Kostengünstiger multifunktionaler Frequenzmesser. Schema, Beschreibung

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Wirtschaftlicher multifunktionaler Frequenzmesser. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Messtechnik

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Der Hauptvorteil des vorgeschlagenen Geräts ist seine Einfachheit, kombiniert mit Effizienz und einfacher Bedienung. Eine erhöhte Effizienz wurde durch den Einsatz einer Flüssigkristallanzeige (LCD) und einer automatischen Abschalteinheit nach einer bestimmten Zeit der Inaktivität erreicht. Zur Vereinfachung der Bedienung befinden sich auf der Rückseite des Anzeigegeräts Bedientasten für die Messmodi, auf denen deren Funktionen angezeigt werden, d. h. durch Änderung des Mikrocontrollerprogramms können dem Gerät zusätzliche Funktionen hinzugefügt werden.

Die wichtigsten technischen Eigenschaften des beschriebenen Frequenzmessers sind wie folgt: Frequenzmessbereich - 0,1 Hz...60 MHz (in Wirklichkeit liegt die Obergrenze höher); Empfindlichkeitsschwelle für Eingangsspannung - 0,08..0,15 V (Amplitudenwert); der minimale Frequenzwert eines vom Gerät zuverlässig erfassten Sinussignals beträgt 2 Hz (Amplitude 0,15 V); Die maximale Amplitude des Eingangssignals beträgt 3 V. Das Gerät wird von einer Krona-Batterie gespeist (es ist möglich, eine externe Quelle mit einer Spannung von 7...16 V zu verwenden), der Stromverbrauch beträgt 10...12 mA . Es besteht die Möglichkeit, die Messzeit zu ändern (0,1, 1 und 10 s), die Messwerte mit 1000 zu multiplizieren (bei Verwendung eines externen Frequenzteilers), die Messwerte zu halten, einen Frequenzwert in den nichtflüchtigen Speicher zu schreiben und die Möglichkeit des anschließenden Auslesens.

Das schematische Diagramm des Frequenzmessers ist in Abb. dargestellt. 1. Seine Basis ist der Mikrocontroller PIC16F84A, der externe Signalimpulse zählt, die erhaltenen Werte verarbeitet und die Messergebnisse auf dem LCD anzeigt. Zu den Funktionen des Mikrocontrollers gehören auch die Abfrage der Tasten (SB1-SB4) und die Energieverwaltung des Geräts.

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Schalten Sie den Frequenzmesser mit der Taste SB1 ein und aus. Nach dem Anschließen der Batterie (oder der Spannungsversorgung von einer externen Quelle) bleibt das Gerät im ausgeschalteten Zustand. Wenn Sie die Taste SB1 drücken, wird die Versorgungsspannung über die Diode VD1 dem integrierten Spannungsstabilisator DA1 und von dessen Ausgang der Eingangsstufe (VT3), dem Mikrocontroller DD1 und der Anzeige HG1 zugeführt. Dann erscheint am Pin 1 (RA2) des Mikrocontrollers ein hoher Logikpegel, der zum Öffnen der Transistoren VT1 und VT2 führt. Als nächstes wartet der Controller auf das Loslassen der SB1-Taste (überwacht das Signal an Pin 6). Nach dem Öffnen seiner Kontakte wird die Versorgungsspannung über den offenen Transistor VT1 an den Eingang des Stabilisators DA1 angelegt und die Frequenzmessung beginnt.

Während Sie SB1 gedrückt halten, werden die Wörter „FREQUENCY METER“ und „VERSION: 2“ (Controller-Firmware-Version) auf dem Anzeigebildschirm angezeigt (Abb. 1.00,a). Durch erneutes Drücken von SB1 wird die Versorgungsspannung an Pin 6 (RB0) des Mikrocontrollers angelegt, der dann auf das Öffnen seiner Kontakte wartet und in diesem Fall einen niedrigen Logikpegel an Pin 1 (RA2) setzt. Dadurch schließen die Transistoren VT1, VT2 und das Gerät wird stromlos. Wenn der Indikator im Messmodus etwa 3 Minuten lang Nullwerte anzeigt, setzt der Mikrocontroller einen niedrigen Logikpegel an Pin 1 (RA2) und trennt sich dadurch von der Stromquelle.

Kostengünstiger multifunktionaler Frequenzmesser

Die mit der Taste SB2 ausgewählte Messzeit (0,1, 1 oder 10 s) wird rechts in der unteren Zeile des Indikators angezeigt (Abb. 2, b). Der niedrige Bestellpreis beträgt 10,1 bzw. 0,1 Hz. Bei einer Messzeit von 0,1; 1 und 10 s kann das LCD maximal sieben, acht oder neun Ziffern anzeigen, d. h. der maximal angezeigte Wert beträgt 99,999.99, 99,999.999 bzw. 99,999.999.9 MHz.

Durch Drücken der Taste SB3 werden die Frequenzmesswerte mit 1000 multipliziert. Dies geschieht zur leichteren Ablesung bei Verwendung eines externen Teilers mit 1000 [1, 2]. Der Multiplikationsfaktor („x1“ oder „x1000“) wird in der Mitte der unteren Zeile angezeigt.

Um die Messwerte zu speichern (aufzuzeichnen), drücken Sie die Taste SB4 („Memory“). In diesem Fall zeigt das LCD den Wert der Frequenz an, der zum Zeitpunkt des Tastendrucks war. Mit der Taste SB2, deren Funktion in diesem Fall „Merken“ ist, kann es im nichtflüchtigen Speicher des Mikrocontrollers gespeichert werden (Abb. 2, c). Die bisherige Bedeutung geht verloren. Wenn Sie die Frequenz aus dem Speicher lesen müssen, klicken Sie auf SB3 (seine neue Funktion ist „Lesen“). Um den Speichermodus zu verlassen, verwenden Sie die Taste SB4 (neue Funktion – „Exit“). Im Speichermodus schaltet sich der Frequenzmesser unabhängig von den Anzeigewerten etwa 3 Minuten nach dem Drücken einer beliebigen Taste automatisch aus. Nach dem Ausschalten der Stromversorgung werden die letzten Messparameter (Messzeit und Multiplikator) im nichtflüchtigen Speicher gespeichert.

Als VT1, VT2 im Gerät können alle Transistoren der im Diagramm angegebenen Reihe verwendet werden. Wir werden den Stabilisator KR1157EN502A durch 78L05, LM2931Z ersetzen (bei Verwendung des letzteren sinkt die Untergrenze der Versorgungsspannung auf 5,5 V und der Stromverbrauch sinkt um 2 mA).

Das LCD muss über einen integrierten Controller mit einem Befehlssystem verfügen, das mit den Befehlen des HD44780-Controllers und russischen Zeichen in der Zeichengeneratortabelle kompatibel ist (fast alle zeichensynthetisierenden LCDs erfüllen diese Bedingung). Geeignete Indikatoren sind beispielsweise DV-16210, DV-16230, DV-16236, DV-16244, DV-16252 (DataVision), ITM-1602 (Intech), PC-1602 (PowerTip).

Die "Firmware"-Codes der Mikrocontroller im HEX-Format sind in der Tabelle aufgeführt. Quellcode des Programms.

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Der Frequenzmesser wird mit einem angepassten Kondensator C10 gegen einen Referenzgenerator kalibriert. Durch die Auswahl des Widerstands R5 wird die maximale Spannungsempfindlichkeit des Geräts erreicht. Der Kontrast der angezeigten Anzeigewerte wird durch Auswahl des Widerstands R11 eingestellt.

Wenn die Funktionen der automatischen Abschaltung und der Ein-Knopf-Leistungssteuerung nicht benötigt werden, kann das Gerät vereinfacht werden, indem die Transistoren VT1, VT2, die Diode VD1, die Widerstände R1, R3, R4, R7, R8, R10 und die SB1-Taste weggelassen werden. Pin 6 des Mikrocontrollers ist in diesem Fall mit der gemeinsamen Leitung verbunden und die Versorgungsspannung wird direkt dem DA1-Eingang zugeführt.

Literatur

Slinchenkov A. Verbesserung des vorläufigen Frequenzteilers. – Radio, 1999, Nr. 10, S. 29.
Zhuk V. Frequenzteiler für den Bereich 1 ... 5 GHz. – Radio, 2001, Nr. 12, S. 28, 29.

Autor: A. Sharypov, Wladimir

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