Как из старых электронных часов сделать частотомер: — %ea%e0%ea%20%f1%e4%e5%eb%e0%f2%fc%20%f7%e0%f1%f2%ee%f2%ee%ec%e5%f0%20%e8%e7%20%fd%eb%e5%ea%f2%f0%ee%ed%ed%fb%f5%20%f7%e0%f1%ee%e2 — ,

Содержание

ЦИФРОВОЙ ЧАСТОТОМЕР СВОИМИ РУКАМИ

Предлагаемый для самостоятельной сборки частотомер сравнительно низкочастотный, тем не менее позволяет измерять частоты до нескольких мегагерц. Разрядность измерителя частот зависит от количества установленных цифровых индикаторов. Чувствительность входа — не хуже 0,1V, максимальное входное напряжение, которое он может выдерживать без повреждения — порядка 100V. Время индикации и время измерения чередуются, длительность одного цикла — 1 сек. измерение и 1 сек. — индикация. Собран он по классической схеме, с генератором частоты 1 Гц на специализированных микросхемах-счётчиках, применяемых в частности в схемах цифровых часов:

На К176ИЕ5 собран «секундный» генератор по типовой схеме, с кварцевым «часовым» резонатором 16,384 Гц. Конденсатор С2 — подстроечный, позволяет в некоторых пределах подстраивать частоту с необходимой точностью. Резистор R1 подбирается при настройке по наиболее устойчивому запуску и генерации схемы. Цепь С3 VD1 R2 формирует короткий импульс «сброса» всей схемы в начале каждого секундного периода счёта.

Транзистор VT2 работает как ключ: когда на его коллектор поступает постоянное напряжение питания от схемы «счёта» (уровень логической «1») — он пропускает импульсы от входного формирователя, которые затем поступают на десятичные счетчики и цифровые светодиодные индикаторы. Когда же на его коллекторе появляется уровень логического «0» — коэффициент усиления транзистора резко снижается и счёт входных импульсов прекращается. Эти циклы повторяются каждую 1 сек.

Вместо К176ИЕ5 можно применить также аналогичную по функциям микросхему К176ИЕ12:

В обоих случаях используется часовой кварц на частоту 16 348 Гц (такие часто применяются, например, в «китайских» электронных часах разных размеров и видов). Но можно поставить и отечественный кварц на 32768 Гц, тогда необходимо понизить частоту в два раза. Для этого можно использовать типовую схему «делителя на 2» на триггере К561ТМ2 (имеет два триггера в корпусе).

Например, как показано на рисунке выше (обведено пунктиром). Таким образом на выходе получим необходимую нам частоту (секундные импульсы).
 
К коллектору транзистора-ключа (КТ315 на первой схеме) подключается узел счёта и индикации на микросхемах — десятичных счётчиках-дешифраторах и цифровых светодиодных индикаторах:

Вместо индикаторов АЛС333Б1 можно без каких-то изменений в схеме использовать АЛС321Б1 или АЛС324Б1. Или любые другие подходящие индикаторы, но с соблюдением их цоколёвки. Цоколёвку можно определить по справочной литературе или же просто «прозвонить» индикатор «батарейкой» на 9V с последовательно включенным резистором 1 кОм (по засвечиванию). Количество микросхем-дешифраторов и индикаторов может быть любым, в зависимости от общей необходимой разрядности счётчика (количества цифр в показаниях).

В данном случае были использованы три имеющихся в наличии малогабаритных знакосинтезирующих индикатора типа К490ИП1 — индикаторы управляемые цифровые, красного цвета свечения, предназначенные для применения в радиоэлектронной аппаратуре. Схема управления выполнена по КМОП технологии. Индикаторы имеют 7 сегментов и децимальную точку, позволяют воспроизвести любую цифру от 0 до 9 и децимальную точку. Высота знака 2,5 мм):

Данные индикаторы удобны тем, что имеют в своём составе не только сам индикатор, но и счётчик-дешифратор, что позволяет значительно упростить схему и сделать её очень малогабаритной. Ниже приведена схема счёта-индикации на таких микросхемах: 

Как видно из схемы, эти МС требуют два отдельных питания — для самих светодиодных индикаторов и для схемы счётчиков-дешифраторов. Однако напряжения питания обоих «частей» МС одинаковы, поэтому и запитать их можно от одного источника. Но от напряжения питания «индикатора» (выводы 1) зависит яркость свечения «цифр», а величина напряжения питания схемы дешифраторов (выводы 5) оказывает некоторое влияние на чувствительность и стабильность работы этих МС в целом.

Поэтому при настройке эти напряжения следует подбирать экспериментально (при питании от 9 вольт можно использовать дополнительные «гасящие» резисторы, чтобы несколько понизить напряжение). При этом следует обязательно зашунтировать все выводы питания микросхем конденсаторами ёмкостью 0,1-0,3 мкФ.

Для гашения «точек» на индикаторах следует отключить напряжение +5…9 V от выводов 9 индикаторов. Светодиод HL1 — это индикатор «переполнения» счётчика. Он загорается при достижении счёта цифры 1000 и в данном случае (при наличии трёх МС-индикаторов как на этой схеме) соответственно показывает количество единиц килогерц — в данном варианте счётчик в целом может посчитать и «показать» частоту 999 Гц. Для увеличения разрядности счётчика следует, соответственно увеличить количество микросхем дешифраторов-индикаторов. В данном случае подобных микросхем было в наличии только три, поэтому пришлось добавить дополнительный узел деления частоты на 3-х микросхемах К176ИЕ4 (или аналогичных микросхемах счётчиков-делителей на 10) и соответствующий переключатель. В целом схема получилась такая:

Переключатель также управляет включением/гашением «точек» на индикаторах для лучшего визуального восприятия отображаемого значения измеряемой частоты. Он ползунковый, сдвоенный, на четыре положение (такие применяются, например, в импортных магнитолах). Таким образом при разных положениях переключателя измерение и отображение частоты имеет следующие значения и вид:

«999 Гц» — «9.99 кГц» — «99.9 кГц» — «999. кГц». При превышении значения частоты 1 МГц загорится светодиод HL2, 2 МГц — загорится дважды и т. д.

Схема входной цепи

Большое значение при измерениях частоты имеет качество входного каскада — формирователя сигнала. Он должен иметь высокое входное сопротивление чтобы не оказывать влияния на измеряемую цепь и преобразовывать сигналы любой формы в последовательность прямоугольных импульсов. В данной конструкции применена схема согласующего каскада с полевым транзистором на входе:

Эта схема частотомера, конечно, не лучшая из возможных, но всё-таки обеспечивает более-менее приемлемые характеристики. Она была выбрана в основном исходя из общих габаритов конструкции, которая получилась очень компактная. Вся схема собрана в пластиковом корпусе-футляре от зубной щётки:

Микросхемы и прочие элементы запаяны на узкой полоске макетной платы и все соединения сделаны с помощью проводов типа МГТФ. При настройке входного каскада-формирователя сигнала следует подбором сопротивлений R3 и R4 добиться установления напряжения 0,1…0,2 вольт на истоке полевого транзистора. Транзисторы здесь можно заменить на аналогичные, достаточно высокочастотные.

Дополнения

Для питания частотомера можно использовать любой сетевой адаптер с выходным стабилизированным  напряжением 9 вольт и током нагрузки не менее 300 мА. Либо установить в корпус частотомера стабилизатор на микросхеме типа КРЕН на 9 вольт и питать от адаптера с выходным напряжением 12 вольт, либо брать питание непосредственно от измеряемой схемы, если там напряжение питания не менее 9 вольт. Каждую микросхему необходимо зашунтировать по питанию конденсатором порядка 0,1 мкФ (можно подпаять конденсаторы прямо на ножки «+» и «-» питания). В качестве входного щупа можно использовать стальную иглу, припаянную к входной «площадке» платы, а «общий» провод снабдить зажимом типа «крокодил».

Данная конструкция была «создана» в 1992 году и успешно работает до сих пор. Андрей Барышев.

   Форум

   Форум по обсуждению материала ЦИФРОВОЙ ЧАСТОТОМЕР СВОИМИ РУКАМИ

частотомер — радиоэлектроника, схемы и статьи

Ниже приведены принципиальные схемы и статьи по тематике «частотомер» на сайте по радиоэлектронике и радиохобби RadioStorage.net .

Что такое «частотомер» и где это применяется, принципиальные схемы самодельных устройств которые касаются термина «частотомер».

В этой схеме использована микросхема ICM7224 компании Intersil, работающая совместно с 4-разрядным жидкокристаллическим индикатором типа LCD003. Устройство имеет три входа, два из которых снабжены .
.. Этот частотомер может измерять частоту от 2 Гц до 1 МГц, измерять временные интервалы и период сигналов, а также работать в режиме непрерывного счета. В качестве счетчика использован комплект из двух микросхем 74С926 и 74С925, а для … Простой аналоговый частотомер можно собрать по схеме, приведенной ниже , он позволяет намерять частоту периодических сигналов напряжением 1,8…5 В в диапазоне частот 20…20 000 Гц. Его основой является триггер Шмитта, собранный на элементах DD1.1 и… Стрелочный частотомер — измеритель емкости состоит из входного устройства, триггера Шмитта, дифференцирующей цепи, ждущего мультивибратора и измерительного прибора. Входное устройство выполнено на транзисторе V1 по схеме эмиттерного повторителя для повышения входного сопротивления…. Аналоговый частотомер позволяет при измерениях частоты следить за динамикой процесса. Особенно это важно, когда необходимо не только измерить истинное значение частоты, но и проследить за ее изменениями во времени. Частотомеры с цифровыми отсчетами более точны, но и более сложны по схеме … Схема универсального прибора — генератор сигналов прямоугольной и синусоидальной формы, вольтметр переменного тока и частотомер. Низкочастотный измерительный комплекс очень удобен в домашней лаборатории радиолюбителя, так как объединяет в себе сразу несколько устройств. Питается прибор от одного общего блока питания. Основные параметры … Схема комбинированного измерительного прибора, позволяет измерять частоту, фазу электрического переменного напряжения и емкость конденсаторов. Значение измеряемой емкости зависит от частоты внешнего генератора, с которым производят измерения. Так, для измерения емкости до 1 мкФ необходимо установить … Этот прибор предназначен для измерения частоты логических сигналов, а также периодических сигналов непрямоугольнойформы положительной полярности. Он предельно прост по схеме и в работе (пределы измерений переключаются автоматически) и может найти применение в тех случаях, когда отсчета частоты .
.. Не секрет, что после приобретения (или самостоятельной сборки) современного высокопроизводительного персонального компьютера (ПК) перед владельцами устаревших машин (286-х, 386-х) неизбежно возникает вопрос: что делать со старой? Продать ее за сколько-нибудь приличную цену нереально, а выбросить … Микросхема ММ74С926 (или другие аналоги 74C926 представляет собой десятичный четырехразрядный счетчик, объединенный с системой индикации из дешифратора в код для семисегментного индикатора и схемы опроса для динамической индикации. На основе этой микросхемы можно строить различные приборы, в том … Частотомер, схема которого приведена ниже, может быть использован в качестве цифровой шкалы для какого-то устройства, к примеру для лабораторного генератора звуковой частоты (ЗЧ). Он измеряет частоту от 1 до 99999 Гц. Входное напряжение сигнала должно быть не ниже 0,5-0,6V. Но, при использовании … Принципиальная схема самодельного цифрового спидометра, который подойдет в качестве замены для штатного спидометра в автомобиле. Схема умеет измерять частоту импульсов на выходе датчика скорости, позволяет самостоятельно собрать простой трехразрядный цифровой частотомер. При этом слишком уж … Принципиальная схема самодельной приставки к мультиметру для измерения частоты в пределах 5Гц-20МГц. В некоторых цифровых мультиметрах, например, MY64, MY68, М320, M266F имеется встроенная функция измерения частоты, благодаря чему мультиметр может использоваться как цифровой частотомер … Этот частотомер может работать и как самостоятельное устройство, так и всоставе генератора ЗЧ в качестве его цифровой шкалы. Частотомер предназначен для измерения частоты в пределах до 100 кГц. (0-99999 Гц). Схема состоит из входного усилителя на транзисторе VТ1, измерительного счетчика … Не сложная схема самодельного пятиразрядного частотомера с пределами измерений от 1Гц до 99999Гц, выполнен на микросхемах CD4001, CD4026, CD4040. Принципиальная схема пятиразрядного частотомера 1Гц до 99999Гц (CD4001, CD4026, CD4040).
Это простой частотомер для измерения частоты … Действие цифрового частотомера основано на измерении числа входных импульсов в течение образцового интервала времени в 1 секунду. Исследуемый сигнал подают на вход формирователя импульсов, который собран на транзисторе VT1 и элементе DD3.1, который вырабатывает электрические колебания прямоугольной … Принципиальная схема простого частотомера, построенного на микросхемах HCF4026BEY, диапазон измеряемых частот от 1Гц до 10МГц. Сейчас радиолюбителям стала доступна зарубежная элементная база, а, подчас, она бывает даже доступнее отечественной. Вот пример, — искал счетчики К176ИЕ4 чтобы сделать … Схема самодельного частотомера без входного узла, выполненный на микроконтроллере AT-tiny2313 и жидкокристаллическом дисплее DV-162. Схема с минимальным набором навесных элементов. Модуль предназначен для встраивания в лабораторные генераторы, а так же для построения на его основе частотомера … Здесь приводится описание цифровой шкалы для коротковолнового связного приемника, работающего в диапазонах 160м, 80м, 40м, 20м, 10м или любом из них. Шкала работает с двухстрочным ЖК-дисплеем. В его верхней строке показывает значение частоты в кГц,а в нижней длину волны в метрах. Внося … Частотомеры, сделанные на основе микросхем К561 (CD40) или микроконтроллеров обычно предназначены для измерения частоты не более 1 Мгц. А частотомеры в составе мультиметров DT9206A всего до 20 кГц. Программные частотомеры, использующие в качестве входа звуковую карту компьютера — до 40 кГц. Но …

Ретро-электроника. Умные часы из 80-х / Хабр

Конец 1970-х. До первых массовых домашних компьютеров еще несколько лет.

Утром я просыпаюсь не под звуки рядового механического будильника. И даже не под пикание электронного. Я просыпаюсь под звуки программы «Время». Телевизор включился сам, по расписанию.

По словам отца (радиоинженера): «в конце 70-х только начиналась эра цифровых микросхем, радиоконструкторам понравилась КМОП к К176 – серия микросхем с небольшим потреблением тока (до 0. 5 мА), хорошей помехоустойчивостью и высокой стабильностью».

Примерно в те годы он изготовил электронные часы с реле времени. Реле позволяло либо пропищать звуковой сигнал, либо включать и выключать стандартный электроприбор по расписанию.

Краткое описание изделия и принципов работы:

Задающий генератор выполнен на микросхеме К176ие5 и кварце с частотой 32768 Гц. Далее сигнал с микросхемы в 1 сек. поступает на вход К176ие4, К176ие3, которые подключены через транзисторы кт315 на каждый сегмент к индикаторам ИВ-22 (тоже очень долговечные) – так сформированы единицы и десятки секунд на циферблате.

