Цифровой частотомер. 8-разрядов от Viktor2312. 1996г.

Электронно-счётный частотомер имеет следующие параметры:

Измеряемая частота ---------------------------- (1Гц...20МГц).
Погрешность измерений ------------------------------- (+-3Гц).
Амплитуда измеряемых импульсов ------------------- (0,1...5В).

Частотомер содержит пять основных блоков, а так же блок питания БП-1:

1. Генератор на 1МГц и делители до 1Гц ---------------------------- (G1).
2. Блок управления сбросом и записью в память -------------------- (G2).
3. Блок счёта и памяти --------------------------------------------- (G3).
4. Блок динамической индикации ----------------------------------- (G4).
5. Входной блок. Он предназначен для усиления входных периодических сигналов любой формы и преобразования их в прямоугольные импульсы. - (G5).


Блок (G1), (ИП - 1 - 001 - 02) состоит из задающего генератора выполненного на элементах DD1.1 - DD1.4 и элементах Z1 (1МГц), R1 - R3, C1-C3. Конденсатор С2 предназначен для точной настройки частоты генератора. Элементы DD2 - DD7 образуют делитель частоты. Выходные импульсы делителя с периодом 1с задают режим работы блока управления (G2).


Блок (G3) конструктивно оформлен на двух печатных платах (ИП - 1 - 001 - 03.1) и (ИП - 1 - 001 - 03.2). Он содержит 8 (восемь) микросхем К155ИЕ2 DD12 - DD19 декадные счётчики включённые последовательно. А так же 8 (восемь) микросхем памяти К155ТМ5 имеющие общий объём памяти 4 байта по 4 бита каждая. Они предназначены для хранения информации во время счёта.


Считаем, что переключатель SA1 находится в положении "Измерение" и следовательно его контакты 1 и 2 разомкнуты. На вход "С" D-триггера DD10.1 (G2), работающего в режиме счёта на выв. 2 (инверсный вход соединён с входом D), непрерывно поступают импульсы от блока образцовых частот (G1), (ИП - 1 - 001 - 02), (см график а на рис.). В начальный момент на его прямом выходе (вывод 5) напряжение низкого уровня, закрывающее электронный клапан DD9.1 (G2), который не пропускает через себя сформированное триггером Шмитта импульсное напряжение. По фронту первого же импульса образцовой частоты, триггер DD10.1 переключается в единичное состояние (график б) и напряжением высокого уровня на прямом выходе открывает электронный клапан. С этого момента импульсы напряжения измеряемой частоты беспрепятственно проходят через клапан, инвертор DD9.2, (G2) и поступают непосредственно на вход С1 (выв. 14) счётчика DD12 (G3) младшего разряда блока счёта и памяти (G3). Начинается счёт входных импульсов, (график Ж).
По фронту следующего импульса образцовой частоты триггер DD10.1 переключается в исходное, нулевое состояние и напряжением высокого уровня на инверсном выходе переключает в единичное состояние D-триггер DD10.2 (график в). В свою очередь, этот триггер низким уровнем напряжения на инверсном выходе (выв. 8 ), а значит и на соединённым с ним входе R триггера DD10.1 блокирует вход управляющего устройства от воздействия на него импульсов образцовой частоты. При этом клапан закрывается напряжением низкого уровня на прямом выходе триггера DD10.1. В этот момент при смене уровня напряжения с низкого на высокий на выв. 9 DD10.2 одновибратор DD11.1 формирует на выводе 13 короткий импульс, который записывает данные со счётчиков в память.
Импульс низкого уровня с коллектора VT2 так же поступает на вывод 13, вывод R, D-триггера DD10.2 и переключает триггер в исходное состояние и конденсатор С5 разряжается через диод VD2 (Д9Ж) и внутреннее сопротивление этого триггера. С появлением на входе "С" триггера DD10.1 очередного импульса образцовой частоты начинается следующий цикл работы прибора в режиме измерения (график ж).

Чтобы частотомер перевести на работу в режиме непрерывного счёта импульсов, переключатель SA1 устанавливают в положение "Счёт". В этом случае триггер DD10.1 по входу S переключается в единичное состояние - на его прямом выходе появляется напряжение высокого уровня. При этом электронный клапан оказывается открытым и через него к двоично-десятичному счётчику DD12 - DD19 (G3) поступают импульсы входного сигнала. Для того, чтобы информация проходила напрямую с выходов счётчиков на вход индикатора, необходимо, чтобы на выводах 12 и 3 микросхем памяти DD20 - DD27 (G3) присутствовало напряжение высокого уровня. В режиме счёта одновибратор не работает, так как на выводе 2 нет перепадов импульса с лог. 0 в лог. 1 и на выводе 13 постоянно присутствует уровень лог. 0, а на инверсном выходе выв.4 уровень лог.1. Вторая часть переключателя SA1, SA1.2 подключена к выводам 13 и 4 одновибратора DD11.1 (G2) и при переключении с режима "Измерение" в режим "Счёт" с вывода 4 DD11.1 (G2) напряжение лог. 1 подаётся на входы (WR) выв 12 и 3 микросхем памяти, что и позволяет пропускать информацию насквозь памяти, не запоминая информации.
Блок (G2) выполнен на одной плате с блоком (G5) и имеет маркировку (ИП - 1 - 001 - 04).


Блок (G5) выполнен на одной плате с блоком (G2). Входной блок частотомера состоит из усилителя на транзисторе VT1 (КТ315В) и триггера Шмитта микросхемы DD8.1 (G5) К155ТЛ1. В этой микросхеме два триггера Шмитта, каждый из которых может работать как самостоятельное устройство, но в частотомере используется только один из них (любой).
Транзистор VT1 усиливает и одновременно ограничивает по амплитуде входные колебания, а триггер Шмитта DD8.1 преобразует их в электрические импульсы прямоугольной формы. С выхода триггера (вывод 6 DD8.1) импульсное напряжение поступает на вход электронного клапана (вывод 1 DD9.1) (G2).
Диод VD1 ограничивает отрицательное напряжение на эмиттерном переходе транзистора. Пока напряжение входного сигнала не превышает 0,6...0,7В, диод практически закрыт и не оказывает никакого влияния на работу транзистора как усилителя. Когда же амплитуда измеряемого сигнала оказывается больше, диод при отрицательных полупериодах открывается и таким образом поддерживает на базе напряжение, не более 0,7...0,8В.



Блок динамической индикации построен на 8 (восьми) микросхемах. Семь микросхем К155 серии и одна К514 серии, 7-сегментный дешифратор. Микросхема DD35 (К155ЛА3) содержит четыре элемента И-НЕ, на которой построен генератор с частотой следования импульсов 1...12кГц. Импульсы с генератора подаются на счётчик DD34 (К155ИЕ2) с коэффициентом пересчёта 5 (пять). Сигналы с выхода счётчика подаются на управляющие входы мультиплексоров DD28 - DD31 (К155КП7) и на дешифратор DD32 (К155ИД4). Выходы дешифратора подключены к катодам индикаторов (выв. 4) HG1 - HG8. Счёт катодов идёт от младшего (правого знака) на схеме первый верхний HG1. В качестве индикаторов использованы 7-сегментные светодиодные индикаторы с общим катодом АЛС324А. Сигналы с выходов мультиплексоров DD28 - DD31 подаются на входы 1-2-4-8 дешифратора DD33 (К514ИД1). Сигналы с выхода дешифратора DD33 управляют анодами (a...g) индикаторов HG1 - HG8. В результате на индикаторах отображаются (в оригинале индицируются) цифры, соответствующие подаваемым на вход катодам.
Так же следует заметить, что дешифратор DD33 (К514ИД1) выполнен в 16 выводном корпусе, а КР514ИД1 в 14 выводном корпусе, и имеет соответственно другую разводку выводов (на схеме показано в скобках).

Естественно К155ИЕ1 микросхемы все не заработали, поясню, после первой всё миштяк было, после второй похуже но пойдёт, после третий амплитуда и форма сигнала были таковы, что последующий счётчик уже не срабатывал. Заменил на К155ИЕ2 в стандартном включении как делитель на 10 (Вход вывод 14, выход вывод 11, выводы 1 и 12 соединяем вместе, 2,3 и 6,7 соединяем с общим проводом), и данный узел заработал. Далее проблемы были с D10.3 и D10.4, выкинул нафиг D10.4, а сигнал сброса на вывод 13 D9.2 (на чертеже ошибочно обозначен как вывод 12, надо переправить на 13) подал прямо с коллектора транзистора и всё заработало. Потом добавил память и динамическую индикацию.


Внешний вид, как я его тогда, хх лет назад, оформил из подручных материалов:






Сейчас конечно же можно было бы сделать и более компактно, применив двухстороннюю, заводскую печатную плату и соответственно более красиво, но "что выросло, то выросло" как говорится...


Вот это всё что нашлось у меня в моих старых записях.