ЦИФРОВОЙ ЧАСТОТОМЕР СВОИМИ РУКАМИ

Простой непростой частотомер

Журнал РАДИОЛОЦМАН, апрель 2018

Бабанин В., Красноярский край

Технические решения, положенные в основу разработки, сами по себе практически не используются современной электроникой. Одно видится неочевидным, другое считается устаревшим. Еще одно вообще выглядит как рационализаторское предложение из 70-х годов прошлого века.

Удивительно, что аппаратная проверка этих схемотехнических решений на применимость сформировала то, что, в конце концов, оказалось частотомером, причем именно они обеспечили хорошие параметры прибора при низкой стоимости.

Приведенный ниже материал нельзя считать техническим описанием законченной конструкции, пригодной для повторения, из-за отсутствия некоторых узлов и конструктивной проработки. Вместе с тем все, предоставленное на суд читателя, работоспособно и прошло длительную проверку.

Для бюджетного частотомера, чтобы он считался измерительным прибором, требуется повышенная стабильность временной базы, обеспечиваемая специальным кварцевым генератором, стоимость которого в десятки раз выше изделий «ширпотреба».

В нем приняты меры по компенсации температурного ухода частоты резонатора. Обычный кварц, тактирующий микроконтроллер, не может обеспечить сколько-нибудь приемлемой точности измерения частоты выше 30 МГц.

Девиация показаний при изменении температуры окружающей среды на 10-20 °C достигает единиц килогерц, что ограничивает шкалу простых частотомеров шестью разрядами.

Алгоритм, описанный в статье [1], оказался не очень подходящим для работы в составе частотомера, и его пришлось менять.

Дело в том, что при работе с частотами, близкими к верхнему пределу, у микроконтроллера нет времени на аналого-цифровое преобразование датчика (UBE), кроме как в паузе между измерениями.

Время включенного состояния транзистора не может, таким образом, быть менее 1 секунды и «проскок» температуры за установленный порог становится неприемлемо большим. Эта проблема решается применением алгоритма Брезенхема [2] для регулировки мощности в термостате.

Теперь при включении установление стабильных показаний занимает около 10 минут, а входная частота 30 МГц индицируется с изменением ±1 ед. счета (±1 Гц). О методике испытаний в отсутствии эталона частоты будет рассказано позже.

Несколько слов о конструктивном исполнении. На макетной плате горизонтально, стороной кристалла вверх (расколите один TO-92S, чтобы увидеть устройство), монтировался транзистор 2SC4115S. Сверху он прижимался кварцевым резонатором HC-49U так, чтобы транзистор располагался посередине корпуса.

Принимались меры для улучшения теплового контакта и снижения потерь, где это необходимо. Конденсаторы емкости нагрузки припаяны к выводам на обратной стороне. Сверху кварц и транзистор закрыты кусочком поролона 20 × 10 × 10 мм, в котором под корпус резонатора обжигалкой проделано углубление.

Тонкий поролон приклеен с обратной стороны платы. Резистор, задающий ток базы, расположен в термостабильной зоне. В установившемся режиме стабилизации изменение напряжения база-эмиттер (UBE) включенного транзистора (режим нагрева) составляет 1 ед.

Небольшое пояснение. Как видно, программа частотомера очень небольшая по размеру. Служебные функции можно ввести, не трогая основных. При настройке посмотреть реальное значение UBE (и вычислить температуру термостата) не составляет труда. В исходном тексте для этого оставлены закомментированные строки (функция HND).

Самый простой способ. Включить прибор «на холодную», запомнить первое значение, дождаться стабильных показаний (они уменьшаются) и вычесть второе из первого. Разделить разность на 2.2 (мВ/°C). Получится разность температур с ошибкой около +7%. Требуется помнить, что из-за наличия резистора R2, регулировка происходит в узком диапазоне, а резистор R3 должен быть подобран по методике [1].

Возможность программного управления с высокой точностью температурой кварцевого резонатора и ее надежная стабилизация позволяют использовать тонкую «температурную подстройку».

Обычный дешевый безымянный кварц при изменении температуры от 50 °C до 65 °C показал перестройку частоты около –40 ppm.

Как пользоваться новыми возможностями, еще предстоит осмыслить, но подстроечным конденсаторам и варикапам в цепи кварца есть альтернатива.

Все недорогие частотомеры построены на микроконтроллерах (МК), большинство из которых имеет ограничения на частоту входного сигнала, и она всегда должна быть меньше тактовой. О редких исключениях из этого правила упоминать не будем. В общем случае измеряемую частоту приходится делить внешним счетчиком (ВС), если она соизмерима с тактовой частотой или больше ее.

В данной реализации предварительный делитель используется совместно с методом досчета. Суть его в том, что по завершении «окна счета» состояние ВС можно определить, подавая на его вход счетные импульсы. Их количество подсчитывается МК до момента обнуления предделителя, а программный счетчик переполнений корректируется.

В данном случае появляется возможность применять предварительные счетчики любой разрядности и без выходов промежуточных разрядов.

Принципиальная схема

Принципиальная схема приведена на Рисунке 1. Основные узлы частотомера: коммутатор (U1a), предварительный делитель на 4-разрядном двоичном счетчике (U2a), микроконтроллер ATtiny24A, узел термостата и ЖКИ MT-10T11 (на схеме не показан).

Никаких особенностей схема не имеет, кроме того, что подтягивающие резисторы шины I2C (1 кОм) размещены на плате индикатора, и здесь не изображены. Сделано это для того, чтобы сохранить возможность применения любого индикатора с последовательным интерфейсом на 8 и более разрядов [4,5,6].

Неиспользуемые элементы аналогового коммутатора и счетчика предоставляют простор для дальнейшей модернизации. Элементарно построение двухканального частотомера без дополнительных затрат.

Вообще то, что приведенная схема оказалась работоспособной и стабильной при работе с частотами выше 60 МГц, вызывает удивление.

Просто внутренние цепи кристалла аналогового коммутатора 4053 имеют емкость около 10 пф, что на частоте 100 МГц соответствует сопротивлению 160 Ом! Как минимум, два порта практически соединены с источником входного ВЧ сигнала и МК, похоже, сохраняет точность аналого-цифрового преобразования и не сбивается при обработке прерываний, следующих через 25 мкс. Это невозможно, но это работает даже на макете с проводным монтажом.

Особенности программного обеспечения

Таймер TC1 настраивается на работу в режимах CTC и генерирует «окно счета» длительностью 1 с на выходе OC1A (SEC1).

Такой выбор позволяет организовать (псевдо) аппаратное формирование нарастающего и спадающего фронтов, положение которых во времени жестко привязано к системной частоте.

В качестве опорного может применяться любой кварц. Настоятельно рекомендуем использовать как можно более высокочастотные.

Если используется кварц, отличающийся от указанного на схеме, нужно изменить две константы в программе. Частоту в Гц требуется разделить на 512, записать в шестнадцатеричной системе и присвоить значение константам Dbase, Dadd.

При настройке «временных ворот» (1 с) следует подбирать значение Dadd.

Здесь имеется ввиду то обстоятельство, что точная частота генерации конкретного кварца нам неизвестна, тем более, что она еще сдвинута от среднего значения работой при повышенной температуре в термостате.

Программа температурной стабилизации использует только 8 младших разрядов кода аналого-цифрового преобразования UBE транзистора-нагревателя.

Для справки: 2SC4115S (T = 25 °C, IC = 1 мА, UBE = 607 мВ), применяемый в термостате, имеет UBE = 531 мВ при токе коллектора 120 мА и температуре кристалла +60 °C. Конечно, можно использовать двухбайтное значение и не экономить программную память МК, но это дело второе. Исходный код написан на ассемблере и очень компактен при компиляции.

Практические результаты

Макет частотомера (Рисунок 2) строился на микросхемах CD74HC393E, CD74HC4053E и без замечаний работает на частоте 70 МГц. Также испытывался счетчик LV393, но с ним выше 125 МГц проверка не проводилась.

Программный предел для входной частоты – 150-160 МГц.

Замена серии HC на LV в коммутаторе ощутимого улучшения характеристик не выявила, разве что на частоте 125 МГц субъективно на несколько единиц счета уменьшилась разница между минимальным и максимальным показаниями.

Поскольку источник эталонной частоты отсутствовал, настройка и проверка характеристик частотомера проводилась с набором серийных кварцевых генераторов, на технические параметры которых однозначно указывала маркировка. Таких оказалось четыре: 5, 30, 70, 100 МГц (частоты округлены).

Вначале под каждый кварц подбиралось значение константы Dadd, чтобы показания частотомера соответствовали маркировке. В дальнейшей работе использовалось среднее значение Dadd, и все кварцы уложились в допустимое паспортное отклонение от центральной частоты (не более ±100 ppm).

Наиболее близкими к среднему оказались настройки под кварц 70 МГц, который был принят за эталон. Далее каждый кварц термостатировался и фиксировалось максимальное отклонение показаний. После этого этапа работы с кварцами 5 и 30 МГц прекратились, потому что ошибка лежала в пределах ±1 ед.

https://www.youtube.com/watch?v=WiU-VQ1O6z8

счета в течение достаточно длительного времени. Частота 100 МГц отображалась с максимальной ошибкой ±5 ед.

Специальное замечание

После завершения испытаний кварцевый резонатор МК был заменен на новый при переделке макета. Повторить проверку не удалось, стабильность не отвечала ожиданиям. Секрет заключался в термотренировке элементов, на которую потребовалось несколько дней.

Разрешающая способность частотомера проверялась изменением в небольших пределах температуры термостата с кварцем, принятым за эталон. Однозначно фиксировалось изменение частоты при изменении температуры на градус. Получилось среднее значение в районе 2-3 ppm/°C. В целом разрешающая способность близка к аппаратной ошибке ±2/5 Гц на частотах 70/100 МГц.

Частотомер обеспечивает измерение частоты сигналов с логическими уровнями на частотах от 0 до 70/100 МГц с точностью ±2/5 Гц. Работоспособность сохраняется до частоты 125 МГц.

Напряжение питания +5 В. Ток потребления (средний/макс.) – 55/130 мА.

Примечание

Состояния Fuse Bytes МК приведены в заголовке исходного кода. Включается режим с внешним высокочастотным кварцем и выключается делитель на 8. Остальное – по умолчанию.

Ссылки

Исходный код программы частотомера

Источник: https://www.rlocman.ru/shem/schematics.html?di=517401

Частотомер на PIC16F628 своими руками | Мастер Винтик. Всё своими руками!

Одним из приборов-помощников радиолюбителя должен быть частотомер. С его помощью легко обнаружить неисправность генератора, измерить и подстроить частоту. Генераторы очень часто встречаются в схемах. Это приемники и передатчики, часы и частотомеры, металлоискатели и различные автоматы световых эффектов…

Особенно удобно пользоваться частотомером для подстройки частоты, например при перестройки радиостанций, приёмников или настройки металлоискателя.

Один из таких несложных наборов я недорого приобрёл на сайте китайского магазина здесь: GEARBEST.com

Набор содержит:

•  1 x PCB board (печатная плата);
•  1 x микроконтроллер PIC16F628A;
•  9 x 1 кОм резистор;
•  2 x 10 кОм резистор;
•  1 x 100 кОм резистор;
•  4 x диоды;
•  3 x транзисторы S9014, 7550, S9018;
•  4 x конденсаторы;
•  1 x переменный конденсатор;
•  1 x кнопка;
•  1 x DC разъём;
•  1 x 20МГц кварц;
•  5 x цифровые индикаторы.

Описание частотомера

• Диапазон измеряемых частот: от 1 Гц до 50 МГц;
• Позволяет измерять частоты кварцевых резонаторов;
• Точность разрешение 5 (например 0,0050 кГц; 4,5765 МГц; 11,059 МГц);
• Автоматическое переключение диапазонов измерения частоты;
• Режим энергосбережения (если нет изменения показаний частоты — автоматически выключается дисплей и на короткое время включается;
• Для питания Вы можете использовать интерфейс USB или внешний источник питания от 5 до 9 В;
• Потребляемый ток в режиме ожидания — 11 мА

Схема содержит небольшое количество элементов. Установка проста — все компоненты впаиваются согласно надписям на печатной плате.

Мелкие радиодетали, разъемы и т.п. упакованы в небольшие пакетики с защелкой. Индикаторы, микросхема и её панелька для исключения повреждений ножек вставлены в пенопласт.

Напряжение на выводах микроконтроллера

(измерения мультиметром)

1. 4,0
2. 4,0
3. 0,3
4. 5,0
5. 0
6. 0,98
7. 0
8. 0,98
9. 0,98
10. 0,98
11. 0
12. 0,98
13. 0,98
14. 5
15. 1,26
16. 2,13
17. 4
18. 4,12

Приступаем к сборке

Высыпаем на стол содержимое пакета. Внутри находятся печатная плата, сопротивления, конденсаторы, диоды, транзисторы, разъемы, микросхема с панелькой и индикаторы.

Ну и вид на весь набор в полностью разложенном виде.

Теперь можно перейти к собственно сборке данного конструктора, а заодно попробовать разобраться, на сколько это сложно.

Я начинал сборку с установки пассивных элементов: резисторов, конденсаторов и разъёмов. При монтаже резисторов следует немного узнать об их цветовой маркировке из предыдущей статьи.

Дело в том, что резисторы очень мелкие, а при таких размерах цветовая маркировка очень плохо читается (чем меньше площадь закрашенного участка, тем сложнее определить цвет) и поэтому также посоветую просто измерить сопротивление резисторов при помощи мультиметра. И результат будем знать и за одно его исправность.

Конденсаторы маркируются также как и резисторы.Первые две цифры — число, третья цифра — количество нулей после числа.Получившийся результат равен емкости в пикофарадах.Но на этой плате есть конденсаторы, не попадающие под эту маркировку, это номиналы 1, 3 и 22 пФ.

Они маркируются просто указанием емкости так как емкость меньше 100 пФ, т.е. меньше трехзначного числа.

Резисторы и керамические конденсаторы можно впаивать любой стороной — здесь полярности нет.

Выводы резисторов и конденсаторов я загибал, чтобы компонент не выпал, лишнее откусывал, а затем опаивал паяльником.

Немного рассмотрим такой компонент, как —  подстроечный конденсатор. Это конденсатор, ёмкость которого можно изменять в небольших пределах (обычно 10-50пФ). Это элемент тоже неполярный, но иногда имеет значение как его впаивать.

Чтобы было меньше влияния отвертки на параметры цепи, надо впаивать его так, чтобы вывод соединенный со шлицом, соединялся с общей шиной платы.

Разъемы — сложная часть в плане пайки. Сложная не точностью или малогабаритностью компонента, а наоборот, иногда место пайки тяжело прогреть, плохо облуживается. Потому нужно ножки разъёмов дополнительно почистить и облудить.

Теперь впаиваем кварцевый резонатор, он изготовлен под частоту 20МГц, полярности также не имеет, но под него лучше подложить диэлектрическую шайбочку или приклеить кусочек скотча, так как корпус у него металлический и он лежит на дорожках. Плата покрыла защитной маской, но я как то привык делать какую нибудь подложку в таких случаях, для безопасности.

Далее впаиваем транзисторы, диоды и индикаторы. В отличии от резисторов и конденсаторов здесь нужно впаивать правильно, согласно рисунку и надписям на плате.

Длительность пайки каждой ножки не должна превышать 2 сек! Между пайками ножек должно пройти не менее 3 сек на остывание.

Ну вот собственно и всё!

Теперь осталось смыть остатки канифоли щёткой со спиртом.

Теперь красивее

Источник: http://www.MasterVintik.ru/chastotomer-na-pic16f628-svoimi-rukami/

Цифровой частотомер своими руками

Предлагаемый для самостоятельной сборки частотомер сравнительно низкочастотный, тем не менее позволяет измерять частоты до нескольких мегагерц. Разрядность измерителя частот зависит от количества установленных цифровых индикаторов.

Чувствительность входа – не хуже 0,1V, максимальное входное напряжение, которое он может выдерживать без повреждения – порядка 100V. Время индикации и время измерения чередуются, длительность одного цикла — 1 сек. измерение и 1 сек. – индикация.

 Собран он по классической схеме, с генератором частоты 1 Гц на специализированных микросхемах-счётчиках, применяемых в частности в схемах цифровых часов:

На К176ИЕ5 собран «секундный» генератор по типовой схеме, с кварцевым «часовым» резонатором 16,384 Гц.

Конденсатор С2 — подстроечный, позволяет в некоторых пределах подстраивать частоту с необходимой точностью. Резистор R1 подбирается при настройке по наиболее устойчивому запуску и генерации схемы.

