Большинство любительских частотомеров строятся по типовой схеме, когда есть время счета в течении которого производится подсчет периодов за это время (при этом индикаторы обычно погашены), затем следует время индикации - время в течении которого вход декадного счетчика заблокирован и светятся индикаторы, затем следует погасание индикаторов и обнуление счетчика, и процесс циклически повторяется. Несмотря на свою распространенность такой способ измерения частоты имеет существенные недостатки.
Во-первых, весь процесс измерения, по времени, в большей степени состоит из времени счета и времени индикации, что при измерении низких частот может в сумме составлять 2-3 секунды.
Во-вторых, индикаторы постоянно мигают, что тоже не очень приятно.
Предлагаемая конструкция отличается, практически отсутствием времени индикации - индикаторы горят постоянно, но после каждого времени счета меняют свои показания.
В результате весь процесс измерения длится чуть больше одной секунды. Достигнуто это благодаря введению в каждую декаду декадного счетчика по одной четырехразрядной ячейки память. В которой до завершения цикла измерения хранится информация о результате измерения в предыдущем цикле, затем она сменяется.
Принципиальная схема показана на рисунке. Декадный счетчик шестиразрядный на D1-D18. В качестве счетчиков и ячеек памяти используются одинаковые микросхемы К561ИЕ14, в первом случае включенные в режиме счета, а во втором - в режиме предустановки.
Характеристики частотомера:1. Число разрядов индикации..................... 6
2. Диапазон измеряемых частот ........ 1 Гц-1Мгц.
3. Время цикла измерения................. 1,2 сек.
4. Чувствительность входа.............. 250 мВ.
5. Входное сопротивление................ 10 ком.Рассмотрим работу на примере младшего разряда. Устройство управления выполнено на D20 и D19. Для его функционирования на вход С D20 должны поступать импульсы частотой 8 Гц. В исходном состоянии D20 и D1 находятся в нулевом состоянии. Как только D20 переходит в состояние "1" триггер D19.3 D19.4 устанавливается в нулевое состояние и открывает открывает элемент D19.1, через который на вход С D1 поступают импульсы от входного формирователя на VT1 и VT2.
Это продолжается до тех пор, пока D20 не досчитает до "9". В этот момент триггер устанавливается в единичное состояние и закрывает элемент D19.1. Импульсы на вход D1 больше не поступают. В это же время положительный импульс с вывода 11 D20 поступает на вывод 1 D2 и включает режим предустановки счетчика D2. В результате код с выходов D1 "копируется" на выходы D2, и будет там оставаться неизменным до второго поступления импульса на этот вывод.
Затем, спустя очень небольшое время (время зарядки С1 через R43) счетчик D1 устанавливается в нулевое состояние. Как только D20 снова вернется в состояние "1" процесс повториться.
Таким образом сокращается более чем вдвое время всего измерительного процесса и исключаются мигания светодиодных индикаторов.
Для получения частоты 8 гц, необходимой для работы у-тройства управления, служит мультивибратор на микросхеме ТТЛ - D21 - К155ЛАЗ, частота которого (8 мгц) стабилизирована кварцевым резонатором, затем следует ТТЛ делитель на 10 - D22 - К155ИЕ2 и еще пять десятичных делителей на микросхемах D23-D27 - К561ИЕ8. Применение микросхем ТТЛ вызвано тем, что серия К561 плохо работает на частотах более 3 мгц. Возможно применение более распространенного резонатора на 4 мгц, но для этого нужно один из счетчиков D22-D27 включить по схеме деления на пять.
Все микросхемы частотомера смонтированы на одной макетной печатной плате размерами 240X160мм с разводкой только по цепям питания и площадками под каждый вывод микросхемы (такие платы несколько лет назад имелись в широкой продаже и даже высылались наложенным платежом). Все остальные соединения выполнены монтажным проводом МГТФ 0,12 в соответствии со схемой.
В процессе настройки нужно учитывать, что некоторые экземпляры счетчиков серии К561, ввиду своих технологических особенностей или по причине брака, имеют паразитные очень короткие, импульсы на некоторых выходах ("волосы"), которые возникают каждый раз весьма не кстати и могут полностью "сбивать" работу шестидекадного счетчика, особенно на частотах вблизи 1Мгц.
Если такая неприятность имеется нужно на выходе переноса "Р0" соответствующего "волосатого" счетчика поставить между этим выходом и общим проводом конденсатор типа КМ на 10-56 пф, подобрав его емкость эксперементально. При этом "волосатость" исчезнет либо совсем, либо её уровень не будет доставать до единичного порога. Крайне редко попадаются микросхемы К561ИЕ14 с "волосами" даже на выводах 6, 11, 14 и 2. Бороться с неприятностью можно таким же способом, но лучше такие микросхемы по возможности не использовать.
Тоже самое может потребоваться если счетчики D23-D27 будут делить неправильно (на выходе не 8 гц). Здесь нужно ставить конденсатор между выводом 12 и общим проводом. Источник питания - стабилизированный на напряжение 5В. Семисегментные светодиодные индикаторы могут быть любого типа, важно чтобы с общим анодом.
Микросхемы серии К176 применять не рекомендуется, либо нужно увеличивать напряжение питания до 9В и вводить цепи согласования по напряжениям для микросхем ТТЛ, поскольку микросхемы К155 и KP514 могут питаться напряжением не более 5В.
