Прямоугольные импульсы измеряемой частоты поступают на вход Ci интегральной микросхемы HMCi, делящей частоту входного сигнала на 10. В течение первых восьми тактов измеряемой частоты сигнал с выхода 8 (вывод 11] ИМС, проинвертированный элементом ЯМСгб, разрешает прохождение на вход счетчика, собранного на микросхемах ИМСб-ИМСд, стабильной частоты 31,25 кГц (рис. 105). Эта частота получается в результате деления частоты кварцевого генератора 500 кГц на 16 в интегральной микросхеме ИМСъ. Девятый тактовый импульс, дешифрированный элементом ИМСзл, производит запись результата счета из счетчика ИМСе-ИМСд в регистр памяти на статических триггерах ИМСю-HMCiz. Выходной сигнал с регистра памяти поступает на дешифраторы ИМСи-ИМСп и с них -на индикаторные лампы Лх-Л. Десятый импульс, дешифрированный элементом ИМСз, производит сброс показаний счетчика.

ЧЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛ iii\nsuisii\njrii\rLrir

1 XJ-n-J~LJ~b-r-J-- r~L- 5 J-1 \ I-

, Уст.О I-1 I I

имс-п ill iiiiiiiiiiMiiiiiiiiiiiiiiilii -

Рис. 105. Временная диаграмма работы частотомера

Для получения режима вычитания сброс счетчика производится в состоя-яие 9999, для чего использованы соответствующие входы интегральных микросхем К155ИЕ2. Счетные импульсы, поступающие на вход счетчика, последовательно переводят его из этого состояния в состояния 0000, 0001, 0002 и т. д. ,Катоды индикаторов подключены к выходам дешифраторов в порядке, противоположном обычному: к выходу О подключен катод Р, к выходу 1 - катод 8 т. д. В результате состоянию счетчика 9999 соответствует индикация 0000, состоянию 0000 - 9999, 0001 -9998 и т. д.

При частоте сети точно 50 Гц период одного колебания составит 20 мс, иериод восьми колебаний ~ 160 мс. За 160 мс на вход счетчика поступит 81,25X160 = 5000 импульсов, счетчик установится в состояние 4999, а на индикаторных лампах загорится число 50,00 Гц. Если частота сети уменьшится, например, до 49,95 Гц, период колебаний станет равным 20,02 мс и за восемь периодов на вход счетчика поступит 5005 импульсов. В результате счетчик установится в состояние 5004, а на индикаторных лампах появится число 49,95 Гц. При больших отклонениях измеряемой частоты от 50 Гц возникает ошибка, всегда в сторону уменьшения показаний относительно истинного значения.

Точно измеряемую частоту F можно определить по результату измерения

и по следующей формуле: .Г==2500/(100-fn). Практически при отклонении частоты относительно номинала менее чем на 0,5 Гц ошибка измерения мала и ее можно не учитывать. Если частота отклоняется на 0,7 Гц, показания частотомера следует увеличить на 0,01 Гц, если на 1 Гц, -на 0,02 Гц, и вообще, при отклонении частоты на АГ (Гц) показания следует увеличить на 0,02(Af)2 (Гц). Этим соотношением следует пользоваться при отклонении частоты от номинала не более чем на 3 Гц. При больших отклонениях использование описываемого частотомера нецелесообразно. Таким образом, частотомер позволяет проводить измерения частоты сети 50 Гц±6% с погрешностью, не превышающей 0,01 Гц. Периодичность измерений -5 раз в секунду.

В качестве источника питания можно использовать соответствующий блок описанного выше частотомера, настроив его на выходное напряжение 5 В и намотав на трансформаторе дополнительную обмотку из 26 витков провода ПЭВ-1 0,1,

Периодичность измерений можно увеличить, уменьшив число тактов, в течение которых происходит счет, и соответственно увеличив частоту импульсов заполнения. Однако это может привести к появлению дополнительной погрешности измерений, особенно при наличии помех в сети.

Частоту кварцевого генератора можно также уменьшить, соответственно уменьшив количество используемых в интегральной микросхеме ИМСь триггеров. Однако уменьшение частоты генератора менее 250 кГц нежелательно, так как приводит к появлению ошибки, связанной с произвольным соотношением фаз частоты сети и кварцевого генератора. В данном случае эта ошибка сведена к минимуму за счет установки триггеров интегральной микросхемы ИМСъ в О перед началом счета.

Транзистор Ti - любой маломощный кремниевый высокочастотный структуры п-р-п, диоды Д1 и Дг -любые кремниевые маломощные. Интегральные микросхемы серии К155 можно заменить аналогичными серии К133.

Частотомер, собранный без ошибок из исправных деталей, не требует налаживания. Конденсатор С5 устанавливают лишь при самовозбуждении генератора на конструктивной емкости кварца. Если, однако, частотомер не работает, следует проверить работу формирователя, кварцевого генератора, наличие на соответствующих выходах интегральных микросхем импульсов в соответствии с рис. 105. Работу счетчика можно проверить, подавая на вход Ci ИМСб импульсы частотой 1-10-100-100 Гц от любого генератора (можно использовать мультивибратор по схеме рис. 82, изменив в нем емкости конденсаторов). Для наблюдения за состояниями интегральных микросхем счетчика выходной регистр следует перевести в режим повторителя, отключив шину Запись от выхода ИМС35 и подключив ее к плюсу питания через резистор сопротивлением 1 кОм. Вход сброса счетчика следует отключить от выхода ИМСгг и заземлить. При отключении от общего провода входа сброса на индикаторах должны загореться нули. При заземлении входа сброса и подаче счетных импульсов показания должны изменяться, как это было указано выше, т. е. 0000, 9999, 9998 и т. д.

