|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ Licznik częstotliwości do 1250 MHz. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Technologia pomiarowa Urządzenie to posiada nie tylko dużą górną granicę mierzonej częstotliwości, ale także szereg dodatkowych funkcji. Mierzy odchylenie częstotliwości od wartości początkowej, czas trwania impulsów i przerw między nimi oraz zlicza liczbę impulsów. Może być również używany jako dzielnik częstotliwości sygnału wejściowego ze współczynnikiem podziału, który można ustawić w szerokim zakresie. Proponowany miernik częstotliwości zawiera sześć mikroukładów - komparator napięcia AD8611ARZ [1], syntezator częstotliwości LMX2316TM [2], wyzwalacz typu D 74HC74D [3], selektor multipleksera 74HC151D [4], mikrokontroler PIC16F873A-1/SP [5 ] oraz zintegrowany regulator napięcia TL7805 . Wyświetla wyniki pomiarów na znakowym wyświetlaczu LCD WH1602B [6]. Główne cechy techniczne
Gdy urządzenie jest wyłączone, mikrokontroler zapamiętuje ustawione tryby pracy w swojej pamięci EEPROM i przywraca je po włączeniu. Obwód miernika częstotliwości pokazano na ryc. 1. Generator zegara mikrokontrolera DD3 jest stabilizowany rezonatorem kwarcowym ZQ1. Kondensator trymera C13 pozwala ustawić częstotliwość zegara dokładnie na 4 MHz. Regulator napięcia +5 V jest montowany na chipie DA2. Rezystor trymera R23 reguluje jasność podświetlenia ekranu LCD HG1. Optymalny kontrast obrazu na nim jest ustawiany przez rezystor strojenia R21.
Przyciski SB1-SB3 sterują urządzeniem. Przycisk SB1 służy do wyboru mierzonego parametru. Przycisk SB2 wybiera złącze, do którego doprowadzany jest mierzony sygnał. W zależności od częstotliwości i kształtu sygnału wejściowego może to być XW1 (impulsy poziomu logicznego o częstotliwości 0,1 Hz ... 80 MHz), XW2 (analogowe przebiegi arbitralne o częstotliwości 1 Hz ... 80 MHz) lub XW3 (sygnały o częstotliwości 20..1250 MHz). Przycisk SB3 uruchamia i zatrzymuje pomiar w trybach licznika impulsów i pomiaru przesunięcia częstotliwości. Długie (powyżej 1 s) naciśnięcie tego przycisku powoduje przejście z trybu pomiaru częstotliwości do trybu dzielenia częstotliwości i wyprowadzenie wyniku na złącze XW1. Gdy przyciski nie są wciśnięte, wejścia mikrokontrolera, do którego są podłączone, rezystory R12-R14 utrzymują wysoki poziom. Rezystory R4 i R6 tworzą stałe przesunięcie około 100 mV na nieodwracającym wejściu komparatora DA1. Rezystory R5 i R7 stanowią obwód dodatniego sprzężenia zwrotnego wymagany do uzyskania histerezy w charakterystyce przełączania komparatora. Diody VD1 i VD2 wraz z rezystorem R2 tworzą dwukierunkowy ogranicznik napięcia wejściowego na wejściu odwracającym komparatora. Układ DD1, którego głównym przeznaczeniem jest praca w syntezatorach częstotliwości w zakresie 1,2 GHz, zawiera dwa dzielniki częstotliwości o zmiennym współczynniku podziału, które w opisywanym urządzeniu służą do podziału częstotliwości sygnałów wejściowych dostarczanych do XW2 i złącza XW3 określoną liczbę razy. Mikrokontroler ustawia współczynniki podziału i tryb pracy tego mikroukładu, wydając polecenia przez jego interfejs szeregowy (wejścia zegara, danych, LE). W zależności od ustawionego trybu wyjście Fo/LD otrzymuje wynik jednego z tych dzielników. Rezystor R19 i kondensator C19 tworzą filtr mocy dla mikroukładu DD1, a diody VD3 i VD4 chronią wejście jednego z jego dzielników częstotliwości, bezpośrednio podłączonego do złącza XW3, przed przeciążeniem. Pojedynczy wibrator jest montowany na wyzwalaczu DD4.1, który tworzy impulsy o czasie trwania 0,5 μs z sygnałów wyjściowych dzielników częstotliwości. Jego obwód czasowy to rezystor R17 i kondensator C10. Kształtownik impulsów dostarczanych do złącza XW1 jest montowany na tranzystorze VT1 z obciążeniem kolektora - rezystorem R8. Działa, gdy wyjście RC5 mikrokontrolera jest ustawione na wysoki poziom logiczny. W przeciwnym razie sterownik jest wyłączony i nie wpływa na sygnały zewnętrzne dostarczane do złącza XW1. Dzięki temu złącze XW1 może być wykorzystywane zarówno jako wejście przy pomiarze częstotliwości i czasu trwania sygnałów logicznych, jak i przy zliczaniu impulsów oraz jako wyjście w trybach dzielenia częstotliwości. Rezystor R11 służy do ochrony wejścia 0 selektora-multipleksera DD2 przed przypadkowym podaniem na złącze XW1 sygnałów o wysokiej amplitudzie. Selektor-multiplekser na rozkaz mikrokontrolera dostarcza na swoje wejścia przeznaczone do pomiaru częstotliwości i czasu trwania impulsów albo impulsy poziomu TTL ze złącza XW1, albo sygnały odbierane na złączu XW2 i przetwarzane na takie impulsy przez komparator DA1 lub sygnały odebrane na złączu XW3 i przepuszczone przez układ dzielnika częstotliwości DD1. Mikrokontroler wykonuje podstawowe operacje pomiaru częstotliwości, czasu trwania oraz zliczania impulsów. Wyświetla również wyniki pomiarów na wyświetlaczu HG1 LCD oraz steruje pracą całego urządzenia. Program mikrokontrolera napisany jest w asemblerze MASM, który jest częścią środowiska programistycznego MPLAB IDEv7.5. W trybach pomiaru częstotliwości mikrokontroler zlicza impulsy odbierane na wejściu T0CKI w wybranym przez użytkownika interwale pomiarowym (0,01, 0,1, 1 lub 10 s). Podczas pomiaru częstotliwości sygnału podawanego na złącze XW3 jego częstotliwość jest wstępnie dzielona przez 1000 przez jeden z dzielników układu DD1. Podczas pomiaru czasu trwania impulsów o wysokim poziomie logicznym mikrokontroler rozpoczyna zliczanie impulsów z częstotliwością 1 MHz, uzyskaną przez podzielenie jego częstotliwości zegara, na podstawie zbocza narastającego mierzonego impulsu na wejściu INT. Zatrzymuje to konto przez opadające zbocze mierzonego impulsu. W przypadku pomiaru czasu trwania impulsu niskiego poziomu zliczanie rozpoczyna się od jego zbocza opadającego, a kończy narastającym. Po włączeniu trybu pomiaru dryftu częstotliwości mikrokontroler dokonuje pierwszego pomiaru częstotliwości sygnału wejściowego, a następnie cyklicznie powtarza te pomiary. Program odejmuje wynik pierwszego pomiaru od każdego kolejnego i wyświetla aktualną różnicę na wskaźniku. Po zatrzymaniu tego trybu na wyświetlaczu LCD zostanie wyświetlona maksymalna zarejestrowana podczas pomiaru odchyłka częstotliwości w dół iw górę od początkowej. Aby zmierzyć częstotliwość powtarzania impulsów logicznych z poziomami TTL, użyj przycisku SB2, aby wybrać złącze wejściowe XW1. Mikrokontroler generuje kod 0 na wyjściach RC2-RC000, tym samym przestawiając selektor DD2 w stan, w którym sygnał ze złącza XW1 podawany jest na wejście TOSK1 mikrokontrolera do pomiaru częstotliwości oraz na własne wejście INT do pomiaru częstotliwości czas trwania impulsu. Program wyświetla wyniki pomiarów na wyświetlaczu LCD HG1 (Rys. 2), a na ekranie naprzemiennie wyświetlają się czasy trwania impulsów poziomu wysokiego (H) i niskiego (L). Kod z prawej strony górnego wiersza oznacza ustawiony czas zliczania: „10” - 10 s, „1” - 1 s, „.1” - 0,1 s oraz „.01” - 0,01 s. W prawej części dolnej linii wyświetlany jest symbol wybranego złącza wejściowego: TTL - XW1, VHF - XW2, UHF - XW3.
