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Contadores e divisores de frequência. Rádio - para iniciantes
Diretório / Rádio - para iniciantes Os contadores de pulso são componentes indispensáveis de relógios eletrônicos, microcalculadoras, frequencímetros e muitos outros instrumentos e dispositivos de tecnologia digital. Eles são baseados em gatilhos com uma entrada de contagem. De acordo com a lógica de ação e finalidade funcional, os contadores de pulso são divididos em contadores digitais e divisores de frequência. O primeiro deles é geralmente referido simplesmente como contadores. O contador de pulsos de um bit mais simples pode ser um flip-flop JK e um flip-flop D operando no modo de contagem. Ele conta os pulsos de entrada módulo 2 - cada pulso muda o flip-flop para o estado oposto. Um trigger conta até dois, dois conectados em série contam até quatro, n triggers contam até 2n pulsos. O resultado da contagem é formado em um determinado código, que pode ser armazenado na memória do medidor ou ser lido por outro dispositivo de tecnologia de decodificador digital. Na fig. 1a mostra um diagrama de um contador de pulsos binário de três dígitos construído em um flip-flop K155TB1 JK.
Monte esse contador em uma placa de ensaio e conecte indicadores de LED (ou transistor - com uma lâmpada incandescente) às saídas diretas dos gatilhos, como você fez antes. Aplicar do gerador de teste à entrada A partir do primeiro disparo do contador, uma série de pulsos com taxa de repetição de 1 ... 2 Hz e, utilizando os sinais luminosos dos indicadores, traçar gráficos de operação do contador. Se no momento inicial todos os gatilhos do contador estavam no estado zero (você pode definir o botão "Set 1" switch SB0 aplicando uma tensão de baixo nível à entrada R dos gatilhos), então pelo decaimento do primeiro pulso (Fig. 1, b), o gatilho DD1 mudará para um único estado, um alto nível de tensão aparecerá em sua saída direta (Fig. 1, c). O segundo pulso mudará o gatilho DD1 para o estado zero e o gatilho DD2-B mudará para um único estado (Fig. 45, d). No declínio do terceiro pulso, os gatilhos DD1 e DD2 estarão em um único estado, e o gatilho DD3 ainda estará em zero. O quarto pulso mudará os dois primeiros gatilhos para o estado zero e o terceiro para o estado único (Fig. 1e). O oitavo pulso mudará todos os triggers para o estado zero. No declínio do nono pulso de entrada, o próximo ciclo do contador de pulsos de três dígitos começará. Estudando os gráficos, é fácil ver que cada bit sênior do contador difere do bit júnior pelo dobro do número de pulsos de contagem. Portanto, o período de pulsos na saída do primeiro gatilho é 2 vezes maior que o período dos pulsos de entrada, na saída do segundo gatilho - 4 vezes, na saída do terceiro gatilho - 8 vezes. Na linguagem da tecnologia digital, esse contador opera no código de peso 1-2-4. Aqui, o termo "peso" refere-se à quantidade de informações recebidas pelo contador após definir seus gatilhos para zero. Em dispositivos e instrumentos de tecnologia digital, os mais utilizados são contadores de pulso de quatro dígitos operando no código de peso 1-2-4-8. Os divisores de frequência contam os pulsos de entrada até um determinado estado especificado pelo coeficiente de contagem e, em seguida, formam o sinal de comutação do gatilho e o estado zero, começam a contar os pulsos de entrada novamente até o coeficiente de contagem especificado, etc. Para um exemplo na fig. 2 mostra o esquema e os gráficos do divisor com um fator de contagem de 5, construído em flip-flops JK.
Aqui você tem um contador binário de três dígitos suplementado com um elemento lógico 2nd-NOT DD4.1, que define o fator de contagem 5. Acontece assim. Com os primeiros quatro pulsos de entrada (após zerar os triggers com o botão SB1 "Set 0"), o dispositivo funciona como um contador de pulsos binário normal. Ao mesmo tempo, um nível de baixa tensão opera em uma ou ambas as entradas do elemento DD4.1, de modo que o elemento está em um único estado. No declínio do quinto pulso, um nível de alta tensão aparece na saída direta do primeiro e terceiro gatilhos e, portanto, em ambas as entradas do elemento DD4.1, alternando este elemento lógico para o estado zero. Neste momento, um pulso curto de baixo nível é formado em sua saída, que é transmitido através do diodo VD1 para a entrada R de todos os flip-flops e os muda para o estado zero inicial. A partir deste momento, inicia-se o próximo ciclo do contador. O resistor R1 e o diodo VD1, introduzidos neste contador, são necessários para evitar que a saída do elemento DD4.1 entre em curto com um fio comum. Você pode verificar o funcionamento de tal divisor de frequência aplicando pulsos na entrada C de seu primeiro gatilho, seguindo em uma frequência de 1 ... 2 Hz, e conectando um indicador luminoso à saída do gatilho DD3. Na prática, as funções dos contadores de pulso e divisores de frequência são executadas por microcircuitos especialmente projetados com alto grau de integração. Na série K155, por exemplo, estes são os contadores K155IE1, K155IE2, K155IE4, etc. No desenvolvimento de rádio amador, os microcircuitos K155IE1 e K155IE2 são os mais amplamente utilizados. As designações gráficas condicionais destes contadores de microcircuitos com a numeração das suas conclusões mostram-se no figo. 3.
O microcircuito K155IE1 (Fig. 47, a) é chamado de contador de pulsos de dez dias, ou seja, um contador com fator de contagem de 10. Ele contém quatro flip-flops conectados em série. A saída (pino 5) do microcircuito é a saída de seu quarto gatilho. Todos os triggers são ajustados para o estado zero aplicando uma tensão de alto nível simultaneamente a ambas as entradas R (pinos 1 e 2), combinadas de acordo com o circuito do elemento AND (símbolo "&"). A contagem de pulsos, que deve ter um nível baixo, pode ser aplicada às entradas C conectadas entre si (pinos 8 e 9), também combinadas por I., ou a uma delas, se naquele momento a segunda estiver com nível de tensão alto . A cada décimo pulso de entrada na saída, o contador gera um pulso de entrada de nível baixo com duração igual. O microcircuito K155IE2 (Fig. 3, b) é um contador binário-decimal de quatro dígitos. Ele também possui quatro triggers, mas o primeiro possui uma entrada C1 separada (pino 14) e uma saída direta separada (pino 12). Os outros três flip-flops são interconectados para formar um divisor por 5.
Quando a saída do primeiro trigger (pino 12) é conectada à entrada C2 (pino 1) do circuito dos demais triggers, o microcircuito passa a ser um divisor por 10 (Fig. 4, a), operando no código 1- 2-4-8, que é simbolizado pelos números nas saídas das designações do microchip gráfico. Para definir os disparos do contador para o estado zero, uma tensão de alto nível é aplicada a ambas as entradas R0 (pinos 2 e 3). Duas entradas R0 combinadas e quatro saídas de separação do chip K155IE2 permitem construir divisores de frequência com razões de divisão de 2 a 10 sem elementos adicionais. Por exemplo, se você conectar os pinos 12 e 1, 9 e 2, 8 e 3 (Fig. 4, b), então o fator de contagem será 6, e ao conectar os pinos 12 e 1, 11, 2 e 3 (Fig. 4,c), o fator de contagem se tornará 8. Esta característica do microcircuito K155IE2 permite ser usado tanto como um contador de pulsos binário quanto como um divisor de frequências.
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