Цифровой индикатор частоты, частотомер 1Гц-10кГц (К176ИЕ12, К176ТМ2, К176ИЕ4)

Действие цифрового частотомера основано на измерении числа входных импульсов в течение образцового интервала времени в 1 секунду.

Технические характеристики

• Время измерения, с - 1
• Максимально измеряемая частота, Гц - 9999
• Амплитуда входного сигнала, В - 0,05...15
• Напряжение питания, В - 9.

Принципиальная схема

Исследуемый сигнал подают на вход формирователя импульсов, который собран на транзисторе VT1 и элементе DD3.1, который вырабатывает электрические колебания прямоугольной формы, соответствующие частоте входного сигнала.

Эти импульсы поступают на электронный ключ DD3.2. На другой вход ключа (вывод 5 DD3.2) с управляющего устройства поступают импульсы образцовой частоты, удерживающие ключ открытым в течение 1 секунды.

В результате на выходе ключа (вывод 4 элемента DD3.2) формируются пачки импульсов, которые подаются на вход счетчика DD4 (вывод 4).

Рис. 1. Принципиальная схема цифрового частотомера на микросхемах.

Генератор образцовой частоты (рис. 1) собран на микросхеме DD1 и кварцевом резонаторе ZQ1. Импульсы с него поступают на управляющее устройство, представляющее D-триггер DD2. Триггер делит тактовую частоту на два.

Фронт входного импульса переключает триггер в единичное состояние. Происходит кратковременный сброс счетчиков DD4...DD7. На транзистор VT2 поступает сигнал низкого уровня и закрывает его, поэтому индикаторы HL1...HL4 гаснут. Разрешается работа ключа DD3.2, и импульсы поступают на вход счетчика.

Очередной импульс образцовой частоты переключает триггер DD2 в нулевое состояние. Ключ DD3.2 закрывается. Сигнал высокого уровня с вывода 2 микросхемы DD2 открывает транзистор VT2 и включает индикаторы HL1 ...HL4, которые отображают в течение 1 секунды результат измерения.

Детали

В схеме используется кварц ZQ1 на частоту 32768 Гц. Микросхемы К176ТМ2 и К176ЛА7 можно заменить на К561ТМ2 и К561ЛА7 соответственно. Вместо К176ИЕ12 можно применить К176ИЕ5, с соответствующей коррекцией схемы.

А. Зиязетдинов.

Комментарии (4):

Здравствуйте. Вопросы по схеме:
1. На схеме внизу стрелкой обозначены присоединения к выводу 7 м.схем ДД2-ДД8. Где на схеме ДД8?
2. М.схемы ДД3.1 и ДД3.2 - их две или одна с "шунтированием" выводов?
3. У м.схемы ДД7 контакт 2 остается "холостым"?
4. Не указана величина сопротивления резистора, шунтирующего контакты 1(2) и 4 м.схем ДД3.1 и ДД3.2.
5. Параметры какого элемента надо изменить, чтобы увеличить время отображения результата измерения хотя бы до 2-3 сек?
6. Какова погрешность измерений данной схемы на различных диапазонах частот?
С уважением, Алексей.

Здравствуйте, Алексей.

1. Была опечатка - исправили. Спасибо за замечание.
2. DD3.1 и DD3.2 - это два элемента одной микросхемы К176ЛА7. Входы двух оставшихся неиспользуемых элементов (ножки 8 и 9, 12 и 13) желательно подключить к общему.
3. Верно, так как в цепочке больше нет дополнительных индикаторов со счетчиком на К176ИЕ4.
4. На часовой микросхеме К176ИЕ12 собран генератор, выходы которого дают сигналы с частотой 32768, 1024, 128, 2, 1, 1/60 Гц. Для получения сигнала с частотой 2Гц (задержка 2 секунды) нужно вместо ножки 4 (S1) использовать ножку 6 (S2).
5. Эти параметры нам неизвестны, поскольку не собирали схему и не проводили измерений.

Схема подключения микросхемы К176ИЕ12 - генератор секундных и минутных импульсов:

Вопрос по схеме: какой номинал конденсаторов?

Здравствуйте.
Полярный электролитический конденсатор C4 - на 5мкФ. А для конденсаторов C1-C3 емкость указана в пикофарадах, пФ.
Также рекомендуем между общим и линией питания +9В дополнительно подключить параллельно два конденсатора: электролитический на 10мкФ и керамический на 100нФ.