אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל מד תדרים רב תכליתי. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / טכנולוגיית מדידה המכשיר המוצע, בנוסף למדידה הרגילה של תדירות האותות, יכול למדוד את תקופתם, כמו גם את משך הפולסים החיוביים והשליליים. בנוסף, תדירות האותות הנמוכים מ-1 קילו-הרץ מחושבת כהפוך לתקופתם, ותקופת החזרה של אותות הנמוכה מ-1000 מיקרו-שניות מחושבת כהפוך לתדירותם. זה משפר את דיוק המדידה. פעם הרכבתי מד תדר של Denisov [1], שהיה מאוד פופולרי באותה תקופה, או יותר נכון, הגרסה שלו [2] על מיקרו-בקר PIC16F628A ומחוון LED ALS318. שנים רבות לאחר מכן הוא תפס את עיני שוב. מכשיר זה מודד תדר כמו שצריך, אבל הוא פרימיטיבי מדי, והקריאות מהבהבות כל הזמן. על אותו בסיס הוחלט (על ידי שינוי החיבור של שני פינים של המיקרו-בקר, מעגלי הכניסה ומעגלי הכוח) ליצור מכשיר נטול החסרונות של אב הטיפוס שלו, וגם בתוספת פונקציות ומצבים חדשים. למכשיר המתואר להלן יש את היכולות הבאות: מדידת תדר "רגילה" על ידי ספירת מספר הפולסים בתוך שנייה אחת; מדידת התדר של אותות בתדר נמוך כהדדיות של תקופתו; מדידת תקופת האות, שבה התקופה של אותות בתדר גבוה מחושבת כהדדיות של התדר שלו; מדידה של משך הדופק של קוטביות חיובית ושלילי כאחד. אפשר גם לשמור ערך נמדד אחד בכל מצב בזיכרון הלא נדיף של המיקרו-בקר ולאחר מכן להציג אותם במידת הצורך. ניתן לשנות במהירות את הגדרות המכשיר ולכבות אותו באופן אוטומטי בהיעדר השפעות חיצוניות למשך זמן מסוים. מאפיינים טכניים עיקריים
תרשים מד התדר מוצג באיור. 1. המיקרו-בקר PIC16F628A (DD1) שולט על האנודות של רכיבי המחוון HG3 ו-HG0 באמצעות נגדים מגבילים R2-R4 באמצעות האותות הנוצרים ביציאות RA7, RB10-RB17, RB1-RB2, המשמשים כשתי ארבע ספרות שבע. מחווני LED עם קתודות משותפות של האלמנטים של כל קטגוריה FYQ-3641AHR-11. האותות השולטים על הקתודות של סיביות המחוון מגיעים מהיציאות של מפענח 74HC138N (DD2), שהכניסות שלו קולטות אותות מקווי RAO-RA2 של המיקרו-בקר הפועלים במצב פלט. באמצעות אותם קווים, הפועלת במצב קלט, התוכנית בודקת את מצב כפתורי הבקרה SB1 ו-SB2. נגדים R1-R4 מגדירים את הפוטנציאלים הנדרשים בכניסות כאשר הכפתורים נלחצים ומשתחררים.
המיקרו-בקר מתועד מהמתנד הפנימי שלו, שהתדר שלו הוא 16 מגה-הרץ שנקבע על ידי מהוד קוורץ חיצוני ZQ1. אין שימוש בפין MCLR, וכדי למנוע תקלות, הוא מחובר למתח האספקה החיובי של המיקרו-בקר. התוכנית מבצעת פעולות הקשורות לחיווי דינמי בהליך לעיבוד בקשות פסיקה מטיימר TMR2, לאחר פרק זמן של 2 אלפיות השנייה. לכן, מידע על המחוון בן שמונה הספרות מתעדכן בתדירות של 1/(8x0,002) = 62,5 הרץ. זה מבטיח שהמחוון מהבהב בלי לשים לב בכל מצבי ההפעלה של המכשיר. האות ממגבר הקלט מסופק לקווים המשולבים RA4 ו-RB3 (פינים 3 ו-9 של המיקרו-בקר, בהתאמה, בעלי פונקציות חלופיות T0CKI ו-CCP1). במצב של מד תדרים רגיל, T0CKI הוא כניסת מונה הדופק, וקו RB3, הפועל במצבי קלט ופלט, משמש לפתיחה וסגירה פרוגרמטית של כניסת המונה ולאחר מכן "ספירה נוספת". בעת מדידת תקופה ומשך, שני הקווים פועלים ככניסות T0CKI ו- CCP1. במקרה זה, נעשה שימוש באלגוריתם אשר לוכד את מצב האוגר TMR1 ברגעי נפילות האות ומחשב את מרווחי הזמן בין רגעים אלו, וכן ניטור נכונות התוצאה על ידי ניתוח התוכן של האוגר TMR0. הרעיון הוא שהאות הנמדד מוזן לכניסות הספירה המשולבות ולכידת הטיימר של המיקרו-בקר. זה מאפשר לך לשפוט לפי מספר הטיפות שנספרו על ידי טיימר TMR0 אם הטיפות הדרושות הוחמצו על ידי יחידת לכידת הטיימר TMR1 עקב ביצועים לא מספקים של המיקרו-בקר. מגבר הקלט בטרנזיסטורים VT1 ו-VT2 מורכב על פי מעגל ידוע ומוכח. הקיבול הגדול יחסית של הקבלים C1 ו-C9 מוסבר על ידי הצורך לספק גבול תחתון של פס המעבר של לא יותר מ-1 הרץ (לצורך זה, נעשה שימוש נגד R20, אשר מגביר את התנגדות הכניסה של השלב בטרנזיסטור VT2) . האלמנטים C8, C10, C11, L1 מגדילים את מקדם השידור של המגבר המעצב עבור אותות הקרובים לתדר המקסימלי הנמדד. הנגד R5 ודיודות VD1, VD2 מגנים על טרנזיסטור VT1 מפני התמוטטות על ידי אות הכניסה. מגבר המעצב צורך זרם משמעותי (כ-5 mA), ולכן כדי לחסוך בחשמל במצב השינה של המכשיר, היה צורך לנתק אותו מהמגבר באמצעות מתג בטרנזיסטור VT3 אפקט שדה עם ערוץ מסוג p. בשל היעדר פינים פנויים, המיקרו-בקר שולט במפתח זה באמצעות אות ממוצא RA2, המשמש גם לשליטה במפענח DD2. במצב הפעלה, האות בפין זה הוא פולסים מלבניים עם תדירות חזרה של 125 הרץ. כאשר הרמה הלוגית של אות זה נמוכה, הקבל C13 נטען דרך מעגל VD3R23 והטרנזיסטור VT3 נפתח במתח שער שלילי ביחס למקור. ברמת אות גבוהה, דיודה VD3 מונעת את פריקת הקבל דרך ההתנגדות הקטנה יחסית של הנגד R23. קבוע הזמן של מעגל C13R24 נבחר להיות גדול מספיק כדי למנוע הפרעות בתדר של 125 הרץ מלהיכנס למגבר-יוצר המבוא. במצב שינה, המיקרו-בקר מגדיר את פלט RA2 לרמה לוגית גבוהה קבועה. קבל C13 נפרק דרך הנגד R24, ולאחר כ-3...5 שניות, טרנזיסטור VT3 נסגר ומנתק לחלוטין את מגבר הדרייבר ממקור המתח. כתוצאה מכך, הזרם הנצרך על ידי המכשיר במצב שינה אינו עולה על 10 μA, אשר, אם תרצה, מאפשר לך לוותר על מתג הפעלה מכני. קווים RA0 ו-RA1 של המיקרו-בקר במצב שינה מוגדרים ככניסות, ומוגדרת עליהם רמת מתח לוגית גבוהה (כמו גם בכניסות 1 ו-2 של המפענח) כאשר הלחצנים SB1 ו-SB2 משתחררים הודות לנגדים R1 ו-R3. הרמה הגבוהה פועלת גם בכניסה 4 של המפענח. שילוב זה של רמות בכניסות שלו מתאים לרמה נמוכה ביציאה 7, שמסופקת דרך הנגד R21 לקו RB7 של המיקרו-בקר, שבמקרה זה משמש ככניסה. כאשר לוחצים על כפתור כלשהו, הקוד בכניסות המפענח משתנה, כך