Самодельный цифровой частотомер. Простой стрелочный частотомер

Одним из приборов-помощников радиолюбителя должен быть частотомер. С его помощью легко обнаружить неисправность генератора, измерить и подстроить частоту. Генераторы очень часто встречаются в схемах. Это приемники и передатчики, часы и частотомеры, металлоискатели и различные автоматы световых эффектов…

Особенно удобно пользоваться частотомером для подстройки частоты, например при перестройки радиостанций, приёмников или настройки металлоискателя.

Один из таких несложных наборов я недорого приобрёл на сайте китайского магазина здесь: GEARBEST.com

Набор содержит:

• 1 x PCB board (печатная плата);
• 1 x микроконтроллер PIC16F628A;
• 9 x 1 кОм резистор;
• 2 x 10 кОм резистор;
• 1 x 100 кОм резистор;
• 4 x диоды;
• 3 x транзисторы S9014, 7550, S9018;
• 4 x конденсаторы;
• 1 x переменный конденсатор;
• 1 x кнопка;
• 1 x DC разъём;
• 1 x 20МГц кварц;
• 5 x цифровые индикаторы.

Описание частотомера

• Диапазон измеряемых частот: от 1 Гц до 50 МГц;
• Позволяет измерять частоты кварцевых резонаторов;
• Точность разрешение 5 (например 0,0050 кГц; 4,5765 МГц; 11,059 МГц);
• Автоматическое переключение диапазонов измерения частоты;
• Режим энергосбережения (если нет изменения показаний частоты — автоматически выключается дисплей и на короткое время включается;
• Для питания Вы можете использовать интерфейс USB или внешний источник питания от 5 до 9 В;
• Потребляемый ток в режиме ожидания — 11 мА

Схема содержит небольшое количество элементов. Установка проста — все компоненты впаиваются согласно надписям на печатной плате.

Мелкие радиодетали, разъемы и т.п. упакованы в небольшие пакетики с защелкой. Индикаторы, микросхема и её панелька для исключения повреждений ножек вставлены в пенопласт.

Принципиальная схема частотомера

Напряжение на выводах микроконтроллера

(измерения мультиметром)

Генератор для проверки кварцев

Приступаем к сборке

Высыпаем на стол содержимое пакета. Внутри находятся печатная плата, сопротивления, конденсаторы, диоды, транзисторы, разъемы, микросхема с панелькой и индикаторы.

Ну и вид на весь набор в полностью разложенном виде.

Теперь можно перейти к собственно сборке данного конструктора, а заодно попробовать разобраться, на сколько это сложно.

Я начинал сборку с установки пассивных элементов: резисторов, конденсаторов и разъёмов. При монтаже резисторов следует немного узнать об их цветовой маркировке из предыдущей статьи. Дело в том, что резисторы очень мелкие, а при таких размерах цветовая маркировка очень плохо читается (чем меньше площадь закрашенного участка, тем сложнее определить цвет) и поэтому также посоветую просто измерить сопротивление резисторов при помощи мультиметра. И результат будем знать и за одно его исправность.

Конденсаторы маркируются также как и резисторы.
Первые две цифры - число, третья цифра - количество нулей после числа.
Получившийся результат равен емкости в пикофарадах.
Но на этой плате есть конденсаторы, не попадающие под эту маркировку, это номиналы 1, 3 и 22 пФ.
Они маркируются просто указанием емкости так как емкость меньше 100 пФ, т.е. меньше трехзначного числа.

Резисторы и керамические конденсаторы можно впаивать любой стороной — здесь полярности нет.

Выводы резисторов и конденсаторов я загибал, чтобы компонент не выпал, лишнее откусывал, а затем опаивал паяльником.

Немного рассмотрим такой компонент, как — подстроечный конденсатор. Это конденсатор, ёмкость которого можно изменять в небольших пределах (обычно 10-50пФ). Это элемент тоже неполярный, но иногда имеет значение как его впаивать. Конденсатор содержит шлиц под отвертку (типа головки маленького винтика), который имеет электрическое соединение с одним из выводов. Чтобы было меньше влияния отвертки на параметры цепи, надо впаивать его так, чтобы вывод соединенный со шлицом, соединялся с общей шиной платы.

Разъемы — сложная часть в плане пайки. Сложная не точностью или малогабаритностью компонента, а наоборот, иногда место пайки тяжело прогреть, плохо облуживается. Потому нужно ножки разъёмов дополнительно почистить и облудить.

Теперь впаиваем кварцевый резонатор, он изготовлен под частоту 20МГц, полярности также не имеет, но под него лучше подложить диэлектрическую шайбочку или приклеить кусочек скотча, так как корпус у него металлический и он лежит на дорожках. Плата покрыла защитной маской, но я как то привык делать какую нибудь подложку в таких случаях, для безопасности.

Длительность пайки каждой ножки не должна превышать 2 сек! Между пайками ножек должно пройти не менее 3 сек на остывание.

Ну вот собственно и всё!

Теперь осталось смыть остатки канифоли щёткой со спиртом.

Теперь красивее 🙂

Осталось правильно вставить микросхему в свою «кроватку» и подключить питание к схеме.

Питание должно быть В пределах от 5 до 9 В — постоянное стабилизированное без пульсаций. (В схеме нет ни одного эл.конденсатора по питанию.)

Не забудьте у микросхемы есть с торца ключ — он располагается у вывода №1! Не следует полагаться на надпись названия микросхемы — она может быть написана и к верх ногами.

При подключении питания и отсутствия сигнала на входе высвечивается 0 .

Первым делом нашёл кучу кварцев и начал проверять. Следует отметить, что частота кварца, например 32,768 кГц не может быть измерена, т.к. измерение ограничивается в диапазоне от 1 МГц.

Можно измерить, например 48 МГц, но следует иметь ввиду, что будет измерены гармонические колебания кварцевого генератора. Так 48 МГц будет измерена основная частота 16 МГц.

Подстроечным конденсатором можно подстроить показания частотомера по эталонному генератору или сравнить с заводским частотомером.

Режим программирования частотомера позволяет вычесть четыре основные запрограммированные ПЧ частоты 455 кГц; 3,9990 МГц; 4,1943 МГц; 4,4336 МГц; 10,700 Гц, а также любую собственную частоту.

Таблица алгоритма програмирования

Чтобы войти в режим программирования (Prog ) нужно нажать и удерживать кнопку в течении 1-2 сек.

Затем нажимаем кнопку и поочередно пролистываем меню:

«Quit » — «Выход »: прерывает режим программирования, ничего не сохраняя.

«Add » — «Добавление »: сохранение измеренной частоты и в дальнейшем эта частота будет складываться с измеряемыми частотами.

«Sub » — «Вычитание »: сохранение измеренной частоты и в дальнейшем она будет вычитаться с измеряемыми частотами.

«Zero «- «Ноль » — обнуляет все ранее запрограммированные значения.

«table » — «Таблица «: в этой таблице можно выбрать основные запрограммированные частоты 455 кГц; 3,9990 МГц; 4,1943 МГц; 4,4336 МГц; 10,700 Гц. После выбора записи (длительное нажатие), вы вернетесь в «Главное меню» и выберите пункт «Add » — «добавить » или «Sub » — «убавить «.

«PSave » / «NoPSV «: включает / отключает режим энергосбережения. Дисплей отключается если нет изменения частоты некоторое время.

Если показания сильно отличаются, то возможно включена предустановка. Чтобы её отключить войдите в режим программирования и затем нажимая кнопку выберите «Zero» и удерживайте пока не начнёт мигать, затем отпустите её.

Интересный обучающий конструктор. Собрать частотомер под силу даже начинающему радиолюбителю.

Качественно изготовленная печатная плата, прочное защитное покрытие, небольшое количество деталей благодаря программируемому микроконтроллеру.

Конструктор приятно порадовал, я считаю его хорошей базой как в получении опыта сборки и наладки электронного устройства, так и в опыте работы с немало важным для радиолюбителя прибором - частотомером.

Доработка частотомера

Внимание! В заключение хочется отметить, что входной измеряемый сигнал подаётся непосредственно на вход микросхемы, поэтому для лучшей чувствительности и главное, защиты микросхемы нужно добавить по входу усилитель-ограничитель сигнала.

Можно спаять один из предложенных ниже.

Сопротивление R6 на верхней и R9 на нижней схеме подбирается в зависимости от напряжения питания и устанавливается на его левом выводе 5 В. При питании 5 В сопротивление можно не ставить.

… или простой, на одном транзисторе:

Номиналы сопротивлений указаны при питании 5В. Если у Вас питание усилителя другим напряжением, то подберите номинал R2,3 чтобы на коллекторе транзистора было половина питания.

Схема похожего частотомера с входным каскадом усилителя.

Вторая доработка. Для увеличения измеряемого потолка частоты можно собрать к частотомеру делитель частоты. Например, схемы ниже:

Большинство конструкций цифровых частотомеров, описанных в литературе, содержит немало дефицитных компонентов, а в качестве источника стабильной частоты в таких приборах применяется дорогостоящий кварцевый резонатор. В итоге частотомер получается сложным и дорогим.

Предлагаем читателям описание простого частотомера с цифровым отсчетом, источником стабильной (эталонной) частоты в котором служит сеть переменного тока 50 Гц. Прибор найдет применение при различных измерениях в радиолюбительской практике, например в качестве калиброванных шкал в генераторах звуковой частоты, повышающих их достоверность, или вместо громоздких конденсаторных частотомеров. Со светодиодными или магнитными датчиками данный прибор можно применять для контроля числа оборотов электродвигателей и т. д.

ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

ЦИФРОВОГО ЧАСТОТОМЕРА:

диапазон измеряемых частот, Гц…….. 10-999.9Х10 3

действующее значение входного напряжения, В…….0,02-5

время измерения, с …. 0,01; 0,1; 1

потребляемая мощность, Вт …. 3

погрешность измерения,счета……..±4Х10 -3 ±1.

Суммарная относительная погрешность измерения частоты определяется соотношением:

б1=±бэт± 1/N,

где бэт - частотная погрешность эталонной частоты;

1/N - погрешность дискретности (не зависит от измеряемой частоты и равна ±1 счета младшего разряда).

Из приведенной формулы видно, что погрешность измерений находится в прямой зависимости от стабильности частоты сети 50 Гц. Согласно ГОСТу нестабильность частоты сети 50 Гц составляет ±0,2 Гц за 10 минут. Следовательно, относительную погрешность частотомера можно считать равной ±4Х10 -3 ±1 счета. При практических измерениях относительная погрешность частотомера составила ±2Х Х10 -3 ±1 счета.

Действие частотомера основано на подсчете количества периодов измеряемого сигнала за эталонные (0,01; 0,1; 1 с) промежутки времени. Результаты измерений отображаются на цифровом табло и автоматически повторяются через определенные промежутки времени.

Частотомер (рис. 1) включает в себя: усилитель-формирователь входного сигнала, временной селектор, декадный счетчик, цифровой индикатор, формирователь сети, формирователь эталонных временных интервалов, устройство управления и сброса, блок питания.

В усилителе-формирователе происходит усиление и преобразование сигнала измеряемой частоты fx в прямоугольные импульсы той же частоты, которые поступают на один из входов временного селектора. На другой его вход подают с устройства управления и сброса прямоугольные импульсы эталонных временных интервалов. В формирователе сети вырабатываются прямоугольные импульсы частотой 100 Гц.

Время измерения, в течение которого открыт селектор, выбирают переключателем SA. В момент прихода эталонного импульса временной селектор открывается и на его выходе появляется пачка прямоугольных импульсов измеряемой частоты fx. Длительность пачки соответствует длительности эталонного импульса, «выбранного переключателем SA. Далее происходит подсчет импульсов в пачке и индикация их на цифровом табло.

По истечении времени индикации импульс сброса (с устройства управления и сброса) воздействует на временной селектор и декадный счетчик- табло очищается, а селектор подготавливается к новому циклу измерений.

Принципиальная схема частотомера - на рисунке 2. Входной сигнал измеряемой частоты усиливается резис-тивным усилителем на транзисторе VT1 и окончательно формируется элементами DD4.1, DD4.2 в последовательность прямоугольных импульсов измеряемой частоты. Входная цепь VT1 имеет защиту по току (R3) и напряжению (VD1). С вывода 6 DD4.2 импульсы прямоугольной формы входного сигнала поступают на один из входов (вывод 9 DD4.3) временного сейектора. На второй вход (вывод 10 DD4.3) подают прямоугольные импульсы эталонных интервалов времени. По окончании действия эталонного импульса временной селектор блокируется, входные импульсы на счетчик не проходят.

Подсчет входных импульсов осуществляется четырехразрядным счетчиком на микросхемах DD6-DD9, а индикаторы HG1-HG4 показывают частоту входного сигнала в цифровой форме.

На диодах VD10-VD13 выполнен выпрямитель сетевого напряжения. Пульсирующее (с частотой 100 Гц) напряжение преобразуется триггером Шмитта (DD1.1, DD1.2) в прямоугольные импульсы частотой 100 Гц, которые затем поступают на двухступенчатый декадный делитель DD2, DD3. Таким образом, на выходах микросхем DD1.2 (вывод 11), DD2 (вывод 5), DD3 (вывод 5) получают импульсы эталонных временных интервалов 0,01, 0,1 и 1 с. Время измерения устанавливают переключателем SA2.

Устройство управления и сброса состоит из D-триггеров DD5.1 и DD5.2 и транзисторов VT2 и VT3. Счет частоты входного сигнала начинается, когда передний фронт эталонного импульса поступает с переключателя SA2.1 на вход D триггера DD5.1, который переключается в «единичное» состояние.

Рис. 1. Блок-схема частотомера:

1 - усилитель-формирователь входного сигнала, 2 - временной селектор, 3 - декадный счетчик, 4 - цифровой индикатор, 5 - формирователь сети, 6 - формирователь эталонных временных интервалов, 7 - устройство управления и сброса, 8 - блок питания.

На вывод 10 DD4.3 временного селектора с триггера DD5.1 (вывод 5) поступает сигнал логической 1 и разрешает проход прямоугольных импульсов входной частоты на вход счетчика DD6 (вывод 4). По истечении выбранного эталонного интервала времени (0,01, 0,1, 1 с) на вход D триггера DD5.1 вновь поступает эталонный импульс, триггер возвращается в исходное состояние, блокируя временной селектор и переключая в «единичное» состояние триггер DD5.2. Начинается процесс индикации частоты входного сигнала на цифровом табло.

На выводе 9 DD5.2 появляется сигнал логической 1, и через резистор R11 начинается процесс заряда конденсатора С5. Как только напряжение на базе транзистора VT2 достигнет напряжения примерно 1,2 В, транзистор откроется и на его коллекторе появится короткий отрицательный импульс, который через МС DD1.3, DD1.4 переключит триггер DD5.2 в исходное состояние. Конденсатор С5 через диод VD2 и микросхему DD5.2 быстро разрядится почти до нуля.

Рис. 2. Принципиальная схема прибора:

DD 1, DD 4 К155ЛАЗ; DD 3 К155ИЕ1; DD 5 К.155ТМ2; DD 6- DD 9 К176ИЕ4; VD 6- VD 9 Д226А, VD 10- VD 13 Д9Б, HG 1- HG 4 ИВ ЗА.

Рис. 3. Внешний вид частотомера.

Р ис. 5. Схема расположения элементов в корпусе частотомера:

1 - сетевой индикатор, 2 - тумблер включения сети, 3 - силовой трансформатор, 4 - держатель предохранителя, 5 - печатная плата, 6 - светофильтр, 7 - переключатель временных интервалов.

Отрицательный импульс сброса на коллекторе VT2 инвертируется транзистором VT3, воздействуя на входы R микросхем DD6-DD9 и сбрасывая показания - индикация результатов измерения прекращается. По приходу фронта следующего эталонного импульса процесс повторяется.

В частотомере применены резисторы МЛТ-0,25, конденсаторы К50-6 и КЛС. Указанные в схеме транзисторы КТ315 и КТ361 (с любым буквенным индексом) заменяются любыми кремниевыми высокочастотными транзисторами соответствующей структуры. Вместо диодов КД522Б можно использовать любые из серии КД521, КД520. Диод ГД511Б можно заменить на Д9.

Микросхемы серии К155 могут быть заменены на аналогичные серии К133. Индикаторы ИВ-ЗА заменяются на ИВ-3. Трансформатор блока питания имеет мощность 5-7 Вт. Напряжение на обмотках: II - 0,85 В (ток 200 мА), III - 10 В (ток 200 мА), IV - 10 В (ток 15 мА). Диодные мосты VD6- VD9 и VD10-VD13 можно запитать от одной 10 В обмотки (ток не менее 220 мА). Транзистор VT4 имеет радиатор 20X30X1 мм, выполненный из двух алюминиевых пластин, которые при помощи винта МЗ и гайки прикреплены к транзистору с двух сторон.

Рис. 4. Печатная плата со схемой расположения элементов.

Частотомер изготовляется с целью замены калиброванной шкалы в генераторе низкой частоты (ГНЧ). Из генератора удален оцифрованный барабан. В окне табло, закрытом прозрачным оргстеклом с зеленым светофильтром, размещены цифровые индикаторы (рис. 3).

Частотомер может быть использован и по своему прямому назначению. Для этого введен переключатель SA1, расположенный на передней панели генератора.

Печатная плата частотомера изготовлена из фольгированного гетинакса толщиной 1,5-2 мм (рис. 4). Соединение индикаторов HG1-HG4 с интегральными микросхемами DD6-DD9 производится со стороны печатных проводников.

Все соединения желательно выполнить одножильным изолированным проводом (например, 0 0,3 мм из телефонного кабеля). Цепи переменного тока - многожильным проводом 0 0,7-1,5 мм.

Рис. 6. Конструкция корпуса: нижняя (1) и верхняя (2) П-образные панели. Отверстия под органы управления сверлятся по месту.

Необходимо обратить внимание на правильную установку цифровых индикаторов HG1 - HG4. Они должны быть размещены в одной плоскости и на одном уровне и отстоять от передней кромки печатной платы на расстоянии 2-3 мм. Резистор R18 и све-тодиод VD6 расположены на передней панели прибора. Вариант расположения узлов в частотомере (без ГНЧ) показан на рисунке 5.

Рис. 7. Схема подсоединения переключателя для измерения периода сигналов.

Корпус прибора с указанием необходимых размеров - на рисунке 6. Он изготовлен из дюралюминия Д16АМ толщиной 1,5 мм. Верхняя и нижняя П-образные половины корпуса соединяются с помощью дюралюминиевых уголков 12Х 12 мм, наклепанных на нижнюю половину корпуса, в которых просверлены отверстия и нарезана резьба МЗ.

Печатная плата крепится к днищу частотомера при помощи винтов МЗ и пластмассовых втулок высотой 10 мм.

У микросхем DD2 и DD3 перед установкой на печатную плату третью и двенадцатую ножки необходимо укоротить до утолщения.

Налаживание прибора начинают с проверки монтажа, далее измеряют напряжения блока питания, которые должны соответствовать указанным на принципиальной схеме.

На цифровом табло высветятся нули. Это говорит о работоспособности частотомера. Переключают SA2 в крайнее правое (по схеме) положение, а на вход частотомера (при помощи перемычки) подают с вывода 11 DD1.2 прямоугольные импульсы частотой 100 Гц. На табло высвечивается число 0.100. В случае другой комбинации цифр, подбирая R2, добиваются правильной работы формирователя сети.

Завершающую настройку изготовленного частотомера производят при помощи генератора, осциллографа и промышленного частотомера, например Г4-18А, С1-65 (Н-313), 43-30.

На вход частотомера (R3) подают сигнал частотой 1 МГц и напряжением 0,02 В. Подбирая резистор R5, добиваются максимального усиления транзистора VT1. Изменяя частоту и амплитуду входного сигнала, контролируют работу частотомера в соответствии с техническими характеристиками, сличая показания с приборами заводского изготовления.

Если необходимо измерять низкие частоты с большой точностью, следует увеличить вр.емя счета. Для этого формирователь эталонных временных интервалов необходимо дополнить еще одним декадным делителем (включив его так же, как DD2 и DD3), увеличив время счета до 10 с.

Можно также измерять не частоту входного, сигнала, а его период. Для. этого следует ввести в частотомер дополнительный переключатель, схема которого показана на рисунке 7.

В. РАСТВОРОВ,

г. Таганрог, Ростовская обл.

«Моделист-Конструктор» 10 1990

OCR Pirat

На базе описанного формирователя импульсов можно собрать еще один прибор - частотомер. Назначение его отражено в названии - измерение частоты исследуемого сигнала.

При поступлении на вход элемента DD1.2 последовательности прямоугольных импульсов на выходе формирователя появляется последовательность отрицательных импульсов, длительность которых зависит от емкости конденсаторов, подключенных в данный момент к резистору R1 и входу элемента DD1.2. В течение действия каждого отрицательного импульса через один из резисторов R2-R4 и микроамперметр РА1 проходит ток. После окончания одного импульса и до начала следующего стрелка механической системы микроамперметра за счет инерционности не успевает возвращаться в начальное положение. Таким образом, чем больше частота импульсов, тем больше угол отклонения стрелки. Причем зависимость эта линейная, что значительно облегчает калибровку прибора.

Диапазон частот, измеряемых этим прибором (20...20000 Гц), разбит на три поддиапазона: 20...200, 200...2000, 2000...20000 Гц. Поддиапазон измерения выбирается переключателем SA1 и зависит от емкости подключенного конденсатора.

При калибровке прибора на его вход подают последовательность импульсов с частотой, соответствующей наибольшей частоте поддиапазона, и подбором сопротивления резисторов R2-R4 устанавливают стрелку на конечную отметку шкалы.

Для удобства эксплуатации в качестве микроамперметра РА1 использовать авометр, включив его в режим измерения постоянного тока на пределе 100... 150 мкА.

Первая конструкция частотомера состоит из микроконтроллера PIC16F84 и делителя частоты на 10 на счетчике 193ИЕ2. Выбор нужного диапазона происходит сдвоенным тумблером SA1. В первом положение, входной сигнал меняет делитель и сразу проходит на вход микроконтроллера. Это дает возможность измерять частоту до 50 МГц.

Основой второй схемы частотомера является эмикроконтроллер PIC16F84A, который с помощью импульсов внешнего сигнала, обрабатывает полученные результаты измерений и вывод их на ЖК дисплей. Кроме того, микроконтроллер периодически опрашивает кнопки (SB1-SB4) и управляет питанием частотомера.

