Medidor de frequência de pequeno porte. Esquema, descrição

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Pequeno contador de frequência. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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O frequencímetro mede a frequência do sinal de entrada na faixa de 10 Hz...50 MHz com tempo de contagem de 0,1 se 1 s, desvio de frequência dentro de ±10 MHz, e também conta pulsos com exibição do intervalo de contagem (até 99 segundos). A impedância de entrada é de 50...100 Ohms a uma frequência de 50 MHz e aumenta para vários quiloohms na frequência mais baixa da faixa.

Medidor de frequência de pequeno porte
Fig. 1

O circuito do medidor de frequência é mostrado na Fig. 1. O elemento principal é o microcontrolador PIC12F629 (DD1), que opera de acordo com o programa cujos códigos são fornecidos na tabela. A medição de frequência é realizada contando o número de pulsos em um intervalo de tempo fixo. Dois intervalos são usados - 0,1 e 1 s. No primeiro caso, para obter a frequência, o número de pulsos é multiplicado por 10, no segundo, os valores do número de pulsos e da frequência coincidem.

Medidor de frequência de pequeno porte

O microcontrolador contém dois contadores-temporizador (TMR0 e TMR1), o primeiro dos quais é usado para contar pulsos e o segundo para contar intervalos de tempo. Graças ao prescaler assíncrono de oito bits integrado, a frequência máxima medida é limitada de cima apenas pela velocidade de seus gatilhos e não depende da frequência do clock do microcontrolador. Porém, o conteúdo do prescaler não pode ser lido programaticamente e para “extraí-lo” foi utilizado um método cuja descrição é dada no artigo de D. Yablokov e V. Ulrich “Frequency meter on a PIC controller ” (“Rádio”, 2001, nº 1, p. 21, 22).

O amplificador de sinal de entrada é montado no transistor VT1, de cujo coletor um sinal de pulso é fornecido à entrada T0CKI (pino 5) do microcontrolador DDI. Para exibir informações, é utilizado um indicador digital HT1610 (HG1) com controlador integrado. Ao operar no modo escravo, a entrada do indicador NK HG1 é conectada ao fio comum e os dados são transmitidos sequencialmente em pacotes de 4 bits ao longo das linhas DI e CLK. O número limitado de linhas de entrada-saída do microcontrolador DD1 não permitiu alocar duas delas para implementar o modo normal de transferência de dados, portanto, os dados e os pulsos de clock tiveram que ser transmitidos da saída GP0 do microcontrolador DD1 através de divisores resistivos. Os pulsos são fornecidos à entrada CLK do indicador HG1 através do divisor R7R9 e à entrada DI através do divisor integrador R6R8C8. Para transmitir um nível lógico baixo (0 lógico), um pulso de tensão de 0 μs de duração é gerado na saída GP1 do microcontrolador DD5. Neste caso, o capacitor C8 não tem tempo para carregar e, ao diminuir o pulso na entrada DI, será escrito no indicador HG1 um lógico 0. Para transmitir um 1 lógico, a duração do pulso é muito maior que a constante de tempo do circuito R6R8C8, e o capacitor C8 terá tempo para carregar até um nível lógico alto, então um 1 lógico será escrito. A pausa entre os pulsos também deve ser maior que a constante de tempo do circuito R6R8C8 para que o capacitor C8 tenha hora de descarregar.

O frequencímetro é alimentado por uma bateria galvânica ou recarregável com tensão de 8...9 V. A tensão de alimentação do amplificador e microcontrolador é estabilizada pelo estabilizador integrado DA1. O indicador HG1 recebe a tensão de alimentação do resistor trimmer R5, deve estar entre 1,4...1,6 V.

Após ligar a alimentação, o microcontrolador executa uma sub-rotina de medição de frequência com tempo de contagem de 0,1 s. Quando você pressiona brevemente o botão SB1, o valor da frequência é fixo e o microcontrolador mede o desvio de frequência do valor fixo, exibindo esse desvio no painel indicador HG1. Um segundo toque curto no botão SB1 retorna o dispositivo ao seu estado original. Para passar para o modo de medição de frequência e seu desvio com tempo de contagem de 1 s, pressione o botão SB1 e segure-o por pelo menos 2 s. Outra pressão longa no botão SB1 muda o dispositivo para o modo de contagem de pulsos. Neste modo, toques curtos no botão iniciam, param e zeram sequencialmente o contador e o indicador do tempo de medição.

A frequência e seu desvio são exibidos no display do frequencímetro em hertz. Em um intervalo de medição de 0,1 s, as leituras são as seguintes: "1Fxxxxxxxx" para frequência ou "1 Fi_xxxxxxx" ("1 F-xxxxxxx") para desvio de frequência, onde xxxxxxxxxx é a frequência ou sua mudança, e o sinal indica sua Aumentar ou diminuir . Como o indicador não prevê a exibição do sinal “+”, ele é exibido como “Com intervalo de medição de 1 s, a primeira posição do indicador contém o número 2. No modo de contagem de pulso antes da partida, o o display do indicador mostrará zeros, no modo de contagem - СС уууууу, onde СС - tempo de contagem em segundos, uuuuuu - número de pulsos.

Medidor de frequência de pequeno porte
Fig. 2

Ao final da contagem, as leituras são registradas.

A maioria das peças é montada em uma placa de circuito impresso feita de laminado de fibra de vidro unilateral com espessura de 1...1,5 mm, cujo desenho é mostrado na Fig. 2. O dispositivo usa um resistor de sintonia SPZ-19, resistores fixos S2-23, MLT, um capacitor de sintonia KT4-25, o resto - K10-17. O microcircuito LM2931Z-5.0 pode ser substituído por um 78L05, o transistor KT3102A pode ser substituído por transistores das séries KT316, KT342, KT368 com quaisquer índices de letras. A placa junto com a bateria está alojada em uma caixa plástica medindo 30x50x70 mm. O indicador e o botão liga / desliga são montados no painel frontal, onde são feitos furos de tamanho apropriado para eles. Para alimentar o dispositivo, você pode usar baterias Krona, Korund, 6F22, o consumo de corrente é de cerca de 9 mA. O microcontrolador pode ser programado usando os programas Pony Prog, 1C Prog.

A configuração do dispositivo se resume a ajustar a precisão da medição de frequência. Para fazer isso, um sinal contínuo com uma frequência de cerca de 1 MHz, uma amplitude de 0,5 V é fornecido a partir de um gerador modelo e um capacitor de sintonia C5 é usado para garantir que as leituras do indicador correspondam à frequência do sinal de entrada. Então, selecionando o resistor R1, a sensibilidade máxima do frequencímetro é definida.

O texto e os códigos do programa do microcontrolador podem ser baixados por isso.

Autor: I. Kotov, Krasnoarmeysk, região de Donetsk, Ucrânia; Publicação: radioradar.net

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