Цифровая шкала "Герань"

Скачать в одном Word-файле (26 кб)

Направление в конструировании радиолюбительских устройств с применением однокристальных ЭВМ не ново. Их применение упрощает конструкцию и повышает ее надежность и потребительские свойства. Одним из возможных применений является ниже приведенная конструкция. Благодаря применению в ней ОЭВМ фирмы ATMEL AT89с2051 стало возможным сочетание в одном устройстве нескольких функций, часто необходимых радиолюбителям.

Основные технические характеристики:

Количество разрядов…………………………6
Количество входов ………………………….3
Абсолютная точность измерения………..±50 Гц
Максимальная частота счета …………….60 Мгц
Амплитуда на входах:
   минимальная, на предельной частоте…….0.3В
   максимальная………………………………..3В
   номинальная ………………………………..0.1В
Напряжение питания ………………………….5В
Потребляемый ток не более………………….180 мА
Высота цифр индикатора …………………….10 мм
Габаритные размеры основной платы ……….80х80х20 мм
Платы индикаторов……… …………………80х20х5 мм

Данная цифровая шкала pic.2 сочетает в себе функции универсального частотомера с тремя входами, системы цифровой автоподстройки частоты ГПД, автоматического телеграфного ключа с памятью, индикатора расстройки по частоте, а также часов. Применение в составе устройства энергонезависимой памяти, позволило сохранить значение частоты ПЧ трансивера, если нет возможности или желания ее измерять дополнительными входами. В этой же памяти организованы 8 страниц телеграфного текста, который можно записать при помощи манипулятора, подключаемого к шкале. Там же сохраняются значение скорости телеграфного ключа, отношение точек к тире, а также номер выбранной страницы.

Несмотря на множество функций, шкала управляется всего двумя кнопками без фиксации, причем одна из них нужна только для работы с телеграфным ключом и памятью текстов.

Собственно частотомер состоит из входных формирователей VT1 – VT3 мультиплексора D1, счетчиков D2 - D4 и порта ввода на мультиплексорах D5 – D6. Под управлением ОЭВМ цикл измерения начинается со сброса счетчиков и одновременной записи информации в порт цифроаналогового преобразователя на микросхеме D9. Далее через мультиплексор подключается один из входов и ОЭВМ формирует измерительный интервал, длительностью 10 миллисекунд, после чего мультиплексор переводится на вход «3», который подключен к общему проводу и посредством мультиплексоров, через шину, подключенную к порту Р1 ОЭВМ, производиться чтение информации со счетчиков. Далее цикл повторяется, но уже для другого входа. После измерений частот со всех трех входов, ОЭВМ производит арифметические операции с полученными значениями. В зависимости от состояния входа «±ПЧ», шкала либо складывает все значения и значение частоты ПЧ, записанное в памяти, либо вычитает из значения частоты на входе 0 значение частоты на входе 1 и значение частоты на входе 2, а затем значение частоты ПЧ, записанное в памяти. Таким образом, шкалу можно использовать как в одновходовом режиме с записанной ПЧ, так и в трехвходовом режиме со значением ПЧ в памяти равным нулю, причем никаких переключении при этом делать не надо.

Система ЦАПЧ позволяет многократно повысить стабильность ГПД, так как позволяет поддерживать неизменной частоту, путем изменения напряжения на варикапе, подключенного к контуру ГПД. Система включается коротким нажатием на одну из кнопок. При этом запоминается значение частоты на индикаторе и начинает мигать точка в младшем разряде, сигнализируя включенную ЦАПЧ. Выключается таким же коротким нажатием на кнопку или в следующих случаях:

1. Если изменением напряжения невозможно откорректировать текущую частоту так, чтобы она соответствовала запомненной.
2. Если текущая частота вышла за пределы ±25.5 кГц от запомненного значения - это позволяет вручную не выключать ЦАПЧ при переходе на другой диапазон.

Чтобы автоматическое отключение ЦАПЧ не было неожиданностью, если напряжение на выходе ЦАПЧ уйдет за пределы ±25% от среднего значения на шкале погаснут разделительные точки. Это явится сигналом того, что частота поддерживается, но система находится в неустойчивом состоянии.

Во время работы ЦАПЧ шкалу можно перевести в режим индикации расстройки по частоте. Это делается подачей логического нуля на соответствующий вход шкалы. При этом на индикаторе появится надпись “r i t” и значение разницы в частоте между запомненным и текущим. Индицируется также и знак направления рассторойки. Если эта разница превышает 9.9 кГц вместо цифр индицируютя прочерки, а знак направления расстройки сохраняется. Когда включен этот режим, напряжение на выходе ЦАПЧ запоминается и не изменяется.

Автоматический телеграфный ключ является логической моделью ключа, разработки RA3AO. То есть имеет функцию запоминания текущего передаваемого знака. Если, напрмер, во время формирования тире, замкнуть и отпустить ключ в сторону точек, то после окончания формирования тире и паузы после него будет сформирована точка. Работает ключ параллельно с работой шкалы и какого-то отдельного режима для этого включать не нужно. Выход ключа – транзистор VT5, включенный по схеме отрытого коллектора и позволяющий подключать нагрузку, например, реле с током срабатывания до 100 мА и напряжением до 20В.

Как уже было сказано, в шкале имеется память телеграфных текстов. Она разбита на восемь страниц. Для работы с этой памятью есть режимы выбора страницы, режим записи текста в нее и режим воспроизведения. Последний включается коротким нажатием на другую кнопку, что повышает оперативность работы.

В шкале имеется возможность проконтролировать частоты, присутствующие на входах шкалы, для этого предусмотрен специальный тестовый режим, в котором шкала по очереди измеряет и выводит на индикатор значения частот.

По каждому включению запускается программа самодиагностики, которая обнаруживает неисправности счетчиков и цепей управления ими.

Шкала собрана на плате размерами 80х80 мм, к ней подпаяна плоским жгутом длинной 100мм плата с индикаторами размерами 80х20мм pic.1.На плате шкалы есть место для установки интегрального стабилизатора КР142ЕН5В, а на плате индикаторов есть место для установки малогабаритных кнопок. Для часов предусмотрено резервное питание. Если оно подключено, то по пропаданию основного питания шкала переходит в режим пониженного энергопотребления от резервного источника. Ток не превышает при этом 3 мА.

Рис.1 (Щелкните мышью для увеличения)

Рис.2 (Щелкните мышью для увеличения)