Особенностью данной конструкции частотомера на микроконтроллере является то, что она работает вместе с компьютером и подсоединена к материнской плате через разъем IRDA. От этого же разъема конструкция получает питание

Этот частотомер сделан также на одной м.с, минимуме дискретных элементов и может выполнять следующие измерения: частоты, периода, отношения частот, временного интервала, счёт (работать как накапливающий счётчик), производить контроль от внутреннего генератора.

Результаты всех измерений выводятся в цифровой форме на восьмиразрядном светодиодном индикаторе. Максимальная измеряемая частота 10 МГц. В иных режимах измерения максимальная входная частота -2,5 МГц.

Упростить электрическую схему частотомера позволяет использование известной и популярной за рубежом недорогой микросхемы типа 7216А. Она представляет собой универсальный декадный счётчик со встоенным задающим генератором, 8-разрядным счётчиком данных с защёлкой, дешифратором для 7-сегментного индикатора с восемью выходными усилителями для светодиодных индикаторов. Схема прибора изображена на рисунке. На выводы 28 (канал I) или 2 (канал II) подают измеряемую импульсную последовательность ТТЛ уровня. С выводов 4-7, 9-12 идёт управление сегментами светодиодных индикаторов. Выводы 15-17,19-23 используются для мультиплексного управления светодиодными индикаторами, а выводы 15,19-23, кроме того, используются для выбора диапазона и режима измерений, с них сигналы через переключатели и RC цепи подаются на выводы 14 и 3. Вывод 27 используется для фиксации показаний, а вывод 13 для сброса. Кварцевый резонатор с частотой 10 МГц подключают к выводам 25, 26. Питается прибор от источника +5 В (аккумулятор, батарея сухих элементов, стабилизированый сетевой блок), собственное потребление ИМС не превышает 5 мА, а максимальный ток светодиодов может составлять до 400 мА.

Прибор прост в эксплуатации. Управление сводится к выбору режима работы переключателем SB4: Частотомер, Измеритель периода, Измеритель отношения частот, Измеритель временного интервала, Накапливающий счётчик, Контроль, а также к выбору диапазона измерений переключателем SB3 (по младшему разряду): 1. 0,01 с/1 Гц, 2. 0,1 с/10 Гц, 3. 1 с/100 Гц, 4. 10 с/1 кГц.

Кроме микросхемы 7216А в приборе использованы резисторы мощностью 0,125 Вт, конденсаторы С1-СЗ, С6, С7 керамические, светодиодный индикатор собирается из восьми цифровых 7-сегментных индикаторов с общим анодом АЛС321Б, АЛС324Б, АЛС337Б, АЛС342Б, КИПЦ 01Б, КИПЦ 01 Г. Кварц малогабаритный на 10 МГц.

Для нормальной работы схемы на входы необходимо подавать сигнал ТТЛ уровня. Порог переключения по входам микросхемы 2 В, поэтому для измерений малых сигналов вход прибора нужно подключить к выходу усилителя-формирователя, который может быть реализован по любой из известных схем. Главное, чтобы он с одинаковым успехом преобразовывал в прямоугольные импульсы как сигналы с частотой 1 Гц, так и 10 МГц. Желательно иметь большое входное сопротивление этого усилителя. При разработке этой схемы использовались данные производителя микросхемы ICM7216A

Поводом повторения данного частотомера и приставки для определения параметров неизвестных контуров послужила конструкция приемника Р-45. В дальнейшем этот "мини комплекс" облегчит намотку и настройку ВЧ контуров, контроль опорных точек генераторов и так далее. Итак, представленный в данной статье частотомер позволяет измерять частоту от 10 Гц до 60 МГц с точностью 10 Гц. Это позволяет использовать данный прибор для самого широкого применения, например измерять частоту задающего генератора, радио приёмника и передатчика, функционального генератора, кварцевого резонатора. Частотомер обеспечивает хорошие параметры и обладает хорошей входной чувствительностью, благодаря наличию усилителя и TTL-преобразователя. Это позволяет измерять частоту кварцевых резонаторов. Если использовать дополнительный делитель частоты, максимальная частота измерения может достигать 1 ГГц и выше.

Схема частотомера довольно простая, большинство функций выполняет микроконтроллер. Единственное, для микроконтроллера необходим усилительный каскад, чтобы увеличить входное напряжения с 200-300 мВ до 3 В. Транзистор, включенный по схеме с общим эмиттером, обеспечивает псевдо-TTL сигнал, поступающий на вход микроконтроллера. В качестве транзистора необходим какой-нибудь "быстрый" транзистор, я применил BFR91 - отечественный аналог КТ3198В.

Напряжение Vкэ устанавливается на уровне 1.8-2.2 вольта резистором R3* на схеме. У меня это 22 кОм, однако может потребоваться корректировка. Напряжение с коллектора транзистора прикладывается к входу счетчика/таймера микроконтроллера PIC, через последовательное сопротивление 470 Ом. Для выключения измерения, в PIC задействываются встроенные pull-down резисторы. В PIC реализован 32-битный счетчик, частично аппаратно, частично софтово. Подсчет начинается после того, как выключаются встроенные pull-down резисторы микроконтроллера, продолжительность составляет точно 0.4 секунды. По истечении этого времени, PIC делит полученное число на 4, после чего прибавляет или отнимает соответствующую промежуточную частоту, для получения реальной частоты. Полученная частота конвертируется для отображения на дисплее.

Для того, чтобы частотомер работал правильно, его необходимо откалибровать. Проще всего это сделать так: подключить источник импульсов с заранее точно известной частотой и вращая подстроечный конденсатор выставить необходимые показания. Если данный метод не подходит, то можно воспользоваться "грубой калибровкой". Для этого, выключите питание прибора, а 10 ножку микроконтроллера подсоедините на GND. Затем, включите питание. МК будет измерять и отображать внутреннюю частоту.

Если вы не можете подстроить отображаемую частоту (путем подстройки конденсатора 33 пФ), то кратковременно подсоедините вывод 12 или 13 МК к GND. Возможно, что это нужно будет сделать несколько раз, так как программа проверяет эти выводы только один раз за каждое измерение (0.4 сек). После калибровки, отключите 10 ногу микроконтроллера от GND, не выключая при этом питания прибора, чтобы сохранить данные в энергонезависимой памяти МК.

Печатную плату рисовал под свой корпус. Вот что получилось, при подаче питания выскакивает кратковременно заставка и частотомер переходит в режим измерения, тут на входе нет ни чего:

Схема приставки контур

Автор статьи схему доработал относительно первоисточника, посему оригинал не прилагаю, плата и файл прошивки в общем архиве . Теперь возьмем неизвестный нам контур - приставка для измерения резонансной частоты контура.

Вставляем в не совсем пока удобную панельку, для проверки девайса сойдет, смотрим результат измерений:

Частотомер калибровался и тестировался на кварцевом генераторе 4 МГц, результат был зафиксирован такой: 4,00052 МГц. В корпусе частотомера решил вывести питание и на приставку +9 Вольт, для этого был сделан простой стабилизатор +5 В, +9 В, его плата на фото:

Забыл добавить, плата частотомера разведена немного к верху задом - для удобства съёма pic микроконтроллера, вращении подстроечного конденсатора, минимальной длины дорожек на LCD.

Теперь частотомер выглядит вот так:

Единственное, не стал исправлять пока ошибку в надписи мгГц, а так всё на 100% рабочее. Сборка и испытание схемы - ГУБЕРНАТОР .

Обсудить статью КАК СДЕЛАТЬ ИЗМЕРИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ

При настройке радиотелефона, описанного в , возникли проблемы с поиском недорогого корпуса трубки. Случайно под руки попался неисправный калькулятор, который ремонту не подлежал из-за особенностей электрической схемы - так называемый "пустой корпус" и БИС в виде одной плоской капли на монтажной плате. Сам по себе изящный корпус HL-812E размером 125x70x18 мм было жалостно выбросить, и после некоторых раздумий было решено попробовать собрать схему трубки радиотелефона. Довольно глубокая ниша размером 54x78x8 мм в принципе давала вероятность разместить все детали при небольшой доработке нижней крышки (пришлось просверлить и вырезать в ней два отверстия: под капсюль микрофона - в нижнем правом углу, и телефона - в верхнем правом углу). Для установки телескопической антенны просверлено отверстие в левой части верхнего торца корпуса калькулятора. Нижний конец антенны закреплен с помощью маленькой скобы к плате бывшего калькулятора. Дорожки, идущие к БИС от кнопок 0; 1; 2; 3; ...9; "OFF"; "С" и "АС" нужно перерезать и распаять к соответствующим точкам схемы трубки (рис. Т160 схема регулятора тока 1 в ). При сборке применены малогабаритные резисторы УЛМ-0,12, конденсаторы КД, КМ-6, К10-17 и К50-40, электролитические конденсаторы серии К53-30. Вместо УЛМ-0,12 можно применить резисторы типа МЛТ-0,125 Вт. Батарейный отсек в верхней части калькулятора (под ЖКИ индикатором) используется по своему прямому назначению - для размещения аккумулятора питания трубки. Вся собранная схема закрыта самодельной защитной крышкой размером 105x55 мм, закрепляемой саморезами через штатные отверстия корпуса.Неиспользуемые кнопки клавиатуры, такие как "V ";"%"; "MR"; "M-"; "М+"; V; "х";"-";"+"; "=";".", можно прикрыть самодельными, из пластмассы такого же цвета, что и корпус, заглушками, приклеив их к плате калькулятора. В кнопке"+" следует просверлить несколько отверстий диаметром 1,5...2,0 мм. К плате данную кнопку не приклеивают, так как она закрывает микрофон и крепится клеем к верхней крышке. Также в верхней крышке нужн...

Для схемы "Цифровой ревербepaтор"

Цифровая техникаЦифровой ревербepaторГ. Брагин. RZ4HK г. ЧапаевскЦифровой ревербератор предназначается для создания эхо-эффекта за счет задержки звукового сигнала, подаваемого на балансный модулятор трансивера. Задержанный НЧ сигнал, оптимально смешанный с основным, придает передаваемому сигналу специфическую окраску, что улучшает разборчивость при проведении радиосвязи в условиях помех, делает его "накачанным" - считается, что при этом снижается пик-фактор. (Но кто-бы мне это доказал? RW3AY) (Иллюзия снижения пик-фактора речи появляется за счет заполнения интервалов между периодами основного тона речи, задержанным во времени тем же сигналом. (RX3AKT))Ревербератор, приведенный на рис.1, состоит из микрофонного и выходного суммирующего усилителей, собранных на сдвоенном операционном усилителе К157УД2, аналого-цифрового (АЦП) и цифро-аналогового (ЦАП) преобразователей - микросхемы К554САЗ и К561ТМ2 и узла задержки, выполненного на микросхеме К565РУ5. В схеме кодировки адресов применяются микросхемы К561ИЕ10иК561ПС2. Принцип работы подобного ревербератора довольно подробно был изложен в . Резистором R1, изменяя частоту тактового генератора, можно регулировать час задержки. Резисторами R2 и R3 подбирается глубина и уровень реверберации, соответственно. Манипулируя этими резисторами, оптимизируется работа всего ревербератора. Конденсаторами, обозначенными (*), нужно достичь наилучшего качества сигнала по минимуму шумов. Большие искажения в задержанном сигнале свидетельствуют о неисправной микросхеме в узле кодировки адресов. Ревербератор собран на печатной плате из двухстороннего стеклотекстолита 130х58 мм. После сборки и настройки плата помещается в металлическую экранирующую коробочку соответствующего размера. Литература1. "В помощь радиолюбителю" № 95, стр.29. 2. Журнал "Радио" N 1 - 86...

