Частотомер – цифровая шкала

Малогабаритный частотомер – цифровая шкала с ЖКИ дисплеем до 200 МГц

Частотомер - цифровая шкала

Читать все новости ➔

Краткие технические характеристики: Габариты 65х35х20 мм Напряжение питания 7-15 В Ток потребления 40 мА Входное напряжение 50мВ-5В Время измерения 0.5 сек Диапазоны измерения: 1 МГц – 200 МГц (точность 1 кГц) 1 МГц – 30 МГц (точность 100 Гц) 1 МГц – 4 МГц (точность 10 Гц) 2 Гц – 1 МГц (точность 2 Гц)

Частотомер имеет небольшие габариты 65х35х20 мм и легко помещается на ладони. Несмотря на это он работает в широком диапазоне частот от 0 до 200 МГц, а также может использоваться как цифровая шкала приемника.

В режиме цифровой шкалы устройство работает с приемниками имеющими ПЧ: 455кГц, 465кГц, 500кГц, 10695кГц, 10700кГц, 21000кГц, 24000кГц. Предусмотрен выбор +ПЧ или -ПЧ. Возможна индивидуальная прошивка под любыедругие ПЧ.

Основу прибора составляет программируемый микроконтроллер AT90S1200-12SI фирмы ATMEL.

Контроллер управляет ЖКИ дисплеем HT-1611 и в зависимости от установленных перемычек работает как частотомер или цифровая шкала. Для питания микросхем применяется стабилизатор напряжения 78L05, что обуславливает нижний предел питающего напряжения не ниже 7В.

Если необходимо уменьшить нижний предел питающего напряжения вплоть до 5В, следует заменить стабилизатор 78L05 на LM2931Z5. Для работы со входа 1 на частотах до 200 МГц используется высокочастотный делитель LB3500 фирмы SANYO, благодаря которому чувствительность в диапазоне 1…200 МГц не хуже 50 mV. При работе на низких частотах (вход 3) 0…

1 МГц используется внутренний компаратор микроконтроллера, что обеспечивает высокую чувствительность и уменьшает габариты платы. Все детали прибора умещаются на плате размером 65х35мм. Микроконтроллер устанавливается со стороны печатных дорожек. ЖКИ дисплей впаивается в плату со стороны деталей.

При этом высота прибора вместе с индикатором не превышает 20 мм. Описание режимов работы: Для работы со “Вх1” устанавливается перемычка Пр1. Для работы со “Вх2” устанавливается перемычка Пр2. Для выбора диапазона измерения используются контактные площадки (КП) 1 и 2, которые замыкаются на землю или оставляются свободными: 1 МГц…

200 МГц — КП1 и КП2 свободны; 1 МГц…30 МГц — КП1 замкнут, КП2 свободен; 1 МГц…4 МГц — КП1 свободен, КП2 замкнут; 0 Гц…1 МГц — КП1 и КП2 замкнуты.

Для выбора ПЧ при работе в режиме цифровой шкалы используются КП 3,4,5,6, которые замыкаются на землю или оставляются свободными в зависимости от выбора нужной ПЧ приемника.

Возможно, Вам это будет интересно:

Постоянная ссылка на это сообщение: http://meandr.org/archives/8278

Источник: http://meandr.org/archives/8278

Цифровая шкала-частотомер

В. Криннцкий RA9CJL

Описываемое устройство предназначено для работы в трансивере или радиоприемнике с первым плавным гетеродином и любым значением ПЧ, а также может применяться как частотомер для настройки радиоаппаратуры.

Цифровая шкала (см. рис.) выполнена на КМОП-микросхемах серий К176 и К164 за исключением первого счетчика К155ИЕ2.

Технические данные

Благодаря применению КМОП-микросхем и рациональной конструкции цифровая шкала, в отличие от других опубликованных конструкций, практически не создает помех, что позволило разместить ее в трансивере без экранировки, а также совсем не нагревается, в отличие от шкал, выполненных на микросхемах серии ТТЛ.

Устройство и работа блока. Цифровая шкала измеряет частоту первого гетеродина с началом такта счета, пока идет счет первых 10 импульсов микросхемой DD1, происходит занесение в счетчик значения промежуточной частоты. Использование дешифраторов К176ИД2 с памятью позволило исключить мерцание индикаторов во время работы.

Работу устройства удобно рассматривать с момента подачи напряжения питания, при этом цепочкой C7R11 на входах R микросхем DD3 — DD7 формируется положительный импульс, устанавливающий данные микросхемы в «О» — исходное состояние.

Принципиальная схема цифровой шкалы-частотомера

Импульсы с кварцевого генератора DD2.2, DD2.3, пройдя цепочку делителей DD3 — DD6, подаются на вход +/ формирователя интервалов времени DD7. По окончании девятого импульса на выходе переноса 10 DD7 появляется уровень Лог «О».

Лог «О» присутствует также и на выходе 16, при этом на выходе DD8.4 появляется уровень Лог «1», устанавливающий счетчики DD9 — DD14 по входам R в «О». По окончании десятого импульса на выходе DD8.

4 устанавливается уровень Лог «О», разре-

шающий работу счетчиков, а на выходе 16 DD7 уровень Лог «1», разрешающий счет импульсов измеряемой частоты. В это же время дифференцирующая цепь формирует на выходе DD2.

4 короткий импульс предустанова, который через мультиплексор на микросхемах DD2.1, DD8.1, DD8.

2 подается на шины предустанова «—fm» или «+/пч (в зависимости от положения переключателя диапазонов) и устанавливает код числа «А–».

Напряжение с генератора плавного диапазона трансивера поступает на формирователь импульсов, выполненный на транзисторе VT1, а затем на декадный делитель частоты DD1.

Так как паспортное значение максимальной частоты счета для КМОП микросхем серии К164ИЕ2 не превышает 2,5 МГц, то для увеличения частоты счета цифровой шкалы до 25 МГц в качестве DD1 применена ТТЛ микросхема К155ИЕ2.

На транзисторе VT3 выполнен каскад, согласующий по уровням выход микросхем ТТЛ со входом основного делителя частоты DD9 — DD14.

Если частота первого плавного гетеродина выше принимаемой частоты, то до поступления первого счетного импульса на микросхему DD9 в счетчик необходимо записать число: А= 100000,0 кГц— f on. ген. (кГц).

В этом случае при подаче сигнала с гетеродина происходит переполнение счетчика и на индикаторах будет отображена частота настройки.

Если частота гетеродина ниже принимаемой частоты, то необходимо записать число X=f ы с точностью 0,1 кГц.

Рассмотрим пример кодировки для трансивера «Урал-84» с промежуточной частотой 9100 кГц: fonген=9100 кГц, на диапазонах 1,8; 3,5; 7 МГц следовательно, Х= 100000,0 — 9100= = 90900,0, а на диапазонах 14, 21, 28 МГц fnj<<\p>

Источник: http://nauchebe.net/2015/06/cifrovaya-shkala-chastotomer/

PLJ-8LED: 8-значная цифровая шкала и частотомер

PLJ-8LED: 8-значная цифровая шкала и частотомер
Добавил(а) microsin   
Модуль PLJ-8LED-C это недорогая 8-значная цифровая шкала, предназначенная для отображения рабочей частоты трансивера и другого подобного оборудования. Он может быть также использован как удобный инструмент для измерения частоты.[Общее описание]Основные возможности модуля включают следующее:• Логическим ядром устройства служит микроконтроллер PIC16F648A компании Microchip.• Устройство может измерять частоты до 2.4 ГГц.• Опорным генератором, определяющим точность измерений, служит температурно-компенсированный управляемый напряжением кварцевый генератор (13.000 МГц VC-TCXO в корпусе 5032, со стабильностью частоты ±2.5 ppm).• Уникальный алгоритм управления точным временем измерения (без использования прерывания таймера).• Время измерения (от него зависит частота обновления дисплея) может быть 0.01, 0.1 и 1.0 секунд, что обеспечивает отображение частоты в реальном времени.• Один коннектор для подачи измеряемой частоты поддерживает три режима измерения (Low channel / High channel / Auto mode).• Можно настроить режимы учета промежуточных частот, чтобы добавлять их или вычитать из результата измерения частоты (режимы цифровой шкалы).• Восемь цифр семисегментного светодиодного (LED) яркого дисплея высотой 0.56 дюйма (1.42 см). Яркость свечения цифр настраивается 8 градациями, с завода по умолчанию установлена максимальная яркость.• Автоматическое гашение начальных нулей, выбираемый фильтр отображения недостоверной частоты, опциональная очистка последнего бита.• Элегантно разработанная схема предоставляет простое управление устройством с помощью двух кнопок.• Настройки сохраняются автоматически, и восстанавливаются при включении питания.• Напряжение питания 9V .. 15V (с защитой от переполюсовки), ток потребления максимум 160 мА (для красных цифр LED-дисплея, настройка яркости 8).• Размеры 125.5 x 25.5 x 21.5 мм, вес 46 грамм.Параметры измерений. Схема модуля содержит буферные входные каскады на двухзатворных полевых транзисторах, что сделано с целью повысить входное сопротивление. Есть 3 режима работы: Low channel (канал низкой частоты), High channel (канал высокой частоты, используется входной делитель на 64), Auto Channel (автоматический выбор канала в зависимости от частоты).Параметры Low channel (НЧ канал):Диапазон измеряемых частот 0.1 МГц .. 60 МГцТочность ± 100 Гц (время измерения 0.01 сек)              ± 10 Гц (время измерения 0.1 сек)              ± 1 Гц (время измерения 1 сек)Чувствительность 0.1 МГц .. 10 МГц лучше 60 mVpp                            10 МГц .. 60 МГц лучше 60 mVpp                            60 МГц .. 75 МГц не указано.Параметры High channel (ВЧ канал):Диапазон измеряемых частот 20 МГц .. 2.4 ГГцТочность ± 6400 Гц (время измерения 0.01 сек)              ± 640 Гц (время измерения 0.1 сек)              ± 64 Гц (время измерения 1 сек)Чувствительность 20 МГц .. 30 МГц лучше 100 mVpp                           30 МГц .. 60 МГц лучше 50 mVpp                           60 МГц .. 2.4 ГГц не указано.Auto Channel. В зависимости от частоты входного сигнала счетчик будет автоматически выбирать ВЧ или НЧ канал (порог переключения 60 МГц). Если входной сигнал больше 60 МГц, но сигнал недостаточно мощный, из-за чего автоматическое переключение канала срабатывает ненадежно, есть возможность вручную выбрать канал ВЧ.Настройка ПЧ (IF). Реализована двухступенчатая настройка значения промежуточной частоты, что необходимо для супергетеродинных систем приема с одинарным и двойным преобразованием ПЧ. Диапазон настройки ПЧ составляет 0 .. 99.9999 МГц, минимальный инкремент настройки 100 Гц. Можно конфигуровать смещение ПЧ в плюс или минус.Внешние интерфейсыDC IN (питание): HX2.54-2P socketRF IN (вход сигнала): HX2.54-2P socketICSP (интерфейс программирования): 2.54-6P Pin[Функционирование и использование]Примечание: эта диаграмма показывает компоненты канала ВЧ (High channel, Ch H) в правой части платы. Компоненты канала НЧ (Low channel) расположены на другой стороне печатной платы, под LED-дисплеем.
Читайте также:  Емкостной датчик

