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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Balança digital universal. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Tecnologia digital Ao desenvolver este dispositivo, os autores se propuseram a obter alta velocidade, mínima interferência na recepção de rádio, baixo consumo de energia e também alcançar a universalidade na aplicação, ou seja, a possibilidade de ajuste flexível do modo de operação. A escala digital descrita é de três entradas, permite medir a frequência do sinal na faixa de 0 ... 01 MHz, resolução - 30 kHz, tempo de medição - 0,1 s. O nível do sinal de entrada pode estar na faixa de 0,5 ... 0,25 V. A resistência de entrada é de 1,5 kOhm. O nó consome uma corrente de 8,2 mA de uma fonte de alimentação de 15 V. Uma característica do dispositivo é a possibilidade de sua operação em vários modos de acordo com o princípio de formação da frequência de sintonia do receptor ou transceptor. O algoritmo de operação da balança digital depende do código binário nas entradas de controle So, Si. As leituras do indicador são determinadas pelas frequências fi, fa, fs dos osciladores locais, cujos sinais são alimentados nas entradas de acordo com a tabela.
O dispositivo pode ser usado sem modificações em transceptores com uma ou duas conversões de frequência. Além disso, ele pode ser usado como um contador de frequência. Neste caso, o sinal medido pode ser aplicado a qualquer entrada de "soma". O diagrama esquemático da balança digital é mostrado na fig. 1. A escala consiste em um multiplexador de entrada DD1, um modelador de pulso em níveis TTL nos transistores VT1-VT3, um divisor de frequência de alta velocidade por 16 nos gatilhos DD2, DD3, um contador reversível de seis décadas (DD10-DD15), um registro com um decodificador de um código binário-decimal em um indicador de código de sete segmentos (DD16-DD21), indicadores digitais - HG1-HG6, oscilador de cristal nos elementos DD4.1, DD4.2 e unidade de controle (DD5-DD9). Os sinais de entrada com frequências f1, f2, f3 passam alternadamente pelo modelador de pulso, divisor de frequência e são alimentados na entrada do contador. Dependendo da combinação de sinais externos recebidos nas entradas S1, S0 da unidade de controle, o contador é ajustado para o modo de adição ou subtração de acordo com a tabela de modos de operação acima.
O dispositivo de controle determina a sequência dos sinais de entrada, gera pulsos de contagem com a duração necessária, definindo o contador para zero e gravando o resultado da contagem em um registro com um decodificador. A operação de todo o dispositivo é sincronizada com pulsos gerados por um oscilador de quartzo. A partir de sua saída, eles são alimentados através do divisor de frequência controlado DD6-DD8 para a entrada do contador de comandos EC DD9. A razão de divisão total dos contadores DD6.1, DD6.2 é 64. O fator de conversão dos microcircuitos DD7, DD8 é 10 se suas entradas D1-D4 tiverem um nível lógico baixo e 250 se forem alto. Consideraremos a interação dos nós a partir do momento em que um pulso aparece na saída 0 do contador DD9, permitindo o registro preliminar do código inicial nos contadores reversíveis DD10-DD15. O próximo pulso que chegou à entrada do contador EU DD9 fará com que um alto nível lógico apareça na saída 1, que é alimentado nas entradas do contador predefinido DD8, como resultado do fator de conversão de frequência do oscilador de quartzo torna-se igual a 16000. Sob a ação deste sinal, a primeira chave também se abre (entre as saídas 1 e 2) do multiplexador DD1 e um sinal com uma frequência f1 passa para o canal de medição. Os contadores DD10-DD15 ao medir a frequência f1 operam no modo de soma, pois suas entradas ±1, independente dos sinais de controle nas entradas S0, S1, um nível lógico alto é fornecido pela saída do elemento DD5.4. Quando baixo, o contador ascendente/descendente de seis décadas opera no modo de subtração. Após 16 ciclos do oscilador de cristal (após 000 ms), aparecerá um pulso na saída 160 do contador de comandos DD2. Isso completará a contagem do sinal de entrada com a frequência f9. O número de pulsos recebidos pelo contador durante a medição é Ni=(f1/16)t1=0,01f1, onde t1 é o tempo de contagem igual a 160 ms. No estado "2" do contador de comando DD9, é formada uma pausa durante a qual a contagem é desabilitada, o divisor de frequência no canal de medição é ajustado para seu estado original - zero - e a entrada do modelador de pulso é conectada ao fio através do capacitor C4. A duração da pausa é de 6,4 ms, pois durante a pausa o fator de divisão de frequência dos microcircuitos DD7, DD8 é 10. Após o término da pausa, o contador do programa irá para o estado “3”. Neste caso, um sinal com frequência f2 entra no canal de medição. Ao mesmo tempo, a unidade de controle reverso gera um sinal de direção de contagem (lógico 1 - soma, 0 - subtração) dependendo dos sinais de controle S0, S1. A contagem do sinal com frequência f2 também dura 160 ms. Ao final da contagem, o número de pulsos contados pelo contador aumentará ou diminuirá em 0,01f2. Ao final da contagem será gerada uma pausa (contador do time no estado “4”). Processos semelhantes ocorrem ao estudar um sinal com frequência f3, após o qual ocorre outra pausa. No estado "7" o contador DD9 é formado pelo último comando de ciclo. De acordo com suas informações dos contadores. DD10-DD15 é escrito no registro com um decodificador (DD16-DD21) e exibido pelos indicadores HG1-HG6. Então o ciclo de comandos se repetirá. O período de medição é determinado pela duração total de todos os comandos e é igual a 505,6 ms. A alta velocidade (30 MHz) foi obtida através do uso de um divisor de frequência de alta velocidade baseado nos gatilhos TTLS DD2, DD3. O acoplamento em termos de níveis de sinal dos microcircuitos TTLSh e CMOS foi obtido usando uma forma incomum de alimentar os gatilhos TTLSh. A energia é fornecida a esses microcircuitos a partir dos terminais do diodo zener VD1, cujo ânodo é conectado a um fio comum através do diodo zener VD2. Como resultado, os níveis de sinal na saída do divisor de frequência são 6,8 (0 lógico) e 10,8 (1 lógico) V. Esses níveis estão localizados simetricamente em relação à tensão de comutação dos contadores DD10-DD15, o que garante o normal operação do dispositivo. A indicação estática de resultados e os elementos CMOS garantem baixa emissão de interferência de rádio e brilho aceitável do indicador na tensão de alimentação selecionada (15 V). A configuração do dispositivo se resume a definir a frequência do oscilador de cristal selecionando o capacitor C6, uma vez que a precisão da escala depende da precisão do ajuste da frequência do oscilador de cristal. Na ausência de conta, pode ser necessário substituir o diodo zener 'VD2 - KS168A por KS162A ou KS156A se a tensão de comutação dos contadores DD10-DD15 for menor. Balança digital montada em duas placas de circuito impresso (fig. 2), (fig. 3), (fig. 4), e um deles contém apenas microcircuitos. As placas estão localizadas na caixa uma acima da outra. Um ressonador de quartzo em 200 ou 400 kHz também pode ser usado no dispositivo. Nesses casos, o pino 10 do chip DD6 é conectado, respectivamente, ao pino 5 ou 6, e não ao 4. Os diodos VD3-VD9 são quaisquer de alta frequência. Em vez de decodificadores K176ID2, você pode usar K176IDZ. Ao instalar o dispositivo no transceptor, os sinais para as entradas da balança devem ser aplicados através de fios curtos blindados. Os sinais de controle para as entradas S0, S1 são removidos da chave de faixa, enquanto o nível lógico 1 deve estar dentro de 11 ... 15 V, O - 0 ... 5 V. Autores: V. Buravlev, S. Vartazaryan (UA6LD), V. Kolomiytsev; Publicação: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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