Для схемы "Приемник на микросхеме TDA7000 (174XA42)"

РадиоприемРадиоприемник на микросхеме >TDA7000 (174XA42)/img/tda7000.gifДиапазон частот микросхемы 1,5-150 МГц.В скобках указаны номиналы конденсаторов для узкополосной ЧМ(при этом 3-ю ножку микросхемы можно оставить свободной).Чертеж печатной платы со стороны проводниковЧертеж печатной платы со стороны элементовЛитература:1. К174ХА42 - однокристальный ЧМ приемник. N 1 1997 г.2. Однокристальные ЧМ приемники. Радио N 2 1997 г.3. Радиоприемные устройства на микросхеме К174ХА42А. N 5 1997 г....

Для схемы "VOX В ТРАНСИВЕРЕ UA3RR"

Узлы радиолюбительской техникиVOX В ТРАНСИВЕРЕ UA3RRЕ. ЖЕБРЯКОВ, г. Борислав Львовской обл. Схема устройства голосового менеджмента (VOX) трансивером конструкции И. Чуканова-UA3RR ("Радио". 1973, № 11) приведена на рисунке.Переключатель В1 при работе с VOX блокирует контакты Кн1 и подает питание на устройство, а при работе с менеджментом педалью блокирует конткаты Р8/1 реле Р8 и отключает питание. № 7, 1975 г. с.15...

Для схемы "Компьютерный ТВ-тюнер в роли частотомера"

Так уж случилось, что у меня нет с возможностью измерения частот выше 100 МГц. И проблема отнюдь не в том. что не из чего собрать необходимый делитель частоты и прибавить ещё один разряд в уже имеющийся самодельный частотомер на микропроцессоре 1030ВЕ31. Дело в том. что частоты выше 100 МГц приходится измерять не чаще раза в несколько лет. и необходимости в гаком приборе, как будто бы, нет. Но все же, нет-нет, да и понадобится, а как же тогда быть?Как-то в одном из журналов для радиолюбителей рассказывалось о том. что частоту можно измерять с помощью УКВ-приемника с цифровой индикацией частоты. Речь шла о популярных в 90-х годах прошлого века карманных "китайских" радиоприемниках с низкой ПЧ и автосканированием УКВ диапазона (65. .110 МГц). 8 настоящее пора для измерения существенно большего диапазона частот можно использовать компьютерный ТВ-тюнер, предназначенный для приема аналоговых сигналов эфирного или кабельного телевидения.Если имеется внутренний PCI или PCI-Express тюнер, то чтобы превратить его в частотомер, довольно изготовить простейший переходник по схеме, показанной на рис.1. Т160 схема регулятора тока Переходник состоит из отрезка коаксиального кабеля длиной до 2 м, резистора, конденсатора, стандартного антенного штекера, зажима "крокодил", иглы-щупа и 4-5 ферритовых цилиндриков 600НН от контуров ПЧ старых радиоприемников. Цилиндрики нанизываются на кабель со стороны подключения к тюнеру. Коаксиальный кабель подключается к антенному гнезду тюнера, "крокодил" - к общему проводу ("массе") тестируемого устройства, а щуп - к местам прохождения ВЧ-сигнала. благодаря высокой чувствительности ТВ-тюнеров, иглу щупа в большинстве случаев более того не придется подключать, например, к выводам обмоток контура, выводам транзистора или кварца. Достаточно просто поднести шуп на расстояние 2...10 мм, и он, как антенна, "поймает" измеряемую частоту.Чтобы провес...

Для схемы "УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТРАНСИВЕРА UW3DI"

Радиопередатчики, радиостанцииУСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТРАНСИВЕРА UW3DIА. ЖУКОВСКИЙ (UB5UWI), г. КиевДля повышения оперативности и удобства при работе в режиме CW целесообразно в лампово-полупроводниковом трансивере UW3D1 уменьшить пора задержки системы VOX по сравнению с режимом SSB. Для этого в режиме CW параллельно резистору 1-R4 включают прибавочный резистор. Изменения, которые нужно ввести в VOX трансивера (см. Ю. Кудрявцев. Лампово-полупроводниковый трансивер. - "Радио", 1974, № 4), отмечены на рисунке штриховыми линиями.РАДИО11. 1982 г. с.20....

Для схемы "Усилители на основе логических ИМС"

Радиолюбителю-конструкторуУсилители на основе логических ИМСУ многих радиолюбителей скопились микросхемы старых типов, которые и выбросить жалостно, и приспособить некуда. Так вот цифровый интегральные микросхемы (простая логика) могут с успехом применяться в качестве аналоговых усилителей. Схемы включения и параметры усилителей для некоторых серий микросхем приведены ниже на рисунке и в таблице.Серия П а р а м е т рРис.КFизм, МГцFmax, МГцР, мВт Uвых, В Rвх, КомRвых, КомR1, КомR2, КомR3, КомKp, дб11311417817613613413113713315546,025,015,012,58,018,020,04,88,08,00,0010,10,10,11,03,01,020,01,01,00,060,350,250,22,55,540,050,040,040,00,2520,2535,065,05,02,0125,050,020,020,02,02,78,05,01,21,52,00,51,21,224,07,0--0,60,40,20,50,60,620,05,03,06,00,050,050,030,050,050,051,61,68,06,20,687,51,00,750,680,68--2,04,00,685,11,01,60,680,68-------1,0--30583650303030253025ааггбббвбб "Радиотехника" N 8, 1980 г....

