Medidor de fator de preenchimento. Esquema, descrição

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Na prática de um radioamador, a medição do ciclo de trabalho ou ciclo de trabalho pode ser necessária ao estabelecer ou verificar vários nós de tecnologia de pulso, eletrônica automotiva, etc. O dispositivo proposto é montado em um microcontrolador e mede o ciclo de trabalho do período de pulso em por cento. Deve-se lembrar que o ciclo de trabalho S é a razão do período de repetição T (repetição) de pulsos de uma sequência para sua duração t. O recíproco do ciclo de trabalho é chamado de ciclo de trabalho D: S \u1d T / τ \ u2d 0,5 / D. O uso frequente na prática encontra um sinal com S = XNUMX ou D = XNUMX - um meandro.

O dispositivo exibe o ciclo de trabalho na faixa de 1 a 99% com uma resolução de 1%, o erro no meio do intervalo é de 1 ... 2%. A faixa de frequência do sinal de pulso de entrada é de 4 Hz a 40 kHz e pode ser estendida até 100 kHz, a amplitude do sinal é de 1 a várias dezenas de volts. O cálculo do fator de preenchimento em porcentagem é realizado de acordo com a expressão D = 100τ/T. O algoritmo para medir a duração e o período do pulso é baseado na contagem dos pulsos do gerador de clock do microcontrolador usando um temporizador-contador TC16 de 1 bits. Para ampliar a faixa de medição e garantir sua precisão, a frequência dos pulsos recebidos na entrada do contador-temporizador TC1, se necessário, é reduzida por um pré-escalador de frequência em 64 vezes. Isso ocorre se, durante o período do sinal de pulso de entrada, ocorrer uma interrupção devido ao estouro do contador-temporizador TC1. Caso isso não ocorra, o pré-escalador é desligado e o contador-temporizador TC1 recebe pulsos diretamente do gerador de clock do microcontrolador.

Se a frequência do sinal de entrada for menor que o limite inferior da faixa de frequência operacional, os símbolos "Lo" são exibidos no indicador, se for maior que o superior - os símbolos "Hi", tanto para a faixa de até 40 kHz, e para a faixa de até 100 kHz.

Medidor de Ciclo de Trabalho

O circuito do medidor é mostrado na figura. A base do dispositivo é o microcontrolador ATtiny2313, que opera de acordo com o programa, cujos códigos são fornecidos na Tabela. 1. Ele realiza todos os cálculos necessários e exibe informações no indicador LED de dois dígitos no modo de indicação dinâmica. Como a estabilidade a longo prazo do gerador de clock do microcontrolador não é necessária, é usado um oscilador RC embutido operando a uma frequência de 8 MHz, o que simplifica o circuito do dispositivo. No transistor VT1, é montado um nó para combinar os níveis do sinal de entrada com os níveis lógicos do microcontrolador, o que é necessário ao medir sinais com diferentes amplitudes. O diodo VD1 protege a junção do emissor do transistor VT1 contra avarias quando um sinal alternado ou de pulso de polaridade negativa é aplicado à entrada. A tensão de alimentação do microcontrolador é estabilizada pelo estabilizador de microcircuito DA1.

Medidor de Ciclo de Trabalho

A placa de circuito impresso não foi desenvolvida, todas as peças são montadas em uma protoboard usando fiação. Resistores MLT, C2-23 são usados, capacitores de óxido são importados, C3 - K10-17. O regulador de tensão LM7805 pode ser substituído pelo KR142EN5A. Indicador A-402G-10 - em dois indicadores LED de sete elementos separados com um ânodo comum, combinando as saídas dos mesmos elementos e ânodos comuns, conectando-se aos emissores do transistor VT2 ou VT3 (ânodo de ordem inferior são conectados para VT2). O dispositivo pode ser alimentado por uma tensão de 9 ... 12 V de uma fonte de alimentação instável, o consumo de corrente depende dos valores exibidos e não excede 60 mA.

Medidor de Ciclo de Trabalho

Se o microcontrolador estiver configurado para funcionar a partir de um gerador com um ressonador de quartzo externo na frequência de 20 MHz, conectando-o de acordo com o esquema padrão, o limite superior da faixa de frequência de operação aumentará para 100 kHz. As leituras do dispositivo foram verificadas usando um multímetro digital APPRA-107M, que possui um medidor de fator de preenchimento embutido.

O dispositivo de ajuste não é necessário. Ao programar o microcontrolador, os bits de configuração são definidos de acordo com a Tabela. 2. Para um gerador com um ressonador de quartzo de 20 MHz, eles são dados na Tabela. 3.

O programa para o microcontrolador pode ser baixado por isso.

Autor: V. Nefedov, Bryansk; Publicação: radioradar.net

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