Подготовка к работе:

1. Перед подключением питания проверьте его полярность и уровень. Это должно быть постоянное напряжение DC 9V .. 15V, стабилизированное или по крайней мере не стабилизированное, но снабженное фильтрующим конденсатором 2000 мкФ после диодного моста.

2. Вход сигнала (2 вывода) может быть подключен напрямую к измеряемому источнику частоты или к антенне.

Настройка модуля. Структура меню управления модулем показана на диаграмме ниже. Красным цветом показаны символы на дисплее, синим цветом показан мигающий символ.

Управление временем измерения:

Системный сброс:

Выбор ПЧ. Может быть выбрана одна из двух промежуточных частот с помощью вывода 4 интерфейса программирования ICSP. Если вывод 4 подтянут к высокому логическому уровню или оставлен не подключенным (лог. 1), то используется ПЧ1. Если вывод 4 притянут к земле (низкий логический уровень, лог. 0), то выбирается ПЧ2.

Каждая из этих частот ПЧ может быть запрограммирована независимо на нужное значение и нужное смещение (добавление или вычитание из измеренной частоты). Настройка ПЧ1 программируется, когда на выводе 4 уровень лог. 1, и ПЧ2 программируется, когда на выводе 4 лог. 0.

На заводе по умолчанию запрограммирована конфигурация ПЧ1, когда вывод 4 оставлен не подключенным. Если ПЧ1 настроена на 0, то модуль работает как простой частотомер, и настройка смещения вверх/вниз игнорируется.

Вывод 3 (GND) и вывод 4 интерфейса программирования ICSP размещены рядом на коннекторе, поэтому на них удобно подключить либо стандартную перемычку, либо 2-выводный соединитель (2P DuPont connector), подключенный к замыкающему переключателю. На рисунке ниже эти выводы ICSP-интерфейса показаны красным кружком.

№ вывода Функция
1 VPP, напряжение программирования
2 5V
3 GND, земля, общий провод
4 PGD / IF select
5 PGC
6 AUX

Измерение частот. Анализируемый по частоте сигнал должен быть подключен ко входу RF IN. Это может быть сигнал выхода локального генератора трансивера или другая тестовая точка выдачи сигнала, желательно снабженная буфером. После подачи сигнала LED-дисплей будет показывать частоту в реальном времени.

Схема модуля разработана таким образом, что имеет вход с высоким сопротивлением, что помогает снизить нагрузку на источник сигнала, когда частота не очень высока.

Однако измеряемый сигнал должен иметь уровень не меньше 60 mVpp.

Например, сигнал гетеродина широко используемых смесителей NE602/NE612 слишком слаб, чтобы модуль мог стабильно показывать значение его частоты (в этом случае требуется буферный усилительный каскад).

Дополнительные замечания:

• В комплекте идут два кабеля XH2.54-2P 20 см. Обратите внимание, что цвета проводов обозначают правильную полярность (земля черный, плюс питания или вход красный). Перед подачей питания проверьте полярность подключения.

