V3 ทรานซิสเตอร์สนามผล V1 ช่วยให้อุปกรณ์มีความต้านทานอินพุตสูง ไดโอด V1 และ V2 ปกป้องทรานซิสเตอร์ V1 จากความเสียหายหากบังเอิญสัมผัสกับอินพุตของอุปกรณ์ไฟฟ้าแรงสูง Chain C2-R2 ดำเนินการแก้ไขความถี่ของอินพุตเครื่องขยายเสียง

ทรานซิสเตอร์ V4 ซึ่งเชื่อมต่อเป็นผู้ติดตามตัวส่งสัญญาณจะจับคู่เอาต์พุตของแอมพลิฟายเออร์ลิมิตเตอร์กับอินพุตขององค์ประกอบลอจิก D6,1 ของไมโครวงจร D6 ซึ่งช่วยให้มั่นใจได้ถึงการก่อตัวของพัลส์สี่เหลี่ยมเพิ่มเติมซึ่งผ่านสวิตช์อิเล็กทรอนิกส์จะถูกส่งไปยัง อุปกรณ์ควบคุมบนชิป D9 และพัลส์ความถี่อ้างอิงที่เปิดคีย์ในช่วงเวลาหนึ่ง การระเบิดของพัลส์จะปรากฏขึ้นที่เอาต์พุตของคีย์นี้ จำนวนพัลส์ในแพ็กเก็ตจะถูกนับโดยตัวนับทศนิยมไบนารี สถานะหลังจากปิดคีย์จะแสดงโดยหน่วยแสดงผลดิจิทัล

ในโหมดการนับพัลส์ อุปกรณ์ควบคุมจะบล็อกแหล่งความถี่อ้างอิง ตัวนับทศนิยมไบนารี่จะนับพัลส์ที่มาถึงอินพุตอย่างต่อเนื่อง และหน่วยแสดงผลดิจิทัลจะแสดงผลการนับ การอ่านค่าตัวนับจะถูกรีเซ็ตโดยการกดปุ่ม "รีเซ็ต"

เครื่องกำเนิดสัญญาณนาฬิกาหลักถูกประกอบบนชิป D1 (LA3) และเครื่องสะท้อนควอทซ์ Z1 ที่ความถี่ 1,024 kHz ตัวแบ่งความถี่ถูกประกอบบนไมโครวงจร K155IE8 K155IE5 และ K155IE1 สี่ตัว ในโหมดการวัด ความแม่นยำของการตั้งค่า "MHz", "kHz" และ "Hz" ถูกกำหนดโดยสวิตช์ปุ่มกด SA4 และ SA5

แหล่งจ่ายไฟของมิเตอร์ความถี่ (รูปที่ 3) ประกอบด้วยหม้อแปลง T1 จากขดลวด II ซึ่งหลังจากวงจรเรียงกระแส VDS1 ตัวปรับแรงดันไฟฟ้าบนวงจรไมโคร DA1 และตัวกรองบนตัวเก็บประจุ C4 - C11 แรงดันไฟฟ้า +5V คือ จ่ายไฟให้กับวงจรไมโคร

แรงดันไฟฟ้า 170V จากขดลวด III ของหม้อแปลง Tr1 ถึงไดโอด VD5 ใช้เพื่อจ่ายไฟให้กับตัวบ่งชี้ดิจิตอลการปล่อยก๊าซ H1..H6

ในพัลส์เชปเปอร์ สามารถเปลี่ยนทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนาม KP303D (V3) ด้วย KP303 หรือ KP307 ด้วยดัชนีตัวอักษรใดก็ได้ ทรานซิสเตอร์ KT347 (V5) ด้วย KT326 และ KT368 (V6, V7) ด้วย KT306

Choke L1 ประเภท D-0.1 หรือแบบโฮมเมด - ลวด PEV-2 0.17 45 รอบพันบนโครงที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 8 มม. สวิตช์ทั้งหมดเป็นแบบ P2K

การตั้งค่าอุปกรณ์ลงมาคือการตรวจสอบการติดตั้งที่ถูกต้องและการวัดแรงดันไฟฟ้า เครื่องวัดความถี่ที่ประกอบอย่างถูกต้องทำหน้าที่ได้อย่างมั่นใจ หน่วย "ตามอำเภอใจ" เพียงอย่างเดียวคือไดรเวอร์อินพุตซึ่งการกำหนดค่าจะต้องได้รับความพยายามสูงสุด เมื่อเปลี่ยน R3 และ R4 ด้วยตัวต้านทานผันแปร 2.2 kOhm และ 100 Ohm คุณต้องตั้งค่าแรงดันไฟฟ้าบนตัวต้านทาน R5 เป็นประมาณ 0.1...0.2V เมื่อจ่ายแรงดันไฟฟ้าไซน์ซอยด์ด้วยแอมพลิจูดประมาณ 0.5V จากเครื่องกำเนิดสัญญาณไปยังอินพุตของเชปเปอร์และแทนที่ตัวต้านทาน R6 ด้วยตัวต้านทานตัวแปรที่มีค่าเล็กน้อย 2.2 kOhm จำเป็นต้องปรับเพื่อให้พัลส์สี่เหลี่ยมปรากฏขึ้น ที่เอาต์พุตขององค์ประกอบ D6.1 การลดระดับอินพุตลงทีละน้อยและเพิ่มความถี่ จำเป็นต้องเลือกองค์ประกอบ R6 และ SZ เพื่อให้การทำงานของเชปเปอร์มีความเสถียรตลอดช่วงการทำงานทั้งหมด คุณอาจต้องเลือกความต้านทานของตัวต้านทาน R9 ในระหว่างขั้นตอนการติดตั้ง ตัวต้านทานแบบปรับค่าได้ทั้งหมดควรมีสายไฟยาวไม่เกิน 1...2 ซม.

เมื่อการติดตั้งเสร็จสมบูรณ์ ควรปลดบัดกรีทีละตัวและแทนที่ด้วยตัวต้านทานคงที่ที่มีค่าที่เหมาะสม ในแต่ละครั้งจะตรวจสอบการทำงานของไดรเวอร์

ในการออกแบบสามารถใช้ตัวบ่งชี้การปล่อยก๊าซ IN-8-2, IN-12 ฯลฯ แทนตัวบ่งชี้ IN-17

ในพัลส์เชปเปอร์นั้นสามารถเปลี่ยนทรานซิสเตอร์ KT368 ด้วย KT316 หรือ GT311 ได้ แทนที่จะเป็น KT347 คุณสามารถใช้ KT363, GT313 หรือ GT328 ได้ สามารถเปลี่ยนไดโอด V1, V2 และ V4 ด้วย KD521, KD522

แผนผังและบอร์ดในรูปแบบ sPlan7 และ Sprint Layout - schema.zip *

* ฉันประกอบวงจรนี้เมื่อปี 1988 ในตัวเครื่องเดียวกันกับเครื่องกำเนิดเสียง และใช้เป็นเครื่องชั่งดิจิตอล

เนื่องจากเป็นอุปกรณ์อิสระ จึงได้รับการออกแบบเมื่อเร็วๆ นี้ ดังนั้นจึงเป็นไปได้ว่าอาจเกิดข้อผิดพลาดที่ไหนสักแห่งในแผนภาพวงจรและการออกแบบแผงวงจรพิมพ์

บรรณานุกรม:

เพื่อช่วยเหลือนักวิทยุสมัครเล่นหมายเลข 084 พ.ศ. 2526

อุปกรณ์ดิจิทัลบนวงจรรวม - © Radio and Communications Publishing House, 1984

นิตยสารวิทยุ: 2520 ฉบับที่ 5 ฉบับที่ 9 ฉบับที่ 10; พ.ศ. 2521 ลำดับที่ 5; พ.ศ. 2523 ฉบับที่ 1; 2524 ฉบับที่ 10; 2525 ฉบับที่ 1 ฉบับที่ 11; หมายเลข 12.

อุปกรณ์ดิจิตอลวิทยุสมัครเล่น - อ.: วิทยุและการสื่อสาร, 2525.

การสร้างอุปกรณ์วัดนี้ (รูปที่ 46) ควรเป็นเรื่องทั่วไปสำหรับคุณ โดยรวบรวมและประยุกต์ใช้ความรู้และทักษะในทางปฏิบัติในพื้นฐานของเทคโนโลยีดิจิทัล อุปกรณ์จะช่วยให้คุณสามารถวัดการสั่นทางไฟฟ้าของฮาร์โมนิกและพัลซิ่งไฟฟ้าด้วยความถี่ตั้งแต่ไม่กี่เฮิรตซ์ถึง 10 MHz และแอมพลิจูดตั้งแต่ 0.15 ถึง 10 V รวมถึงนับพัลส์สัญญาณ

ข้าว. 46. การปรากฏตัวของเครื่องวัดความถี่ดิจิตอล
ข้าว. 47. บล็อกไดอะแกรมของเครื่องวัดความถี่

แผนภาพบล็อกของเครื่องวัดความถี่ที่อธิบายไว้จะแสดงในรูปที่ 1 47. ประกอบด้วย: ตัวสร้างพัลส์สัญญาณของความถี่ที่วัดได้, บล็อกความถี่อ้างอิง, กุญแจอิเล็กทรอนิกส์, ตัวนับพัลส์ทศนิยมไบนารี, หน่วยบ่งชี้ดิจิทัลและอุปกรณ์ควบคุม มิเตอร์ความถี่ได้รับพลังงานจากแรงดันไฟฟ้าหลัก AC 220 V ผ่านวงจรเรียงกระแสแบบเต็มคลื่นพร้อมตัวปรับแรงดันไฟฟ้าแบบแก้ไข (ไม่แสดงในรูปที่ 47)

การทำงานของอุปกรณ์ขึ้นอยู่กับการวัดจำนวนพัลส์ระหว่างช่วงเวลาตัวอย่างที่แน่นอน สัญญาณที่กำลังศึกษาจะถูกส่งไปยังอินพุตของแรงดันพัลส์เดิม ที่เอาต์พุตจะเกิดการสั่นทางไฟฟ้าเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าซึ่งสอดคล้องกับความถี่ของสัญญาณอินพุตซึ่งจ่ายให้กับกุญแจอิเล็กทรอนิกส์ พัลส์ความถี่มาตรฐานยังมาถึงที่นี่ผ่านอุปกรณ์ควบคุมที่เปิดกุญแจในช่วงเวลาหนึ่ง เป็นผลให้พัลส์ระเบิดปรากฏขึ้นที่เอาต์พุตของกุญแจอิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งจะตามมาด้วยตัวนับทศนิยมไบนารี สถานะลอจิคัลของตัวนับเลขฐานสองซึ่งพบตัวเองหลังจากปิดกุญแจ จะแสดงโดยหน่วยบ่งชี้ดิจิทัลที่ทำงานตามเวลาที่กำหนดโดยอุปกรณ์ควบคุม

ในโหมดการนับพัลส์ อุปกรณ์ควบคุมจะบล็อกแหล่งที่มาของความถี่อ้างอิง ตัวนับทศนิยมไบนารีจะนับพัลส์ที่ได้รับที่อินพุตอย่างต่อเนื่อง และหน่วยแสดงผลดิจิทัลจะแสดงผลการนับ

แผนผังของเครื่องวัดความถี่แสดงในรูปที่ 1 48. โหนดจำนวนมากในนั้นคุ้นเคยกับคุณอยู่แล้ว ดังนั้นเราจะพิจารณารายละเอียดเพิ่มเติมเฉพาะวงจรและส่วนประกอบใหม่ของอุปกรณ์เท่านั้น

แรงดันพัลส์ในอดีตคือทริกเกอร์ Schmitt ที่ซับซ้อนซึ่งประกอบอยู่บนชิป K155LD1 (DD1) ตัวต้านทาน R1 จำกัดกระแสอินพุตและไดโอด VD1 ปกป้องไมโครวงจรจากการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าอินพุตของขั้วลบ เมื่อเลือกตัวต้านทาน R3 ขีดจำกัดล่าง (ต่ำสุด) ของแรงดันสัญญาณอินพุตจะถูกตั้งค่า

จากเอาต์พุตของไดรเวอร์ (พิน 9 ของไมโครวงจร DD1) พัลส์สี่เหลี่ยมจะถูกส่งไปยังหนึ่งในอินพุตขององค์ประกอบลอจิคัล DD11.1 ซึ่งทำหน้าที่ของกุญแจอิเล็กทรอนิกส์

บล็อกความถี่อ้างอิงประกอบด้วย: เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ใช้องค์ประกอบ DD2.1-DD2.3 ความถี่พัลส์ซึ่งเสถียรโดยเครื่องสะท้อนเสียงควอตซ์ ZQ1 และตัวแบ่งความถี่เจ็ดขั้นตอนโดยใช้วงจรไมโคร DD3-;DD9 ความถี่ของตัวสะท้อนกลับของควอตซ์คือ 8 MHz ดังนั้นชิป K155IE5 (DD3) ของสเตจแรกของตัวแบ่งจึงเปิดอยู่เพื่อให้ความถี่ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหารด้วย 8 เป็นผลให้ความถี่พัลส์ที่เอาต์พุต (พิน 11 ) จะเป็น 1 MHz ไมโครวงจรของแต่ละสเตจต่อมาจะแบ่งความถี่ด้วย 10 ดังนั้นความถี่พัลส์ที่เอาต์พุตของไมโครวงจร DD4 คือ 100 kHz ที่เอาต์พุตของไมโครวงจร DD5 - 10 kHz ที่เอาต์พุต DD6 - 1 kHz ที่ DD7 เอาต์พุต - 100 Hz ที่เอาต์พุต DD8 - 10 Hz และที่เอาต์พุตของตัวแบ่งทั้งหมด (พิน 5 ของชิป DD9) -1 Hz

ช่วงความถี่ที่จะวัดถูกตั้งค่าด้วยสวิตช์ SA1 “ช่วง” ที่ตำแหน่งขวาสุด (ตามแผนภาพ) ของสวิตช์นี้ หน่วยแสดงผลดิจิทัลสามหลักจะแก้ไขความถี่สูงสุด 1 kHz (999 Hz) ในตำแหน่งที่สอง - สูงสุด 10 kHz (9999 Hz) ในตำแหน่ง ที่สาม - สูงสุด 100 kHz (99999 Hz) จากนั้นสูงสุด 1 MHz (999 kHz) สูงสุด 10 MHz (9.999 MHz) หากต้องการกำหนดความถี่ของสัญญาณให้แม่นยำยิ่งขึ้นคุณต้องเลือกช่วงย่อยการวัดที่สอดคล้องกัน ด้วยสวิตช์ค่อยๆ ย้ายจากส่วนความถี่ที่สูงกว่าไปยังความถี่ต่ำ ตัวอย่างเช่น ในการวัดความถี่ของเครื่องกำเนิดเสียงคุณต้องตั้งสวิตช์ไปที่ตำแหน่ง "x!0 kHz" ก่อนจากนั้นจึง เลื่อนไปทางความถี่อ้างอิงที่ต่ำกว่า

ข้าว. 49. กราฟแสดงการทำงานของอุปกรณ์ควบคุมความถี่ดิจิทัล การวัด

อุปกรณ์ควบคุมการทำงานซึ่งแสดงโดยกราฟที่แสดงในรูปที่ 1 49 ประกอบด้วย B-flip-flops DD10.1 และ DD10.2, วงจรไมโคร DD10, อินเวอร์เตอร์ DD11.3, DD11.4 และทรานซิสเตอร์ VT1 ซึ่งสร้างมัลติไวเบรเตอร์สแตนด์บายที่ซับซ้อน อินพุต C ของ D-trigger DD10.1 รับพัลส์จากบล็อกความถี่อ้างอิง (รูปที่ 49, a) ที่ขอบของพัลส์ของความถี่อ้างอิงที่กำหนดโดยสวิตช์ SA1 ทริกเกอร์นี้ซึ่งทำงานในโหมดการนับ 2 สลับไปที่สถานะเดียว (รูปที่ 49, 6) และด้วยแรงดันไฟฟ้าระดับสูงที่เอาต์พุตโดยตรง (พิน 5) เปิดสวิตช์อิเล็กทรอนิกส์ DD11.1 จากช่วงเวลานี้พัลส์แรงดันไฟฟ้าของความถี่ที่วัดได้จะผ่านสวิตช์อิเล็กทรอนิกส์อินเวอร์เตอร์ DD11.2 และไปที่อินพุต C1 (พิน 14) ของตัวนับ DD12 โดยตรง ที่ขอบของพัลส์ถัดไป ทริกเกอร์ DD10.1 จะใช้สถานะเริ่มต้นและสวิตช์ทริกเกอร์ DD10.2 เป็นสถานะเดียว (รูปที่ 49, c) ในทางกลับกัน ทริกเกอร์ DD 10.2 ที่มีระดับแรงดันไฟฟ้าต่ำที่เอาต์พุตผกผัน (พิน 8) จะบล็อกอินพุตของอุปกรณ์ควบคุมจากอิทธิพลของพัลส์ของความถี่อ้างอิงและระดับแรงดันไฟฟ้าสูงที่เอาต์พุตโดยตรง (พิน 9) เริ่มการทำงานของมัลติไวเบรเตอร์สแตนด์บาย กุญแจอิเล็กทรอนิกส์ถูกปิดด้วยแรงดันไฟฟ้าระดับต่ำที่เอาต์พุตโดยตรงของทริกเกอร์ DD10.1 การระบุจำนวนพัลส์ในแพ็กเก็ตที่ได้รับที่อินพุตของตัวนับทศนิยมไบนารีเริ่มต้นขึ้น

ด้วยการปรากฏตัวของแรงดันไฟฟ้าระดับสูงที่เอาต์พุตโดยตรงของทริกเกอร์ DD10.2 ตัวเก็บประจุ C3 จะเริ่มชาร์จผ่านตัวต้านทาน R5 ขณะชาร์จ แรงดันบวกที่ฐานของทรานซิสเตอร์ VT1 จะเพิ่มขึ้น (รูปที่ 49, d) ทันทีที่ทรานซิสเตอร์เปิดถึงประมาณ 0.6 V แรงดันไฟฟ้าที่ตัวสะสมจะลดลงเหลือเกือบ 0 (รูปที่ 49, d) แรงดันไฟฟ้าระดับสูงที่ปรากฏที่เอาต์พุตขององค์ประกอบ DD11.3 ส่งผลต่ออินพุต RO ของวงจรไมโคร DD12, DD14 และ DD16 ซึ่งเป็นผลมาจากการที่ตัวนับพัลส์ทศนิยมไบนารี่ถูกรีเซ็ตเป็นศูนย์ทำให้ผลการวัดหยุดลง ในเวลาเดียวกัน แรงดันไฟฟ้าระดับต่ำ* ซึ่งปรากฏเป็นพัลส์สั้นที่พิน 11 ของอินเวอร์เตอร์ DD11.4 (รูปที่ 49, e) จะสลับทริกเกอร์ DD10.2 และมัลติไวเบรเตอร์สแตนด์บายไปเป็นสถานะเริ่มต้นและ ตัวเก็บประจุ SZ ถูกปล่อยออกมาผ่านไดโอด VD2 และองค์ประกอบ DD10.2 ด้วยการปรากฏตัวของพัลส์ความถี่อ้างอิงถัดไปที่อินพุตของทริกเกอร์ DD10.1 รอบการทำงานของอุปกรณ์ในโหมดการวัดจะเริ่มขึ้น (รูปที่ 49, g)

ตัวนับ DD12 ตัวถอดรหัส DD13 และตัวบ่งชี้ดิจิตอลการจ่ายก๊าซ HG1 ก่อให้เกิดขั้นตอนการนับลำดับต่ำของเครื่องวัดความถี่ ขั้นตอนการนับครั้งต่อไปเรียกว่าขั้นสูง ในการออกแบบเครื่องวัดความถี่ที่สมบูรณ์ ตัวบ่งชี้ HG1 จะอยู่ทางด้านขวาสุด ตามด้วยตัวบ่งชี้ HG2 และ HG3 ทางด้านซ้าย ตัวแรกแสดงหน่วย ความถี่ที่สอง - สิบ ความถี่ที่สาม - ร้อยของช่วงย่อยการวัดที่กำหนด เลือกโดยสวิตช์ SA1

ข้าว. 50. แผนภาพแหล่งจ่ายไฟ

หากต้องการเปลี่ยนเครื่องวัดความถี่เป็นโหมดการนับพัลส์ต่อเนื่อง ให้ตั้งค่าสวิตช์ SA2 ไปที่ตำแหน่ง "การนับ" ในกรณีนี้ ทริกเกอร์ DD10.1 ที่อินพุต S จะเปลี่ยนไปที่สถานะเดียว - แรงดันไฟฟ้าระดับสูงจะทำงานที่เอาต์พุตโดยตรง ในกรณีนี้คีย์อิเล็กทรอนิกส์ DD11.1 เปิดอยู่และผ่านพัลส์สัญญาณอินพุตจะถูกส่งอย่างต่อเนื่องไปยังอินพุตของตัวนับทศนิยมไบนารี ในกรณีนี้ การอ่านค่าตัวนับจะหยุดเมื่อคุณกดปุ่ม SB1 “รีเซ็ต”

แหล่งจ่ายไฟของเครื่องวัดความถี่ (รูปที่ 50) ประกอบด้วยหม้อแปลงเครือข่าย T1, วงจรเรียงกระแสแบบเต็มคลื่น VD3, ตัวเก็บประจุ C9 ที่ทำให้ระลอกคลื่นของแรงดันไฟฟ้าที่แก้ไขเรียบขึ้นและตัวปรับแรงดันไฟฟ้าบนซีเนอร์ไดโอด VD5 และทรานซิสเตอร์ วีที2. ตัวเก็บประจุ SY ที่เอาต์พุตของโคลงยังทำให้ระลอกคลื่นของแรงดันไฟฟ้าที่แก้ไขเรียบขึ้นอีกด้วย ตัวเก็บประจุ SP (เช่นตัวเก็บประจุ C4-C8 ของอุปกรณ์) บล็อกไมโครวงจรมิเตอร์ความถี่ตามวงจรไฟฟ้า ตัวต้านทาน R16 จะรักษาโหมดโคลงเมื่อโหลดถูกตัดการเชื่อมต่อ

แรงดันไฟฟ้าของขดลวด III ของหม้อแปลง (ประมาณ 200...220 V) จ่ายผ่านไดโอด DV4 ในวงจรจ่ายไฟของวงจรแอโนดของตัวบ่งชี้ดิจิตอลปล่อยก๊าซของเครื่องวัดความถี่

