Misuratore del fattore di riempimento. Schema, descrizione

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Misuratore del fattore di riempimento. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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Nella pratica di un radioamatore, la misurazione del duty cycle o duty cycle può essere necessaria quando si stabiliscono o si controllano vari nodi di tecnologia a impulsi, elettronica automatica, ecc. Il dispositivo proposto è assemblato su un microcontrollore e misura il ciclo di lavoro del periodo di impulso in percentuale. Va ricordato che il duty cycle S è il rapporto tra il periodo di ripetizione T (ripetizione) degli impulsi di una sequenza e la loro durata t. Il reciproco del duty cycle è chiamato duty cycle D: S \u1d T / τ \ u2d 0,5 / D. L'uso frequente in pratica trova un segnale con S = XNUMX o D = XNUMX - un meandro.

Il dispositivo visualizza il duty cycle nell'intervallo da 1 a 99% con una risoluzione dell'1%, l'errore a metà dell'intervallo è 1 ... 2%. La gamma di frequenza del segnale a impulsi in ingresso va da 4 Hz a 40 kHz e può essere estesa fino a 100 kHz, l'ampiezza del segnale va da 1 a diverse decine di volt. Il calcolo del fattore di riempimento in percentuale viene effettuato secondo l'espressione D = 100τ/T. L'algoritmo per misurare la durata e il periodo dell'impulso si basa sul conteggio degli impulsi del generatore di clock del microcontrollore utilizzando un timer-contatore a 16 bit TS1. Per ampliare il range di misura e garantirne l'accuratezza, la frequenza degli impulsi ricevuti all'ingresso del timer-contatore TC1, se necessario, viene ridotta di 64 volte da un prescaler di frequenza. Ciò accade se, durante il periodo del segnale di impulso di ingresso, si verifica un'interruzione dovuta all'overflow del contatore TC1. Se ciò non avviene, il prescaler di frequenza viene spento e il timer-contatore TC1 riceve gli impulsi direttamente dal generatore di clock del microcontrollore.

Se la frequenza del segnale di ingresso è inferiore al limite inferiore della gamma di frequenza operativa, sull'indicatore vengono visualizzati i simboli "Lo", se superiore alla parte superiore - i simboli "Hi", entrambi per la gamma fino a 40 kHz, e per la gamma fino a 100 kHz.

Misuratore del ciclo di lavoro

Il circuito del contatore è mostrato in figura. La base del dispositivo è il microcontrollore ATtiny2313, che funziona secondo il programma, i cui codici sono riportati nella tabella. 1. Esegue tutti i calcoli necessari e visualizza le informazioni sull'indicatore LED a due cifre nella modalità di indicazione dinamica. Poiché non è richiesta la stabilità a lungo termine del generatore di clock del microcontrollore, viene utilizzato un oscillatore RC integrato che opera a una frequenza di 8 MHz, il che semplifica il circuito del dispositivo. Sul transistor VT1 è assemblato un nodo per far corrispondere i livelli del segnale di ingresso con i livelli logici del microcontrollore, necessario quando si misurano segnali con ampiezze diverse. Il diodo VD1 protegge la giunzione dell'emettitore del transistor VT1 dalla rottura quando all'ingresso viene applicato un segnale alternato o a impulsi di polarità negativa. La tensione di alimentazione del microcontrollore è stabilizzata dallo stabilizzatore del microcircuito DA1.

Misuratore del ciclo di lavoro

Il circuito stampato non è stato sviluppato, tutte le parti sono montate su una breadboard tramite cablaggio cablato. Vengono utilizzati resistori MLT, C2-23, vengono importati condensatori di ossido, C3 - K10-17. Il regolatore di tensione LM7805 può essere sostituito con KR142EN5A. Indicatore A-402G-10 - su due indicatori LED a sette elementi separati con un anodo comune, combinando le uscite degli stessi elementi e anodi comuni, collegandosi agli emettitori del transistor VT2 o VT3 (gli anodi di ordine inferiore sono collegati a VT2). È possibile alimentare il dispositivo con una tensione di 9...12 V da un alimentatore non stabilizzato, il consumo di corrente dipende dai valori visualizzati e non supera i 60 mA.

Misuratore del ciclo di lavoro

Se il microcontrollore è configurato per funzionare da un generatore con un risonatore al quarzo esterno ad una frequenza di 20 MHz, collegandolo secondo lo schema standard, il limite superiore della gamma di frequenza operativa aumenterà a 100 kHz. Le letture del dispositivo sono state controllate utilizzando un multimetro digitale APPRA-107M, che ha un misuratore del fattore di riempimento integrato.

Il dispositivo di regolazione non è necessario. Durante la programmazione del microcontrollore, i bit di configurazione vengono impostati secondo la tabella. 2. Per un generatore con un risonatore al quarzo da 20 MHz, sono riportati nella tabella. 3.

Il programma per il microcontrollore può essere scaricato quindi.

Autore: V. Nefedov, Brjansk; Pubblicazione: radioradar.net

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