ЩУПЫ для НАЛАЖИВАНИЯ ЦИФРОВЫХ УСТРОЙСТВ

ЩУПЫ ДЛЯ ИНДИКАЦИИ ЛОГИЧЕСКИХ УРОВНЕЙ

Налаживание цифровых устройств обычно производят при помощи генератора и осциллографа (см. рис. 82) Генератор нередко входит в состав проверяемого устройства, а громоздкий осциллограф в ряде случаев может быть заменен щупом, индицирующим логические уровни в проверяемом узле, наличие импульсов и их скважность и даже временное расположение импульсов.

Простейшие щупы позволяют определять логические уровни в проверяемом устройстве.

итзт

Rly f гЧ о

610

Рис. 106. Схема простейшего щупа на транзисторах

ШЩ ИТ361Г

Рис 107. Щуи с использованием семисегментного индикатора

Схема одного из них показана на рис. 106. Питание на щуп подается от исследуемого устройства. Если вход щупа никуда не подключен, все транзисторы закрыты, светодиоды Дх и Дг не горят. На эмиттер Т2 с делителя R2-R4 лоступает напряжение около 1,8 В, на базу 7i - около 1,2 В. Если на щуп подать напряжение выше 2,5 В, напряжение база-эмиттер превысит 0,7 В, транзистор откроется и своим коллекторным током откроет 7з. Светодиод Дх зажжется, индицируя состояние логической 1. Ток коллектора Т2, примерно равный току его эмиттера, ограничивается резисторами R3, Ri, При превышении входного напряжения 4,6 В, что может произойти при проверке элементов с открытым коллектором, транзистор Т2 входит в насыщение. Большая часть тока эмиттера 7г ответвится в цепь его базы и, если не ограничить ток базы 7г резистором Rx, транзистор закроется, диод Дх погаснет. При снижении напряжения на входе ниже 0,5 В открывается транзистор Тх, его коллекторный ток открывает Т4, зажигается Дг, индицируется состояние 0. Коллекторный ток Тх ограничивается резистором R5. Ток эмиттера Тх, нагружающего исследуемое устройство в состоянии О, составляет около 1,2 мА, ток базы Гг в состоянии 1-30 мкА, что менее входных токов одной нагрузки интегральных микросхем серий К133 и К155.

Резистором Re устанавливают яркость свечения светодиодов Дх и Дг. Если использовать для индикации О и 1 светодиоды разного цвета и с разными номинальными токами (например, АЛ102Б и АЛ102В), каждый из них необходимо включить последовательно со своим резистором.

Подбором резисторов R2-4 можно установить необходимые пороги зажигания светодиодов. Транзисторы, используемые в щупе, должны быть обязательно кремниевыми, практически любого типа соответствующей структуры. Для Тх и Гг Лг1Э Должен быть более 30, для Гз, Г4 желателен больший коэффициент передачи тока, но достаточен и равен 30. Чем больше коэффициент /121 э транзисторов Гз, Г4, тем резче пороги зажигания светодиодов.

При наличии семисегментного полупроводникового индикатора АЛ304Г можно сделать работу со щупом более удобной -он будет индицировать цифру О или 1 в соответствии с логическим состоянием контролируемого узла устройства. Схема такого щупа приведена на рис. 107. Транзисторы Гз и Г4 работают так же, как и в предыдущем щупе: при превышении на входе напряжения -Ь2,5 В включается транзистор Г4 и на общий анод сегментов индикатора Дх подается напряжение -Ь5 В. Так как катоды b я с через резистор подключены к общему проводу (-5 В), они зажигаются, индицируя цифру 1.

Несколько необычным является включение транзисторов Тх я Гг. Если между эмиттерами транзисторов приложить напряжение 1,3-1,4 В, транзисторы открываются. Поскольку базовые токи транзисторов равны между собой, токи коллекторов пропорциональны коэффициентам передачи тока. Если подобрать транзисторы Tl и Гг с одинаковыми коэффициентами /1213 . то и токи их коллекторов будут одинаковыми.

Таким образом, если на входе щупа напряжение будет ниже 0,5 В, транзисторы Тх я Гг открываются, открывая своими коллекторными токами транзисторы Г4 и Г5. Транзистор Г4 подает напряжение -Ь5 В на анод индикатора, зажигаются сегменты h я е. Транзистор Г5 зажигает сегменты а, d, е, f, в результате индицируется цифра 0. Ток эмиттера Гг ограничивается резистором R2, следовательно, ограничивается и ток коллектора Гг и примерно равный ему ток коллектора Тх.

Подбором резисторов Ri я R5 можно менять яркость свечения индикатора, подбором .2 и -3-устанавливать необходимые пороги зажигания цифр. Так как пороги зажигания в этом щупе жестко связаны между собой, для раздельной регулировки каждого из них делитель i/?2-можно дополнить еще одним резистором, как в предыдущем щупе.

Требования к транзисторам такого щупа те же, что и для предыдущего (/i2i >30), однако коэффициенты передачи тока Тх я Гг должны различаться

не более чем на 20%.

Детали щупа можно смонтировать на печатной плате размером 8X90 мм из фольгированного стеклотекстолита толщиной 0,5 мм (рис. 108). Левые (по рисунку) выводы резисторов R4 я Rs подпаивают к печатным проводникам по обеим сторонам платы, выводы остальных деталей-к какой-либо одной сторо-