Прибор работает в режиме частотометра или цифровой шкалы приемника или трансивера. Максимальный диапазон измерения до 50 МГц. Индикация пятиразрядная с автоматическим выбором предела измерения. Выбор предела измерения сопровождается перемещением десятичной запятой. Индикация может быть как в «МГц» так и в «кГц». При индикации в «кГц» децимальная запятая мигает, при индикации в «МГц» - горит постоянно. В режиме цифровой шкалы прибор может измерить значение промежуточной частоты, например, по измерению частоты опорного генератора SSB-формирователя или SSB-демодулятора. Затем это значение запоминается и может либо вычитаться из результата измерения частоты генератора плавного диапазона, либо складываться с ним. При работе с приемником прямого преобразования - режим работы как у простого частотомера.
Рис.1 Принципиальная схема частотомера Принципиальная схема показана на рис1. Входной сигнал поступает на предварительный усилитель на VT1 и VT2. Полевой транзистор VT1 дает большое входное сопротивление, поэтому частоту можно подавать даже с колебательного контура генератора, -влияние минимально. Каскад на VT2 дает усиление по напряжению. Усилитель требует налаживания, - нужно чтобы напряжение на коллекторе VT2 было равно 2,5V. Его выставляют подбором сопротивления R3. При работе в качестве лабораторного частотомера нужно на входе поставить дополнительный диодный ограничитель.
Прибор сделан на основе микроконтроллера PIC16F628. Индикация осуществляется на пятиразрядном дисплее из пяти одноцифровых семисегментных светодиодных индикаторов с общим катодом. Индикация динамическая. Семисегментные коды с портов RB поступают на соединенные вместе сегментные выводы пяти индикаторов. Динамический опрос осуществляется с четырех портов RA0-RA3. Из-за недостатка портов дополнительный вывод на пятый индикатор образован при помощи транзистора VT3, резистора R6 и диодов VD1-VD4 , логика работы такова, что когда ни на одном из выходов RA0-RA3 не будет лог.0, , то есть, тогда, когда на всех портах RA0-RA3 есть логические единицы будет работать 5 индикатор. Порт RA4 настроен как вход. Входом является и порт RA5, но это вход управления.
Там подключена кнопка S1 при помощи которой осуществляется ввод частоты, которую нужно вычитать или складывать с результатом измерения. При работе чисто как частотомер эту кнопку можно исключить. Настройка цифровой шкалы
При работе в качестве цифровой шкалы требуется ввод значения ПЧ, на которую нужно делать поправку. Сначала нужно нажать кнопку S1 и удерживать её до тех пор пока не появится на дисплее «PROG». Затем отпустить кнопку. Управление меню осуществляется быстрыми (перемещение по меню) и продолжительными (выбор) нажатиями этой кнопки. Есть несколько разделов меню: «OUT» - при его выборе прибор выходит из меню без изменений. «ADD» - сохранение измеренной частоты на сложение. «SUB» - сохранение измеренной частоты на вычитание. «ZERO» - сброс частоты, прибор будет показывать частоту без коррекции на ПЧ. И так, чтобы сделать коррекцию на ПЧ нужно сначала измерить эту ПЧ. То есть, подаете на вход прибора именно такую частоту, например, с опорного генератора или может быть с лабораторного генератора, на котором нужно установить частоту равную частоте ПЧ конкретного аппарата, в котором шкала будет работать.
И так, чтобы сделать коррекцию на ПЧ нужно сначала измерить эту ПЧ. То есть, подаете на вход прибора именно такую частоту, например, с опорного генератора или может быть с лабораторного генератора, на котором нужно установить частоту равную частоте ПЧ конкретного аппарата, в котором шкала будет работать. Затем, нажимаете S1 продолжительно пока не появится «PROG». Далее короткими нажатиями переходите на «ADD» если данную частоту нужно прибавлять или на «SUB» если данную частоту нужно вычитывать. Длинным нажатием подтверждаете свой выбор. Вот и все. Теперь прибор при измерении будет делать поправку на ПЧ, которую вы задали. Индикаторы можно применить любые, которые имеются в наличии. Нужны светодиодные семисегментные цифровые индикаторы с общим катодом. Резисторы R7-R14 необходимо подобрать по требуемой яркости индиуаторов.
Диапазон автоматического переключения измерения индикатора. Таблица 1. Частотный диапазон Отображение Время счета Десятичная запятая: 0 ... 9.999 кГц __________ X. XXX 1 сек мигает (что означает "кГц") 10 ... 99.999 кГц _________ XX. XXX 1/2 сек мигает 100 ... 999.99 кГц ________ XXX. XX 1/4 сек мигает 1 ... 9.9999 МГц _________ X. XXXX 1/4 сек горит постоянно (что означает "МГц"), 10 ... 50.000 МГц ________ XX. XXX 1/4 сек горит постоянно
Потребление. С резисторами R7-R14 390 Ом устройство потребляет ток около 40 мА. С резисторами R7-R14 1 кОм (как указано на схеме) устройство потребляет менее 20 мА (Индикаторы SC39-11). Сам микроконтроллер потребляет около 4 мА.
Частотомер основан на микроконтроллере PIC16F628A и имеет 8-ми разрядную индикацию. Максимальная частота измерения 50 МГц (вход TTL). Время счета 2 секунды который повторяется каждые 5 секунд. Частотомер имеет внутреннюю частоту 4 МГц, а кварцевый резонатор на 32768 Гц необходим для точного подсчета интервала времени.
В частотомере используются восемь семисегментных индикаторов с общим катодом, резисторы 100 Ом ограничивают ток на сегменты индикатора до 20 мА (макс. 25 мА). Диоды 1N4148 совместно с резисторами 4,7 кОм используются как дешифратор кода для управления динамической индикацией.
Так же схему можно дополнить входным усилителем формирователем показанным смотри в прикреплении 2.
Принцип работы описываемого прибора (как и других частотомеров)заключается: в подсчете пришедших на его вход импульсов за фиксированныйпромежуток времени. Вот его основные технические характеристики: интервализмеряемой частоты сигнала - от 1 Гц до 50 МГц при минимальном напряжениивходного сигнала 0,5 В (зависит от применяемого формирователя).Разрядность индикатора - 8 знаков, что позволяет индицировать частоту сразрешением -1 Гц. Напряжение питания - 9 В, а потребляемый ток зависит отиспользуемых индикаторов, и количества светящихся разрядов,в авторскомварианте доcтигал 100 мА при индикации всех восьмёрок, и 50 мА приотсутствии входной частоты.
Теперь, о том как удалось достичь таких характеристик. В используемоммикроконтроллере КР1878ВЕ1 шестнадцатиразрядный таймер-счетчик имеетвосьмибитный предделитель и трехбитный счетчик переполнений, что в суммесоставляет 27 разрядов. Таким образом, счетчик может считать до 134217727.Максимальная измеряемая частота 50 МГц (получено эксперементально, дляимеющихся образцов). Секундный интервал отсчитывают с помощью программноopгaнизованных циклов, в течении которых выполняется динамическая
По окончании счета получить значение измеренной частоты простымопросом регистров можно только из шестнадцатиразрядного таймера-счетчика итрехразрядного счетчика переполнений. Данные, находящиеся ввосьмиразрядном предделителе извлекают методом досчета до переполнения. Навход предделителя подают одиночные импульсы и когда фиксируют егопереполнение (во все разрядах - нули), вычисляют записанное в немзначение, равное 256 (FF) за вычетом числа поданных импульсов. После этогодвоичное число ,соответствующее измеренной частоте, преобразуют вдвоично-десятичное, а затем - в код семиэлементного индикатора, при этом,в нем гасятся незначащие нули, и при следующем измерении это числовыводится на табло.индикация предыдущих показаний.
В устройстве применены три трехразрядных светодиодных индикатораповышенной яркости от АОНа. При их отсутствии можно применить любые другиесветодиодные индикаторы на необходимое число разрядов, например, серииАЛС318. Аноды индикаторов через токоограничительные резисторы R8-R15подключены к порту В микроконтроллера. Катоды соединены с выходамидешифратора DD3 К555ИД10, втекающий ток которых в состоянии логического 0может достигать 80 мА. Индикация идет справа на лево, т. е. первый разряд- правый по схеме. Девятый разряд не подключен, однако, при необходимости
Для повышения стабильности измерений, используется внешний задающийгенератор, который выполнен на элементах DD1.А-DD1.С, питаемых ототдельного стабилизатора DA1. Программный способ отсчета времени измеренияпозволяет применять кварцевые резонаторы на любую частоту. Следует лишьизменить программные циклы, а это весьма просто, так как все инструкции вмикроконтроллере выполняются за два такта. Верхнее значение образцовойчастоты составляет 8 МГц, нижнее определяется тем, что выходной сигналпредделителя синхронизируется сигналом тактовой частоты процессора и неможет быть выше 1/4...1/12 ее значения в зависимости от типа процессора. Ксожалению, в документации на микроконтроллер эти параметры не указаны. Упохожего контроллера фирмы Microchip длительность входного сигнала недолжна быть меньше четырех тактов процессора. Учитывая восьмиразрядныйасинхронный предделитель, определим минимальную образцовую частоту: 50000*4/256 = 781,25 кГц. Т.е. можно использовать кварцы от 1-ого до 8-ми
Частотомер собран на макетной плате размерами 30 x 72 мм. Соединениявыполнены навесным монтажом проводом МГТФ. Вид со снятым индикаторомпредставлен на фото.МГц.его можно использовать для вывода какой-либо служебной информации.
Правильно собранный частотомер после включения должен показать натабло число 87654321 в течении 1 секунды, а затем перейти в режим счета,индицируя при отсутствии входного сигнала ноль в первом разряде. Еслииндикация отсутствует, следует проверить наличие сигнала тактовой частоты.Затем необходимо убедиться, что на входы дешифратора, с порта А, подаетсясканирующий код. Вход 8 микросхемы DD3 должен быть соединен с общимпроводом, иначе ее выходы будут закрыты. Кроме того, можно попытаться
Для проверки работоспособности частотомера можноподать на вход микроконтроллера сигнал с генератора тактовой частоты,соединив выход элемента DD1.С с входом DD1.В. На индикаторе высветитсяколичество тактов программной задержки, т.е. время за которое происходитизмерение входной частоты (это значение не имеет ничего общего с реальнойчастотой задающего генератора). Калибруют частотомер с помощью внешнего
Нельзя подавать измеряемый сигнал непосредственно навывод таймера микроконтроллера (PA4/TCLC), так как на этот вывод работаети как вход (в режиме измерения) и как выход(в режиме досчёта).Для того чтобы предотвратить перегрузку и возможную порчу элементовустройства, на входе включен токоограничительный резистор R6.Программа, управляющая микроконтроллером, весьма проста, ее легкомодернизировать или дополнить новыми функциями.Полный авторский вариант code.mic (промышленного) образцового генератора.выполнить внешний сброс, замкнув на короткое время выводы конденсатора СЗ. Схема в прикреплениях:
