Kleiner Frequenzzähler. Schema, Beschreibung

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Kleiner Frequenzzähler. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Messtechnik

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Der Frequenzmesser misst die Frequenz des Eingangssignals im Bereich von 10 Hz...50 MHz mit einer Zählzeit von 0,1 s und 1 s, Frequenzabweichung innerhalb von ±10 MHz, und zählt auch Impulse mit Anzeige des Zählintervalls ( bis zu 99 s). Die Eingangsimpedanz beträgt 50 ... 100 Ohm bei einer Frequenz von 50 MHz und steigt bei der niedrigsten Frequenz des Bereichs auf mehrere Kiloohm an.

Kleiner Frequenzmesser
Fig. 1

Die Schaltung des Frequenzmessers ist in Abb. 1 dargestellt. 12. Das Hauptelement ist der Mikrocontroller PIC629F1 (DD0,1), der gemäß dem Programm arbeitet, dessen Codes in der Tabelle angegeben sind. Die Frequenzmessung erfolgt durch Zählen der Impulszahl in einem festen Zeitintervall. Es werden zwei Intervalle verwendet - 1 si 10 s. Im ersten Fall wird die Anzahl der Impulse mit XNUMX multipliziert, um die Frequenz zu erhalten, im zweiten Fall sind die Werte der Anzahl der Impulse und der Frequenz gleich.

Kleiner Frequenzmesser

Der Mikrocontroller enthält zwei Zeitzähler (TMR0 und TMR1), von denen der erste zum Zählen von Impulsen und der zweite zum Zählen von Zeitintervallen verwendet wird. Dank des eingebauten asynchronen Acht-Bit-Prescalers wird die maximal gemessene Frequenz von oben nur durch die Geschwindigkeit seiner Trigger begrenzt und hängt nicht von der Taktfrequenz des Mikrocontrollers ab. Der Inhalt des Vorteilers kann jedoch nicht programmatisch gelesen werden, und um ihn zu "extrahieren", wurde die im Artikel von D. Yablokov und V. Ulrich "Frequency meter on a PIC controller" beschriebene Methode verwendet (Radio, 2001, Nr. 1, S. 21, 22).

Der Eingangssignalverstärker ist auf einem Transistor VT1 aufgebaut, von dessen Kollektor das Impulssignal dem T0CKI-Eingang (Pin 5) des DDI-Mikrocontrollers zugeführt wird. Zur Anzeige von Informationen wird eine Digitalanzeige NT1610 (HG1) mit eingebautem Controller verwendet. Beim Betrieb im Slave-Modus ist der Eingang des NC-Indikators HG1 mit einem gemeinsamen Draht verbunden, und die Daten werden sequentiell in 4-Bit-Paketen entlang der DI- und CLK-Leitungen übertragen. Die begrenzte Anzahl von E / A-Leitungen des DD1-Mikrocontrollers erlaubte es nicht, zwei davon für die Implementierung des normalen Datenübertragungsmodus zuzuweisen, sodass Daten und Taktimpulse vom GP0-Ausgang des DD1-Mikrocontrollers über resistiv übertragen werden mussten Teiler. Die Impulse werden über den R1R7-Teiler an den CLK-Eingang der HG9-Anzeige und über den integrierenden R6R8C8-Teiler an den DI-Eingang geleitet. Zur Übertragung eines niedrigen logischen Pegels (logisch 0) am Ausgang GP0 des Mikrocontrollers DD1 wird ein Spannungspuls mit einer Dauer von 5 µs erzeugt. Gleichzeitig hat der Kondensator C8 keine Zeit zum Aufladen, und eine logische 1 wird in die HG0-Anzeige geschrieben, wenn der Impuls am DI-Eingang abklingt. Um eine logische 1 zu übertragen, ist die Impulsdauer viel länger als die Zeit Konstante der Schaltung R6R8C8, und der Kondensator C8 hat Zeit, sich auf einen hohen Logikpegel aufzuladen, sodass eine logische 1 geschrieben wird. Die Pause zwischen den Impulsen muss auch größer sein als die Zeitkonstante der Schaltung R6R8C8, damit der Kondensator C8 Zeit hat entladen.

Der Frequenzmesser wird von einer galvanischen oder wiederaufladbaren Batterie mit einer Spannung von 8 ... 9 V versorgt. Die Versorgungsspannung des Verstärkers und des Mikrocontrollers wird durch den integrierten Stabilisator DA1 stabilisiert. Die Versorgungsspannung wird der HG1-Anzeige vom Motor des Abstimmwiderstands R5 zugeführt, sie muss im Bereich von 1,4 ... 1,6 V liegen.

Nach dem Einschalten führt der Mikrocontroller eine Frequenzmessroutine mit einer Zählzeit von 0,1 s durch. Durch kurzes Drücken der SB1-Taste wird der Frequenzwert fixiert und der Mikrocontroller misst die Frequenzabweichung vom festen Wert, gefolgt von der Anzeige dieser Abweichung auf dem HG1-Anzeigedisplay. Ein zweiter kurzer Druck auf die SB1-Taste bringt das Gerät in seinen ursprünglichen Zustand zurück. Um in den Frequenzmessmodus und dessen Abweichung mit einer Zählzeit von 1 s zu wechseln, drücken Sie die Taste SB1 und halten Sie sie mindestens 2 s lang gedrückt. Ein weiterer langer Druck auf die SB1-Taste versetzt das Gerät in den Impulszählmodus. In diesem Modus werden durch kurzes Drücken der Taste nacheinander der Zähler und die Messzeitanzeige gestartet, gestoppt und zurückgesetzt.

Die Frequenz und deren Abweichung werden auf dem Display des Frequenzmessers in Hertz angezeigt. Bei einem Messintervall von 0,1 s sieht die Anzeige so aus: „1Fxxxxxxxx“ für Frequenz oder „1 Fi_xxxxxxx“ („1 F-xxxxxxx“) für Frequenzabweichung, wobei xxxxxxxxx die Frequenz bzw. deren Änderung ist und das Vorzeichen darauf hinweist erhöhen oder verringern. Da die Anzeige keine Ausgabe des „+“-Zeichens vorsieht, wird es angezeigt als „Wenn das Messintervall 1 s beträgt, steht die Zahl 2 an der ersten Position der Anzeige. Im Impulszählmodus vor dem Start , die Anzeige zeigt im Zählmodus Nullen an - SS uuuuuu, wobei SS die Zeit in Sekunden zählt, uuuuuu - Anzahl der Impulse.

Kleiner Frequenzmesser
Fig. 2

Am Ende der Zählung werden die Messwerte aufgezeichnet.

Die meisten Teile sind auf einer Leiterplatte aus einseitiger Glasfaserfolie mit einer Dicke von 1 ... 1,5 mm montiert, deren Zeichnung in Abb. dargestellt ist. 2. Das Gerät verwendet einen Trimmerwiderstand SPZ-19, Festwiderstände C2-23, MLT, einen Trimmerkondensator KT4-25, der Rest - K10-17. Der LM2931Z-5.0-Chip kann durch 78L05, der KT3102A-Transistor durch Transistoren der Serien KT316, KT342, KT368 mit beliebigen Buchstabenindizes ersetzt werden. Die Platine ist zusammen mit der Batterie in einem Kunststoffgehäuse mit den Maßen 30x50x70 mm untergebracht. Die Anzeige und der Netzschalter sind an der Frontplatte befestigt, wo dafür Löcher in der entsprechenden Größe angebracht sind. Zur Stromversorgung des Geräts können Sie die Batterien „Krona“, „Korund“, 6F22 verwenden, der Stromverbrauch beträgt ca. 9 mA. Der Mikrocontroller kann mit den Programmen Pony Prog und 1C Prog programmiert werden.

Die Einrichtung des Geräts reduziert sich auf die Einstellung der Genauigkeit der Frequenzmessung. Dazu wird ein kontinuierliches Signal mit einer Frequenz von etwa 1 MHz, einer Amplitude von 0,5 V und einem Abstimmkondensator C5 von einem beispielhaften Generator geliefert, um die Anzeigenablesungen mit der Frequenz des Eingangssignals in Übereinstimmung zu bringen. Dann wird durch Auswahl des Widerstands R1 die maximale Empfindlichkeit des Frequenzmessers eingestellt.

Der Text und die Codes des Mikrocontroller-Programms können heruntergeladen werden daher.

Autor: I. Kotov, Krasnoarmeisk, Gebiet Donezk, Ukraine; Veröffentlichung: radioradar.net

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