שביציאה שלו 7 הרמה הנמוכה מוחלפת ברמה גבוהה, המועברת דרך הנגד R21 לכניסת RB7 של המיקרו-בקר. במצב שינה, הפסקה מופעלת כאשר הרמה משתנה בכניסה זו, ולכן לחיצה על כל כפתור מחזירה את המיקרו-בקר למצב פעיל. המכשיר מופעל על ידי מתח של 5 וולט ממייצב המתח המשולב NCP551SN50 (DA1). מיקרו-מעגל זה מאופיין בהבדל קטן מותר בין מתחי הכניסה והמוצא וצריכת זרם פנימית נמוכה במיוחד (ערך אופייני - 4 μA). שימוש במייצב 78L05 קונבנציונלי במקום אפשרי, אך זה ישלול את המשמעות של מצב השינה בשל צריכת הזרם הפנימית הגדולה של המייצב - כ-3 mA. כל חלקי המכשיר מונחים על מעגל מודפס בגודל 63X65 מ"מ העשוי מרדיד פיברגלס בצד אחד. ציור של מוליכי המעגל המודפס מוצג באיור. 2. מיקומם של חלקים משני הצדדים שלו מוצג באיור. 3. מידות הלוח נבחרות כך שיאפשרו להציב אותו בנוחות במקרה של המולטימטר DT-830, לאחר שחתכו בעבר את מעמדי הפלסטיק שבו. יחד עם זאת, יש מספיק מקום לאפשרויות סוללה שונות - מסוללת Krona ועד חמישה או שישה תאי סוללה גלווניים או AAA. העובדה שכל החלקים, כולל לחצנים, מחבר קלט ובלוק בורג לאספקת מתח, ממוקמים בצורה קומפקטית על הלוח, מאפשרת לך להשתמש במכשיר גם ללא בית. שימו לב שהאינדיקטורים ממוקמים בתחתית הלוח. סידור זה הוא מעט יוצא דופן, אך מספק זווית צפייה גדולה יותר עבור המחוון.
ניתן להחליף מחווני FYQ-3641AHR-11 באחרים עם קתודות נפוצות, למשל CPD-03641. אם תתקין את ה-74AC138N במקום את מפענח ה-74HC138N, אז, במידת הצורך, תוכל להגדיל את הזרם עד פי שניים, ולכן את בהירות המחוונים, על ידי הפחתת ההתנגדות של נגדים R10-R17 ל-390 אוהם. אבל אז הזרם הנצרך על ידי המכשיר במצב הפעלה יגדל באופן יחסי. לדעתי, הבהירות של המחוונים מספיקה אפילו עם הערכים של נגדים אלה המצוינים בתרשים. ניתן להשתמש במהוד קוורץ לא רק בתדר של 16 מגה-הרץ, אלא גם ב-4 מגה-הרץ, אבל במקרה זה משך הפולס המינימלי הנמדד יגדל פי ארבעה. אפשרויות לתוכנית המיקרו-בקר עבור שני הערכים שצוינו של תדר התהודה מצורפות למאמר. הלחצנים SB1 ו-SB2 זוויתיים. במקום הטרנזיסטור BF998, אתה יכול להשתמש ב-BF998R; ההבדל ביניהם הוא רק בסידור המראה ההדדית של הפינים. לכן, הטרנזיסטור BF988R יצטרך להיות מורכב על הלוח במצב הפוך. ניתן להחליף את הטרנזיסטור KT368A בכל טרנזיסטור npn בעל הספק נמוך דומה עם תדר חיתוך של לפחות 300 מגה-הרץ. דיודות 1N4148 ניתנות להחלפה בסדרות מקומיות KD521, KD522. שקע הכניסה XW1 משתמש בחלק בלוק של מחבר ספק הכוח, המיועד לתקע בקוטר של 5,5 מ"מ. לתקע מולחמת חתיכת חוט מסוכך באורך 50 ס"מ, שבקצהו הנגדי מולחמת בדיקה לחוט המרכזי ולצמה שלו מולחם קליפס תנין. כדי להקטין ממדים, משתמשים בקבלים ובנגדים בעיקר להרכבה על פני השטח בגודל סטנדרטי 0805. קבל C13 הוא טנטלום. כדי למנוע קצרים בלתי רצויים על המוליכים המודפסים, מודבקים מראש רצועות של סרט דביק על הנייר במקומות שבהם הם עוברים מתחת לאלמנטים המורכבים על פני השטח. נגדי פלט משמשים כאשר זה מועיל מנקודת המבט של חיווט נוח של מוליכים מודפסים. יש להתקין תחילה את רכיבי ההרכבה על הלוח, לאחר מכן את חוטי המגשר, ואת רכיבי חוטי ההובלה אחרונים. במקרים קיצוניים, ניתן להחליף את מייצב NCP551SN50T1 ב-LP2950CZ-5.0 הפחות נדיר. יש חריץ עבורו על הלוח, המיועד DA1. אבל במקרה זה, הזרם הנצרך במצב שינה יגדל ל-70...100 µA. המראה של הלוח המורכב מוצג באיור. ארבע.
