|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ Miernik częstotliwości - cyfrowa waga z wyświetlaczem LCD. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Technologia pomiarowa Tworzenie amatorskich struktur radiowych nie jest możliwe bez sprzętu pomiarowego. Za pomocą sterownika PIC można zmontować prosty cyfrowy miernik częstotliwości. Zaproponowana w tym artykule wersja urządzenia pozwala na wykorzystanie go jako wagi cyfrowej w odbiornikach i transiwerach. Urządzenie opracowano w oparciu o wcześniejszy projekt autora, opublikowany w styczniowym numerze magazynu Radio z 2002 roku. Zastosowanie wskaźnika LCD w nowej wersji urządzenia pozwoliło zmniejszyć pobór prądu, zmniejszyć poziom emitowanych zakłóceń, zmniejszyć wymiary, a także uprościć obwód i konstrukcję urządzenia. Oprócz poprawy parametrów czysto elektrycznych w tej konstrukcji, poprawiono także parametry techniczne. Uwolniwszy sterownik PIC od rutynowej pracy polegającej na skanowaniu wskaźnika, możliwe było rozszerzenie zakresu dopuszczalnych częstotliwości referencyjnego oscylatora kwarcowego i znaczne uproszczenie procesu kalibracji. Główne parametry miernika częstotliwości w porównaniu z konstrukcją na wskaźniku LED podano w tabeli. 1.
Częstotliwości powyżej 40 MHz można mierzyć za pomocą zewnętrznego dzielnika mikrofalowego o dowolnym współczynniku podziału (w zakresie 2...255). W przypadku wykorzystania urządzenia jako wagi cyfrowej, w jego pamięci nieulotnej można zapisać do 15 częstotliwości pośrednich z zakresu od 0 do 800 MHz. Ich wartości wprowadzane są z dokładnością do 100 Hz i użytkownik może je w każdej chwili zmienić za pomocą trzech przycisków znajdujących się na przednim panelu urządzenia. W takim przypadku odczyty wskaźników zostaną określone na podstawie wzoru Fin Kd ±Fp gdzie Fin - częstotliwość wejściowa; Kd - współczynnik podziału przegrody zewnętrznej; Ff - częstotliwość pośrednia. W przypadku wykorzystania urządzenia jako wagi cyfrowej, czas pomiaru może wynosić 0,1 lub 1 s. Limit 10 s służy do dokładnych pomiarów stosunkowo niskich częstotliwości. W przypadku wagi cyfrowej taka dokładność nie jest wymagana, dlatego odczyty na granicy 10 s wyznacza się ze wzoru [Fin·Kd]. Miernik częstotliwości zapewnia możliwość kalibracji programowej, co pozwala na zastosowanie dowolnych rezonatorów kwarcowych w zakresie 1...20 MHz. Wartości wszystkich częstotliwości pośrednich, współczynnik podziału zastosowanego dzielnika zewnętrznego, a także stałe kalibracyjne mogą być zmieniane przez użytkownika bez użycia jakichkolwiek dodatkowych urządzeń. Są one przechowywane w pamięci nieulotnej sterownika. Zasada działania miernika częstotliwości jest klasyczna: pomiar liczby impulsów sygnału wejściowego w określonym przedziale czasu. Schemat ideowy urządzenia pokazano na ryc. 1. Kształtownik wejściowy ma szerokość pasma 10 Hz ... 100 MHz. Jednakże prędkość dzielnika wbudowanego w kontroler DD2 ogranicza górną granicę mierzonych częstotliwości do 40...50 MHz. Dolna granica sygnału sinusoidalnego jest określona przez pojemność kondensatorów C1 i C5. Diody VD1, VD2 chronią tranzystor polowy przed awarią, gdy na wejście dostanie się wysokie napięcie. Wysokie parametry sterownika wejściowego o stosunkowo prostym obwodzie i zasilaniu tylko z jednego źródła 5 V uzyskano dzięki zastosowaniu przerzutnika Schmitta DD1.1. Z jego wyjścia wygenerowane impulsy przesyłane są do sterownika PIC16CE625.
