Frequenzmesser auf Mikroschaltungen der K176-Serie. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Messtechnik

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Diese Version des Frequenzmessers ist fünfstellig und ermöglicht die Messung der Frequenz elektrischer Schwingungen von mehreren zehn bis U9 U99 1ts (100 kHz) ohne zusätzliche Umschaltung. Die Amplitude des am Eingang des Geräts anliegenden Signals muss mindestens 0,5 V und darf nicht mehr als 30 V betragen.

Das schematische Diagramm des Frequenzmessers ist in Abb. 88 dargestellt. XNUMX.

Das Signal, dessen Frequenz gemessen werden muss, wird über die Buchsen XS1, XS2 „Input“ und den Kondensator C1 dem Eingang des aus dem Feldeffekttransistor VT1 und den Bipolartransistoren VT2, VT3 gebildeten Formers zugeführt. Die direkte Verbindung von Bipolartransistoren unterschiedlicher Struktur mit den Source- und Drain-Schaltkreisen des Feldeffekttransistors bietet dem Treiber einen Trigger-Betriebsmodus. Dadurch entstehen am Kollektor des Transistors VT3 dieses Knotens Rechteckimpulse, deren Wiederholungsrate genau der Frequenz des Eingangssignals entspricht, die Eingangsimpedanz des Shapers beträgt etwa 10 Ohm, das Frequenzband beträgt ab Bei einigen Hertz bis 30 MHz beträgt der Gewinn etwa 10.

Vom Ausgang des Shapers wird das Signal dem oberen Eingang des Elements 2OR-NOT DD3 4 zugeführt, das die Funktion eines elektronischen Ventils übernimmt. Und wenn dieses Ventil geöffnet ist (bei einem niedrigen Spannungspegel am unteren Eingang), dann erscheinen an seinem Ausgang, also am Eingang des fünfstelligen Zählers, der durch die Mikroschaltungen DD4-DD8 gebildet wird, Impulse des umgewandelten Signals. Der logische Zustand der Impulszähler-Mikroschaltungen wird durch die entsprechenden Sieben-Elemente-Leuchtanzeigen HG1-HG5 angezeigt. Der untere Eingang des elektronischen Ventils ist mit dem Ausgang des Formers des Messzeitintervalls von 1 s verbunden. Daher zeigen digitale Anzeigen die Anzahl der Impulse an, die während dieser Zeit durch das Ventil zum Zähler gelangt sind, also die Eingangsfrequenz in der Einheit Hertz.

Die Funktion eines Impulsgenerators und eines Frequenzteilers bis zu einem Wert von 1 Hz, die für die Bildung von Zeitintervallen und Impulsen zum Zurücksetzen des Zählers am Ende der Anzeigezeit des Messergebnisses erforderlich sind, übernimmt der bekannte K176IE5 DD1-Chip. Die Anfangsfrequenz des Generators (32 Hz) wird durch die Eigenfrequenz des Quarzresonators ZQ768 und der Kondensatoren C1, C3 bestimmt. Als Beispiel dient die Frequenz der am Ausgang 4 (Pin 1) dieser Mikroschaltung erzeugten 15-Hz-Impulse. Die zyklische Betriebssteuereinheit des Frequenzmessers wird durch die D-Flip-Flops DD5 und DD2.1 und die Logikelemente 2.2OR-NOT DD2, DD3.1 gebildet. Diese Elemente arbeiten im Anzeigezeit-Triggerimpulsgenerator, dessen Dauer über einen variablen Widerstand R3.2 eingestellt werden kann. Das Element DD9 wird als Schlüssel im Zähler-Reset-Schaltkreis verwendet.

Erinnern Sie sich an die Logik des 2OR-NOT-Elements: Wenn die Spannung an einem seiner Eingänge hoch ist, ist der Ausgang eine niedrige Spannung. Die Funktionsweise des Steuergeräts wird durch die in Abb. 89 dargestellten Zeitdiagramme veranschaulicht. 15. Vom Ausgang 1 der DD2.2-Mikroschaltung bis zum Eingang C des DD2.1-Triggers werden kontinuierlich Impulse der Referenzfrequenz empfangen (Diagramm a) und an denselben Eingang des DD3.1-Triggers die Impulse von der auf den Elementen DD3.2 und DD2.2 montierte Startgenerator (Diagramm b). Nehmen Sie sich zunächst den Moment vor, in dem sich beide Auslöser im Nullzustand befinden. Zu diesem Zeitpunkt wird eine Spannung mit hohem Pegel vom inversen Ausgang des Triggers DD3.4 an den unteren Eingang des elektronischen Ventils DD4 angelegt und schließt dieses. Von diesem Moment an gelangt das Signal der gemessenen Frequenz über das Ventil zum Eingang des Zählers DD8-DDXNUMX.

Mit dem Erscheinen des Triggergeneratorimpulses am Eingang C des Triggers DD2.1 schaltet dieser Trigger in einen Einzelzustand und bereitet mit einer Hochspannung am Direktausgang den Trigger DD2.2 für die weitere Arbeit vor. Gleichzeitig erscheint am oberen Eingang des DD3.3-Elements, verbunden mit dem invertierten Ausgang des DD2.1-Triggers, eine Spannung mit niedrigem Pegel. Der nächste Impuls des beispielhaften Frequenzgenerators schaltet den Trigger DD2.2 in einen Einzelzustand. Am inversen Ausgang dieses Triggers und am unteren Eingang des DD3.4-Elements liegt nun eine Low-Pegel-Spannung an, die das elektronische Ventil öffnet und dadurch die Signalimpulse der gemessenen Frequenz durchlässt.

Der direkte Ausgang des Triggers DD2.2 ist jedoch mit dem Eingang R des Triggers DD2.1 verbunden. Befindet sich der Trigger DD2.2 daher in einem Einzelzustand, schaltet er den Trigger DD2.1 mit einer High-Pegel-Spannung am Direktausgang in den Nullzustand und hält ihn dort, bis das Messintervall dauert. Der nächste Impuls der Referenzfrequenz schaltet den Trigger DD2.2 am Eingang C in den Nullzustand und die High-Pegel-Spannung vom inversen Ausgang des Triggers schließt das elektronische Ventil. Dadurch wird der Durchgang der Signalimpulse der gemessenen Frequenz zum Zähler gestoppt und die digitale Anzeige der Messergebnisse beginnt (Diagramme e, g).

Jedem Intervall der Messzeit geht am Eingang R der Zähler DD4-DD8 ein kurzzeitiger High-Pegel-Impuls voraus (Diagramm d), der die Zähler in den Nullzustand schaltet. Ab diesem Moment beginnt der Zählzyklus – ein Hinweis auf den Betrieb des Frequenzmessers. Der Nullimpuls wird am Ausgang des Elements DD3.3 im Moment des Zusammentreffens von Low-Pegel-Signalen an seinen Eingängen erzeugt.

Die Dauer der Anzeige des Messergebnisses innerhalb von 2 ... 5 s kann (optional) über den variablen Widerstand R9 des Startgenerators eingestellt werden.

Der Zählerdecoder DD4 und der Indikator HG1 bilden das niederwertigste Bit und der Zählerdecoder DD8 und der Indikator HQ5 bilden das höchste Bit des Frequenzmessers. Daher muss in der Digitalanzeige des Geräts der HG5-Indikator als erster links und der HG1 als letzter rechts in einer Reihe von Indikatoren platziert werden.

Das Aussehen dieser Version des Frequenzmessers und die Anordnung der Teile in seinem Gehäuse sind in Abb. dargestellt. 90.

Durch ein rechteckiges Fenster in der Frontplatte, das von innen mit einer Platte aus grün transparentem organischem Glas abgedeckt ist, sind leuchtende Zahlenanzeigen sichtbar. Auf der rechten Hälfte der Frontplatte befindet sich der Griff des variablen Widerstands R9 des Startimpulsgenerators und des Druckknopf-Leistungsschalters SB1. Die Eingangsbuchsen XS1 und XS2 befinden sich unten links. Alle anderen Teile des Gerätes sind auf zwei Leiterplatten mit den Maßen 115X60 mm aus 1 mm dicker Glasfaserfolie montiert. Auf einem davon (Abb. 91) sind alle Teile montiert, die sich auf den Impulsspannungsgenerator, die Referenzfrequenzquelle und das Steuergerät beziehen, auf dem anderen (Abb. 92) - Zähler DD4-DD8 und Digitalanzeigen HG1-HG5. Die Leitungsdrähte der Anzeiger, deren Zylinder vertikal angeordnet sind, werden an die Kontaktflächen an den Ausgängen der Zähler angelötet (in Abb. 92 sind die Leitungen durch Pfeile gekennzeichnet). Auf der ersten dieser Platinen wird der Abstand zwischen den Lochreihen im DD3-Chip auf 12 mm erhöht. Zusätzlich zu den Teilen müssen auf dieser Platine fünf Drahtbrücken installiert werden (in Abb. 91 sind sie gestrichelt dargestellt).

Alle Festwiderstände – MLT, variabler Widerstand R9 – SP1-1. Die Kondensatoren C2 und C6, die den Stromversorgungskreis der Mikroschaltungen blockieren, können KLS oder K73-17 sein, C3 - Keramik KT-1 oder KM, Abstimmung C 4-KPK-MP. Unpolarer Kondensator C5 - K53-1A (er kann durch einen Satz Kondensatoren K73-17 mit einer Gesamtkapazität von 1 ... 1.5 μF ersetzt werden). Netzschalter SB1-P2K mit Tastenrückstellung durch wiederholte Spannung.

Der Feldeffekttransistor (VT1) kann die Buchstabenindizes D, E oder F haben. Er kann durch einen KP306A-Transistor ersetzt werden, indem sein zweites Gate über einen 100-kΩ-Widerstand mit dem Source-Anschluss verbunden wird.

Der Chip K176IE5 (DD1) kann durch einen ähnlichen Chip K176IE12 ersetzt werden – er wurde in einer Stoppuhr verwendet –, für den Sie das Muster der gedruckten Leiter entsprechend seiner Pinbelegung anpassen müssen.

Zur Stromversorgung des Geräts können Sie einen 7D-0,1 (GB1)-Akku oder einen Korund-Akku und eine 373 (G1)-Zelle verwenden. Nach dem Zusammenbau des Geräts ist es zunächst notwendig, die Installation anhand des „Prinzipplans“ sorgfältig zu überprüfen, die Abschnitte der Platinen zwischen benachbarten Leitern, stromführenden Pads der Mikroschaltungsausgänge und Transistoren zu reinigen und mit Alkohol oder Benzin zu spülen ( insbesondere Feldgeräte) des Pulsformers. Bei fehlerfreier Installation und korrekter Verschaltung der Platinen beim Abgleich kann es sein, dass lediglich die Frequenz des Generators auf dem DD1-Chip angepasst werden muss. Grob wird die Frequenz des Generators durch Auswahl des Kondensators C3 und genau durch den Abstimmkondensator C4 eingestellt. Die Genauigkeit der Installation wird durch einen beispielhaften (industriellen) Frequenzmesser kontrolliert, der an die Pins 11 und 12 des DDL-Chips angeschlossen ist. Zur Steuerung der Logikpegel an den Ausgängen der Mikroschaltungen des Steuergeräts können Sie das oben beschriebene „Display“ oder ähnliche Anzeigesonden verwenden.

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