|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ Skala cyfrowa generatora AF. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Technologia pomiarowa Do ustawienia częstotliwości w pomiarowych generatorach sygnału sinusoidalnego najczęściej stosuje się urządzenia skalujące, połączone mechanicznie z elementem sterującym urządzenia. Znane są ich wady: są to złożoność wykonania, konieczność kalibracji przy użyciu standardowego generatora lub miernika częstotliwości, a w niektórych przypadkach niewystarczająca dokładność ustawienia częstotliwości, która zależy nie tylko od konstrukcji urządzenia odczytującego, ale także od stabilność parametrów elementów radiowych obwodów zadawania częstotliwości. Tak zwane wagi elektryczne są w dużej mierze wolne od tych wad. W najprostszym przypadku jest to analogowy miernik częstotliwości, którego działanie opiera się na pomiarze średniego napięcia ciągu impulsów o stałym czasie trwania utworzonego z wygenerowanego sygnału. Taka skala zapewnia jednak także stosunkowo małą dokładność zadawania częstotliwości (co najwyżej 1...3%), a do jej kalibracji potrzebny jest także generator wzorcowy. Zastosowanie cyfrowych metod pomiaru częstotliwości pozwala pozbyć się wszelkich wad właściwych zarówno wagom mechanicznym, jak i elektrycznym. W tym przypadku częstotliwość mierzona jest bezpośrednio w postaci cyfrowej i z dużą dokładnością, określoną przez stabilność tzw. przedziału czasu pomiarowego. Skala cyfrowa upraszcza projektowanie i produkcję generatora, ponieważ można go zmontować jako oddzielną, kompletną funkcjonalnie jednostkę elektroniczną i umieścić w dowolnym dogodnym miejscu urządzenia. Najprostszą cyfrową metodą pomiaru częstotliwości jest metoda zliczania bezpośredniego, która polega na zliczaniu liczby okresów generowanego sygnału w znanym przedziale czasu – przedziale czasu pomiaru. Aby określić częstotliwość z dokładnością do 1 Hz, musi ona wynosić 1 s. Jeśli z sygnału sinusoidalnego utworzona zostanie sekwencja impulsów, których czoła pokrywają się z momentami przejścia napięcia sinusoidalnego przez poziom zerowy, a ich liczba zostanie zliczona, to z tą samą dokładnością odstęp czasu pomiaru można zmniejszyć o połowę. Zastosowanie jednostki podwajającej w skali cyfrowej zmniejsza opóźnienie czasowe pomiędzy momentem zmiany częstotliwości elementu sterującego a początkiem wskazania wyniku pomiaru, co ma ogromne znaczenie przy ustawianiu częstotliwości z dokładnością do 1 Hz. Jednak opóźnienie czasowe wynoszące 0,5 s przy zgrubnym dostrajaniu generatora jest nadal duże. Dlatego wraz ze skalą cyfrową, która zapewnia precyzyjne ustawienie częstotliwości, czasami do zgrubnego strojenia stosuje się dodatkową skalę mechaniczną. Można to zrobić inaczej: zmniejszyć zwłokę czasową o kolejny rząd wielkości, czyli wprowadzić do skali cyfrowej drugi tryb pracy („Zgrubny”), w którym odstęp czasu pomiaru wynosi 0,05 s, a dokładność pomiaru częstotliwości wynosi ±10 Hz. Jednak zwykłe zmniejszenie przedziału czasowego pomiaru 10 razy powoduje, że wartość wskazywanej częstotliwości na skali przesunie się w prawo o jedno miejsce po przecinku, co utrudnia odczytanie informacji. Aby wyeliminować tę wadę, należy przyłożyć sekwencję impulsów o podwójnej częstotliwości sygnału sinusoidalnego w trybie „Zgrubnym” do drugiego licznika dziesiętnego skali cyfrowej. W takim przypadku każda cyfra liczby określającej mierzoną częstotliwość będzie zawsze wyświetlana w tym samym miejscu. Urządzenie umożliwia pomiar częstotliwości w zakresie od 1 Hz do 1 MHz. Amplituda sygnału wejściowego wynosi do 15 V. Dokładność pomiaru, czas pomiaru i wskazanie częstotliwości w zależności od trybu pracy wynoszą ±10 Hz, 0,05 i 0,2 s (w trybie „Zgrubnym”) oraz 1 Hz, 0,5 i 2 s („Dokładnie”). Pobór prądu - nie więcej niż 50 mA. Urządzenie składa się z modułu kształtowania sygnału wejściowego, podwajacza częstotliwości, czujnika do pomiaru przedziałów czasowych, selektora i licznika impulsów oraz modułu przełączającego tryby pracy. Sterownikiem wejściowym komparatora DA1 jest wyzwalacz Schmitta. Jego obwód dodatniego sprzężenia zwrotnego tworzą rezystory R3 i R6. Sekwencja impulsów generowanych przez niego z sygnału sinusoidalnego przez falowniki DD1.1, DD1.2 dociera do podwajacza częstotliwości wykonanego na elementach R5, C2 i