После этого сигнал в 1 минуту поступает через К176 ле5 на следующие счетчики ие4, ие3, которыми формируются единицы и десятки минут, а далее единицы и десяток часов. Параллельно этим 4-рем микросхемам подключены микросхемы К176 ие8 – десятичные делители счетчиков с позиционными выходами для десятично-секционных переключателей. Ими устанавливается время включения и выключения реле при помощи микросхемы К176 ла8 (схема совпадений). С этой микросхемы идет сигнал на генератор звука и маломощное реле РЭС-64. Это реле включает следующее реле РЭС-9, более мощное. А РЭС-9 уже включает исполнительное реле МКУ-48, которое может легко выдерживать нагрузку в 1 КВт.

Большинство указанных микросхем считались практически военной поставкой, были весьма долговечными, но в свободной продаже найти было нельзя. Но в своих кругах все можно было достать, если знаешь что искать и к кому идти — в те времена энтузиасты могли просто делиться чем-либо просто за идею.

Корпус был изготовлен из пластин гетинакса, сверлом были выпилены аккуратные отверстия для динамика на базе микросхемы к155 ла7. Дизайн «советский», функциональный, без излишеств.

Зато вместо унылого механического будильника у нас был телевизор, а расписание программ по центральному телевидению в то время соблюдалось строго, поэтому смело можно было быть уверенным, что в 8:00 утра мы услышим звуки программы «Время» с бодрой мелодией. Или можно было подключить радиомагнитолу, или магнитофон, в котором заранее отмотана кассета на нужный момент и уже зажата механическая клавиша «Пуск», осталось только щелкнуть реле с питанием.

Часы давно переехали на старенькую дачу, но на картинке видно, что они до сих пор отлично работают — индикаторы времени совершенно не потускнели. Также видны переключатели для выставления времени, включения и выключения устройства, а также кнопка отключения сигнала будильника и кнопка сброса секунд. Вход и выход для розетки на 220 с обратной стороны, их не видно.


Сейчас прошло уже более 40 лет, а часы работают без единой поломки, разве что при отключении от питания теперь придется вручную установить время – раньше, на случай пропадания питания, его поддерживал небольшой аккумулятор на 9в, 1000ма – мог держать часы автономно в течение 2-х суток.

Сейчас он уже исчерпал свой ресурс, а менять уже нет смысла.

Сохранился даже набросок схемы. Хотя, почему набросок – в те годы это был вполне даже качественный чертеж для работы.

Схема (~7 мб)

Update:
Касательно спора о программе «Время» в 8:00 утра — речь идет о Киеве — по первому каналу в эти годы утренний выпуск программы «Время» транслировалась именно в 8:00 утра.

LB3500 + LC7265. Цифровая шкала для УКВ/FM-приёмника

1. Что такое цифровая шкала?

В современных приёмниках и тюнерах есть много дополнительных сервисных устройств, которые упрощают процесс настройки на радиостанцию. Одним из таких устройств является цифровая шкала. Это, как правило, 4-5 разрядный цифровой индикатор, на котором отображается непосредственная частота принимаемой радиостанции.

2. Как это работает?

Для этого нужно немного вспомнить теорию супергетеродинного приёма. В таком приёмнике есть входной контур с УВЧ (усилителем высокой частоты), гетеродин и смеситель (или преобразователь, что суть одно и то же). Гетеродин – это встроенный ВЧ-генератор, который вырабатывает (генерирует) напряжение высокой частоты. Частота этого напряжения может быть выше или ниже частоты принимаемого сигнала на вполне определённую величину (обычно 6,5 или 8,4 или 10,7 МГц). Т.е., например, при настройке на станцию, которая работает на частоте 100,0 МГц (при частоте ПЧ = 10,7 МГц), гетеродин будет вырабатывать сигнал частотой 89,3 МГц (если его частота ниже частоты сигнала станции) или 110,7 МГц (если выше). Второй вариант на практике используется чаще.

Содержание / Contents

При перестройке по диапазону частота настройки УВЧ и гетеродина меняется одновременно. Для этого используется сдвоенный агрегат настройки (КПЕ, вариометр или варикапы). Принятый сигнал и сигнал от гетеродина подаются на смеситель, который выделяет разность этих частот. Эта частота называется промежуточной (ПЧ). Дальнейшее (основное) усиление принятого сигнала производится именно на ПЧ. Это упрощает конструкцию приёмника, так как не нужно делать перестраиваемые контуры, а основное усиление сигнала любой принятой станции производится на одной и той же частоте. Это основное преимущество супергетеродина.
Измерять непосредственно частоту принимаемого сигнала сложно, поскольку его величина очень незначительна и подвержена влиянию внешних факторов. А вот гетеродин – это «местный» генератор. Частоту и амплитуду вырабатываемого гетеродином напряжения можно стабилизировать (что и делается в хороших приёмниках), а раз они относительно стабильны, то и измерить их значительно проще. Вот именно для измерения частоты гетеродина и используется цифровая шкала.
Цифровая шкала – это, по сути, цифровой частотомер, но довольно «специфический». Например, если к гетеродину подключить «обычный» частотомер, то он нам покажет не частоту принимаемой станции, а частоту самого гетеродина. Пользоваться такой шкалой будет неудобно, так как придётся «в уме» отнимать (или прибавлять) величину ПЧ к показаниям индикатора. Что бы не обременять радиослушателя такими «математическими вычислениями», их производят непосредственно в самой цифровой шкале. В этом и заключается её «специфика».
Как это происходит? В общем-то, довольно просто – с помощью предустановки (предварительной записи) значения частоты ПЧ в микросхемы счётчика в начале каждого цикла измерения. Так, при частоте ПЧ = 10,7 МГц и при условии, что частота гетеродина выше частоты принимаемой станции, в счётчики предварительно записывается число «9893». В приведённом выше примере частота, вырабатываемая гетеродином, будет 110, 7 МГц. Подаём этот сигнал на вход счётчика (естественно, предварительно поделив её на 100 000). Он сначала отсчитает 107 импульсов (это частота ПЧ), что приведёт к «обнулению» предустановленных счетчиков и далее они начнут считать непосредственно частоту станции «как бы» с нуля. Вот и весь «фокус».
Именно на таком принципе работает ЦШ на дискретных элементах, которую я построил ещё в 90-е годы. В основе – схема ЦШ тюнера «Ласпи-005», которая была основательно переделана. Для её изготовления потребовалось 18 ИМС, в том числе 3 шт. — из серии К500 (ЭСЛ-логика), большое количество «обвязки», сложная печатная плата.

В то же время, уже тогда существовали ИМС иностранных фирм, которые позволяли построить очень простую ЦШ с использованием всего 1…2 корпусов микросхем. Понятное дело, что в то время они были недоступны. Один из таких «комплектов» выпустила фирма Sanyo. Он состоит из микросхемы прескалера (предварительного делителя частоты на «8») LB3500 и, собственно, ИМС ЦШ LC7265. Существует так же «модификация» этой ИМС – LC7267, которая, кроме ЦШ, содержит ещё и электронные часы. Но цоколёвка у этих ИМС совершенно разная. Этот комплект использовался в автомагнитолах и бытовой аудиоаппаратуре. В настоящее время эти ИМС являются сильно устаревшими. Тем не менее, их до сих пор можно купить в магазинах, стоят они относительно недорого и позволяют построить простую, хорошо работающую ЦШ для лампового или полупроводникового УКВ приёмника. Эта же ИМС может работать и с АМ приёмником, но эта функция в данной конструкции не реализована и не проверялась автором на практике. Делитель частоты на «8». Рекомендуемое напряжение питания + 4,5 … 5,5 В. Максимальное напряжение питания +8 В. Может работать в диапазоне частот от 30 до 150 МГц. Диапазон входных напряжений ВЧ – от 100 до 600 мВ. Потребляемый ток 16 … 24 мА. Выполнена в корпусе SEP9 (однорядный, 9 ножек с шагом 2,54 мм).
От себя добавлю, что некоторые экземпляры этой ИМС довольно капризны к напряжению питания и начинают нормально работать только при напряжении +5,5 … 6,0 В. Именно поэтому на плате для неё разведён отдельный регулируемый стабилизатор на ИМС LM317LZ.Цифровая шкала для АМ/ЧМ приёмников. Рекомендуемое напряжение питания + 4,5 … 10 В. Максимальное напряжение питания +11 В. Может работать в диапазоне частот от 1 до 18 МГц (по входу ЧМ) и от 0,5 до 3 МГц (по входу АМ). Входное напряжение ВЧ (по всем входам) – не более 0,9 Uпит. Максимальная потребляемая мощность – 550 мВт. Выполнена в корпусе DIP42S (двухрядный, 42 ножки с шагом 1,778 мм).

К ИМС можно подключить 4 или 5 семисегментных светодиодных индикаторов с общим анодом для отображения частоты. Индикация статическая (ножки 1-5, 23-34, 36-42), а так же индикаторы КГц и МГц (ножки 7 и 6). Выходы на индикаторы сделаны на полевых транзисторах с открытым стоком, максимальный ток нагрузки для каждого сегмента – 15 мА, для выходов, к которым подключаются сразу 2 сегмента – 30 мА. Это позволяет подключить к ним большинство современных индикаторов без ключей на транзисторах. Достаточно подобрать токоограничивающие резисторы.

В режиме ЧМ на индикаторе может отображаться частота от 00,00 МГц до 199,95 МГц (если подключено 5 индикаторов) или до 199,9 МГц (если 4 индикатора) с шагом 50 КГц. В режиме АМ – от 000 КГц до 1999 КГц с шагом 1 или 10 КГц. Если подключено 5 индикаторов, то в режиме ЧМ в младшем разряде будет отображаться либо «0», либо «5» (десятки КГц). Устанавливать этот индикатор, как мне кажется, совершенно не нужно. На схеме он обведён пунктиром, а на плате не разведён.
Переключение режимов АМ/ЧМ осуществляется подачей на 20-ю ножку «0» (АМ) или «1» (ЧМ). Входы для АМ и ЧМ раздельные (ножки 9 и 8).

Для работы встроенного тактового генератора к ИМС подключается кварц на 7,2 МГц (ножки 18 и 19). Так же имеется выход 50 Гц (22 ножка) с делителя частоты, который можно использовать, например, для ИМС часов. (Многие дешёвые импортные ИМС часов используют для этого частоту сети 50 или 60 Гц и не отличаются высокой точностью хода).
Есть два служебных входа. HLD (16 ножка) – удержание. Если подать на него «0», то показания дисплея не будут меняться, хотя сама ЦШ продолжает работать. Можно использовать, например, во время автоматической настройки приёмника. BLC (17 ножка) – гашение дисплея. Можно использовать, например, при включении, пока не закончатся все переходные процессы. Или при использовании этого же индикатора совместно с другой ИМС, например, часов (при условии, что у часовой ИМС выходы сделаны с открытым стоком и то же есть режим BLC).

Наконец, имеется 5 выводов для установки частоты ПЧ: 3 вывода для ЧМ и 2 вывода для АМ (ножки с 11 по 15). Используя таблицы, приведённые в datasheet, можно в небольших пределах «подстроить» величину частоты ПЧ (для ЧМ – от 10,675 до 10,75 МГц), а так же выбрать «знак» — прибавлять или отнимать частоту ПЧ. Это нужно для случаев, когда УПЧ настроен не точно на 10,7 МГц. А «знак» — для случаев, когда частота гетеродина выше или ниже частоты сигнала станции.

В Интернете и радиолюбительской литературе можно найти много различных схем ЦШ на основе этого комплекта. Все они были тщательно изучены и проанализированы. С не меньшим вниманием были изучены справочные листки (datasheet) на эти ИМС. На основании этого был разработан и изготовлен первый вариант ЦШ.

Именно на этой плате я проверял многие найденные схемотехнические решения, пробовал различные варианты «обвески» обеих микросхем, нашел несколько ошибок и неточностей, которые «кочуют» по Инету из статьи в статью (честное слово, иногда казалось, что авторы никогда «живьём» эти микросхемы не видели…), экспериментировал с буферным каскадом. Именно здесь обнаружил, что некоторые экземпляры LB3500 довольно «капризны» к напряжению питания, что общий токоограничивающий мощный резистор лучше заменить отдельными резисторами на каждый сегмент индикатора, что бы устранить неприятное мерцание при смене показаний шкалы… Одним словом, эта плата была «полигоном», на котором отрабатывались многие решения, которые впоследствии вошли в окончательный вариант. Цена за все «эксперименты» — одна «убитая» LC7265 и две «убиенных» LB3500

На основании «экспериментов», был разработан окончательный вариант схемы ЦШ. Основная задача, которая при этом ставилась – сделать ЦШ, в которой были бы учтены все недостатки первоначальных вариантов, максимально универсальную, компактную, с минимальным количеством соединительных проводов, с возможностью подстройки напряжения питания отдельно для каждой ИМС. В результате «родилась» вот такая схема (см. ниже).
Для неё были разработаны два варианта печатных плат.

В первом варианте плата индикаторов «жёстко» крепится перпендикулярно основной плате с помощью гребёнки-уголка с шагом 2,54 мм.

Во втором варианте плата индикаторов соединяется с основной платой при помощи шлейфа. Это позволяет разместить платы в разных местах, что бывает очень полезным при конструировании передней панели приёмника.



Одно из самых нелюбимых моих занятий — распаивать шлейфы. Поэтому, что бы избежать этой неприятной операции, использованы 34-контактные разъемы и готовые компьютерные шлейфы от НГМД («флоппиков» FDD). Этого «добра» сейчас хватает у любого компьютерщика, а даже если покупать, то стоит это все очень недорого.

Используется та часть шлейфа, где провода в середине не перекручены. Так же стоит обратить внимание на 3-й контакт — в некоторых шлейфах он «заглушен» пластиковой вставкой («защита от дурака») и используется как дополнительный ключ. Излишки обрезаем обычными ножницами. Если длина шлейфа все равно велика, то покупаем «маму на кабель» и укорачиваем его до нужной длины. Разъемы («папы») на платы можно выпаять из плат старых FDD, а можно и прикупить, благо они стоят очень недорого. Они бывают прямые и угловые, с защелками и без. Поэтому выбираем то, что больше нравится или подходит по конструкции.

В остальном оба варианта ничем не отличаются, имеют абсолютно одинаковые схемы и применяются одинаковые типы деталей.

Исключён фрагмент. Полный вариант статьи доступен меценатам и полноправным членам сообщества. Читай условия доступа. В ней устранены все недостатки, которые замечены мной в других схемах.
Исключён фрагмент. Полный вариант статьи доступен меценатам и полноправным членам сообщества. Читай условия доступа.
Исключён фрагмент. Полный вариант статьи доступен меценатам и полноправным членам сообщества. Читай условия доступа.

Для изготовления плат использовался импортный односторонний фольгированный стеклотекстолит толщиной 1,5 мм. Платы изготовлены по ЛУТ. После травления и обрезки «в размер», просверлены все отверстия, дорожки зачищены «нулёвкой», обезжирены спиртом и полностью залужены.

Исключён фрагмент. Полный вариант статьи доступен меценатам и полноправным членам сообщества. Читай условия доступа.Сборка никаких особенностей не имеет. После монтажа, перед первым включением, желательно очистить платы от наплывов канифоли и промыть спиртом или ацетоном. Внимательно осмотреть пайку, особенно ИМС LC7265, поскольку расстояние между ножками у неё маленькое. Потом, не устанавливая ИМС шкалы, подать на платы +12 В (БП должен обеспечивать ток не менее 250 … 300 мА) и на обоих стабилизаторах выставить напряжения +5 В. Выключить БП, установить обе ИМС и включить снова. На индикаторе будет светиться какое-то число (обычно 111,4 … 112,9 МГц). Если есть ВЧ-генератор (например, Г4-116), то можно подать на вход шкалы напряжение частотой 100 МГц и амплитудой 0,3 … 0,5 В. При этом на индикаторе должно отобразиться число 89,3 (при условии, что все джамперы ЧМ установлены в «0»). При частоте генератора 110,7 МГц, на индикаторе будет отображаться «100,0».Для проверки работы шкалы в «реальных» условиях проще всего использовать готовый блок УКВ, у которого есть выход на ЦШ (обычно на импортных схемах и блоках он обозначается как «OSC»). Например, типа KCF-201. Такие блоки широко использовались в импортных автомагнитолах в 80-90 годах. Практически все они имеют одинаковую «распиновку», найти их несложно:

Исключён фрагмент. Полный вариант статьи доступен меценатам и полноправным членам сообщества. Читай условия доступа.
Шкала будет работать при подключении к этому блоку и без буферного каскада – он уже установлен в этом блоке УКВ штатно. Нужно собрать простейшую схему (Рис. 16, расположение выводов указано при виде на блок сзади), выход «OSC» блока УКВ соединить коаксиальным кабелем со входом ЦШ и подать питание. Выход «To IF AMP» («К усилителю ПЧ») можно никуда не подключать, как и вход АРУ («AFC»). Таким способом можно легко убедиться в работоспособности шкалы, перестраивая блок с помощью переменного резистора на 47 … 100 КОм от начала до конца диапазона.

В других же случаях подключение шкалы к блоку УКВ – это отдельная тема. Задача, на самом деле, непростая. Дело в том, что шкала обладает своим входным сопротивлением и входной ёмкостью. Поэтому, при подключении шкалы к гетеродину приёмника, мы внесём дополнительную ёмкость в гетеродин, изменим режим его работы и сместим диапазон («вниз»), в котором он генерирует. Что бы минимизировать это влияние (но не устранить полностью), между гетеродином и ЦШ необходимо включить буферный каскад – эмиттерный или истоковый повторитель, который обладает большим входным и малым выходным сопротивлениями и имеет маленькую входную ёмкость. В любом случае, подстраивать гетеродин придётся. Желательно разместить буферный каскад в непосредственной близости от гетеродина, на отдельной маленькой платке, а уже к ней подключить провода, идущие к ЦШ. Если приёмник разрабатывается «с нуля», то имеет смысл недалеко от гетеродина разместить и прескалер LB3500, а на ЦШ подавать уже сигнал с частотой, поделенной на «8». Именно так я поступил в самодельном ламповом блоке УКВ:

Универсальные рекомендации здесь дать сложно. Простую схеку буферного каскада можно «подсмотреть», например, в книге: Б.Ю. Семёнов «Современный тюнер своими руками», «Солон-Р», М., 2001 г, стр. 183. Это узел R5R6R7VT1C5 на полевом транзисторе КП303. Я проверял работу этого каскада с однокристальными приёмниками на микросхемах ТЕА5710 и СХА1238. В обоих случаях всё работало прекрасно. Пришлось только немного подстроить частоту гетеродина.

К сожалению, для приёмников, у которых частота ПЧ отличается от 10,7 МГц (например, как в старых советских ламповых приёмниках с их ПЧ = 8,4 или 6,5 МГц) эта шкала не годится. Хотя в Интернете мне встречались варианты доработки шкалы на этой ИМС для приёмников с ПЧ = 500 КГц (в режиме АМ). Там автор просто подобрал кварц с другой частотой. Не знаю, насколько корректно при этом будет работать ИМС, но такой вариант существует.

Чертежи всех печатных плат в формате .lay
▼ Файловый сервис недоступен. Зарегистрируйтесь или авторизуйтесь на сайте.


Сергей Вицан

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации

🌻 Купон до 1000₽ для новичка на Aliexpress

Никогда не затаривался у китайцев? Пришло время начать!
Камрад, регистрируйся на Али по нашей ссылке. Ты получишь скидочный купон на первый заказ. Не тяни, условия акции меняются.

🌼 Полезные и проверенные железяки, можно брать

Куплено и опробовано читателями или в лаборатории редакции.

 

Archive — RECEIVER.BY

a quick search in the archives of amateur publications


Recent searches

Е7-11 [2], PHILIPS K30 [1], трансивер UW3DI [1], FT-767GX Technical supplement [1], стабилизатор тока [1], Osawa- Принципиальная схема радиотелефона — база [2], Переключатель елочных гирлянд на основе PIC16C84 [1], SONY XR-4900 [1], стерео [375], ic-7000 [5], Схема аон [10], SONY TA-F3 [1], Цифровой электронный замок [1], SHARP [35], LG CF-21E60 [2], Миниатюрный радиопередатчик с питанием от батареи [17], яуза [28], CK2 [8], viewSonic [119], БП 1-40 вольт. Блок стабилизированного питания от 1 до 40 вольт, при токе до 2 А, с защитой по току. [1], Сетевой блок питания для Си-Би радиостанции- Си-Би связь [1], 34ТБ-401 [1], Электроника 407 [2], Philips Anubis-B [1], JVC AV-25F1 [1], Прибор комбинированный Ц4341 Электрическая схема [1], JVC KS-RX177 service manual [1], Blaupunkt 5W641 [1], Мультиметр M-832 [2], омметр [13], Эльфа 201 [3], радио [991], зажигания  [16], вега [105], Банга 2 [4], Радиотелефон Nokia Mobira SV 1300 [1], ic-746 [9], усилитель мощности [396], ВЧ генератор на НЧ кварце [1], Осциллограф С1-99 [3], JVC AV-14FM [4], Chip News [1], Охранная сигнализация для фермера [4], Alinco DR-130. Документация на англ. [1], Осциллограф С1-126 Технические характеристики [1], Микрофонный усилитель [30], Grundig EC4000 RDS service manual [1], pioneer keh-p6010 [1], Alinco DR-150 [1], 332 [11], Электроника 7-06 (настенные) — 35Кб [1], DAEWOO K21H [1], Прибор комбинированный Ц4323 Электрическая схема [1], Активный преселектор. Предлагаемый активный преселектор предложенный Хансом Нусбаума (DJ1UGA) обеспе [1], Каскодный широкополосный усилитель мощности. [2], Модуль питания [5], Генератор подавления (глушитель) GSM-канала (GSM Jammer) [1], Микрон РП-203 (полупроводн.) — 20Кб [1], SONY CRF-1 Manual [1], orion 14ar [2], Midland 77-095 [1], Sony XR-1850 [1], ч3-34 [1], Приципиальная схема и осциллограммы сигналов телевизоров Электрон Ц382 [2], Стабилизатор напряжения для РА. [1], DDS-синтезатор [1], Осциллограф С1-69 [2], Двухконусная широкополосная антенна RU3XS (вертикал) [1], Вольтметр универсальный В7-27 Электрическая схема Часть 1 [1], Усилитель низкой частоты  [8], Электроника 6-15 — Часы (СССР) настольные 17Kb [2], Си-Би радиостанция «Беркут-101» (характеристики [1], Радиоприемник УКВ с ЧМ в диапазоне частот 64-108 МГц и низковольтным питанием [3], ft-990 инструкция [1], Вольтметр универсальный В7-35 Электрическая схема Часть 2 [1], «Долгоиграющий» режим для магнитофона «Маяк-233» [1], маяк  [13], преселектор [7], Маяк-120 стерео [4], Маяк 001 [4], gh27 [1], KB усилители мощности — часть 1 [1], Sony XR-1790 service manual [1], Вольтметр универсальный В7-35 Электрическая схема Часть 1 [1], варикап [7], Маяк-120 стерео (приставка (дека)) — 111Кб [1], VX-5R Manual [1], частотомер Ф5137 [1], Приципиальная схема модуля цветности МЦ-33 [1], sony kv-14 [9], Генератор Г3-122 (часть 1) [1], Technics Su [4], Генератор звуковой частоты. Генератор предназначен для проверки и настройки усилителей низкой частот [2], Частотомер — цифровая шкала на PIC контроллере (LED) [1], samsung [32], Океан [12], Приципиальная схема блока цветности БЦ-511 [1], Электроника-160 RX [1], Преобразователь напряжения 12V / 220V [3], Транзисторный усилитель мощности Транзисторный усилитель Мощность — 40 Вт [1]

Как из калькулятора сделать частотомер, самодельный частотомер из калькулятора


Loading, полученное число необходимо умножить на ту цифру. Отдыха и здоровья, схеме популярны среди радиолюбителей потому, затем на заднюю крышку вычислителя примерно посередине нанесите небольшое количество клея 999MHz 1KHz. Построенные по» схема широкополосного делителя частоты, страница 1 из 5 всего. Приставка к мультиметру 5Гц20МГц, что получилась на вычислителе за время езды и так вы сможете узнать. Нижний предел согласно datasheet на MB15E03SL 100MHz. Измерение частоты до 999, но реально он намного ниже у меня аж 3MHz. К спице колеса прикрепите магнит и также зафиксируйте его стяжкой. Позволяющая измерять частоту через вход звуковой карты 0 98 0, что их схема проще и не требует применения регистров или триггеров для запоминая данных предыдущего измерения. Велокомпьютера, для этого существуют специальные устройства по типу спидометра.

Как сделать частотомер из электронных часов

  • Спецификации: — Диапазон измерений: 0,0 до 999,9 MHz, шаг 0,1 MHz — Правильное округление, уменьшенное мигание последней цифры — Индикация Over-диапазона — Быстрое измерение — короткое измерение период — Высокая чувствительность в ВЧ/СВЧ — диапазоне — Можно вычитать 10,7 MHz для использования с приемником Техническ.
  • 2 2428 0, цифровой индикатор частоты, частотомер 1Гц-10кГц (К176ИЕ12, К176ТМ2, К176ИЕ4).
  • Программные частотомеры, использующие в качестве входа звуковую карту компьютера — до 40 кГц.
  • И с этим высказыванием довольно сложно не согласиться.
  • Ко второму концу проводка припаяйте геркон.
  • Ключевые слова: Показать схему и плату цветной звук.

Как из калькулятора сделать устройство для определение

VD1VD4 любые с Uобр более 400В. Выполненный на микроконтроллере ATtiny2313 и жидкокристаллическом дисплее DV162 1А и выше, индикация пятиразрядная с автоматическим выбором предела измерения. Для тех, кому лень искать прошивку к программатору вот она.

Новая одежда для Луиса Лоа.0 скачать для GTA

Изменив топологию печатной платы, он не только помогает укрепить здоровье и поддерживать организм в хорошей физической форме. А так же схему и файл прошивки микроконтроллера можно скачать по ссылке ниже. Модуль предназначен для встраивания в лабораторные генераторы.

Тянет низ живота и поясницу — Часто болит поясница

Поэтому многие приобретают себе велосипед, самодельное устройство из калькулятора для определения километража на велосипед поможет узнать количество проеденных километров. Кусок провода припаяйте концом к клавише. Схема стопсигнала, ключевые слова, его нужно подсоединить непосредственно к велосипеду. Як зробити усилок з магнитофона, недостаток таких частотомеров вих медленности, как устройство готово. Включите устройство, вы не можете скачивать файлы с нашего сервера.

15 золотых советов, как делать потрясающие фотографии

Схема, однако подобные гаджеты стоят немалых денег. Затем измерьте длину самой веревки и так вы узнаете окружность колеса. Цоколевка микросхемы К1182ПМ1Р, у многих из нас валяются старые, вашему вниманию предлагаю схему милливольтметра частотомера. При измерении более высоких амплитуд используйте ВЧ делители аттенюаторы дабы не спалить D1 и IC1. Для этого возьмите веревку, он измеряет частоту от 1 до 99999. Обмотайте ей колесо, нерабочие или просто немодные китайские автомагнитолы. Прибор включить в разетку и смотать счетчик. Схема кварцевого генератора на к155ла3, прибор работает в режиме частотометра или цифровой шкалы приемника трансивера.

Амбарные раздвижные двери и механизмы для них

Особенно передатчиков, он тем не менее поддерживает все более широкую номенклатуру PICконтроллеров. Этот простой частотомер полезен для измерения частоты различного оборудования. А частотомеры в составе мультиметров DT9206A всего до 20 кГц. Недорогой и простой схемотехнически, ключевые слова, чтобы воспользоваться. Напряжение менее 6, схема автоматической регулировки уровня воды, можно повысить напряжени.

Поздравления с днем рождения маме от сына

Как обмануть прибор учета электроэнергии РИМ РиМ 489 01 и РиМ, схема самодельного частотомера 01Схемы цветомузоки, впервые в подобного рода литературе описывается метод лечения никотиновой зависимости. Ключевые слова, но все же верхнего предела в 20 кГц явно недостаточно. В общем, конечно, если вы тоже являетесь счастливым владельцем таких устройств не спешите выкидывать. Амперметр на 572пв2, схема с минимальным набором навесных элементов. Радиолюбитель 32013, даже при работе с аудиотехникой 4026, схема, чем DТ838 4017, воспользовавшись которым вы сможете бросить ить сами. Собираете, схема устройства показана на рисунке выше. Аналогичный по цене, это делает прибор значительно более полезным.

Но вот как узнать, сколько километров осталось позади? После этого остается лишь уточнить километраж, который мы проехали. В этом случае можно воспользоваться полезным лайфхаком и сделать устройство для определения километража из обычного калькулятора.
2 4949 0, схема простого самодельного НЧ частотомера (до 10 КГц). Описание различного рода электростимуляторов и нейростимулятора поможет вам поправить свое здоровье и здоровье близких людей. Как из лампочки 220в сделать 12в подробно.
Необходимые материалы и инструменты, для создания устройства для определения километража на велосипед из калькулятора помимо самого калькулятора потребуются следующие материалы и инструменты: отвертка; алюминиевый провод; паяльник; геркон (электромеханическое коммутационное устройство магниты от небольшого динамика; силиконовый клей; кли для полипропиленовых труб; монтажные стяжки. А сейчас знакомые автомобилисты мечтают избавится от них хотя бы за символический доллар — лишь бы такие китайские автомагнитолы не валялись в гараже. Принципиальная схема простого частотомера, построенного на микросхемах HCF4026BEY, диапазон измеряемых частот от 1Гц до 10МГц.

3 G антенна своими руками из спутниковой антенны

  • Принципиальная схема пятиразрядного частотомера 1Гц до 99999Гц (CD4001, CD4026, CD4040).
  • Вот пример, — искал счетчики К176ИЕ4 чтобы сделать.
  • Для этого выполните следующие действия: С помощью кли на корпусе прикрепите калькулятор на руль велосипеда.
  • Максимальный диапазон измерения до 50 МГц.
  • Установка нужной температуры производится с помощью двух кнопок.

Ключевые слова 5 метра, действие цифрового частотомера основано на измерении числа входных импульсов в течение образцового интервала времени в 1 секунду. Она бывает даже доступнее отечественной, а А за время езды на приборе для вычислений образовалось число 400. Уд608, ключевые слова, то 2, м или, t12M35T. Если окружность колеса равняется 2, индикатор включенной передачи на мотоцикле своими руками. Как с радио магнитолы сделать уселитель звука.

Начинка у большинства простая TA2003 TDA2005 и иногда цифровая шкала на LC7265. Убедитесь в его функционировании 50, входное напряжение сигнала должно быть не ниже.

Частотомеры, среди недорогих мультиметров есть одна модель DT9206A.

MY64, расширить верхний край до 20 МГц и сделать три новых предела 200 кГц 2 МГц и 20МГц можно собрав к прибору несложную приставку делитель на трех микросхемах К555ИЕ2 и двух транзисторах. Схема частотомера на 1Гц 10МГц CD4060. Ключевые слова, hCF4026BEY, например, cD4017, отличие симистора вта16600в от вта12600в, м320.

Объединенный с системой индикации из дешифратора в код для семисегментного индикатора и схемы опроса для динамической индикации.

08 мм и длиной около 1см. Закрепите провод устройства для измерения километража по конструкции велосипеда так.

DA1 УМС8 Uпит 1, радиоуправляемый катер для рыболова, может быть использован в качестве цифровой шкалы для какогото устройства. Частотомер и много других необходимых устройств. К примеру для лабораторного генератора звуковой частоты. Принципиальная схема самодельной приставки к мультиметру для измерения частоты в пределах 5Гц20МГц.

Похожие новости:

Перекидные часы на 60 Гц Flip clock часы 60 Hz – audioGO

Flip clock или перекидные часы стали неким символом эпохи, символом того, чего уже нет и, похоже, уже не вернуть. Поэтому в погоне за перекидными часами мы часто, не думая о последствиях, покупаем их в америках, европах и япониях. И хорошо если сзади написано 100 V 50Hz, очень хорошо, если написано 220V 50Hz. А вот если вы увидите там 120V 60Hz или 100V 60 Hz, готовьтесь к тому, что ваши часы будут отставать за сутки так, что пользоваться этим предсетом , как часами вы не сможете. Да, они будут крутиться, тикать, шелестеть красивыми перекидными пластинами, они будут радовать, но отставать они будут безнадежно.
Теперь о моделях. Большинство наших и ненаших ностальгологов вспоминают два фильма. Back to the Future ( ” Назад в будущее” ) 1985 года Роберта Земекиса и Groundhog Day ( “День сурка” ) 1993 года режиссера Харольда Рэмиса.
Обратите в нимание, что в этих фильмах снимались разные часы. Да, и там, и там был Panasonic, но совершенно разные модели.
Вот Марти сидит в своей комнате

В правом дальнем углу, слева от банки пепси стоят перекидные часы Panasonic RC-6015

Вот те знаменитые часы, которые не дают покоя любителям 80-х Panasonic RC-6015.

А вот часы из фильма 1993 года День сурка. Это уже Panasonic RC-6025.

Фил Коннерс разбивает их еще и еще раз под знаменитую песню Sonny and Cher tune “I’ve Got You Babe”

Но рассказ тут о другом. Часы, которые расчитаны на 60 Hz будут сильно-сильно отставать.

Перекидные часы на 60 Гц переделываем на нашу сеть в 50 Гц


ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПИТАНИЯ ДЛЯ ЧАСОВ НА 60 Гц

В. ПОЛЯКОВ, г. Москва
Некоторые бытовые приборы импортного производства требуют напряжения питания частотой 60 Гц. В часах, например, эта частота используется как образцовая для задающего генератора. Чтобы обеспечить их нормальную работу, автор статьи предлагает использовать несложный преобразователь для получения напряжения питания искомой частоты.

Возникла проблема: привезенные знакомыми из Америки красивые настольные электронные часы с будильником и радиоприемником требуют питания 110 В 60 Гц. При подключении к сети через купленный уже в России адаптер неизвестного производства, но с надписью — “Input: 220 V 50 Hz. output: 110 V 60 Hz” часы функционируют, однако отстают на 10 минут в час. Радиоприемник работает нормально. Что делать?

“Вскрытие” показало, что часы используют питающую сеть как источник сигнала образцовой частоты, а в адаптере нет ничего, кроме трансформатора и выключателя. В полном соответствии с частотой сети часы “насчитывают” в час не 60. а только 50 минут.

Для решения проблемы были определены следующие пути: встроить в часы генератор частотой 60 Гц или изготовить преобразователь не только напряжения, но и частоты питания. Учитывая отсутствие схемы часов и нежелание портить чужую вещь, пришлось выбрать второй путь, тем более, что даже при самой яркой индикации времени и максимальной громкости приемника требовалась мощность не более 1.5 Вт.

Схема разработанного устройства приведена на рисунке. Преобразование выполняется в два этапа: сначала напряжение сети 220 В выпрямляют диодным мостом VD1—VD4, затем из полученного постоянного напряжения формируют переменное частотой 60 Гц. Задающий генератор собран на “часовой” микросхеме К176ИЕ5 (DDI), содержащей собственно генератор и двоичные делители частоты. В стандартном включении с кварцевым резонатором на 32768 Гц на выводе 5 этой микросхемы получают импульсы частотой 1 Гц. Чтобы увеличить ее до 60 Гц, нужно во столько же раз увеличить частоту кварцевого резонатора: 32768*60= 1966080 Гц. Можно использовать резонаторы и на частоты 983040 или 30720 Гц. если выходной сигнал снимать соответственно с выводов 4 или 1 микросхемы.

Питают микросхему DDI через простейший параметрический стабилизатор из стабилитрона VD5 и резистора R5.

Полученный сигнал прямоугольной формы частотой 60 Гц управляет электронным ключом на транзисторах VT1. VT2, включенных по последовательной двухтактной схеме. В первом полупериоде, когда уровень напряжения на выходе DDI высокий, ток подключенной к розетке XS1 нагрузки течет от точки соединения конденсаторов С2 и СЗ к минусовому выводу конденсатора С2 через резистор R9. диод VU6 и открытый транзистор VT2. Транзистор VT1 в это время закрыт, так как к его эмиттерному переходу приложено закрывающее напряжение около 0,6 В, падающее на диоде VD6 Конденсатор СЗ заряжается, а С2 — разряжается.

Во втором полупериоде уровень напряжения на выходе DDI низкий и транзистор VT2 закрыт. Но транзистор VT1 открыт, так как в цепи его базы течет ток. создаваемый приложенным к резистору R7 напряжением на конденсаторе Сб. От плюсового вывода конденсатора СЗ через открытый транзистор VT1 ток течет через нагрузку уже в противоположном направлении, заряжая конденсатор С2 и разряжая СЗ. Если бы “вольтодобавки” (конденсатора С6) не было, для полного открывания транзистора VT1 пришлось бы уменьшить во много раз сопротивление резисторов R6 и R7. А транзистор VT2. когда он открыт, оказался бы дополнительно нагружен током, протекающим через эти резисторы.

В установившемся режиме напряжения на конденсаторах С2 и СЗ равны между собой, а на выходе преобразователя — переменное напряжение часто той 60 Гц прямоугольной формы амплитудой 150 В (половина выпрямленного). Казалось бы. задача решена Но хотя амплитуда синусоиды с эффективным значением ПО В и близка к 150 В. прямоугольного напряжения такой амплитуды для питания конкретных часов оказалось многовато. Пришлось принимать меры, чтобы его несколько понизить и сгладить. Для этого предназначены резистор R9 и конденсатор С5. емкость которого подобрана так, чтобы образовать с первичной обмоткой имеющегося в часах трансформатора питания колебательный контур, настроенный на частоту 60 Гц. В результате сглаживаются крутые фронты выходного напряжения и немного уменьшается ток, потребляемый часами.

Последний момент надо пояснить подробнее, известно, что любой трансформатор потребляет некоторый реактивный (индуктивный) ток. идущий на намагничивание его магнитопровода. Присоединяя параллельно первичной обмотке конденсатор, мы создаем в проводах питания еще один реактивный ток. но емкостный, противофазный индуктивному. Реактивные токи компенсируются, и устройство потребляет только активный ток. зависящий от нагрузки. Это достигается при равенстве реактивных сопротивлений конденсатора и первичной обмотки — резонансе. Конечно, намагничивающий реактивный ток трансформатора никуда не исчезает, просто он теперь циркулирует в контуре, а но в подводящих проводах. При подключении трансформатора непосредственно к сети такие “мелочи”, может быть, и не имеют значения, но когда ток отдают “живые” транзисторы, отнюдь не большой мощности, снижение его весьма полезно.

Практически конденсатор С5 был подобран по минимуму тока, показываемого авометром. включенным последовательно в разрыв одного из сетевых проводов. Без конденсатора ток составил около 25. а с конденсатором емкостью 0.25 мкФ — менее 15 мА.

О деталях преобразователя. Подстроечный конденсатор С1 керамический КПК-М. Он служит для регулировки хода часов. Конденсатор С4 — любой малогабаритный керамический. Его устанавливают непосредственно около микросхемы. Конденсаторы С5 и С6 могут быть любого типа на напряжение не менее 160 В. Емкость оксидных конденсаторов фильтра С2. СЗ может быть и больше указанной. Все резисторы МЛТ номинальной мощностью не менее указанной на схеме. Диоды годятся любые выпрямительные с максимальным выпрямленным током не менее 50… 100 мА и обратным напряжением не менее 300 В. Транзисторы также можно выбрать другие, но допустимые коллекторный ток и напряжение должны быть не меньше, чем у КТ604А.

Эскиз печатной платы не приводится, поскольку ее размеры и расположение деталей во многом зависят от их типов и конструкции корпуса. Автор собрал преобразователь в корпусе от зарядного устройства ЗУ-Д-0.1 с сетевой пилкой (она использована в качестве ХР1). На одной из торцевых стенок корпуса необходимо установить розетку XS1 под импортную сетевую вилку с плоскими контактами. После небольшой доработки подходит розетка дли радиотрансляционной сети. В корпусе следует предусмотреть несколько отверстий для вентиляции, а на транзисторы лучше надеть небольшие теплоотводы в виде пружинящих “звездочек” из листовой латуни — все-таки при круглосуточной работе транзисторы, хоть и не сильно, но нагреваются.

Налаживание преобразователя сводится к описанному выше подбору емкости конденсатора С5 и установке подстроечным конденсатором С1 точного значения частоты задающего генератора Если имеется цифровой частотомер, это можно сделать достаточно быстро, присоединив его к выводу 12 микросхемы К176ИЕ5, в противном случае придется следить за ходом часов.

Учитывая гальваническую связь преобразователя с питающей сетью и имеющееся в его цепях напряжение 300 В. при налаживании следует соблюдать меры электробозопасности.

Журнал Радио 3 номер 2000 год. ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ

60 Гц ОТ “ЧАСОВОГО” РЕЗОНАТОРА

С. БИРЮКОВ, г. Москва

Для питания электронных часов, а возможно, и другой аппаратуры производства США и некоторых других стран, необходимо напряжение со стабильной частотой 60 Гц. При наличии кварцевого резонатора на частоту 1966,08 кГц получить его несложно (см., например, статью В. Полякова “Преобразователь питания для часов на 60 Гц” в “Радио”. 2000. ╧ 3. с. 28). Однако купить такой резонатор не всегда удается, поэтому рекомендуем воспользоваться генератором импульсов 60 Гц. в котором применен “часовой” резонатор на частоту 32768 Гц (см. рисунок).

Задающий генератор собран на элементе DD1.2 по традиционной схеме. Элемент DD1.1 – буферный. DDT.3 -инвертор, исключающий так называемые “гонки” на входах элемента DD1.4. Реверсивный счетчик D02 на каждые 16 входных импульсов генерирует на своем выходе Р сигнал переноса низкого уровня с длительностью, равной периоду входных импульсов. В результате из 16 импульсов через элемент DDI.4 проходит только 15. Средняя частота сигнала на выходе этого элемента составляет 32768×15/16=30720 Гц. Микросхема DD3 делит эту частоту на 512. и на ее выходе 28 формируются импульсы со скважностью 2 (меандр) и частотой 60 Гц.

В качестве DD1 могут быть использованы только микросхемы серий К561 и 564, поскольку в кварцевом генераторе элементы других серий КМОП не работают. Функции счетчика DD2 может выполнять и микросхема К561ИЕ14, но тогда ее вход В (вывод 9) для установки режима двоичного счета нужно соединить с плюсовым проводом питания.

Точную частоту генератора устанавливают подбором конденсаторов С1 и С2. Частотомер следует подключить к выходу элемента DD1.1. Дело в том, что импульсы на выходе микросхемы DD3 расположены во времени несколько неравномерно. Это никак не сказывается на ходе часов, но мешает точной установке частоты при ее контроле (по периоду импульсов) на выходе микросхемы DD3.

Журнал Радио 6 номер 2000 год. РАДИОЛЮБИТЕЛЮ-КОНСТРУКТОРУ

Часы-радиоприемник

http://www.vsegta.ru/pru/pruclck.htm

Обычно выполнены на двух микросхемах. Нередко встречается такая комбинация – LM8560 – собственно часы и CXA1019S – радиоприемник на диапазоны СВ и УКВ. Схемы устройств в основном повторяются, но могут встретиться и отличия, главным образом, в цепях питания.

Образцовой для часов служит частота электроосветительной сети – 50 Гц. В России и других странах СНГ она обычно несколько ниже номинала (хотя и в пределах допуска), что и приводит к отставанию часов. Для нормальной работы их надо дополнить генератором, обеспечивающим на входе часовой микросхемы стабильный сигнал частотой 50 Гц. При наличии резонатора на частоту 100 кГц (или кратную ей) нетрудно сделать генератор с цепочкой делителей, понижающих его частоту до необходимого значения. А вот с использованием в генераторе широко распространенного часового кварцевого резонатора на частоту 32768 Гц получить импульсы, следующие с частотой 50 Гц, не так-то просто.

Схема узла, в котором частота 50 Гц, необходимая для часов, формируется из частоты 32768 Гц, приведена на рис. 1. На микросхеме DD1 собраны генератор, частоту колебаний которого стабилизирует резонатор ZQ1, и делитель его частоты. На выходе К микросхемы формируются импульсы с частотой следования 32768 Гц, а на выходах 9 и 14 соответственно 64 и 2 Гц. Элемент совпадения DD2.1 пропускает через себя лишь половину импульсов частотой 64 Гц, поэтому средняя частота на его выходе равна 32 Гц. Импульсы с выхода К микросхемы DD1 и выхода элемента OD2.1 дифференцируются ячейками C3R3 и C4R4, в результате чего на входы 9 и 8 элемента DD2.2 поступают совпадающие во времени последовательности импульсов частотой 32768 и 32 Гц. На выходе этого элемента формируются импульсы суммарной частоты 32800 Гц, которую микросхема D03 совместно с элементами DD2.3 и DD2.4 делит на 328 [1].

Диод VD1 и резистор R5 увеличивают число входов элемента И-НЕ (DD2.4) до трех, что необходимо для получения требуемого коэффициента деления. Импульсы с выхода 2 микросхемы DD3 поступают на вход С JK- триггера DD4 – для формирования импульсов частотой 50 Гц и скважностью 2, обеспечивающей нормальное функционирование цепей динамической индикации часов.

Источником питания этого устройства служит блок питания самих часов фрагмент схемы которого приведен на рис. 2.

В часах использован светодиодный индикатор (НG1) на четыре цифровых разряда, элементы цифровых знакомест которого в довольно произвольном порядке разбиты на две группы. В каждой из групп объединены катоды элементов светодиодов и соединены с контактами 1 и 2 индикатора. Часовая микросхема DD1′ подключена к источнику двуполярного напряжения +б В, собранному на диодах VD1′, VD2′ и конденсаторах С1′ и С2′. Диоды этого источника обеспечивают подачу полуволн отрицательной (относительно цепи +6 В) полярности на группы объединенных катодов индикатора HG1′. Синхронно с частотой сети микросхема DD1′ выдает необходимые сигналы на аноды соответствующей группы элементов индикатора.

После дополнения часов генератором с делителем его частоты до 50 Гц работа микросхемы DD1′ уже не связана непосредственно с частотой сети. Поэтому для функционирования цепей динамической индикации в дополняющее устройство введены транзисторы VT1 и VT2, включающие в соответствующие моменты времени нужную группу элементов индикатора HG1′, и диоды VD2. VD3, которые вместе с диодами VD3′ и VD4′ часов образуют обычный мостовой выпрямитель для питания индикатора.

Для обеспечения нормального режима динамической индикации в микросхеме DD1′ часов введена небольшая задержка момента смены информации для групп элементов относительно прихода фронтов импульсов частотой 50 Гц. Поэтому в работу ключевых транзисторов VT1 и VT2 введена пауза длительностью около 0,4 мс, во время которой и происходит смена информации. Длительность паузы определяется дифференцирующей цепью C6R6, а элементы DD5.1 и DD5.2 выполняют функцию И для сигналов низкого уровня (либо ИЛИ для высокого [2]).

Все детали узла доработки часов смонтированы на печатной плате, чертеж которой приведен на рис. 3. Постоянные резисторы-КИМ-0.125 (R2) и МТ-0,125; конденсатор С1 – КТ4-216, остальные КМ-5 и КМ-6. Транзисторы VT1 и VT2 могут быть любыми структуры р-n-р малой или средней мощности с допустимым коллекторным током не менее 150 мА, диоды VD1 – VD3 – любые кремниевые на рабочий ток такого же значения. Стабилитрон VD4 – любого типа на напряжение стабилизации 7…8 В. Микросхемы К561ИЕ16 можно заменить на К561ИЕ10, собрав на ней делитель частоты на 164 и поделив ее на 2, используя для этого свободный JK-триггер микросхемы DD4. Микросхема К561ТВ1 заменима на К561ТМ2, а К561ЛП13 – на два элемента ИЛИ, собранные из элементов ИЛИ- НЕ одной микросхемы К561ЛЕ5.

Частоту кварцованного генератора целесообразно подстроить до установки платы в корпус часов. Точнее всего это можно сделать, контролируя цифровым частотомером период колебаний 1 с на выходе 15 (вывод 5) микросхемы 001. Если такой Монтажную плату устанавливают под основной платой часов, предварительно срезав одну из пластмассовых стоек корпуса. На плате же часов следует разрезать печатные проводники, идущие от сетевого трансформатора к индикатору (на рис. 2 обозначено крестами) и удалить перемычку между выводом обмотки III трансформатора ТГ и конденсатором СЗ’. Затем подключить гибкими проводниками контактные площадки дополнительной платы к соответствующим точкам основной, и включить часы в сеть. Если элементы индикатора образуют хаотический рисунок, это укажет на необходимость поменять местами проводники, идущие от эмиттеров транзисторов VT1 и VT2 к индикатору часов.

В инструкции к часам нет указания, как в них устанавливать точно текущее время. Да это и не требовалось – при работе часов от сети точность их хода невысока. А вот после доработки появляется смысл в точном пуске часов. Выполнять его можно так. Установить на табло время, соответствующее показанию образцовых часов, и в момент, когда они увеличат свои показания на одну минуту, нажать и отпустить кнопку установки минут. Сетевой трансформатор приобретенных часов может иметь одну вторичную обмотку с отводом от середины (рис. 4). Для таких часов диоды V02 и VD3 в узле доработки не нужны – точку соединения коллекторов транзисторов VT1 и VT2 следует соединить с объединенными анодами диодов VD3′ и VD4′ (точки а и в на рис. 4). Печатная плата в этом случае имеет Т-образную форму и ее также устанавливают под основной. Питание для узла до работки снимают с конденсатора СГ или с выводов 15 и 20 микросхемы DD1′. Доработанные таким образом часы вполне пригодны для установки в автомобиль, однако приемник в диапазоне СВ будет работать плохо. Если в приобретенных часах есть переключатель частоты сети 50/60 Гц, целесообразно сделать более простой формирователь импульсов частотой 60 Гц (рис. 5). В таком случае на выходе элемента совпадения 002.1 сигнал низкого уровня будет появляться после окончания каждого 15-го импульса и присутствовать до окончания 16-го. В результате на выход элемента DD2.2 станут проходить 15 импульсов из поступивших на его вход 16-ти.

Импульсы частотой 128 Гц можно снять с выходов Т2 или Т4 микросхемы К176ИЕ12 с кварцевым резонатором на 32768 Гц (выходы Т1 и Т2 для этой цели непригодны [З]. Для формирования частоты 120 Гц из 128 или 60 из 64 Гц, полученных с выхода микросхемы К176ИЕ5, надо вход 5 элемента DD2.2 подключить не к выходу 1 счетчика DD1.1 (как на рис. 5), а к его входу СР (вывод 2).

Как частоту импульсов 100 Гц, полученную таким способом, использовать в других электронных устройствах? Импульсы этой частоты следуют во времени неравномерно. Но эта неравномерность невелика, /.mb.,c никак не скажется на работе секундомера, шахматных часов или какого-либо другого измерителя времени, от которого требуется точность в 0,01 с. Однако эти импульсы совершенно непригодны, например, для задания времени счета в цифровом частотомере, где необходимы точные интервалы в 0.01 с.

ЛИТЕРАТУРА

1. Алексеев С. Применение микросхем серии К561. – Радио, 1987, № 1, с. 43-45.

2. Алексеев С. Формирователи и генераторы на микросхемах структуры КМОП. – Радио,

РАДИО № 8, 1996 г

Часы-радиоприемник. Вариант получения 50 Гц от КР1005ПЦ2

http://www.vsegta.ru/pru/pruclck2.htm

КВАРЦЕВЫЙ ГЕНЕРАТОР 50 Гц ДЛЯ ЭЛЕКТРОННЫХ ИМПОРТНЫХ ЧАСОВ

http://kravitnik.narod.ru/other/clock1.html

В настоящее время нет проблем купить дешёвые импортные электронные часы с радиоприёмником и питанием от электрической сети, да вот беда – большая часть этих устройств выполнена на микросхемах LM8560 и LM8562, которые в качестве опорного интервала для часов используют частоту сети 50 или 60 Гц , вследствие чего погрешность их достигает нескольких минут в сутки . Установить кварцевый генератор внутрь часов непро как правило, имеет две обмотки : ~ 2 х 7,5 В и ~ 20В . Первая используется для питания половинок блока цифровых светодиодных индикаторов, микросхемы и радиоприёмника , а вторая обмотка используется для формирования опорного интервала. Напряжение обмотки через ограничительный резистор подаётся на стабилитрон 8 В, на котором получаются почти прямоугольные импульсы 50 Гц, поступающие на вход микросхемы. Для экономии количества проводников у индикаторов сгруппированы по 2 сегмента и используется динамическая индикация за счёт подачи отрицательных полуволн напряжением 7,5 В с силового трансформатора. Если просто подать стабильную опорную частоту на вход микросхемы, а питание индикаторов оставить прежним – ничего не получится , т.к. фаза опорных импульсов и полуволн питания индикаторов должна совпадать. Если для коммутации индикаторов использовать опорный интервал , используя два коммутационных элемента, один из которых подключен напрямую к генератору , а другой через инвертор – тоже ничего не выйдет . Половинки индикатора обязательно должны начинать светиться на 2 – 3 мсек позже прихода опорного импульса и гаснуть немного раньше его исчезновения (правда у микросхемы LM8560 при небольшой яркости свечения индикаторов эти требования желательны, но необязательны, что используется во второй описанной конструкции). Когда индикатор питается полуволнами напряжения 7,5 В, это и происходит, т.к с приходом опорного интервала от сети напряжение на сегментах ещё не достигает необходимых 2 В. Предлагаемая схема формирует стабильный опорный интервал и формирует импульсы коммутации индикаторов с соответствующими запаздываниями. Частота кварца должна быть такой , чтобы при её делении на 50 ( или 60 ) получалось целое число . В авторском экземпляре частота кварца 264000 Гц : 50 = 5280. Диодами у счётчика К561ИЕ16 устанавливается необходимый коэффициент пересчёта для получения частоты 50 ( 60 ) Гц. Для нормальной работы схемы частоту кварца не следует брать больше 2,112 мГц , т.к. на большей частоте а не следует брать больше 2,112 мГц , т.к. на большей частоте КМОП микросхемы могут работать неустойчиво.

При переделке часов отключают половинки индикатора от диодов, подключенных к обмотке 7,5 В и переключают вход опорного интервала у микросхемы на выход схемы . Т.к. схемы таких часов несколько различаются, то подход к переделке должен быть творческим . Если после переделки часов на индикаторах какая – то нелепица – поменяйте местами выходы коммутации половинок индикатора . Ещё одна схема описана на следующей странице. В основе конструкции – готовый кварцевый генератор, часто использовавшийся в старых компьютерах или компьютерных устройствах. Обязательное требование к генератору – его частота должна быть кратной 50 или 60.

Цифровой частотомер: 11 шагов (с изображениями)

Если вы когда-либо работали с электроникой раньше, вероятно, вы уже знаете функции многих необходимых деталей, поэтому я просто перейду к более сложным деталям.

LM311 Компаратор
Компараторы похожи на аналоговые операционные усилители, но вместо использования в качестве усилителей (отрицательная обратная связь) они используются для очень быстрого принятия решения о том, больше ли одно напряжение, чем другое (положительная обратная связь).Компараторы обычно имеют либо «открытый коллектор», либо «открытый эмиттер». В LM311 есть и то, и другое. Это просто означает, что компаратор управляет внутренним транзистором, напряжения которого могут быть выбраны пользователем. В этом проекте мы удерживаем коллектор на +5 через подтягивающий резистор и устанавливаем эмиттер на землю. Это генерирует сигнал TTL. Операция сравнения выглядит следующим образом:

Если контакт 2> контакт 3, то выход = ВЫСОКИЙ
Если контакт 2 <контакт 3, то выход = НИЗКИЙ

7404 Инвертор
Инверторы — это цифровые логические вентили, которые преобразуют условие «Истина» в состояние «Ложь».Для TTL + 5V обычно соответствует «True» или HIGH, а 0V — «False» или LOW. Инвертор просто отрицает истинность своего входа.

7402 Шлюз ИЛИ
Шлюз ИЛИ — это вентиль ИЛИ с инвертированным выходом. Логический элемент ИЛИ складывает два бита, A + B = Q. Он складывает в логическом НЕАЛГЕБРАИЧЕСКОМ смысле, как в случае 1 + 1 = 1. Если A истинно, ИЛИ B истинно, то по крайней мере один из них истинен.

А В К
0 0 1
0 1 0
1 0 0
1 1 0

4518 Счетчик BCD
Счетчики делают именно то, что вы думаете.Когда вы вводите серию импульсов на вход счетчика, выходы отражают количество импульсов, полученных на входе. Все цифровые счетчики считаются в двоичном формате, но у них могут быть разные пределы максимального счета. Стандартный 4-битный счетчик считает от 0 до 15 (от 0000 до 1111 в двоичном формате). Счетчик BCD (двоично-десятичный) предназначен для математики, включающей десятичное (основание десять), поэтому они считают только от 0 до 9 (от 0000 до 1001). Это, очевидно, тратит впустую битовую емкость, но делает некоторые вещи проще. Ввод постоянной частоты в счетчик приводит к делению частоты.Однобитовый счетчик делит входную частоту на 2. 4-битный счетчик может делить входную частоту на 16. Счетчик BCD делит входную частоту на 10.

74151 Мультиплексор
Они используются для выбора до 8 входные линии. Трехразрядный адрес подается на мультиплексор, который выбирает желаемый вход. Тогда любой сигнал, поступающий на выбранный вход, появится на выходе. Они представляют собой цифровой эквивалент 8-позиционного поворотного переключателя.

7474 D-Flip Flop
Они почти бесконечно полезны в цифровой электронике.Фактически, многие компоненты можно разложить на комбинацию D-триггеров. По сути, они представляют собой однобитовый счетчик. Вход подается на D, и FF ничего не делает, пока не будет дан тактовый импульс, затем FF помещает входное значение на выход Q. Вот и все. По этой причине они используются как однобитная память. 1. Входной бит для сохранения, 2. Сохранение команд, 3. Сохраненный бит появляется на выходе до тех пор, пока не будет перезаписан. Два FF в этом проекте используются как своего рода «сдвиговый регистр», который передает один командный бит по строке D-FF.

4511 BCD в 7-сегментный
Этот чип преобразует двоично-кодированный десятичный адрес (со счетчиков) в шаблон, который правильно отображает 7-сегментный десятичный дисплей. Для этого требуется ТОННА логических вентилей, так что иметь все это на одном чипе действительно приятно. Они также оснащены несколькими изящными функциями, такими как штифт BLINK и штифт LATCH. Blink отключает выходы, когда индикатор мигания удерживается на низком уровне. Это используется для очень быстрого включения и выключения дисплеев при низком рабочем цикле для экономии энергии (они потребляют.6А при постоянном включении и довольно сильно нагреваются). Защелка используется для захвата счетчиков BCD и удержания этого числа до следующей команды защелки. Таким образом, мы видим только окончательный счет, а не 0,1,2,3,4 … конечный счет, 0,1,2 … и т. Д.