Mierząc częstotliwość sygnałów analogowych (do 80 MHz) przycisk SB2 wybiera wejście XW2. Na wyjściach RC0-RC2 mikrokontroler generuje kod 001, przełączając multiplekser DD2 do pozycji, w której sygnał ze złącza XW2, przetworzony przez komparator DA1 na impulsy prostokątne, jest podawany na wejście TOCKI mikrokontrolera. Program mierzy częstotliwość sygnału i wyświetla wynik na wyświetlaczu LCD (rys. 3).
Aby zmierzyć sygnały RF do 1250 MHz, użyj przycisku SB2, aby wybrać złącze wejściowe XW3. Z niego sygnał dociera do wejścia fIN dostępne w dzielniku częstotliwości chipa DD1. Współczynnik podziału jest ustawiony przez mikrokontroler na 1000. Sygnał z wyjścia dzielnika częstotliwości, przetworzony przez pojedynczy wibrator na wyzwalaczu DD0,5 na impulsy o czasie trwania około 4.1 μs, podawany jest przez multiplekser DD2 do wejście TOCKI mikrokontrolera. Multiplekser jest ustawiany do wymaganego stanu kodem 010 na wyjściach RC0-RC2 mikrokontrolera. Program mikrokontrolera dokonuje pomiaru częstotliwości i uwzględniając współczynnik podziału wyświetla wynik na wyświetlaczu LCD (rys. 4).
Impulsy do zliczenia są doprowadzane do złącza wejściowego XW1 lub XW2. Przycisk SB2 wybiera jedno z tych wejść, a przycisk SB1 tryb LICZNIK (rys. 5). Konto uruchamiane jest poprzez naciśnięcie przycisku SB3, czemu towarzyszy zamiana na ekranie etykiety OFF (wyłączone) na etykietę ON (włączone). Aby zatrzymać odliczanie, należy ponownie nacisnąć przycisk SB3, a etykieta ON zostanie zastąpiona etykietą OFF. Program wyświetla liczbę impulsów skumulowanych w czasie od startu do zatrzymania na wyświetlaczu LCD.
W celu pomiaru przesunięcia częstotliwości sygnał (w zależności od jego kształtu i częstotliwości) podawany jest na jedno ze złączy wejściowych XW1-XW3, które wybiera się przyciskiem SB2, a następnie włącza się funkcję „+/-FREQUENCV” (jej nazwa to z oznaczeniem OFF) wybiera się przyciskiem SB1. Pomiar rozpoczyna się przyciskiem SB3, natomiast oznaczenie OFF zostaje zastąpione oznaczeniem ON. Urządzenie dokonuje pomiaru dryftu częstotliwości i wyświetla jego aktualną wartość na wyświetlaczu LCD (rys. 6). ).Po ponownym naciśnięciu przycisku SB3, co zatrzymuje pomiar, na wyświetlaczu LCD pojawiają się wartości maksymalne zarejestrowane podczas pomiaru z dryfem częstotliwości w górę iw dół od oryginału (Rys. 7).
Aby podzielić częstotliwość sygnału analogowego o częstotliwości do 80 MHz należy za pomocą przycisku SB2 wybrać złącze wejściowe XW2 i przyłożyć do niego sygnał, którego częstotliwość ma być dzielona. Z wyjścia komparatora DA1 wchodzi na wejście OSCIN dzielnika częstotliwości R_Counter układu DD1. Mikrokontroler ustawia wymagany współczynnik podziału tego dzielnika za pośrednictwem interfejsu szeregowego i łączy jego wyjście z wyjściem Fo / LD mikroukładu. Naciśnięcie przycisku SB1 zmniejsza współczynnik podziału, a naciśnięcie przycisku SB2 zwiększa go. Im dłużej przycisk jest wciśnięty, tym szybciej zmienia się współczynnik. Na wyjściu RC5 mikrokontroler ustawia wysoki poziom, przełączając złącze XW1 w tryb wyjściowy. Na swoich wyjściach RC0-RC2 mikrokontroler generuje kod 000, więc sygnał wychodzący na złącze jest również podawany na wejście T0SKI mikrokontrolera w celu pomiaru częstotliwości. Czas trwania impulsu nie jest mierzony w tym trybie.
na ryc. Rysunek 8 przedstawia wynik podzielenia sygnału 19,706 MHz przyłożonego do złącza XW2 przez 100. W tym przypadku po wyjściu XW1 o częstotliwości 197,06 kHz następują impulsy wysokiego poziomu logicznego o czasie trwania 0,5 μs. Sygnały o częstotliwości od 50 do 1200 MHz podawane są do podziału na złącze XW3. Są one przetwarzane podobnie, z tą tylko różnicą, że w operacji bierze udział dzielnik wyższej częstotliwości chip N-Counter DD1. na ryc. 9 przedstawia wynik podzielenia częstotliwości 200,26 MHz przez 2000. Częstotliwość wyjściowa wynosi 100,13 kHz.
Miernik częstotliwości montowany jest na płytce drukowanej wykonanej z obustronnie laminowanego włókna szklanego o grubości 1 mm. Jego rysunek pokazano na ryc. 10, a rozmieszczenie elementów - na ryc. 11. Rezystory stałe i większość kondensatorów ma rozmiar 0805 do montażu powierzchniowego. Rezystory trymera R21 i R23 - SH-655MCL, kondensator trymera C13 - TZC3P300A110R00. Kondensatory tlenkowe C4 i C6 są aluminiowe z przewodami.
Złącza XW1-XW3 - 24_BNC-50-2-20/133_N [7]. Są one połączone z płytką kawałkami kabla koncentrycznego o impedancji charakterystycznej 50 omów i długości około 100 mm. Przyciski SB1-SB3 - TS-A3PG-130. Wskaźnik HG1 montowany jest nad tablicą na stojakach o wysokości 10 mm za pomocą śrub M3. Urządzenie montowane jest w plastikowej obudowie Z-28 [8]. Na jego przednim panelu wycięty został prostokątny otwór o wymiarach 70x25 mm na ekran LCD oraz trzy otwory o średnicy 3 mm na przyciski. Same przyciski zamontowano na płytce z włókna szklanego o wymiarach 100x12x1,5 mm, przykręconej do panelu przedniego od tyłu za pomocą śrub M3. Gniazdo zasilania znajduje się po lewej stronie obudowy, a jego włącznik po prawej stronie. Wejściowe złącza bagnetowe znajdują się na tylnej ściance obudowy. Konfiguracja licznika częstotliwości jest następująca: - ustawić rezystor dostrajający R21 na optymalny kontrast obrazu na ekranie LCD; - ustawić wymaganą jasność podświetlenia LCD rezystorem dostrajania R23; - ustawić kondensator trymera C13 na częstotliwość taktowania mikrokontrolera dokładnie równą 4 MHz. W tym celu należy podłączyć miernik częstotliwości cyfrowej (Ch1-3 lub inny) do złącza XW63, włączyć nastawiane urządzenie przytrzymując przycisk SB3 (w tym przypadku na wyświetlaczu LCD powinien pojawić się napis „TEST”) i obracając wirnik kondensatora trymera C13, uzyskać odczyty zewnętrznego miernika częstotliwości, maksymalnie bliskie 100000 XNUMX Hz. Nie zapominaj, że błąd w ustawieniu tej częstotliwości wpływa bezpośrednio na błąd regulowanego urządzenia. Rysunek PCB w formacie Sprint Layout 5.0 oraz program mikrokontrolera można pobrać z ftp://ftp.radio.ru/pub/2016/02/f_metr.zip. literatura
Autor: W. Turczaninow
Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach
02.05.2024 Zaawansowany mikroskop na podczerwień
02.05.2024 Pułapka powietrzna na owady
01.05.2024
▪ Robienie diamentów z masła orzechowego ▪ Czysta energia wyprzedza węgiel ▪ Ekran Ultra HD 3D firmy Toshiba nie wymaga okularów ▪ Hiperstabilne sztuczne białko
▪ sekcja serwisu Regulatory mocy, termometry, stabilizatory ciepła. Wybór artykułu ▪ artykuł Bazarowa. Bazarowszczyzna. Popularne wyrażenie ▪ artykuł Ile kosztuje produkcja rosyjskich kopiejek? Szczegółowa odpowiedź ▪ artykuł Podwójny węzeł altany. Wskazówki turystyczne ▪ artykuł Rodzaje biopaliw. paliwo syntetyczne. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki ▪ artykuł Bez prostownika jak bez rąk. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua |
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony