Малогабаритный частотомер - Частотомеры - Измерительные приборы - Каталог схем

Предлагаемый частотомер имеет малые габариты, поэтому его можно назвать карманным. Кроме частоты, он измеряет ее отклонение относительно зафиксированного значения и подсчитывает число импульсов. Прибор прост в повторении и содержит минимальное число деталей.

Частотомер измеряет частоту входного сигнала в диапазоне 10 Гц. .50 МГц со временем счета 0,1 с и 1 с, отклонение частоты в пределах 10 МГц, а также осуществляет счет импульсов с отображением интервала счета (до 99 с). Входное сопротивление составляет 50.. 100 Ом на частоте 50 МГц и увеличивается до нескольких килоом на низшей частоте диапазона. Схема частотомера показана на рис. 1. Основной элемент — микроконтроллер Р1С12F629 (DD1), работающий по программе, коды которой приведены в таблице. Измерение частоты осуществляется посредством подсчета числа импульсов за фиксированный временной интервал. Используются два интервала — 0,1 с и 1 с. В первом случае для получения частоты число импульсов умножается на 10, во втором — значения числа импульсов и частоты совпадают.

Микроконтроллер содержит два таймера-счетчика (ТМR0 и ТМR1), 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 VТ1, с коллектора которого импульсный сигнал поступает на вход ТОСКI (вывод 5) микроконтроллера DD1. Для отображения информации применен цифровой индикатор НТ1610 (НG1) со встроенным контроллером. При работе в режиме ведомого вход НК индикатора НG1 соединяют с общим проводом, а данные передаются последовательно 4-битными посылками по линиям DI и СLК.

Ограниченное число линий ввода—вывода микроконтроллера DD1 не позволило выделить две из них для реализации штатного режима передачи данных, поэтому данные и синхроимпульсы пришлось передавать с выхода GР0 микроконтроллера DD1 через резистивные делители. На вход СLК индикатора НG1 импульсы поступают через делитель R7R9, а на вход — через интегрирующий делитель RбR8С8. Для передачи низкого логического уровня (логического 0) на выходе GР0 микроконтроллера DD1 формируется импульс напряжения длительностью 5 мкс. При этом конденсатор С8 зарядиться не успевает, и по спаду импульса на входе DI в индикатор НG1 запишется логический 0. Для передачи логической 1 длительность импульса намного больше постоянной времени цепи R6R8С8, и конденсатор С8 успевает зарядиться до высокого логического уровня, поэтому будет записана логическая 1. Пауза между импульсами также должна быть более постоянной времени цепи R6R8С8, чтобы конденсатор С8 успел разрядиться.

Питание частотомера осуществляется от гальванической или аккумуляторной батареи напряжением 8.. .9 В. Напряжение питания усилителя и микроконтроллера стабилизировано интегральным стабилизатором DА1. На индикатор НG1 питающее напряжение поступает с движка подстроечного резистора R5, оно должно находиться в пределах 1,4...1,6 В.

Большинство деталей монтируют на печатной плате из односторонне фольгированного стеклотекстолита толщиной 1... 1,5 мм, чертеж которой показан на рис. 2. В устройстве применены подстроечный резистор СПЗ- 19, постоянные резисторы С2-23, МЛТ, подстроечный конденсатор КТ4-25, остальные — К10-17. Микросхему LМ2931Z-5.0 можно заменить на 78L05, транзистор КТ3102А — на транзисторы серий КТЗ16, КТ342, КТ368 с любыми буквенными индексами. Плата вместе с батареей размещена в пластмассовом корпусе размерами 30х50х70 мм. Индикатор и выключатель питания закреплены на передней панели, где для них сделаны отверстия соответствующего размера. Для питания устройства можно использовать батареи "Крона”, "Корунд”, 6F22, потребляемый ток составляет около 9 мА. Микроконтроллер можно запрограммировать с помощью программ Роnу Ргоg, ICРгоg.

Налаживание прибора сводится к регулировке точности измерения частоты. для этого от образцового генератора подают непрерывный сигнал с частотой около 1 МГц, амплитудой 0,5 В и подстроечным конденсатором С5 добиваются совпадения показаний индикатора с частотой входного сигнала. Затем подборкой резистора R1 устанавливают максимальную чувствительность частотомера.