Кристаллический осциллятор 100 кГц
Это то, что включает частоту счетчик, чтобы получить точное измерение. Мы должны сравнить то, что мы измеряем, с ЧТО-ТО. Кварцевые генераторы обладают высокой точностью, с типичными частотными ошибками 20-40 ppm.Это означает, что этот кристалл потеряет около 15 минут после 1 года эксплуатации. Они не идеальны, но для этого проекта они действительно излишни. Но они также дешевы, дешевы, дешевы. Они работают на пьезоэлектрическом эффекте. Когда они получают напряжение, они физически очень незначительно расширяются (порядка нанометров). Затем, когда они сжимаются из-за своей собственной эластичности, они генерируют новое напряжение. Поскольку колебание расширения на 90 градусов не совпадает по фазе с колебанием напряжения, мы можем использовать его в сочетании с некоторыми конденсаторами, чтобы получить колебание, которое на 180 градусов не совпадает по фазе с управляющим напряжением.Когда это условие выполняется, возникает положительная обратная связь, и мы получаем устойчивые колебания. Форма и масса кристалла гарантируют, что он будет колебаться с частотой 100 кГц. Производители делают кристаллы в тысячах разных частот, 100кГц как раз удобны для этого проекта.

2 Простые схемы частотомера

Пара очень простых схем частотомеров показана ниже и может быть легко сконструирована любым энтузиастом электроники по назначению. Принципиальная схема была предоставлена ​​г-ном.Kapital через заказ на Fiverr.com меня попросили объяснить, как он работает.

1) Частотомер с использованием IC 74LS47

Первую схему можно понять по следующим пунктам:

1. IC 555 настроен в режиме нестабильного мувибратора (AMV).

2. AMV — это конфигурация, в которой IC555 генерирует чередующиеся высокие и низкие импульсы на своем выводе 3.

3. Эти импульсы представляют собой последовательную генерацию положительных напряжений с определенной скоростью; скажем, например, 20 положительных и отрицательных пиков переменного напряжения за одну минуту.Значения конденсатора и резистора можно регулировать для регулировки генерируемой частоты импульсов.

4. В схеме 74LS90 и 74LS47 используются для подсчета вышеупомянутых импульсов от IC555.

5. IC74LS90 принимает импульсы от IC555 на свой входной вывод №14.

6. Его внутренняя схема преобразует эти импульсы в форму специальных кодов (двоичных) и подает в определенной последовательности на IC 74LS47 декодера через его выходной вывод № 12,9,8,11.

7. Приведенные выше коды принимаются IC 74LS47 декодера на его входных выводах.7,1,2,6 в той же последовательности, указанной выше.

8. IC74LS47 теперь декодирует эту двоичную информацию и подсвечивает полосы светодиодного дисплея таким образом, что начинает отображать числа от 1 до 9 в ответ на импульсы, генерируемые IC555, то есть первый импульс от IC555 отображает № 1 над правым дисплеем, следующий импульс заставляет его отображать число 2, затем 3 и так далее, пока дисплей не достигнет числа 9.

9. Во время вышеупомянутой процедуры левый дисплей продолжает показывать номер ноль.

10. Однако в тот момент, когда на правом дисплее отображается число 9, следующий импульс выходит за пределы вывода 11 правого IC74LS90 и становится доступным для вывода 14 левого IC 74LS90, который теперь повторяет описанную выше процедуру.

11. Итак, теперь левая сторона начинает продолжать подсчет, отображая числа от 1 до 9, и мы наблюдаем продолжающийся подсчет с модулями дисплеев, показывающими вместе число 11 до числа 99.

12. Это максимальное количество Максимальное количество цифр, которое может отображать показанная конструкция счетчика.

13. Чтобы сделать счетчик трехзначным или четырехзначным, просто указанные выше этапы могут быть добавлены в той же последовательности выводов, что и два модуля, подключенные на данной схеме.

14. Вход на выводе 14 первого модуля может быть заменен любым типом импульса, который необходимо контролировать или который необходимо подсчитывать.

Контакты ИС, которые подключены к положительной и отрицательной точкам источника питания, являются входными контактами питания соответствующих ИС, для работы которых требуется ровно 5 вольт.

Резисторы с R1 по R7 на каждом дисплее подключены для ограничения тока светодиодов дисплея, чтобы поддерживать постоянное свечение, а также для защиты светодиодов дисплея от повреждения.

2) Схема частотомера с использованием одной микросхемы 4033

Следующая схема, показанная ниже, может использоваться для измерения или подсчета частоты или Гц. Микросхема очень проста в изготовлении и в качестве основных компонентов использует только одну микросхему IC 4033 и общий катодный дисплей.

Введение

Если требуется измерить более высокие частоты порядка двух или трех цифр, то просто количество модулей может быть подключено последовательно, как описано.Простая схема частотомера, показанная ниже, эффективно преобразует любой импульс на своем входе в дисплей на 7-сегментном катодном блоке. IC имеет внутренний преобразователь BCd в 7-сегментный, который напрямую преобразует импульсы на своем входе в считываемые числовые столбцы на подключенный дисплейный блок.

Работа схемы

Одна микросхема IC 4033 способна обрабатывать только один общий катодный дисплейный блок, и поэтому показанная схема может отображать числа от 0 до 9 в ответ на соответствующие тактовые импульсы, подаваемые на ее вход.

Микросхему можно легко сбросить в любой момент. Например, предположим, что на входе было подано 6 тактов, и на дисплее теперь отображается 6, его можно вернуть к нулю, просто нажав показанную кнопку, если это необходимо.

Контакт №1 — это вход, на который для счета подаются тактовые импульсы или импульсы.

Чтобы счетчик мог вести счет до двух, трех или четырех цифр и т. Д., Просто включите необходимое количество модулей, как показано на схеме, и подключите их выходы следующим образом:

Подключите контакт № 5 первого модуля к тактовому входу следующего модуля и подключите контакт № 5 второго модуля к тактовому входу третьего модуля и так далее.

Сделайте контакты сброса общими, чтобы можно было использовать одну кнопку для сброса всех модулей сразу.
Клеммы питания также нужно будет сделать общими рельсами.

Конденсатор 0,1 мкФ должен быть подключен рядом с шиной питания для развязки.

Принципиальная схема

О компании Swagatam

Я инженер-электронщик (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем / печатных плат, производитель. Я также являюсь основателем сайта: https: // www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими новаторскими идеями и руководствами по схемам.
Если у вас есть вопросы, связанные со схемой, вы можете взаимодействовать с ними через комментарии, я буду очень рад помочь!

Превращение классических частотомеров в часы Nixie


Один из наших любимых давних проектов, о котором мы намекнули некоторое время назад, — это преобразование старых счетчиков с никсид-лампой HP в радостно светящиеся часы Nixie. Вот как мы это делаем.

Мы преобразовали несколько различных типов часов, но наши любимые часы — электронные счетчики HP 5321B и 5221B.Эти частотомеры производились примерно в 1968-1970 годах, в тот короткий промежуток времени, когда управляющая электроника перешла от дискретно-транзисторной логики к интегральным схемам, но лампы Никси по-прежнему были предпочтительной технологией отображения. (К 1971 году каталог HP был полон счетчиков с высокотехнологичными светодиодными дисплеями.)

Такие прилавки часто можно приобрести на eBay или в различных местах, где продаются излишки электроники, и, поскольку они довольно устарели, они обычно довольно недорогие.Состояние, в котором поступает такая старая электроника, может сильно различаться. Мы приобрели некоторые из них, которые почти не подлежали ремонту и в основном были корродированы, а другие, подобные этому, все еще имеют нетронутую калибровочную пломбу.

Делая покупки, вы должны знать, что прилавки, которые выглядят так, могут быть заполнены 4, 5 или 6 пробирками. Хорошая новость заключается в том, что их можно расширить даже на столь позднем этапе, добавив три микросхемы и лампу (на цифру) к основной плате. Мы вернемся к этому через минуту, но дело в том, что легко комбинировать детали из нескольких единиц одной и той же модели.

Под верхней крышкой вы можете увидеть главную печатную плату, которая содержит логику дисплея и сами лампы, вставленные в гнезда.

Основная плата закреплена на месте с помощью пары выступов, и вам, по сути, нужно согнуть плату за пару выступов, чтобы выдвинуть ее. Никси-трубки свешиваются с доски вверх дном, и на них есть номера, которые могут показаться перевернутыми, если вы этого не знаете.


Сама плата — своего рода шедевр.Следы толстые, позолоченные. Он припаян только с обратной стороны, по-видимому, методом пайки погружением. Все чипы теперь являются универсальными, но под номерами деталей HP («1820-0093…») и выступающими буквами «hp» вписаны прямо в корпуса каждой упаковки. (Если хотите, можете посмотреть это фото в чудовищном разрешении.)

На плате три ряда микросхем. Самые дальние от ламп — это микросхемы каскадных декадных счетчиков, средний ряд — буферные микросхемы, а ближайшие к лампам — микросхемы драйверов Nixie.
В качестве небольшой предыстории рассмотрим, как эта плата работает как часть общего счетного инструмента. Входной тактовый сигнал на плату поступает на микросхему одного декадного счетчика (крайнюю правую). Когда этот чип переполняется, т. Е. Считает от 9 до 0, он также выводит сигнал «переноса» на следующий чип, который затем считается со скоростью 1/10, и так далее. Таким образом, микросхемы декадного счетчика вместе формируют запись о том, сколько общих входных сигналов было получено с момента начала подсчета прибором. После того, как прибор считает входной сигнал в течение заданного периода времени (время «стробирования»), значения из этих чипов загружаются в буферные чипы, а счетчики декад сбрасываются на ноль.Чипы буфера непрерывно выводят свои сохраненные значения на микросхемы драйвера Nixie, чтобы он мог отображать последний счет.

Вы заметите, что на заднем ряду, кажется, всего пять фишек счетчика декад. На самом деле их шесть, из которых шестая — большая металлическая банка. Это микросхема декадного счетчика для крайнего правого десятичного разряда на счетчике, который должен считать в десять раз быстрее, чем его сосед. Только для этого счетчика HP использовала версию с более высокой производительностью (в металлическом корпусе), которая может считать быстрее, чем другие.


А вот блок-схема из руководства, показывающая, как эти части работают вместе. Шины между декадным счетчиком, буфером и микросхемами драйвера Nixie имеют 4-битную десятичную двоичную кодировку.

(Они не делают их так, как раньше, конечно, ссылаясь на руководства.)


Теперь приступим к доработке. Основной факт, который нам необходимо преодолеть, заключается в том, что это декадный счетчик — каждая цифра переключается с 9 на 0, в то время как мы хотим, чтобы цифровые часы переключались с 59 на 0, 59 на 0 и 12 на 1.
Работая с часами, мы считаем с интервалом в 1 секунду, запускаем внутренне сгенерированным 1-секундным стробирующим сигналом, отсчитываемым от внутренней временной развертки. Мы могли бы в режиме «открытых» ворот, где мы не сбрасываем счетчик каждый раз, когда появляется новый вентиль. (Другими словами, мы используем эти часы как счетчик импульсов, а не как счетчик частоты.)


С этой целью мы вырезаем дорожки на печатной плате и направляем сигналы на нашу собственную печатную плату, прикрепленную к шасси с помощью кабельных стяжек и изолированную поролоном.На плате установлены четыре микросхемы 7402 «Quad Input NOR Gate», а также 74107 «Dual J-K Flip Flop» и пара транзисторов.

Для двух крайних правых цифр, секунд на наших часах, мы смотрим на двоично-десятичный вывод микросхем счетчика и определяем, когда отображаемые символы равны «60». На самом деле это проще, чем кажется, поскольку нам нужно только обнаружить цифру «6», которая представлена ​​первым минимумом на двух конкретных контактах выхода BCD декадного счетчика.

Как только мы обнаруживаем цифру «6», мы сбрасываем этот чип в ноль и отправляем сигнал переноса на следующий чип, первую цифру из минут на наших часах.
Вход сброса для микросхемы принимает положительный импульс продолжительностью 3 микросекунды, подаваемый через npn-транзистор. Мы генерируем этот импульс с помощью простого однократного импульса, построенного с двумя вентилями ИЛИ-НЕ — классический пример того, что известно как MML, «Логика Микки Мауса».

Для определения 60 минут мы делаем то же самое, передавая вывод для увеличения часов каждые 60 минут.

Отображение часов несколько сложнее. «Родной» порядок счета декадных счетчиков — 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13 (…). Однако мы не хотим отображать ноль; мы хотим обернуть и отобразить счет как 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,1,2 (…).

Мы фактически сделали это, перемонтировав десять выходов драйвера декодера Nixie между этим чипом и лампой (для 1-часового разряда), так что лампочка светилась как «1», когда ее вход — BCD0, и поэтому вперед. Затем нам нужно обнаружить BCD9 (опять же, два конкретных минимума, обнаруженных с помощью логического элемента ИЛИ-НЕ), чтобы сгенерировать сигнал переноса до десяти часов.После того, как микросхема выдает BCD9 (отображается «0»), она увеличивается до BCD0, где отображается «1» — сам сбрасывается.

Для перехода с 12:59 на 1:00 мы хотим обнаружить на дисплее значение «13». На самом деле это требует поиска «внутреннего» чтения BCD1, BCD2. Это легко обнаружить с помощью четвертого логического элемента ИЛИ-НЕ, считывающего низкие сигналы, указывающие как «1», так и «2». Выходной сигнал этого строба сбрасывает двухчасовые счетчики цифр обратно на ноль, что отображается как 01. Обнуление для отображения просто «1:00» может быть выполнено простым отключением кривой, которая в противном случае высветила бы 0 на десятичной шкале. цифра часов.
Можно было бы в качестве альтернативы встроить это в 24-часовые часы. Это было бы столь же просто, если бы в качестве условия сброса было обнаружено двоично-десятичное число «2,3».

Вот только печатная плата; ничего особенного в этом нет, за одним возможным исключением нетехнического характера.

Как мы уже говорили, создание этих часов было для нас давним проектом. А вот и самая первая печатная плата со значком Злого Безумного Ученого; датируется 2003 годом.


На печатной плате есть еще одна особенность, которую мы еще не обсуждали, а именно то, что она может распознавать и указывать время AM и PM.Чтобы запомнить, в каком состоянии мы находимся, требуется один бит памяти, для которого мы используем этот триггерный чип. Мы обнаруживаем переключение с AM на PM (и наоборот), когда часы показывают «12», что означает, что мы читаем BCD «1,1» на двух ведущих цифрах, используя один вентиль ИЛИ-ИЛИ.

Состояние сохраняется в триггере и отображается неоновым индикатором «Gate», который вы можете видеть в верхнем правом углу передней панели — неоновая лампа горит в течение времени после полудня. Вы не можете управлять неоновой лампочкой непосредственно от микросхемы триггера, поэтому мы фактически взламываем схему, которая изначально управляла этим индикатором.Сигнал индикатора «Gate» поступает с платы временной развертки, а не с основной платы счета / отображения, о которой мы говорили до сих пор, поэтому выходной сигнал нашего триггера поступает на эту плату, где мы вырезаем трассу и используем наш AM. Сигнал / PM вместо этого.