בעת שימוש באלמנטים המצוינים בתרשים ובמהוד קוורץ איכותי, מובטחים המאפיינים של המכשיר המצוינים בתחילת המאמר ללא כל התאמה. אם יש לך מד תדר סטנדרטי מדויק, הגיוני להחיל אות בתדר של 5...30 מגה-הרץ לכניסת המכשיר ולשלוט בערכו באמצעות מד תדרים סטנדרטי, כדי להשיג את הקריאות הקרובות ביותר האפשריות מהמכשיר. מכשיר מיוצר על ידי התאמתם עם קבל חיתוך C7. במידת הצורך, בחר נגד R19 כדי להגדיר מתח קבוע בטווח של 2...2 V על הקולט של הטרנזיסטור VT3. תוכנית המיקרו-בקר כתובה בשפת assembly MPASM. קבצי ה-HEX המצורפים למאמר לטעינה לזיכרון המיקרו-בקר (fmeter_X16_FULL.HEX עבור מהוד קוורץ 16 מגה-הרץ ו-fmeter_X4_FULL.HEX עבור מהוד קוורץ 4 מגה-הרץ) התקבלו על-ידי שידור התוכנית בסביבת MPLAB. כדי לנצל את כל היכולות של המכשיר, עדיף להשתמש במהוד 16 מגה-הרץ. מילת התצורה מוזנת לקובץ HEX של התוכנה באופן אוטומטי כאשר היא מתורגמת, כך שאין צורך בהתקנה ידנית של התצורה. כאשר אתה מפעיל את המכשיר, לאחר הברכה, המחוון מציג קריאות בהתאם למצב שנבחר קודם לכן. כאשר אתה לוחץ על כפתור SB1, שם המצב הנוכחי מופיע על המחוון (ברוב המקרים, מיד, אך לפעמים ייתכן שיהיה עליך להחזיק את הכפתור לחוץ עד 2 שניות). לאחר מכן, כאשר אתה לוחץ על כפתור זה, המצבים ושמותיהם במחוון משתנים במעגל: מד תדרים רגיל , מד תדר נמוך , מדידת תקופה , מדידת משך הפולסים החיוביים , מדידת משך הפולסים השליליים ושוב מד תדרים רגיל. לחיצה על כפתור SB2 כאשר כל מצב מצוין בתצוגה מובילה לכך שהמכשיר יחזור למצבו ההתחלתי עם שינוי מצב מתאים. אם לא נלחץ על כפתור כלשהו במהלך זמן ההמתנה (3...10 שניות), המכשיר חוזר למצבו ההתחלתי במצב הקודם (לפני לחיצה על כפתור SB1). אם לאחר ששם המצב מופיע על המחוון, אתה מחזיק את לחצן SB1 לחוץ במשך יותר מ-3 שניות, הכיתוב יופיע על המחוון . במקרה זה, לחיצה על כפתור SB2, כמו גם אי לחיצה על הכפתורים בזמן ההמתנה, מכניסה את המכשיר למצב שינה, ממנו ניתן לצאת על ידי לחיצה על כל כפתור. לחיצה על כפתור SB1 במצב זה (כמובן, לאחר שחרורו תחילה) מובילה להופעה מתחלפת של הכתובות בתצוגה и . על ידי לחיצה על כפתור SB2 בזמן שהטקסט מוצג , עבור אל תת תפריט ההגדרות. כאן - תקופת אינדיקציה, s; - משך ההמתנה ללחיצת כפתור, s; - זמן לפני כיבוי אוטומטי, דקות. האפסים בתוויות אלה יוחלפו בערכים הנוכחיים של הפרמטרים המתאימים, מהבהבים לחשיפה רבה יותר. הפריטים בתפריט זה מוחלפים ברצף על ידי לחיצה על כפתור SB1, ולחיצה על כפתור SB2 משנה את הערך של הפרמטר הנוכחי, המוצג מיד על המחוון. צא עם שמירת ערכי הפרמטרים