Для схемы "Высокоэффективный балансный модулятор-детектор"

Узлы радиолюбительской техникиВысокоэффективный балансный модулятор-детекторМ.Саттаров. пос.Иноземцево Ставропольского краяМир состоит из парадоксов - открытия делают те, кто просто не знает, что так совершать нельзя, и делают... и открывают! Может в изложенной в этом месте идее что-то есть? Теоретики! Найдите объяснение факту. И, пожалуйста, будьте снисходительны. RX3AKT.Для повышения эффективности смесителей на полевых транзисторах в пассивном режиме просторно используется прямоугольная форма управляющих импульсов. Более эффективным способом повышения разборчивости, на мои взгляд, является использование узких импульсов, когда длительность единичного состояния составляет сотые и более того тысячные доли нулевой длительности. (Красиво сказано, не правда-ли?) На слух это воспринимается как подъем высоких частот. Резко повышается разборчивость речевого сигнала. Частотная характеристика становится более равномерной. Балансный модулятор-детектор, рис.1, собран по известной схеме А.Погосова (см. Т160 схема регулятора тока "Радио" №10-81). менеджмента содержит кварцевый генератор, собранный на микросхеме DD1, делитель частоты на 4 (он же фазовращатель) - на МС DD2 и фазовый дискриминатор на МС DD3 и DD4. Сигнал прямоугольной формы с кварцевого генератора 1 МГц поступает на цифровой фазовращатель (делитель на 4). С его выхода снимаются два противофазных сигнала с частотой 250 кГц. Известно, что в противофазном сигнале вечно имеется некоторая ошибка в разности фаз, связанная с нестабильной работой фазовращателя, которая и выделяется фазовым дискриминатором. Выделенный фазовым дискриминатором сигнал, пропорциональный ошибке фазовращателя, является опорной частотой для балансного модулятора-детек-тора, с...

Для схемы "ЧАСТОТОМЕР"

Измерительная техникаЧАСТОТОМЕР Параметры предлагаемого частотомера приведены в табл. 1.Режим работыЧастотомерЧастотомерЦифровая шкалаДиапазон измерений1 Гц..20 МГц1 МГц..200 МГц1 МГц..200 МГцДискретность1Гц10 Гц100 ГцЧувствительность40 мВ100 мВ100 мВДанный частотомер, на мои взгляд, обладает целым рядом преимуществ по сравнению с предшествующими:- современная дешевая и легко доступная элементная база;- максимальная измеряемая частота - 200 МГц;- совмещение в одном приборе и цифровой шкалы;- вероятность увеличения максимальной измеряемой частоты до 1,2 ГГц при незначительной доработке входной части прибора;- вероятность коммутации во час работы до 4 ПЧ.Измерение частоты осуществляется классическим способом: подсчет количества импульсов за фиксированныйинтервал времени.Принципиальная схема представлена на рис.1.Входной сигнал через конденсатор С4 поступает на базу транзистора VT1, который усиливает входной сигнал до уровня, необходимого для нормальной работы микросхемы DD2. Автоматическое отключение радиоаппаратуры Микросхема DD2 193ИЕЗ представляет собой высокочастотный делитель частоты, коэффициент деления которого равен10. Ввиду того что в используемое микроконтроллере К1816ВЕ31 максимальная частота счетного входа Т1 f=Fкв/24, где Fкв - частота используемого кварца, а в частотомере Fкв=8,8672 МГц, сигнал с высокочастотного делителя поступает на прибавочный делитель частоты, представляющий собой десятичный счетчик DD3. Процесс измерения частоты начинается с обнуления делителя DD3, сигнал сброса которого поступает с вывода 12 микроконтроллера DD4. Сигнал разрешения прохождения измеряемого сигнала на десятичный делитель поступает с вывода 13 DD4 через инвертор DD1.1 на вывод 12 DD1.3.По окончании фиксированного интервала времени и...

Для схемы "ЧАСТОТОМЕР - ЦИФРОВАЯ ШКАЛА"

Измерительная техникаЧАСТОТОМЕР - ЦИФРОВАЯ ШКАЛАУстройство выполняет следующие функции: - с выводом измеренного значения частоты в герцах (до 8 разрядов); - цифровой шкалы с АПЧ генератора плавного диапазона (ГПД) для радиолюбительского трансивера; - электронных часов. Основу устройства составляет программируемый контроллер PIC16F84 фирмы MICROCHIP. Большое быстродействие и широкие функциональные возможности этого контроллера позволяют подавать сигнал частотой до 50 МГц прямо на его счетный вход, т.е. можно обойтись без предварительного делителя, обычно применяемого в устройствах подобного типа. Основные параметры Диапазон измеряемых частот, МГц 0...50 Диапазон программируемых значений ПЧ, МГц 0...16 Минимальный уровень входного сигнала, мВ 200 Время измерения частоты, с 1 Погрешность измерения, Гц ±1 Напряжение питания, В 5±0,5 Ток потребления устройства, мА, не более 30Наличие электрически перепрограммируемой памяти данных внутри PIC16F84 позволило без специального оборудования перепрограммировать роль промежуточной частоты (ПЧ). Т160 схема регулятора тока Это дает вероятность оперативно встраивать цифровую шкалу в трансивер с любым (О... 16 МГц) значением промежуточной частоты. В качестве устройства индикации применен модуль ЖКИ от телефонных аппаратов типа "PANAPHONE". Ввод информации в модуль осуще-ствляется по двум линиям в последовательном коде. Полезной оказалась встроенная функция электронных часов. Малый ток потребления обуславливает малые помехи радиоприемной аппаратуре, в которую может встраиваться данное устройство. Схема устройства приведена на рис.1. На транзисторе VT1 и микросхеме DD1 выполнен формирователь входного сигнала. Микросхема DD2 выполняет функции контроллера частотомера, цифровой шкалы с АПЧ, менеджмента модулем ЖКИ, а также позволяет оперативно изменять режим работы устройства. Если на выводе 1 микросхемы DD2 присутствует уровень логической "1", то устрой...