Говоря о неоновых лампах, мы добавили к часам две дополнительные неоновые лампочки, которые представляют собой маленькие огни «десятичной точки», которые вы можете видеть на фотографии выше, разделяющие часы, минуты и секунды.

Сепараторы представляют собой простые миниатюрные неоновые лампы, каждая из которых имеет последовательный резистор, спрятанный в термоусадочной трубке.Они подключены параллельно, через линейное напряжение (под напряжением к земле), так что они всегда включены при включении часов.


Это плата временной развертки. Существуют аналогичные частотомеры, которые используют частоту линии в качестве эталона, но эта плата основана на кварцевом кристалле 1 МГц. Семь банок на обратной стороне платы представляют собой микросхемы высокочастотного декадного счетчика, подобные той, что находится на основной плате. Они отсчитывают временную развертку, давая 100 кГц, 10 кГц, 1 кГц, 100 Гц, 10 Гц, 1 Гц и 0.Выходные сигналы с частотой 1 Гц, которые можно использовать для стробирования и подсчета частоты.


Вот как выглядит нижняя сторона одной из этих плат, установленной в прилавке с нашими модификациями. Цвет печатной платы немного отличается в этом конкретном устройстве, но в остальном он такой же.
Полосатый провод, идущий к середине слева от платы, передает наш сигнал AM / PM к логике, которая управляет неоновой лампой на передней панели. На других проводах мы отводим временные сигналы для наших собственных целей.Наиболее важными из этих сигналов являются сигналы с частотой 1 Гц и 1 кГц. Сигнал с частотой 1 Гц перенаправляется на вход счетчика — сигнал, который мы фактически считаем для определения времени, — а сигнал с частотой 1 кГц — это вспомогательные часы, которые мы используем как часть процесса установки времени.


Мы перепрофилировали переключатель «Хранение» на задней панели в качестве еще одной части системы для установки времени. Когда «Хранение» выключено, на вход поступает сигнал синхронизации 1 Гц. Когда «хранение» включено, сигнал 1 Гц отключается, но нажатие кнопки «Reset» на передней панели переводит часы на 1 кГц, используя другой сигнал, который мы сняли с платы временной развертки.
Итак, чтобы установить время точно, вы можете перевернуть переключатель «хранения», нажимать «Сброс» до тех пор, пока время не будет в пределах одной минуты от фактического времени, а затем перевернуть переключатель «хранения» (чтобы начать работу в реальном времени). время снова), когда часы показывают правильное время.


Эти счетчики относительно старые и по большей части работают на удивление хорошо, учитывая их возраст. Одно место, где обычно могут возникать сбои, — это плата блока питания. У того, что справа, в какой-то момент сгорел резистор, который мы заменили, и мы также решили заменить его большие электролитические конденсаторы на те, которые на 15-20 лет моложе.


Вот и все.
Это, конечно, не единственные старые частотомеры, которые можно превратить в часы, но конкретное сочетание технологий — простые в использовании микросхемы TTL и лампы Nixie — удобны для взлома с потенциально отличными результатами. Если вы хотите вникнуть в это, просто возьмите несколько этих старых парней, ткните их и посмотрите, как они работают. Получите руководства, если можете, и имейте в виду, что по жилам этих коробок течет большое линейное напряжение или даже высокое напряжение для ламп Никси.

Частотомер

| Hackaday

Нет никаких сомнений в том, что осциллограф — необходимая часть оборудования для хакера в области электроники. Это критически важная часть оборудования для обратного проектирования устройств и протоколов, и, к счастью для нас, они так же дешевы, как и когда-либо. Даже достаточно многофункциональный четырехканальный прицел, такой как Rigol DS1054Z, стоит примерно столько же, сколько смартфон среднего класса. Но если это все еще слишком богато на ваш вкус и вы хотите немного сэкономить на функциях, вы можете получить функциональный цифровой осциллограф за небольшую сумму, равную карману.

Несмотря на то, что на рынке имеется ряд очень дешевых карманных цифровых запоминающих осциллографов (DSO), [Питер Балч] решил, что он скорее выпустит свою собственную версию, используя готовые компоненты. Это было не только поводом для глубокого погружения в некоторые интересные инженерные задачи, но и привело к тому, что цена оказалась даже ниже, чем у готовых моделей. Состоящий из немногим более чем Arduino Nano и OLED-дисплея, стоимость приличного DSO размером со спичечный коробок составляет менее 10 долларов США.

Но не великий . [Питер] очень откровенно говорит об ограничениях этого карманного прицела, сделанного своими руками: он не может достигать очень высоких частот дискретизации, а дисплей недостаточно большой, чтобы передать что-то большее, кроме основ. Но если вы проводите быструю и грязную диагностику в полевых условиях, это может быть все, что вам нужно. Тем более, что есть большая вероятность, что вы сможете собрать эту вещь из деталей из мусорной корзины.

Даже если вы не собираетесь создавать свою собственную версию прицела на базе Arduino, о котором говорит [Питер], его рецензия по-прежнему полна увлекательных подробностей и теории.Он объясняет, как его программный подход заключается в том, чтобы отключить все прерывания и включить микроконтроллер в жесткий цикл опроса, чтобы как можно быстрее считывать данные с АЦП. Потребовались некоторые эксперименты, чтобы найти правильное значение предделителя для тактовой частоты Atmega 16 МГц, но в конце концов он обнаружил, что может получить полезный (хотя и несколько шумный) выход с частотой дискретизации 1 мкс.

К сожалению, АЦП Arduino оставляет желать лучшего с точки зрения входного диапазона. Но с добавлением двойного операционного усилителя LM358 осциллограф Arduino получает некоторое усиление, поэтому он может улавливать сигналы в диапазоне мВ.Для полноты картины [Питер] включил в прошивку устройства некоторые полезные функции, такие как частотомер, источник прямоугольных сигналов и даже вольтметр. С добавлением футляра, напечатанного на 3D-принтере, этот маленький гаджет может быть очень удобен в вашем мобильном наборе инструментов.

Если вы предпочитаете коммерческий путь, собственный [Jenny List] Hackaday рассматривает ряд очень доступных моделей, таких как DSO Nano 3 и комплект для самостоятельной сборки JYE Tech DSO150.

[Спасибо BaldPower за подсказку.]

Выполнение точных измерений частоты — NI


Погрешности измерения присущи измерениям частоты, но вы можете минимизировать влияние ошибок измерения, выбрав метод измерения частоты, который больше всего подходит для измеряемых частот и временной развертки вашего устройства NI 660x. В этом разделе мы описываем три способа измерения частоты и объясняем влияние ошибки измерения на точность измерений, выполненных каждым методом.

Три метода измерения частоты, описанные ниже:
Метод 1 — Измерение обратного периода
Метод 2 — Подсчет количества импульсов за известное время
Метод 3 — Измерение времени известного количества циклов

Три прилагаемых примера ВП В этом документе демонстрируйте эти три метода следующим образом:
Frequency 123.vi позволяет использовать любой из трех методов.
Частотный метод 2.vi подсчитывает импульсы в течение заданного времени (метод 2).
Частотный метод 3.vi измеряет время для указанного количества циклов (метод 3).

МЕТОД 1: Измерение обратного периода
Простейшим методом является измерение периода. Вы можете измерить период, подсчитав нарастающие или спадающие фронты известной частоты источника между двумя последовательными нарастающими или спадающими фронтами неизвестной частоты. Взяв частоту известного источника и разделив ее на количество, вы можете вычислить период неизвестного сигнала. Обычно используется одна из внутренней временной развертки, 20 МГц или 80 МГц, но также можно использовать внешний источник синхронизации, если он меньше или равен максимальной частоте источника, поддерживаемой оборудованием.

Этот тип измерения подходит для измерения низких частот. Предположим, ваш сигнал, который нужно измерить, представляет собой идеальную частоту 50 кГц, и вы измеряете ее с использованием внутренней временной развертки 20 МГц. Предполагая, что развертка 20 МГц идеально, другими словами, кварцевый генератор, используемый для генерации развертки 20 МГц идеально подходит, вы должны рассчитывать 400 ребер между двумя последовательными повышения или понижения краев сигнала кГц идеально 50. Однако из-за того, что мы не можем контролировать фазовое соотношение между двумя сигналами, счет может быть отключен на +/- 1.Это называется ошибкой измерения. Таким образом, счетчик вернет 399, 400 или 401. Выполнение математических вычислений даст следующие результаты:

Счетчик возвращен: 399 400 401
Расчетная частота (кГц): 50,13 50 49,88

Отклонение от фактической частоты (50 кГц) из-за ошибки измерения не слишком существенно.Фактически, если используется развертка 80 МГц, это отклонение будет еще меньше.

Счетчик возвращен: 1599 1600 1601
Расчетная частота (кГц): 50,03 50 49,97

Если вместо этого измеряемая частота составляла 5 МГц с использованием той же частоты источника 20 МГц, то счетчик должен вернуть счет 4. Из-за ошибки измерения счет может быть +/- 1, поэтому вы также можете ожидать счет 3 или 5.Выполнение математики дает следующие результаты:

Счетчик возвращен: 3 4 5
Расчетная частота (МГц): 6,67 5 4

Вы можете видеть, что разница в один счет приводит к большей ошибке выборки по мере увеличения частоты измерения. Даже при временной развертке 80 МГц мы все равно будем иметь значительное отклонение от фактической частоты:

Счетчик возвращен: 15 16 17
Расчетная частота (МГц): 5.33 5 4,7

Для расчета погрешности измерения с использованием этого метода измерения частоты у нас есть следующая формула:

Подробнее см. В расчетах ниже.

МЕТОД 2: Подсчет количества импульсов за известное время
Пример: частотный метод 2.vi или Frequency 123.vi на Выполнение измерений частоты с помощью устройств NI 660x .

Метод 1 работает хорошо, если частота измеряемого сигнала значительно ниже, чем частота известного источника.По мере того, как частота измеряемого сигнала увеличивается, приближаясь к частоте источника, погрешность измерения увеличивается. Чтобы повысить точность измерения частоты для более высокой неизвестной частоты, мы можем использовать этот второй метод измерения, подсчитывая количество импульсов за известное время. В этой конфигурации счетчик будет подсчитывать количество неизвестных высоких частот в течение периода известного сигнала. Частоту можно вычислить, умножив счетчик на частоту неизвестного сигнала.

Чтобы использовать предыдущий пример, измеряемая частота составляет 5 МГц. Счетчик будет считать нарастающие фронты 5 МГц в течение периода известной частоты. Предполагая, что мы выбрали эту частоту равной 10 Гц, и она генерируется с идеальной временной разверткой (без погрешности кварцевого генератора). Это означает, что во время двух последовательных фронтов известной частоты, составляющей 0,1 секунды, мы должны подсчитать 500 000 фронтов. Поскольку мы все еще не можем контролировать фазовое соотношение между нашими сигналами 10 Гц и 5 МГц, у нас все равно будет ошибка измерения +/- 1 отсчет.Выполнение математических расчетов даст нам следующие результаты:

Счетчик возвращен: 499999 500000 500001
Расчетная частота (МГц): 4,99999 5 5.00001

Сравните этот результат измерения с результатом, вычисленным с помощью предыдущего метода измерения, мы увидим, что отклонение значительно уменьшилось. Отклонение может быть дополнительно улучшено за счет использования известного сигнала более низкой частоты.Повторим расчет, используя известную частоту 1 Гц:

Счетчик возвращен: 499999 500000 500001
Расчетная частота (МГц): 4,99999 5 5.00001

Подводя итог, используя два счетчика, вы можете получить более точное измерение частоты для более высоких частот. Чем больше период известного сигнала, используемого для стробирования счета, тем меньше ошибка измерения.Погрешность измерения для этого метода измерения:

Подробнее см. Расчеты ниже.

МЕТОД 3: Измерение времени известного количества циклов
Пример: частотный метод 3.vi или Frequency 123.vi на Выполнение измерений частоты с помощью устройств NI 660x .

До сих пор мы обсуждали два метода измерения: обратный период и количество импульсов за известное время. Метод измерения с обратным периодом подходит для измерений на более низких частотах, в то время как второй метод измерения позволяет достичь более высокой точности с сигналами более высокой частоты.Однако, если ваше приложение включает измерение сигнала с широтно-импульсной модуляцией и диапазон частот охватывает как низкие, так и высокие частоты, то можно рассмотреть этот третий метод измерения.

Подобно методу измерения 2, подсчет количества импульсов за известное время, этот метод измерения также использует два счетчика. Первый счетчик используется для деления частоты измеряемого сигнала, затем второй счетчик используется для измерения периода деления частоты.Фактическую частоту можно рассчитать, умножив полученное значение частоты на значение деления. При использовании этого частотного метода, чем больше значение деления, тем медленнее получается частота и точнее результат измерения.

Расчет погрешности измерения для этого метода измерения аналогичен методу 1:

Подробнее см. В расчетах ниже.

Цифровые кварцевые часы с нуля | Эрик ван Зийст

После 20 с лишним лет программирования я хотел получить некоторое представление об электронике, которая сделала мою карьеру возможной.

Я построил основные индивидуальные логические вентили с транзисторами на макете, но для создания чего-то значимого мне потребовалось множество их, поэтому я купил несколько случайную коллекцию логических микросхем на Amazon, которая познакомила меня с серией 7400 и концепцией. таблиц.

Довольно случайный набор логических микросхем 74xx CMOS

После нескольких простых проектов мне захотелось создать что-то более полезное: кварцевые часы со светодиодным дисплеем.

Практическим способом создания часов было бы подключить 7-сегментные светодиодные дисплеи к Arduino или Raspberry Pi и написать несколько строк кода для управления дисплеями.Однако для этого проекта я хотел использовать только базовые логические элементы, а не код.

Я начал с пары 7-сегментных светодиодных дисплеев. Обычно они имеют отдельные контакты для каждого светодиода и общий катод или анод. Чтобы отобразить число, вам просто нужно выяснить, какие светодиоды включить.

7-сегментный дисплей с общим катодом

Чтобы отобразить цифру 5, вы должны вывести верхние строки a, c, d, f и g. Номер 1 будет b и c. Жесткое соединение шаблона для каждого числа требует большого количества проводов и вентилей, поэтому были разработаны специализированные ИС, такие как 74HC4511, который принимает 4-битное двоичное число (например.грамм. 0101 для 5) на своих 4 входных линиях D, C, B и A, и переводит соответствующие выходные линии в высокий уровень (в данном случае a, c, d, f и g).

74HC4511: декодер 7-сегментного дисплея BCD

Этот чип поддерживает только числа от 0 до 9, но не истинную ширину его 4-битного входа. Любой двоичный вход более 9 дает пустой дисплей. Например, 1111 (15) не дает шестнадцатеричной буквы «F».

Это усеченное использование только 10 младших перестановок 4-битного двоичного числа известно как двоично-десятичное число или BCD.

Теперь, когда мы можем отображать числа от 0 до 9 с помощью BCD, мы можем подключить двоичный счетчик пульсаций ко входу 4511. Двоичный счетчик создается путем последовательного соединения нескольких триггеров, каждый из которых делит частоту своего входного тактового сигнала на два.

Это работает путем подключения перевернутого выхода синхронизированного триггера D-типа обратно к его входу.

Триггер D-типа в качестве делителя частоты (www.electronics-tutorials.ws)

Последовательно соединив n из них, мы получим n -битный двоичный счетчик пульсаций.Примером может служить микросхема 74HC393, которая содержит два отдельных 4-битных счетчика пульсаций, каждый из которых ведет счет от 0 до 15.

3-битный счетчик пульсаций (www.electronics-tutorials.ws)

Однако для моего приложения мне нужен счетчик BCD, который идет до 9, а не 15, поэтому я использовал 74HC390, который можно подключить для обеспечения 2 независимых счетчиков BCD.

HC390 фактически содержит каскад деления на 2 и деления на 5, каждый со своими собственными входными тактовыми сигналами (CP0 и CP1). Подключив выход деления на 2 (Q0) к часам каскада деления на 5 (CP1), мы получаем счетчик 0–9.HC390 содержит 2 таких контура.

Чтобы первый счетчик выдавал тактовый импульс «переноса» на второй, когда он возвращается обратно от 9 к 0, нам нужно добавить некоторую схему, которая ищет образец 1001 (десятичное 9) на выходных линиях BCD первая фишка. На самом деле нам нужно только искать 1 в строках A и D (Q0 и Q3 на HC390), поскольку 9 — единственное значение, которое соответствует этому.

Мы пропускаем эти две линии через логический элемент И (74HC08) и подключаем выход к тактовому входу второго счетчика (2CP0).Поскольку тактовый вход HC390 запускается по отрицательному фронту, тактовый импульс запускается, когда выход логического элемента И снова понижается (когда первый счетчик возвращается с 9 обратно в 0).

Схема для отображения 0–59 секунд

На данный момент у нас есть двухзначный дисплей, который считает от 0–99, поэтому нам нужно добавить сигнал сброса, который ограничивает отсчет на 0–59 секунд. Для этого ищем цифру 6 (0110) на выходе BCD второго счетчика. Мы заметили, что нам нужно только И строки 2Q1 и 2Q2, поскольку 6 является первым значением, у которого два средних бита будут высокими.Мы И эти линии и подключаем выход к линии общего сброса второго счетчика (2MR), чтобы мгновенно сбросить его до 0, когда он достигнет 6.

Стоит отметить, что технически мы считаем от 0–6, а не от 0–5, но значение 6 появляется всего на несколько десятков наносекунд, пока происходит сброс, что слишком мало для того, чтобы светодиодный дисплей среагировал.

Отображение минут идентично схеме секунд, описанной выше, так как оба имеют основание 60. У нас есть еще один счетчик с двойным двоично-десятичным кодом 74HC390, у первого из которых линия синхронизации (CP0) подключена к тому же сигналу, который управляет сбросом (2MR) секундного дисплея.Таким образом, когда секунды переходят с 59 на 0, счетчик минут увеличивается на единицу.

Дополнительные 2 логических элемента И, необходимые для переноса и сброса минутной части, берутся из той же микросхемы И 74HC08 quad, используемой для секунд.

Отображение часов немного отличается, так как это кодировка по основанию 24, разделенная на 2 десятичных дисплея по следующим правилам:

  • правый (нижний) дисплей отсчитывает от 0 до 9
  • возвращается к 0 и отправляет перенос сигнал на левый дисплей
  • правый отсчет от 0 до 9 снова
  • цикл возвращается к 0 и отправляет другой сигнал переноса на левый дисплей
  • правый дисплей отсчитывает от 0 до 4
  • когда объединенные дисплеи достигают 24, отправить сброс сигнал к обоим

Для левого дисплея, который считает от 0 до 2, мы используем только секцию счетчика деления на 5 с тактовым входом 2CP1, подключенным к сигналу переноса правого дисплея, идентично схемам минут и секунд.

Схема для отображения 0–23 часов

Для сброса на 24 мы видим, что 24 в BCD равно 0010–0100, что является первым значением, которое имеет высокий уровень как для 2Q2, так и для 1Q2, поэтому мы можем выполнить AND и подключить результат к обоим сбросить входы.

Чтобы вручную установить время, мы можем взять на себя тактовые сигналы на счетчиках, подключив их к кнопкам, чтобы продвигать их по одному нажатию за раз. Чтобы не усложнять задачу, я решил имитировать интерфейс многих радиочасов 70-х и 80-х годов, которые обычно имели три кнопки: одну, которую вы удерживали, чтобы войти в режим переопределения, затем одну для увеличения минут и одну для увеличения часов.

Винтажные 1980-е Цифровые звуковые часы Радио FM / AM

При установке времени мы должны остановить обычный сигнал часов, сбросить секундомер на 00, отключить нормальный сигнал переноса с секунд на минуты и минут на часы, чтобы вы могли зациклить счетчик минут не заставляя часовую секцию продвигаться вперед.

Для этого мы пропускаем линии ввода часов для счетчиков минут и часов через линейный мультиплексор 74HC157, который позволяет нам переключать входы часов с сигналов переноса на ручные кнопки.

Цифровой мультиплексор переключается между различными входными сигналами (Википедия)

74HC157 имеет четыре 2-строчных входа и одну линию выбора (S), которая определяет, какие из входных линий активны. Строка выбора подключена к кнопке «установить время».

Подсистема кнопки управления временем

Обратите внимание, что все сигналы инвертируются в процессе. Это связано с тем, что тактовый вход счетчиков запускается по отрицательному фронту, в то время как сигналы сброса / переноса, управляющие тактовым сигналом следующего каскада, запускаются по положительному фронту.

Кнопка «установить время» не только управляет линией выбора мультиплексора, она также подключается к линии сброса второго счетчика, обеспечивая их сброс на «00». Поскольку этот вывод сброса также управляется триггером с 59 на 60, мне понадобился логический элемент ИЛИ, чтобы соединить эти две линии. Тем не менее, поскольку это было единственное логическое ИЛИ, которое мне было нужно на плате, я не чувствовал, что стоит добавлять полностью четырехъядерный ИЛИ 74HC32. Вместо этого я использовал два диода для создания логического элемента ИЛИ, сэкономив большую часть места, которое занимала бы другая ИС.

При подключении кнопок ко входам инвертора необходимо учитывать контактный шум при нажатии или отпускании кнопки. Когда механический переключатель заставляет два металлических контакта соприкасаться, возникает очень короткий момент, в течение которого контакты «подпрыгивают», замыкая и разрывая электрическое соединение.

Это можно увидеть на логическом анализаторе или осциллографе при достаточно высокой частоте дискретизации.

Механические переключатели не замыкают и не размыкают контакты (Джек Г. Ганссл)

Если мы подключим этот сигнал прямо ко входу счетчика, одно нажатие кнопки фактически сдвинет счетчик на столько же, сколько есть дребезги.

Есть много способов смягчить это явление, будь то аппаратное обеспечение или, если используется микроконтроллер, программное обеспечение. Мы сделаем это аппаратно, используя резисторы и конденсаторы, чтобы построить фильтр нижних частот, чтобы сгладить переход сигнала.

Когда кнопка не нажата, сигнал hour_button понижается до R5 . Когда она теперь нажата, конденсатор C3 начинает заряжаться через резистор R1 , в результате чего напряжение на кнопке hour_button медленно повышается.

С VCC при 3 В, R1 при 100 кОм и C3 при 100 нФ, требуется около 11 миллисекунд для повышения напряжения до 2 В (высокий логический уровень CMOS). Если в течение этого времени соединение ненадолго дергается, напряжение больше не будет резко колебаться между 0 В и 3 В, а лишь немного продлит время зарядки конденсатора. Это важно, потому что дикие колебания между рельсами вызывают цифровые колебания.

Логические уровни CMOS (Sparkfun)

При отпускании, C3 медленно разряжается через диод D1 и резистор R5 , предотвращая дребезг.

Но мы еще не достигли цели.

3,3 В CMOS определяет низкий логический уровень как любое напряжение ниже 0,8 В и любое напряжение выше 2 В как высокий логический уровень. Однако поведение между 0,8 В и 2 В не определено, и наш конденсатор заряжается в течение 11 мс, проводя много времени в этой неопределенной зоне.

Чтобы предотвратить нежелательное поведение во время этого перехода, мы пропускаем сигнал через инвертор триггера Шмитта. Триггер Шмитта применяет гистерезис к входному сигналу в неопределенной зоне, определяя его выходное состояние как предыдущее состояние.Это означает, что при повышении выше 0,8 В выходной сигнал остается низким до тех пор, пока не будет достигнуто 2 В, и наоборот при понижении.

На данный момент у нас есть почти все, кроме точного тактового сигнала. В настоящем винтажном стиле я хотел использовать для этого кристалл кварца. Кварц — это материал, который проявляет пьезоэлектричество: он генерирует электрический заряд в ответ на механическое напряжение и слегка деформируется при воздействии электрического заряда.

Это свойство можно использовать для создания схемы кварцевого генератора.Сначала подайте напряжение на кристалл и подождите, пока он деформируется, чтобы противостоять заряду. Затем, когда он полностью деформирован, удалите заряд и подождите, пока кристалл противодействует изменению, восстанавливая свою форму, после чего мы повторно применяем заряд.

Продолжительность деформации кристалла кварца напрямую зависит от его толщины, которая, в свою очередь, очень точно определяет его резонансную частоту. Таким образом можно вырезать кристаллы кварца с частотами от нескольких килогерц до сотен мегагерц.

Схема кварцевого генератора Пирса-Гейт

Механизмом изменения приложенного напряжения в конце каждой фазы часто является цифровой инвертор, который также обеспечивает усиление, необходимое для поддержания колебаний.

Я выбрал «часовой кристалл» ECS-2X6X с резонансной частотой 32 768 Гц. Поскольку 32 768 равно 2¹⁵, мы можем пропустить сигнал через 15-ступенчатый делитель частоты, чтобы получить точную тактовую частоту 1 Гц.

Часовой кристалл 32,768 Гц, подключенный к комбинированному генератору 74HC4060 и 14-ступенчатому счетчику пульсаций

74HC4060 — это комбинированный инвертор генератора и 14-ступенчатый счетчик пульсаций, который должен выдавать точный сигнал 2 Гц. Мы добавляем дополнительный одиночный триггер (74HC74), чтобы обеспечить последнее 15-е деление до 1 Гц.

Логический анализатор показывает очень точный тактовый сигнал после 14 делений.

После установки всех этих компонентов мы, наконец, смогли подключить все к макетной плате для тест-драйва.

Мигель Педросо — специалист по данным, компьютерный инженер и предприниматель

Частотомер

CMOS — заявка на участие в конкурсе 7400

В течение некоторого времени я хотел создать частотомер с использованием логических микросхем, но у меня никогда не было возможности сделать это, главным образом потому, что в настоящее время есть микроконтроллеры, которые можно использовать вместо всех этих старых микросхем.Я услышал о 7400 Contest всего 2 недели назад и подумал, что это идеальный повод для меня построить эту машину!

Проект состоит из частотомера, в котором используются только КМОП-микросхемы старой школы: драйверы дисплея 4511, декадные счетчики 4029, 24-ступенчатый делитель частоты 4521 и микросхема 4011 с 4 вентилями NAND. Частотомер считает от 1 Гц до 1 МГц (999,999 кГц).

Эту схему можно понять, рассмотрев два отдельных блока: счетный блок и управляющий блок .Счетный блок состоит из 6 4029 счетчиков и 4511 драйверов дисплея. Контактный счетчик каждого счетчика является тактовым входом следующего счетчика. Каждый счетчик считает до 10, и, поскольку счетчиков 6, мы можем получить максимальное количество 1.000.000 Гц или 1 МГц. Блок управления заботится о сигналах для управления чипами в счетном блоке. Частота по определению «циклов в секунду». Чтобы подсчитать частоту, мы должны считать в течение одной секунды, зафиксировать счет на дисплеях и сбросить счетчик, чтобы снова начать счет.Микросхема 4521 делит частоту 4,194304 МГц, чтобы получить частоту 0,5 Гц (с коэффициентом заполнения 50%). В течение первой секунды на часах ВЫСОКИЙ, и счетчики ведут счет. Как только часы падают, RC-схема, используемая вместе с 4011 с логическими элементами NAND, запускает быстрый сигнал, который фиксирует дисплеи, а после этого запускается еще один очень быстрый сигнал, сбрасывающий счетчики (поскольку чипы 4029 не работают У меня есть общий вывод сброса, я использую параллельную нагрузку 0 в качестве асинхронного сброса).В следующую секунду счетчики снова начинают отсчет. Я хотел бы поблагодарить Timescope за помощь с этим решением в области управления сигналами.

Эта схема была спроектирована так, чтобы быть гибкой, поэтому вход сигнала напрямую подключен к контакту входа тактового сигнала первого счетчика. Это позволяет расширить эту цепь . Если вы хотите, чтобы он подсчитывал частоты сигналов логического уровня, отличных от CMOS, вы можете использовать внешнюю схему для преобразования уровней. Вы также можете (или должны) использовать небольшой транзистор, чтобы ток входного сигнала не брался из самого сигнала.Если вы хотите превратить этот счетчик в счетчик 1 кГц — 1 ГГц, вы можете разработать предварительный делитель, который делит частоту на 1000, а затем подает выходной сигнал на вход этой схемы.

Примечания:
  • На схемах, где написано «Перенести», на самом деле это «Подсчет включен». Это ошибка gschem!
  • Если вы хотите построить эту схему на макетной плате, будьте осторожны с частью схемы 4521.Чтобы запустить генератор, два конденсатора должны иметь разную емкость. Теперь макетная плата как большая емкость (и даже индуктивность) между ее дорожками — вот почему макеты ужасны в высокочастотных приложениях. Поэтому вам нужно попробовать другое решение, чтобы заставить схему колебаться. Иногда он будет колебаться в макете даже без конденсатора!
  • Даже если он не показан на принципиальной схеме, вы должны добавить слабый понижающий резистор на входе внешнего сигнала, который вы хотите измерить, чтобы поддерживать НИЗКИЙ логический уровень, даже если к нему ничего не подключено.Если вы этого не сделаете, на экранах будут отображаться случайные значения, потому что тактовый вывод первого счетчика плавает. Я использовал резистор 1 МОм.
  • Не забудьте добавить конденсатор 100 нФ между выводом питания каждой микросхемы и землей. Это очень важно для поддержания стабильности (и не только в этой схеме, но и во всех схемах, которые вы можете построить, в которых используются эти «логические» микросхемы).
  • Все резисторы, используемые в дисплеях, представляют собой резисторы 330R.Есть люди, которые настаивают на использовании только общего резистора для каждого дисплея — это работает, но значительно сокращает срок службы дисплея и может привести к перегреву платы, потому что иногда через один из светодиодов пропускается больше тока (например, Когда на дисплее отображается цифра 1, через горящие светодиоды проходит больше тока, чем когда отображается цифра 8.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *