Радиомастер гид в мире электроники » Схемы » Измерительная техника » Частотомер - цифровая шкала с динамической индикацией
Информация к новости
  • Просмотров: 49475
  • Добавил: Kail
  • Дата: 15 января 2011
15 января 2011

Частотомер - цифровая шкала с динамической индикацией

Категория: Схемы » Измерительная техника

Для простейшего варианта устройства с верхней границей рабочих частот в 30 Мгц., принципиальная схема ЧМ/ЦШ состоит из базового модуля, с подключенным к его счетному входу входным формирователем.

Схема частотомера - цифровой шкалы приведена на рисунке:

Частотомер - цифровая шкала с динамической индикацией


Работа устройства в режиме частотомера

При включении питания, устройство автоматически переходит в тот режим, в котором оно работало ранее (до последнего выключения питания).
Если это был режим частотомера, то в крайнем левом разряде индикатора высветится признак режима частотомера "F.".
В младшем разряде индикатора высветится "0", а остальные разряды будут погашены.
Частотомер автоматически перейдет в режим измерения частоты с временем измерения
1 сек. (по умолчанию) и после этого, будет находиться в режиме ожидания.
При подаче на вход частотомера сигнала с измеряемой частотой, признак режима частотомера "F." гасится (при этом 8-й разряд включается в работу по отображению значения измеряемой частоты), и индикатор отобразит значение измеряемой частоты в килогерцах (относительно десятичной точки).
При этом будет отображаться только полезная информация, а разряды, которые ее не содержат, будут погашены.
Если на момент включения питания, на входе частотомера присутствует измеряемый сигнал, то, после включения питания, признак работы частотомера "F.", высветится в течение 1-й секунды, а затем погаснет.
Для того чтобы перейти на время измерения 0,1 сек. или 10 сек., необходимо нажать либо кнопку № 1, либо одновременно нажать кнопку № 1 и кнопку № 2 соответственно (см. раскладку клавиатуры для режима частотомера), затем дождаться изменения положения десятичной точки, после чего отпустить кнопку (кнопки).
Если после этого необходимо вернуться к времени измерения 1 сек., то необходимо нажать кнопку № 2 и дождаться изменения положения десятичной точки, после чего отпустить кнопку.
Для любого времени измерения десятичная точка отмечает килогерцы.
Если перед выключением питания происходила работа в режиме частотомера, то при следующем включении питания установится этот же режим, а время измерения установится по умолчанию (1 сек.).

