Схема часов на к176ие12. Цифровой частотомер на микросхеме К176ИЕ12: схема, описание работы и сборка своими руками

Основные элементы схемы:

1. Микросхема К176ИЕ12 — ядро частотомера
2. Кварцевый резонатор на 32768 Гц
3. Входной усилитель-формирователь
4. Счетчики-дешифраторы (например, К176ИЕ4)
5. Семисегментные индикаторы

Как работает цифровой частотомер на К176ИЕ12

Рассмотрим принцип работы частотомера на К176ИЕ12 по этапам:

1. Входной сигнал частотой Fx поступает на усилитель-формирователь, где преобразуется в прямоугольные импульсы
2. Кварцевый резонатор задает опорную частоту 32768 Гц для микросхемы К176ИЕ12
3. К176ИЕ12 делит опорную частоту до 1 Гц, формируя временные ворота длительностью 1 секунда
4. В течение 1 секунды импульсы входного сигнала подсчитываются счетчиками-дешифраторами
5. Результат счета отображается на семисегментных индикаторах
6. Процесс измерения повторяется каждую секунду

Характеристики самодельного частотомера на К176ИЕ12

Типовой цифровой частотомер на К176ИЕ12, собранный своими руками, может иметь следующие характеристики:

• Диапазон измеряемых частот: от 1 Гц до 1-2 МГц
• Разрешение: 1 Гц
• Погрешность: не хуже 0.01%
• Время измерения: 1 секунда
• Входная чувствительность: около 0.1 В
• Максимальное входное напряжение: до 10 В

Компоненты для сборки частотомера на К176ИЕ12

Для самостоятельной сборки цифрового частотомера на К176ИЕ12 потребуются следующие основные компоненты:

• Микросхема К176ИЕ12 — 1 шт
• Кварцевый резонатор 32768 Гц — 1 шт
• Микросхемы-счетчики К176ИЕ4 — 3-4 шт
• Семисегментные индикаторы (например, АЛС324Б) — 3-4 шт
• Транзисторы КТ315 — 2-3 шт
• Резисторы, конденсаторы, диоды
• Печатная плата, корпус, разъемы

Преимущества и недостатки частотомера на К176ИЕ12

Рассмотрим основные плюсы и минусы самодельного частотомера на микросхеме К176ИЕ12:

Преимущества:

• Простота схемы и сборки
• Доступность компонентов
• Низкая стоимость
• Достаточная точность для многих применений

Недостатки:

• Ограниченный диапазон измеряемых частот
• Невысокое быстродействие
• Отсутствие дополнительных функций
• Зависимость точности от стабильности кварцевого резонатора

Как улучшить характеристики частотомера на К176ИЕ12

Существует несколько способов улучшить параметры самодельного частотомера на К176ИЕ12:

1. Использовать более точный кварцевый резонатор для повышения стабильности
2. Добавить предделитель частоты на входе для расширения диапазона измерений
3. Применить термостатирование кварца для уменьшения температурного дрейфа
4. Использовать микроконтроллер для реализации дополнительных функций
5. Добавить входной аттенюатор для расширения диапазона входных напряжений

Применение самодельного частотомера на К176ИЕ12

Цифровой частотомер, собранный на микросхеме К176ИЕ12, может найти применение в следующих областях:

• Настройка и проверка радиолюбительской аппаратуры
• Измерение частоты в звуковом диапазоне
• Контроль частоты вращения электродвигателей
• Калибровка генераторов сигналов
• Образовательные цели при изучении цифровой электроники

Таким образом, несмотря на свою простоту, самодельный частотомер на К176ИЕ12 может стать полезным инструментом для радиолюбителей и начинающих электронщиков.

Самодельные цифровые часы с индикаторами из светодиодных лент (К176ИЕ12, К176ИЕ4)

Для установки на проходных предприятий, вокзалах, в торговых центрах и в других местах массового прохода людей необходимы электронные часы с очень крупным и ярким дисплеем.

Сейчас такой дисплей, при относительно доступной цене, можно сделать на основе светодиодных лент. При этом размеры индикатора можно сделать очень большого размера, хоть в несколько метров высотой.

А поверхностью для его установки может служить даже стекло большого окна или витрины, особенно если использовать светодиодную ленту с самоклеящимся покрытием.

Ниже привожу описание схемы часов «массового пользования», которые были мной сделаны в кратчайшие сроки. Часы состоят из двух блоков, -блока управления (небольшая коробочка с запираемой крышкой, под которой расположены кнопки управления), и блока индикации, представляющего собой еще одну коробочку с драйверами светодиодных лент, а так же сами семисегментные индикаторы, выложенные из отрезков светодиодной ленты, расположенные, так как располагаются сегменты светодиодного цифрового индикатора.

Схема блока управления проста, и может быть, даже примитивна, — она выполнена по типовой схеме электронных часов на устаревших микросхемах серии К176, со статической индикацией. Всего пять микросхем, — одна К176ИЕ12, две К176ИЕЗ и две К176ИЕ4 Несмотря на устарелость, эти микросхемы пока еще встречаются в продаже.

Рис 1. Принципиальная схема электронных часов с индикаторами из светодиодных лент (часть 1).

На рисунке 1 показана схема блока управления. Вдаваться в подробности её работы, думаю, нет смысла. — схема всем хорошо известна (подробно ознакомиться можно в Л.1). Скажу только, что на входы «S» счетчиков подан нуль, чтобы активными выходными уровнями были логические единицы.

А вместо светодиодных индикаторов подключены транзисторные ключи ключи, нагруженные отрезками светодиодных лент. Точность хода часов зависит от точности кварцевого генератора.

В небольших пределах его частоту можно изменять подбором емкости конденсатора С2 (можно установить на его месте подстрочный конденсатор).

Кнопка S1 служит для установки минут, а кнопка S2 — для установки часов. Эти кнопки не фиксируемые. При их нажатии показания индикаторов меняются с частотой 1 Гц.

Сбрасываются счетчики досчитав до «24-00», с помощью диодов VD1 и VD2. На рисунке 2 показана схема одного из разрядов цифрового табло.

HL1-HL7 — это отрезки 12-вольтовой светодиодной ленты, на схеме показано их взаимное расположение, так чтобы получился цифровой индикатор. Размер (длина) «сегментов» из светодиодной ленты зависит от того, какого размера требуется дисплей.

Рис. 2. Рис 1. Принципиальная схема электронных часов с индикаторами из светодиодных лент (часть 2).

Управляют «сегментами» полевые ключевые транзисторы VТ1-VТ7 типа IRLU024N. На их затворы подаются логические уровни с выходов микросхем К176ИЕЗ и К176ИЕ4 (рис. 1).

Радиаторов им не требуется, конечно, если каждый сегмент не будет 10-метровой длины. Конструкция табло зависит от конкретного случая.

Если ленты с самоклящимся слоем можно наклеить на гладкую поверхность. Для лент без такого слоя потребуется какое-то крепление, клеевое или механическое. Блок управления питается от того же источника напряжением 12V, что и светодиодные ленты, но через стабилизатор А1 (рис.1), понижающий напряжение до 9V.

Собран блок управления на печатной плате, заимствованной из Л.1 Плата отличается подключением выводов 6 микросхем К176ИЕЗ и К176ИЕ4 и отсутствием на ней светодиодных индикаторов.

Лешанок Д. РК-11-19.

Литература: 1. Радиошкола. Цифровые микросхемы, РК-11-2000.

Часы на микросхеме к176ие12

Здесь мы рассмотрим типовые узлы и принципиальную схему электронных часов. Основой электронных часов служит отечественная микросхема КИЕ12 в состав которой входят: Генератор с внешним кварцевым резонатором на частоту Герц 2 делителя частоты: СТ2 на и СТ60 на При подключении к микросхеме кварцевого резонатора на частоту Герц микросхема выдает импульсы с частотой герц выходы Т1-Т4 микросхемы со скважностью 4 сдвинутые между собой на четверть периода необходимы для коммутации знакомест индикатора часов при динамической индикации. Импульсы с частотой 1 Герц подаются на счетчик секунд в качестве разделителя двух мигающих точек между индикаторами часов и минут.

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

Содержание:

• Цифровые электронные часы на индикаторах ИН-12 или ИН-18 (К176ИЕ12, К561ИЕ8)
• Please turn JavaScript on and reload the page.
• Электронные часы на отечественной микросхеме К176ИЕ12
• Файл:МРБ 1089. Ковалев В.Г., Лебедев О.Н. Электронные часы на микросхемах.djvu
• Please turn JavaScript on and reload the page.
• Цифровые микросхемы – начинающим (занятие 11) — Простые электронные часы на К176ИЕ12

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Двоичный счетчик К176ИЕ12. Особенности применения

Цифровые электронные часы на индикаторах ИН-12 или ИН-18 (К176ИЕ12, К561ИЕ8)

Ковалев — год. Простейшие часы настольного или настенного типа. Первоначальная установка времени производится подачей импульсов с частотой следования 2 Гц на вход счетчика десятков минут. Таким образом, точная установка времени часов возможна каждые 10 мин.

При достижении показаний, соответствующих 24 ч, счетчики единиц и десятков часов устанавливаются в нулевое состояние отдельной схемой. Принципиальная схема часов представлена на рис. Часы реализованы на пяти микросхемах. Задающий генератор использует кварцевый резонатор РК с номинальной частотой Гц.

Кроме минутной микросхема позволяет получить последовательности импульсов с частотами следования 1, 2, и Гц. При отсутствии микросхемы КИЕ12 или кварца на частоту Гц генератор может быть выполнен на : других микросхемах и кварце на другую частоту.

Структурная схема простейших часов настольного настенного типа. Принципиальная схема простейших часов настольного настенного типа.

Такой индикатор представляет собой электронную лампу с оксидным катодом прямого накала, управляющей сеткой и анодом, выполненным в виде сегментов, образующих цифру. На сетку и на анод должно подаваться напряжение до 27 В. Обозначение сегментов индикатора русскими и латинскими буквами показано на рис. Сегменты анода индикатора. ИВ- ilH. Питающее устройство обеспечивает работу часов от сети переменного тока В.

Один из выводов соединяется с общим проводом — 9 В , второй — с катодами ламп. Электронный секундомер может быть собран по схеме часов, приведенной на рис.

В простейших автомобильных часах целесообразно применять цифровые индикаторы ИВ Для повышения яркости свечения индикаторов в данной схеме используется все напряжение, создаваемое генератором автомобиля при работающем двигателе 13,2 — 14,2 В , а питание микросхем осуществляется через стабилизатор, обеспечивающий напряжение 9 В. Кроме этого, для лучшей различимости цифр желательно часы размещать в глубине приборного щитка автомобиля, чтобы исключить внешнее прямое освещение индикаторов.

Принципиальная схема электронного секундомера. Принципиальная схема автомобильных часов. Питание сеток ламп осуществляется параллельно через резистор R 8. Конструктивно часы выполнены на плате из фольгированного гетинакса размером 90X50 мм.

В этом случае время будет сохраняться. Структурная схема простейших часов настольного настенного типа Рис. Таблица Индикатор, микросхема. ИВ-З, ИВ

Please turn JavaScript on and reload the page.

Схема цифровых часов-табло Категория: Часы , Индикаторы. Схема цифровых часов-будильника Схема цифровых часов на микросхеме КИЕ4 Электронные часы-будильник с люминисцентным индикатором Схема измерительного счетчика частотомера Цифровые часы-будильник Реле управления лампой фотоувеличителя Цифровые часы с дисплеем Индикатор ИВМ в измерительных приборах. Чем удобнее всего паять? Паяльником W. Приемник на два метра. Схема цифровых часов-табло. Категория: Часы , Индикаторы Часы состоят из двух блоков, — блока управления небольшая коробочка с запираемой крышкой, под которой расположены кнопки управления , и блока индикации, представляющего собой металло-стеклянную конструкцию размерами примерно x70 см, на которой установлено ламп накаливания на V мощностью по 40W.

Структура этих микросхем по сравнению с КИЕ5 дополнена делителем на 60, который в микросхеме КИЕ12 имеет отдельный.

Электронные часы на отечественной микросхеме К176ИЕ12

Какими светодиодами вы чаще всего пользуетесь? Индикация секуд в часах на микросхемах К Все обсуждения. Добавить в избранное. Sprint Layout 5. Выберите категорию:. За это время на страницах радиолюбительских журналах и в другой литературе для радиолюбителей, опубликовано большое число разных вариаций на эту тему.

Файл:МРБ 1089. Ковалев В.Г., Лебедев О.Н. Электронные часы на микросхемах.djvu

Это объ ясняется тем, что имеющиеся внутри указанных выше микросхем делители обес печивают деление частоты ЗГ [ т в 2 15 раз, т. В микросхеме КИЕ5 для этого требуется дополнительное внешнее соединение рис. На рис. Здесь и в других схемах на этом рисунке численные данные приведены для варианта применения стандартного кварцево го резонатора на частоту 32 7 68 Гц. Микросхемы допускают также использо вание кварцевого резонатора на частоту 16 Гц.

Добавить в избранное.

Please turn JavaScript on and reload the page.

Ковалев — год. Простейшие часы настольного или настенного типа. Первоначальная установка времени производится подачей импульсов с частотой следования 2 Гц на вход счетчика десятков минут. Таким образом, точная установка времени часов возможна каждые 10 мин. При достижении показаний, соответствующих 24 ч, счетчики единиц и десятков часов устанавливаются в нулевое состояние отдельной схемой. Принципиальная схема часов представлена на рис.

Цифровые микросхемы – начинающим (занятие 11) — Простые электронные часы на К176ИЕ12

Структурная схема простейших часов представлена на рис. Часы содержат генератор импульсов минутной последовательности и четыре идентичных декады, состоящих из делителя частоты, дешифратора и цифрового индикатора. Первоначально время уста-навливается подачей импульсов частотой следования 2 Гц на вход декады десятков минут. Таким- образом, точная установка времени часов возможна каждые 10 мин. Структурная схема часов настольного или настенного типа. При показании 24 ч — делители частоты единиц и десятков часов сбрасываются в нуль отдельным устройством. Часы питаются от сети переменного тока В. Часы настольного или настенного типа реализованы на пяти микросхемах рис.

Уже более 20 лет радиолюбители строят цифровые электронные часы на основе комплекта микросхем — КИЕ12, КИЕ13, КИД2. За это время .

Русский: English:. Бесплатный архив статей статей в Архиве. Справочник бесплатно. Параметры радиодеталей бесплатно.

Просмотр полной версии : Проблема с часами на кие Сделал часы по этой схеме, [Только зарегистрированные пользователи могут видеть ссылки. Просто загораются все сегменты или мигают. Помогите разобраться в чем проблема.

В настоящее на просторах интернета можно встретить множество всевозможных схем и конструкций часов на микроконтроллерах и практически уже нет схем на обычной логической элементной базе. Я нашел только три подробных схемы электронных часов на логических микросхемах.

Автор статьи, решив «вспомнить молодость», изготовил оригинальные настольные электронные часы из газоразрядных индикаторов и других деталей, выпускавшихся в последней четверти прошлого века. Вероятно, любой радиолюбитель особенно старшего поколения согласится с тем, что электронные часы для него не просто самоделка, а полезное для всей семьи изделие. В начале своей радиолюбительской деятельности каждый радиолюбитель и я, естественно, тоже собрал по несколько часов. Но это было давно, когда электронные часы, причём даже в самом простом и примитивном корпусе, а то и вовсе без него, были чем-то удивительным Когда в середине х годов промышленность выпустила набор «Старт», в котором было всё необходимое для часов, включая печатную плату, бум по их изготовлению побил все рекорды. У нас в общежитии института радиоэлектроники часы без корпусов, собранные из него, висели на всех стенах.

Электронные часы на отечественной микросхеме КИЕ Здесь мы рассмотрим типовые узлы и принципиальную схему электронных часов. Основой электронных часов служит отечественная микросхема КИЕ12 в состав которой входят: Генератор с внешним кварцевым резонатором на частоту Герц 2 делителя частоты: СТ2 на и СТ60 на

DataSheet PDF Search Site

Замена стрелочной головки частотомера на цифровую.

Инструмент

Встроенный . Он позволяет измерять частоты до 10 МГц в четырех автоматически переключаемых диапазонах. Наименьший диапазон имеет разрешение 1 Гц.

Характеристики частотомера

• Полоса 1: 9,999 кГц, разрешение 1 Гц.
• Диапазон 2: 99,99 кГц, разрешение до 10 Гц.
• Band 3: 999,9 кГц, разрешение до 100 Гц.
• Band 4: 9999 кГц, разрешение до 1 кГц.

Описание частотомера на микроконтроллере

Микроконтроллер Attiny2313 питается от внешнего кварцевого генератора с тактовой частотой 20 МГц (это максимально допустимая частота). Точность измерения частотомера определяется точностью этого кварца. Минимальная длина полупериода измеряемого сигнала должна быть больше периода кварцевого генератора (это связано с ограничениями архитектуры микроконтроллера ATtiny2313). Следовательно, 50 процентов тактовой частоты генератора составляют 10 МГц (это максимальное значение измеряемой частоты).

Установка предохранителей (в PonyProg):

Частотомер, предлагаемый для самостоятельной сборки, относительно низкочастотный, однако позволяет измерять частоты до нескольких мегагерц. Разрядность частотомера зависит от количества установленных цифровых индикаторов. Входная чувствительность не хуже 0,1В, максимальное входное напряжение, которое он выдерживает без повреждений, около 100В. Время индикации и время измерения чередуются, длительность одного цикла составляет 1 сек. измерения и 1 сек. — индикация. Собран по классической схеме, с генератором частоты 1 Гц на специализированных микросхемах-счетчиках, применяемых, в частности, в схемах цифровых часов:

На К176ИЭ5 собран «секундный» генератор по типовой схеме, с кварцевым «часовым» резонатором 16,384 Гц. Конденсатор С2 является подстроечным конденсатором, позволяющим в определенных пределах подстраивать частоту с требуемой точностью. Резистор R1 подбирается при настройке для наиболее стабильного запуска и генерации схемы. Цепь С3 VD1 R2 формирует короткий импульс «сброса» всей цепи в начале каждого секундного периода счета.

Транзистор VT2 работает как ключ: при подаче на его коллектор постоянного напряжения питания от схемы «счета» (логический уровень «1») он пропускает импульсы с формирователя ввода, которые затем поступают на десятичные счетчики и цифровые Светодиодные индикаторы. При появлении на его коллекторе уровня логического «0» коэффициент усиления транзистора резко снижается и счет входных импульсов прекращается. Эти циклы повторяются каждую 1 секунду.

Вместо К176ИЕ5 можно также использовать микросхему К176ИЕ12, аналогичную по функциям:

В обоих случаях используется часовой кварц на частоту 16348 Гц (такие часто используются, например, в «китайских» электронных часы разных размеров и видов). Но можно поставить и отечественный кварц на 32768Гц, тогда нужно снизить частоту вдвое. Для этого можно использовать типовую схему «делитель на 2» на триггере К561ТМ2 (имеет в корпусе два триггера). Например, как показано на рисунке выше (обведено пунктирной линией). Таким образом, на выходе мы получаем нужную нам частоту (секундные импульсы).

Коллектор транзистора-ключа (КТ315 на первой схеме) подключен к блоку счета и индикации на микросхемах — счетчиках десятичных дешифраторов и цифровых светодиодных индикаторах:

Вместо индикаторов АЛС333Б1 можно использовать АЛС321Б1 или АЛС324Б1 без каких-либо изменений в схеме. Или любые другие подходящие индикаторы, но с учетом их распиновки. Распиновку можно определить по справочной литературе, либо просто «прозвонить» индикатор «батарейкой» на 9В с последовательно включенным резистором 1 кОм (по подсветке). Количество микросхем дешифратора и индикаторов может быть любым, в зависимости от общей необходимой разрядности счетчика (количества разрядов в показаниях).

При этом использовались три имеющихся малогабаритных знакосинтезирующих индикатора типа К490ИП1 — управляемые цифровые индикаторы красного свечения, предназначенные для использования в радиоэлектронной аппаратуре. Схема управления выполнена по КМОП-технологии. Индикаторы имеют 7 сегментов и десятичную точку, позволяют воспроизводить любое число от 0 до 9и десятичная точка. Высота символов 2,5 мм):

Эти индикаторы удобны тем, что включают в себя не только сам индикатор, но и счетчик-дешифратор, что позволяет значительно упростить схему и сделать ее очень маленькой. Ниже приведена схема счетчика-индикации на таких микросхемах:

Как видно из схемы, эти МС требуют двух отдельных источников питания — для самих светодиодов и для схемы счетчика-дешифратора. Однако напряжения питания обеих «частей» МС одинаковы, поэтому они могут питаться от одного источника. Но яркость свечения «цифр» зависит от напряжения питания «индикатора» (вывод 1), а величина напряжения питания схемы дешифратора (вывод 5) оказывает некоторое влияние на чувствительность и стабильность работы эти МС в целом. Поэтому при настройке эти напряжения следует подбирать опытным путем (при питании от 9вольт, можно использовать дополнительные «гасящие» резисторы, чтобы немного снизить напряжение). При этом необходимо обязательно зашунтировать все выводы питания микросхем конденсаторами емкостью 0,1-0,3 мкФ.

Для гашения «точек» на индикаторах следует отключить напряжение +5…9 В с выходов 9 индикаторов. Светодиод HL1 является индикатором «переполнения» счетчика. Он загорается при достижении счета 1000 и в этом случае (при наличии трех индикаторов МС, как на этой схеме) соответственно показывает количество единиц килогерц — в этом варианте счетчик в целом может считать и «показывать частота 999 Гц. Для увеличения разрядности счетчика необходимо соответственно увеличить количество микросхем дешифратора-индикатора. В данном случае таких микросхем было всего три, поэтому пришлось добавить дополнительный блок частотного деления на 3-х микросхемах К176ИЕ4 (или аналогичных микросхемах счетчик-делитель на 10) и соответствующий переключатель. В целом схема получилась такая:

Переключатель также управляет включением/выключением «точек» на индикаторах для лучшего визуального восприятия отображаемого значения измеряемой частоты. Он представляет собой бегунок, сдвоенный, с четырьмя положениями (такие используются, например, в импортных магнитолах). Таким образом, при различных положениях переключателя измерение и отображение частоты имеют следующие значения и вид:

«999 Гц» — «9,99 кГц» — «99,9 кГц» — «999, кГц». Если значение частоты превышает 1 МГц, то загорится светодиод HL2, 2 МГц — загорится дважды и т.д. . Он должен иметь высокое входное сопротивление, чтобы не влиять на измеряемую цепь и преобразовывать сигналы любой формы в последовательность прямоугольных импульсов. В данной конструкции применена схема согласующего каскада с полевым транзистором на входе:

Данная схема частотомера, конечно, не самая лучшая из возможных, но все же обеспечивает более-менее приемлемые характеристики. Его выбрали в основном исходя из габаритных размеров конструкции, которая оказалась очень компактной. Вся схема собрана в пластиковом корпусе от зубной щетки:

Микросхемы и другие элементы распаяны на узкой полоске макетной платы и все соединения выполнены проводами типа МГТФ. При настройке входного каскада преобразователя сигналов необходимо подобрать сопротивления R3 и R4 для достижения напряжения 0,1…0,2 вольта на истоке полевого транзистора. Транзисторы здесь можно заменить на аналогичные, достаточно высокочастотные.

Дополнения

Для питания частотомера можно использовать любой адаптер переменного тока со стабилизированным выходным напряжением 9 вольт и током нагрузки не менее 300 мА. Либо установить стабилизатор на 9-вольтовой микросхеме КРЭН в корпус частотомера и запитать его от адаптера с выходным напряжением 12 вольт, либо взять питание напрямую с измеряемой цепи, если напряжение питания не менее 9 вольт. Каждую микросхему необходимо зашунтировать по питанию конденсатором порядка 0,1 мкФ (можно припаять конденсаторы прямо к ножкам питания «+» и «-»). В качестве входного щупа можно использовать стальную иглу, припаянную к входной «площадке» платы, а «общий» провод снабдить зажимом «крокодил».

Эта конструкция была «создана» в 1992 году и успешно работает до сих пор. Андрей Барышев.

Обсудить статью ЦИФРОВОЙ ЧАСТОТОМЕР СВОИМИ РУКАМИ

Большинство описанных в литературе конструкций цифровых частотомеров содержат много дефицитных компонентов, а в качестве стабильного источника частоты в таких приборах используется дорогостоящий кварцевый резонатор. В результате счетчик частоты сложен и дорог.

Предлагаем читателям описание простого частотомера с цифровым отсчетом, источником стабильной (опорной) частоты в котором является сеть переменного тока 50 Гц. Прибор найдет применение при различных измерениях в радиолюбительской практике, например, в качестве калиброванных шкал в генераторах звуковых частот, повышающих их надежность, или вместо громоздких емкостных частотомеров. Со светодиодными или магнитными датчиками это устройство можно использовать для контроля числа оборотов электродвигателей и т. д.

ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

ЧАСТОТОМЕР ЦИФРОВОЙ:

диапазон измеряемых частот, Гц……. . 10-999.9Х10 3

время измерения входного напряжения, В……. , с…. 0,01; 0,1; один

потребляемая мощность, Вт …. 3

ошибка измерения, счет……..±4X10 -3 ±1.

Суммарная погрешность измерения относительной частоты определяется соотношением:

b1=±bet± 1/N,

где bet — частотная ошибка опорной частоты;

1/N — ошибка дискретизации (не зависит от измеряемой частоты и равна ±1 отсчету младшего разряда).

Из приведенной формулы видно, что погрешность измерения находится в прямой зависимости от стабильности частоты сети 50 Гц. По ГОСТ нестабильность частоты сети 50 Гц составляет ±0,2 Гц за 10 минут. Поэтому относительную погрешность частотомера можно считать равной ±4X10 -3 ±1 отсчета. При практических измерениях относительная погрешность частотомера составляла ±2X10 -3 ±1 отсчет.

Работа частотомера основана на подсчете количества периодов измеряемого сигнала за опорные (0,01; 0,1; 1 с) интервалы времени. Результаты измерений отображаются на цифровом дисплее и автоматически повторяются через равные промежутки времени.

Частотомер (рис. 1) включает в себя: усилитель формирования входного сигнала, временной селектор, декадный счетчик, цифровой индикатор, сетевой генератор, генератор эталонного временного интервала, устройство управления и сброса, источник питания. .

В усилителе-формирователе сигнал измеряемой частоты fx усиливается и преобразуется в прямоугольные импульсы той же частоты, которые поступают на один из входов временного селектора. На другой его вход от устройства управления и сброса подаются прямоугольные импульсы опорных временных интервалов. В формирователе сети формируются прямоугольные импульсы частотой 100 Гц.

Время измерения, в течение которого селектор открыт, выбирается переключателем SA. В момент прихода опорного импульса временной селектор открывается и на его выходе появляется пачка прямоугольных импульсов измеряемой частоты fx. Длительность пачки соответствует длительности опорного импульса, выбираемого переключателем SA. Далее импульсы в пачке подсчитываются и отображаются на цифровом дисплее.

По истечении времени индикации импульс сброса (от устройства управления и сброса) воздействует на временной селектор и декадный счетчик очищается, а селектор подготавливается к новому циклу измерения.

Принципиальная схема частотомера — на рисунке 2. Входной сигнал измеряемой частоты усиливается резистивным усилителем на транзисторе VT1 и окончательно формируется элементами DD4.1, DD4.2 в последовательность прямоугольных импульсов измеряемой частота. Входная цепь VT1 защищена по току (R3) и напряжению (VD1). С вывода 6 DD4.2 прямоугольные импульсы входного сигнала поступают на один из входов (вывод 9DD4.3) временного сектора. На второй вход (вывод 10 DD4.3) подаются прямоугольные импульсы опорных временных интервалов. По окончании действия опорного импульса временной селектор блокируется, входные импульсы на счетчик не проходят.

Входные импульсы подсчитываются четырехразрядным счетчиком на микросхемах DD6-DD9, а индикаторы HG1-HG4 показывают частоту входного сигнала в цифровом виде.

На диодах VD10-VD13 выполнен выпрямитель сетевого напряжения. Пульсирующее (с частотой 100 Гц) напряжение преобразуется триггером Шмитта (DD1.1, DD1.2) в прямоугольные импульсы частотой 100 Гц, которые затем поступают на двухкаскадный декадный делитель DD2, DD3. . Таким образом, на выходах микросхем DD1.2 (вывод 11), DD2 (вывод 5), DD3 (вывод 5) поступают импульсы опорных временных интервалов 0,01, 0,1 и 1 с. Время измерения устанавливается переключателем SA2.

Устройство управления и сброса состоит из D-триггеров DD5.1 ​​и DD5.2 и транзисторов VT2 и VT3. Отсчет частоты входного сигнала начинается при поступлении переднего фронта опорного импульса с переключателя SA2.1 на вход D триггера DD5.1, который переключается в «единичное» состояние.

Рис. 1. Блок-схема частотомера:

1 — усилитель формирования входного сигнала, 2 — временной селектор, 3 — декадный счетчик, 4 — цифровой индикатор, 5 — сетевой генератор, 6 — генератор эталонных временных интервалов, 7 — контроль и устройство сброса, 8 — источник питания.

На вывод 10 DD4.3 временного селектора триггера DD5.1 ​​(вывод 5) поступает сигнал логической 1 и разрешается прохождение прямоугольных импульсов входной частоты на вход счетчика DD6 (вывод 4). По истечении выбранного опорного временного интервала (0,01, 0,1, 1 с) на вход D триггера DD5.1 ​​вновь поступает опорный импульс, триггер возвращается в исходное состояние, блокируя временной селектор и переключая триггер DD5.2 в «одиночное» состояние. Начинается процесс индикации частоты входного сигнала на цифровом дисплее.

На выводе 9 DD5.2 появляется сигнал логической 1, и начинается процесс заряда конденсатора С5 через резистор R11. Как только напряжение на базе транзистора VT2 достигнет напряжения примерно 1,2 В, транзистор откроется и на его коллекторе появится короткий отрицательный импульс, который через МС DD1.3, DD1.4 переключится триггер DD5.2 в исходное состояние. Конденсатор С5 через диод VD2 и микросхему DD5.2 быстро разрядится почти до нуля.

Рис. 2. Принципиальная схема устройства:

ДД 1, ДД 4 К155ЛАЗ; ДД 3 К155ИЕ1; ДД 5 К.155ТМ2; ДД 6- ДД 9 К176ИЕ4; ВД 6- ВД 9 Д226А, ВД 10- ВД 13 D9B, HG 1- HG 4 IV ЗА.

Рис. 3. Внешний вид частотомера.

Р есть. 5. Схема расположения элементов в корпусе частотомера:

1 — индикатор сети, 2 — тумблер включения, 3 — силовой трансформатор, 4 — держатель предохранителя, 5 — печатная плата, 6 — светофильтр, 7 — время интервальный переключатель.

Отрицательный импульс сброса на коллекторе VT2 инвертируется транзистором VT3, воздействуя на R-входы DD6-DD9микросхемы и сброс показаний — прекращается индикация результатов измерений. При приходе фронта следующего опорного импульса процесс повторяется.

В частотомере используются резисторы МЛТ-0,25, конденсаторы К50-6 и КЛС. Указанные на схеме транзисторы КТ315 и КТ361 (с любым буквенным индексом) заменяются любыми кремниевыми высокочастотными транзисторами соответствующей структуры. Вместо диодов КД522Б можно использовать любые из серий КД521, КД520. Диод ГД511Б можно заменить на Д9.

Микросхемы серии К155 можно заменить на аналогичные серии К133. Показатели IV-ЗА заменены на IV-3. Трансформатор блока питания имеет мощность 5-7 Вт. Напряжение обмотки: II — 0,85 В (ток 200 мА), III — 10 В (ток 200 мА), IV — 10 В (ток 15 мА). Диодные мосты VD6-VD9 и VD10-VD13 могут питаться от одной обмотки 10 В (ток не менее 220 мА). Транзистор VT4 имеет радиатор 20Х30Х1 мм, выполненный из двух алюминиевых пластин, которые крепятся к транзистору с двух сторон винтом М3 и гайкой.

Рис. 4. Печатная плата с разводкой элементов.

Частотомер изготавливается для замены калиброванной шкалы в генераторе низкой частоты (ГНЧ). Оцифрованный барабан снят с генератора. Цифровые индикаторы размещены в окне табло, закрытом прозрачным оргстеклом с зеленым светофильтром (рис. 3).

Частотомер также можно использовать по прямому назначению. Для этого введен переключатель SA1, расположенный на передней панели генератора.

Печатная плата частотомера изготовлена ​​из фольгированного гетинакса толщиной 1,5–2 мм (рис. 4). Соединение индикаторов HG1-HG4 с интегральными схемами DD6-DD9 выполнено из печатных проводников.

Все соединения желательно выполнять одножильным изолированным проводом (например, 0 0,3 мм от телефонного кабеля). Цепи переменного тока — многожильный провод 0 0,7-1,5 мм.

Рис. 6. Конструкция корпуса: нижняя (1) и верхняя (2) П-образные панели. Отверстия для элементов управления сверлятся на месте.

Необходимо обратить внимание на правильность установки цифровых индикаторов HG1 — HG4. Они должны располагаться в одной плоскости и на одном уровне и отстоять от передней кромки печатной платы на расстоянии 2-3 мм. Резистор R18 и светодиод VD6 расположены на передней панели устройства. Вариант расположения узлов в частотомере (без ГНЧ) показан на рисунке 5.

Рис. 7. Схема подключения коммутатора для измерения периода сигналов.

Корпус прибора с указанием необходимых размеров показан на рисунке 6. Изготовлен из дюралюминия Д16АМ толщиной 1,5 мм. Верхняя и нижняя П-образные половины корпуса соединяются при помощи дюралевых уголков 12Х 12 мм, приклепываемых к нижней половине корпуса, в которых просверлены отверстия и нарезана резьба МЗ.

Печатная плата крепится к нижней части частотомера с помощью винтов М3 и пластиковых втулок высотой 10 мм.

У микросхем DD2 и DD3 перед установкой на печатную плату третью и двенадцатую ножки необходимо укоротить до утолщения.

Наладка прибора начинается с проверки монтажа, затем измеряются напряжения источника питания, которые должны соответствовать указанным на принципиальной схеме.

На цифровом дисплее появятся нули. Это указывает на работу счетчика частоты. SA2 переводится в крайнее правое (по схеме) положение, а на вход частотомера (при помощи перемычки) с вывода 11 DD1.2 подаются прямоугольные импульсы частотой 100 Гц. На дисплее отображается число 0,100. В случае другой комбинации цифр выбором R2 достигается правильная работа формирователя сети.

Окончательную настройку изготовленного частотомера производят с помощью генератора, осциллографа и промышленного частотомера, например Г4-18А, С1-65 (Н-313), 43-30.

На вход частотомера (R3) подается сигнал частотой 1 МГц и напряжением 0,02 В. Подбором резистора R5 достигается максимальный коэффициент усиления транзистора VT1. Изменяя частоту и амплитуду входного сигнала, контролируют работу частотомера в соответствии с техническими условиями, сравнивая показания с приборами заводского изготовления.

При необходимости измерения низких частот с высокой точностью время счета следует увеличить. Для этого генератор опорных временных интервалов необходимо дополнить еще одним декадным делителем (включив его так же, как DD2 и DD3), увеличив время счета до 10 с.

Также можно измерять не частоту входного сигнала, а его период. За. Для этого в частотомер следует ввести дополнительный переключатель, схема которого показана на рисунке 7.9.0149

В. РЕШЕНИЯ,

Taganrog, Rostov Region

«Модель -разработчик» 10 1990

OCR Pirate

888888888 гг. Его назначение отражено в названии – измерение частоты исследуемого сигнала.

При поступлении на вход элемента DD1.2 последовательности прямоугольных импульсов на выходе формирователя появляется последовательность отрицательных импульсов, длительность которых зависит от емкости конденсаторов, подключенных в данный момент к резистору R1 и вход элемента DD1.2. Во время действия каждого отрицательного импульса через один из резисторов R2-R4 и микроамперметр РА1 проходит ток. После окончания одного импульса и до начала следующего стрелка механической системы микроамперметра не успевает вернуться в исходное положение по инерции. Таким образом, чем больше частота импульсов, тем больше угол отклонения иглы. Причем эта зависимость линейная, что значительно облегчает калибровку прибора.

Измеряемый данным прибором диапазон частот (20…20000 Гц) делится на три поддиапазона: 20…200, 200…2000, 2000…20000 Гц. Поддиапазон измерения выбирается переключателем SA1 и зависит от емкости подключаемого конденсатора.

При калибровке прибора на его вход подают последовательность импульсов с частотой, соответствующей наибольшей частоте поддиапазона, и подбором сопротивлений резисторов R2-R4 устанавливают стрелку на конечную отметку масштаб.

Для удобства использования в качестве микроамперметра РА1 использовать авометр, включив его в режиме измерения постоянного тока на пределе 100…150 мкА.

Первая конструкция частотомера состоит из микроконтроллера PIC16F84 и делителя частоты на 10 на счетчике 193ИЕ2. Выбор нужного диапазона осуществляется двойным тумблером SA1. В первом положении входной сигнал меняет делитель и сразу проходит на вход микроконтроллера. Это позволяет измерять частоты до 50 МГц.

Основой второй схемы частотомера является микроконтроллер PIC16F84A, который с помощью импульсов внешнего сигнала обрабатывает полученные результаты измерений и отображает их на ЖК-дисплее. Кроме того, микроконтроллер периодически опрашивает кнопки (SB1-SB4) и управляет питанием частотомера.

Особенностью данной конструкции частотомера на микроконтроллере является то, что он работает совместно с компьютером и подключается к материнской плате через разъем IRDA. Конструкция получает питание от того же разъема

Данный частотомер также выполнен на одну мс, минимум дискретных элементов и может выполнять следующие измерения: частота, период, отношение частот, интервал времени, счет (работа как накопительный счетчик), управление от внутреннего генератора .

Результаты всех измерений отображаются в цифровом виде на восьмиразрядном светодиодном индикаторе. Максимальная измеряемая частота составляет 10 МГц. В других режимах измерения максимальная входная частота составляет -2,5 МГц.

Упрощение схемы подключения Частотомер позволяет использовать недорогую микросхему типа 7216А, известную и популярную за рубежом. Это универсальный декадный счетчик со встроенным задающим генератором, 8-разрядным счетчиком данных с защелкой, декодером для 7-сегментного дисплея и восемью выходными усилителями для светодиодных дисплеев. Схема устройства представлена ​​на рисунке. На контакты 28 (канал I) или 2 (канал II) подается измеренная последовательность импульсов уровня ТТЛ. С контактов 4-7, 9-12 осуществляется управление сегментами светодиодных индикаторов. Контакты 15-17,19-23 используются для мультиплексного управления светодиодными индикаторами, а выводы 15,19-23 также используются для выбора диапазона и режима измерения, сигналы с которых подаются через переключатели и RC-цепи на выводы 14 и 3. Вывод 27 используется для держать показания, а пин 13 используется для сброса. К выводам 25, 26 подключен кварцевый резонатор частотой 10 МГц. Питание прибора осуществляется от источника +5 В (аккумуляторная батарея, сухая батарея, стабилизированный сетевой блок), собственное потребление ИС не превышает 5 мА , а максимальный ток светодиода может достигать 400 мА.

Прибор прост в эксплуатации. Управление сводится к выбору режима работы переключателем SB4: Частотомер, Измеритель периода, Измеритель отношения частот, Измеритель временных интервалов, Счетчик-накопитель, Контроль, а также к выбору диапазона измерения переключателем SB3 ( нижний порядок): 1. 0,01 с/1 Гц, 2. 0,1 с/10 Гц, 3. 1 с/100 Гц, 4. 10 с/1 кГц.

Кроме микросхемы 7216А в приборе применены резисторы 0,125 Вт, конденсаторы керамические С1-С3, С6, С7, светодиодный индикатор, собранный из восьми цифровых 7-сегментных индикаторов с общим анодом АЛС321Б, АЛС324Б, АЛС337Б, АЛС342Б, КИПЦ 01Б , КИФЦ 01 Г. Малогабаритный кварц на 10 МГц.

Для нормальной работы схемы на входы необходимо подать сигнал уровня ТТЛ. Порог переключения для входов микросхемы равен 2 В, поэтому для измерения малых сигналов вход прибора необходимо соединить с выходом усилителя-формирователя, который может быть реализован по любой из известных схем. Главное, что он с одинаковым успехом преобразует оба сигнала частотой 1 Гц и 10 МГц в прямоугольные импульсы. Желательно иметь большое входное сопротивление этого усилителя. При разработке этой схемы использовались данные производителя микросхемы ICM7216A.

Схема простого стрелочного частотомера представлена ​​на рисунке. Частотомер основан на триггере Шмитта и формирователе импульсов. Триггер Шмитта, являясь потенциальным реле, преобразует сигналы синусоидальной или другой формы в прямоугольные импульсы. Эти импульсы нельзя использовать для измерения, так как их длительность зависит от амплитуды входного сигнала. Они служат для запуска формирователя импульсов на элементах DD1.3, DD1.4, которые вместе с R3 и одним из конденсаторов С2-С4 образуют линию задержки с фиксированной длительностью и амплитудой. Выходные импульсы подаются на устройство, отклонение стрелки которого из-за инерции подвижной системы пропорционально среднему току, протекающему через его рамку.

Схема стрелочного частотомера 20Гц-20кГц

VD1 VD2 предел выходного напряжения. длительность выходного импульса формирователя определяется постоянной времени цепи R3, С2-С4 и должна быть примерно в 5-10 раз меньше периода наибольшей измеряемой частоты. При указанных номиналах в схеме наибольшая измеряемая частота составляет 20 кГц. Подстроечные резисторы R5-R7 используются при поверке частотомера на полное отклонение стрелки индикатора. Частотомер можно откалибровать с помощью опорного генератора или частотомера. Шкала частотомера во всем диапазоне почти вся однородна, поэтому необходимо определить только начальный и конечный пределы шкалы.

Источник — Партин А.И. Popular About Digital ICs (1989)

• Похожие статьи

Вход с:

Случайные статьи

• 22.