7.4. Цифровой частотомер с динамической индикацией

Частотомер разработан инж. Земцовым О. Б. и отмечен дипломом на Всесоюзной выставке научно-технического творчества молодежи в 1980 г.

В частотомере использован метод измерения частоты путем подсчета импульсов контролируемой частоты за фиксированный интервал времени. Он предназначен для измерения частоты коле­баний синусоидальной и прямоугольной формы. Частотомер (без устройства питания) собран на 27 микросхемах (в основном серии 155), восьми транзисторах и газоразрядной индикаторной сегмент­ной панели ГИП-11. Схема частотомера приведена на рис. 7.9.

Прибор работает следующим образом. Необходимый фиксиро­ванный интервал времени формируется с помощью кварцевого ге­нератора (1000 кГц) и делителя частоты, построенных на логиче­ских элементах (микросхема D1 и счетчики D2 — D7). В зависимо­сти от положения переключателя Sa, на вход счетного триггера 010,1 поступает сигнал с выхода одного из счетчиков D4 — D7. При этом фиксированный интервал времени счета будет составлять со­ответственно 1, 10, 100 или 1000 мс.

Сигнал измеряемой частоты через усилитель-ограничитель D8.I и формирователь DILI подается на один из входов элемента И — НЕ (D8.2). На второй его вход поступает разрешающий сиг­нал с триггера D10.1.

Управление триггером D10.1 осуществляется тактовым гене­ратором построенным на логических элементах D9.1, D9.2, кон­денсаторе С₂ и резисторах Я₄ — Яэ- Сигнал тактового генератора дифференцируется цепью Rz, C₃ и подается на вход R триггера DW 2 При этом триггер D10.1 подготавливается к срабатыванию от первого импульса, поступающего с делителя частоты через пе­реключатель S₂. При прохождении этого импульса триггер D10.2 срабатывает и обеспечивает подачу импульсов контролируемой ча­стоты через D8.2 на вход двоично-десятичных четырехразрядных счетчиков D12 — D19. С приходом второго импульса с делителя ча- . стоты триггер D10.1 возвращается в исходное состояние и блоки­руется до поступления следующего разрешающего сигнала с так­тового генератора. В частотомере предусмотрены периоды выдачи этих сигналов (через 2, 4, 16, 30 с), выбор которых осуществляет­ся переключателем S₁.

С выходов счетчиков сигналы подаются на входы коммутато­ров восьми каналов на один со стробированием (D20 — D23), ко­торые управляются тактирующим кодом со счетчика D4. При по­даче на входы Хю, Хп, Х₁₂ коммутаторов тактирующего кода 1—2 — 4 к выходу каждого из них подключается сигнал одного из восьми входов, номер которого соответствует десятичному экви­валенту тактирующего кода. Сигналы с одноименных входов всех коммутаторов подаются на преобразователь D25 двоичного кода з код необходимый для управления сегментами индикатора. В ча­стотомере использована динамическая индикация, поэтому инфор­мация о состоянии одного из счетчиков D12 — D19 с выходов пре­образователя через согласующие транзисторы (D26 — D27) подается параллельно на соответствующие катоды индикаторов всех разря­дов Управление зажиганием нужного разряда осуществляется с помощью дешифратора D24. Его выходы соединены с базами ключей T₁ — T₈ нагруженных на аноды индикаторов. При поступ­лении тактирующего кода 1 — 2 — 4 на входы дешифратора на од­ном из его выходов в каждый момент времени присутствует ло­гическая 1 которая закрывает соответствующий ключ. На коллек­торе закрытого транзисторного ключа появляется напряженке, почти равное напряжению источника питания, что создает условия для зажигания нужного разряда индикатора.

ч ппибоое можно использовать любой источник питания, обеспечивающий напряжение 4-5 В±10 % при токе 0,75 А и-f 200 В (схемы источников питания на рис. 7.9 не показаны).

Частотомер измеряет частоту до 10 МГц. Погрешность изме­рения зависит от стабильности резонатора и погрешности дискрет­ности Относительная погрешность дискретности при максимальной частоте — 10-⁷. Число разрядов индикатора восемь. Использование динамической индикации позволило значительно снизить количест­во соединительных проводов, идущих от дешифраторов к индика­торам.