שהוגדרו - לאחר תום זמן ההמתנה ללא לחיצה על הכפתורים. לחיצה על כפתור SB2 במצב ההתחלתי (במצבים מסוימים אתה צריך ללחוץ עד 2 שניות) תגרום להופעת הכיתוב על המחוון . שחרור הכפתור מיד לאחר הופעתו מוביל להצגת הערך הנמדד שנשמר בעבר בזיכרון הלא נדיף של המיקרו-בקר על המחוון למשך 8 שניות, מהבהב כדי להבדיל מהערך הנמדד הנוכחי. אם, כאשר מופיעה הכתובת , בזמן החזקת כפתור SB2 לחוץ, לחץ על כפתור SB1, הערך הנמדד הנוכחי ייכתב לזיכרון לא נדיף. זה יאושר על ידי שלט מהבהב על המחוון. המעבר למצב שינה מתרחש גם כאשר אין פעולה על הכפתורים במשך 8-64 דקות. מונה תדרים קונבנציונלי פעולת המכשיר במצב זה מבוססת על ספירת פולסים של האות הנמדד על ידי טיימר המיקרו-בקר TMR0 על פני מרווח זמן מסוים. מרווח זה (1 שניות) נספר בהליך עיבוד פסיקת הטיימר TMR3, הנקרא בפרק זמן של 2 אלפיות השנייה. אותו הליך מבצע תצוגה דינמית. כאשר תדר האות הנמדד נמוך מ-10 מגה-הרץ, הסימן מוצג בספרה המשמעותית ביותר של המחוון. מונה תדרים נמוכים במצב מד התדרים הנמוכים, כאשר מודדים תדרים של עד 1000 הרץ, תקופת האות נמדדת למעשה, והתדר מחושב כהיפוך ומוצג באלפיות הרץ (פסיק כלול בספרה הרביעית של מחוון מימין). אם התדר הוא מעל 1000 הרץ, הוא נמדד בדרך הרגילה. מיתוג הפוך מתרחש בתדר של 900 הרץ. מצב זה מאפשר לך לקבל לפחות שלושה מקומות עשרוניים של ערך התדר לאחר הנקודה העשרונית על המחוון עם זמן מדידה קצר. סימן המשטר - סימנים בשתי הספרות המשמעותיות ביותר של המחוון. בערכי תדר גבוה, הם נמחקים לסירוגין על ידי סיביות מסדר גבוה שאינן אפס של תוצאת המדידה. מדידת תקופה במצב זה, כאשר פרק הזמן של האות הנמדד הוא יותר מ-1000 μs, מתרחשת מדידה ישירה עם טיימר המיקרו-בקר TMR1, בשעון על ידי ספירת פולסים בתדר של 1 מגה-הרץ מהמתנד הפנימי. עם תקופה קטנה יותר של האות, התדירות שלו נמדדת, והתקופה מחושבת כערך ההפוך שלו. התוצאה מוצגת תמיד במיקרו-שניות, במקרה האחרון עם שלושה מקומות עשרוניים. סימן מצב - סימן בספרה המשמעותית ביותר (עם מדידה ישירה של התקופה) או סימנים בשתי הספרות המשמעותיות ביותר (כאשר מודדים את התקופה דרך התדר). כמו במצבים אחרים, סימנים אלה נמחקים על ידי סיביות מסדר גבוה שאינם אפס של התוצאה. מדידת רוחב דופק עבור פולסים חיוביים ושליליים, מצב זה שונה רק בכך שבמקרה הראשון נמדד הזמן מהעלייה לקצה היורד של האות, ובשני - מהירידה לקצה העולה. המדידה נעשית על ידי ספירה ישירה של מרווח הזמן בין נפילות על ידי טיימר המיקרו-בקר TMR1, שעון מגנרטור פנימי על ידי פולסים בפרק זמן של 0,25 מיקרון. זה מבטיח מדידה אמינה של משכי זמן של 3 μs או יותר. אם הפולסים הנמדדים קצרים מהערך שצוין, אז למודול לכידת הטיימר לפעמים אין זמן ללכוד את שני הקצוות המגבילים אותו במהלך פולס אחד ולוכד את הקצה הסופי של הפולס הבא (או על ידי החמצת מספר פולסים). על ידי השוואת תוצאות מדידת משך ותקופת החזרות של פולסים, התוכנית מזהה מצב כזה ומפחיתה את ערך תקופת החזרות מהמשך הנמדד. התוצאה במקרה זה מטבע הדברים פחות אמינה. אם מתקבל משך ארוך ממספר תקופות של חזרת פולסים, תוצג הודעת תדירות אות מופרזת. משכי פעימה של פחות מ-32768 מיקרומטרים מוצגים ברזולוציה של 0,25 מיקרוגרם, ארוכים יותר - 1 מיקרוגרם. סימן המשטר - סימנים (מדידת משך הפולסים החיוביים) או (מדידה של משך הפולסים השליליים) בשתי הספרות המשמעותיות ביותר של המחוון. אם התוצאה מתקבלת מותאמת למשך תקופת החזרה על הדופק, אז הסימן עִפעוּף. יש לציין כי חוסר הסימטריה של חלק הקלט של המכשיר, כמו גם נוכחות של טריגר שמיט בכניסה RB3/CCP1 (פין 9) של המיקרו-בקר מובילה לשגיאה גדולה במדידת משך הפולסים עם שטוח טיפות. שגיאה זו פוחתת ככל שמשרעת האות עולה. ניסיון למדוד אותות עם משרעות של פחות מ-0,1 וולט בכל מצב עלול לגרום לקריאות שגויות. עם זאת, זה חל גם על מכשירים דומים אחרים. עם אות כניסה יציב ידוע, תנודות משמעותיות בקריאות יכולות להיות סימן עקיף לאמפליטודה הבלתי מספקת שלו. אם הפרמטרים של אות הכניסה אינם מאפשרים לבצע את המדידה, ההודעות הבאות מוצגות על מחוון המכשיר: - תדירות גבוהה מדי, - התקופה ארוכה מדי, - אין קליטה. ספרות
ניתן להוריד את תוכנית המיקרו-בקר מ-ftp://ftp.radio.ru/pub/2015/05/fmeter.zip. מחבר: B. Balaev ראה מאמרים אחרים סעיף טכנולוגיית מדידה. תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה. חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה: עור מלאכותי לחיקוי מגע
15.04.2024 פסולת חתולים של Petgugu Global
15.04.2024 האטרקטיביות של גברים אכפתיים
14.04.2024
עוד חדשות מעניינות: ▪ קונסולות משחק ניידות Aya Neo Air ו-Aya Neo 2 ▪ תכונות חומר מגנטי: ממבודד למתכת עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה
חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית: ▪ מדור האתר תאורה. בחירת מאמרים ▪ מאמר אנטומיה פתולוגית. הערות הרצאה ▪ איך הכדורסל קיבל את שמו? תשובה מפורטת ▪ מאמר עוזר מנהל אבטחה. תיאור משרה ▪ מאמר חישוב מעגלי זרם חילופין. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל כל השפות של דף זה בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר www.diagram.com.ua |