• Не размещайте модуль в горячем, влажном или пыльном месте. Монтаж модуля должен обеспечивать защиту от вибраций.• После завершения производства частота опорного генератора выставляется точно по рубидиевому эталону.

Настройка чувствительности модуля оптимизирована таким образом, что дальнейшая настройка не требуется.

• При нормальном использовании на модуль дается гарантия 6 месяцев. Гарантия не применяется, если модуль использовался неправильно, подвергался модификациям, или если он вышел из строя из-за ненормальных рабочих условий.

[Приобретение и поставка модуля PLJ-8LED]

Чтобы упростить использование и проверку модуля, компания Sanjian Studios может обеспечить небольшое количество частных покупателей.

Покупатели могут воспользоваться системой поиска Taobao (еще лучше AliExpress), чтобы найти “Sanjian Studio” или “PLJ-8LED”, или они могут напрямую связаться с компанией.

Модуль поставляется полностью собранным и протестированным, без корпуса и без источника питания, с двумя 2-проводными кабелями XH2.54-2P длиной 20 см для подключения питания и сигнала.

Антистатическая упаковка модуля имеет ярлычок с двумерным баркодом (QR-код). Этот код можно прочитать соответствующим приложением с помощью камеры смартфона Android, чтобы получить ссылку на сайт Sanjian Studios и техническую поддержку по продукту.

1. Дает ли модуль помехи, когда он установлен в трансивер?

Невозможно добиться нулевых помех из-за наличия в модуле цифровой шкалы микроконтроллера, кварцевого генератора и драйвера LED. Все эти узлы генерируют некоторый RF-шум, однако его уровень весьма мал.

При монтаже модуля в трансивер или приемник следует провести некоторые тесты качества приема. Если помехи от модуля наблюдаются, то попробуйте поменять положение модуля в корпусе, или установите экран.

2. Почему показания частоты нестабильны?

Сначала убедитесь в качестве (мощности, стабильности, и т. п.) входного сигнала, чтобы он удовлетворял минимальным требованиям модуля (см. выше технические параметры).

Входной кабель, по которому подается измеряемый сигнал, должен быть снабжен экраном, желательно применить такой же кабель и для питающего кабеля. Источник питания также должен быть достаточно качественный и надежный, проверьте, что под нагрузкой он не выдает шум или пульсации.

Имейте в виду, что не очень качественные импульсные источники питания часто дают дополнительные помехи.

3. Почему на дисплее отображаются какие-то значения, когда нет входного сигнала?

Проверьте отсутствие пульсаций и помех от источника питания, затем проверьте нет ли рядом с модулем генерации мощного сигнала. Модуль может вырезать неправильные сигналы с помощью фильтрации сигнала.

Фильтрация канала НЧ (CH L) удаляет недопустимые сигналы ниже 50 кГц и выше, и канал ВЧ (CH H) удаляет сигналы ниже 20 МГц. Это приводит к нормальному отображению нуля, когда нет входного сигнала.

4. Разрядность дисплея ограничена 8 цифрами, Как он может отображать сотни мегагерц и гигагерцы, когда выбрано время счета 0.1 сек и 1 сек?

Путем уменьшения времени счета или использования функции LSD можно получить подходящее отображение частоты.

Пример 1, измеряется частота сигнала 450.000000 МГц:

Когда функция LSD выключена (см. выше диаграмму меню настройки).

• В режиме времени счета 1S на дисплее будет отображаться 50.000.000
• В режиме времени счета 0.1S на дисплее будет отображаться 450.000.00

Когда функция LSD включена.

• В режиме времени счета 1S на дисплее будет отображаться 450.000.00
• В режиме времени счета 0.1S на дисплее будет отображаться 450.000.0

Пример 2, измеряется частота сигнала 2400.000000 МГц:

Когда функция LSD выключена.

• В режиме времени счета 1S на дисплее будет отображаться 00.000.000
• В режиме времени счета 0.1S на дисплее будет отображаться 400.000.00

Когда функция LSD включена.

• В режиме времени счета 1S на дисплее будет отображаться 400.000.00
• В режиме времени счета 0.1S на дисплее будет отображаться 2400.000.0

Полный набор производственной информации по PLJ-8LED-C был опубликован на форуме (файлы PCB Gerber). Также доступно и программное обеспечение (прошивка firmware микроконтроллера в виде HEX-файла), которое можно записать с помощью программатора наподобие PICit. Если Ваш программатор не распознает настойки, можно выбрать тип кварца и остальные опции должны быть выключены.

Читайте также:  Подключаем ps/2 клавиатуру к pic

Информация на сайте становится доступной после регистрации. Опубликованная прошивка имеет ограничения, что подробно описано на форуме. Когда модуль включается 25-й раз, на дисплее будут отображаться символы “——–“. Чтобы убрать это ограничение о продолжить использовать модуль, выполните системный сброс. Для этого нужно удерживать кнопку SET при включении питания.

Других аппаратных или программных ограничений нет.

По следующим ссылкам можно найти данные предыдущих релизов модуля (к сожалению, на китайском языке):

2008-11-03:http://www.hellocq.net/forum/read.php?tid=1895832008-11-04:http://www.hellocq.net/forum/read.php?tid=1896962008-11-05:http://www.hellocq.net/forum/read.php?tid=1897182009-03-30:http://www.hellocq.net/forum/read.php?tid=2008682011-04-27:http://www.hellocq.net/forum/read.php?tid=2644172011-12-14:http://www.hellocq.net/forum/read.php?tid=282626

2013-03-22:http://www.hellocq.net/forum/read.php?tid=312288

1. Точность измерений была проверена F6CQK по квацевому генератору EPOC, откалиброванному по рубидиевому эталону частоты. Ошибка была -10 Гц. Это можно просто подкорректировать регулировкой, которая находится рядом с TCXO. Измерения в течение 24 часов показали стабильность лучше 1 Гц.

2. Чувствительность модуля, измеренная F6KEH, показана ниже:

Чувствительность входа в зависимости от частоты для канала НЧ (Low Channel, Ch L).

Чувствительность входа в зависимости от частоты для канала ВЧ (High Channel, Ch H).

3. Схема и модификации. Как уже упоминалось, канал UHF может измерять частоты до примерно 450 МГц. Частота может быть поделена специальной микросхемой MB506 на 64, чтобы можно было измерять частоты до 2.4 ГГц.

Чувствительность на высоких частотах может резко упасть, несмотря на наличие делителя. Проблема возможно присутствует из-за автоматического переключения каналов. К сожалению, инструкции по исправлению проблемы приведены на китайском языке.

Ниже приведена схема входной части модуля.

Видно, что входы обоих каналов соединены параллельно (цепь FH на схеме). Каждый канал в качестве предварительного усилителя использует двухзатворный транзистор MOSFET, за которым идет либо буферный каскад (канал CH L) или делитель с буфером (канал CH H).

Транзисторы буферов Q2 и Q3 нужны для получения для сигналов уровней TTL. Это несколько колхозное решение, при котором емкость входа НЧ канала слишком сильно нагружает ВЧ канал, в результате чего чувствительность модуля на высоких частотах резко снижается.

Идеальным решением было бы изолировать эти два входа друг от друга, чтобы оба канала работали независимо.

Примечание: ВЧ-канал (включая предделитель MB506) находится на видимой стороне печатной платы, где находится драйвер LED-дисплея TM1639. НЧ-канал находится на обратной стороне, под LED-дисплеем, в левой его части, если смотреть на переднюю сторону модуля, и его вход подключен к входному коннектору через переходное отверстие печатной платы.

4. Надежность переключения каналов. Как уже упоминалось в этом руководстве, автоматическое переключение каналов срабатывает не всегда достаточно надежно для низких частот, превышающих 30 МГц.

В этом случае лучше всего вручную выбрать диапазон измерения. Для частот выше 100 МГц цифра сотен иногда может не отображаться.

В этом случае нажмите кнопку Δ, чтобы выбрать подходящее время счета, пока не отобразится цифра сотен.

[Словарик]

dBm (иногда то же самое обозначают как dBmW, или децибел-милливатты) аббревиатура для соотношения мощности в децибелах (dB), выраженной относительно 1 милливатта (mW) [2].

HF High Frequency, высокая частота.

IF Intermediate Frequency, промежуточная частота. Термин относится к супергетеродинным приемникам.

ICSP интерфейс внутрисхемного программирования микроконтроллеров PIC.

LED Light Emitting Diode, здесь подразумевается светодиодный 7-сегментный дисплей.

LSD Least Sig Digit, имеется в виду функция отображения младших разрядов частоты, когда старшие разряды не помещаются на дисплее.

mVpp милливольт от пика до пика, размах (амплитуда) переменного напряжения.

RF Radio Frequency, радиочастота. Общий термин, обозначающий IF, HF и UHF.

UHF Ultra High Frequency, высокая частота. Здесь под этим подразумеваются частоты, которые измеряются ВЧ-каналом модуля.

VC-TCXO Voltage Controlled Temperature Compensated Crystal Oscillator, управляемый напряжением кварцевый генератор, уход частоты которого корректируется при изменении температуры.

[Ссылки]

1. PLJ-8LED site:aliexpress.com.
2. Преобразование мощности в другую форму по заданному сопротивлению нагрузки и типу сигнала.

Источник: http://microsin.net/adminstuff/hardware/8-digit-led-frequency-counter-module-plj-8led.html

Частотомер – цифровая шкала на LED (PIC16F84/PIC16CE625, asm)

Описание опубликовано в журнале «Радио» № 1 за 2002 г., стр. 60…62, Частотомер – цифровая шкала на PIC16CE625, позднее было опубликовано дополнение к статье, в котором описана методика калибровки прибора – «Радио» № 11 за 2002г., стр. 65 Методика расчета констант для частотомера на PIC16CE625.

Предлагаемая конструкция предназначена для использования в качестве частотомера или цифровой шкалы в связной и радиоприемной аппаратуре всех типов. Несмотря на очень простую схему, прибор имеет довольно высокие параметры.

Диапазон рабочих частот от 10 Гц до 40 мГц, чувствительность 100…200 мВ, время измерения – 0,1; 1 или 10 сек. Возможно подключение внешнего с коэффициентом деления от 2 до 255.

При этом верхний предел измеряемых частот будет определяться быстродействием микросхемы СВЧ делителя и может достигать 4 ГГц.

При использовании этого самодельного частотомера в качестве цифровой шкалы в его энергонезависимую память можно записать до 13 значений промежуточных частот в диапазоне от 0 до 100 мГц.

Их значение и знак, а также коэффициент деления внешнего СВЧ делителя хранятся в энергонезависимой памяти PIC и могут изменяться пользователем.

В частотомере предусмотрена возможность программной калибровки, что позволяет использовать любые кварцевые резонаторы в диапазоне 3,9…4,1 мГц.

Значения всех промежуточных частот, коэффициент деления используемого внешнего делителя, а также калибровочные константы могут изменяться пользователем без применения каких-либо дополнительных устройств. Принцип действия частотомера – классический: измерение количества импульсов входного сигнала за определенный интервал времени.

Принципиальная схема цифровой шкалы – частотомера показана на рисунке. Импульсы измеряемой частоты подаются на входной формирователь, выполненный на VT1 и DD1. Диоды VD1 и VD2 ограничивают амплитуду входного сигнала на уровне 0,7 в.

Нижняя граница измеряемых частот определяется емкостью C4 и C5, при указанном на схеме значении она равна 10 Гц. С выхода DD1 сформированные импульсы поступают на PIC контроллер PIC16F84.

Достаточно высокая нагрузочная способность его выходов позволила непосредственно подключить к нему катоды индикаторов.

Аноды подключены через составные эмиттерные повторители на VT2…VT17 к выходам счетчика DD3 типа К561ИЕ8, который осуществляет сканирование разрядов.

Такая схема позволяет питать индикатор не стабилизированным напряжением, что существенно облегчает тепловой режим стабилизатора DA1 и практически устраняет влияние бросков тока при коммутации разрядов индикатора на работу входного формирователя.

Входное сопротивление формирователя довольно низкое, поэтому для расширения возможностей прибора и устранения влияния емкости кабеля к нему подключается выносной пробник.

Благодаря применению полевого транзистора, входное сопротивление пробника около 500 ком, выходное – 50 … 100 ом. Коэффициент усиления – около 2, а полоса пропускания – до 100…150мГц.

Схема входного формирователя приведена в подробном описании (ссылка ниже).

Без каких-либо изменений схемы в приборе можно использовать однократно программируемый PIC16CE625. Программа для этого контроллера, разумеется, будет другая. В варианте программы для PIC16CE625 возможно сохранение в энергонезависимой памяти до 15 значений промежуточных частот.

Выносной пробник должен быть смонтирован в металлической коробочке. Сам частотомер, как и любое устройство на микроконтроллере также желательно экранировать, особенно если прибор будет использоваться в качестве цифровой шкалы совместно с радиоприемником.

В качестве блока питания можно использовать любой нестабилизированный источник напряжением 7,5…14 в и током до 150 ма. Достаточно понижающего трансформатора и выпрямительного моста, роль сглаживающего фильтра выполняет C12.

Бестрансформаторный импульсный блок питания применять не рекомендуется.

Прибор получился очень простой, и в то же время удобный в работе. Его повторили многие радиолюбители, дополнив описание своими вариантами печатной платы в различных форматах и схемой подключения LED с общим катодом. Я, в свою очередь, делюсь этой информацией с Вами. Дополнения пользователей выложены на этой страничке в архиве в том виде, в каком я их получил – “как есть”.

Подробное описание (235 Кб). Загрузок: 405
Схема и рисунки платы в Orcad 9.1 (45 Кб). Загрузок: 389
Прошивки и исходные тексты программ на ассемблере для PIC16F84 и PIC16CE625 (28 Кб). Загрузок: 396
Программа для расчета калибровочных констант (11 Кб). Загрузок: 320
Дополнения пользователей (162 Кб). Загрузок: 382

Читайте также:  Электронная нагрузка

Источник: http://eldigi.ru/articles/chastotomer_cifrovaya_shkala_na_led

Универсальная цифровая шкала-частотомер

Частотомер построен на базе современного быстродействующего микроконтроллера фирмы ATMEL c RISC архитектурой. Отличительной особенностью частотомера является автоматически изменяемое время счета.

При быстрой перестройке частоты время счета составляет 0,1 с (прибор отображает информацию с частотой 1 раз в 0,1 с с точностью 10 Гц), а при фиксации измеряемой частоты – 1 с (прибор отображает информацию с частотой 1 раз в 1 с с точностью 1 Гц).

Подобный алгоритм работы повышает наглядность и удобство снятия показаний при настройке радиосистем различного класса сложности.

Устройство можно использовать как цифровую шкалу для гетеродинных структур (радиостанция, радиоприемник и т.д.). Для этого в частотомере предусмотрена возможность суммирования/вычитания с показаниями прибора изменяемой числовой константы. Константа и ее знак вводится при помощи клавиш управления и сохраняется в энергонезависимой памяти микроконтроллера.

Технические характеристики табл.1.

Напряжение питания, В 9…25
Ток потребления, мА 100
Время счета: точность 10 Гц 0,1 с
Время счета: точность 1 Гц 1 с
Максимальная измеряемая частота, Гц(без внешнего делителя) 1 500 000
Входная чувствительность, В 0,2
Максимальное значение константысуммирования/вычитания с показаниями 9 999 999
Размеры печатной платы, мм 84х42

Правый вывод резистора R2 должен быть подключен к 7-му выводу DD2.

Устройство выполнено на основе микроконтроллера AT90S2313 фирмы ATMEL (DD1) с прошитым программным обеспечением обработки сигналов управления и индикации, 8-ми разрядного сдвигового регистра 74HC164 (аналог ИР8) (DD2), выполняющего роль расширителя портов микроконтроллера, входного компаратора, выполненного на ИМС LM311 (DA2) и цепи питания микросхем/индикатора (C1, C3, C12, C13, VD1, DA1). Диодный мост VD1 защищает схему от возможной переполюсовки проводов при подключении источника питания и в тоже время может работать как выпрямитель при запитке устройства напрямую от силового трансформатора.

Подстроечным конденсатором С10 осуществляется точная настройка частотомера по эталонному генератору.

Напряжение питания подключается к разъему XP1.

Разъем XP3 дублирует XP2.

Разъем XP4 зарезервирован для работы с ПО следующих версий и дублирует кнопки TA1 и TA2.

Разъем XP5 предназначен для подключения светодиодного индикатора AЛС-318А.

На плате предусмотрено место под установку 6-ти контактного разъема программирования контроллера через SPI интерфейс.

При включении устройства на экране высвечивается номер ПО, а именно -A8051.3- Далее устройство переходит в режим измерения частоты.

При быстрой перестройке измеряемой частоты показания прибора для наглядности и удобства снятия обновляются с частотой 1 раз в 0,1 с, обеспечивая при этом точность 10 Гц. При фиксации измеряемой частоты устройство автоматически переходит в режим измерения с частотой обновления показаний 1 раз в секунду с точностью 1 Гц.

В программе предусмотрена установка числовой константы, которая будет вычитаться или суммироваться с текущими показаниями прибора. При нажатии на кнопку ТА2 на индикаторе высвечивается текущее значение константы.

При нажатии на кнопку ТА1 происходит переход устройства в режим установки значения константы. При повторном нажатии на ТА1 осуществляется выбор текущего устанавливаемого разряда в константе (подсвечивается точкой), а кнопкой ТА2 выбор значения разряда константы в диапазоне 0…9.

В последнем разряде устанавливается режим суммирования(в разряде нет индикации)/вычитания (знак “-”) константы с показаниями. Выход из режима установки происходит при нажатии на ТА2 после установки режима суммирования/вычитания.

Значение константы сохраняется в энергонезависимой памяти микроконтроллера и остается неизменным при отключении источника питания.

Для индикации реального значения частоты необходимо установить значение константы, равное 0.

Внимание! При первом включении устройства необходимо сразу выставить значение константы, в противном случае прибор функционировать не будет.

Печатная плата цифровой шкалы-частотомера

(вид со стороны печатных проводников)

Разъёмы XP3, XP4 и ISP можно не устанавливать. Если блок питания стабилизированный, диодный мост можно исключить. Но при этом необходимо вместо него поставить две перемычки, между выводов 1-4 и 2-3. Тогда в XP1 центр это плюс питания.

Перечень элементов и их номиналы

Позиция Наименование Кол.
C1, C4, C12, C13 0,1 мкФ 4
C2 10 мкФ/16…50 B 1
C3 1000 мкФ/25 В 1
C5 1000 пФ 1
C6 10 пФ 1
C7 47 мкФ/16…50 В 1
C8 1000 мкФ/16 В 1
C9 30 пФ 1
C10 4,8…20 пФ 1
C11 68 пФ 1
DA1 7805 1
DA2 LM311 1
DD1 AT90S2313 1
DD2 74HC164 1
HG1 АЛС318А 1
R1, R3 100 Ом 2
R2, R8-R10 4,7 кОм 4
R4, R5, R7 10 кОм 3
R6 1 МОм 1
R11-R18 330 Ом 8
SA1 Переключатель движковый, угловой 1
SВ1, SB2 Микрокнопка угловая 2
VD1 BD107 1
VD2 1N4148 1
XP1 Разъем питания диаметром 1
XP1 Разъем интерфейсный, 5-ти контактный 1
ZQ1 Кварцевый резонатор 4 МГц 1
Штыревой разъем 3-х контактный, 2-х рядный 1
Штыревой разъем 3-х контактный 1
Штыревой разъем 4-х контактный 1
Штыревой разъем Угловой, 16-ти контактный 1
Колодка DIP-8 1
Колодка DIP-14 1
Колодка DIP-20 1
Корпус BOX M-32 1

Источник: http://diod.ucoz.ru/publ/izmerenie/radioljubitelskie/universalnaja_cifrovaja_shkala_chastotomer/16-1-0-121

Частотомер – цифровая шкала

Устройство выполняет следующие функции:

– частотомера с выводом измеренного значения частоты в герцах (до 8 разрядов);

– цифровой шкалы с АПЧ генератора плавного диапазона (ГПД) для радиолюбительского трансивера;

– электронных часов.

Основу устройства составляет программируемый контроллер PIC16F84 фирмы MICROCHIP. Большое быстродействие и широкие функциональные возможности этого контроллера позволяют подавать сигнал частотой до 50 МГц прямо на его счетный вход, т.е. можно обойтись без предварительного делителя, обычно применяемого в устройствах подобного типа.

Основные параметры Диапазон измеряемых частот, МГц 0…50 Диапазон программируемых значений ПЧ, МГц 0…16 Минимальный уровень входного сигнала, мВ 200 Время измерения частоты, с 1 Погрешность измерения, Гц ±1 Напряжение питания, В 5±0,5 Ток потребления устройства, мА, не более 30

Наличие электрически перепрограммируемой памяти данных внутри PIC16F84 позволило без специального оборудования перепрограммировать значение промежуточной частоты (ПЧ). Это дает возможность оперативно встраивать цифровую шкалу в трансивер с любым (О… 16 МГц) значением промежуточной частоты.

В качестве устройства индикации применен модуль ЖКИ от телефонных аппаратов типа “PANAPHONE”. Ввод информации в модуль осуще-ствляется по двум линиям в последовательном коде. Полезной оказалась встроенная функция электронных часов. Малый ток потребления обуславливает малые помехи радиоприемной аппаратуре, в которую может встраиваться данное устройство.

Схема устройства приведена на рис.1. На транзисторе VT1 и микросхеме DD1 выполнен формирователь входного сигнала. Микросхема DD2 выполняет функции контроллера частотомера, цифровой шкалы с АПЧ, управления модулем ЖКИ, а также позволяет оперативно изменять режим работы устройства.

Если на выводе 1 микросхемы DD2 присутствует уровень логической “1”, то устройство выполняет функцию частотомера, если уровень логического “О” – цифровой шкалы.

В режиме цифровой шкалы на индикатор выводится значение частоты входного сигнала равное Рвх+Р„ч при наличии уровня логической “1” на выводе 2 микросхемы DD2; или Fвх-Fпч – при уровне логического “О” на выводе 2 DD2.

Для записи не-обходимого значения Fпч надо в режиме частотомера подать на вход устройства сигнал с частотой Fпч (сигнал опорного генератора или телеграфного гетеродина, настро-енных на центральную частоту полосы пропускания фильтра ПЧ), а на вывод 8 микросхемы DD2 на вре-мя 1,5…2с подать уровень логического “О”. Значение Fпч сохраняется в памяти при отключении питания и может неоднократно (не менее 106 раз) перепрограммироваться приведенным выше способом.

Система АПЧ ГПД работает следующим образом.

После измерения частоты входного сигнала производится анализ числа равного сотням герц и, если оно четное, на вывод 8 микросхемы DD2 выдается уровень логического “О”; если нечетное, на вывод 8 микросхемы DD2 выдается уровень логической “1”.

Эти логические сигналы, предварительно проинтегрировав, можно использовать для управления емкостью варикапа в контуре ГПД. В результате осуществляется стабилизация частоты возле четных значений сотен герц с точностью ±10 Гц.

В режиме цифровой шкалы можно осуществить гашение десятков и единиц герц, если установить уровень логического “О” на выводе 9 микросхемы DD2.

Для перевода устройства в режим электронных часов необходимо нажать кнопку “НК”. Для корректировки часов и минут служат кнопки “S1” и “S2”. Печатная плата устройства приведена на рис.2.

С.САПОТЬКО (EW2AH), г.Молодечно.

РЛ 2-99)

Источник: http://ideyka.narod.ru/TEMA/radio/rf/cifr-sh.htm

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector