Вхідний підсилювач-формувач частотоміра. Схема, опис

Безкоштовна технічна бібліотека

ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ
Безкоштовна бібліотека / Схеми радіоелектронних та електротехнічних пристроїв

Вхідний підсилювач-формувач частотоміра. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Безкоштовна технічна бібліотека

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Вимірювальна техніка

Коментарі до статті

Широке поширення мікроконтролерів дозволяє створювати їх основі вимірювачі частоти. Однак, як правило, такі конструкції мають суттєвий недолік, оскільки вони розраховані на обробку сигналів із логічними рівнями. Їх можливості розширює описуваний пристрій.

Зручність роботи з універсальним частотоміром, здатним вимірювати частоту та тривалість часових інтервалів, багато в чому залежить від наявності у його складі вхідного підсилювача-формувача, а також від якості та можливостей цього підсилювача. Вимоги до цього вузла, що використовується в частотомірі та вимірювачі часових інтервалів, різні, а за окремими параметрами і зовсім суперечливі.

Найбільш зручні для обробки частотоміром прямокутні імпульси мають кінцеве значення тривалості фронту та спаду. Для вимірювача часових інтервалів внесення вхідним підсилювачем додаткової часової затримки неприпустимо. Навпаки, він повинен формувати якомога крутіший фронт і спад імпульсів на заданому рівні порога компарації. Ця вимога особливо важлива для сигналів з формою, відмінною від прямокутної. Для частотоміра більш придатний підсилювач-формувач з гістерезисом.

Реальні сигнали мають викиди і не виключені перешкоди. Застосування звичайних фільтрів є доцільним для низькочастотних частотомірів. Для високочастотних частотомірів та вимірювачів тимчасових інтервалів пропонується проста і практично відтворювана схема підсилювача-формувача, здатного виконувати наступні операції:

обробляти вхідні сигнали позитивної та негативної полярності напругою від 0,3 до 20 В;
плавно регулювати рівень порога компарації вхідного сигналу не більше 0,3. ..7,5 В;
надійно працювати при частоті вхідних імпульсів від 0 до 2,5 МГц, зберігаючи працездатність практично до значень частоти 5 МГц
вимірювати тривалість імпульсів більше 0,3 мкс (при доборі порога компарації перед зміною межі виміру цей поріг може бути знижений до 0,1 мкс).

Схема представлена рис. 1. Підсилювач складається з електронного перемикача-формувача, зібраного на логічних елементах мікросхеми D1, і двох паралельно включених та ідентичних по побудові каналів, кожен з яких є компаратором напруги на двоканальному операційному підсилювачі А1, А2. Верхній за схемою канал призначений обробки вхідних сигналів позитивної полярності, нижній - негативної полярності. Вхідний сигнал через обмежувальний резистор R1 і конденсатор С1 надходить на вхід 3 операційного підсилювача А1. У момент перевищення вхідною напругою порога компарації, що визначається напругою на вході 2 ОУ А1, напруга на виході ОУ 6 стрибкоподібно збільшується, а при зменшенні нижче порога компарації стрибкоподібно зменшується.

Вхідний підсилювач-формувач частотоміра. Принципова схема вхідного підсилювача
Рис. 1 Принципова схема вхідного підсилювача

Поріг компарації встановлюється змінним резистором R10. Нижня межа порога компарації визначається падінням напруги на діоді D3 і становить приблизно 0,3, а верхній - параметрами елементів дільника напруги R9R10D3 і дорівнює, відповідно, 7,5 В. Напруга на виході дільника R3R4 визначає поріг обмеження вхідного сигналу, при перевищенні якого відкривається діод D1. Надлишок напруги падає на резисторі R1, запобігаючи перевантаженню по входу. Так само працює другий канал пристрою, зібраний на ОУ А2. З виходів ОУ А1 та А2 імпульси через діоди D5 і D6, що виключають проходження сигналів негативної полярності, надходять на електронний комутатор-формувач. Цей вузол дозволяє проходження сигналів з каналу "позитивної" або "негативної" полярності відповідно до сигналу керування, що надходить з перемикача SA1. Перемикачем SA1 користувач вручну встановлює режим підсилювача (вибір каналу) відповідно до полярності сигналу, що вимірюється. Можна відмовитися від комутації каналів, з'єднавши катоди діодів D6 і D5 і забезпечивши автоматичний вибір полярності вхідного сигналу. Однак при роботі з двополярним сигналом, наприклад, синусоїдальним, частотомір покаже подвоєне значення частоти.

Підсилювач розроблений для частотоміра, зібраного на мікросхемах КМОП.

При використанні його в приладах з мікросхем ТТЛ на виході необхідно передбачити перетворювач рівня, зібраний, наприклад, на мікросхемі К561ПУ4.

Напруга живлення підсилювача можна збільшувати до ±15 В. При цьому покращується його частотна характеристика і розширюються межі величини допустимої вхідної напруги.

У пристрої можна використовувати будь-які малопотужні кремнієві діоди серій КД521, КД503,1 N3207 із зворотним напруженням не менше 30 В; малопотужні германієві діоди серій Д9, Д311, 1N3206, 1N3203. Операційні підсилювачі КР544УД2Б можуть бути замінені на К544УД2 без змін у монтажі плати. Допускається застосування ОУ типу К574УД1. При заміні мікросхеми К561ЛА7 на К561ЛЕ5 функція перемикача SA1 зміниться протилежну. Використання мікросхем К176ЛА7 або К176ЛЕ5 дещо погіршить частотні характеристики. При налаштуванні підсилювача необхідно виставити напругу в межах 7,3...7,5 на верхньому за схемою виведенні резисторів R10, R 12, R4, R6. При необхідності слід підібрати резистори R9, R3, R11, R5.

Автор: Володимир Єпінін, vepin@i1.ru; Публікація: radioradar.net

Дивіться інші статті розділу Вимірювальна техніка.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву

Холодильник для квантових чипів 23.03.2023

Китайські вчені створили високовакуумну коробку для зберігання квантових мікросхем. Пристрій називають квантовим чіп-холодильником, оскільки він допомагає підтримувати стабільне середовище для збереження квантових чіпів.

Холодильник із квантовим чіпом, розроблений Китайським науково-дослідним центром квантової обчислювальної техніки Аньхой, має три камери зберігання, до яких можна отримати доступ та керувати ними незалежно. Він оснащений інтелектуальною системою моніторингу, яка може вимірювати рівень вакууму в режимі реального часу і забезпечувати стабільне середовище високого вакууму, що допомагає зберігати чіп протягом тривалого періоду. Пристрій можна керувати автоматично, оскільки він оснащений спеціально розробленим інтерфейсом взаємодії людини з комп'ютером.

Цзя Чжилун, заступник директора Дослідницького центру квантової обчислювальної техніки, зазначив, що квантові чіпи є основними компонентами квантових комп'ютерів і, на відміну від традиційних чіпів, вони мають пройти більш складний процес виробництва.

Квантовий чіп чутливий до температури навколишнього середовища, чистоти, шуму, вібрації, електромагнітних хвиль і т.д. Надпровідний матеріал, що використовується в квантовому чіпі, може вступати в хімічну реакцію з молекулами кисню та води у повітрі та втрачати свою оптимальну якість.

Інші цікаві новини:

▪ Вуличний телевізор Samsung Terrace

▪ Монітор із вигнутим екраном Dell UltraSharp 40 Curved

▪ Довгограючий смартфон TCL-P618L

▪ Зневага сніданком небезпечна для серця

▪ Знайдені таблетки від лінощів

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ Розділ сайту Будівельнику, домашньому майстру. Добірка статей

▪ стаття Фізіологічні засади праці. Основи безпечної життєдіяльності

▪ статья Яке астрономічне відкриття ХХ століття було засекречено? Детальна відповідь

▪ стаття Реставрація жиклера. Особистий транспорт

▪ стаття Підсилювач на мікросхемі TDA7285, 2х0,05 ват. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Безтрансформаторний блок живлення у підсилювачі потужності. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages of this page

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт