|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ Цифрова шкала генератора ЗЧ. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Вимірювальна техніка Для встановлення частоти у вимірювальних генераторах синусоїдальних сигналів найчастіше використовують шкальні пристрої, механічно пов'язані з регулюючим елементом приладу. Їх недоліки відомі: це - складність виготовлення, необхідність градуювання за зразковим генератором або частотоміром і недостатня в ряді випадків точність установки частоти, що залежить не тільки від конструкції відлікового пристрою, а й від стабільності параметрів радіоелементів частот ланцюгів. Від перерахованих недоліків багато в чому вільні звані електричні шкали. У найпростішому випадку - це аналоговий частотомір, робота якого заснована на вимірі середньої напруги сформованої з сигналу, що генерується послідовності імпульсів з постійною тривалістю. Однак і така шкала забезпечує порівняно низьку точність установки частоти (у кращому випадку 1...3%), а для її калібрування також потрібний зразковий генератор. Застосування цифрових способів вимірювання частоти дозволяє позбавитися всіх недоліків, властивих як механічним, і електричним шкалам. Частоту в цьому випадку відраховують безпосередньо в цифровій формі та з високою точністю, яка визначається стабільністю так званого вимірювального часового інтервалу. Цифрова шкала спрощує компонування та виготовлення генератора, оскільки її можна зібрати у вигляді окремого функціонально закінченого електронного блоку та розмістити у будь-якому зручному місці приладу. Найбільш простий цифровий спосіб вимірювання частоти - метод прямого рахунку, який полягає у підрахунку числа періодів сигналу, що генерується за відомий проміжок часу - вимірювальний часовий інтервал. Для визначення частоти з точністю до 1 Гц він повинен дорівнювати 1 с. Якщо синусоїдального сигналу сформувати послідовність імпульсів, фронти яких збігаються з моментами переходу синусоїдальної напруги через нульовий рівень, і підраховувати їх число, то при тій же точності вимірювальний часовий інтервал можна зменшити вдвічі. Використання вузла подвоєння у цифровій шкалі скорочує тимчасову затримку між моментом зміни частоти регулюючим елементом та початком індикації результату вимірювання, що має велике значення при встановленні частоти з точністю до 1 Гц. Однак тимчасова затримка в 0,5 с при грубому налаштуванні генератора все ж таки велика. Тому спільно з цифровою шкалою, що забезпечує точну установку частоти, іноді використовують додаткову механічну шкалу для грубого налаштування. Можна вчинити і інакше: зменшити тимчасову затримку ще на порядок, тобто ввести в цифрову шкалу другий режим роботи ("Грубо"), в якому часовий інтервал вимірювання дорівнює 0,05 с, а точність вимірювання частоти - ±10 Гц. Однак просте зменшення вимірювального часового інтервалу в 10 разів призводить до того, що значення частоти, що індикується, на шкалі зрушується вправо на один десятковий розряд, утруднюючи зчитування інформації. Для усунення цього недоліку послідовність імпульсів подвоєної частоти синусоїдального сигналу в режимі "Грубо" слід подати на другий десятковий лічильник цифрової шкали. У цьому випадку кожен розряд числа, що визначає виміряну частоту, індикуватиметься завжди в тому самому місці. Пристрій забезпечує вимір частоти в інтервалі від 1 Гц до 1 МГц. Амплітуда вхідного сигналу - до 15 В. Точність вимірювання, час вимірювання та індикації частоти в залежності від режиму роботи дорівнюють ±10 Гц, 0,05 та 0,2 с (в режимі "Грубо") та 1 Гц, 0,5 і 2 з ("Точно"). Споживаний струм - не більше 50 мА. Пристрій складається з вхідного формувача, подвоювача частоти, датчика вимірювальних часових інтервалів, селектора та лічильника імпульсів та вузла комутації режимів роботи. Вхідний формувач на компараторі DA1 є тригером Шмітта. Ланцюг його позитивного зворотного зв'язку утворена резисторами R3 та R6. Сформована ним із синусоїдального сигналу послідовність імпульсів через інвертори DD1.1, DD1.2 приходить на подвоювач частоти, виконаний на елементах R5, С2 та DD3.1. Інвертори DD1.1 та DD1.2 забезпечують необхідну крутість фронтів та спадів імпульсів, від якої залежить чіткість роботи подвоювача частоти. З виходу елемента DD3.1 послідовність коротких позитивних імпульсів подвоєної частоти надходить однією з входів (висновок 9) селектора, функції якого виконує елемент DD1.3. Датчик вимірювальних часових інтервалів містить генератор, що задає, дільник частоти, вузол початкової установки і формувач імпульсів обнулення. Кварцовий генератор, що задає, зібраний на елементах DD2.1, DD2.2, виробляє імпульси з частотою проходження 100 кГц, які через інвертори DD2.3 і DD2.4 проходять на дільник частоти на мікросхемах DD4-DD9. До дільника входять шість лічильників, два з яких (DD6, DD8) ділять частоту на п'ять, а інші - на десять. Вузол початкової установки, виконаний на елементах VD2, R10, С4, DD1.4, встановлює вихідний стан лічильники дільника при включенні живлення пристрою. Вузол комутації режимів роботи зібраний на мікросхемі DD10, елементах DD11.1-DD11.3, транзисторі VT1 та перемикачі SB1. У режимі "Точно" імпульси з виходу лічильника DD5 через елементи DD11.1, DD11.3 надходять на вхід лічильника DD6, і в роботі пристрою бере участь весь дільник. При цьому на виході лічильника DD9 формується послідовність імпульсів тривалістю 0,5 с та частотою повторення 0,4 Гц. У режимі "Грубо" з дільника виключається лічильник DD5, а імпульси з виходу попереднього (DD4) через елементи DD11.2 та DD11.3 проходять на лічильник DD6, і на виході дільника формується послідовність імпульсів тривалістю 0,05 с та частотою 4 Гц .
Імпульси з виходу лічильника DD9 підводяться до другого входу (висновок 8) елемента DD1.3 і формувача імпульсів обнулення, зібраному на елементах DD3.3, DD3.4, DD11.4. На виході елемента DD3.4 з'являються короткі імпульси, які періодично перед початком кожного циклу вимірювання встановлюють в нульовий стан лічильник імпульсів на мікросхемах DD12-DD17. Транзисторний ключ VT2 гасить індикатори шкали під час вимірювання частоти. Імпульси з виходу селектора надходять на лічильник імпульсів через елемент DD3.2, який виключає зайве спрацьовування лічильника фронту імпульсу, що задає вимірювальний часовий інтервал. Лічильник імпульсів включає шість однотипних вузлів перерахунку. У режимі "Точно" всі вузли включені послідовно через елементи DD10.2, DD10.4 і імпульси подвоєної частоти з виходу селектора приходять на вхід вузла молодшого розряду (DD12, HG1). У режимі "Грубо" ці імпульси через елементи DD10.3, DD10.4 подаються на другий вузол перерахунку (DD13, HG2), а транзисторний ключ VT1 вимикає індикатор молодшого десяткового розряду шкали. Точка індикатора HG4 на цифровій шкалі розділяє розряди, що індикують частоту кілогерцах і герцах. Якщо вимірювати частоту з точністю до 1 Гц не потрібно, шкалу можна спростити, виключивши елементи SB1, DD5, DD10, DD11.1-DD11.3, DD12, HG1, VT1, R11 і з'єднавши вихід лічильника DD4 з виведенням 4 мікросхеми DD6, а вихід елемента DD3.2 - із входом З лічильника DD13. При зниженні верхньої робочої частоти з 1 МГц до 600 кГц можливе подальше спрощення пристрою та застосування мікросхеми К176ІЕ3 замість К176ІЕ4 у старшому розряді лічильника (DD17). У цьому випадку додатково виключають елементи DD1.1, DD1.2, DD2.3, DD2.4, вихід елемента DD2.2 з'єднують із входом З лічильника DD4, а виведення 7 мікросхеми DA1 - з виведенням 2 елемента DD3.1 та резистором R5 . У пристрої використаний кварцовий резонатор (ZQ1) із набору "Кварц-21". Замість нього можна застосувати кварцовий резонатор частоту 1 МГц, додавши в дільник частоти ще один лічильник К176ІЕ4 і включивши його між елементом DD2.4 і мікросхемою DD4. Замість зазначених на схемі пристрою можуть бути застосовані як знакові світлодіодні індикатори інших типів, так і катодолюмінесцентні. Схема підключення катодолюмінесцентного індикатора ІВ3 показано на рис.2. У цьому випадку резистор R12 основної схеми підключають не до загального дроту, а до емітера транзистора VT2. Крім того, для живлення індикаторів ІВ3 потрібно додаткове джерело напруги 0,7 Ст.
Схема підключення світлодіодних індикаторів АЛС324Б чи АЛС321Б представлена на рис.3. Як транзисторні ключі VT1-VT7 можна використовувати будь-які кремнієві транзистори з допустимою напругою колектор - емітер і база - емітер не менше 10 В і колекторним струмом не менше 10 мА (КТ312Б, КТ3102Б, КТ315 і КТ1 з будь-яким буквеним індексом. У цьому випадку транзистор VT251 пристрою має бути складним. Базу додаткового транзистора КТ2Б з'єднують з емітером транзистора VT807, колектор - з колектором, а емітер - з вузлами перерахунку (висновок 2). Крім того, знадобиться більш потужне джерело живлення, оскільки споживаний шкалою струм зросте до 4 мА.
На вхід цифрової шкали можна подавати сигнали амплітудою до 15 В, так як допустима вхідна напруга компаратора К521СА3 (DA1) не перевищує 30 В. Для вимірювання частоти сигналів більшого рівня шкалу потрібно доповнити вузлом захисту від навантаження або вхідним дільником, що знижує напругу на входах компаратора допустимого значення. При виготовленні пристрою між виводами живлення кожної мікросхеми конденсатор встановлюють ємністю 1000 пФ. Для зменшення впливу на генератор імпульсних перешкод цифрову частину шкали поміщають металевий екран, який з'єднують із загальним проводом генератора в одній точці. Якщо шкала призначена для роботи зі звуковим генератором, що формує сигнали з малими рівнем і коефіцієнтом гармонік, особливо ретельно екранують дроти, що з'єднують індикатори НG1-HG6 з лічильниками, так як вони можуть бути джерелами потужних імпульсних перешкод, особливо у разі застосування індикаторів АЛС324Б або АЛС321Б. Повністю усунути імпульсні перешкоди можна відключенням живлення шкали після встановлення частоти генератора, для чого потрібно передбачити окремий вимикач. Якщо передбачається використовувати цифрову шкалу генератора для вимірювання частоти сигналів інших джерел, доцільно на передній панелі встановити додаткове гніздо і перемикач, що з'єднує вхід пристрою або з виходом генератора, або з цим гніздом. При налагодженні спочатку перевіряють осцилографом наявність імпульсних послідовностей на виході датчика часових вимірювальних інтервалів. Потім на вхід пристрою подають синусоїдальний сигнал амплітудою близько 0,5 В. При цьому на виході подвоювача частоти (висновок 3 елемента DD3.1) повинні спостерігатися імпульси амплітудою не менше 8 В. Встановлюючи значення частоти в генераторі в робочому інтервалі, перевіряють правильність індикації при напрузі живлення 8,1 і 9,9 В. У разі розбіжності показань шкали та частоти генератора необхідно підібрати конденсатор С5, що впливає на дільник імпульсів обнулення. Автор: В.Власенко
Машина для проріджування квітів у садах
02.05.2024 Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону
02.05.2024 Пастка для комах
01.05.2024
▪ Перші гонки на молекулярних машинах ▪ Спортивний годинник Garmin Forerunner 620 та 220 ▪ Наноалмази для світлодіодів та напівпровідників ▪ Мікросхеми P5CT072 для паспортів на пластикових картках
▪ Розділ сайту Любителям подорожувати - поради туристу. Добірка статей ▪ стаття Борошна слова. Крилатий вислів ▪ стаття Іва. Легенди, вирощування, способи застосування ▪ стаття Теромоперетворювачі опору. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки ▪ стаття Зникнення у пляшці. Секрет фокусу
Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт
www.diagram.com.ua |
Дивіться інші статті розділу 
Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:
All languages of this page