DD3.1. Falowniki DD1.1 i DD1.2 zapewniają niezbędną stromość narastania i opadania impulsów, od której zależy dokładność działania podwajacza częstotliwości. Z wyjścia elementu DD3.1 sekwencja krótkich dodatnich impulsów o podwójnej częstotliwości jest dostarczana na jedno z wejść (pin 9) selektora, którego funkcje pełni element DD1.3. Czujnik przedziału czasowego pomiaru zawiera oscylator główny, dzielnik częstotliwości, jednostkę do wstępnej instalacji i układ kształtujący impuls zerujący. Główny oscylator kwarcowy, zamontowany na elementach DD2.1, DD2.2, generuje impulsy o częstotliwości powtarzania 100 kHz, które przechodzą przez falowniki DD2.3 i DD2.4 do dzielnika częstotliwości na mikroukładach DD4-DD9. Dzielnik zawiera sześć liczników, z czego dwa (DD6, DD8) dzielą częstotliwość przez pięć, a pozostałe przez dziesięć. Początkowa jednostka instalacyjna, wykonana na elementach VD2, R10, C4, DD1.4, ustawia liczniki dzielnika do stanu początkowego po włączeniu urządzenia. Jednostka przełączająca tryb pracy jest zamontowana na mikroukładzie DD10, elementach DD11.1-DD11.3, tranzystorze VT1 i przełączniku SB1. W trybie „Precyzyjny” impulsy z wyjścia licznika DD5 poprzez elementy DD11.1, DD11.3 docierają na wejście C licznika DD6, a cały dzielnik bierze udział w działaniu urządzenia. W tym przypadku na wyjściu licznika DD9 tworzona jest sekwencja impulsów o czasie trwania 0,5 s i częstotliwości powtarzania 0,4 Hz. W trybie „Zgrubnym” licznik DD5 jest wyłączony z dzielnika, a impulsy z wyjścia poprzedniego (DD4) przechodzą przez elementy DD11.2 i DD11.3 do licznika DD6, a sekwencja impulsów o czasie trwania Na wyjściu dzielnika powstaje czas trwania 0,05 s i częstotliwość powtarzania 4 Hz.
Impulsy z wyjścia licznika DD9 podawane są na drugie wejście (pin 8) elementu DD1.3 oraz do generatora impulsów zerujących zamontowanego na elementach DD3.3, DD3.4, DD11.4. Na wyjściu elementu DD3.4 pojawiają się krótkie impulsy, które okresowo przed rozpoczęciem każdego cyklu pomiarowego ustawiają licznik impulsów na chipach DD12-DD17 na zero. Przełącznik tranzystorowy VT2 gasi wskaźniki skali podczas pomiaru częstotliwości. Impulsy z wyjścia selektora podawane są do licznika impulsów poprzez element DD3.2, co eliminuje niepotrzebne wyzwalanie licznika na zboczu impulsu wyznaczającego odstęp czasu pomiarowego. Licznik impulsów zawiera sześć podobnych jednostek przeliczeniowych. W trybie „Dokładnie” wszystkie węzły są połączone szeregowo poprzez elementy DD10.2, DD10.4, a impulsy o podwójnej częstotliwości z wyjścia selektora trafiają na wejście węzła niskiego rzędu (DD12, HG1). W trybie „Zgrubnym” impulsy te przez elementy DD10.3, DD10.4 są dostarczane do drugiej jednostki konwersji (DD13, HG2), a przełącznik tranzystorowy VT1 wyłącza wskaźnik najmniej znaczącego miejsca dziesiętnego skala. Kropka wskaźnika HG4 na skali cyfrowej oddziela cyfry wskazujące częstotliwość w kilohercach i hercach. Jeżeli nie ma potrzeby pomiaru częstotliwości z dokładnością do 1 Hz, skalę można uprościć, eliminując elementy SB1, DD5, DD10, DD11.1-DD11.3, DD12, HG1, VT1, R11 i podłączając wyjście licznik DD4 do pinu 4 układu DD6, a wyjście elementu DD3.2 jest z wejściem C licznika DD13. Zmniejszając górną częstotliwość roboczą z 1 MHz do 600 kHz, możliwe jest dalsze uproszczenie urządzenia i zastosowanie mikroukładu K176IE3 zamiast K176IE4 w wyższym rzędzie licznika (DD17). W tym przypadku elementy DD1.1, DD1.2, DD2.3, DD2.4 są dodatkowo wykluczone, wyjście elementu DD2.2 jest podłączone do wejścia C licznika DD4, a pin 7 mikroukładu DA1 jest podłączony do pinu 2 elementu DD3.1 i rezystora R5. W urządzeniu zastosowano rezonator kwarcowy (ZQ1) z zestawu „Quartz-21”. Zamiast tego można zastosować rezonator kwarcowy o częstotliwości 1 MHz, dodając kolejny licznik K176IE4 do dzielnika częstotliwości i podłączając go między elementem DD2.4 a mikroukładem DD4. Zamiast tych wskazanych na schemacie, w urządzeniu można zastosować zarówno symboliczne wskaźniki LED innych typów, jak i katodoluminescencyjne. Schemat podłączenia wskaźnika katodoluminescencyjnego IV3 pokazano na rys. 2. W tym przypadku rezystor R12 obwodu głównego jest podłączony nie do wspólnego przewodu, ale do emitera tranzystora VT2. Dodatkowo do zasilania wskaźników IV3 wymagane będzie dodatkowe źródło napięcia 0,7 V.
Schemat podłączenia wskaźników LED ALS324B lub ALS321B przedstawiono na rys. 3. Jako przełączniki tranzystorowe VT1-VT7 można zastosować dowolne tranzystory krzemowe o dopuszczalnym napięciu kolektor-emiter i baza-emiter co najmniej 10 V i prądzie kolektora co najmniej 10 mA (KT312B, KT3102B, KT315 z dowolnym indeksem literowym, K1NT251 itp.). W takim przypadku tranzystor VT2 urządzenia musi być kompozytowy. Baza dodatkowego tranzystora KT807B jest podłączona do emitera tranzystora VT2, kolektor do jego kolektora, a emiter do jednostek konwersji (pin 4). Ponadto wymagane będzie mocniejsze źródło zasilania, ponieważ prąd pobierany przez wagę wzrośnie do 300 mA.
Na wejście skali cyfrowej można podawać sygnały o amplitudzie do 15 V, ponieważ dopuszczalne napięcie wejściowe komparatora K521CA3 (DA1) nie przekracza 30 V. Aby zmierzyć częstotliwość sygnałów wyższego poziomu, waga musi można uzupełnić o zabezpieczenie przeciążeniowe lub dzielnik wejściowy, który obniża napięcie na wejściach komparatora do akceptowalnej wartości. Podczas produkcji urządzenia między pinami zasilania każdego mikroukładu instalowany jest kondensator o pojemności 1000 pF. Aby zmniejszyć wpływ na generator szumu impulsowego, cyfrową część skali umieszczono w metalowym ekranie, który w jednym miejscu jest podłączony do wspólnego przewodu generatora. Jeżeli waga przeznaczona jest do współpracy z generatorem dźwięku generującym sygnały o niskim poziomie i współczynniku harmonicznym, wówczas przewody łączące wskaźniki НG1-HG6 z miernikami są szczególnie starannie ekranowane, gdyż mogą one być źródłem silnego szumu impulsowego, zwłaszcza jeśli stosowane są wskaźniki ALS324B lub ALS321B ALSXNUMXB. Szum impulsowy można całkowicie wyeliminować poprzez wyłączenie zasilania wagi po ustawieniu częstotliwości generatora, dla czego należy przewidzieć osobny wyłącznik. Jeżeli planujesz wykorzystać skalę cyfrową generatora do pomiaru częstotliwości sygnałów z innych źródeł, wskazane jest zainstalowanie na jego przednim panelu dodatkowego gniazda i przełącznika, który łączy wejście urządzenia albo z wyjściem generatora, albo z tym gniazdem . Podczas konfiguracji należy najpierw sprawdzić za pomocą oscyloskopu obecność sekwencji impulsów na wyjściu czujnika pomiaru odstępu czasu. Następnie na wejście urządzenia podawany jest sygnał sinusoidalny o amplitudzie około 0,5 V. W tym przypadku należy zaobserwować impulsy o amplitudzie co najmniej 3 V na wyjściu podwajacza częstotliwości (pin 3.1 układu DD8. 8,1 element. Ustawiając wartości częstotliwości na generatorze w okresie pracy sprawdzić poprawność wskazań przy napięciu zasilania 9,9 i 5 V. W przypadku rozbieżności pomiędzy wskazaniami skali a częstotliwością generatora , należy dobrać kondensator CXNUMX wpływający na dzielnik impulsu zerującego. Autor: V.Vlasenko
Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach
02.05.2024 Zaawansowany mikroskop na podczerwień
02.05.2024 Pułapka powietrzna na owady
01.05.2024
▪ Oddychanie staje się trudniejsze ▪ Pierwsze molekularne wyścigi samochodowe ▪ Zegarki sportowe Garmin Forerunner 620 i 220 ▪ Nanodiamenty do diod LED i półprzewodników ▪ Chipy P5CT072 do paszportów na kartach plastikowych
▪ sekcja serwisu dla lubiących podróżować - wskazówki dla turystów. Wybór artykułów ▪ artykuł Udręczone słowa. Popularne wyrażenie ▪ Artykuł Yvesa. Legendy, uprawa, metody aplikacji ▪ artykuł Termopary rezystancyjne. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki ▪ artykuł Zniknięcie w butelce. Sekret ostrości
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