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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Bilancia digitale universale. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Tecnologia digitale Durante lo sviluppo di questo dispositivo, gli autori si sono posti il compito di ottenere un'elevata velocità, un'interferenza minima con la ricezione radio, un basso consumo energetico e anche raggiungere l'universalità nell'applicazione, ad es. la possibilità di regolazione flessibile della modalità di funzionamento. La scala digitale descritta è a tre ingressi, consente di misurare la frequenza del segnale nell'intervallo 0 ... 01 MHz, risoluzione - 30 kHz, tempo di misurazione - 0,1 s. Il livello del segnale di ingresso può essere compreso nell'intervallo 0,5 ... 0,25 V. La resistenza di ingresso è 1,5 kOhm. Il nodo consuma una corrente di 8,2 mA da un'alimentazione a 15 V. Una caratteristica del dispositivo è la possibilità del suo funzionamento in diverse modalità secondo il principio di formare la frequenza di sintonizzazione del ricevitore o del ricetrasmettitore. L'algoritmo di funzionamento della bilancia digitale dipende dal codice binario sugli ingressi di controllo So, Si. Le letture dell'indicatore sono determinate dalle frequenze fi, fa, fs degli oscillatori locali, i cui segnali vengono inviati agli ingressi secondo la tabella.
Il dispositivo può essere utilizzato senza modifiche nei ricetrasmettitori con una o due conversioni di frequenza. Inoltre, può essere utilizzato come contatore di frequenza. In questo caso, il segnale misurato può essere applicato a qualsiasi ingresso di "somma". Il diagramma schematico della bilancia digitale è mostrato in fig. 1. La bilancia è composta da un multiplexer di ingresso DD1, un pulse shaper in livelli TTL sui transistor VT1-VT3, un divisore di frequenza per 16 ad alta velocità sui trigger DD2, DD3, un contatore reversibile a sei decadi (DD10-DD15), un registrare con un decodificatore di un codice binario-decimale in un indicatore di codice a sette segmenti (DD16-DD21), indicatori digitali - HG1-HG6, oscillatore a cristallo sugli elementi DD4.1, DD4.2 e unità di controllo (DD5-DD9) . I segnali di ingresso con frequenze f1, f2, f3 passano alternativamente attraverso il formatore di impulsi, il divisore di frequenza e vengono inviati all'ingresso del contatore. A seconda della combinazione di segnali esterni ricevuti agli ingressi S1, S0 dell'unità di controllo, il contatore viene impostato sulla modalità di addizione o sottrazione secondo la tabella delle modalità di funzionamento sopra.
Il dispositivo di controllo determina la sequenza dei segnali di ingresso, genera impulsi di conteggio della durata richiesta, imposta il contatore a zero e scrive il risultato del conteggio in un registro con un decoder. Il funzionamento dell'intero dispositivo è sincronizzato con impulsi generati da un oscillatore al quarzo. Dalla sua uscita, vengono alimentati attraverso il divisore di frequenza controllato DD6-DD8 all'ingresso del contatore di comandi EC DD9. Il rapporto di divisione totale dei contatori DD6.1, DD6.2 è 64. Il fattore di conversione dei microcircuiti DD7, DD8 è 10 se i loro ingressi D1-D4 hanno un livello logico basso e 250 se sono alti. Considereremo l'interazione dei nodi dal momento in cui compare un impulso all'uscita 0 del contatore DD9, consentendo la registrazione preliminare del codice iniziale nei contatori reversibili DD10-DD15. Il successivo impulso che è arrivato all'ingresso del contatore EC DD9 farà apparire un livello logico alto sull'uscita 1, che viene alimentato agli ingressi del contatore preimpostato DD8, per cui il fattore di conversione della frequenza dell'oscillatore al quarzo diventa uguale a 16000. Sotto l'azione di questo segnale si apre anche il primo tasto (tra le uscite 1 e 2) del multiplexer DD1 e un segnale con frequenza f1 passa nel canale di misura. I contatori DD10-DD15 durante la misurazione della frequenza f1 funzionano in modalità somma, poiché i loro ingressi ±1, indipendentemente dai segnali di controllo agli ingressi S0, S1, un livello logico alto viene fornito dall'uscita dell'elemento DD5.4. Quando è basso, il contatore avanti/indietro di sei decadi opera in modalità sottrazione. Dopo 16 cicli dell'oscillatore al cristallo (dopo 000 ms), apparirà un impulso all'uscita 160 del contatore comandi DD2. Questo completerà il conteggio del segnale di ingresso con frequenza f9. Il numero di impulsi ricevuti dal contatore durante la misura è Ni=(f1/16)t1=0,01f1, dove t1 è il tempo di conteggio, pari a 160 ms. Nello stato "2" del contatore comandi DD9 si forma una pausa durante la quale il conteggio è disabilitato, il divisore di frequenza nel canale di misura viene portato allo stato originale - zero - e l'ingresso del generatore di impulsi è collegato al comune collegare attraverso il condensatore C4. La durata della pausa è di 6,4 ms, poiché durante la pausa il fattore di divisione della frequenza dei microcircuiti DD7, DD8 è 10. Al termine della pausa, il contatore dei comandi passerà allo stato "3". In questo caso nel canale di misurazione entra un segnale con frequenza f2. Allo stesso tempo, l'unità di controllo inversa genera un segnale di direzione di conteggio (1 logico - somma, 0 - sottrazione) in base ai segnali di controllo S0, S1. Anche il conteggio del segnale con frequenza f2 dura 160 ms. Alla fine del conteggio, il numero di impulsi contati dal contatore aumenterà o diminuirà di 0,01f2. Alla fine del conteggio si formerà una pausa (il contatore dei comandi è nello stato “4”). Processi simili si verificano quando si studia un segnale con frequenza f3, dopo di che si verifica un'altra pausa. Nello stato "7" il contatore DD9 è formato dall'ultimo comando di ciclo. Secondo le sue informazioni dagli sportelli. DD10-DD15 viene scritto nel registro con un decoder (DD16-DD21) e visualizzato dagli indicatori HG1-HG6. Quindi il ciclo di comandi si ripeterà. Il periodo di misura è determinato dalla durata totale di tutti i comandi ed è pari a 505,6 ms. Le prestazioni elevate (30 MHz) si ottengono attraverso l'uso di un divisore di frequenza ad alta velocità basato su trigger TTL DD2, DD3. La corrispondenza dei livelli di segnale tra i microcircuiti TTLSH e CMOS viene ottenuta utilizzando un metodo insolito di alimentazione dei trigger TTLSH. L'alimentazione viene fornita a questi microcircuiti dai terminali del diodo zener VD1, il cui anodo è collegato al filo comune attraverso il diodo zener VD2. Di conseguenza, i livelli del segnale all'uscita del divisore di frequenza sono 6,8 (0 logico) e 10,8 (1 logico) V. Questi livelli si trovano simmetricamente rispetto alla tensione di commutazione dei contatori DD10-DD15, che garantisce il normale funzionamento di il dispositivo. L'indicazione statica del risultato e gli elementi CMOS garantiscono una bassa emissione di interferenze radio e una luminosità accettabile degli indicatori alla tensione di alimentazione selezionata (15 V). La configurazione del dispositivo si riduce all'impostazione della frequenza dell'oscillatore al quarzo selezionando il condensatore C6, poiché la precisione della scala dipende dalla precisione dell'impostazione della frequenza dell'oscillatore al quarzo. Se non avviene il conteggio, potrebbe essere necessario sostituire il diodo zener VD2 - KS168A con KS162A o KS156A se la tensione di commutazione dei contatori DD10-DD15 è inferiore. Bilancia digitale montata su due circuiti stampati (fig.2), (fig.3), (fig.4)e uno di questi contiene solo microcircuiti. Le schede si trovano nella custodia una sopra l'altra. Nel dispositivo può essere utilizzato anche un risonatore al quarzo a 200 o 400 kHz. In questi casi, il pin 10 del chip DD6 è collegato, rispettivamente, al pin 5 o 6 e non al 4. I diodi VD3-VD9 sono qualsiasi ad alta frequenza. Invece dei decoder K176ID2, puoi usare K176IDZ. Quando si installa il dispositivo nel ricetrasmettitore, i segnali agli ingressi della bilancia devono essere applicati tramite fili schermati corti. I segnali di controllo agli ingressi S0, S1 vengono rimossi dall'interruttore di gamma, mentre il livello logico 1 deve essere compreso tra 11 ... 15 V, O - 0 ... 5 V. Autori:V. Buravlev, S. Vartazaryan (UA6LD), V. Kolomiytsev; Pubblicazione: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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