ข้าว. 51. ตัวอุปกรณ์

ข้าว. 52. การวางบล็อกและชิ้นส่วนของเครื่องวัดความถี่ดิจิทัลในตัวเครื่อง

ออกแบบ. คุณคุ้นเคยกับรูปลักษณ์ของเครื่องวัดความถี่แล้ว ลำตัว (รูปที่ 51) ประกอบด้วยชิ้นส่วนรูปตัว U สองส่วน งอจากแผ่นดูราลูมินแบบนิ่มหนา 2 มม. ส่วนล่างทำหน้าที่เป็นแชสซีประกอบ ผนังด้านหน้าซึ่งเป็นแผงด้านหน้าของอุปกรณ์จะมีรูสี่เหลี่ยมถูกตัดออก โดยมีแผ่นกระจกออร์แกนิกสีแดงปิดอยู่ด้านหน้า ซึ่งมองเห็นตัวบ่งชี้การปล่อยก๊าซได้ ทางด้านขวาของช่องสำหรับเชื่อมต่อขั้วต่ออินพุตความถี่สูง XS1 สวิตช์ SA1 ด้วยห้าตำแหน่ง สวิตช์สลับ SA2 "การนับการวัด" และปุ่ม SB1 "รีเซ็ต" สามรูบนผนังด้านหลังใช้สำหรับสวิตช์ไฟ SA3, ตัวยึดฟิวส์ FU1 และอินพุตสายไฟ ส่วนบน - ฝาครอบ - ขันด้วยสกรู M3 ไปที่มุมดูราลูมินที่ตรึงอยู่กับแชสซีด้านข้าง ขายางติดอยู่ที่ด้านล่างของแชสซี การติดตั้ง. ชิ้นส่วนเครื่องวัดความถี่ติดตั้งอยู่บนแผงวงจรพิมพ์สี่แผ่นที่ทำจากลามิเนตไฟเบอร์กลาสเคลือบฟอยล์ หนา 2 มม. เป็นตัวแทนของหน่วยอุปกรณ์ที่สมบูรณ์ตามหน้าที่ การวางตำแหน่งบอร์ดและส่วนอื่นๆ ของเครื่องวัดความถี่ในตัวเครื่องจะแสดงในรูปที่ 1 52. แผงยึดด้วยสกรูและน็อตบนแผ่นพลาสติกและติดตั้งบนโครงเครื่อง การเชื่อมต่อระหว่างบอร์ดกับส่วนอื่นๆ ของอุปกรณ์ทำด้วยตัวนำที่ยืดหยุ่นและเป็นฉนวนที่เชื่อถือได้

ติดตั้งและทดสอบแหล่งจ่ายไฟก่อน ลักษณะและแผงวงจรพิมพ์พร้อมเค้าโครงชิ้นส่วนจะแสดงในรูปที่ 1 53. หม้อแปลงเครือข่าย T1 เป็นแบบโฮมเมดทำจากวงจรแม่เหล็กШл20х32 Winding I ออกแบบมาสำหรับแรงดันไฟหลัก 220 V ประกอบด้วยลวด PEV-1 0.1 1,650 รอบ, ขดลวดแอโนด III - 1,500 รอบของสายเดียวกัน, ขดลวด II - 55 รอบของลวด PEV-1 0.47 โดยทั่วไปสำหรับแหล่งจ่ายไฟคุณสามารถใช้หม้อแปลงสำเร็จรูปที่เหมาะสมซึ่งมีกำลังมากกว่า 7...8 W โดยให้แรงดันไฟฟ้าสลับ 8...10 V สำหรับขดลวด II ที่กระแสโหลดอย่างน้อย 0.5 A บนขดลวด III - ประมาณ 200 V ที่กระแสไม่น้อยกว่า 10 mA

ทรานซิสเตอร์ควบคุม VT2 ของตัวปรับแรงดันไฟฟ้าติดตั้งอยู่บนแผ่นดูราลูมินรูปตัว L ที่มีความหนา 50x50 และ 2 มม. ซึ่งทำหน้าที่เป็นแผ่นระบายความร้อน ขั้วต่อฐานและตัวส่งสัญญาณของทรานซิสเตอร์จะถูกส่งผ่านรูในบอร์ดและบัดกรีโดยตรงกับตัวนำที่พิมพ์ออกมาที่เกี่ยวข้อง หน้าสัมผัสทางไฟฟ้าของตัวสะสมทรานซิสเตอร์กับชุดเรียงกระแส VD3 ทำผ่านแผงระบายความร้อน สกรูยึดพร้อมน็อตและแผ่นฟอยล์

ข้าว. 53(ก) หน่วยพลังงาน

ข้าว. 53(ข) หน่วยพลังงาน

หลังจากตรวจสอบการติดตั้งด้วยแผนภาพบล็อก (ดูรูปที่ 50) ให้เชื่อมต่อเอาต์พุตของตัวปรับแรงดันไฟฟ้าที่เทียบเท่ากับตัวต้านทานโหลดที่มีความต้านทาน 10... 12 โอห์มสำหรับการกระจายพลังงาน 5 W เชื่อมต่อเครื่องกับเครือข่ายและวัดแรงดันไฟฟ้าข้ามตัวต้านทานทันที - ควรอยู่ในช่วง 4.75...5.25 V. แม่นยำยิ่งขึ้นสามารถตั้งค่าแรงดันไฟฟ้านี้ได้โดยเลือกซีเนอร์ไดโอด VD5 เปิดเครื่องทิ้งไว้ 1.5...2 ชั่วโมง ในช่วงเวลานี้ทรานซิสเตอร์ควบคุมสามารถให้ความร้อนได้สูงถึง 60...70 ° C แต่แรงดันไฟฟ้าที่โหลดไม่ควรเปลี่ยนแปลงในทางปฏิบัติ ด้วยวิธีนี้ คุณจะทดสอบแหล่งจ่ายไฟเมื่อทำงานในสภาวะที่ใกล้เคียงกับของจริง

ตัวนับพัลส์และหน่วยแสดงผลดิจิทัลติดตั้งอยู่บนกระดานทั่วไปขนาด 100x80 มม. (รูปที่ 54) บัสวงจรกำลังตั้งอยู่บนบอร์ดที่ด้านไมโครวงจรซึ่งทำให้สามารถจ่ายจัมเปอร์ลวดเพียงสองตัวที่จุดตัดของวงจรตัวนับ DD12, DD14; DD16. ตัวเก็บประจุแบบบล็อก C7 และ C8 ถูกบัดกรีเข้ากับบัสเดียวกัน สายไฟของตัวบ่งชี้การปล่อยก๊าซจะถูกส่งผ่านรูในบอร์ดและบัดกรีเข้ากับแผ่นรองรับกระแสซึ่งเชื่อมต่อด้วยลวดยึดชิ้นส่วนเข้ากับเอาต์พุตที่สอดคล้องกันของตัวถอดรหัส DDI3, DD15 และ DD17 (เพื่อไม่ให้ซับซ้อน แบบร่างของบอร์ด การเชื่อมต่อเหล่านี้จะไม่แสดงในรูปที่ 54)

ข้าว. 54(ก) บอร์ดเคาน์เตอร์พัลส์พร้อมบล็อกข้อมูลดิจิทัล

ข้าว. 54(ข) บอร์ดเคาน์เตอร์พัลส์พร้อมบล็อกข้อมูลดิจิทัล

หลังจากตรวจสอบการติดตั้งและความน่าเชื่อถือของการบัดกรีอย่างระมัดระวังแล้ว ให้เชื่อมต่อบอร์ดเข้ากับแหล่งจ่ายไฟ และเชื่อมต่อเครื่องเข้ากับเครือข่ายด้วยความระมัดระวัง ตัวชี้วัดควรแสดงเป็นศูนย์ หากตอนนี้ตัวนำทั่วไปของอินพุต RO ของมิเตอร์ซึ่งควรเชื่อมต่อกับพิน 8 ขององค์ประกอบ DD11.3 ของอุปกรณ์ควบคุมลัดวงจรไปที่ตัวนำ "ต่อสายดิน" ชั่วคราวและพัลส์จะถูกส่งจากเครื่องกำเนิดทดสอบไปยังอินพุต C1 (พิน 14) ของตัวนับ DD12 ตามด้วยความถี่การทำซ้ำ 1 ...3 Hz หน่วยมิเตอร์ความถี่นี้จะทำงานในโหมดนับพัลส์: ตัวบ่งชี้ HG1 จะแสดงหน่วย HG2 จะแสดงหลักสิบ และ HG3 จะแสดงหลักร้อย ของพัลส์ หลังจาก 999 พัลส์ ตัวบ่งชี้จะแสดงค่าศูนย์และการนับพัลส์ถัดไปจะเริ่มขึ้น

ข้าว. 55(ก) บล็อกความถี่อ้างอิง

ข้าว. 55(ข) บล็อกความถี่อ้างอิง

ในกรณีที่เกิดปัญหาในหน่วยนี้ ให้ตรวจสอบและทดสอบแต่ละหลักของหน่วยแสดงผลแยกกันโดยใช้ตัวบ่งชี้หรือที่ดีกว่าคือออสซิลโลสโคปแบบอิเล็กทรอนิกส์

หลังจากตรวจสอบการติดตั้งแล้ว ให้จ่ายแรงดันไฟฟ้า 5 V ไปที่บัสจ่ายไฟของอุปกรณ์นี้ และตรวจสอบการทำงานของอุปกรณ์โดยใช้ไฟ LED หรือตัวบ่งชี้ทรานซิสเตอร์ เมื่อเชื่อมต่อตัวบ่งชี้เข้ากับเอาต์พุตของชิป DD5 ควรกะพริบด้วยความถี่ 1 Hz ไปยังเอาต์พุตของชิป DD8 ที่มีความถี่ 10 Hz และไปยังเอาต์พุตของ DD7 ด้วยความถี่ 100 Hz (มองไม่เห็น ถึงตา) จากนั้นส่งสัญญาณจากเอาต์พุตของไมโครวงจรเหล่านี้ทีละตัวกับอินพุต C1 ของตัวนับ DD12 ของหน่วยแสดงผลดิจิทัล การทำงานในโหมดการนับจะระบุจำนวนพัลส์ที่มาถึงจากเอาต์พุตของตัวแบ่งทั้งสามระยะ หากทุกอย่างเป็นไปด้วยดี เราสามารถสรุปได้ว่าตัวกำเนิดของบล็อกความถี่อ้างอิงทำงานอย่างถูกต้อง

อดีตแรงดันพัลส์ กุญแจอิเล็กทรอนิกส์ และอุปกรณ์ควบคุมติดตั้งอยู่บนบอร์ดทั่วไปเดียว (รูปที่ 56) เริ่มการทดสอบหน่วยมิเตอร์ความถี่นี้โดยการตรวจสอบการทำงานของเครื่องกำเนิดสัญญาณพัลส์ของความถี่ที่วัดได้ร่วมกับหน่วยและองค์ประกอบอื่น ๆ ของอุปกรณ์ ในการดำเนินการนี้ ให้เชื่อมต่ออินพุต S (พิน 4) ของทริกเกอร์ DD10.1 ชั่วคราวเข้ากับตัวนำ "ต่อสายดิน" (ซึ่งเทียบเท่ากับการตั้งค่าสวิตช์ SA2 ไปที่ตำแหน่ง "การนับ") พิน 6 ของอินเวอร์เตอร์ DD11.2 - ด้วยพิน 14 ของอินพุต C1 ของตัวนับ ka DD12 และใช้สัญญาณกับขั้วต่อ XS1 จากเอาต์พุตของวงจรไมโคร DD9 ของบล็อกความถี่อ้างอิง ตัวบ่งชี้ควรแสดงตัวเลขตามลำดับตั้งแต่ 1 ถึง 999 ที่ความถี่พัลส์ 10 Hz ที่นำมาจากเอาต์พุตของไมโครวงจร DD8 ความเร็วในการนับพัลส์จะเพิ่มขึ้น 10 เท่า

จากนั้นถอดตัวนำที่เชื่อมต่ออินพุต S ของทริกเกอร์ DD10.1 ด้วยบัสจ่ายไฟ "กราวด์" (ซึ่งสอดคล้องกับการตั้งค่าสวิตช์ SA2 ไปที่ตำแหน่ง "การวัด") เชื่อมต่อพิน 8 ของอินเวอร์เตอร์ DD11.3 เพื่อรีเซ็ตตัวนับ บัส DD12, DD14, DD16 (หลังจากถอดจัมเปอร์ซึ่งก่อนหน้านี้บัสนี้เชื่อมต่อกับตัวนำ "กราวด์") อินพุต C (พิน 3) ของทริกเกอร์ DDIO เชื่อมต่อ I โดยตรงกับเอาต์พุตของบล็อกความถี่อ้างอิง (พิน 5 ของ DD9) ซึ่งเทียบเท่ากับการตั้งค่าสวิตช์ SA1 ไปที่ตำแหน่ง “xl Hz” และพร้อมกันกับขั้วต่อ XS1 ตอนนี้ตัวบ่งชี้ HG1 จะแสดงเป็นระยะหลังจากประมาณ 1.5...2 วินาที (ขึ้นอยู่กับระยะเวลาการชาร์จของตัวเก็บประจุเวลา SZ) จะแสดงหมายเลข 1 (1 Hz)

ข้าว. 56(ก) อดีตแรงดันพัลส์และบอร์ดอุปกรณ์! การจัดการ

ข้าว. 56(ข) อดีตแรงดันพัลส์และบอร์ดอุปกรณ์! การจัดการ

เมื่อเชื่อมต่อตัวเชื่อมต่อเข้ากับเอาต์พุตของวงจรไมโคร DD8 ของบล็อกความถี่อ้างอิงตัวบ่งชี้ HG1 และ HG2 ควรแสดงหมายเลข 10 (10 Hz) หากขั้วต่อเชื่อมต่อกับเอาต์พุตของชิป DD7 ตัวบ่งชี้จะแสดงหมายเลข 100 (100 Hz)

หลังจากนั้นให้ใช้แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับกับอินพุตของมิเตอร์ความถี่ซึ่งลดลงโดยหม้อแปลงเป็น 1...3 V - ตัวบ่งชี้จะบันทึกความถี่ 50 Hz หลังจากทดสอบบล็อกมิเตอร์ความถี่แล้ว ให้ติดบอร์ดเข้ากับแผ่น getinax (อาจเป็นข้อความหรือวัสดุฉนวนอื่น ๆ ) ตามรูปที่ 1 52 และติดแผ่นไว้ที่ด้านล่างของแชสซี เชื่อมต่อบอร์ดเข้าด้วยกันและกับส่วนอื่นๆ ของมิเตอร์ความถี่ที่ติดตั้งที่ผนังด้านหน้าและด้านหลังของแชสซีโดยใช้ตัวนำยึดแบบมัลติคอร์ในฉนวนโพลีไวนิลคลอไรด์

สุดท้ายให้ตรวจสอบการทำงานของอุปกรณ์ในโหมด "การนับ" และ "การวัด" แหล่งสัญญาณยังคงเป็นพัลส์ที่นำมาจากระยะต่างๆ ของตัวแบ่งของบล็อกความถี่อ้างอิง เครื่องวัดความถี่ดิจิตอลสามารถเปลี่ยนแปลงและเพิ่มเติมอะไรได้บ้าง!?

เริ่มต้นด้วยเครื่องกำเนิดแรงดันไฟฟ้าพัลส์ซึ่งความไวและความชัดเจนของการทำงานของอุปกรณ์วัดโดยรวมขึ้นอยู่กับเป็นส่วนใหญ่ อาจเกิดขึ้นได้ว่าคุณไม่มีวงจรไมโคร K155LD1 อยู่ในมือ ซึ่งก็คืออินพุตสี่อินพุตหรือตัวขยายสองตัวที่ทำงานในโหมดทริกเกอร์ในบล็อกอินพุตของมิเตอร์ความถี่ ไมโครวงจรนี้สามารถถูกแทนที่ด้วยหนึ่งในทริกเกอร์ Schmitt ของไมโครวงจร K155TL1 หากคุณเสริมด้วยสเตจแอมพลิฟายเออร์ทรานซิสเตอร์เดี่ยว หากไม่มีการขยายแรงดันไฟฟ้าเบื้องต้นของความถี่ที่วัดได้ ความไวของเครื่องวัดความถี่จะแย่กว่าไดรเวอร์บนไมโครวงจร K155LD1

คุณสามารถดูไดอะแกรมของบล็อกอินพุตของเครื่องวัดความถี่รุ่นนี้ได้ในรูปที่ 1 57. แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับของความถี่ที่วัดได้จะถูกส่งผ่านตัวต้านทาน R1 และตัวเก็บประจุ C1 ไปที่ฐานของทรานซิสเตอร์ VT1 ของสเตจแอมป์และจากตัวต้านทานโหลด R4 ไปยังอินพุตของทริกเกอร์ Schmitt DD1.1 พัลส์ที่สร้างโดยทริกเกอร์ซึ่งมีอัตราการทำซ้ำซึ่งสอดคล้องกับความถี่ของสัญญาณอินพุตจะถูกลบออกจากพินเอาต์พุต 6 จากนั้นจ่ายให้กับพินอินพุต 2 ของคีย์อิเล็กทรอนิกส์ DD11.1 ของอุปกรณ์ควบคุมมิเตอร์ความถี่

บทบาทของซิลิคอนไดโอด VD1 และตัวต้านทาน R1 ที่อินพุตของอุปกรณ์คืออะไร? ไดโอดจะจำกัดแรงดันลบที่จุดเชื่อมต่อตัวปล่อยของทรานซิสเตอร์ ตราบใดที่แรงดันไฟฟ้าของสัญญาณอินพุตไม่เกิน 0.6...0.7 V ไดโอดจะถูกปิดในทางปฏิบัติและไม่มีผลกระทบใด ๆ ต่อการทำงานของทรานซิสเตอร์ในฐานะเครื่องขยายเสียง เมื่อแอมพลิจูดของสัญญาณที่วัดได้มีค่ามากกว่าแรงดันไฟฟ้าเกณฑ์นี้ ไดโอดจะเปิดที่ครึ่งโหนดลบ และด้วยเหตุนี้จึงรักษาแรงดันไฟฟ้าที่ฐานของทรานซิสเตอร์ที่ไม่เกิน 0.7...0.8 V. - และ ตัวต้านทาน R1 ป้องกันการไหลของแรงดันไฟฟ้าที่เป็นอันตรายผ่านกระแสไดโอดเมื่อสัญญาณอินพุตเป็นไฟฟ้าแรงสูง

ตัวเก็บประจุ C2 จะบล็อกสเตจของแอมพลิฟายเออร์และชิปไดรเวอร์ตามวงจรไฟฟ้า การตั้งค่าเชปเปอร์ลงมาเพื่อเลือกตัวต้านทาน R2 ตรวจสอบให้แน่ใจว่าแรงดันไฟฟ้าที่ตัวสะสมของทรานซิสเตอร์ (สัมพันธ์กับสายสามัญ) คือ 2.5...3 V

ข้าว. 57. แรงดันพัลส์ที่เกิดขึ้นบนทริกเกอร์ Schmitt ของไมโครวงจร K155TL1

ความไวของมิเตอร์ความถี่ที่มีตัวขับแรงดันพัลส์ดังกล่าวจะมีอย่างน้อย 50 mV ซึ่งมากกว่าลำดับความสำคัญที่ดีกว่าตัวขับที่ใช้วงจรไมโคร K155LD1

แผนภาพของ Shaper อีกเวอร์ชันหนึ่งซึ่งให้เครื่องวัดความถี่ที่มีความไวเท่ากันโดยประมาณจะแสดงในรูปที่ 1 58. วงจรอินพุตและแอมพลิฟายเออร์เหมือนกับในไดรเวอร์ของเวอร์ชันก่อนหน้า และการทำงานของเครื่องกำเนิดแรงดันไฟฟ้าพัลส์เองจากสัญญาณขยายนั้นดำเนินการโดยทริกเกอร์ Schmitt บนองค์ประกอบลอจิคัล DD1.1 และ DD1.2 ของไมโครวงจร K155LAZ คุณได้ใช้ทริกเกอร์ Schmitt ที่คล้ายกันในเครื่องวัดความถี่แบบธรรมดาที่มีตัวบ่งชี้การหมุนที่เอาต์พุตแล้ว (ดูรูปที่ 24) อินเวอร์เตอร์ DD1.3 ปรับปรุงรูปร่างของพัลส์ที่จ่ายให้กับอินพุตของอุปกรณ์ควบคุมกุญแจอิเล็กทรอนิกส์

ดังนั้นจึงมีตัวเลือกที่เป็นไปได้อีกสองตัวเลือกสำหรับแรงดันพัลส์ในอดีตซึ่งแตกต่างกันในวงจรไมโครที่ใช้ แต่ความไวเกือบจะเหมือนกัน คุณควรเลือกอันไหนถ้าคุณไม่มีไมโครวงจร K155LD1 และต้องการปรับปรุงความไวของเครื่องวัดความถี่ด้วย ปัญหานี้สามารถแก้ไขได้โดยการทดลอง: ทดสอบทั้งสองตัวเลือกและติดตั้งตัวที่เครื่องวัดความถี่ทำงานแม่นยำยิ่งขึ้น ออสซิลโลสโคปแบบอิเล็กทรอนิกส์สามารถช่วยคุณตัดสินใจเลือกได้บนหน้าจอซึ่งคุณสามารถสังเกตพัลส์ที่สร้างขึ้นได้ ควรให้ความสำคัญกับ Shaper ที่มีการขึ้นและลงของพัลส์เอาท์พุตที่มีความชันมากกว่า โดยมีระยะเวลาของพัลส์เท่ากันและมีช่วงหยุดระหว่างพัลส์เหล่านั้นเท่ากัน

อาจเกิดขึ้นได้ว่าเมื่อทำการวัดความถี่มากกว่าสองสามกิโลเฮิรตซ์จะสังเกตเห็นการกะพริบของตัวเลขตัวบ่งชี้การส่องสว่างและนอกจากนี้บางครั้งอุปกรณ์จะแสดงความถี่เป็นสองเท่า อะไรคือสาเหตุของปรากฏการณ์เหล่านี้และจะกำจัดได้อย่างไรหากพบปรากฏการณ์เหล่านี้ในเครื่องวัดความถี่ที่เสร็จแล้วหรือจะปรากฏในภายหลัง

ในเครื่องวัดความถี่ที่อธิบายไว้ เวลาแสดงผลของผลการวัดจะขึ้นอยู่กับตำแหน่งของสวิตช์ "ช่วง" SA1 เมื่อความถี่ของพัลส์นาฬิกามากกว่า 1 kHz ซึ่งมาจากบล็อกความถี่อ้างอิงถึงอินพุตของอุปกรณ์ควบคุม ตัวเก็บประจุ SZ จะไม่มีเวลาคายประจุจนหมดในช่วงเวลาระหว่างพัลส์สองพัลส์ที่อยู่ติดกันเสมอไป ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมในระหว่างนั้น ในรอบการทำงานถัดไปจะเริ่มชาร์จจากแรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่า ส่งผลให้เวลาในการแสดง (ดูรูปที่ 49, c และ g) ลดลง และไฟแสดงสถานะเริ่มกะพริบ

สาเหตุของปรากฏการณ์ที่สองคือความไม่เสถียรในช่วงสุดท้ายของสัญญาณ "รีเซ็ต" (ดูรูปที่ 49, e) ของอุปกรณ์ควบคุมกลับสู่สถานะดั้งเดิม ที่ขอบของพัลส์นี้ ทริกเกอร์ DD10.2 จะสลับไปที่สถานะศูนย์ และแรงดันไฟฟ้าระดับสูงที่เอาต์พุตแบบผกผัน (พิน 8) ทำให้ทริกเกอร์ DD10.1 ทำงาน และถ้าพัลส์นาฬิกาของความถี่อ้างอิงมาถึงอินพุต C ของทริกเกอร์นี้ในช่วงเวลาหนึ่งเมื่อสัญญาณรีเซ็ตยังไม่สิ้นสุด ทริกเกอร์ DD10.1 จะสลับไปที่สถานะเดียว การนับพัลส์อินพุตจะ เริ่มต้น ซึ่งทริกเกอร์ DD10.2 จะไม่ตอบสนองในเวลาที่เหมาะสม เนื่องจาก หลังจากรอบการทำงานดังกล่าว จะไม่มีสัญญาณรีเซ็ต เป็นผลให้ตัวบ่งชี้จะบันทึกผลรวมของความถี่ของสัญญาณที่วัดได้และการอ่านรอบการทำงาน "ที่ไม่ได้กำหนดไว้" ของอุปกรณ์ควบคุม

ข้อบกพร่องทั้งสองนี้สามารถกำจัดได้อย่างง่ายดายโดยการแนะนำ D-flip-flop ตัวอื่นเข้าไปในอุปกรณ์ควบคุม DD10.1 ซึ่งเน้นไว้ในรูปที่ 1 59 เส้นหนา. ในกรณีนี้ด้วยลักษณะของสัญญาณ การดำเนินการ La "รีเซ็ต" ของทริกเกอร์ DD10.1 ยังคงถูกห้ามโดยแรงดันไฟฟ้าระดับต่ำที่จ่ายให้กับอินพุต R จากเอาต์พุตของทริกเกอร์ DD10.1 การอนุญาตสำหรับการดำเนินการนั้นจะได้รับจากทริกเกอร์เพิ่มเติมที่ส่วนท้ายของพัลส์ที่มาถึงอินพุต C ระยะเวลาการทำซ้ำของพัลส์เหล่านี้จะต้องเป็นเช่นนั้นในระหว่างการหยุดชั่วคราวระหว่างตัวเก็บประจุ SZ จะมีเวลาในการคายประจุจนหมด ปัญหานี้แก้ไขได้โดยนำไปใช้กับอินพุต C ของพัลส์ทริกเกอร์ DD10.1 ด้วยอัตราการทำซ้ำ 10 Hz ซึ่งนำมาจากพิน 5 ของตัวนับ DD8 ของบล็อกความถี่อ้างอิง

ขั้วบวกของตัวบ่งชี้ HG4 ได้รับการจ่ายเช่นเดียวกับขั้วบวกของตัวบ่งชี้อื่น ๆ ผ่านตัวต้านทานจำกัด R15 ที่มีค่าเดียวกัน

ข้าว. 60. แผนภาพแสดงขั้นตอนการนับเพิ่มเติมของหน่วยแสดงผลดิจิทัล

หากต้องการและมีชิ้นส่วนให้เลือก สามารถเสริมหน่วยแสดงผลดิจิทัลด้วยขั้นตอนการนับอื่น - หนึ่งในห้า แต่ดังที่การฝึกปฏิบัติวิทยุสมัครเล่นแสดงให้เห็นแล้วว่า สิ่งนี้ไม่จำเป็นอย่างยิ่ง

คำถามต่อไปที่เราคาดการณ์ไว้คือ: ตัวชี้วัดเชิงสัญลักษณ์ใดนอกเหนือจาก IN-8-2 ที่เหมาะสำหรับเครื่องวัดความถี่? ตัวบ่งชี้การปล่อยแสงอื่น ๆ เช่น IN-2, IN-14, IN-16 จำเป็นต้องคำนึงถึง pinout ที่เกี่ยวข้องระหว่างการติดตั้งเท่านั้น ไม่ใช่เรื่องยากที่จะจดจำหรือชี้แจง pinout ของตัวบ่งชี้ที่ใช้ในการทดลองโดยการใช้แรงดันไฟฟ้าคงที่หรือแบบเร้าใจที่ 150...200 V ไปที่ขั้วของอิเล็กโทรด (ผ่านตัวต้านทานจำกัดที่มีความต้านทาน 33...47 kOhm ). สะดวกในการนำเอาต์พุตแอโนดเหมือนเดิมโดยมองเห็นได้ชัดเจนผ่านขวดแก้วตัวบ่งชี้ เมื่อเชื่อมต่อตัวนำบวกของแหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้าเข้ากับขั้วต่อแล้ว ให้แตะขั้วต่ออื่น ๆ ตามลำดับกับตัวนำลบของแหล่งกำเนิด ในกรณีนี้ตัวเลขที่ตรงกับ pinout ของตัวบ่งชี้ที่กำลังทดสอบจะสว่างขึ้น

และอีกหนึ่งคำถามเกี่ยวกับการเลือกเครื่องสะท้อนเสียงแบบควอตซ์ เครื่องกำเนิดบล็อกความถี่ที่เป็นแบบอย่างคือ "หัวใจ" ของเครื่องวัดความถี่ซึ่งเป็นจังหวะที่กำหนดความแม่นยำของการวัด ดังนั้นการทำงานของมันจึงเสถียรด้วยเครื่องสะท้อนเสียงแบบควอตซ์ โดยหลักการแล้ว ความถี่ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสามารถทำให้เสถียรได้ เช่น โดยความถี่ของแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับของเครือข่ายไฟฟ้าแสงสว่าง (เช่นเดียวกับที่ทำในการถ่ายทอดเวลาตามที่อธิบายไว้ข้างต้น) แต่น่าเสียดายที่ในช่วงเวลาต่างๆ ของวัน อาจแตกต่างกันจาก 50 Hz x 0.5... 1 Hz ดังนั้นความถี่ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะ "ลอย" และส่งผลให้เกิดข้อผิดพลาดในการวัด เป็นผลให้เครื่องวัดความถี่ดิจิตอลจะสูญเสียคุณภาพที่ค่อนข้างสูง

นั่นเป็นสาเหตุที่คุณไม่สามารถทำได้หากไม่มีเครื่องสะท้อนเสียง แต่จะเกิดอะไรขึ้นถ้าไม่มีตัวสะท้อนความถี่ 8 MHz ในเครื่องวัดความถี่ที่อธิบายไว้? เครื่องสะท้อนเสียงแบบควอตซ์ตัวอื่นก็สามารถทำได้ แน่นอนว่าควรใช้เครื่องสะท้อนเสียงที่มีความถี่ 1 MHz เพราะในกรณีนี้ไม่จำเป็นต้องใช้ชิป D03 ของสเตจแรกของตัวแบ่งและสัญญาณจากเอาต์พุตของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสามารถนำไปใช้กับโดยตรง อินพุตของชิป DD4 เครื่องสะท้อนเสียงแบบควอตซ์ที่มีความถี่ 100 kHz ก็ใช้งานได้เช่นกัน - จากนั้นคุณสามารถแยกไมโครวงจร DD4 ได้ ในทั้งสองกรณี ตัวหารของบล็อกความถี่อ้างอิงจะถูกทำให้ง่ายขึ้น

ข้าว. 61. วงจรแบ่งความถี่สำหรับออสซิลเลเตอร์ที่มีตัวสะท้อนควอทซ์ที่ 1.96 MHz

และถ้าไม่มีตัวสะท้อนควอทซ์ล่ะ? จากนั้นใช้อันอื่นที่มีความถี่เรโซแนนซ์ตั้งแต่ 0.1 ถึง 10 MHz นี่เป็นตัวอย่างที่ชัดเจน สมมติว่ามีเครื่องสะท้อนเสียงที่มีความถี่ 1.96 MHz (1960 kHz) ในกรณีนี้ สามารถสร้างตัวหารที่มีจำนวนเต็มทวีคูณของ 10 kHz ตามวงจรที่แสดงในรูปที่ 1 61. ตัวกำเนิดเองยังคงไม่เปลี่ยนแปลง ความถี่ของมันเท่ากับ 1960 kHz คือ JK flip-flop 2 และตัวนับ DD2 และ DD3 พร้อมด้วยวงจรไมโคร DD4 จะถูกหารด้วย K155LA1 (องค์ประกอบลอจิก 4I-NOT สององค์ประกอบ) ด้วยเพิ่มเติม 98 (2x7x7) เป็นผลให้พัลส์ที่มีความถี่ 10 kHz เกิดขึ้นที่เอาต์พุตของตัวแบ่งสามขั้นตอนซึ่งจะต้องนำไปใช้กับอินพุต S ของชิป DD6 ของตัวแบ่งของเครื่องวัดความถี่ที่ได้รับการออกแบบโดยตรง

อย่างที่คุณเห็น เมื่อใช้เครื่องสะท้อนเสียงแบบควอตซ์เกือบทุกชนิด คุณเพียงแค่ต้องเปลี่ยนการออกแบบของตัวแบ่งความถี่ขั้นแรกเท่านั้น เอกสารอ้างอิงที่เกี่ยวข้องจะช่วยคุณในเรื่องนี้

เหตุผลในการทำซ้ำเครื่องวัดความถี่นี้และสิ่งที่แนบมาเพื่อกำหนดพารามิเตอร์ของวงจรที่ไม่รู้จักคือการออกแบบตัวรับ R-45 ในอนาคต "มินิคอมเพล็กซ์" นี้จะทำให้การไขลานและกำหนดค่าวงจร RF ง่ายขึ้น ควบคุมจุดอ้างอิงของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า และอื่นๆ ดังนั้นเครื่องวัดความถี่ที่นำเสนอในบทความนี้จึงช่วยให้คุณสามารถวัดความถี่ตั้งแต่ 10 Hz ถึง 60 MHz ด้วยความแม่นยำ 10 Hz ซึ่งช่วยให้อุปกรณ์นี้สามารถใช้งานได้หลากหลาย เช่น การวัดความถี่ของออสซิลเลเตอร์หลัก เครื่องรับและส่งสัญญาณวิทยุ เครื่องกำเนิดฟังก์ชัน เครื่องสะท้อนกลับแบบควอตซ์ เครื่องวัดความถี่ให้พารามิเตอร์ที่ดีและมีความไวอินพุตที่ดี เนื่องจากมีเครื่องขยายเสียงและตัวแปลง TTL ซึ่งช่วยให้คุณสามารถวัดความถี่ของเครื่องสะท้อนกลับแบบควอตซ์ได้ หากใช้ตัวแบ่งความถี่เพิ่มเติม ความถี่ในการวัดสูงสุดอาจสูงถึง 1 GHz หรือสูงกว่า

วงจรมิเตอร์ความถี่ค่อนข้างง่าย ฟังก์ชั่นส่วนใหญ่ทำโดยไมโครคอนโทรลเลอร์ สิ่งเดียวคือไมโครคอนโทรลเลอร์จำเป็นต้องมีขั้นตอนการขยายเพื่อเพิ่มแรงดันไฟฟ้าอินพุตจาก 200-300 mV เป็น 3 V ทรานซิสเตอร์ที่เชื่อมต่อในวงจรอีซีแอลทั่วไปจะให้สัญญาณหลอก-TTL ที่ป้อนไปยังอินพุตไมโครคอนโทรลเลอร์ จำเป็นต้องใช้ทรานซิสเตอร์ "เร็ว" บางชนิดเป็นทรานซิสเตอร์ ฉันใช้ BFR91 - อะนาล็อกในประเทศของ KT3198V

แรงดันไฟฟ้า Vke ถูกตั้งค่าไว้ที่ 1.8-2.2 โวลต์โดยตัวต้านทาน R3* ในวงจร ของฉันคือ 22 kOhm แต่อาจต้องมีการปรับเปลี่ยน แรงดันไฟฟ้าสะสมของทรานซิสเตอร์ถูกนำไปใช้กับอินพุตตัวนับ/ตัวจับเวลาของไมโครคอนโทรลเลอร์ PIC ผ่านทางความต้านทานซีรีส์ 470 โอห์ม หากต้องการปิดการวัด จะใช้ตัวต้านทานแบบดึงลงในตัวใน PIC PIC ใช้ตัวนับ 32 บิต ส่วนหนึ่งอยู่ในฮาร์ดแวร์ ส่วนหนึ่งอยู่ในซอฟต์แวร์ การนับเริ่มต้นหลังจากปิดตัวต้านทานแบบพูลดาวน์ในตัวของไมโครคอนโทรลเลอร์ ระยะเวลาคือ 0.4 วินาที หลังจากเวลานี้ PIC จะหารตัวเลขผลลัพธ์ด้วย 4 จากนั้นบวกหรือลบความถี่กลางที่เหมาะสมเพื่อให้ได้ความถี่จริง ความถี่ผลลัพธ์จะถูกแปลงเพื่อแสดงบนจอแสดงผล

เพื่อให้เครื่องวัดความถี่ทำงานได้อย่างถูกต้อง จะต้องได้รับการปรับเทียบ วิธีที่ง่ายที่สุดในการทำเช่นนี้คือการเชื่อมต่อแหล่งกำเนิดพัลส์กับความถี่ที่ทราบแน่ชัดล่วงหน้าแล้วหมุนตัวเก็บประจุการปรับแต่งเพื่อตั้งค่าการอ่านที่ต้องการ หากวิธีนี้ไม่เหมาะสม คุณสามารถใช้ "การปรับเทียบคร่าวๆ" ได้ ในการดำเนินการนี้ ให้ปิดอุปกรณ์แล้วเชื่อมต่อพิน 10 ของไมโครคอนโทรลเลอร์เข้ากับ GND จากนั้นให้เปิดเครื่อง MK จะวัดและแสดงความถี่ภายใน

หากคุณไม่สามารถปรับความถี่ที่แสดงได้ (โดยการปรับตัวเก็บประจุ 33 pF) ให้เชื่อมต่อพิน 12 หรือ 13 ของ MK กับ GND สั้นๆ ซึ่งอาจต้องทำหลายครั้งเนื่องจากโปรแกรมจะตรวจสอบพินเหล่านี้เพียงครั้งเดียวต่อการวัด (0.4 วินาที) หลังจากการสอบเทียบแล้ว ให้ถอดขาที่ 10 ของไมโครคอนโทรลเลอร์ออกจาก GND โดยไม่ต้องปิดเครื่องเพื่อบันทึกข้อมูลในหน่วยความจำแบบไม่ลบเลือนของ MK

ฉันวาดแผงวงจรพิมพ์สำหรับเคสของฉัน นี่คือสิ่งที่เกิดขึ้น: เมื่อจ่ายไฟ โปรแกรมรักษาหน้าจอจะปรากฏขึ้นชั่วขณะหนึ่ง และเครื่องวัดความถี่จะเข้าสู่โหมดการวัด โดยไม่มีอะไรอยู่ที่อินพุต:

แผนภาพวงจรของคอนโซล

ผู้เขียนบทความได้แก้ไขไดอะแกรมที่สัมพันธ์กับแหล่งที่มาดั้งเดิม ดังนั้นฉันจึงไม่ได้แนบต้นฉบับ ไฟล์บอร์ดและเฟิร์มแวร์อยู่ในไฟล์เก็บถาวรทั่วไป ทีนี้ลองมาดูวงจรที่เราไม่รู้จัก - สิ่งที่แนบมาสำหรับการวัดความถี่เรโซแนนซ์ของวงจร

เราเสียบเข้าไปในซ็อกเก็ตที่ยังไม่สะดวกจะทำเพื่อตรวจสอบอุปกรณ์ดูผลการวัด:

เครื่องวัดความถี่ได้รับการปรับเทียบและทดสอบกับออสซิลเลเตอร์ควอทซ์ 4 MHz ผลลัพธ์ถูกบันทึกดังนี้: 4.00052 MHz ในตัวเรือนมิเตอร์ความถี่ฉันตัดสินใจส่งกำลังไปยังอุปกรณ์แนบ +9 โวลต์ด้วยเหตุนี้จึงมีการสร้างโคลง +5 V, +9 V อย่างง่ายบอร์ดอยู่ในรูปภาพ:

ฉันลืมบอกไปว่าแผงมิเตอร์ความถี่นั้นวางอยู่ด้านหลังเล็กน้อยไปทางด้านบน เพื่อความสะดวกในการถอดรูปภาพของไมโครคอนโทรลเลอร์ หมุนตัวเก็บประจุปรับจูน และลดความยาวของแทร็กบน LCD ให้เหลือน้อยที่สุด