Электрификация

Справочник домашнего мастера

Стрелочный частотомер своими руками

Лабораторный частотометр на микросхемах 555 серии, с намёком на стимпанк.


Частотометр – первейший, после вульгарного тестера, прибор в измерительной лаборатории радиолюбителя. Действительно, при конструировании и настройке аппаратуры, работа которой основана на явлении резонанса в колебательных контурах, жизненно важно иметь возможность измерения основных параметров этих самых контуров. Более того, частотометр, оснащенный несложными приставками, позволяет проводить измерения емкостей конденсаторов, индуктивностей катушек, что весьма полезно в радиолюбительской практике. Существуют конструкции приставок-преобразователей, позволяющих превратить частотометр в вольтметр-милливольтметр, термометр. Не сложно дополнить частотометр на микросхемах, режимом секундомера. Весьма точного.
В аэроплан залезь не глядя.
Начни роман со слов «Мой дядя».
Луди, паяй, чуди безбожно.
Но не гуляй, куда не можно.
Михаил Щербаков «Заклинание».
Что сказать, эта конструкция у меня зародилась давненько. Была изготовлена печатная плата основного модуля – авторский вариант из описания, плата индикации своя, для других индикаторов. Дорожки рисовал от руки самодельным рейсфедером из иглы от медицинского шприца. К несчастью, разводка довольно плотная, да еще и не до травил. Самую малость. Остались кое-где мельчайшие проводнички, как паутинки, практически невидимые невооруженным глазом. Словом, с самого начала не задалась конструкция. Платы были собраны, но разумеется, прибор не заработал, повозился с ним немного и бросил – было лето, строительный сезон, а это я для души по вечерам возился. Ну вот. Собранная плата, постепенно стала расползаться на запчасти, и пока не расползлась окончательно, решил ее, таки одолеть. Вдумчиво, шаг за шагом.
Итак. Что касается схемы. Схемы приборов подобного типа неоднократно описывались в радиолюбительской литературе. Каждая из них отличается нюансами – типом индикации и количеством разрядов, построением отдельных каскадов, входным формирователем. Принцип же, работы отдельных узлов практически одинаков. Описываемый прибор, в сущности – некая компиляция из трех подобных. Взглянем, что получилось.

Схема основного блока . Кроме изменений отраженных в схеме, уменьшено количество разрядов индикатора до пяти, и введены транзисторные ключи для управления более крупными индикаторами по схеме ниже.

Индикаторы применены КЛЦ 202А с общим анодом, ключевые транзисторы КТ503.
Схема входного формирователя взята из , там же самое подробное описание работы узлов и настройки такого типа частотометра.

Что использовалось.
Инструменты, приборы.
Набор инструментов для радиомонтажа, понятно паяльник с принадлежностями, мультиметр. Столярный инструмент для изготовления корпуса, пригодился ювелирный лобзик. Мелкий слесарный инструмент. Что нибудь для сверления отверстий, в том числе и мелких (~0,8мм) на печатных платах, лучше, если это будет специальная микродрель или станочек для таких целей, плюс сверла. Пользовался термоклеем. Строительный фен для работы с термотрубками. Паяльник мощностью около 60 ватт, для конструктивной пайки. Для подачи испытательного сигнала, удобно пользоваться ВЧ генератором. Кое-где пригодилась бормашина, небольшая газовая горелка.
Материалы.
Кроме радиоэлементов, использовались – кусочки фольгированного материала для печатных плат, термотрубки разные, монтажный провод, крепеж. Фанера для корпуса. Листовая оцинкованная сталь для передней панели, кусочек латуни для декоративной накладки. Соответствующие химикаты, доступ к компьютеру с принтером.

Плата, основного блока частотометра. Почти растащена на запчасти.

Задающий генератор на 155ЛА3. Примечателен кварцевый резонатор на 1МГц. Он чудовищного размера и помещен в металлический корпус от радиолампы 6П9. Поверх выдавленной маркировки «6П9», белой краской нанесено «кварц» «1000кГц», ну и звезды там всякие. Октальный цоколь, все дела. Цоколь, правда, оторван и висел на проводках-выводах, видимо, предыдущий хозяин тоже глазам своим не поверил и расковырял, чтоб заглянуть. Но емкость с кристаллом не разгерметизирована. Цоколь оторвал, на его место термоклеем влепил спиной микросхему. И за нежные выводы спокойнее и в смысле компоновки правильнее.

Самые плотные и подозрительные шлейфы дорожек, счистил бормашинкой в пользу навесного монтажа, оставил от них только контактные площадки для выводов элементов.

Начал восстанавливать плату.
Пространственный монтаж вместо плоского – «печатного», выглядит на удивление лаконично, что объясняется возможностью перехлестывания проводников.
Включение. Вдумчиво, последовательно блок за блоком, методично проверяя работу каждого.
Решено было все же попробовать задействовать все разряды.
Немного потыркал им – нет, все таки такая иллюминация не слишком удобна. Сложновато ориентироваться в показаниях индикатора. Привыкнуть можно, но вроде как незачем – важны только первые три цифры после запятой, остальные только мешаются и нужны только для исключения из схемы переключателя диапазонов измерений. Более того, такое количество довольно мощных индикаторов, электричество жрет, как свинья помои – +5 В, больше ампера. 7805 от этого не в восторге, сильно греется. Пришлось для нее задействовать внешний регулирующий транзистор .

Схема не содержит редких элементов, как например токоизмерительные резисторы и хорошо работает. Напряжение стабилизации VD3 – 6.8 В. Транзистор и диоды, желательно установить на один радиатор, вблизи друг от друга.
Вот так выглядит мое исполнение. Стрелочкой отмечены диоды VD1,2 – IN5822, для более плотного прилегания к радиатору, их цилиндрические корпуса опилены на наждаке до квадратного сечения. Не забывать под соприкасающиеся с радиатором поверхности, плюхнуть немного термопасты, для уменьшения теплового сопротивления.
Стабилизатор хорошо показал себя в работе, нагрев микросхемы существенно уменьшился.
По результатам испытаний, решено было уменьшить количество индикаторов до 5 и ввести переключатель двух диапазонов, как в . Это позволит при удобной индикации, не уменьшать диапазон измеряемых частот. Сильно уменьшится и потребляемый ток.
Здесь же на кусочке макетной платы, был собран и настроен входной формирователь. Максимальная частота которую удалось измерить около 15 МГц.
Частотометр был смонтирован в уже готовой коробке из фанеры толщиной 8мм. Передняя панель для скрытия следов всех промежуточных вариантов, была изготовлена из оцинкованной кровельной стали 0,5мм. Окна выпилены моим любимым инструментом. Для некоторого «оживляжа», над индикаторами впаян козырек-бленда, опять же, не будет мешать свет.
М-м, нет, все равно получилось довольно уныло, да и надписи фломастером – моветон. Был рассмотрен ряд вариантов, остановился на шильдиках из травленой латуни, как дальнейшее развитие – накладной декоративной панели с надписями.
Несколько вариантов панелей и самих надписей были вычерчены в Автокаде, заодно добавились декоративные элементы. Панель, для уточнения размеров, распечатывалась в масштабе 1:1, отверстия и окна вырезались скальпелем. Уточнялись их размеры и положение, корректировались в КАДе, снова распечатывались… Словом, методом последовательных итераций.
После, методом контактной печати, изображение переносилось на заготовку с фотолаком, вытравливалось, наносилась искусственная патина.
Снова мой любимый инструмент.
И вот готовая панель. Осталось покрыть ее прозрачным нитролаком для защиты от окисления и можно устанавливать.
Все установочные элементы на месте, окончательный монтаж. Частотометр смог измерять на мегагерц больше, что видимо, объясняется минимизацией длин проводов и некоторого упорядочивания монтажа.
Литература.
1. Универсальный частотометр. Иванов А. Радиоконструктор №4,5 2007г. 1.rar (скачиваний: 228)
2. ВКЛЮЧЕНИЕ МОЩНЫХ СЕМИЭЛЕМЕНТНЫХ СВЕТОДИОДНЫХ ИНДИКАТОРОВ. 2.rar (скачиваний: 157)
3. Частотомер на микросхемах К155. 3.rar (скачиваний: 265)
4. Применение микросхемных стабилизаторов. 4.rar (скачиваний: 154)
5. частотомер электронносчетный. 5.rar (скачиваний: 215) Доставка новых самоделок на почту

Получайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!

*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. .

Клуб защитников тишины

Самое элементарное устройство для глушения — микросхема, антенна и батарейка

Глушитель на микросхеме

Это самый элементарный глушитель который я собрал. Принципиальная схема:.

Такая CXEMA появилась давольно таки давно. И сразу же после того как я её спаял, мы с другом пошли её пробовать. Долго хохотали над продавщицами у которых внезапно в радиоприёмниках появлялся «странный» звук. Но мы тоже не лучше выглядели — запутавшимися обмотанными проводами, с батарейками в руках и т.д И для того чтобы не выглядеть также, я написал эту статью. То есть всё должно быть организованно и компактно на печатной плате.

Теперь впаиваем панельку, чтобы легче было менять микросхему.

Микросхема К155ЛА3, но чем больше серия тем лучше у них частотные характеристики. Я поставил К555ЛА3.

Осталось припаять провода питания и соединительный провод между 1,2 и 8 выводами микросхемы. К 6-му выводу обычно припаивают антену, но я не припаивал.

Дальность: если приснаровиться, то можно глушить на расстоянии до 7 метров(если питаться не от батарейки, а к примеру от китайского блокапитания).

Детали:

Микросхема: К555ЛА3
Комментарий © boomdown.org. Данная схема, несомненно работает, как уверяет автор, который даже приводит чертеж печатной платы. Однако ее мощность чрезвычайно мала, и глушить приемные средства она может только в зоне слабого или неуверенного приема, где напряженность поля передатчиков мала. В противном случае с задачей она не справится — состязаться с мощными TV/FM-передатчиками ей будет явно не под силу. В качестве микросхемы желательно использовать наиболее быстродействующую и в то же время многопотреблющую, например, нашу 531-ю. Если напряжение питания микросхемы повысить (не более 9 В), эффективность возрастет, но в этом случае к ней нужно прикрепить охлаждающий теплоотвод, однако в таком режиме существует опасность внезапного выхода микросхемыиз строя.

Вывод: использовать данную схему имеет смысл лишь при отсутствии возможности собрать более серьезное устройство.

Печатная плата. Lay-формат печатной платы — от программы Sprint-Layout. Плата имеет размер 12×22 мм и выглядит так:

RTC DS1307

Наверное нет такого радиолюбителя, который не использовал бы в своей практике эту микросхему.

Микросхема существует с 1971 года, когда компания Signetics Corporation выпустила микросхему SE555/NE555 под названием «Интегральный таймер»,

Сразу после поступления в продажу микросхема завоевала бешеную популярность и среди любителей и среди профессионалов. Появилась куча статей, описаний, схем, использующих сей девайс.
За прошедшие 39 лет практически каждый уважающий себя производитель полупроводников, считал свои долгом выпустить свою версию этой микросхемы.

Но при этом в функциональности и расположении выводов никаких различий нет. Все они полные аналоги оригинала Signetics Corporation. Новые виды схемных решений находятся и по сей день !?!?!

Меня эта микросхема по прежнему часто удивляет , как изменив в схеме подключение одного элемента, схема приобретает новую функциональность.

В статье простые схемы примеры практического применения данной микросхемы

Триггер Шмидта.

Это очень простая, но эффективная схема. Схема позволяет, подавая на вход аналоговый сигнал, получить чистый прямоугольный сигнал на выходе

— — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — —

Простой таймер.

  • Схема простого таймера NE555, видео обзор от пользователя jakson .

  • Практическое применение таймера в статье Простой таймер включения устройства в ~220V.

— — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — —

Схема таймера NE555, для получения более точных интервалов.

— — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — —

Простой ШИМ

  • Практическое применение в статье ШИМ для вентилятора

— — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — —

Сумеречный выключатель.

  • Практическое применение в статье Сумеречный выключатель освещения.

— — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — —

Управление устройством с помощью одной кнопки.

  • Вариант исполнения такой схемы находится в этом блоге.

— — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — —

Аналогичная схема управление одной кнопкой на микросхеме CD4013 (аналог 561TM2)

*

Прилагается схема в Proteus 7.7 SP2 и печатная плата

— — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — —

Датчик (индикатор) влажности.

— — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — —

Контроль уровня воды.

Два датчика уровня жидкости могут служить для контроля за количеством воды в баке . Один датчик сообщает о малом количестве воды в баке, а второй о том , что бак полный. При небольшой доработке схемы выходные сигналы схемы можно подключить к более серьёзным нагрузкам :).

— — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — —

ON/OFF сенсор.

— — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — —

Схема для включения светодиодной подсветки от автономного питания, на 10- 30секунд.

Один вариант из применения, встраивается во входную дверь в районе замочной скважины.

Подсветка включается посредством нажатия кнопки на дверной ручке – в результате не возникнет проблем с открытием замка при отсутствии естественного либо искусственного освещения.

— — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — —

Кодовый замок на таймере NE555.

Подобной разработки кодового замка на таймере NE555, в интернете я пока не встречал, поэтому эта разработка посвящается всем любителям этой чудесной микросхемы.
Схему на микросхеме NE555 в виде кодового замка на дверь или сейф, нетрудно реализовать на этом таймере.
Еще я знаю, что 555 нормально работает при отрицательных температурах,(если предстоит эксплуатация на улице) и более широкий диапазон напряжения питания до 16V. Надежность микросхемы не подлежит сомнению.
И так привожу в пример схему, цифровой код в которой будет состоять из 4 цифр (технически схему можно реализовать и на одной кнопке, но это будет слишком банально, я думаю что 4 цифры для начала самый раз, наращивать количество цифр в коде этой схемы можно до бесконечности ,(одинаковыми частями по блочно, обвел на схеме U2).
В приведенной схеме все 4 таймера работают по одной схеме, имеются небольшие отличия в таймерах U1, U4. Схема U2 и U3 повторяются один в один.
Каждый таймер в этой схеме может быть настроен на своё рабочее время, на это задействована время задающая цепочка R1, R2, C1.
А также секретность кода можно увеличить подключив доп. коммутирующие диоды.( в качестве примера привел включение одного диода D1, большее не рисовал, так как думаю, что тогда схема будет восприниматься очень сложно).
Главное отличие этой схемы на таймерах 555, от подобных схем, наличие настройки рабочего времени каждого таймера, при простоте этой схемы, вероятность подбора кода посторонним лицом будет очень невелик.

Работа схемы;
— Нажимаем кнопку ноль, запускается таймер U1, его рабочее время настроено на удержание логической единицы (вывод 3) в течении 30 сек, после этого можно нажать кнопку 1.
— Нажимаем кнопку 1 таймер U2, его рабочее время настроено на 2 сек., в течении этого времени надо нажать кнопку 2 (иначе U2 удержание логической единицы (вывод 3) сбрасывается и нажатие кн. 2 не будет иметь смысла)
— Нажимаем кнопку 2, таймер U3 настроен на удержание логической единицы (вывод 3) в течении 25 сек, после этого можно нажать кнопку 3, но ……….. смотрим на коммутирующий диод D1, из за него кнопку 3 нет смысла быстро нажимать, пока не закончится 30 секундное рабочее время таймера U1,
— После нажатия кнопки 3, таймер U4 выдает логическую единицу (U4 вывод 3)на исполнительное устройство.
Еще остается добавить что, в действующем устройстве цифровой код будет расположен не по порядку номеров, а хаотично,
и любое нажатие других кнопок будет сбрасывать таймеры в 0.
Ну в общем пока всё, все варианты использования тут не описать, вижу что не все, я здесь в описании затронул …… в общем если есть идея, ее техническая реализация всегда найдётся.
Все настройки, рабочего времени микросхем U1…….U4 являются тестовыми, и описаны здесь для примера. 🙂
(в охранных системах для непрошеных гостей самое трудное, это индивидуальные решения, доказано временем )
Прикладываю архив со схемой в протеус, в нем работу схемы можно оценить наглядно.
Скачать архив схемы в протеусе.

— — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — —

Назначение восьми ног микросхемы.

1. Земля.

Вывод, который подключается к минусу питания и к общему проводу схемы.
2. Запуск.
Вход компаратора №2. При подаче на этот вход импульса низкого уровня (не более 1/3 Vпит) таймер запускается и на выходе устанавливается напряжение высокого уровня на время, которое определяется внешним сопротивлением R (Ra+Rb, ) и конденсатором С — это так называемый режим моностабильного мультивибратора. Входной импульс может быть как прямоугольным, так и синусоидальным. Главное, чтобы по длительности он был короче, чем время заряда конденсатора С. Если же входной импульс по длительности все-таки превысит это время, то выход микросхемы будет оставаться в состоянии высокого уровня до тех пор, пока на входе не установится опять высокий уровень. Ток, потребляемый входом, не превышает 500нА.
3. Выход.
Выходное напряжение меняется вместе с напряжением питания и равно Vпит-1,7В (высокий уровень на выходе). При низком уровне выходное напряжение равно примерно 0,25в (при напряжении питания +5в). Переключение между состояниями низкий — высокий уровень происходит приблизительно за 100 нс.
4. Сброс.
При подаче на этот вывод напряжения низкого уровня (не более 0,7в) происходит сброс выхода в состояние низкого уровня не зависимо от того, в каком режиме находится таймер на данный момент и чем он занимается. Reset, знаете ли, он и есть reset. Входное напряжение не зависит от величины напряжения питания — это TTL-совместимый вход. Для предотвращения случайных сбросов этот вывод рекомендуется подключить к плюсу питания, пока в нем нет необходимости.
5. Контроль.
Этот вывод позволяет получить доступ к опорному напряжению компаратора №1, которое равно 2/3Vпит. Обычно, этот вывод не используется. Однако его использование может весьма существенно расширить возможности управления таймером. Все дело в том, что подачей напряжения на этот вывод можно управлять длительностью выходных импульсов таймера и таким образом, забить на RC времязадающую цепочку. Подаваемое напряжение на этот вход в режиме моностабильного мультивибратора может составлять от 45% до 90% напряжения питания. А в режиме мультивибратора от 1,7в до напряжения питания. При этом мы получаем ЧМ (FM) модулированный сигнал на выходе. Если же этот вывод таки не используется, то его рекомендуется подключить к общему проводу через конденсатор 0,01мкФ (10нФ) для уменьшения уровня помех и всяких других неприятностей.
6. Останов.
Этот вывод является одним из входов компаратора №1. Он используется как эдакий антипод вывода 2. То есть используется для остановки таймера и приведения выхода в состояние низкого уровня. При подаче импульса высокого уровня (не менее 2/3 напряжения питания), таймер останавливается, и выход сбрасывается в состояние низкого уровня. Так же как и на вывод 2, на этот вывод можно подавать как прямоугольные импульсы, так и синусоидальные.
7. Разряд.
Этот вывод подсоединен к коллектору транзистора Т6, эмиттер которого соединен с землей. Таким образом, при открытом транзисторе конденсатор С разряжается через переход коллектор-эмиттер и остается в разряженном состоянии пока не закроется транзистор. Транзистор открыт, когда на выходе микросхемы низкий уровень и закрыт, когда выход активен, то есть на нем высокий уровень. Этот вывод может также применяться как вспомогательный выход. Нагрузочная способность его примерно такая же, как и у обычного выхода таймера.

8. Плюс питания.

Напряжение питания таймера может находиться в пределах 4,5-16 вольт.

Программа параметров и расчета NE555.rar 1,3Mb.

Работа схемы таймера NE555 в протеусе.

Скачать архив проекта в протеус

Микросхема 555: описание и практическое применение

Микросхемы 555 применяются довольно часто в радиолюбительской практике – они практичны, многофункциональны и очень просты в использовании. На таких микросхемах можно реализовать любую конструкцию – как простейшие триггеры Шмитта с парочкой дополнительных элементов, так и многоступенчатые кодовые замки.

NE555 была разработана уже довольно давно, даже в советских журналах «Радио», «Моделист-конструктор», на аналогах этой микросхемы можно было встретить немало самоделок. На сегодняшний день эта микросхема активно применяется в конструкциях со светодиодами.

Описание микросхемы

Это разработка компании из США Signetics. Именно ее специалисты смогли реализовать на практике работы Камензинда Ганса. Это, можно сказать, отец интегральной микросхемы – в тяжелых условиях высокой конкуренции инженерам удалось сделать продукт, который вышел на мировой рынок и завоевал широкую популярность.

В те годы у микросхемы 555 серии не было в мире аналогов – очень высокая плотность монтажа элементов в устройстве и крайне низкая себестоимость. Именно благодаря этим параметрам она заслужила высокую популярность среди конструкторов.

Отечественные аналоги

После началось массовое копирование этого радиоэлемента – советский аналог микросхемы носил название КР1006ВИ1. Между прочим, она во всех отношениях является уникальной разработкой, даже несмотря на то, что у нее много аналогов. Только у отечественных микросхем вход остановки приоритетнее, чем вход запуска. Ни в одной из зарубежных конструкций нет такой особенности. Но эту особенность обязательно нужно учитывать при проектировании схем, в которых оба входа активно используются.

Где применяется?

Но нужно заметить, что приоритеты входов не очень сильно влияют на работоспособность микросхемы. Это только мелкий нюанс, который нужно учитывать в редких случаях. Для снижения потребляемой мощности в середине 70-х был налажен выпуск КМОП-элементов. В СССР микросхемы на полевиках носили название КР1441ВИ1.

Генераторы на микросхеме 555 очень часто используются в конструкциях радиолюбителей. Несложно реализовать на этой микросхеме и реле времени, причем задержку можно установить от нескольких миллисекунд до часов. Существуют и более сложные элементы, в основе которых находится 555 схема – они содержат в себе устройства по предотвращению дребезжания контактов, ШИМ-контроллеры, восстановления сигнала цифрового типа.

Преимущества и недостатки микросхемы

Внутри таймера имеется встроенный делитель напряжения – именно он позволяет задать строго фиксированный нижний и верхний порог, при котором происходит срабатывание компараторов. Именно отсюда можно сделать вывод о главном недостатке – пороговыми значениями невозможно управлять, а из конструкции исключить делитель тоже нельзя, существенно сужается область практического применения микросхемы 555. Схемы мультивибраторов и одновибраторов построить можно, но более сложные конструкции не получится.

При изготовлении таймеров на биполярных транзисторах выскакивает один большой недостаток – выходной каскад переходит в противоположное состояние. И при каждом переключении появляется сквозной паразитный ток, пиковое значение его может быть около 400 мА. При этом существенно увеличиваются потери на тепло.

Как избавиться от недостатков?

Но избавиться от такой проблемы можно, достаточно установить полярный конденсатор не более 0,1 мкФ между управляющим выводом и минусом питания.

А чтобы существенно повысить помехоустойчивость, в цепи питания устанавливается неполярный конденсатор емкостью 1 мкФ. При практическом применении микросхем 555 важно учитывать, влияют ли на их работу пассивные элементы — резисторы и конденсаторы. Но нужно заметить одну особенность – при использовании таймеров на КМОП-элементах эти все недостатки просто уходят, нет необходимости применять дополнительные конденсаторы.

Основные параметры микросхем

Если вы решите изготовить таймер на микросхеме 555, то нужно знать ее основные особенности. Всего в приборе имеется пять узлов, их можно разглядеть на диаграмме. По входу находится делитель напряжение резистивного типа. С его помощью происходит формирование двух опорных напряжений, необходимых для работы компараторов. Выходы компараторов соединяются с RS-триггером и внешним контактом для сброса. И только после этого на усилительное устройство, где увеличивается значение сигнала.

Питание микросхем

В окончании находится транзистор, у которого коллектор открыт – он выполняет ряд функций, зависит все от того, какая конкретно задача перед ним стоит. Рекомендуется на интегральные микросхемы NE, SA, NA подавать напряжение питания в диапазоне 4,5-16 В. Только для в случае применения микросхем 555 с аббревиатурой SE допускается увеличение до 18 В.

Максимальный ток потребления при напряжении 4,5 В может достигать 10-15 мА, минимальное значение – 2-5 мА. Существуют микросхемы КМОП, у которых ток потребления не превышает 1 мА. У отечественных ИМС типа КР1006ВИ1 ток потребления не превышает 100 мА. Подробное описание микросхемы 555 и ее отечественных аналогов можно найти в даташитах.

Эксплуатация микросхемы

Условия эксплуатации зависят напрямую от того, какая фирма производит микросхему. В качестве примера можно привести два аналога – NE555 и SE555. У первой диапазон температур, в котором она нормально будет работать, находится в интервале 0-70 градусов. У второй же он намного шире – от -55 до +125 градусов. Поэтому такие параметры всегда нужно учитывать при проектировании устройств. Желательно ознакомиться со всеми типовыми значениями напряжений и токов на выводах Reset, TRIG, THRES, CONT. Для этого можно воспользоваться даташитом к конкретной модели – в ней вы найдете исчерпывающую информацию.

От этого зависит и практическое применение схемы. Радиолюбителями микросхема 555 используется довольно часто – в системах управления даже существуют задающие генераторы для радиопередатчиков на этом элементе. Преимущество его перед любым транзисторным или ламповым вариантом – невероятно высокая стабильность частоты. И нет надобности подбирать элементы с высокой стабильностью, устанавливать дополнительные устройства для выравнивания напряжения. Достаточно установить простую микросхему и усилить сигнал, который будет вырабатываться на выходе.

Назначение выводов ИМС

На микросхемах 555 серии присутствует всего восемь выводов, тип корпуса PDIP8, SOIC, TSSOP. Но во всех случаях назначение выводов одинаковое. УГО элемента – это прямоугольник, подписанный «G1» в случае генератора одиночных импульсов и «GN» для мультивибратора. Назначение выводов:

  1. GND – общий, по порядку он первый (если считать от ключа-метки). На этот вывод подается минус от источника питания.
  2. TRIG – вход запуска. Именно на этот вывод подается низкоуровневый импульс и он поступает на второй компаратор. В результате происходит запуск ИМС и появляется на выходе сигнал с высоким уровнем. Причем длительность сигнала зависит от значений С и R.
  3. OUT – выход, на котором появляется сигнал высокого и низкого уровней. Переключение между ними занимает не более 0,1 мкс.
  4. RESET – сброс. Этот вход обладает наивысшим приоритетом, он управляет таймером, причем не зависит это от того, есть ли напряжение на остальных ножках микросхемы. Чтобы разрешить запуск, нужно наличие напряжения свыше 0,7В. В том случае, если импульс меньше 0,7В, то работа микросхемы 555 запрещается.
  5. CTRL – контрольный вход, который соединяется с делителем напряжения. И если нет никаких внешних факторов, которые могут повлиять на работу, выдается на этом выходе напряжение 2/3 от питающего. При подаче управляющего сигнала на этот вход на выходе образуется модулированный импульс. В случае с простыми схемами этот выход соединяется к конденсатору.
  6. THR – остановка. Это вход 1-го компаратора, в случае появления на нем напряжения 2/3 от питающего происходит остановка работы триггера и таймер переводится в пониженный уровень. Но обязательное условие – на ножке TRIG не должно быть сигнала запуска (так как у него приоритет).
  7. DIS – разряд. Он соединяется непосредственно с транзистором, расположенным внутри микросхемы 555. У него коллектор общий. В цепи эмиттер-коллектор устанавливается конденсатор, который необходим для того чтобы задать время.
  8. VCC – подключение к плюсу источника питания.

Режим одновибратора

Всего существует три работы режима микросхемы NE555, один из них – одновибратор. Чтобы осуществить формирование импульсов, приходится применять конденсатор полярного типа и резистор.

Работа схемы происходит таким образом:

  1. Ко входу таймера прикладывается напряжение – низкоуровневый импульс.
  2. Происходит переключение режима работы микросхемы.
  3. На выводе «3» появляется сигнал с высоким уровнем.

Рассчитать время, в течение которого проходит сигнал, можно по простой формуле:

t=1,1*R*C.

По прошествии этого времени на выходе произойдет формирование низкоуровневого сигнала. В режиме мультивибратора выводы «4» и «8» соединяются. При разработке схем на основе одновибратора нужно учитывать такие нюансы:

  1. Напряжение питания не может влиять на время импульса. При увеличении напряжения скорость зарядки конденсатора, который задает время, больше. Следовательно, увеличивается амплитуда сигнала на выходе.
  2. Если произвести подачу дополнительного импульса на вход (уже после основного), то он не повлияет на работоспособность таймера до окончания времени t.

Чтобы повлиять на функционирование генератора, можно воспользоваться одним из способов:

  1. На вывод RESET подать низкоуровневый сигнал. При этом таймер вернется в состояние по умолчанию.
  2. Если на вход «2» идет низкоуровневый сигнал, то на выходе всегда будет высокий импульс.

При помощи одиночных импульсов, подаваемых на вход, и изменения параметров времязадающих компонентов, можно на выходе получить прямоугольный сигнал нужной длительности.

Схема мультивибратора

Изготовить металлоискатель на микросхеме 555 сможет любой начинающий радиолюбитель, но для этого нужно изучить особенности работы этого прибора. Мультивибратор – это специальный генератор, который вырабатывает с определенной периодичностью прямоугольные импульсы. Причем строго задается амплитуда, длительность и частота – зависят значения от того, какая задача стоит перед устройством.

Для формирования повторяющихся сигналов применяются резисторы и конденсаторы. Длительность сигнала t1, паузы t2, частоту f, и период T можно найти по следующим формулам:

  • t1=ln2*(R1+R2)*C=0,693*(R1+R2)*C;
  • t2=0,693*C*(R1+2*R2);
  • T=0,693*C*(R1+2*R2);
  • f=1/(0,693*C*(R1+2*R2)).

Исходя из этих выражений, можно увидеть, что пауза по длительности не должна быть больше времени сигнала. Другими словами, скважность не будет никогда больше 2. От этого напрямую зависит практическое применение микросхемы 555. Схемы различных устройств и конструкций строятся по даташитам — инструкциям. В них даны все возможные рекомендации для сборки приборов. Скважность можно найти по формуле S=T/t1. Чтобы увеличить этот показатель, необходимо добавить в схему полупроводниковый диод. Его катод соединяется с шестой ножкой, а анод с седьмой.

Если посмотреть в даташит, то в нем указывается обратная величина скважности – ее можно посчитать по формуле D=1/S. Измеряется она в процентах. Работу схемы мультивибратора можно описать следующим образом:

  1. При подаче питания конденсатор полностью разряжен.
  2. Таймер переводится в высокоуровневое состояние.
  3. Конденсатор накапливает заряд и на нем напряжение достигает максимума – 2/3 от питающего.
  4. Происходит переключение микросхемы и на выходе появляется низкоуровневый сигнал.
  5. Конденсатор разряжается в течение t1 до уровня 1/3 от питающего напряжения.
  6. Микросхема 555 переключается снова и на выходе образуется опять высокоуровневый сигнал.

Такой режим работы называется автоколебательным. На выходе постоянно изменяется величина сигнала, микросхема-таймер 555 равные промежутки времени находится в различных режимах.

Прецизионный триггер Шмитта

В таймерах типа NE555 и аналогичных имеется встроенный компаратор с двумя порогами – нижним и верхним. Кроме того, в нем присутствует специальный RS-триггер. Именно это позволяет реализовать конструкцию прецизионного триггера Шмитта. Напряжение, поступающее на вход, делится при помощи компаратора на три равные части. И как только достигает уровень значения порога, происходит переключение режима работы микросхемы. Гистерезис при этом увеличивается, его величина достигает значения 1/3 от напряжения питания. Используется прецизионный триггер в конструкциях систем с автоматическим регулированием.

Выбор и обоснование структурной схемы

Частотомер состоит из:

стабилизатора;

источника питания;

усилителя;

микроконтроллера;

цифрового индикатора;

тактового генератора;

Рассмотрим принцип действия частотомера по структурной схеме.

Импульсный сигнал поступает на усилитель входного сигнала, с коллектора которого идет на вход микроконтроллера. Для отображения информации применен цифровой индикатор со встроенным контроллером. Питание поступает на все составные части с источника питания — батареи «Крона» GB1 через стабилизатор.

Анализ схемы электрической принципиальной

Рассмотрим принцип действия по электрической принципиальной схеме.

Основной элемент- микроконтроллер PIC12F629 (DD1), работающий по программе. Измерение частоты осуществляется посредством подсчета числа импульсов за фиксированный временной интервал. Используются два интервала — 0,1 с. и 1с. В первом случае для получения частоты число импульсов умножается на 10, во втором — значения числа импульсов и частоты совпадают. Микроконтроллер содержит два таймера- счетчика (TMR0 и TMR1), первый из которых используется для счета импульсов, а второй — для отсчета временных интервалов. Благодаря встроенному асинхронному восьмиразрядному предделителю максимальная измеряемая частота сверху ограничена только скоростью работы его триггеров и не зависит от тактовой частоты микроконтроллера.

Усилитель входного сигнала собран на транзисторе VT1, с коллектора которого импульсный сигнал поступает на вход T0CKI (вывод5), микроконтроллера DD1. Для отображения информации применен цифровой индикатор HT1610 (HG1) со встроенный контроллером. При работе в режиме ведомого вход НК индикатора HG1 соединяют с общим проводом, а данные передаются последовательно 4-битными посылками по линиям D1 и CLK. Ограниченное число линий ввода- вывода микроконтроллера DD1 не позволяет выделить две из них для реализации штатного режима передачи данных, поэтому данные и синхроимпульсы приходиться передавать с выхода GP0 микроконтроллера DD1 через резистивные делители. На вход CLK индикатора HG1 импульсы поступают через делитель R7R9, а на вход DI- через интегрирующий делитель R6R8C8. Для передачи низкого логического уровня (логического 0) на выходе GP0 микроконтроллера DD1 формируется импульс напряжения длительностью 5 мкс. При этом конденсатор С8 зарядиться не успевает, и по спаду импульса на входе DI в индикатор HG1 запишется логический 0. Для передачи логической 1 длительность импульса намного больше постоянной времени цепи R6R8C8, и конденсатор С8 успевает зарядиться до высокого логического уровня, поэтому будет записана логическая 1. Пауза между импульсами также должна быть более постоянной времени цепи R6R8C8, чтобы конденсатор С8 успел разрядиться.

РадиоКот >Конкурсы >Поздравь Кота по-человечески 2017! >

Теги статьи: Добавить тег

Частотомер «Фрегат»

mig958
Опубликовано 05.09.2017
Создано при помощи КотоРед.

Ты самый умный и умелый,
Один из лучших среди нас!
Я в день рожденья пожелаю —
Чтобы всё в жизни было просто — Класс!

Частотомер является одним из основных приборов радиолюбителя. Не даром этому популярному прибору посвящено столько статей. Схем радиолюбительских частотомеров, казалось бы, существует огромное множество, на любой вкус. Однако практически все они используют метод прямого счета, хотя есть достаточно простой, но значительно лучший метод обратного счета. Приятным исключением является частотомер FC-510. Есть еще один прибор использующий почти этот метод, это Простой калибратор частоты/ частотомер/ образцовые часы . Но ввиду малого диапазона измеряемой частоты и неудобного времени измерения, он как частотомер малопригоден. Я его кстати собрал и очень им доволен. И в FC-510 и в калибраторе применен метод обратного счета. Главным достоинством метода является то, что его относительная погрешность измерения не зависит от значения входной частоты. Вообще по методам измерения частоты у автора FC-510 есть прекрасный документ хотя он не закончен, но для начинающих радиолюбителей я лучшего изложения этого вопроса не встречал. У данного частотомера есть лишь единственный недостаток: он сложноват для начинающего, да даже и для радиолюбителя среднего уровня. К сожалению ничего подобного, но попроще, да и вообще больше ничего в сети я не нашел.
Попавшееся на глаза объявление о конкурсе и подвигло меня задаться вопросом: почему бы не сотворить что то подобное но попроще, а сроки конкурса не позволят растянуть этот процесс, как обычно в бесконечность. Так как обдумывал я эту тему уже очень давно, то над схемой я долго не раздумывал, как и над выбором микропроцессора. Структурная схема представлена на рисунке 1.

Рисунок 1. Схема структурная

Микропроцессор формирует сигнал управления входом D триггера (ворота), но сам подсчет импульсов начинается и заканчивается по приходу фронта измеряемого сигнала. Кстати, название Фрегат родилось от созвучия со словами free gate – свободные ворота, что как бы суть метода. Ну а далее подсчет входной и опорной частот и вычисление результата. Параметры схемы определяют возможности кварцевого генератора (VCTCXO), микропроцессора и удобства работы с прибором.

Основные характеристики частотомера:

  • Диапазон измеряемых частот: 1Гц – 100МГц ( 1ГГц с предделителем на 64) ;
  • Амплитуда измеряемого сигнала: 0.1 – 10в;
  • Опорная частота: 20МГц;
  • Время измерения: 5 сек;
  • Количество значащих цифр: 8;
  • Погрешность измерения * не более 10-7;
  • До 2МГц измерение методом обратного счета, свыше методом прямого счета;
  • Потребляемый ток: 50 (80 с подсветкой) ма;
  • Модульная конструкция с выносными формирователями сигнала.

* При погрешности опорной частоты менее 2*10-8.

Схема и работа:

В работе частотомере предельно прост — никаких органов управления нет.

Принципиальная схема измерительной части представлена на рисунке 2.

Рисунок 2. Схема принципиальная модуля измерения.

Входной сигнал с формирователя поступает на триггер Шмидта DD1. В принципе без него можно и обойтись, он лишь помогает избавиться от помех. Далее схема ворот: микропроцессор формирует точный интервал 5 сек., который приходит на вход D DD2.1 и первый фронт входной частоты переключает его, разрешая подсчет входных импульсов с помощью DD3.1 таймером TMR1, и подсчет опорной частоты с помощью DD3.2 таймером TMR0. Триггер DD2.2 делит входную частоту на 2 позволяя поднять измеряемую частоту до 100МГц (известно, что таймеры PICов работают до частот 50-60 МГц) . По окончанию 5 сек. первый фронт входной частоты переключит триггер и закончит подсчет. Микропроцессор отслеживает формирование ворот для возможности измерения от 1Гц (ожидание окончания периода может продлиться до 1,5сек.), а также исключения нештатных ситуаций. При правильном формировании ворот далее происходит подсчет импульсов с предделителей, для этого служат DD3.3 и DD3.4. Так как время измерения довольно велико оно показывается на шкале ожидания измерения. Далее вычисления и индикация. Имеется 5 битный измеритель уровня входного сигнала. Напряжение с выпрямителя входного формирователя примерно 1-1,5 в. подается на вход RA0. Резистор R5 регулирует чувствительность. Вход RA2 определяет наличие предделителя (0 предделитель включен).

Измеряемый диапазон частот разбит на 3 части (выносных модуля):

  • 1Гц – 1МГц:
  • 1кГц – 100МГц:
  • 70МГц – 1ГГц.

Основной модуль: 1кГц – 100МГц. Он собран по давно отлаженной схеме и подтвердил свои высокие характеристики: реальная полоса пропускания при увеличенных проходных конденсаторах в диапазоне 0,1-10в. от 100Гц до 150МГц. Схема на рисунке 3.

Рисунок 3. Схема принципиальная формирователя 1кГц – 100МГц.

Следующие модули я не макетировал, ввиду отсутствия микросхем у меня и в магазинах. Заказал их на Али Экспресс. Но так как они тоже разработаны не мной и применяются широко, думаю особых проблем не должно быть. Впрочем схемотехника выносных модулей, их разбивка по частотам и конструкция (внешний или внутренний) может быть самая разнообразная. При измерении сигналов ТТЛ уровней можно вообще обойтись без них.

Рисунок 4. Схема принципиальная формирователя 70МГц – 1ГГц.

Рисунок 5. Схема принципиальная формирователя 0Гц – 1МГц.

Схему блока питания не привожу (Трансформатор, 4 диода и электролит, можно добавить 7809 или 7812 или …).

Конструкция и детали:

Так как мне нравятся SMD компоненты (от остальных я уже давно избавился), то конструктив получился довольно компактный. Я прекрасно понимаю, что повторить один в один, маловероятно. Поэтому моя конструкция лишь один и примеров возможного решения. Ввиду незначительного энергопотребления (при отсутствии термостата), возможно изготовить его даже в виде пинцета с аккумуляторным питанием. Никаких особых требований к конструкции не предъявляется. Единственные рекомендации: ввиду высокой чувствительности к помехам, дорожки по которым проходит сигнал должны быть минимальной длинны и не использовать импульсные стабилизаторы и преобразователи для его питания.

Что касается деталей: Заменить PIC16F876A можно на 877,886,887 в любых корпусах: DIP, SOIC, TQFP. Основным элементом, даже более значимым чем процессор является кварцевый генератор, он в конечном счете и определяет погрешность измерения. К сожалению применить другую частоту, без ухудшения параметров точности, погрешности или времени измерения нельзя. Генератор может быть типа VCTXCO (термокомпенсированный с подстройкой напряжением) или TXCO (термокомпенсированный с механической подстройкой). Выходной сигнал генератора должен быть ТТЛ или КMOП. Если будет синус понадобится триггер Шмидта, так как сигнал идет не только на МК но и на логику. Возможно и применение самодельного термостатированного генератора с обычным кварцем, собранного на логике или на транзисторе (понадобится триггер Шмидта на выходе). При очень сильном желании можно применить кварцевый генератор на другую частоту (с некоторым ухудшением погрешности), например на 10МГц. При этом разумеется будет необходимо внести исправления в программу. Вместо 74AC74 и 74AC00 можно применить другие серии например F,ACT,VHC с соответствующим изменением максимальной частоты. Возможно применение и серий К1554, К1594, К1531. Вместо 74LVC1G14 возможно применить любые триггеры Шмидта соответствующих серий, опять таки смотрите на частоту. Трансформатор питания любой на 2-5 Вт. с выпрямленным напряжением 7 — 12в.

Настройка:

Настройку частоты кварцевого генератора можно выполнить двумя методами:

  • Измерением известной точной частоты и подстройкой генератора с помощью R4 добиться индикации такой же частоты на индикаторе.
  • Измерением частоты опорного генератора частотомером имеющим нужную погрешность, ну и соответствующая подстройка частоты опорного генератора до частоты ровно 20МГц.

Так как разработка проводилась в сжатое время, естественно не все вопросы тщательно продуманы, тем более это мой первый опыт программирования на C для PIC, буду благодарен за конструктивную критику, указанию на ошибки и неточности, другие недоработки, а также предложениям по совершенствованию прибора.

В заключении видео работы макета после окончания отладки программы. Ну и несколько фотографий готового устройства. Прошу прощения за качество.

Подвигло меня на разработку:

Интерполирующий частотомер FC-510

Частотомер «Тайфун»

Простой калибратор частоты/частотомер/образцовые часы

Частотомеры

Простой частотомер на 5МГц (ATtiny2313, DV-162)

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 …

2 584 1 Схема частотомера на 1Гц — 10МГц (CD4060, CD4017, CD4001, HCF4026BEY)

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 …

2 705 0 Цифровой индикатор частоты, частотомер 1Гц-10кГц (К176ИЕ12, К176ТМ2, К176ИЕ4)

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 …

4 1746 0 Схема частотомера на 1Гц-100КГц (CD4001, CD4026, CD4040)

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 …

2 3030 7 Схема широкополосного делителя частоты, приставка к мультиметру (5Гц-20МГц)

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 …

0 3832 0 Схема самодельного частотомера 0-100 кГц (4060, 4017, 4026)

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 …

2 3730 0 Схема простого самодельного НЧ частотомера (до 10 КГц)

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 …

0 3494 0 Простой самодельный цифровой частотомер до 10МГц (CD4060, 74C926, 74LS28)

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 …

0 4053 0 Схема частотомера на цифровых микросхемах (до 1МГц)

Частотомеры, построенные по «медленной» схеме популярны среди радиолюбителей потому, что их схема проще и не требует применения регистров или триггеров для запоминая данных предыдущего измерения. Но, недостаток таких частотомеров вих медленности. Многоразрядный частотомер без переключателя …

1 4397 0 Аналоговый частотомер на микросхемах

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 …

Приставка-частотомер к мультиметру

Измерительная техника

Главная Радиолюбителю Измерительная техника

Не все цифровые мультиметры могут измерять частоту, а те недорогие, в которых есть такая возможность, обычно имеют низкую чувствительность и ограниченный частотный диапазон.

Предлагаемое устройство представляет собой преобразователь частота-напряжение и, конечно, не заменяет цифровой многоразрядный частотомер, а дополняет его. Оно имеет лучшие параметры, чем опубликованные в . С его помощью можно измерять частоту сигнала произвольной формы в диапазоне 5 Гц…2,5 МГц. В интервале 5 Гц…5 кГц измерения можно проводить с дискретностью в 1 Гц, если это позволяет разрядность мультиметра (для мультиметров с дисплеем на 3,5 знака — 5 Гц…1999 Гц). Погрешность при измерении частот до 50 кГц не превышает 0,2%±1 ед. младшего разряда. На более высоких частотах погрешность немного увеличивается, но не более чем до 0,8%. Температурная нестабильность показаний в интервале комнатных температур — не более 0,04% на 1°С. Устройство потребляет ток не более 30 мА. Период измерения — 2…3 раза в секунду, что соответствует периоду измерения мультиметра. Предусмотрен индикатор перегрузки по частоте.

Измеряемый частотный диапазон разбит на 4 интервала. Для мультиметров с неполным четырехразрядным дисплеем (3999) это будут:

  • первый диапазон — 5…3999 Гц,
  • второй — 50…39990 Гц,
  • третий — 500…399900 Гц,
  • четвертый — 5 кГц…2,5 МГц.

При измерении частоты переключатель рода работ на мультиметре устанавливается в положение для измерения постоянных напряжений. Это позволяет использовать с приставкой любой мультиметр с входным сопротивлением не менее 1 МОм без необходимости перестройки приставки.

Рис.1. Принципиальная схема приставки-частотомера

Входной сигнал произвольной формы амплитудой 100 мВ…50 В через разделительно-защитную цепь (рис.1) поступает на затвор полевого транзистора VT2. Этот каскад обладает высоким входным сопротивлением и малой входной емкостью, поэтому практически не шунтирует сигнал амплитудой до 3 В в диапазоне звуковых частот. Усиленный входной сигнал со стока VT2 поступает на дифференциальный усилитель на транзисторах VT3, VT4. С коллектора VT4 снимается сигнал близкой к прямоугольной формы и поступает на триггер Шмитта DD1.1, DD1.2. Сигнал прямоугольной формы снимается с вывода 11 DD1.2 и подается для последующей обработки на микросхемы DD3…DD5, включенные как делители частоты на 10.

В зависимости от выбранного переключателем SA1 диапазона частот, на формирователь импульсов на DD1.3, DD1.4 подается сигнал с одного из счетчиков DD3…DD5 или с выхода инвертора DD1.2. Дифференцирующая цепь на C11-R16 задаёт постоянную длительность формируемых импульсов, скважность которых зависит от частоты исследуемого сигнала. Сформированные импульсы поступают на усилитель мощности на параллельно включенных инверторах DD2.2…DD2.4. С выхода усилителя стабильные по амплитуде и длительности импульсы поступают на термокомпенсированный генератор стабильного тока на VT5, VT6, R17, R18, VD9.

Когда напряжение на накопительном конденсаторе С9 превысит уровень 600 мВ (частота 6 кГц на выходе DD1.4), линейность преобразования частота-напряжение ухудшается. Чтобы не было ошибки, устройство оснащено индикатором перегрузки на транзисторе VT1, инверторе DD2.1 и мигающем светодиоде HL1.

Миниатюрная лампа накаливания EL1, включенная в разрядную цепь конденсатора С9, компенсирует небольшой отрицательный температурный дрейф напряжения на выходе приставки.

На микросхеме DA1 и светодиоде HL2 собран стабилизатор напряжения на 6…6,5 В, которое необходимо для обеспечения высокой точности работы приставки. ИМС КР142ЕН17А способна работать при малом падении напряжения между входом и выходом и как нельзя лучше подходит для устройств с батарейным питанием. При ее отсутствии стабилизатор можно собрать по схеме, приведенной на рис.2. Подробные сведения о микросхеме КР142ЕН17 можно почерпнуть в .

Рис.2. Стабилизатор напряжения на 6…6,5 В

На его место можно поставить конденсатор другого типа с малой утечкой (К52, К53). Остальные оксидные конденсаторы — К50-24, К50-35 или их импортные аналоги. Неполярные блокировочные конденсаторы — КМ-5, КМ-6, К10-176. Диоды VD1…VD8, VD10 — КД503, КД510, КД522, 1N4148. Мигающий светодиод HL1 — любого типа, предпочтительнее красного свечения. Светодиод HL2 должен быть серии АЛ307 с индексами А, Б, К или Л. Диод VD9 — обязательно германиевый, например, Д20, Д9.

Полевой транзистор VT2 можно заменить на любой из серии КП305. При отсутствии полевых транзисторов с изолированным затвором и n-каналом, допустимо применить транзисторы с p-n-переходом, например, КП307, КПЗОЗ. VT1, VT3, VT4 — КТ3102, КТ3130, SS9018, 2SD734; VT5, VT6 — любые из серий КТ3107, SS9015.

Микросхемы DD1, DD2 заменимы аналогичными серий 564, КР1561. С изменением схемы включения счетчики DD3…DD5 можно заменить на К561ИЕ14, КР1561ИЕ14. На месте DD4, DD5 можно использовать и К176ИЕ4, К176ИЕ2, также включив их как делители частоты на 10.

Приставка смонтирована на плате размерами 110×60 мм (фото на обложке) навесным или печатным монтажом. Транзисторы VT5, VT6 и диод VD9 размещаются вплотную друг к другу. На них надвигается небольшой бумажный цилиндр, который потом заливается парафином. Блокировочные конденсаторы С6, С7 устанавливаются вблизи микросхем DD1, DD2. На рис.1 показано минимально необходимое число блокировочных конденсаторов. Если приставка будет эксплуатироваться только в стационарных условиях, то напряжение питания микросхем желательно увеличить до 9В.

Подав на устройство напряжение питания, в отсутствие сигнала на входе измеряют напряжение на стоке VT2, которое должно быть около 2,4 В. При необходимости оно устанавливается подбором R7. Далее VT5 и R18 временно отсоединяются от выходов DD2.2…DD2.4 и подключаются к выводу «+» конденсатора С8. Подбором R18 устанавливается ток коллектора VT6 в пределах 1,5…2 мА. Восстановив прежнее соединение, на вход устройства с генератора подается синусоидальный сигнал частотой 1000 Гц и амплитудой 250 мВ. Контролируя осциллографом сигнал на коллекторе VT4, вращением движка R11 добиваемся меандра. Если это не удается, следует подобрать R8. Первый этап настройки закончен.

Далее, к выходу приставки подключается мультиметр, включенный на режим измерения постоянных напряжений (пределы -1999,9 мВ, 400 мВ или 200 мВ). К выходу генератора сигналов подключается эталонный частотомер. На генераторе устанавливается частота 3800 Гц или 1800 Гц амплитудой 1 В. Подбором R19 и подстройкой R15 добиваются показаний на дисплее 380,0 мВ (180,0 мВ). Затем частота генератора уменьшается в 10 раз. Если показания на цифровом частотомере и мультиметре разошлись более чем на ±2 ед. младшего разряда, то следует проверить VT5, VT6, VD10, С9. Практически же, никакого расхождения в показаниях быть не должно! Переключая SA1, убеждаемся в работе делителей частоты DD3…DD5.

Термокомпенсацию всего устройства можно произвести, подключая последовательно с R19 терморезистор или лампу накаливания. Если показания на мульметре уменьшаются с ростом окружающей температуры, то следует подключить терморезистор с положительным ТКС или малогабаритную лампу накаливания на 24…60 В. Если показания мультиметра увеличиваются с ростом температуры (естественно, при неизменной частоте входного сигнала), то подключается терморезистор с отрицательным ТКС. Если получилась перекомпенсация, то термодатчик надо зашунтировать обычным резистором.

Примерное сопротивление подключаемого термодатчика при температуре 25°С — 30…300 Ом. Термокомпенсацию можно выполнить и подругому, например, подключением параллельно с С11 керамического конденсатора на несколько десятков пико-фарад с требуемым ТКЕ.

При монтаже транзистора VT2 и микросхем следует соблюдать обычные меры предосторожности при работе с МОП-приборами. Выводы и корпус полевого транзистора перед снятием замыкающей трубочки временно обматываются мягкой проволочной перемычкой.

Если приставкой потребуется измерять более высокие частоты, то микросхемы необходимо заменить функциональными аналогами из серии КР1554, например, КР1554ИЕ6, переделать входной усилитель и снизить напряжение питания ИМС до 5,5 В. Соответственно, потребуется увеличить и число делителей. Когда от приставки потребуется более высокая чувствительность, можно добавить еще один каскад на полевом транзисторе или построить дифференциальный усилитель (VT3, VT4) по схеме токового зеркала.

При возникновении трудностей с приобретением подходящего малогабаритного переключателя, можно построить его функциональный аналог на микросхеме К561ТМ2, включенной как двухразрядный двоичный счетчик, и мультиплексоре К561КТЗ. Переключение диапазонов в этом случае производится одной кнопкой (TD-06XEX SMD). Следует учитывать, что после многократной перегрузки требуется несколько секунд для восстановления высокой точности счета (из-за локального разогрева кристаллов VT5, VT6).

Источники

А.БУТОВ, с.Курба, Ярославской обл.

Дата публикации: 05.09.2003

Мнения читателей
  • Вадим / 25.11.2016 — 11:35
    а что нет компактных схем или статьи взятые с журнала лучше? странно хотя в данный момент всё компактно на смд компонентах и думай как нарисовать печатку тема хорошая но старая и больше нечего сказать
  • TIM / 24.02.2010 — 01:41
    Здрувствуйте уважаемый! Мне понравилась Ваша приставка, думаю повторить. У Вас случаем не найдётся рисованной печатки? Зарание спасибо.

admin

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Наверх