Раскладка клавиатуры режима частотомера


Частотомер - цифровая шкала с динамической индикацией


Работа устройства в режиме цифровой шкалы
Если перед выключением питания происходила работа в режиме цифровой шкалы, то при следующем включении питания будет установлен именно этот режим, а внутри режима цифровой шкалы будет установлен именно тот подрежим ("минус ПЧ" или "плюс ПЧ"), в котором происходила работа до последнего выключения питания.
Признаки подрежимов цифровой шкалы ("L." или "H." соответственно) будут постоянно высвечиваться в левом (старшем) разряде индикатора.
При отсутствии сигнала на входе цифровой шкалы (частотомер и цифровая шкала имеют общий вход), индикатор будет показывать значение записанной в энергонезависимую память PIC контроллера промежуточной частоты, а при его наличии - результат вычитания или сложения частоты сигнала, присутствующего на входе цифровой шкалы, и значения промежуточной частоты, записанной в энергонезависимую память PIC контроллера.
Так же, как и в режиме частотомера, в этих подрежимах режима цифровой шкалы, разряды индикатора, не содержащие полезной информации, будут погашены.
В режиме цифровой шкалы, время измерения (подсчета импульсов) составляет 0,1 сек. (погрешность измерения 10 Гц.) и изменить его нельзя.
При использовании времени измерения 0,1 сек. (это относится также и к работе в режиме частотомера с временем измерения 0,1 сек.), для облегчения визуального восприятия показаний прибора, негативный эффект мерцаний показаний индикатора ослабляется.
Режим цифровой шкалы имеет 4 подрежима (см. раскладку клавиатуры режима цифровой шкалы).
При нажатии на кнопку № 1 происходит переход в подрежим "минус ПЧ".
При этом, в левом разряде индикатора, высветится признак подрежима "L.".
При нажатии на кнопку № 2 происходит переход в подрежим "плюс ПЧ".
При этом, в левом разряде индикатора, высветится признак подрежима "H.".
В процессе "прошивки" PIC контроллера, в его энергонезависимую память записывается значение промежуточной частоты = 5,5 мГц., но впоследствии, пользователь может самостоятельно записать в нее любое значение частоты (в пределах рабочего диапазона частот) и использовать ее в качестве промежуточной.
Для выполнения этой процедуры необходимо подать на вход цифровой шкалы внешний сигнал (например, от генератора стандартных сигналов) с частотой, которая далее будет использоваться в качестве промежуточной.
Проконтролировать значение этой частоты можно, перейдя в режим частотомера (переходы между режимами будут описаны ниже).
Убедившись в том, что на вход устройства поступает сигнал с требуемой частотой, необходимо перейти в режим цифровой шкалы, затем одновременно нажать кнопку № 1 и кнопку № 2 и держать их в нажатом состоянии до тех пор, пока все разряды индикатора не окажутся погашенными.
После этого кнопки нужно отпустить.
В индикаторе высветится значение будущей промежуточной частоты, заложенное в оперативную память при помощи одномоментной записи.
По этой причине, значение будущей промежуточной частоты в разрядах индикатора фиксируется (не меняется), и можно не спеша сравнить его с тем значением частоты, которое требуется записать в энергонезависимую память в качестве промежуточной.
Примечание: так как процедура записи значения промежуточной частоты, в энергонезависимую память PIC контроллера, будет использоваться достаточно редко, я не стал перегружать программу командами процедуры гашения незначащих нулей в разрядах оперативной памяти, и поэтому, при индикации содержимого оперативной памяти будут высвечиваться все разряды индикатора (незначащие нули не гасятся).
Если значение содержимого оперативной памяти (будущая ПЧ) Вас устраивает, то можно записать его в энергонезависимую память PIC контроллера.
Для этого еще раз нажимаются обе кнопки.
Их необходимо держать в нажатом состоянии до появления признака окончания записи в энергонезависимую память ("F" в младшем разряде индикатора), а затем отпустить.
В зависимости от того, какая кнопка была отпущена последней, в старшем разряде индикатора высветится признак подрежима цифровой шкалы "L." или "H.", незначащие разряды будут погашены, а в остальных разрядах будет индицироваться результат вычитания или сложения установленной промежуточной частоты и измеряемой частоты.
Если установившийся подрежим не тот, который нужен, ничто не мешает переключиться на другой подрежим.
Остается только подключить вход цифровой шкалы к выходу гетеродина или синтезатора частот.
Если значение будущей промежуточной частоты Вас не устраивает (неточное значение), то необходимо завершить процедуру записи этого значения промежуточной частоты в энергонезависимую память (иначе нельзя будет переключиться в режим частотомера).
После появления признаков подрежимов "L." или "H.", необходимо перейти в режим частотомера, скорректировать в этом режиме значение будущей промежуточной частоты, вернуться в режим цифровой шкалы и повторить процедуру записи значения промежуточной частоты в энергонезависимую память PIC контроллера (см. выше).
Количество такого рода манипуляций не ограничено.

Раскладка клавиатуры режима цифровой шкалы


Частотомер - цифровая шкала с динамической индикацией


Переключение режимов "частотомер" - "цифровая шкала"

Режимы работы переключаются кнопкой № 1.
При смене режима работы, меняется раскладка клавиатуры (см. выше).
Если кнопка № 1 находится в нажатом состоянии меньше определенного времени, то переключения в другой режим не происходит и кнопка № 1 может либо устанавливать время измерения 0,1 сек. (в режиме частотомера), либо включать подрежим "минус ПЧ" (в режиме цифровой шкалы).
Если этот порог превышен, происходит переключение в другой режим.
Величина этого порога - около 4 сек., и этот интервал времени отсчитывается с момента окончания цикла счета, приходящегося на момент нажатия кнопки № 1.
Следовательно, пока этот цикл счета не закончится, отсчет 4-х секундного интервала времени производиться не будет.
Таким образом, быстрее всего переключение режимов будет производиться при установке времени измерения 0,1 сек.
Так как в режиме цифровой шкалы используется только это время измерения, то переход из режима цифровой шкалы в режим частотомера или переход из режима частотомера (установлено время измерения 0,1 сек.) в режим цифровой шкалы займет не более 4,1 сек..
При установке других пределов измерения, время перехода из режима частотомера к режиму цифровой шкалы займет:
если установлено время измерения 1 сек. - не более 5 сек.,
если установлено время измерения 10 сек., - не более 14 сек.,
Если время измерения составляет 10 сек., то в худшем случае придется подождать 14 сек., а в лучшем случае - 4 сек. Это будет зависеть от того, на какой момент времени, внутри текущего цикла измерения, приходится момент замыкания контактов кнопки № 1.
На практике процесс переключения режимов работы выглядит так:
Если необходимо перейти в другой режим работы, кнопка № 1 нажимается и удерживается до тех пор, пока не произойдет смена режима работы, после чего отпускается.
Определение факта переключения производится по признакам режимов.
Примечание: если после включения питания установился ранее запрограммированный режим частотомера и первой операцией, после включения питания, является переход в режим цифровой шкалы, то переход осуществлен не будет до тех пор, пока не будет произведена одна (любая) операция с клавиатурой (кнопками).
Это означает то, что, в этом случае, необходимо кратковременно нажать и отжать любую из кнопок и только после этого переходить в режим цифровой шкалы.
Если этого не знать, то переход произойдет только после второго нажатия кнопки № 1, а в течение первого нажатия просто ничего происходить не будет и можно напрасно прождать.
После перехода в режим цифровой шкалы по двойному нажатию, дальнейшие переходы между режимами, вплоть до выключения питания, происходят в одно нажатие.
Если после включения питания установился ранее запрограммированный режим цифровой шкалы, все переходы между режимами (и во всех случаях) происходят в одно нажатие.
Таким образом, переход между режимами по двойному нажатию происходит только в единственном случае (см. выше) и не более чем 1 раз за одно включение питания.

Схема входного формирователя частотомера - цифровой шкалы приведена на рисунке:

Частотомер - цифровая шкала с динамической индикацией


Дополнительные замечания по схеме
Снизить энергопотребление можно, увеличив номиналы резисторов, соединяющих выводы порта В с индикатором.
В моем частотомере они имеют номинал 1 ком, и яркость свечения индикаторов меня устраивает (это, конечно, мое субъективное мнение, у кого-то оно может быть другим).
Что касается индикатора, то указанный в схеме А.Денисова индикатор АЛС318 применять вряд ли стоит: размер цифр маленький и вообще ему место в музее.
Я использовал 9-разрядный светодиодный индикатор от телефонного аппарата с АОН, с общим катодом и красным цветом свечения, что и другим советую.
В моем частотомере, кроме питания от сети, имеется также и батарейное питание (аккумуляторы НМГ емкостью 1А/ч).

Печатная плата устройства приведена на рисунке:

Частотомер - цифровая шкала с динамической индикацией

Фотографии собранного Устройства (любезно предоставил vanchellos):

 

Частотомер - цифровая шкала с динамической индикацией
Частотомер - цифровая шкала с динамической индикацией
Частотомер - цифровая шкала с динамической индикацией
Частотомер - цифровая шкала с динамической индикацией
Частотомер - цифровая шкала с динамической индикацией

 

Прошивки для микроконтроллера PIC16F84A

в HEX формате: Вы не можете скачивать файлы с нашего сервера
в формате программы ProgCode: Вы не можете скачивать файлы с нашего сервера

в HEX формате: Вы не можете скачивать файлы с нашего сервера
в формате программы ProgCode: Вы не можете скачивать файлы с нашего сервера

Прошивки для микроконтроллера PIC16F628A

в HEX формате: Вы не можете скачивать файлы с нашего сервера
в формате программы ProgCode: Вы не можете скачивать файлы с нашего сервера

в HEX формате: Вы не можете скачивать файлы с нашего сервера
в формате программы ProgCode: Вы не можете скачивать файлы с нашего сервера

 

Печатная плата формата .lay

chastotomer.rar - 10 KB (Любезно предоставил пользователь vanchellos)

 

Это варианты "на все случаи жизни".
При отсутствии сигнала, должен индицироваться 0.
Пример: Вы собрали ЧМ/ЦШ с "прошивкой" Kea3b.hex, и при отсутствии сигнала, индицируется число 255, а не 0.
Действие: меняете "прошивку" Kea3b.hex на Kea3b_1.hex.
Еще один пример: Вы собрали ЧМ/ЦШ с "прошивкой" Kea3b_1.hex, и при отсутствии сигнала, индицируется число 1, а не 0.
Действие: меняете "прошивку" Kea3b_1.hex на Kea3b.hex.
То же самое относится и к программам Kea628a.hex и Kea628a1.hex.


Автор конструкции: Корабельников Евгений Александрович
Город: Липецк
Связаться с автором можно по email (указан на схеме)
Сайт автора: http://ikarab.narod.ru Самоучитель по программированию PIC микроконтроллеров для начинающих
Источник: progcode.narod.ru


<
shpuntic12

16 января 2011 14:13

Информация к комментарию
  • Группа: Специалист
  • ICQ:
  • Регистрация: 25.04.2010
  • Статус: Пользователь offline
  • Публикаций: 0
  • Комментариев: 9
Замечательная вещь! smile


Награды:
+1
<
ur5kby

18 января 2011 11:15

Информация к комментарию
  • Группа: VIP
  • ICQ:
  • Регистрация: 20.09.2010
  • Статус: Пользователь offline
  • Публикаций: 20
  • Комментариев: 19
Да , для своего времени штучка была неплохой, часто выручала. Есть и недостатки. "шумная" , зело. А так, как ЦШ применяется именно в связной аппаратуре, то этот минус самый большой.
Не очень удобное меню. Чего стоит только, запись ПЧ с помощью стороннего генератора.
Применение внешнего входного делителя на более высокие частоты требует смещения точки на индикаторе. И , если в прошивке от Александра Денисова (RA3RBE), это решаемо и программно и аппаратно, то с прошивкой от Карабельникова это вообще не решаемо. (программно- нет исходника, аппаратно-"блуждение" точки по трем разрядам ). Кстати, я и програмить начал, когда много лет назад, г. Корабельников, отказался помочь с решением именно этой проблемы smile .
Схемное решение жестко привязано к индикаторам с ОК. Это, удручает. Применение , вместо дешифратора ИД7 сдвигового регистра ИР8, 74HC595... позволило-бы применять и индикатор с ОА.
Это все, не критика, а мысли в слух о улучшении стОящей конструкции. У меня уже и плата разведена под 74HC595, вместо ИД7 (кстати, задествован и 1 разряд индикатора! ), и идеи есть по меню (вплоть до применения кооф. пересчета внешнего делителя и программной коррекции показаний), да проблема №1, "шумность", гасит все вдохновение :( .



Награды:
+1
<
Sazon

14 марта 2012 20:27

Информация к комментарию
  • Группа: Радиолюбитель
  • ICQ:
  • Регистрация: 3.02.2012
  • Статус: Пользователь offline
  • Публикаций: 0
  • Комментариев: 1
ПОМОГИТЕ ЧАЙНИКУ!!!
Собрал схему. Сразу вопрос по печатной плате - что за кондёр С2 ? Собирал на PIC16F84A. Прошивку взял отсюда - http://radiomaster.com.ua/engine/download.php?id=217 . При включении горят все индикаторы. При подаче сигнала нет изменений. В чём дело? Помогите, пожалуйста!!!


Награды:
0
<
vanchellos

13 апреля 2012 18:18

Информация к комментарию
  • Группа: Радиолюбитель
  • ICQ: 412116036
  • Регистрация: 14.11.2010
  • Статус: Пользователь offline
  • Публикаций: 0
  • Комментариев: 6
Sazon,проверь на плате может нечайно соплю ляпнул, особенно то место где идут выводы на индикаторы


Я собрал на pic16f628a было на всех индикаторах -------- (черточки), присмотрелся ляпнул. Сейчас все работает




ur5kby,Какая шумность? По подробнее можеш рассказать.


Награды:
0
<
ur5kby

1 мая 2012 03:40

Информация к комментарию
  • Группа: VIP
  • ICQ:
  • Регистрация: 20.09.2010
  • Статус: Пользователь offline
  • Публикаций: 20
  • Комментариев: 19
Унылая "шумность". Динамическая индикация создаёт на входе связной аппаратуры цифровой шум, маскирующий слабые станции.


Награды:
0
<
sdrbuild

2 мая 2012 16:10

Информация к комментарию
  • Группа: Радиолюбитель
  • ICQ:
  • Регистрация: 2.05.2012
  • Статус: Пользователь offline
  • Публикаций: 0
  • Комментариев: 1
может у кого файл платы есть-заранее благодарю


Награды:
0
<
vanchellos

18 мая 2012 12:18

Информация к комментарию
  • Группа: Радиолюбитель
  • ICQ: 412116036
  • Регистрация: 14.11.2010
  • Статус: Пользователь offline
  • Публикаций: 0
  • Комментариев: 6
sdrbuild, у меня есть рабочяя. Куда выслать?


Награды:
0
<
Kail

18 мая 2012 14:12

Информация к комментарию
  • Группа: Администратор
  • ICQ:
  • Регистрация: 5.06.2009
  • Статус: Пользователь offline
  • Публикаций: 7055
  • Комментариев: 131
vanchellos, закинь сюда http://files.radiomaster.com.ua/


Награды:
0
<
vanchellos

19 мая 2012 09:36

Информация к комментарию
  • Группа: Радиолюбитель
  • ICQ: 412116036
  • Регистрация: 14.11.2010
  • Статус: Пользователь offline
  • Публикаций: 0
  • Комментариев: 6


Награды:
0
<
iframe

28 мая 2012 23:13

Информация к комментарию
  • Группа: Радиолюбитель
  • ICQ:
  • Регистрация: 23.04.2012
  • Статус: Пользователь offline
  • Публикаций: 0
  • Комментариев: 1


Награды:
0
<
pashka1993

16 октября 2012 01:24

Информация к комментарию
  • Группа: Радиолюбитель
  • ICQ: 23434
  • Регистрация: 3.10.2012
  • Статус: Пользователь offline
  • Публикаций: 0
  • Комментариев: 4
хочу вот собрать данный девайс и индикатор алс318 нигде не нашел...
подскажите пожалуста можно ли алс318 заменить на E90361-L-F ???


Награды:
0
<
vanchellos

23 октября 2012 11:23

Информация к комментарию
  • Группа: Радиолюбитель
  • ICQ: 412116036
  • Регистрация: 14.11.2010
  • Статус: Пользователь offline
  • Публикаций: 0
  • Комментариев: 6
pashka1993 Думаю что можно любой LED индикатор с общим катодом


Награды:
0
<
pashka1993

24 октября 2012 02:13

Информация к комментарию
  • Группа: Радиолюбитель
  • ICQ: 23434
  • Регистрация: 3.10.2012
  • Статус: Пользователь offline
  • Публикаций: 0
  • Комментариев: 4
будем пробовать.
а подскажите пожалуйста ещё что собрано на фотографии навесным монтажём???

буду пробовать...
а вот ещё подскажите пожалуйста что на фотографии собрано навесным монтажём???
и ещё не понимаю как осуществляется питание, т.к. надо питать микросхему 5v и входной формирователь 9...12v ???


Награды:
0
<
vanchellos

11 ноября 2012 13:50

Информация к комментарию
  • Группа: Радиолюбитель
  • ICQ: 412116036
  • Регистрация: 14.11.2010
  • Статус: Пользователь offline
  • Публикаций: 0
  • Комментариев: 6
pashka1993, Это собрано кварцевый генератор на к155ла3. Я его спаял для проверки частотомера.


Награды:
0
<
pashka1993

6 декабря 2012 02:26

Информация к комментарию
  • Группа: Радиолюбитель
  • ICQ: 23434
  • Регистрация: 3.10.2012
  • Статус: Пользователь offline
  • Публикаций: 0
  • Комментариев: 4
Помогите пожалуйста что за конденсатор С2 ? какой номинал?
на принципиальной схеме его нету.


Награды:
0
<
bori48

5 марта 2013 08:10

Информация к комментарию
  • Группа: Радиолюбитель
  • ICQ:
  • Регистрация: 5.03.2013
  • Статус: Пользователь offline
  • Публикаций: 0
  • Комментариев: 2
Скажите,какие параметры входного сигнала по напряжению?


Награды:
0

Добавление комментария

Имя:*
E-Mail:*
Введите два слова, показанных на изображении: *

Друзья и партнеры:

Архив новостей

Декабрь 2016 (1)
Ноябрь 2016 (1)
Сентябрь 2016 (3)
Июнь 2016 (1)
Май 2016 (1)
Апрель 2016 (1)
^
 
-->