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

Вместо К176ИЕ5 можно применить также аналогичную по функциям микросхему К176ИЕ12:

В обоих случаях используется часовой кварц на частоту 16 348 Гц (такие часто применяются, например, в «китайских» электронных часах разных размеров и видов). Но можно поставить и отечественный кварц на 32768 Гц, тогда необходимо понизить частоту в два раза.

Для этого можно использовать типовую схему «делителя на 2» на триггере К561ТМ2 (имеет два триггера в корпусе). Например, как показано на рисунке выше (обведено пунктиром). Таким образом на выходе получим необходимую нам частоту (секундные импульсы).

К коллектору транзистора-ключа (КТ315 на первой схеме) подключается узел счёта и индикации на микросхемах — десятичных счётчиках-дешифраторах и цифровых светодиодных индикаторах:

Вместо индикаторов АЛС333Б1 можно без каких-то изменений в схеме использовать АЛС321Б1 или АЛС324Б1. Или любые другие подходящие индикаторы, но с соблюдением их цоколёвки.

Цоколёвку можно определить по справочной литературе или же просто «прозвонить» индикатор «батарейкой» на 9V с последовательно включенным резистором 1 кОм (по засвечиванию).

Количество микросхем-дешифраторов и индикаторов может быть любым, в зависимости от общей необходимой разрядности счётчика (количества цифр в показаниях).

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

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

Как видно из схемы, эти МС требуют два отдельных питания – для самих светодиодных индикаторов и для схемы счётчиков-дешифраторов. Однако напряжения питания обоих «частей» МС одинаковы, поэтому и запитать их можно от одного источника.

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

Для гашения «точек» на индикаторах следует отключить напряжение +5…9 V от выводов 9 индикаторов. Светодиод HL1 – это индикатор «переполнения» счётчика.

Он загорается при достижении счёта цифры 1000 и в данном случае (при наличии трёх МС-индикаторов как на этой схеме) соответственно показывает количество единиц килогерц – в данном варианте счётчик в целом может посчитать и «показать» частоту 999 Гц. Для увеличения разрядности счётчика следует, соответственно увеличить количество микросхем дешифраторов-индикаторов.

В данном случае подобных микросхем было в наличии только три, поэтому пришлось добавить дополнительный узел деления частоты на 3-х микросхемах К176ИЕ4 (или аналогичных микросхемах счётчиков-делителей на 10) и соответствующий переключатель. В целом схема получилась такая:

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

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

Схема входной цепи

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

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

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

Дополнения

Для питания частотомера можно использовать любой сетевой адаптер с выходным стабилизированным  напряжением 9 вольт и током нагрузки не менее 300 мА.

Либо установить в корпус частотомера стабилизатор на микросхеме типа КРЕН на 9 вольт и питать от адаптера с выходным напряжением 12 вольт, либо брать питание непосредственно от измеряемой схемы, если там напряжение питания не менее 9 вольт.

Каждую микросхему необходимо зашунтировать по питанию конденсатором порядка 0,1 мкФ (можно подпаять конденсаторы прямо на ножки «+» и «-» питания). В качестве входного щупа можно использовать стальную иглу, припаянную к входной «площадке» платы, а «общий» провод снабдить зажимом типа «крокодил».

   Форум

   Обсудить статью Цифровой частотомер своими руками

Источник: https://radioskot.ru/publ/cifrovoj_chastotomer_svoimi_rukami/1-1-0-1390

Частотомер – цифровая шкала

Прибор  работает в режиме частотометра или цифровой шкалы приемника или трансивера. Максимальный диапазон измерения до 50 МГц. Индикация пятиразрядная с автоматическим выбором предела измерения.

Выбор предела измерения сопровождается перемещением десятичной запятой. Индикация может быть как в «МГц» так и в «кГц».

При индикации в «кГц» децимальная запятая мигает, при индикации в «МГц» – горит постоянно.

В режиме цифровой шкалы прибор может измерить значение промежуточной частоты, например, по измерению частоты опорного генератора SSB-формирователя или SSB-демодулятора.

Затем это значение запоминается и может либо вычитаться из результата измерения частоты генератора плавного диапазона, либо складываться с ним.

При работе с приемником прямого преобразования – режим работы как у простого частотомера.

Рис.1 Принципиальная схема частотомера

Принципиальная схема показана на рис1. Входной сигнал поступает на предварительный усилитель на VT1 и VT2. Полевой транзистор VT1 дает большое входное сопротивление, поэтому частоту можно подавать даже с колебательного контура генератора, -влияние минимально.

Каскад на VT2 дает усиление по напряжению. Усилитель требует налаживания, – нужно чтобы напряжение на коллекторе VT2 было равно 2,5V. Его выставляют подбором сопротивления R3.

При работе в качестве лабораторного частотомера нужно на входе поставить дополнительный диодный ограничитель.

Прибор сделан на основе микроконтроллера PIC16F628. Индикация осуществляется на пятиразрядном дисплее из пяти одноцифровых семисегментных светодиодных индикаторов с общим катодом. Индикация динамическая. Семисегментные коды с портов RB поступают на соединенные вместе сегментные выводы пяти индикаторов. Динамический опрос осуществляется с четырех портов RA0-RA3.

Из-за недостатка портов дополнительный вывод на пятый индикатор образован при помощи транзистора VT3, резистора R6 и диодов VD1-VD4 , логика работы такова, что когда ни на одном из выходов  RA0-RA3 не будет лог.0, , то есть, тогда, когда на всех портах RA0-RA3 есть логические единицы будет работать 5 индикатор.
Порт RA4 настроен как вход.

Входом является и порт   RA5, но это вход управления.

Там подключена кнопка S1 при помощи которой осуществляется ввод частоты, которую нужно вычитать или складывать с результатом измерения. При работе чисто как частотомер эту кнопку можно исключить.

Настройка цифровой шкалы

Управление меню осуществляется быстрыми (перемещение по меню) и продолжительными (выбор) нажатиями этой кнопки.Есть несколько разделов меню: «OUT» – при его выборе прибор выходит из меню без изменений.«ADD»   – сохранение измеренной частоты на сложение.«SUB»    – сохранение измеренной частоты на вычитание.

«ZERO»   –  сброс  частоты,   прибор   будет показывать частоту без коррекции на ПЧ.

И так, чтобы сделать коррекцию на ПЧ нужно сначала измерить эту ПЧ.

То есть, подаете на вход прибора именно такую частоту, например, с опорного генератора или может быть с лабораторного генератора, на котором нужно установить частоту равную частоте ПЧ конкретного аппарата, в котором шкала будет работать.

И так, чтобы сделать коррекцию на ПЧ нужно сначала измерить эту ПЧ.

То есть, подаете на вход прибора именно такую частоту, например, с опорного генератора или может быть с лабораторного генератора, на котором нужно установить частоту равную частоте ПЧ конкретного аппарата, в котором шкала будет работать.

Затем, нажимаете S1 продолжительно пока не появится «PROG». Далее короткими нажатиями переходите   на   «ADD»   если данную  частоту нужно прибавлять или на «SUB» если данную частоту нужно вычитывать. Длинным нажатием подтверждаете свой выбор. Вот и все.

Теперь прибор при измерении будет делать поправку на ПЧ, которую вы задали.

Индикаторы можно применить любые, которые имеются в наличии. Нужны светодиодные семисегментные цифровые индикаторы с общим катодом. Резисторы R7-R14 необходимо подобрать по требуемой яркости индиуаторов.

Диапазон автоматического переключения измерения индикатора.

Таблица 1.

Потребление.

С резисторами R7-R14 390 Ом устройство потребляет ток около 40 мА. С резисторами R7-R14 1 кОм (как указано на схеме) устройство потребляет менее 20 мА (Индикаторы SC39-11). Сам микроконтроллер потребляет около 4 мА.

Платы

   Рис.2 Печатная плата частотомера

Внешний вид

Рис.3 Внешний вид частотомера

Литература

1. Frequency counter with a PIC and minimum hardware

2. Горчук Н.В.  Журнал Радиоконструктор, №2, 2011г

В архиве исходник и файлы прошивки. Так же имеется версия_1 для 4 индикаторов. (Наша прошивка – counter2.hex)

Скачать архив

Скачать плату (lay)

Предлагаемый прибор, кроме обычного измерения частоты сигналов, может измерять их период, а также длительность положительных и отрицательных импульсов. Вдобавок к этому частота сигналов менее 1 кГц вычисляется как величина, обратная их периоду, а период повторения сигналов, меньший 1000 мкс, — как величина, обратная их частоте. Это повышает точность измерения.

Page 3

Источник: http://radio-hobby.org/modules/news/article.php?storyid=1049

:: СХЕМА ЧАСТОТОМЕРА ::

СХЕМА ЧАСТОТОМЕРА

   Частоту звукового сигнала можно определить с помощью электронного частотомера. Работа частотомера. Звуковой сигнал, преобразованный в электрический, подаётся на вход усилителя на транзисторе VT1. Транзистор почти полностью открыт, он ограничивает только полупериоды отрицательной, и усиливают только полупериоды положительной полярности.

   К резистору нагрузки R3 подключена схема на транзисторах VT2 и VT3, которую называют триггер Шмидта. Эта схема при входном сигнале определённой амплитуды и полярности формирует прямоугольные импульсы с частотой повторения, равной частоте входного сигнала.

     Формируемые импульсы, амплитуда которых не зависит от формы запускающего сигнала, подаются через переключатель SA1 в измерительную цепь. Она состоит из конденсаторов C4 – C6, диодов VD1, VD2 и цифрового микроамперметра, с пределами измерения 200 мА, зашунтированного подстроечными резисторами.

   В зависимости от положения переключателя, один из конденсаторов C4 – C6 будет через резистор R8, диод VD3 и микроамперметр заряжаться прямоугольными импульсами и разряжаться через транзистор VT3, резистор R5 и диод VD2 с частотой следования импульсов.

Так как частота следования импульсов равна частоте входящего сигнала, средний ток, протекающий через микроамперметр, будет пропорционален частоте сигнала.    Пределы измерения, в зависимости от положения переключателя, 100 Гц, 1 кГц, 10 кГц. Переменными резисторами R10.1 – 10.

3 осуществляется подстройка микроамперметра под выбранный диапазон, на микроамперметре установлен предел измерения 200 мА, используются цифровые значения от 0 до 100, соответственно умножаемые на 10 – на пределе “1 кГц” – и на 100 – на пределе ” 10 кГц”.    Частотомер питается от сети переменного тока 220 В.

     Для усиления и преобразования сигнала неправильной формы с гитары в прямоугольные импульсы с частотой следования равной частоте колебания струны мы использовали схему усилителя напряжения, собранного на двух транзисторах с общим эмиттером.  

   Частотомер выполнен в коробке, на передней, панели которой находится принципиальная схема с контрольными гнёздами для подключения осциллографа и микроамперметра. Монтаж выполнен на печатной плате. Дополнительно опытным путём мы установили, как преобразовать сигнал с гитары в сигнал, частоту которого может измерить наш частотомер.

Поделитесь полезными схемами

Этот счетчик Гейгера был изначально собран с датчиком СБМ-20, который был внутри коробки, но позже, переместили его внутрь выносной 30 мм пластиковой трубки, для большего удобства. Детектор подключен через кабель XLR3. Счетчик Гейгера СБМ-20 внутри пластиковой трубки.

Схема дозиметра на СБМ-20

Этот счетчик состоит из самого датчика, микроконтроллера PIC18F2550 и LCD дисплея AFF1. СБМ-20 – это один из самых удачных счётчиков Гейгера российского производства. Он заметно более чувствительный к бета и гамма лучам, чем большинство аналогичных.

На транзисторе IRF520 (наверное самый распространённый МОСФЕТ), собран умножитель напряжения для создания потенциала приблизительно 300 В.

Питание счётчика гейгера, точнее самих микросхем и умножителя, всего 5 В 0,2 А. Но для повышения стабильности установлен стабилизатор 7805, на вход которого можно подавать 7-20 вольт.

Под дозиметр удачно нашёлся неплохой корпус. Сеточкой по центру закрывается маленький динамик. Что касается линии XLR3 связи, её коннектор, приклеен на крышку прибора эпоксидным клеем. Тут можно скачать прошивку МК.

Поделитесь полезными схемами

Источник: http://samodelnie.ru/publ/samodelnye_pribory/skhema_chastotomera/5-1-0-15