Схема частотомера на цифровых микросхемах (до 1МГц)
Частотомеры, построенные по "медленной" схеме популярны среди радиолюбителей потому, что их схема проще и не требует применения регистров или триггеров для запоминая данных предыдущего измерения. Но, недостаток таких частотомеров вих медленности. Многоразрядный частотомер без переключателя пределов на процесс измерения тратит не менее секунды, плюс еще несколько секунд на время индикации.
Такое продолжительное время измерения не только неудобно по тому что можно заснуть, но и тем, что если вы устанавливаете частоту генератора подстройкой контуров или резисторов и одновременно измеряете частоту, то на показания прибора оказывает влияние так же и сам процесс регулировки частоты, поскольку, если во время измерения частота изменяется, то показания частотомера вообще непредсказуемы. То есть, нужно подстроить частоту и ждать как минимум два цикла измерения чтобы посмотреть результат. А можно просто забыть о этом и получить неправильный результат.
Будет удобнее, если процессом измерения управлять вручную, - при помощи кнопки "Пуск", после нажатия которой начинается измерение. Таким образом, каждый раз, желая измерить частоту нужно нажимать эту кнопку.
Принципиальная схема частотомера по такой схеме показана на рисунке. Это низкочастотный шестиразрядный частотомер, измеряющий частоту до 999999 Гц. Конечно, используя входной делитель можно измерять и более высокие частоты.
Чувствительность прибора около 50 mV. Входной сигнал подается на разъем Х1. На микросхеме D1 выполнен усилитель-ограничитель и управляемый формирователь логических импульсов. Блокировка . прохождения импульсов производится подачей единицы на вывод 13 D1.4. При этом триггер Шмитта фиксируется.
Рис. 1. Принципиальная схема частотомера на микросхемах.
Измерительный счетчик выполнен на шести счетчиках - дешифраторах D4-D9 и шести семисегментных индикаторах Н1-Н6.
Устройство управления и генератор образцовой частоты выполнено на 02 и 03. Микросхема D2 - К176ИЕ12, она предназначена для часов и имеет множество функций, но здесь работает только кварцевый мультивибратор (на резонаторе 01) и счетчик-формирователь импульсов частотой 1 Гц . Вход обнуления этого счетчика (вывод 5) служит для его блокировки по завершению цикла измерения. Триггер D3.1 делит частоту 1 Гц на два, а триггер D3.2 - управляет запуском и остановкой измерения.
В исходном состоянии на выходе D3.2 будет логическая единица. В этом положении входной триггер Шмитта закрыт и схема находится в режиме индикации результата предыдущего измерения.
Нажав на кнопку S1 мы устанавливаем D3.2 в обратное положение. Цепь С10-R8 формирует коротенький импульс, который быстро обнуляет счетчики. Импульс коротенький, но все же, на частоте измерения около 1 МГц он может дать некоторую погрешность (порядка 1-2 младших разрядов), поэтому, открывание триггера Шмитта задержано на более длительный период при помощи цепи R10-R7-С9 (резистор R7 пришлось ввести при экспериментальной проработке схемы, так как, возникали сбои в работе узла D2-D3.1).
Далее, происходит запуск D2 и на его выводе 4 формируется один импульс периодом 1 Гц. В течении этого времени идет измерение так как триггер Шмитта открыт. После завершения импульса триггер D3.1 переходит в единичное состояние, которое длится недолго, так как, единица с прямого выхода D3.1 поступает на вход S D3.2 и переключает его в единичное состояние. Единица, возникшая на выводе 13 D3.2 блокирует триггер Шмитта, возвращает D3.1 в нулевое положение и обнуляет и фиксирует счетчик D2. Диод VD5 ускоряет этот процесс.
В результате, подсчет импульсов прекращается и на индикаторах Н1-Н6 отображается результат измерения.
Питается прибор от сетевого адаптера для "Денди". L1 - 50 витков ПЭВ 0,23 на ферритовом кольце диаметром 10 мм. Собрана схема на макетной плате. Налаживания, практически, не требуется. Если будут сбои в обнулении D4-D9 нужно немного увеличить емкость С10. Установка точности - конденсаторами С6 и С7.
Рк2005, 1.