Sterowanie urządzeniem odbywa się za pomocą trzech przycisków wyświetlanych na panelu przednim oraz pięciu przełączników. Przyciski SB1 - SB3 służą do przełączania czasu pomiaru. Po naciśnięciu SB1 limit wynosi 0,1 s, a po naciśnięciu SB2 lub SB3 - odpowiednio 1 lub 10 s. Nowa wartość pojawi się na wskaźniku po 0,1; 1 lub 10 s po zwolnieniu SB1, SB2 lub SB3. Jeśli naciśniesz i przytrzymasz jeden z tych przycisków, aktualna wartość częstotliwości zostanie ustalona na wskaźniku. W mierniku częstotliwości zastosowano wskaźnik LCD typu KO-4V z telefonu PANA-PHONE. Opiera się na sterowniku HT1613 „Holtek” i jest produkowany przez firmę Zelenograd „Telesystems”. Oprócz zalet – 10 cyfr, wydajności, łatwości obsługi, ma też istotne wady – wyświetla jedynie 16 znaków i nie posiada kropek dziesiętnych. Dlatego, aby ułatwić postrzeganie wyświetlanych informacji, setki herców na wskaźniku są oddzielone od jednostek kiloherców pustą, znajomą przestrzenią. Trzy diody HL1 - HL3 sygnalizują włączony limit pomiaru, a dioda HL4 służy jako dioda Zenera 1,5 V. Stan zamknięty wyłącznika SA5 odpowiada pracy urządzenia z zewnętrznym dzielnikiem mikrofalowym, natomiast stan otwarty – bez. Przy zastosowaniu dzielnika cena najmniej znaczącej cyfry zmienia się zgodnie z tabelą. 2.
Przełączniki SA1 - SA4 służą do wyboru jednej z 15 zaprogramowanych wartości IF. Odpowiedni numer falownika jest wybierany w kodzie 1 -2-4-8. Jeśli przełączniki SA1 - SA4 są rozwarte, IF wynosi 0 (tryb miernika częstotliwości). Przewody SA5 podłączamy do wolnych styków złącza, w którym znajduje się rozdzielacz mikrofalowy. Na pasującej części złącza pomiędzy tymi stykami zainstalowana jest zworka. W ten sposób automatycznie ustalane jest podłączenie rozdzielacza. W razie potrzeby na płytce można zamontować przełączniki DIP służące do wyboru falownika i dzielnika. Tranzystor VT1 - efekt polowy z izolowaną bramką, kanałem typu n i napięciem bramka-źródło 0..2 V przy prądzie drenu 5 mA - KP305A - V; KP31 Z.B; VT2, VT3 - KT316, KT368 itp. Z częstotliwością odcięcia co najmniej 600 MHz. DD1 - 74AC14 można zastąpić KR1554TL2 lub TLZ. W tym drugim przypadku konieczne będzie dostosowanie projektu płytki drukowanej. Niewykorzystane wejścia wszystkich elementów DD1 należy podłączyć do szyny +5 V. Stosowanie analogów TTL w tym obwodzie jest niepożądane, ponieważ gwałtownie zmniejsza to górną granicę częstotliwości roboczych (do 10 ... 15 MHz). Rysunek płytki drukowanej miernika częstotliwości pokazano na ryc. 2. Wskaźnik HG1, przyciski SB1 - SB3 i diody LED sygnalizacji granicznej HL1 - HL3 umieszczone są po stronie przewodu. Przełączniki SA1 - SA5 można montować zarówno od strony części, jak i od strony przewodu. Pomimo niskiego poziomu zakłóceń emitowanych przez urządzenie, nadal wskazane jest jego ekranowanie, szczególnie jeśli będzie ono wykorzystywane jako waga cyfrowa w połączeniu z odbiornikiem. Jako źródło zasilania można zastosować dowolne niestabilizowane źródło o napięciu 7,5...14 V i prądzie do 50 mA. Nie zaleca się stosowania zasilacza impulsowego lub beztransformatorowego.
Założenie miernika częstotliwości polega na ustawieniu prądu tranzystorów VT1, VT2 na około 5 mA. Ustawia się go poprzez dobór rezystora R2. Napięcie na kolektorze VT2 powinno wynosić około 3,6 V. Następnie za pomocą dostrojonego rezystora R7 osiąga się maksymalną czułość urządzenia przy wysokich częstotliwościach. Napięcie na kolektorze VT3 powinno wynosić około 2,5 V. Po wyprodukowaniu i sprawdzeniu działania miernika częstotliwości konieczne jest ustawienie wszystkich niezbędnych wartości jego parametrów. Instaluje się je w trybie serwisowym za pomocą przycisków SB1 - SB3. Aby wejść w ten tryb, naciśnij jednocześnie te trzy przyciski. W takim przypadku na wskaźniku zostanie wyświetlona wartość czasu pomiaru, która zostanie wybrana domyślnie po włączeniu urządzenia. Naciskając przycisk SB1 lub SB2 można wybrać jedną z trzech wartości - 0,1; 1 lub 10 s. Następnie naciśnij SB3. W tym przypadku wybrana wartość zostaje wpisana do pamięci nieulotnej, a na wskaźniku pojawia się wartość współczynnika podziału dzielnika mikrofalowego, który będzie zastosowany w urządzeniu. Możesz zmienić jego wartość naciskając SB1 lub SB2, a następnie potwierdzić wybór naciskając SB3. Jeżeli jeden lub więcej przełączników SA1 - SA4 jest zamkniętych, na wskaźniku pojawia się numer włączonego falownika i jego znak (stylizowany + lub -). Wyboru znaku dokonuje się za pomocą SB1 lub SB2, naciśnięcie SB3 potwierdza wybór, a na wskaźniku wyświetlana jest wartość IF, którą można zmienić poprzez ponowne naciśnięcie SB1 lub SB2. Szybkość zmian będzie się zwiększać w zależności od czasu naciśnięcia przycisku, tj. im dłużej przytrzymasz przycisk, tym szybciej będą się zmieniać odczyty. Niska cena zamówienia to 100 Hz. Zatwierdzenie wyboru przebiega analogicznie jak w poprzednich trybach – naciśnięcie SB3. Następnie na wskaźniku pojawiają się symbole „------”. Jeżeli nie zostanie naciśnięty żaden z przycisków, po około 3 s urządzenie przejdzie do trybu pomiarowego z nowo wybranymi parametrami. Aby wejść w tryb kalibracji należy w ciągu tych trzech sekund nacisnąć przycisk SB3. Proces kalibracji w tym projekcie jest niezwykle uproszczony. W tym celu wystarczy wpisać rzeczywistą częstotliwość generacji kwarcu naciskając przyciski SB1 lub SB2 w taki sam sposób jak wpisując wartości częstotliwości pośrednich opisane powyżej. Tylko cena najmniej znaczącej cyfry wskaźnika w tym trybie wynosi 1 Hz. Po ustawieniu żądanej wartości należy nacisnąć przycisk SB3. Miernik częstotliwości może współpracować z niemal każdym rezonatorem kwarcowym, jednak optymalna jest wartość około 4 MHz. Przy niższej częstotliwości wydajność kontrolera PIC maleje, a zwiększenie częstotliwości zegara zwiększa pobór prądu, nie dając większych korzyści. Należy pamiętać, że w tym obwodzie kwarc jest wzbudzany z równoległą częstotliwością rezonansową, a na rezonatorach domowych zwykle wskazywana jest szeregowa częstotliwość rezonansowa, która może różnić się o kilka kiloherców. Rzeczywistą częstotliwość generacji rezonatora kwarcowego można określić podłączając przykładowy miernik częstotliwości do punktu XN1. W takim przypadku kondensator C8 powinien znajdować się w pozycji środkowej. Zmierzoną wartość zaokrągla się do najbliższej wielokrotności 40 Hz, na przykład 4 000 000, 4 000 040, 4 000 080 itd. Po kalibracji urządzenie to i miernik częstotliwości odniesienia należy podłączyć do generatora sygnału o częstotliwości 20 ... 40 MHz i amplitudzie 0,2 ... 0,5 V. Dokładną zgodność odczytów częstotliwości ostatecznie osiąga się poprzez regulację kondensator C8. Jeżeli zakres jej zmian jest niewystarczający, oznacza to, że częstotliwość kwarcu została wprowadzona błędnie i należy ją zmienić w sposób opisany powyżej. oprogramowanie układowe mikrokontrolera Autor: Nikołaj Chlyupin (RA4NAL), Kirow
Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach
02.05.2024 Zaawansowany mikroskop na podczerwień
02.05.2024 Pułapka powietrzna na owady
01.05.2024
▪ Samochód nie powinien jechać cicho ▪ Odkryto nowy typ czarnej dziury ▪ Obiektyw TTArtisan 23mm F1.4 ▪ Karty pamięci CFexpress typu B ▪ Księżyc stał się jaśniejszy, słońce przygasło
▪ sekcja strony Builder, mistrz domu. Wybór artykułu ▪ artykuł Aparatura i systemy oczyszczania spalin. Podstawy bezpiecznego życia ▪ artykuł Praca z lampą lutowniczą. Standardowe instrukcje dotyczące ochrony pracy ▪ artykuł Lakiery celuloidowe (zaponlaki). Proste przepisy i porady ▪ artykuł Zmniejszający się wentylator kart. 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