Схема и печатная плата частотомера на 176 серии: Схема частотомера на микросхемах К561 и К176 » Паятель.Ру

Схема частотомера на микросхемах К561 и К176 » Паятель.Ру

Частотомер предназначен для использования в радиолюбительской практике. Он измеряет частоту до 1 МГц (999999 Гц) с дискретностью в 1 Гц без переключения пределов измерения. Чувствительность входного устройства (S1 в положении 1:1) 0,05, при входном сопротивлении 1 МОм. Максимальный ток потребления не более 0,2 А при напряжении питания 9…11 В (основной ток потребления ложится на светодиодные индикаторы). Схема прибора разработана таким образом, чтобы можно было использовать наиболее распространенные микросхемы серий К561 и К176, и при этом разнообразие типов микросхем было бы минимальным (чтобы упростить комплектацию).


Всего в приборе используется 9 микросхем К561ЛА7, 7 микросхем К561ИЕ10 и 6 микросхем К176ИД2.

Принципиальная схема прибора состоит из трех функциональных узлов: входной усилитель формирователь с ключевым устройством (рисунок 1), схема управления с кварцевым генератором (рисунок 2) и шестиразрядный счетчик с ячейками памяти (рисунок 3).

Принципиальная схема входного формирователя (рисунок 1). Измеряемый сигнал через гнездо Х1 и конденсатор С1 поступает на частотно-корректированный делитель на R1, R2, С2, С3. Коэффициент деления 1:1 или 1:10 устанавливается переключателем S1. Далее сигнал поступает на затвор полевого транзистора VT1. Цепочка R3 VD1-VD6 защищает этот транзистор от перегрузки по входу (ограничивая входной сигнал расширяет динамический диапазон входа).

С выхода VT1 сигнал поступает на дифференциальный усилитель, собранный на двух идентичных транзисторах микросборки DA1. На его выходе включен транзистор VT2. С выхода усилителя сигнал поступает на формирователь импульсов на элементах D1.1 и D1.2, и далее, на ключевое устройство на D1.3 и D1.4. Управление ключом производится по выводу 9 D1.3. При подаче на него логической единицы ключ пропускает импульсы на выход D1.4. Подача нуля на вывод 9 D1.3 блокирует прохождение импульсов.

Принципиальная схема шестиразрядного счетчика показана на рисунке 3.Схема и печатная плата частотомера на 176 серии: Схема частотомера на микросхемах К561 и К176 » Паятель.Ру Схема состоит из трех одинаковых функциональных узлов (N1, N2 и N3), в состав каскадного из которых входит двухразрядный десятичный счетчик с двумя дешифраторами, снабженными ячейками памяти, и двумя светодиодными индикаторами. На рисунке 3 показана только схема узла N1, остальные два узла построены по точно таким же схемам.

В качестве счетчика используется микросхема К561ИЕ10 (D1), она содержит два двоичных счетчика (D1.1 и D1.2). Ограничение счета каждого из счетчиков до 10-ти возложено на микросхему D2. На её элементах собраны два простейших дешифратора числа 10, которые, при установке счетчика в положение 10 (1010) формируют на своем выходе логическую единицу, поступающую на вход R счетчика, и переводящую его в нулевое состояние. Таким образом каждый счетчик считает от нуля до девяти, а при поступлении на его вход С десятого импульса, сразу же переходит в нулевое состояние.

На выходах счетчиков включены семисегментные дешифраторы D3 и D4 на микросхемах К176ИД2. Эти дешифраторы имеют входные триггеры, которые служат для запоминания кодов, поступающих на их входы. При подаче положительно импульса (единицы) на выводы 1 D2 и D3 эти дешифраторы записывают информацию на своих кодовых входах и передают её в семисегментном виде на индикаторы.

При нуле на выводах 1 D3 и D4 дешифраторы индицируют последнее записанное в них число и не реагируют на изменение кодов на их входах «1», «2», «4» и «8». Это позволяет совместить время индикации и время счета и таким образом значительно увеличить быстродействие частотомера и исключить мигание индикаторов либо мелькание цифр во время измерительного периода.

Если измеряемая частота меняется, то показания прибора меняются через каждые 1,5 секунды без каких либо промежуточных этапов. Это обстоятельство дает возможность более оперативно отслеживать изменение частоты, при работе с прибором.

Счетчики (один на D1.1, D2.1, D2.2, а второй на D1.2, D2.3, D2.4) включены последовательно — импульсы с выхода «8» D1.Схема и печатная плата частотомера на 176 серии: Схема частотомера на микросхемах К561 и К176 » Паятель.Ру 1 поступают на вход С D1.2. А импульсы с выхода «8» D1.2 поступают на вход С счетчика D1.1 узла N2. Таким же образом, последовательно с узлом N2 включен узел N3.

Рис.2
Схема устройства управления показана на рисунке 2. На эту схему возложены задачи по формированию временного интервала в одну секунду, в течении которого происходит подсчет входных импульсов, а также формирование сразу после истечения времени измерения импульса записи информации в триггеры дешифраторов, и формирование импульса обнуления счетчиков схемы на рисунке 3.

В качестве опорного генератора (рисунок 2) используется мультивибратор на элементах D8.1, D8.2 и D8.3. Частота определяется кварцевым резонатором Q1 на 4 МГц. По справочным данным, эта частота является верхней пороговой частотой для логических элементов микросхемы К561ЛА7, питаемой напряжением 10В. И поэтому, было бы желательнее использовать резонатор на частоту 400 кГц или другую не более 1 -2 Мгц.

Но в продаже часто встречаются резонаторы на 27 МГц, 8 МГц и 4 МГц, и практически нет резонаторов на более низкие частоты. Поэтому было решено использовать резонатор на 4 МГц. Как показала практика, мультивибратор на К561ЛА7 с таким резонатором запускается и работает достаточно устойчиво.

Импульсы с выхода мультивибратора поступают на шестиразрядный десятичный делитель на счетчиках микросхем D1-D3. Общий коэффициент деления этого делителя получается равным 1000000 и на выводе 14 D3.2 получаются импульсы частотой 4 Гц. Эти импульсы поступают на устройство управления на счетчике D4. В исходном состоянии счетчик D4 находится в нулевом положении.

При этом на всех его выходах, и на выходе «4» будут нули. Это приводит к тому, что на выходе D9.1 будет единица, которая поступает на вывод 9 (рисунок 1) ключевого элемента D1.3. Ключ открывается и с выхода D1.4 (рисунок 1) импульсы поступают на вход «С» счетчика (рисунок 3). И этот счетчик ведет подсчет входных импульсов. Продолжаться это будет до тех пока счетчик D4 (рисунок 2) считает до 4-х.Схема и печатная плата частотомера на 176 серии: Схема частотомера на микросхемах К561 и К176 » Паятель.Ру С поступлением 4-го импульса на его вход истечет временной период в 1 секунду и на выводе 5 D4 уровень сменится на единичный.

Одновременно на выходе D9.1 уровень станет нулевым и ключ (рисунок 1) закроется. Прекратится поступление импульсов на вход «С» счетчика (рисунок 3). В тоже время элемент D9.2 (рисунок 2) и цепь С3 VD1 R4 сформирует положительный импульс «S», который поступит на выводы 1 всех дешифраторов (рисунок 3) и запишет в них коды результата измерения.

Затем, на вход D4 (рисунок 2) поступит пятый импульс и на его выходах установится код «101», в результате на оба входа элемента D8.4 поступят единицы и на выходе этого элемента установится ноль, который поступит на вход «R» шести разрядного счетчика (рисунок 3) и переведет все его разряды в нулевое состояние.

Затем, на вход D4 (рисунок 2) поступит шестой импульс. На его выходах будет код «110». Уровень на выходе D8.4 сменится на единичный. В тоже время единица появится на выходе D9.4 и счетчик D4 установится в нулевое положение. Далее начинается следующий цикл измерения и весь процесс повторяется.

Рис.3
Таким образом, время полного цикла измерения составляет 1,5 секунды. При этом индикаторы не гаснут и не мелькают цифрами, обновление информации на них происходит каждые 1,5 секунды.

Частотомер собран на универсальной макетной печатной плате. Индикаторы Н1-Н6 закреплены на отрезке красного прозрачного оргстекла, выполняющего роль передней панели прибора. Соединение между индикаторами и всей схемой выполнено жгутом из 43 проводников.

Большинство микросхем К561ЛА7 можно заменить на К176ЛА7, кроме микросхем D8 и D5 устройства управления (рисунок 2). Резонатор желательно взять на 400кГц (если есть такая возможность), потому что некоторые экземпляры К561ЛА7 не желают запускаться на такой частоте и микросхему для D8 придется подбирать (сборку частотомера имеет смысл начать с мультивибратора на D8.1-D8.3 и его проверки в работе).

Если взят резонатор на 400 кГц нужно исключить один из счетчиков (рисунок 2), например D3.Схема и печатная плата частотомера на 176 серии: Схема частотомера на микросхемах К561 и К176 » Паятель.Ру 2, а импульсы на вход D4 подавать с вывода 6 D3.1. Индикаторы АЛС333Б можно заменить на любые другие светодиодные, если будут индикаторы с общим катодом нужно на выводы 6 микросхем К176ИД2 вместо единицы подать нуль.

Схема радиолюбительского частотомера » Вот схема!

Большинство любительских частотомеров строятся по типовой схеме, когда есть время счета в течении которого производится подсчет периодов за это время (при этом индикаторы обычно погашены), затем следует время индикации — время в течении которого вход декадного счетчика заблокирован и светятся индикаторы, затем следует погасание индикаторов и обнуление счетчика, и процесс циклически повторяется. Несмотря на свою распространенность такой способ измерения частоты имеет существенные недостатки.

Во-первых, весь процесс измерения, по времени, в большей степени состоит из времени счета и времени индикации, что при измерении низких частот может в сумме составлять 2-3 секунды.
Во-вторых, индикаторы постоянно мигают, что тоже не очень приятно.

Предлагаемая конструкция отличается, практически отсутствием времени индикации — индикаторы горят постоянно, но после каждого времени счета меняют свои показания.

В результате весь процесс измерения длится чуть больше одной секунды. Достигнуто это благодаря введению в каждую декаду декадного счетчика по одной четырехразрядной ячейки память. В которой до завершения цикла измерения хранится информация о результате измерения в предыдущем цикле, затем она сменяется.

Принципиальная схема показана на рисунке. Декадный счетчик шестиразрядный на D1-D18. В качестве счетчиков и ячеек памяти используются одинаковые микросхемы К561ИЕ14, в первом случае включенные в режиме счета, а во втором — в режиме предустановки.

Характеристики частотомера:

1. Число разрядов индикации………………… 6
2. Диапазон измеряемых частот …….. 1 Гц-1Мгц.
3. Время цикла измерения…………….. 1,2 сек.
4. Чувствительность входа.Схема и печатная плата частотомера на 176 серии: Схема частотомера на микросхемах К561 и К176 » Паятель.Ру …………. 250 мВ.
5. Входное сопротивление……………. 10 ком.

Рассмотрим работу на примере младшего разряда. Устройство управления выполнено на D20 и D19. Для его функционирования на вход С D20 должны поступать импульсы частотой 8 Гц. В исходном состоянии D20 и D1 находятся в нулевом состоянии. Как только D20 переходит в состояние «1» триггер D19.3 D19.4 устанавливается в нулевое состояние и открывает открывает элемент D19.1, через который на вход С D1 поступают импульсы от входного формирователя на VT1 и VT2.

Это продолжается до тех пор, пока D20 не досчитает до «9». В этот момент триггер устанавливается в единичное состояние и закрывает элемент D19.1. Импульсы на вход D1 больше не поступают. В это же время положительный импульс с вывода 11 D20 поступает на вывод 1 D2 и включает режим предустановки счетчика D2. В результате код с выходов D1 «копируется» на выходы D2, и будет там оставаться неизменным до второго поступления импульса на этот вывод.

Затем, спустя очень небольшое время (время зарядки С1 через R43) счетчик D1 устанавливается в нулевое состояние. Как только D20 снова вернется в состояние «1» процесс повториться.

Таким образом сокращается более чем вдвое время всего измерительного процесса и исключаются мигания светодиодных индикаторов.

Для получения частоты 8 гц, необходимой для работы у-тройства управления, служит мультивибратор на микросхеме ТТЛ — D21 — К155ЛАЗ, частота которого (8 мгц) стабилизирована кварцевым резонатором, затем следует ТТЛ делитель на 10 — D22 — К155ИЕ2 и еще пять десятичных делителей на микросхемах D23-D27 — К561ИЕ8. Применение микросхем ТТЛ вызвано тем, что серия К561 плохо работает на частотах более 3 мгц. Возможно применение более распространенного резонатора на 4 мгц, но для этого нужно один из счетчиков D22-D27 включить по схеме деления на пять.

Все микросхемы частотомера смонтированы на одной макетной печатной плате размерами 240X160мм с разводкой только по цепям питания и площадками под каждый вывод микросхемы (такие платы несколько лет назад имелись в широкой продаже и даже высылались наложенным платежом).Схема и печатная плата частотомера на 176 серии: Схема частотомера на микросхемах К561 и К176 » Паятель.Ру Все остальные соединения выполнены монтажным проводом МГТФ 0,12 в соответствии со схемой.

В процессе настройки нужно учитывать, что некоторые экземпляры счетчиков серии К561, ввиду своих технологических особенностей или по причине брака, имеют паразитные очень короткие, импульсы на некоторых выходах («волосы»), которые возникают каждый раз весьма не кстати и могут полностью «сбивать» работу шестидекадного счетчика, особенно на частотах вблизи 1Мгц.

Если такая неприятность имеется нужно на выходе переноса «Р0» соответствующего «волосатого» счетчика поставить между этим выходом и общим проводом конденсатор типа КМ на 10-56 пф, подобрав его емкость эксперементально. При этом «волосатость» исчезнет либо совсем, либо её уровень не будет доставать до единичного порога. Крайне редко попадаются микросхемы К561ИЕ14 с «волосами» даже на выводах 6, 11, 14 и 2. Бороться с неприятностью можно таким же способом, но лучше такие микросхемы по возможности не использовать.

Тоже самое может потребоваться если счетчики D23-D27 будут делить неправильно (на выходе не 8 гц). Здесь нужно ставить конденсатор между выводом 12 и общим проводом. Источник питания — стабилизированный на напряжение 5В. Семисегментные светодиодные индикаторы могут быть любого типа, важно чтобы с общим анодом.

Микросхемы серии К176 применять не рекомендуется, либо нужно увеличивать напряжение питания до 9В и вводить цепи согласования по напряжениям для микросхем ТТЛ, поскольку микросхемы К155 и KP514 могут питаться напряжением не более 5В.

Схема простого карманного частотомера » S-Led.Ru

В настоящее время бопьшой популярностью пользуются карманные мультиметры с ЖК-дисплеем. Благодаря наличию в широкой продаже и приемлемым ценам такие приборы имеются, практически, у всех радиолюбителей. Не при всех достоинствах этих приборов, есть и существенный недостаток. Ни один из имеющихся в широкой продаже мультиметров, не имеет функции измерения частоты. Большинство же отечественных частотомеров, как промышленных так и любительских, работают либо на вакуумные либо на светодиодные индикаторы, что вносит существенные ограничения по питанию.Схема и печатная плата частотомера на 176 серии: Схема частотомера на микросхемах К561 и К176 » Паятель.Ру

На рисунке 1 показана схема простого частотомера, работающего на четырехразрядную жидкокристаллическую панель. Измеряемый сигнал поступает через разъем Х1, далее на неинвертирующий вход ОУ А1, выполняющего функции предварительного усилителя-ограничителя. Диоды VD1 и VD2 защищают вход А1 от перегрузки входным сигналом. Делитель R3-R4 с блокировочным конденсатором С2 создает среднюю точку напряжения, чтобы А1 мог работать с однополярным питанием.

Технические характеристики:

1. Верхний предел измерения частоты …. 999,9 кГц
2. Чувствительность …………………………. 0,12V
3. Входное сопротивление……………………… 1 МОм
4. Число разрядов индикации ………………………. 4
5. Ток потребления не более……………………….2 mА
6. Напряжение питания…………………………….7…10V.

После усиления, входной сигнал доводится до прямоугольной формы при помощи триггера Шмитта на D1.1 и D1.2 Его особенность в том, что триггер блокируемый, подача логического нуля на вывод 2 D1.1 прекращает прохождение через него сигнала. С выхода этого триггера сформированные прямоугольные импульсы поступают на вход четырехразрядного десятичного счетчика на микросхемах D2-D5, включенных последовательно.

Микросхемы К176ИЕ4 (D2-D5) содержат десятичные дешифраторы для семисегментного формирования цифр, а так же вход S, который определяет активный выходной уровень (зажигать сегменты единицей или нулем). В качестве индикатора используется четырехразрядная жидкокристаллическая панель Н1, сегменты каждого разряда имеют собственные выводы. На эти выводы поступают выходные уровни с выходов A-G D2-D5 Для функционирования ИЖК требуется чтобы эти сигналы были импульсными, поэтому на входы S (выводы 6) микросхем D2-D5 поступают импульсы частотой 10 кГц. В результате выходные сигналы D2-D5 так же импульсные.

Узел формирования опорных частот выполнен на D1.3-D1.4 и D6-D10. Задающий генератор выполнен на элементах D1.Схема и печатная плата частотомера на 176 серии: Схема частотомера на микросхемах К561 и К176 » Паятель.Ру 3-D1.4, его частота 100 кГц стабилизирована кварцевым резонатором 01. Затем эта частота поступает на делитель на десятичных счетчиках D6-D10, микросхемах К176ИЕ8, каждый из которых делит частоту на 10 С помощью переключателя S2 выбирается временной интервал, в течении которого будет происходить подсчет входных импульсов, и таким образом выбирается предел измерения. В положении S2 — «х1» опорная частота 1 Гц, в положении S2 — «х2» — 10 Гц, в положении S2 -«х10» — 100 Гц, соответственно пределы измерения: «9999 Гц», «99990 Гц», «999900 Гц».

Устройство управления выполнено на четырех D-триггерах микросхем D11 и D12. Работу устройства удобно рассматривать с момента появления импульса установки нуля, который поступает на входы R счетчиков D2-D5. Одновременно этот импульс поступает на вход S триггера D12.1 и устанавливает его в единичное состояние. Единичный уровень с прямого выхода этого триггера блокирует работу триггера D12.2, а нулевой уровень на инверсном выходе D12.1 разрешает работу триггера D11.2, который по фронту первого же импульса, поступившего с выхода D11.1 вырабатывает измерительный стробирующий импульс открывающий элемент D1.1, что приводит к прохождению импульсов на счетный вход счетчика на D2-D5. Начинается цикл измерения, — подсчет входных импульсов.

По фронту следующего импульса, поступающего с выхода D11.1, триггер D11.2 возвращается в исходное положение и на его прямом выходе устанавливается ноль, который закрывает элемент D1.1 и цикл измерения прекращается. Поскольку время, в течении которого длился подсчет импульсов кратно одной секунде, то в этот момент на табло будет видно истинное значение частоты измеряемого сигнала.

В этот момент фронт импульса с инверсного выхода триггера D11.2 переводит триггер D12.1 в нулевое состояние и разрешается работа триггера D12.2. На вход С D12.2 поступают импульсы частотой 1 Гц с выхода счетчика-делителя D10, и этот триггер последовательно устанавливается сначала в нулевое, затем в единичное состояние.Схема и печатная плата частотомера на 176 серии: Схема частотомера на микросхемах К561 и К176 » Паятель.Ру Во время счета триггером D12.2 триггер D11.2 заблокирован единицей, поступающей с инверсного выхода триггера D13.1. Идет цикл индикации, который длится одну секунду на нижнем пределе измерения (х1) и две секунды на остальных пределах. В течении этого времени показания табло не меняются.

Как только на инверсном выходе D12.2 будет единица, положительный перепад напряжения на этом выходе пройдет через цепочку C6-R11, которая сформирует короткий положительный импульс. Этот импульс поступит на входы R счетчиков D2-D5 и установит их всех в нулевое положение. Одновременно установится в единичное триггер D12.1 и весь, описанный процесс работы частотомера повторится.

Триггер D11.1 устраняет влияние флуктуаций фронта низкочастотных импульсов, соответствующих времени, в течении которых происходит подсчет входных импульсов. Для этого импульсы, поступающие на вход D триггера D1.1 проходят на вход этого триггера только по фронту синхронизирующих импульсов с частотой следования 100 кГц, снимаемых с выхода мультивибратора на D1.3-D1.4.

Микросхему К176ЛА7 можно заменить на К561ЛА7, К176ТМ2 — на К561ТМ2, К176ИЕ8 — на К561ИЕ8 или на аналоги серии КР1561 или на зарубежные аналоги. Жидкокристаллическая панель может быть и другая, важно чтобы на ней было не менее четырех разрядов и каждый из разрядов имел отдельные сегментные выводы. Можно использовать четыре отдельных одноразрядных жидкокристаллических индикатора ИЖКЦ1-1/18 или зарубежные с металлическими выводами. Не исключено применение светодиодных индикаторов), но ток потребления при этом будет не ниже 200 mА.

При отсутствии микросхем К176ИЕ4 можно каждую из них заменить парой К176ИЕ2 и К176ИД2 или парой К561ИЕ14 и К561ИД4. Кварцевый резонатор может быть на другую частоту, но не более 3 МГц (выше 3 МГц микросхемы К176 работают плохо), но при этом придется изменить коэффициент деления делителя на D6, так чтобы на выходе была частота 10 кГц (например, если кварц на 1 МГц, то перед счетчиком D6 нужно включить еще один такой же, а импульсы на вход С D11 1 снимать не с выхода мультивибратора, а с выхода этого дополнительного счетчика.Схема и печатная плата частотомера на 176 серии: Схема частотомера на микросхемах К561 и К176 » Паятель.Ру

В качестве корпуса, индикатора и печатной платы используется набор «Электронные часы ЭЧЖ-6602». Его плата доработана в соответствии с принципиальной схемой частотомера. Переключатель S2 — малогабаритный приборный поворотного типа на 6 положений (используется только три положения). Можно сделать на трех модулях переключателей ПКН-61 или использовать движковый переключатель от импортного карманного радиоприемника или использовать DIP-переключатель на три положения.

Если кварцевый генератор на D1.3 и D1.4 не будет запускаться можно попробовать подключить конденсатор на 10-1000 пФ между выводами 8-9 D1.3 и общим минусом, подобрав его емкость экспериментально.

cs

cs

Данная цифровая шкала применена в
радиоприемнике «Contest-Rx» и трансивере «Contest-5,5».

Рис.1. Принципиальная электрическая схема цифровой шкалы.

Увеличить изображение
рисунка 1.

Адреса выводов цифровой шкалы: 106-вход, 107- +9в, 108-на 111, 109-запись цифр (логический ноль — корпус или
единица – свободный вывод), 110-корпус, 111-на108 и
питание микросхем DD4 и DD5, 112- +9в,
113-выход стабилизации (на SA2.2), 114-на
HL2 (+9в), 115-минус 3,3в (для повышения яркости свечения ламп HG1…HG6 и
равномерности их свечения) или корпус, 116-на
VD2, VD3 (см. рис. 6).

Цифровая шкала
радиоприемника «Contest-Rx».

Чтобы
посмотреть рисунки печатных плат и другой графический материал по ЦШ — кликните
левой кнопкой мышки по нижеуказанным ссылкам.

Рис.2. Печатная плата цифровой шкалы приемника “Contest-Rx”.
Вид
со стороны печатных проводников.

Рис.3. Печатная плата цифровой шкалы “Contest-Rx”. Вид со стороны установки
деталей.

Рис. 4. Преобразователь напряжений цифровой шкалы.Схема и печатная плата частотомера на 176 серии: Схема частотомера на микросхемах К561 и К176 » Паятель.Ру Вид на монтаж деталей и
рисунок 5 — вид со стороны печатных
проводников.

Рис.6. Схема расстройки приемника
«Contest-Rx» и цепей сопряжения с системой
ЦАПЧ.

Рис.7. Схема управления цифровой
шкалой.


Цифровая шкала радиоприемника “Contest-Rx”.

    Описываемое
устройство предназначено для работы с радиоприемником “Contest-Rx” и трансивером “Contest-5,5” имеющих ПЧ 5,5 МГц, а так же в трансиверах и
радиоприемниках с первым плавным гетеродином и любым значением ПЧ при записи
соответствующих чисел в счетчики. Кроме того, эта шкала может использоваться как
частотомер для настройки радиоаппаратуры.

    Цифровая шкала
выполнена на КМОП — микросхемах серий
К176 и К561, а также на ТТЛ-микросхемах серий К155 и К131.


Технические данные.

    Диапазон измеряемых
частот, МГц
………………………..0,01…33

    Чувствитетельность,
В …………………………………0,4…1,0

    Дискретность отсчета, Гц
……………………………..100

    Количество индицируемых разрядов
………………..6

    Общая максимальная потребляемая мощность,
Вт …1

    — от источника постоянного тока 9 В,
Вт……………..0,75

    — от источника переменного тока 0,8 В по цепи
накала

    индикаторных ламп, Вт
……………………………..0,25

    Периодичность обновления информации,
мкс ………200

    Время счета, мкс
……………………………………….100

    Диапазон рабочих температур,
оС ……………………-10…+35

    Габаритные размеры, мм
………………………………149х85х50

    Масса, кг
………………………………………………..0,15

    Благодаря применению КМОП-микросхем шкала
почти не создает помех, а также очень мало греется. Принципиальная электрическая схема цифровой шкалы
показана на рисунке 1 и представляет собой несколько модернизированный вариант
шкалы В.Схема и печатная плата частотомера на 176 серии: Схема частотомера на микросхемах К561 и К176 » Паятель.Ру Криницкого опубликованный в [1]. Модернизация коснулась входной части:
изменены номиналы некоторых резисторов,
исключены диоды защиты, заменена микросхема К155ЛА3 на К131ЛА3 для повышения быстродействия,
индикаторные лампы ИВ3Л заменены на ИВ6, введена система ЦАПЧ ГПД,
которая совмещена с системой расстройки (рис.6.), в генераторе кварц 1 МГц
заменен на 100 кГц, что не только уменьшило количество микросхем в делителе на
один корпус, но и привело к снижению общего уровня излучаемых помех, введен преобразователь напряжения VT40,VT50 для питания накальных цепей индикаторных ламп
(в результате шкала запитывается только одним
напряжением +9 вольт), полностью изменен
рисунок печатной платы – он выполнен односторонним, что несколько упростило ее
изготовление.

    Цифровая шкала измеряет частоту первого
гетеродина с началом такта счета, пока идет счет первых 10 импульсов микросхемой
DD5 (нумерация деталей дана согласно описанию
трансивера Contest-5,5), происходит
занесение в
счетчик значения промежуточной частоты. Использование дешифраторов
К176ИД2 с памятью позволило исключить мерцание индикаторов во время работы.
После подачи напряжения питания происходит формирование положительного
импульса цепочкой С161 R206 на входах R
микросхем DD7, DD8, DD9, DD23, который устанавливает данные микросхемы в «0» — исходное
состояние. Импульсы с кварцевого генератора
DD6.2, DD6.3, пройдя цепочку делителей
DD7, DD8, DD9, подаются на вход +1
формирователя интервалов времени DD23. По
окончании девятого импульса на выходе переноса 10 DD23 появляется уровень логического нуля. Логический
ноль присутствует также и на выходе 15, при этом на выходе DD10.4 появляется уровень логической единицы, устанавливающий
счетчики DD11…DD16 по входам R в ноль. По окончании десятого импульса на выходе 11
DD10.4 устанавливается уровень логического
нуля, разрешающий работу счетчиков, а на выходе 15 DD23 уровень логической единицы, разрешающей счет импульсов
измеряемой частоты.Схема и печатная плата частотомера на 176 серии: Схема частотомера на микросхемах К561 и К176 » Паятель.Ру В это же время на выходе DD6.4 появляется импульс предустанова, который через
мультиплексор на микросхемах DD6.1, DD10.1, DD10.2 подается на шины предустанова «-fпч» или «+fпч» (в
зависимости от положения переключателя диапазонов) и устанавливает код числа
«Х».

    Напряжение с генератора плавного диапазона
поступает на формирователь импульсов, выполненный на транзисторах VT47, VT46
и микросхеме DD4, а затем на декадный делитель частоты DD5. Так как паспортное значение максимальной частоты счета
для КМОП микросхем серии К176ИЕ2 не превышает 2МГц (а практически они
работают до 3,5МГц), то для увеличения частоты счета до 33 МГц в качестве DD5
применена ТТЛ микросхема К155ИЕ2. На транзисторе
VT44 выполнен каскад, согласующий по уровням
выход микросхем ТТЛ с входом основного
делителя частоты DD11…DD16.

    Если частота первого плавного гетеродина
выше принимаемой частоты, то до поступления первого счетного импульса на
микросхему DD11 в счетчик необходимо записать
число: Х=100000,0 кГц – fоп. ген. (кГц). В этом случае при подаче сигнала
с гетеродина происходит переполнение счетчика и на индикаторах будет отображена
частота настройки. Если частота гетеродина ниже
принимаемой частоты, то необходимо записать число Х=fоп. ген. с точностью
0,1 кГц.

    Рассмотрим пример кодировки для
радиоприемника «Contest-Rx» с промежуточной
частотой 5500 кГц: на диапазонах 1,8; 3,5; 7; 10 МГц fгет>fсигн, следовательно,
Х=100000,0-5500=94500,0, а на диапазонах 14, 18,
21, 24, 28 МГц fгет<fсигн, следовательно, Х=05500,0. Установка числа
94500,0 производится соответственно по входам S1 DD14, S3 DD15, S1 и S4 DD16, для чего эти входы соединяются с шиной
предустанова «-fпч». При этом на вывод 109 должна
быть подана логическая единица (вывод должен оставаться свободным, так как
логическая единица подана через резистор R191).

    Установка числа 05500,0 производится по
входам S1 и S3 DD14, S1 и S3 DD15.Схема и печатная плата частотомера на 176 серии: Схема частотомера на микросхемах К561 и К176 » Паятель.Ру Эти входы
соединяются с шиной предустанова «+fпч». При этом на вывод 109 должен
быть подан логический ноль (соединить с корпусом). Те входы S микросхем DD11…DD16, которые должны устанавливаться от обеих шин (+ и -),
необходимо подключать к шинам через схему «ИЛИ» (диоды VD51…VD56). Остальные входы S микросхем DD11…DD16 соединяются с корпусной шиной. Если кодировка произведена
правильно, а сигнал ГПД на входе цифровой шкалы отсутствует, то в положении
переключателя диапазонов, соответствующем НЧ диапазонам 1,8…10 МГц, на
индикаторах будет индицироваться число 94500,0, а в положении ВЧ
диапазонов 14…28 МГц – 05500,0.

    Кодировку числа Х, после его вычисления,
удобно производить, пользуясь
таблицей:

Задействованные входы
счетчика

Записываемая цифра

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

S1

+

+

+

+

+

S2

+

+

+

+

S3

+

+

+

+

S4

+

+

    Все незадействованные входы счетчиков должны
быть соединены с корпусной шиной.Схема и печатная плата частотомера на 176 серии: Схема частотомера на микросхемах К561 и К176 » Паятель.Ру Если один и тот
же вход счетчика в процессе кодировки должен быть соединен с шинами
«+fпч» и «-fпч», то в этом случае с корпусной шиной его необходимо
соединить через резистор 30 кОм, а с шинами «+fпч» и «-fпч» через диоды, как
показано на схеме.

    Управление кодом производится одной из
секций переключателя диапазонов. Посредством которой на вывод 109 ЦШ подается
корпус (логический ноль) на диапазонах 14…28 МГц и логическая единица (вывод 109
остается свободным) на диапазонах 1,8…10 МГц. По окончании двадцатого импульса
на входе 2 (+1) DD23, на выводе 15 DD23
появляется уровень логического нуля, запрещающий счет импульсов с входа ЦШ. С
выхода 10 DD10.3 формируется импульс, разрешающий
перепись информации со счетчика DD11…DD16 в
дешифраторы DD17…DD22. По окончании импульса
переписи информация на выходах дешифраторов сохраняется независимо от изменения
информации на входах.

    В режиме прямого отсчета частоты
(частотомера) ЦШ будет работать, если кодировка записи цифр не произведена (шины
–fпч и +fпч свободны). Все входы S микросхем DD11…DD16 при этом должны быть заземлены.

    На транзисторах VT49, VT50 собран преобразователь напряжения +9В/0,8В для питания
накальных цепей индикаторных ламп HG1…HG6. При напряжении питания +9В новые лампы ИВ6 обладают достаточным уровнем
свечения (хотя по паспортным данным должны
запитываться напряжением 25 вольт), поэтому
вывод 115 трансформатора Т10 можно
заземлить. Однако в процессе старения яркость свечения ламп падает, появляется
неравномерность свечения сегментов. В этом случае для устранения последнего на
вывод 115 следует подать напряжение около 3,3 вольта отрицательной полярности.
Изменением величины этого напряжения можно управлять яркостью свечения
индикаторных ламп.

    На микросхеме DD24 и транзисторе VT51 собран узел цифровой автоматической подстройки
частоты (ЦАПЧ) ГПД. Ее принцип действия
основан на подстройке ГПД, основываясь на измерении его частоты цифровой шкалой.Схема и печатная плата частотомера на 176 серии: Схема частотомера на микросхемах К561 и К176 » Паятель.Ру
В этом случае стабильность ГПД будет соизмерима со стабильностью частоты
кварцевого гетеродина. Вход D (вывод 7)
микросхемы DD24 (используется только один из
четырех D триггеров микросхемы К561ТМ3)
подключен к первому выходу счетчика младшего разряда цифровой шкалы
(вывод 14 микросхемы DD11). На вход С (вывод 6
DD24) подан импульс перезаписи через С254.
На вход V (вывод 5 DD24) подан уровень логической единицы (через R196)
для обеспечения правильной работы микросхемы с
исходными сигналами ЦШ. Вывод 10 DD24
подключен к базе транзистора VT51, на котором выполнен транзисторный ключ. Коллектор
транзистора VT51 подключен к питающей шине
+9В через светодиод HL2 (рис.6) и к интегрирующей цепочке R198, C267, R199 формирующей напряжение управления варикапом, которое
подается на варикап ГПД VD13 приемника через
SA2.2 (рис.6). Светодиод HL2 служит для сигнализации включения режима стабилизации
(моргание с периодом один раз в 4-15 секунд, причем, чем реже моргание, тем лучше термостабилизирован ваш ГПД). Система расстройки приемника и ее цепи сопряжения с
системой ЦАПЧ показаны на рисунке 6. Светодиод HL1 служит
для сигнализации включения системы расстройки. Данная система ЦАПЧ позволяет получить стабильную сетку
частот ГПД с дискретностью 200 герц.

    Печатная плата ЦШ и вид на монтаж деталей
показаны на рисунках 2 и 3, а преобразователя напряжения на рисунках 4 и 5. Они
выполнены из
одностороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Корпус ЦШ изготовлен из дюралюминия толщиной 1
мм. Печатная плата преобразователя
напряжения установлена на боковой стенке внутри корпуса ЦШ (со стороны резистора R196). Перед индикаторными лампами установлен светофильтр
зеленого цвета из прозрачного органического стекла.

    Дроссели L19, L20, L21 применены типа ДМ-0,2 160 мкГн ±5%. Трансформатор
Т10 выполнен на кольце К20Ч10Ч6, феррит марки 2000НМ. Намотка I+II выполнена внавал одновременно двумя проводами ПЭВ-2 0,18
и содержит 180+180 витков.Схема и печатная плата частотомера на 176 серии: Схема частотомера на микросхемах К561 и К176 » Паятель.Ру Намотка III+IV выполнена аналогично, но проводом ПЭВ-2 0,41 и содержит
8+8 витков.

    Налаживание шкалы сводится к установке
частоты кварцевого генератора DD6.2, DD6.3, равной
100 кГц путем подбора емкости конденсаторов С255, С256, и записи на шинах
кодировки высчитанных ранее значений чисел «Х», исходя из значения
используемой ПЧ. Подбором номинала резистора
R184 можно добиться максимума
чувствительности по входу цифровой шкалы. Путем подбора величины поданного на вывод 115
отрицательного напряжения добиваются приемлемой яркости свечения индикаторных
ламп. В системе расстройки путем подбора
номинала резистора R6 при среднем положении
движка резистора R8 производят совпадение
частот при включенной и выключенной расстройке. Подстройкой резистора R4
добиваются совпадения частот при передаче по
отношению к приему. Путем подбора номинала резистора R2 добиваются совпадения частот при включенной системе ЦАПЧ
и без нее.

Литература:

[1] Криницкий В. Цифровая шкала – частотомер. Лучшие
конструкции 31-й и 32-й выставок творчества радиолюбителей. – М.:ДОСААФ, 1989,
с. 70 – 72.

P.S.

Цифровая
шкала к радиоприёмнику «Contest-Rx»
была опубликована в журнале «Радио» за февраль месяц 2005 года, есть она и в
составе трансивера «Contest-5,5» (журнал «Радиомир КВ
и УКВ» номера: №4, №5, №6, №7, №8  за 2004г), а также в  трансивере
«Contest»
(ПЧ-10,7МГц) — Радио, 1999, №3, №4, №5 ( с. 58.59). Работает шкала вполне
достойно, но в рисунок печатной (монтажной) платы по разным причинам вкрались
досадные ошибки. В ниже приведённой статье заостряется внимание именно на них.
Там же имеются и ответы на вопросы радиолюбителей, касающиеся этой конструкции.
Спасибо радиолюбителям, привлёкшим моё внимание к устранению этих опечаток и
ошибок.


Рубцов В.Схема и печатная плата частотомера на 176 серии: Схема частотомера на микросхемах К561 и К176 » Паятель.Ру П. UN7BV.

 

Опечатки по
цифровой шкале к TRX «Contest-5,5»

1. Конденсатор, обозначенный на печатной плате как «С253»
(тот, что находится возле DD19) — это блокировочный конденсатор С266, он
блокирует питающие цепи на корпус (на принципиальной схеме не показан). Его
ёмкость 0,033. Кстати, на печатке его вывод соединён с ножкой 16 DD20, но не
посажен на питающую шину — на печатке ошибка (она есть и на рисунке печатки,
опубликованной и в журнале «Радио»). Метод исправления: добавьте дорожку
(соедините ножку 16 DD20, а также вывод С266) с плюсовой шиной по аналогии с
другими аналогичными микросхемами).

2. 10 ножка DD23 — ошибка на печатной плате. Отсутствует
токоведущая дорожка между ножками 8 и 9 микросхемы DD10 (эта же ошибка есть и на
рисунке печатки, опубликованной и в журнале «Радио»).

3. Вывод 7 DD24 должен быть посажен на ножку 14 DD11 (эта
же ошибка есть и на рисунке печатки, опубликованной и в журнале «Радио»).

4. R204, R205 соединены между собой и должны идти на ножки
5, 6, 10 DD6. Отсутствует токопроводящая дорожка на печатной плате (эта же
ошибка есть и на рисунке печатки, опубликованной и в журнале «Радио»).

5. На печатной плате не обозначен транзистор VT48
(расположен возле R207, C260,
C259) его коллектор также не обозначен (эта же ошибка
есть и на рисунке печатки, опубликованной и в журнале «Радио»).

6. Выводы дорожек, выведенные на край печатной платы (край
обозначен широкой черной дорожкой-проводником — это корпусной проводник),
«посажены» именно на него, то есть на корпус.

7. Резистор R20 (показанный на печатной плате) — это
резистор R202 (по принципиальной схеме). «Недопечатали» двойку.

8. Транзистор VT51 можно заменить на КТ3102 (в принципе и
на КТ315 тоже можно).

9. Микросхемы D4 (14 ножка), D5 (5 ножка) запитаны от
стабилизатора напряжения +5 вольт – с эмиттера транзистора VT48. У D5 питание
(по справочнику) идёт на 5-ю ножку, корпус на 10-ю, у D4 питание на 14-ю ножку,
корпус на 7-ю.Схема и печатная плата частотомера на 176 серии: Схема частотомера на микросхемах К561 и К176 » Паятель.Ру

10. Название разъёмов для подключения ЦШ уж и не помню. Их
два — один ВЧ и другой связной, контактов на 10 (задействованы не все).

11. «Какую нагрузку использовать для проверки выпрямителей
питания ЦШ?». Предлагаю посчитать самим: Общая потребляемая мощность ЦШ около 1
Вт. От источника постоянного тока +9 вольт около 0,75 Вт (по цепи питания +5
вольт токи микросхем D5 — 53 мА и D4 — 16 мА). От источника переменного тока
(цепи накала индикаторов — VT49, VT50) — 0,24 Вт. Согласно формуле мощность есть
произведение тока на напряжение (выделяемая на нагрузочном сопротивлении),
отсюда находим сопротивление нагрузки (по закону Ома — ток в цепи прямо
пропорционален напряжению и обратно пропорционален сопротивлению): подставляем
формулу закона Ома в формулу нахождения мощности — R переносим в левую часть, а
остальные составляющие формулы в правую (вспомним азы математики). Далее
подставляем нужные значения (я их привел выше) напряжения и тока (напряжение
плюс девять или плюс 5 вольт, а ток можно определить по той же самой формуле
мощности … мощность равна произведению тока на напряжение, значит ток равен —
мощность разделить на напряжение), и … вычисляем интересующие Вас
сопротивления (сопротивление нагрузки будет равно частному от деления
напряжения, возведённого в квадрат, на мощность — вычисления производить в
следующих единицах: Сопротивление в Омах, напряжение в Вольтах, ток в Амперах, а
мощность в вольт-амперах (ВА).

Рубцов В.П.
UN7BV, Астана, Казахстан.


Рубцов В.П.
UN7BV, Астана, Казахстан.

73!

Используются технологии uCoz

Схема часов на микросхемах к176. Электронные часы на интегральных микросхемах серии к155. Изменения в схеме

Продолжаем делать занимательные и интересные электронные поделки. Помните переходник, который раньше сделал для планарного микроконтроллера? На его основе хочу сделать электронные часы, схему не очень-то и выбирал, просто вбил в Google «простые часы на ATmega8
» и взял первою простую схему без корректировки времени и других наворотов.Схема и печатная плата частотомера на 176 серии: Схема частотомера на микросхемах К561 и К176 » Паятель.Ру Это оказалась схема… 🙂

Схема часов

Сама схема часов на рисунке, что мы на ней видим? Начнем с семисегментного четырёхразрядного индикатора с общим катодом (минусом), подключать индикатор можно и без резисторов — ничего страшного не станет. Дальше у нас сердце часов — микроконтроллер ATmega8. Это можно сказать народный микроконтроллер: низкая цена, богатый набор функций, всевозможные компараторы АЦП.

Так что часы заделать не составит труда, из органов управления у нас две кнопки без фиксации: первая настраивает часы, вторая для минут.

Точность хода удивила — за неделю отстали на пол минуты, наверное из-за часового кварца (выпаял его из материнской платы). Сам кварц часовой такой можно найти в любой технике.

ОК. Мы разобрались с принципиальной схемой, теперь прошивка — она находится в архиве и там же печатная плата для переходника. Фюзи которые нужно выставить: CKOPT, BOOTSZ1, BOOTSZ0, SUTO1, SUTO0, CKSEL3, CKSEL1, CKSEL0
. При выставлении бита CKOPT
к часовому кварцу подключаются два внутренних конденсатора микроконтроллера. Это для . Корпус обязательно надо подпаять на минус (массу). Питание у меня 5 вольт. От более пониженного напряжения не запитывал, но теоретически часы корректно могут работать от 2.7 вольта до 5.6 вольт. Предупреждаю: 5.6 вольт критическое напряжение для микроконтроллера и его легко можно вывести из работоспособности. Для индикации взял два семизарядных трех сегментных LED индикатора с переходником — для управление нам нужно 11 проводков. Все это собрано навесом и дожидается достойного корпуса, когда придумаю какого именно… Думаю потом собрать часы посложнее. С вами был KALYAN.SUPER.BOS

Специализированная часовая микросхема К176ИЕ12. Эта микросхеме содержит в себе мультивибратор и два счетчика, при помощи которых можно получить набор стабильных импульсов, следующих с частотой 1 Гц (период — 1 секунда), 2 Гц, 1/60 Гц (период -1 минута) , 1024 Гц, а также четыре импульсных сигнала частотой 128 Гц, сдвинутых по фазе относительно друг друга на четверть периода.Схема и печатная плата частотомера на 176 серии: Схема частотомера на микросхемах К561 и К176 » Паятель.Ру Типовая схема включения этой микросхемы показана на рисунке 2 (для простоты цепи питания не показаны, но плюс питания нужно подавать на 16-й вывод, а минус на 8-й).

Поскольку микросхема формирует все основные временные периоды для электронных часов, то чтобы обеспечить высокую точность, частота её задающего мультивибратора стабилизирована кварцевым резонатором Z1 на 32768 Гц. Это стандартный часовой резонатор, резонаторы на такую частоту применяются почти во всех электронных часах отечественного и зарубежного производства.

Подстроечные конденсаторы С2 и С3 могут отсутствовать, они нужны для очень точной установки хода часов. Обратите внимание на сопротивление резистора R1 — 22 Мегаома, вообще, сопротивление этого резистора может быть от 10 до 30 Мегаом (10-30 миллионов Ом)

С выхода мультивибратора, импульсы по внутренним цепям микросхемы поступают на её первый счетчик. Эпюры импульсов на его выходах показаны на рисунке 2 внизу. Видно, что на выходе S1 есть симметричные импульсы частотой 1 Гц, то есть период 1 секунда. Импульсы с этого выхода можно подать на вход счетчика секунд. Импульсы частотой 128 Гц служат для динамической индикации, но на этом занятии мы динамическую индикацию изучать не будем.

Второй счетчик микросхемы (верхний) имеет коэффициент деления 60, и он служит для получения импульсов частотой 1/60 Гц, то есть импульсов, следующих с периодом в 1 минуту. На вход этого счетчика (вывод 7) подают импульсы частотой 1 Гц (секундные), он их частоту делит на 60 и на его выходе получаются минутные импульсы.

Рис.3

Принципиальная схема электронных часов показана на рисунке 3. Микросхема D5 — это микросхема К176ИЕ12, она, в этих часах используется только как источник секундных и минутных импульсов. Часы построены по упрощенной схеме — без индикации секунд, только минуты и часы. Роль индикатора секунд выполняют два светодиода VD3 и VD4, которые мигают с частотой 1 Гц.

Кнопочные переключатели S1 и S2 служат для установки времени, нажимаем на S1 и показания счетчика минут будут меняться с частотой 1 Гц, нажимаем S2 и так же быстро будут меняться показания счетчиков часов.Схема и печатная плата частотомера на 176 серии: Схема частотомера на микросхемах К561 и К176 » Паятель.Ру Таким образом, этими кнопками можно настроить часы на текущее время.

Рассмотрим работу схемы. Секундные импульсы с вывода 4 D5 поступают на вход её счетчика с коэффициентом деления 60 через вывод 7. На выходе этого счетчика (вывод 10) получаются импульсы, следующие с периодом в одну минуту. Эти импульсы через контакты не нажатой кнопки S1 поступают на вход С счетчика — дешифратора D1 — К176ИЕ4 (смотри занятие №10), который считает до десяти.

Через каждые десять минут на выходе Р этого счетчика формируется полный импульс переноса. Таким образом получается, что импульсы на выходе Р D1 следуют с периодом в 10 минут. Эти импульсы поступают на вход счетчика D2 — К176ИЕЗ (смотри занятие №10), который считает только до 6-ти.

В результате оба счетчика D1 и D2 считают, вместе взятые, до 60, и импульсы на выходе Р счетчика D2 будут следовать с периодом в один час. А индикаторы Н1 и Н2, будут, соответственно, показывать единицы и десятки минут.

Таким образом, на выходе Р D2 (вывод 2 D2) у нас получаются импульсы, следующие с периодом в один час. Эти импульсы через контакты кнопки S2, которая находится в ненажатом состоянии, поступают на вход счетчика единиц часов, выполненного на микросхеме D3 — К176ИЕ4. С выхода Р D3 импульсы, с периодом в 10 часов поступают на счетчик десятков часов на микросхеме D4 — К176ИЕ3.

Эти оба счетчика, вместе, могли бы считать до 60-ти, но в сутках всего 24 часа, поэтому их общий счет ограничен до 24-х. Сделано это таким образом: как мы знаем, из занятия №10, микросхемы К176ИЕ4 имеют вывод 3, на котором появляется единица в тот момент, когда число импульсов, поступивших на вход С счетчика достигает четырех. Микросхема К176ИЕ3 (занятие №10) имеет такой же вывод 3, но единица на нем появляется в тот момент, когда на вход С этой микросхемы поступает второй импульс.

Получается, что для того чтобы ограничить счет до 24-х нужно подать логическую единицу на входы R всех счетчиков в тот самый момент, когда на выводах 3 обоих счетчиков D3 и D4 будут единицы.Схема и печатная плата частотомера на 176 серии: Схема частотомера на микросхемах К561 и К176 » Паятель.Ру Для этого служит схема, собранная на двух диодах VD1 и VD2 и резисторе R5. Логический уровень на входа R счетчиков зависит от соотношения сопротивлений резистора R5 и диодов VD1 и VD2.

Когда, на выводе 3 хотя бы одного из счетчиков D3 и D4 присутствует ноль, хотя бы один из этих диодов открыт и он, как бы, замыкает на минус питания вход R, и по этому на входах R получается логический нуль. Но когда будут единицы на выводах 3 и счетчика D3 и счетчика D4, тогда оба диода будут закрыты, и напряжение от плюса источника питания через R5 поступит на входы R счетчиков и установит их в нулевое состояние.

Установка времени производится кнопками S1 и S2. При нажатии на S1 вход С счетчика D1 переключается с вывода 10 D5 на вывод 4 D5, и на вход D1 вместо минутных импульсов подаются секундные, в результате показания индикаторов минут будут меняться с периодом в одну секунду. Затем, когда таким образом будет установлены нужные показания минут S1 отпускают и часы работают как обычно.

Точно так же устанавливается текущее время часов при помощи S2. При нажатии на S2 вход С D3 переключается с выхода Р D2 на выход S1 D5 и вместо часовых импульсов на вход С D3 поступают секундные.

Для питания часов используется сетевой адаптер от игровой приставки, или другой источник напряжением 7-10В. Диод VD5 служит для защиты микросхем от неправильного подсоединения источника.

Вероятно, любой радиолюбитель (особенно старшего поколения) согласится с тем, что электронные часы для него не просто самоделка, а полезное для всей семьи изделие. В начале своей радиолюбительской деятельности каждый радиолюбитель (и я, естественно, тоже) собрал по несколько часов. Но это было давно, когда электронные часы, причём даже в самом простом и примитивном корпусе, а то и вовсе без него, были чем-то удивительным…

Когда в середине 90-х годов промышленность выпустила набор «Старт», в котором было всё необходимое для часов, включая печатную плату, бум по их изготовлению побил все рекорды.Схема и печатная плата частотомера на 176 серии: Схема частотомера на микросхемах К561 и К176 » Паятель.Ру У нас в общежитии института радиоэлектроники часы без корпусов, собранные из него, висели на всех стенах.

Но те времена безвозвратно прошли. Сегодня торговля предлагает такой широкий выбор разнообразнейших часов что вроде ничего оригинального уже и не придумаешь. Про самодельный корпус, сравнимый с промышленным, я вообще промолчу. Изготовить его под силу далеко не каждому. Именно поэтому я больше не планировал браться ни за какие часы.

Однако около года назад я увидел в Интернете фотоснимок часов с газоразрядными индикаторами ИН-16 (рис. 1). Несмотря на то что такие индикаторы уже давно морально устарели, часы выглядели интересно, необычно и очень ностальгически. Взяться за изготовление подобных часов меня побудили три обстоятельства. Во-первых, интересный внешний вид. Во-вторых, корпус изготовить очень просто. А в-третьих, газоразрядные индикаторы у меня с давних пор были и предназначались именно для часов. Но тогда делать на них часы я не стал, потому что появился набор «Старт» с его большим и изумительным индикатором ИВЛ1-7/5, по сравнению с которым газоразрядные индикаторы выглядели неказистыми.

Рис. 1. Часы с газоразрядными индикаторами ИН-16

Но вот колесо истории совершило очередной поворот, часы на газоразрядных индикаторах стали считаться «ретро» и вошли в моду. Теперь магический оранжевый цвет и простая форма цифр газоразрядных индикаторов смотрятся оригинально, а в темноте даже завораживающе.

Естественно, возник вопрос — собирать часы на микроконтроллере или обычных часовых микросхемах? Конечно, часы на микроконтроллере обладают более широкими возможностями. Они могут показывать и год, и месяц, и день недели, могут иметь несколько будильников, управлять электроприборами и ещё много чего. Но поскольку я задумал «ретрочасы», то решил, что будет правильно, чтобы они были «ретро» и внутри.

Несмотря на кажущуюся сложность, разработанные часы просты в изготовлении и налаживании, потому что собраны на специализированных «часовых» микросхемах.Схема и печатная плата частотомера на 176 серии: Схема частотомера на микросхемах К561 и К176 » Паятель.Ру Эти микросхемы у многих лежат на полке — выбросить жалко, а применить некуда. Если же их нет в старых запасах, то они всё ещё имеются в продаже и стоят недорого. Высоковольтные транзисторы и диоды можно выпаять из неисправных энергосберегающих ламп. Поэтому стоимость комплекта деталей для таких часов минимальна. Повторить их могут практически все желающие.

Схемы часов на «часовых» микросхемах хорошо известны радиолюбителям. Но в известных конструкциях не предусмотрена индикация секунд, а часы и минуты отображаются на светодиодных или вакуумных люминесцентных индикаторах. Поэтому пришлось согласовать «часовые» микросхемы с газоразрядными индикаторами и добавить блок индикации секунд.

В результате получилось устройство, состоящее из четырёх плат: счёта времени (схема на рис. 2), индикации часов и минут (схема на рис. 3), высоковольтных ключей и питания (схема на рис. 4), счёта и индикации секунд (схема на рис. 5). Одноимённые входные и выходные цепи этих плат следует соединить между собой.

Рис. 2. Схема платы счёта времени

Рис. 3. Схема индикации часов и минут

Рис. 4. Схема высоковольтных ключей и питания

Рис. 5. Схема счёта и индикации секунд

Микросхемы К176ИЕ12 (DD2) и К176ИЕ13 (DD3) разработаны именно для совместной работы в часах. Не стану подробно описывать назначение всех выводов этих микросхем — эту информацию можно найти в десятках, если не сотнях источников. Остановлюсь только на некоторых, необходимых для понимания схемы часов и их налаживания начинающими радиолюбителями.

Микросхема DD2 вырабатывает секундные и минутные импульсы. Они поступают на микросхему DD3, которая содержит счётчики минут, часов и регистр памяти будильника с устройством включения звуковой сигнализации в заданное время.

К выводам 12 и 13 микросхемы DD2 подключён кварцевый резонатор ZQ1 на частоту 32768 Гцс элементами, необходимыми для работы с ним внутреннего генератора микросхемы. Такой резонатор так и называют — «часовой».Схема и печатная плата частотомера на 176 серии: Схема частотомера на микросхемах К561 и К176 » Паятель.Ру Конденсатор C1 необходим для точной подстройки частоты генератора, от которой зависит точность хода часов. На выводе 14 микросхемы DD2 эту частоту можно проконтролировать частотомером.

Входы начальной установки счётчиков микросхемы DD2 (выводы 5 и 9) соединены с соответствующим выходом (выводом 4) микросхемы DD3. При нажатии на кнопку коррекции времени SB1 сигнал с микросхемы DD3 обнулит эти счётчики. Он же через преобразователь уровня на транзисторе VT20 поступает на входы начальной установки счётчиков единиц секунд DD6 и десятков секунд DD8 (рис. 5).

Индикация часов и минут в рассматриваемом устройстве — динамическая. Это означает, что каждый индикатор включён только в том интервале времени, когда на выводах 13, 14, 15, 1 микросхемы DD3 установлен код цифры, которая должна отображаться именно на этом индикаторе. Сигналы с выводов 3, 1, 15, 2 микросхемы DD2, управляющие поочерёдным включением индикаторов HG1-HG4, поступают на высоковольтные ключи, собранные на транзисторах VT9-VT12, VT14, VT15, VT17, VT18 (см. рис. 4). Эти ключи подают высокое напряжение положительной полярности на аноды индикаторов. Но поскольку они инвертируют управляющие сигналы, их перед подачей на ключи необходимо инвертировать ещё раз. Для этого предназначены инверторы DD1.1 — DD1.4 (см. рис. 2).

На выводе 4 микросхема DD2 генерирует секундные импульсы, идущие на её же вход С (вывод 7). Эти же импульсы через преобразователь уровня на транзисторе VT19 (рис. 5) поступают на вход счётчика единиц секунд на микросхеме DD6. Сигнал с выхода 8 (вывода 11) этого счётчика поступает на вход счётчика десятков секунд на микросхеме DD8. Сигналы с выходов разрядов обоих счётчиков поданы на высоковольтные дешифраторы DD7, DD9 и далее на индикаторы HG5, HG6. Таким образом, индикация единиц и десятков секунд не динамическая, а статическая.

Секундные импульсы поданы и на вход высоковольтного ключа на транзисторе VT8, который управляет неоновой лампой HL1. В окончательной версии часов от мигающей каждую секунду точки я отказался, но не стал удалять соответствующий узел из схемы.Схема и печатная плата частотомера на 176 серии: Схема частотомера на микросхемах К561 и К176 » Паятель.Ру Возможно, что кто-нибудь захочет, чтобы в его часах такая точка была.

У использованного мной варианта добавления к часам счётчика и индикатора секунд есть одна особенность. Поскольку счётчики К155ИЕ2 и К155ИЕ4 изменяют своё состояние по спадам входных импульсов, переключение секунд происходит на полсекунды позже, чем переключение минут счётчиком микросхемы DD3. Впрочем, это заметно лишь при смене 59-й секунды нулевой. Я не счёл это недостатком. Пусть думают, что так и должно быть, часы ведь не обычные, а «ретро».

Вывод 6 микросхемы DD3 — вход сигнала коррекции показаний часов. Выход звукового сигнала будильника — вывод 7. С него сигнал поступает на усилитель мощности на транзисторах VT6 и VT7 и далее на излучатель звука HA1.

Как уже упоминалось, с выводов 13, 14, 15, 1 микросхемы DD3 код цифры поступает через преобразователи уровней (транзисторы VT1-VT4) на информационные входы запоминающего регистра — счетверённого D-триггера DD4. Запись в этот регистр происходит по сигналу с вывода 12 микросхемы DD3, прошедшему через преобразователь уровня на транзисторе VT5.

Для управления работой часов предназначены кнопки SB1-SB4 и кнопочный выключатель SA1 (им включают и выключают звуковой сигнал будильника). Кнопки SB2 и SB3 служат для установки соответственно минут и часов, а кнопка SB4 — для установки времени срабатывания будильника. При нажатой кнопке SB4 индикаторы показывают это время. Чтобы изменить его, необходимо нажимать на кнопки SB2 и SB3, не отпуская кнопку SB4.

Кнопка SB1 позволяет откорректировать показания часов, для чего её следует нажать за несколько секунд до фактического окончания текущего часа. При этом счёт времени прекратится. Внутренние счётчики минут и секунд микросхем DD2 и DD3, а также счётчики DD6 и DD8 будут обнулены. Если число минут в момент остановки было менее 40, значение в счётчике часов микросхемы DD3 не изменится, в противном случае оно увеличится на единицу. По сигналу точного времени кнопку SB1 следует отпустить, после чего счёт времени будет продолжен.Схема и печатная плата частотомера на 176 серии: Схема частотомера на микросхемах К561 и К176 » Паятель.Ру

К сожалению, при нажатой кнопке SB1 остаётся включённой цифра на каком-либо индикаторе. Чтобы не усложнять часы, я не стал делать узел гашения всех индикаторов, посчитав, что это нельзя считать недостатком ретрочасов. Впрочем, в них можно добавить такой узел, собрав его по схеме, приведённой на рис. 24 в .

Как уже было отмечено, в предлагаемых часах индикация часов и минут — динамическая, а секунд — статическая. Чтобы яркость индикаторов HG5 и HG6 не отличалась от яркости индикаторов HG1-HG4, номиналы резисторов R25 и R26 в цепях анодов индикаторов HG5 и HG6 увеличены до 150 кОм.

Вследствие недостатка места в корпусе часов я выполнил их блок питания по бестрансформаторной схеме. Поэтому все детали часов находятся под напряжением сети. При их налаживании следует соблюдать особую осторожность .

Если при повторении конструкции в корпусе найдётся место для понижающего трансформатора, рекомендую применить трансформаторный блок питания. Вторичная обмотка трансформатора должна быть рассчитана на напряжение около 12 В при токе нагрузки 150…200 мА. При этом из схемы исключают конденсатор C8, резистор R9 и стабилитрон VD7.

Ещё один вариант — использовать выносной стабилизированный импульсный блок питания на 9 или 12 В. Такие блоки обычно по конструкции подобны зарядным устройствам для сотовых телефонов, их применяют повсеместно. При использовании блока питания на 12 В из схемы исключают конденсатор C8, резистор R9, диодный мост VD6 и стабилитрон VD7. Выходное напряжение блока питания, соблюдая полярность, подают на конденсатор C9. Если применён блок питания на 9 В, из схемы исключают, кроме перечисленных в предыдущем абзаце элементов, также транзистор VT13, резистор R14 и стабилитрон VD9, а анод диода VD10 соединяют с плюсовым выводом конденсатора C9.

Большая ёмкость конденсатора C10 позволяет часам идти ещё некоторое время после отключения напряжения в сети. Диод VD10 отсекает от конденсатора C10 другие цепи, позволяя ему расходовать запасённую энергию только на питание микросхем DD1-DD3.Схема и печатная плата частотомера на 176 серии: Схема частотомера на микросхемах К561 и К176 » Паятель.Ру При указанной на схеме ёмкости 2200 мкФ часы продолжают работать более 10 мин. Этого вполне достаточно, чтобы не только предотвратить сбои показаний, но и, например, перенести часы из одной комнаты в другую. В статье имеются экспериментальные данные о зависимости продолжительности хода часов от ёмкости этого конденсатора.

Если всё-таки необходимо резервное питание, изучите статью — её автор предлагает несколько вариантов. А если не нравится звучание имеющегося в часах будильника, можно собрать другой по схемам из и . В есть даже вариант будильника на микросхеме музыкального синтезатора УМС .

На рис. 6 показаны печатные платы, на которых собраны часы. Их чертежи я не привожу, потому что и схема часов, и печатные платы неоднократно изменялись и дорабатывались. Например, когда я решил добавить в часы индикатор секунд, то не стал разрабатывать новую плату, а просто прикрепил дополнительную к имеющейся плате индикаторов часов и минут. Были изменения и в других платах. Поскольку часы делались в одном экземпляре, перерабатывать печатные платы с учётом изменений я не стал.

Рис. 6. Печатные платы, на которых собраны часы

Вместо микросхемы К176ИЕ12 можно использовать К176ИЕ18, но схема её включения отличается.

Вместо микросхемы К176ЛА7 в описанных часах допустимо применить К176ЛЕ5, причём никаких изменений схемы не потребуется. Только не забудьте, что такая замена станет невозможной, если будет решено делать узел гашения индикаторов по схеме из статьи .

Вместо счетверённого D-триггера К155ТМ7 можно использовать К155ТМ5. Применение микросхемы К155ТМ7 объясняется лишь тем, что она была у меня в наличии. Её я и установил в часы, оставив инверсные выходы триггеров свободными.

Многие детали можно взять из электронных балластов неисправных энергосберегающих ламп. Из него взят, например, малогабаритный оксидный конденсатор C7. Его ёмкость может лежать в пределах 2,2…10 мкФ. Применяемые в балластах транзисторы МЕ13003, MJE13005, MJE13007, MJE13009 можно использовать взамен КТ605А.Схема и печатная плата частотомера на 176 серии: Схема частотомера на микросхемах К561 и К176 » Паятель.Ру Из отечественных транзисторов для их замены подойдут КТ604А. Можно также применить две транзисторные сборки К166НТ1А, что несколько усложнит разработку печатной платы, но зато уменьшит её габариты. Наконец, из неисправных балластов можно взять диоды 1N4007, которые заменят все диоды в часах (кроме стабилитронов). Из них же можно собрать и диодный мост вместо КЦ407А.

Из отечественных диодов в качестве замены диодов КД102Б подойдут дру гие маломощные кремниевые диоды с допустимым обратным напряжением 300 В и более, например, КД104А, КД105Б-КД105Д. Диоды КД102А в рассматриваемом случае могут быть заменены любыми маломощными кремниевыми диодами. Если позволяют размеры платы, вместо диодного моста КЦ407А можно применять КЦ402 или КЦ405 с любыми буквенными индексами.

Транзисторы КТ315Г и КТ361Г могут быть заменены транзисторами тех же серий с любыми буквенными индексами или другими кремниевыми маломощными транзисторами соответствующей структуры с допустимым напряжением коллектор-эмиттер не менее 15 В.

Вместо транзистора КТ815Г пригодны транзисторы серий КТ815, КТ817, КТ819 с любыми индексами. Однако транзисторы серии КТ819 из соображения габаритов лучше применять в пластмассовом корпусе (без индексаМ).

Поскольку на вход стабилизатора напряжения 5 В поступает напряжение 12 В, транзистор VT16 выделяет значительное количество тепла. Поэтому он должен иметь теплоотвод, который может быть любой конструкции. Например, алюминиевой пластиной толщиной несколько миллиметров и площадью не менее 15…20 см 2 . Кнопки SB1-SB4 — любые, умещающиеся в корпус часов. Вместо кнопочного выключателя SA1 можно с тем же условием применить любой движковый или рычажный выключатель. Звуковой излучатель HA1 — телефонный капсюль сопротивлением не менее 50 Ом. Если позволяет место в корпусе, можно использовать малогабаритную динамическую головку, подключив её через выходной трансформатор от любого транзисторного приёмника. При этом громкость сигнала будильника существенно возрастёт.Схема и печатная плата частотомера на 176 серии: Схема частотомера на микросхемах К561 и К176 » Паятель.Ру

Гасящий конденсатор C8 составлен из трёх конденсаторов К73-17 ёмкостью 1 мкФ на постоянное напряжение 630 В, соединённых параллельно. Их можно расположить в любом свободном месте корпуса. Имейте в виду, что не все конденсаторы пригодны для работы в качестве гасящих. Например, нельзя применять конденсаторы БМ, МБМ, МБГП, МБГЦ-1, МБГЦ-2 . Если позволяют размеры корпуса, можно использовать конденсаторы МБГЧ или К42-19 на напряжение не менее 250 В или МБГО на напряжение не менее 400 В.

К изготовлению корпуса часов следует подойти со всей тщательностью, поскольку от него зависит впечатление, которое будут производить часы на друзей и знакомых. Далее я указываю размеры своих часов. Естественно, их можно менять.

Возьмите ровную, хорошо отполированную деревянную планку шириной 50 мм и толщиной 5 мм. Отпилите от неё две детали длиной по 200 мм и две детали длиной по 70 мм. Рекомендую использовать ножовку по металлу с более мелкими, чем у ножовки по дереву, зубьями. Постарайтесь пилить строго под прямым углом. Затем, применяя любой клей для дерева (например, ПВА), склейте каркас. Его внешние размеры — 200×80 мм.

Для изготовления светящегося дна необходима пластина органического стекла толщиной не менее 5 мм. Разметьте прямоугольник размером, как у получившегося каркаса, и также ножовкой по металлу, стараясь пилить строго под прямым углом и не останавливаясь, выпилите его. Отполируйте торцы пластины и приклейте получившееся дно к каркасу клеем «Момент».

На задней стенке корпуса установите кнопки SB1-SB4 и выключатель SA1, просверлите в ней отверстия для держателя плавкой вставки FU1 и сетевого шнура. Не забудьте и про вентиляционные отверстия.

Самая ответственная часть работы — изготовление верхней крышки часов из тонированного стекла. Самостоятельно вырезать такую крышку, да ещё с отверстиями под индикаторы, сможет далеко не каждый, поэтому я рекомендую обратиться в ближайшую стекольную мастерскую. Они есть в любом, даже самом маленьком городе.Схема и печатная плата частотомера на 176 серии: Схема частотомера на микросхемах К561 и К176 » Паятель.Ру Там вырезают стёкла для окон, зеркала, делают аквариумы. Просто принесите туда точные размеры крышки и точно укажите центры и диаметры отверстий под индикаторы.

Вполне удовлетворительный результат получится, если сделать крышку из органического стекла, но внешний вид часов будет несколько иным. Зато такую крышку можно изготовить и самому.

Особо стоит остановиться на деталях, которые придадут изготовленным часам ещё больший шарм. Это синие светодиоды подсветки индикаторов снизу и светодиодная лента жёлтого свечения, подсвечивающая заднюю кромку дна корпуса часов. Типов светодиодов и лент великое множество и можно применять практически любые. Если у кого-нибудь возникнет сомнение, что светодиоды должны быть именно синими, а лента именно жёлтой, не стану спорить. На вкус и цвет товарищей нет. Можно экспериментировать с любыми цветами или даже применить RGB-светодиоды и RGB-ленту с контроллерами, управляемыми дистанционно. Такие контроллеры можно приобрести в магазинах, торгующих электротоварами.

Светодиоды HL2-HL7 устанавливают под каждый из шести индикаторов. Они создают красивый синий светящийся ореол вокруг цифр и в верхней части индикаторов — этот эффект хорошо виден на фотоснимке внешнего вида часов (рис. 7). Светодиоды соединяют последовательно и подключают через гасящий резистор R24 к цепи +300 В. Подборкой этого резистора добиваются желаемой яркости свечения светодиодов. Применённые мной светодиоды имеют достаточную яркость уже при токе 2…3 мА, поэтому мощность, рассеиваемая резистором, не превышает 0,5 Вт.

Рис. 7. Ретрочасы в сборе

Конечно, безопаснее было бы питать светодиоды подсветки не высоким напряжением, а с выхода низковольтного выпрямителя — от конденсатора C9, соответственно уменьшив сопротивление резистора R24. Объясню, почему было решено питать их от высоковольтного, а не от низковольтного выпрямителя. Напряжение +300 В на плате индикаторов секунд уже имеется, а для питания светодиодов HL2-HL7 низким напряжением пришлось бы добавить ещё один провод.Схема и печатная плата частотомера на 176 серии: Схема частотомера на микросхемах К561 и К176 » Паятель.Ру

Светодиодная лента состоит из параллельно соединённых секций длиной по 50 мм, в каждой из которых имеются соединённые последовательно два-три светодиода и резистор. Для использования в часах пригодна лента с напряжением питания 12 В. Отделите от неё отрезок длиной 200 мм (четыре секции) и приклейте его прозрачным клеем к задней кромке дна корпуса часов. Желаемую яркость свечения установите подборкой резистора R12. При этом следует помнить, что чем больше яркость свечения ленты, тем больший ток она потребляет и тем большей должна быть ёмкость гасящего конденсатора

C8. При ёмкости этого конденсатора 3 мкФ ток, потребляемый лентой, не должен превышать 60 мА, иначе напряжение на конденсаторе C9 опустится ниже 12 В, в результате чего транзистор VT13 выйдет из рабочего режима. При указанных на схеме номиналах лента в моих часах именно столько и потребляет и светит достаточно ярко, хотя напряжение на ней всего 9 В.

Литература

1. Алексеев С. Применение микросхем серии К176. — Радио, 1984, № 4, с. 25-28; № 5, с. 36-40; № 6, с. 32-35.

2. Осторожно! Электрический ток! — Радио, 2015, № 5, с. 54.

3. Никишин Д. Часы на светодиодных индикаторах КЛЦ202А. — Радио, 1998, № 8, с. 46-48.

4. Алексеев С. Электронные часы автолюбителя. — Радио, 1996, № 11, с. 46- 48.

5. Турчинский Д. Вместо обычного будильника — музыкальный. — Радио, 1998, № 2, с. 48, 49.

6. Дриневский В., Сироткина Г. Музыкальные синтезаторы серии УМС. — Радио, 1998, № 10, с. 85, 86.

7. Бирюков С. Расчёт сетевого источника питания с гасящим конденсатором. — Радио, 1997, № 5, с. 48-50.

Дата публикации:
27.02.2016

Мнения читателей
  • Андроид
    / 02.10.2018 — 12:09

    Схемное решение шикарное, но для себя думаю чуть подрезать (секунды) , а так все просто супер
  • Игорь Казанцев [email protected]
    / 23.04.2017 — 22:12

    Схема понравилась. Замечания:1)В качестве высоковольтных ключей можно применить оптроны типа TLP627A.Схема и печатная плата частотомера на 176 серии: Схема частотомера на микросхемах К561 и К176 » Паятель.Ру С выводов микрухи к176ие12, без всяких инверторов, включаете светодиод оптрона, с выходом на общий плюс, через токоограничительный резистор в 1,5 ком. 2)Собрав простую мигалку — мультивибратор на 2-х транзисторах, можно добавить динамическую индикацию, по питанию, для секундных индикаторов, тоже на TLP627A. Отображение цифр остаётся статическим. Если можно, напишите Ваши соображения на мою электронную почту. В остальном, снимаю шляпу. Схема просто гениальная. Если её упростить, с использованием высоковольтных оптронов типа TLP627A, то это будет прорыв в технологии NIXIE. С уважением. Игорь Казанцев, г. Пермь

11.

СХЕМЫ СЕРИЙНЫХ ЭЛЕКТРОННЫХ
ЧАСОВ

НА МИКРОСХЕМАХ
СЕРИИ К176

В настоящее время электронная
промышленность выпускает значитель-ное
количество настольных и автомобильных
часов, различных по схемам, ис-пользуемым
индикаторам и конструктивному оформлению.
Некоторое пред-ставление о серийно
выпускаемых часах дает табл. 2. Рассмотрим
особенности серийных решений некоторых
из указанных часов.

«Электроника 2-05» — настольные часы,
показывающие часы и минуты с возможностью
выдачи звукового сигнала. Принципиальная
схема часов приведе-на на рис. 47. Она
содержит 11 микросхем серии К176 и четыре
микросхемы-серии К161, один транзистор
и 38 других дискретных элементов. В
индикаторе используются четыре лампы
ИВ-12 и одна лампа ИВ-1 (для мигающего
тире).

Таблица 2

Обозначение


Тип
инди-катора


Источник
питания


Выполняемые
функции


«Электроника
3/1» (настольные)


ижкц-6/7


Автономный
6 В


Часы,
минуты, секунды с под-светкой


«Электроника
16/7» (настольные)


ИЖКЦ-6/7


Автономный
3 В


Часы,
минуты, день недели, опре-.Схема и печатная плата частотомера на 176 серии: Схема частотомера на микросхемах К561 и К176 » Паятель.Ру деление
числа месяца


«Электроника
6/11» (настольные)


ИВЛ1-7/5


Сеть 220 В


Часы,
минуты, с выдачей авуково-, го сигнала
в заданное время (функция будильника).
Может выполнять функцию секундомера
или таймера


«Электроника
6/14» (настольные)


ИВ-6


Сеть 220 В


Часы, минуты
с выдачей звуково-го сигнала в
заданное время (функция будильника)


«Электроника
2-05


ИВ-12


Сеть 220 В


Часы, минуты
с выдачей звуково-го сигнала в
заданное время (функция будильника).
Возмож-ность изменения яркости
свечения индикатора


«Электроника
2-06» (настольные)


ИВЛ 1-7/5


Сеть 220 В

Часы, минуты с выдачей звуково-го
сигнала в заданное время (функция
будильника). Возмож-


ность
изменения яркости свечения индикатора


«Электроника
2-07» (настольные с встроенным
радио-приемником)


ИВЛ 1-7/5


Сеть 220 В


Часы, минуты
с выдачей звуково-го сигнала,в
заданное время (функция будильника).
Включение радиоприемника в заданное
вре-мя. Прием радиопрограммы в УКВ
диапазоне на пяти фиксированных
частотах в непрерывном или
про-граммируемом режиме работы


«Электроника-12»
(автомобильные)


АЛС-324Б


Бортсеть
12 В


Часы,
минуты. Возможность изме-нения
яркости и отключения ин-дикатора

Схема часов выполнена на микросхемах
ИМС4, ИМС8, ИМС11
и отличается от
обычной схемы двумя особенностями.Схема и печатная плата частотомера на 176 серии: Схема частотомера на микросхемах К561 и К176 » Паятель.Ру
Первая заключается в том, что вы-ходы
дешифраторов микросхем К176ИЕЗ, К176ИЕ4
соединяются с сегментами-индикаторов
через транзисторные ключи (микросхемы
К161КН1). Это позволя-ет подавать на
цифровые индикаторы напряжение 25 В,
чем обеспечивается, более высокая
яркость их свечения. Каждая микросхема
К161КН1 имеет семь ключей. В часах
использованы четыре таких микросхемы:
23 ключа коммути-руют сигналы
дешифраторов, один ключ — сигнал
частотой 1 Гц (мигающее ти-ре), один —
сетку индикатора десятков часов (для
выключения при индикации-цифры 0), один
— для усиления сигнала 1024 Гц, подаваемого
на динамическую-головку будильника,
один — для развязки сигнала частотой
следования 1 мин, подаваемого на
контрольные выводы, один ключ —
резервный.

Вторая особенность — система начальной
установки времени часов. Для ус-тановки
времени используется схема сигнального
устройства. Переключатели 1 S

2

— S

5
ставятся в
положения, соответствующие требуемому
времени, например-1200. По сигналу точного
времени нажимается кнопка S

7
«Запись». При этом. все счетчики, в
том числе сигнального устройства,
устанавливаются в нулевое-состояние
с помощью логических элементов 2И-НЕ
ИМС7.1, ИМС7.2.
После этого на схему
часов вместо сигнала с частотой 1/60 Гц
подается сигнал с частотой 32768 Гц. Даже
при кратковременном нажатии кнопки S

7
счетчики; успевают «записать» нужное
число, после чего срабатывает схема
совпадения сигнального устройства
(диоды VD

7
— VD

10
и логический элемент 2ИЛИ-НЕ. ИМС5.2),
которая прекращает поступление
сигнала частотой 32768 Гц через ло-гический
элемент 2И-НЕ ИМС6.4.
На счетчики
часов и сигнального устройства бу-дет
в дальнейшем поступать сигнал с частотой
1/60 Гц (через элемент 2ИЛИ-НЕ
ИМС6.1).

При включении питания все счетчики
часов и сигнального устройства
уста-навливаются в нуль с помощью
схемы, собранной на транзисторе VT

1.
При появлении напряжения на коллекторе
транзистора и отсутствии напряжения
на конденсаторе СЗ
транзистор
закроется.Схема и печатная плата частотомера на 176 серии: Схема частотомера на микросхемах К561 и К176 » Паятель.Ру На выходе логического
элемента 2И-НЕ ИМС7.2
появится
положительный потенциал, который
установит в 0 делители микросхемы
К176ИЕ12. Одновременно через элемент
2И-НЕ ИМС7.1
установятся в 0 счетчики
часов и сигнального устройства. При
заряде конден-сатора СЗ через резистор
R

7
транзистор
откроется, на обоих входах элемента-ИМС7.2
появится положительный потенциал,
а на выходе сигнал логического 0. Счетчики
начнут работать.

Сигнальное устройство состоит из
счетчиков часов и минут,
переключателей-установки времени 52- —
S

5,
схем совпадения
и звуковой сигнализации. Работа всех
элементов сигнального устройства
данных часов рассмотрена в § 7.

Питающее устройство состоит из сетевого
трансформатора Т,
обеспечиваю-щего
переменное напряжение 1,2 В для питания
цепей накала катодов ламп, а также
напряжение 30 В для питания остальных
элементов часов. После вы-прямления
диодом VD

3
получается
постоянное напряжение — 25 В, подаваемое-на
катоды ламп. С помощью переключателя
«Яркость» можно изменять яркость
свечения индикаторов.

Из напряжения +25 В с помощью резистора
R

4
и стабилитрона
VD

5
соз-дается
напряжение +9 В для питания микросхем.
Для обеспечения работы ос-новной
схемы часов при пропадании сети
предусмотрено включение батареи G

напряжением 6 — 9 В. Мощность, потребляемая
часами, около 6 Вт.

«Электроника 2-06» — часы настольного
типа с сигнальным устройством.

Рис. 48. Принципиальная
схема часов «Электроника 2-06»

Принципиальная схема часов приведена
на рис. 48. Она содержит три микро-схемы
повышенного уровня интеграции серии
К176, два транзистора и 36 дру-гих
дискретных элементов. Индикатор — —
плоский многоразрядный, катодолю-мннесцентный,
с динамической индикацией ИВ Л1-7/5. Он
имеет четыре цифры высотой 21 мм и две
разделительные точки, расположенные
вертикально.

Генератор секундных и минутных импульсов
выполнен на микросхеме -ИМС1
К176ИЕ18.
Кроме того, эта микросхема создает
импульсы частотой сле-дования 1024 Гц
(вывод 11),
используемые для работы
сигнального устройст-ва.Схема и печатная плата частотомера на 176 серии: Схема частотомера на микросхемах К561 и К176 » Паятель.Ру Для создания
прерывистого сигнала используются
импульсы частотой следо-вания 2 Гц
(вывод 6).
Частота 1 Гц (вывод 4)
создает эффект «мигания» раз-делительных
точек.

Импульсы частотой следования 128 Гц,
сдвинутые относительно друг друга по
фазе на 4 мс (выводы 1, 2, 3, 15)
подаются
на сетки четырех цифр индика-тора,
обеспечивая их последовательное
свечение. Коммутация соответствующих
счетчиков минут и часов осуществляется
частотой 1024 Гц (вывод 11).
Каж-дый
импульс, подаваемый на сетки индикатора,
равен по длительности двум периодам
частоты 1024 Гц, т. е. сигнал, подаваемый
на сетку со счетчиков, бу-дет дважды
включен и выключен. Таким подбором
частоты синфазных импуль-сов
обеспечивается два эффекта: динамическая
индикация и импульсная работа дешифратора
и индикатора. Принцип динамической
индикации подробнее рас-смотрен в §
1.

Интегральная микросхема ИМС2
К176ИЕ13
содержит счетчики минут и. часов основных
часов, счетчики минут и часов для
установки времени сигналь-ного
устройства, а также коммутаторы для
переключения входов и выходов» этих
счетчиков. Выходы счетчиков через
коммутатор подключаются к дешифра-тору
двоичного кода в семиэлементный код
индикатора. Этот дешифратор вы-полнен
на микросхеме ИМСЗ
К176ИДЗ. Выходы
дешифратора подсоединяются к
соответствующим сегментам всех четырех
цифр параллельно.

При отжатой кнопке S

2
«Звонок» индикатор подключен к
счетчикам ча-сов (для опознавания
этого режима точка мигает с частотой
1 Гц). Нажав кноп-ку S

6
«Корр.», производят установку счетчиков
часов (микросхема К176ИЕ13) и делителей
генератора минутной последовательности
импульсов (микросхема К176ИЕ18) в нулевое
состояние. После отпускания кнопки S

6
часы будут работать как обычно. Затем
нажатием кнопок S3
«Мин» и S

4
«Час» производят установку минут и
часов текущего времени. В данном режи-ме
возможно включение звукового сигнала.

При нажатой кнопке S

2
«Звонок» к дешифратору и индикатору
подключа-ются счетчики сигнального
устройства.Схема и печатная плата частотомера на 176 серии: Схема частотомера на микросхемах К561 и К176 » Паятель.Ру В этом режиме также
высвечивается че-тыре цифры, но
мигающие точки гаснут. Нажав кнопку S

5
«Буд» и удерживая ее, нажимают
последовательно на кнопки S3 «Мин» и S

4
«Час», устанавлива-ют необходимое
время срабатывания сигнального
устройства, наблюдая за показаниями
индикатора.

Схема часов позволяет устанавливать
пониженную яркость свечения инди-каторов
с помощью кнопки S

1
«Яркость». Однако при этом следует
помнить, что при пониженной яркости
(кнопка S

1
нажата)
включение звукового сигна-ла, а также
установка времени часов и сигнального
устройства невозможны.

Блок питания БП6-1-1 содержит сетевой
трансформатор Т,
создающий на-пряжение
5 В (со средней точкой) для питания накала
катода индикатора и-напряжение 30 В для
питания остальных цепей индикатора и
микросхем. На-пряжение 30 В выпрямляется
кольцевой схемой на четырех диодах (УД
10
— VD

13),
а затем
с помощью стабилизатора на стабилитроне
VD

16
относительно»
корпуса создается напряжение +9 В для
питания микросхем, а с помощью
ста-билизатора на стабилитронах
VD

14,
VD

15
и транзистора VT

2
— напряжение +25
В (относительно
катода) для питания сеток и анодов
индикаторов. Мощ-ность, потребляемая
часами, не более 5 Вт. Предусмотрено
подключение резера-ного питания для
сохранения времени часов при выключении
сети. Может быть-использована любая
батарея напряжением 6 В.

Автомобильные часы «Электроника-12».
Часы позволяют определять вре-мя с
точностью до 1 мин, изменять яркость
свечения индикаторов, а также-выключать
индикацию при длительной стоянке. Схема
часов выполнена на вось-ми микросхемах
и 29 транзисторах (рис. 49).

Рис. 49. Принципиальная
схема автомобильных часов «Электроника-12»

Генератор секундных импульсов выполнен
на интегральной микросхеме-ИМС1
и
кварце на частоту 32768 Гц. Импульсы
частотой следования 1 Гц используются
для получения минутных импульсов,
обеспечения работы «мига-ющей» точки,
а также для установки времени.Схема и печатная плата частотомера на 176 серии: Схема частотомера на микросхемах К561 и К176 » Паятель.Ру

Для получения минутных импульсов
применяют микросхемы ИМС2„ ИМСЗ.
Далее, с помощью микросхем ИМС4-ИМС7
производится счет минут и часов.
Выходы дешифраторов этих микросхем
через транзисторы VT

1

— VT

25
подаются на
светодиоды цифровых индикаторов.
Транзисторы необходимы для согласования
слаботочных выходов дешифраторов
микросхем К176ИЕЗ,. К176ИЕ4 со светодиодами,
требующими для получения нормальной
яркости свечения тока около 20 мА.

Установка минут осуществляется подачей
секундных импульсов на вход 4
микросхемы
ИМС4
через контакты кнопки S3,
установка часов — подачей се-кундных
импульсов на вход 4
микросхемы ИМС6
с помощью кнопки S

2.
Уста-новка состояния 0 делителей
и счетчиков микросхем ИМС1
— ИМС5
осуществля-ется с помощью кнопки
S

4.
В этом случае
подвижный контакт кнопки подклю-чается
к корпусу, что соответствует подаче на
вход 8
логического элемента-ЗИ-НЕ
(микросхема ИМС8
К176ЛА9) логического
0. Так как на два других входа 1 и 2
через
резистор R

62
подается
положительное напряжение источника
питания, то на выходе 9
логического
элемента появится положительный
пере-пад, который произведет установку
делителей и счетчиков в 0. Остальное
время на выходе логического
элемента будет напряжение, близкое к
0 В, что обеспе-чит нормальную работу
микросхем.

Для установки счетчиков часов в состояние
0 при достижении числа 24 используются
две другие логические схемы ЗИ-НЕ
микросхемы ИМС8.
Выво-ды 3 микросхемы
ИМС6
и ИМС7
подаются на входы 3
и 5
логического элемен-та. На
третий вход 4
постоянно поступают
импульсы частотой следования 1 Гц. Так
как логический элемент производит
инверсию входных сигналов, то для
получения положительного управляющего
импульса используется второй логиче-ский
элемент ЗИ-НЕ. На один его вход (11)
подаются импульсы с выхода &
первого логического элемента, а на
два других (12
и 13)
— положительное
на-пряжение через резистор R

61.
Поэтому на выходе 9
появятся
секундные им-пульсы только в том
случае, когда на выходах 3 микросхем
ИМС6, ИМСТ
будет положительное
напряжение, что соответствует числу
24.Схема и печатная плата частотомера на 176 серии: Схема частотомера на микросхемах К561 и К176 » Паятель.Ру

Питание светодиодов, а через них
транзисторных ключей, осуществляется:
через транзистор VT

29.
В его базу включен переключатель S

5
«Яркость». Если подвижный контакт 2
переключателя замкнут с контактом
1,
то на базу тран-зистора подается
напряжение +8,5 В, транзистор будет
открыт, на его эмитте-ре по отношению
к корпусу будет напряжение +7,9 В, что
обеспечит макси-мальную яркость
свечения светодиодоз. Для уменьшения
яркости (что увели-чивает срок службы
индикаторов) переключатель ставится
в другое положение. На базу транзистора
VT

29
через резистор
R

65
подается
напряжение около 7 В, что приведет к
уменьшению выходного напряжения до
6,5 В и снижения яр-кости свечения
индикаторов.

Для выключения индикации переключателем
S

1
на эмиттеры
транзисторе» VT

1

— VT

27
подается
корпус вместо положительного напряжения,
поступавше-го через резистор 12

Первой конструкцией на цифровых ИС, изготовляемой радиолюбителями, являются, как правило, электронные часы. На ИС серии К155 можно собрать часы, самые разнообразные по своим схемам. Одна из самых простых схем приведена на рис.
Часы включают в себя кварцевый генератор на ИС DD1 и кварцевом резонаторе Z1 на частоту 100 кГц, делитель частоты с коэффициентом деления 10s (DD2 — DD6), счетчики секунд (DD7, DD8), минут (DD9, DD10) и часов (DD11 — DD12), а также не показанные на рис. 40 дешифраторы и индикаторы. Интегральные микросхемы DD7, DD9, DD11 (К155ИЕ2) имеют коэффициент пересчета 10, а в ИС DD8 и DD10 (К155ИЕ4) для получения коэффициента деления 6 используются лишь первые три триггера, что обеспечивает необходимый для дешифраторов код 1 — 2 — 4.
Для пересчета на 24 в счетчике часов выходы 8 микросхем DD11 и DD12 подключены ко входам R этих же микросхем. При достижении состояния 4 ИС DD11 и состояния 2 ИС DD12 на обоих входах R этих счетчиков формируется уровень логической 1, и они переходят в нулевое состояние.
Выходы счетчиков секунд, минут и часов подключены ко входам дешифраторов, выходы дешифраторов — к соответствующим электродам индикаторов.Схема и печатная плата частотомера на 176 серии: Схема частотомера на микросхемах К561 и К176 » Паятель.Ру В часах могут быть использованы самые разнообразные индикаторы и соответствующие им дешифраторы.
Эффектно выглядят электронные часы, если индикация секунд производится на индикаторах меньшего размера, чем индикация часов и минут. В этом случае индикаторы секунд меньше раздражают глаза своим постоянным; переключением. Хорошо смотрятся часы с газоразрядными индикаторами часов и минут и небольшими полупроводниковыми индикаторами секунд красного свечения, установленными между индикаторами часов и минут.
Для подключения полупроводниковых семисегментных индикаторов могут использоваться интегральные микросхемы преобразователей кода 1 — 2 — 4 — 8 в код семисегментного индикатора К514ИД1 и К514ИД2. Цоколевка этих микросхем одинакова.

Интегральная микросхема К514ИД1 служит для подключения индикаторов с общим катодом и содержит ограничительные резисторы, обеспечивающие выходной ток около 5 мА. Электроды индикатора, рассчитанного на указанный ток, подключают к выходам микросхемы, а общий катод соединяют с общим проводом.

Литература — С.А.БИРЮКОВ

ЦИФРОВЫЕ УСТРОЙСТВА
НА ИНТЕГРАЛЬНЫХ МИКРОСХЕМАХ

© Издательство «Радио и связь», 1984

  • Похожие статьи

Войти с помощью:

Случайные статьи
  • 16.11.2014

    Данный усилитель подойдет в качестве усилителя для звуковой карты компьютера, маленького радиоприемника. Максимальная мощность усилителя 2Вт. Он содержит минимум элементов и прост в настройке. Источник — http://www.techlib.com/electronics/audioamps.html

  • 06.10.2014

    Перегрузочная способность по входному сигналу 7,5В, при настройке желательно иметь вольтметр с дБ-шкалой, а сигнал подавать с синусоидального генератора, либо воспользоваться генератором Г3-110 с нормированным выходом. Резистором TR1 производим настройку уровня сигнала (регулировка коэф. усиления). Переключатель S1 меняет интенсивность свечения светодиодов. Элементная база R1-2=10Kohm C1=100uF 25V D1-19=LED 3 or 5mm …

  • 24.09.2014

    Качество фото отпечатков в своей основе зависит от правильной выдержки времени при фотопечати. Но при колебаниях напряжения сети в пределах 15% сила света лампы фотоувеличителя может меняться до 40%. Для обеспечения качественной фото печати при колебаниях напряжения сети необходимо автоматически корректировать выдержку. Устройство показанное на рисунке позволяет стабилизировать выдержку и …Подробнее… 19.03.2015

    На рисунке показана схема простого мигающего светодиода работающего от сетевого напряжения. Когда напряжение на конденсаторе С1 становится больше 32В (напряжение пробоя), симметричный динистор (diac) DO-35 открывается и светодиод загорается, дальше процесс поворотятся. Цикл всей цепи зависит от сопротивления R1 и емкости С1. При сборке схемы будьте внимательный, в схеме присутствует сетевое …Подробнее…

Оценка элементной базы

содержание

Введение 3

1Расширенное
техническое задание 4

1.1
Наименование и назначение изделия 4

1.2
Область применения 4

1.3
Технические характеристики 4

1.4
Требования надежности 4

1.5
Условия эксплуатации и транспортирования 5

1.6
Конструктивные требования 5

2Анализ
технического задания, электрической
схемы, оценка элементной базы 6

2.1
Анализ технического задания и
электрической схемы 6

2.2
Оценка элементной базы 8

3Разработка
конструкции цифрового частотомера 11

3.1
Предварительная разработка конструкции 11

3.1.1
Определение габаритных размеров блоков
двух вариантов компоновки. 11

3.2
Выбор типа электрического монтажа 16

4Конструкторские
расчеты 18

4.1
Расчет печатного монтажа 18

4.1.1
Конструктивно – технологический
расчет 18

4.1.2
Расчет по постоянному току. 21

4.2
Расчет электрических параметров ПП 22

4.3
Расчет теплового режима 24

5Описание
конструкции устройства 27

5.1
Описание конструкции блока. 27

5.2
Выбор способов защиты устройства от
внешних воздействий. 28

5.3
Выбор конструктивных элементов
электрического монтажа. 28

5.4
Выбор защитных и защитно-декоративных
покрытий. 29

5.5
Выбор способов маркировки деталей и
сборочных единиц. 29

Заключение 30

Литература 31

Приложения 32

Введение

Задача курсового проекта – развитие и
закрепление навыков самостоятельной
работы при решении конкретной задачи,
овладение методикой расчета и
конструирования изделий ЭАВТ.

Цель курсового
проекта – разработка радиоэлектронного
устройства – измерителя частоты сигналов
с большим периодом, а также научиться
использовать нормативно-техническую
документацию при разработке изделия,
ознакомиться с порядком построения,
изложения и оформления конструкторской
документации.

В данной курсовой
работе необходимо произвести расчет
основных параметров разрабатываемого
изделия, а также выполнения всех
требований, предъявляемых к частотомеру.

Частотомеры широко используются при
испытании радиоэлектронной аппаратуры,
а также оказывают большую помощь в
конструировании, ремонте и регулировке
более сложных электронных изделий.

Разрабатываемый прибор относится к
цифровым частотомерам, которые получили
наибольшее распространение, принцип
действия которых заключается в подсчете
числа периодов измеряемых колебаний
за определенный промежуток времени.
Этот тип частотомеров отличается более
высокой точностью, большим диапазоном
измеряемых частот, меньшей погрешностью
измерений.

  1. Расширенное
    техническое задание

    1. Наименование и назначение изделия

Цифровой частотомер предназначен для
определения частотно-временных
характеристик и отображения полученных
результатов в цифровом виде.

    1. Область применения

В
лаборатории радиолюбителя и на
производстве.

    1. Технические характеристики

Напряжение питания, В 9;

Потребляемая мощность, мВт 3;

Относительная погрешность, % 6;

Потребляемый ток, мА 5;

Пределы измеряемой частоты, Гц 100…99999;

Температурный диапазон, С -10+60;

    1. Требования надежности

Минимальная наработка прибора на отказ,
ч 5000;

Срок сохраняемости, лет 12.

    1. Условия
      эксплуатации и транспортирования

а)
Климатические условия транспортирования
не должны выходит за пределы:

Температура окружающего воздуха, С
-5+50;

Относительная влажность воздуха, % 85.

б)
Частотомер допускает транспортирование
всеми видами транспорта.

в)
Условия эксплуатации :

Температура окружающего воздуха,
С +5+50;

Относительная влажность воздуха, % 80;

Атмосферное давление, кПа 100.

    1. Конструктивные требования

Элементная база – интегральная и
дискретная;

Монтаж – печатный и объемный;

Габаритные размеры – в процессе
проектирования;

Номенклатура конструкторской документации:

  • Схема
    электрическая принципиальная частотомера
    – А1;

  • Сборочный
    чертеж печатной платы – А2;

  • Сборочный
    чертеж частотомера – А2;

  • Печатная
    плата – А1.

  1. Анализ
    технического задания, электрической
    схемы, оценка элементной базы

    1. Анализ технического задания и
      электрической схемы

Был проведен
литературный поиск аналогов разрабатываемого
устройства: «Измеритель частоты
пульса»[1]. Разрабатываемый частотомер
имеет расширенный диапазон измерения
частоты сигналов по сравнению с аналогом
[1], отличается универсальностью, что
приводит к расширению области его
применения, имеет более низкую
относительную и абсолютную погрешность,
отличается простотой элементной базой
[2].

Сравнительный анализ
аналогов.

Таблица 1 –
Сравнительный анализ аналогов

Критерии выбора

Устройство

Аналог

Разрабатываемое

1

2

3

1 Способ измерения

Подсчет числа выходных
импульсов датчика в единицу времени

Подсчет числа
импульсов «наполнения»,вырабатываемых

вспомогательным
генератором за время между двумя
смежными сигналами датчика (измерение
длительности периода)

1

2

3

2 Точность измерения

Точность недостаточна
из-за того, что на малой частоте время
измерения недопустимо велико

Чем ниже регистрируемая
частота, тем точнее характеристики
исследуемого процесса

3 Результат измерения

Длительности периода

Длительность частоты
– достигается за счет деления некоторой
константы на текущее значение периода

4 Отображение
результата

Не позволяет оперативно
проследить динамику исследуемого
процесса

Табло высвечивает
в течение каждого периода результат
измерения частоты за предыдущий
период, что позволяет оператору
предельно быстро оценить тенденции
изменения характеристик исследуемого
процесса.

Разрабатываемое изделие состоит из
двух модулей (схема электрическая
принципиальная УИТС.421235.112 Э3):

Каждый рассмотренный модуль содержит
функционально-законченные узлы.

Модуль измерения частоты содержит в
себе: узел начальной установки счетчика
сигналов, узел подсчета проходящих
импульсов, узел переключения для
приостановки измерения частоты сигналов,
узел управления индикацией.

От
внешней аппаратуры подаются на модуль
измерения частоты
напряжения питания и аналоговое
измеряемое напряжение, над которым
происходит обработка.

Модуль индикации содержит пять цифровых
индикатора типа ИВ-6 красного цвета
свечения в пластмассовом корпусе.

Микросхемы серий К176 изготавливаются
по технологии комплементальных
транзисторов структуры металл – окисел
– полупроводник (КМОП). Основной
особенностью микросхемы является
ничтожное потребление тока в статическом
режиме – 0,1…100мкА. Микросхемы выпускаются
в пластмассовых корпусах 201.14 – 1 и 238.16
– 1. Микросхемы серии К176 работоспособны
при напряжении питания от 5 до 12 В.

К176ИЕ12 – микросхема предназначена для
электронных часов, входит генератор,
рассчитанный на совместную работу с
внешним кварцевым резонатором ZQ1
на частоту 32768 Гц. Делители частоты
микросхемы делят частоту генератора
до 1 Гц. Эта частота, формируемая на
выходе, является образцовой.

К176ЛЕ5 – содержит четыре логических
элемента 2ИЛИ-НЕ

К176ТМ1 – представляет собой два D-триггера.
Один из элементов 2ИЛИ-НЕ выполняет
функцию электронного ключа, а три других
и оба D-триггера работают
в устройстве управления.

К176ИЕ4 – каждая микросхема содержит
декадный счетчик импульсов, то есть
счетчик до 10, и преобразователь
(дешифратор) ее логического состояния
в сигналы управления семисегментным
индикатором.

Модуль измерения частоты содержит
следующие элементы: МЛТ– 0,125 – постоянные
резисторы, металлизированные лакированные
теплостойкие постоянного сопротивления,
которые характеризуются высокой
стабильностью
параметров, слабой зависимостью
сопротивления от частоты и рабочего
напряжения, высокой надежностью.

Переменный резистор серии СП – 1. Это
композиционный переменный резистор
характеризуется очень высокой надежностью,
высокой стабильностью параметров,
пониженным уровнем собственных шумов.
Характер изменения сопротивления –
линейный.

Транзистор КТ 315Б и КТ 361Г– представляют
собой кристалл полупроводника, состоящий
из трех слоев с чередующейся проводимостью
и снабженный тремя выводами для
под­ключения к внешней цепи. Обладают
высоким коэффициентом усиления, широко
распространенные, дешевые.

СП5-3В – подстроечный резистор

КЛС– 1 конденсатор литой секционный
неморозостойкий.

КТ4-23 – подстроечный конденсатор, 8…30
мкФ.

К50-6 – оксидные конденсаторы, алюминиевый
оксидно-электролитический.

К53-7 – неполярные
конденсаторы, 1,5 мкФ.

КТ-1, КМ – керамический конденсатор.
Широко применяются в KB и
УКВ контурах и используются в качестве
блокировочных, переходных и других. Они
характеризуются высокими электрическими
показателями и ма­лыми размерами.
Конденсаторы с небольшим положительным
ТКЕ называ­ются гермостабильными и
используются в контурах генераторов и
гетеро­динов высокой стабильности.
Конденсаторы с отрицательным ТКЕ —
термокомпенсирующие и применяются для
термокомпенсации изменений резо­нансной
частоты колебательных контуров.

VD1 – диод марки КД503А,
защищает транзистор VT1
формирователя от перепадов входного
напряжения положительной полярности.

АЛ310А – диоды светоизлучающие, с
рассеянным излучением, эпитаксиальные,
изготавливаются на основе соединений
галлий-аллюминий-мышьяк. Выпускаются
в корпусе из металла с диффузно
рассеивающим композитом. Маркируются
цветными точками на корпусе АЛ310А –
одной красной.

Переключатели
типа П2К. Крепится на лицевую панель
корпуса.

Ретро-электроника. Умные часы из 80-х / Хабр

Конец 1970-х. До первых массовых домашних компьютеров еще несколько лет.

Утром я просыпаюсь не под звуки рядового механического будильника. И даже не под пикание электронного. Я просыпаюсь под звуки программы «Время». Телевизор включился сам, по расписанию.


По словам отца (радиоинженера): «в конце 70-х только начиналась эра цифровых микросхем, радиоконструкторам понравилась КМОП к К176 – серия микросхем с небольшим потреблением тока (до 0.5 мА), хорошей помехоустойчивостью и высокой стабильностью».

Примерно в те годы он изготовил электронные часы с реле времени. Реле позволяло либо пропищать звуковой сигнал, либо включать и выключать стандартный электроприбор по расписанию.

Краткое описание изделия и принципов работы:

Задающий генератор выполнен на микросхеме К176ие5 и кварце с частотой 32768 Гц. Далее сигнал с микросхемы в 1 сек. поступает на вход К176ие4, К176ие3, которые подключены через транзисторы кт315 на каждый сегмент к индикаторам ИВ-22 (тоже очень долговечные) – так сформированы единицы и десятки секунд на циферблате.

После этого сигнал в 1 минуту поступает через К176 ле5 на следующие счетчики ие4, ие3, которыми формируются единицы и десятки минут, а далее единицы и десяток часов. Параллельно этим 4-рем микросхемам подключены микросхемы К176 ие8 – десятичные делители счетчиков с позиционными выходами для десятично-секционных переключателей. Ими устанавливается время включения и выключения реле при помощи микросхемы К176 ла8 (схема совпадений). С этой микросхемы идет сигнал на генератор звука и маломощное реле РЭС-64. Это реле включает следующее реле РЭС-9, более мощное. А РЭС-9 уже включает исполнительное реле МКУ-48, которое может легко выдерживать нагрузку в 1 КВт.

Большинство указанных микросхем считались практически военной поставкой, были весьма долговечными, но в свободной продаже найти было нельзя. Но в своих кругах все можно было достать, если знаешь что искать и к кому идти — в те времена энтузиасты могли просто делиться чем-либо просто за идею.

Корпус был изготовлен из пластин гетинакса, сверлом были выпилены аккуратные отверстия для динамика на базе микросхемы к155 ла7. Дизайн «советский», функциональный, без излишеств.

Зато вместо унылого механического будильника у нас был телевизор, а расписание программ по центральному телевидению в то время соблюдалось строго, поэтому смело можно было быть уверенным, что в 8:00 утра мы услышим звуки программы «Время» с бодрой мелодией. Или можно было подключить радиомагнитолу, или магнитофон, в котором заранее отмотана кассета на нужный момент и уже зажата механическая клавиша «Пуск», осталось только щелкнуть реле с питанием.

Часы давно переехали на старенькую дачу, но на картинке видно, что они до сих пор отлично работают — индикаторы времени совершенно не потускнели. Также видны переключатели для выставления времени, включения и выключения устройства, а также кнопка отключения сигнала будильника и кнопка сброса секунд. Вход и выход для розетки на 220 с обратной стороны, их не видно.

Сейчас прошло уже более 40 лет, а часы работают без единой поломки, разве что при отключении от питания теперь придется вручную установить время – раньше, на случай пропадания питания, его поддерживал небольшой аккумулятор на 9в, 1000ма – мог держать часы автономно в течение 2-х суток.

Сейчас он уже исчерпал свой ресурс, а менять уже нет смысла.

Сохранился даже набросок схемы. Хотя, почему набросок – в те годы это был вполне даже качественный чертеж для работы.

Схема (~7 мб)

Update:

Касательно спора о программе «Время» в 8:00 утра — речь идет о Киеве — по первому каналу в эти годы утренний выпуск программы «Время» транслировалась именно в 8:00 утра.

Частотомер 176 серии. Простой цифровой частотомер. Основные технические характеристики

Принципиальная схема устройства ввода представлена ​​на рисунке 1. Измеренный сигнал через гнездо X1 и конденсатор C1 поступает в частотно-корректируемый делитель на элементах R1, R2, C2, C3. Коэффициент деления 1: 1 или 1:10 выбирается переключателем S1. С него входной сигнал поступает на вентиль полевого транзистора VT1. Цепочка, состоящая из резистора R3 и диодов VD1-VD6, защищает этот транзистор от входных перегрузок (ограничивает входной сигнал, тем самым расширяя динамический диапазон входа).

Транзистор VT1 включается по схеме фундамента и загружается в дифференциальный усилитель, выполненный на двух микросхемах DA1 и транзисторе VT2. Коэффициент усиления этого усилителя около 10. Режим работы дифференциального каскада задается делителем напряжения R7R8. Подбирая сопротивление резистора R4, входящего в цепь истока транзистора VT1, можно установить максимальную чувствительность входного узла по напряжению.

С коллектора транзистора VT2 усиленный сигнал поступает в формирователь импульсов, построенный на элементах D1.1 и D1.2 по схеме триггера Шмитта. С выхода этого форматора импульсы поступают на вход ключевого устройства на элементах D1.3 и D1.4. Работая по логике «2-и-нет», элемент D1.3 пропускает через себя импульсы от устройства ввода только тогда, когда логическая единица поступает на его выход 9.

На уровне нуля на этом выходе импульсы через D 1.3 не проходят, таким образом, устройство управления, изменяя уровень на этом выходе, может установить интервал времени, в течение которого импульсы будут поступать на вход частотомера, и таким образом измерить частоту.Элемент D1.4 выполняет роль инвертора. С выхода этого элемента импульсы поступают на вход частотомера.

Технические характеристики:

1. Верхний предел измерения частоты …….. 2 МГц.
2. Пределы измерения …. 10 кГц 100 кГц, 1 МГц, 2 МГц.
3. Чувствительность (S1 в положении 1: 1) …. 0,05 В.
4. Входное сопротивление …………………….. ….. 1 МАМА.
5. Ток потребления от источника не более …… 0,2А.
6.Электропитание ………………………………. 9 … 11Б.

Принцип работы частотомера.

Счетчик четырехразрядный, состоит из четырех одинаковых счетчиков К176ИА4 — Д2-Д5, включенных в серию. Микросхема К176ИА4 представляет собой десятичный счетчик совмещенный с декодером, предназначенный для работы с цифровыми индикаторами с семисегментной организацией индикации чисел.

Когда импульсы поступают на счетную запись с этими чипами, на их выходах формируется такой набор уровней, что семиступенчатый индикатор показывает количество импульсов, введенных этим входом.При приходе десятого импульса счетчик сбрасывается и счет начинается заново, при этом на выходе R (выход 2) появляется импульс, который подается на счетный вход следующего счетчика (на старом разряде). При подаче единицы на вход R счетчик в любой момент может быть обнулен.

Таким образом, последовательно включенные четыре микросхемы К176ИА4 образуют четырехразрядный десятичный счетчик с семисегментными светодиодными индикаторами на выходе.

Принципиальная схема formitor опорной частоты и устройства управления показана на рисунке 3.Задающий генератор выполнен на элементах D6.1 и D6.2, его частота (100 кГц) стабилизируется кварцевым резонатором Q1. Затем эта частота поступает на пятидесятилетний делитель, изготовленный на счетчиках Д7-Д11, микросхемах К174И4, которые не используются семикратно.

Каждый счетчик делит частоту, поступающую на его вход, на 10. Таким образом, используя переключатель S2.2, вы можете выбрать временной интервал, в котором будет происходить счет входных импульсов и, следовательно,. Измените пределы измерения. Предел измерения 2 МГц ограничен функциональностью микросхемы К176, которая не работает на более высоких частотах.На этом пределе можно попробовать измерить более высокие частоты (до 10 МГц), но погрешность измерения будет слишком большой, а на частотах более 5 МГц измерение будет вообще невозможно.

Рис.2
Устройство управления выполнено на четырех микросхемах D12 и D13. Работу прибора удобно рассматривать с момента появления импульса установки нуля («R»), который поступает на входы R счетчиков частотомера (рисунок 2). Одновременно этот импульс поступает на вход S триггера D13.1 и переводит его в единое состояние.

Единичный уровень на прямом выходе этого триггера блокирует работу триггера D13.2, а нулевой уровень на обратном выходе D13.1 разрешает работу триггера D12.2, который на передней панели Первый импульс, полученный с выхода D12.1, создает измерительный стробирующий импульс («s»), который открывает элемент D1.3 входного устройства (рисунок 1). Начинается цикл измерения, во время которого импульсы с выхода устройства ввода поступают на вход «C» четырехзначного счетчика (рисунок 2), и он ему верит.

При наступлении следующего импульса, поступающего с выхода D12.1, триггер D12.2 возвращается в исходное положение, и на его прямом выходе устанавливается ноль, который замыкает элемент D1.3 и счет входных импульсов прекращается. Поскольку время, в течение которого длился подсчет импульсов с умножением на одну секунду, то в этот момент на индикаторах будет истинное значение частоты измеряемого сигнала. В этот момент начинается импульсный фронт с инверсного выхода триггера D12.2 триггер D13.1 переведен в нулевое состояние, и работа триггера D13.2 разрешена. На вход с триггера D13.2 поступают импульсы с частотой 1 Гц с выхода D11, и он последовательно устанавливается сначала в ноль, затем в единичное состояние.

Во время счета триггер D13.2 триггер D12.2 блокируется блоком, поступающим с инверсного выхода триггера D13.1. Существует цикл индикации, который длится одну секунду на нижнем пределе измерения и две секунды на других пределах измерения.Как только на инверсном выходе D13.2 будет единичное напряжение, на этом выходе будет проходить цепь C10R43, которая сформирует короткий импульс, он перейдет на входы «R» измерителей D2-D5 и установит их на нуль. При этом триггер D13.1 будет установлен в единичное состояние и в целом описанный процесс управления устройством управления будет повторяться.

Триггер D12.1 устраняет влияние колебаний фронта низкочастотных импульсов, соответствующего времени, в течение которого происходит счет входных импульсов.Для этого импульсы, поступающие на вход триггера D12.1, проходят на выход этого триггера только на фронте синхронизирующих импульсов с частотой 100 кГц, снятых с выхода мультипулятора на D6.1 и D6.2. , и ввод входа с помощью D12.1.

Частотомер можно собрать на других микросхемах. Микросхемы К176Л7 могут быть заменены микросхемами К561Л7, К176ТМ2 на К561ТМ2, при этом схема устройства не меняется.

Рис. 3. Светодиодные семиступенчатые индикаторы
(отображающие однозначные цифры) могут использоваться с общим анодом, что более предпочтительно, поскольку микросхемы К176II4 вырабатывают большой ток при зажигании сегментов сегмента, и результат позолоты получается, в схеме меняются только наборы индикаторов.Если есть только индикаторы с общим катодом, их тоже можно использовать, но в этом случае нужно запитать выводы 6, но и блок, и блок, отключив его от общего провода и подключив к + силовая шина.

При отсутствии микросхем К176ИА4 каждая микросхема D2-D5 может быть заменена двумя микросхемами, двоично-десятичным счетчиком и декодером, например, как счетчик — К176ИА2 или К561И14 (в десятичном включении), и как децидификатор — К176ИИД2. Вместо K174I44 как D7-D11 вы также можете использовать любые десятичные счетчики серии K176 или K561, например, K176I2 в десятичном включении, K561I14 в десятичном включении, K176I8 или K561I8.

Кварцевый резонатор может быть на другой частоте, но не более 3 МГц, а на микросхемах D7-D11 придется менять коэффициент пересчета делителя, например, если резонатор 1 МГц, то будет другой тот же метр между измерителями D7 и D8.

Устройство питается от стандартного сетевого адаптера или от лабораторного блока питания, напряжение питания должно быть в пределах 9 … 11 В.

Настройка.

Установка входного узла. К входному разъему x1 подключен генератор синусоидального сигнала, а элементом осциллографа является осциллограф.Генератор задает частоту 2 МГц и напряжение 1В, и постепенно уменьшая выходное напряжение генератора, подбор сопротивления R4 достигается максимальной чувствительностью входного устройства, при которой правильная форма импульсов на выходе элемент D1.2 сохраняется.

Цифровая часть частотомера, с хорошими деталями и безошибочной установкой, не нуждается в настройке. Если кварцевый генератор не запустится, нужно подобрать сопротивление резистора R42.

Цифровая частота

Одним из необходимых инструментов измерительной лаборатории начинающего радиолюбителя является цифровой частотомер. Почти четыре года назад в нашем разделе уже публиковалось описание относительно простого частотомера, выполненного на микросхемах серии К155 (см. Статью В. Борисова и А. Партина «Частотомер с цифровой индикацией» в Радио, 1985, No. 11, с. 49-51; N9 12, с. 49-51). Как показывали читательские посты, большой интерес проявили начинающие радиолюбители.Многие из них собрали частотомер и остались довольны его работой.

Сегодня мы предлагаем читателям читателям еще одну версию устройства, выполненную на микросхемах серии К176. Его разработали радиоинженеры станции юных техников Березовского Свердловской области. Под руководством автора статьи Вадима Васильевича Иванова.

Предлагаемый цифровой частотомер позволяет измерять частоту электрических колебаний в пределах

100… 99 999 Гц и может использоваться при настройке различных генераторов, электронных часов и многих других конструкций. При этом на частотомер необходимо подавать напряжение с амплитудой не менее 1 В и не более 30 В.

Сначала ознакомьтесь со структурной схемой частотомера (рис. 1). Измеренный входной сигнал FX проходит через переключатель SB1 в первый узел частотомера — формирователь импульсов. В нем сигнал преобразуется в прямоугольный импульс, частота слежения соответствует частоте входного сигнала.

Далее преобразованный сигнал поступает на один из входов электронных ключей. На второй клавишный ввод от устройства управления поступает сигнал измерения временного интервала сигнала, который удерживает ключ в открытом состоянии в течение 1 с. В результате на выходе электронного ключа появляется пучок импульсов на входе счетчика импульсов. Логическое состояние счетчика, в котором он оказывается после закрытия ключа, отображает цифровой дисплейный узел в течение временного интервала, установленного контрольным устройством.

Генератор частоты дискретизации необходим для формирования точных временных интервалов, контроля правильности работы частотомера, формирования импульса сброса показаний счетчика (нуля) по окончании времени индикации показаний.

Принципиальная схема частотомера представлена ​​на рис. 2. В нем используются пять транзисторов, восемь микросхем и пять (по количеству разрядов) семисегментных люминесцентных индикаторов.

В микросхему К176ИА12 (DD1), предназначенную для электронных часов, включен генератор, рассчитанный на работу с внешним кварцевым резонатором ZQ1 на частоту 32 768 Гц.Делители частоты микросхемы делятся на частоту генератора до 1 Гц. Эта частота сформирована на выходе 4-х микросхем и является примерной.

В микросхеме К176ЛЕ5 (DD2) четыре логических элемента 2Ili-нет, а в микросхеме К176ТМ1 (DD3) -d

D-триггер. Один из элементов 2 litto не выполняет функцию электронного ключа (DD2.4), а три других и оба D-триггера работают в устройстве управления.

Каждая микросхема K176IA4 (DD4-DD8) содержит счетчик декад импульсов, т.е.е. счетчик до 10, а преобразователь (декодер)

состояние

в управляющих сигналах семиступенчатого индикатора. На выходах A -G этих микросхем формируются сигналы, обеспечивающие свечение индикаторов HG1 — HG5 в зависимости от логического состояния счетчиков. Микросхема DD4 и индикатор HG1 образуют младший счетный разряд, а микросхема DD8 и индикатор HG5 являются старшим рейтингом обратного отсчета. В конструкции устройства индикатор HG5 должен быть крайним слева, а HG1 — крайним правым.

Формирователь импульсного напряжения собран на транзисторах VT1 — VT4. Сигнал FX, поступающий на его вход через слот XI, переключатель SB1, конденсатор C1 и резистор R1, усиливается и ограничивается амплитудой дифференциального каскада на транзисторах VT1 и VT2. С нагрузочного резистора R5 сигнал поступает в базу данных транзисторов второго каскада, работающего как инвертор. Резистор R8, создающий положительную обратную связь между этими каскадами, обеспечивает их триггер

.

Данная версия частотомера пятисторонняя, что позволяет без дополнительных переключений измерять частоту электрических колебаний от нескольких десятков до U9 U99 1 C (100 кГц).Амплитуда сигнала, подаваемого на вход устройства, должна быть не менее 0,5 В и не более 30 В.

Принципиальная схема частотомера представлена ​​на рис. 88.

Сигнал, частоту которого необходимо измерить, через гнезда XS1, XS2 «Вход» и конденсатор С1 поступает на вход форматора, образованного полевым транзистором VT1 и биполярными транзисторами VT2, VT3. Непосредственное соединение биполярных транзисторов разной структуры с истоковой и стоковой цепями полевого транзистора обеспечивает триггерный режим работы форматора.В результате на коллекторе транзистора VT3 этого узла формируются импульсы прямоугольной формы, следящая частота которых точно соответствует частоте входного сигнала, входное сопротивление форматора составляет около 10 Ом, полоса частот от единиц герц до 30 МГц коэффициент усиления порядка 10.

С выхода генератора сигнал поступает на верхнюю диаграмму на входе элемента 2LI-non-DD3 4, выполняющего функцию электронного клапана. . Причем, если этот вентиль открыт (при низком напряжении на нижнем входе), то на его выходе, а значит, и на входе пятизначного счетчика, образованного микросхемами DD4-DD8, появляются преобразованные сигнальные импульсы.Логическое состояние микросхем счетчика импульсов отражают соответствующие семиэлементные люминесцентные индикаторы HG1-HG5. Нижний вход электронного клапана соединен с выходом измерительного интервала времени, равного 1 с. Таким образом, цифровые индикаторы показывают количество импульсов, прошедших через клапан на счетчик, то есть входную частоту в единицах Герца.

Функцию генератора импульсов и делителя частоты на значение 1 Гц, которая необходима для генерации временных интервалов и импульсов сброса счетчика по окончании времени индикации результата измерения, выполняет микросхема на микросхеме DD1 К176ИА5 .Начальная частота генератора (32 768 Гц) определяется собственной частотой кварцевого резонатора ZQ1 и конденсаторов C3, C4. Частота импульсов 1 Гц, сформированная на выходе 15 (выходе 5) этой микросхемы, и служит примерной. Блок циклического оперативного управления частотомером образуют D-триггеры DD2.1 и DD2.2 и логические элементы 2Li-не DD3.1, DD3.2. Эти элементы работают в генераторе временных импульсов индикации, длительность которых регулируется резистором R9. DD3.3 элемент используется как ключ в схеме сброса счетчика.

Вспомните логику логики 2-литрового элемента: при высоком уровне напряжения на любом из его выходных входов будет напряжение низкого уровня. Работу устройства управления иллюстрируют временные диаграммы, представленные на рис. 89. С выхода 15 микросхемы DD1 на вход триггера DD2.2 непрерывно принимаются импульсы частоты дискретизации (диаграмма A), и на том же Триггерный вход DD2.1-импульсы пускового генератора, собранного на DD3.1 и элементы DD3.2 (диаграмма б). В качестве начального возьмем момент, когда оба триггера находятся в нуле. В это время напряжение высокого уровня с инверсного выхода триггера DD2.2 поступает на нижний вход электронного клапана DD3.4 и закрывает его. С этого момента проходящие через вентиль сигнальные импульсы измеряемой частоты поступают на вход счетчика DD4-DD8.

С появлением триггера DD2.1 на входе из триггера, пускового генератора импульса, этот триггер переходит в единичное состояние и напряжение высокого уровня на прямом выходе подготавливает DD2.2 триггерных операции. При этом на верхнем входе элемента DD3.3, подключенном к инверсному выходу триггера DD2.1, появляется напряжение низкого уровня. Очередной импульс генератора выборочной частоты переключает в однократное состояние триггер DD2.2. Теперь на инверсном выходе этого триггера и на нижнем входе элемента DD3.4 будет напряжение низкого уровня, которое открывает электронный клапан и тем самым разрешает прохождение через него импульсов сигнала измеренной частоты.

А вот прямой выход триггера DD2.2 подключен к входу R триггера DD2.1. Поэтому, когда триггер DD2.2 оказывается в одиночном состоянии, он переключает напряжение высокого уровня на прямом выходе на триггер DD2.1 в нулевое состояние и удерживает его в нем до тех пор, пока не длится интервал измерения. Другой импульс частоты дискретизации переключает триггер DD2.2 на вход с нулевым состоянием, а высокое напряжение из обратной петли триггера закрывает электронный клапан. В результате прекращается прохождение сигнальных импульсов измеряемой частоты к счетчику и начинается цифровая индикация результатов измерения (диаграмма d, g).

Каждому интервалу времени измерения предшествует появление DD4-DD8 кратковременного высокоуровневого кратковременного импульса (диаграмма D), переводящего счетчики в нулевое состояние. С этого момента учет запускается — начинается индикация частотомера. Импульс сброса формируется на выходе элемента DD3.3 в момент совпадения на его входах сигналов низкого уровня.

Длительность времени индикации результата измерения в диапазоне 2 … 5 с может (опционально) устанавливаться переменным резистором R9 пускового генератора.

Счетчик декодера DD4 и индикатор HG1 образуют младший разряд счетчика, а счетчик декодера DD8 и индикатор HQ5 являются старшим разрядом частотомера. Следовательно, на цифровом табло индикатор HG5 должен располагаться первым слева, а HG1 — последним справа от индикатора.

Внешний вид частотомера данной версии и расположение деталей в его упаковке показано на Рис. 90.

Через прямоугольное окошко на передней панели, закрытое с внутренней стороны пластиной из зеленого прозрачного органического стекла, видны светящиеся цифры индикаторов.На правой половине передней панели генератора R9 генератор-генератор R9 и выключатель питания SB1. Входные разъемы XS1 и XS2 расположены слева внизу. Все остальные части устройства смонтированы на двух печатных платах размером 115х60 мм из фольгированного стеклостолита толщиной 1 мм. На одном из них (рис.91) все части, относящиеся к формирователю импульсного напряжения, источнику частоты дискретизации и устройству управления, на другом (рис.92) — счетчики DD4-DD8 и цифровой HG1-HG5. индикаторы установлены.Выводы проводов индикаторов, цилиндры которых расположены вертикально, припаяны к контактным площадкам в выводах счетчиков (на рис. 92 выводы указаны стрелками). На первой из этих плат расстояние между рядами отверстий микросхемы DD3 увеличено до 12 мм. Помимо деталей, на этой плате необходимо установить пять проводных перемычек (на рис. 91 они показаны штриховыми линиями).

Все постоянные резисторы — МЛТ, переменный резистор R9 — СП1-1.Конденсаторы С2 и С6, блокирующие микросхему цепи питания, могут быть КЛА или К73-17, С3 — керамические КТ-1 или КМ, подрезанные 4-КПК-МП. Конденсатор неполярный С5 — К53-1А (может быть заменен комплектом конденсаторов К73-17 общей емкостью 1 … 1,5 мкФ). Выключатель питания SB1-P2K с кнопкой повторного напряжения.

Полевой транзистор (VT1) может быть с буквенными индексами D, E или J. Его можно заменить на транзистор КП306А, соединив его второй затвор с выходом истока через резистор сопротивлением 100 ком.

Микросхема K176IA5 (DD1) может быть заменена на такую ​​K176IA12 — она ​​использовалась в защитной стенке, — для которой необходимо скорректировать чертеж печатных проводников в соответствии с его базой.

Для питания прибора можно использовать батарею 7D-0.1 (GB1) или корундовую батарею и один элемент 373 (G1). После включения прибора в первую очередь необходимо тщательно проверить монтаж со схемой, очистить и промыть спиртом или бензином участки плат между соседними проводниками, токопроводящие пластины выводов микросхемы, транзисторы (особенно поле) формирователь импульсов.При безошибочной установке и правильном подключении монтажных плат может потребоваться лишь регулировка частоты генератора на микросхеме DD1. Примерная частота генератора подстраивается под подбор конденсатора С3, а точно — точность установки контролируется по образцовой (промышленной) частоте сопротивления, подключенной к выводам 11 и 12 микросхем DDL. Для управления логическими уровнями на выходах микросхемы устройства управления может использоваться описываемый «дисплей» или аналогичные ему индикаторы.

Параметры предлагаемого частотомера приведены в таблице. один.

Этот частотомер, на мой взгляд, имеет ряд преимуществ по сравнению с предыдущим:

Современная дешевая и легкодоступная элементная база;
— максимальная измеряемая частота — 200 МГц;
— Объединение в одном частотомере и цифровой шкале;
— возможность увеличения максимальной измеряемой частоты до 1,2 ГГц с незначительной доработкой входной части прибора;
— Возможность переключения при работе до 4 ПК.
Измерение частоты осуществляется классическим методом: подсчетом количества импульсов за фиксированный интервал времени.

Входной сигнал через конденсатор С4 поступает в базу данных транзистора VT1, что усиливает входной сигнал до уровня, необходимого для нормальной работы микросхемы DD2. Микросхема DD2 193 представляет собой высокочастотный делитель частоты, коэффициент деления которого равен 10. В связи с тем, что в микроконтроллер используется максимальная частота счетного входа T1 f = FKV / 24, где FKV — частота используемого кварца, а в частоте FKV = 8,8672 МГц, сигнал с высокочастотного делителя поступает на дополнительный делитель частоты, который представляет собой десятичный счетчик DD3.Процесс измерения частоты начинается с обнуления делителя DD3, сигнал сброса которого поступает с выхода 12 микроконтроллера DD4. Сигнал разрешения измеряемого сигнала на десятичный делитель поступает с выхода 13 DD4 через инвертор DD1.1 на выход 12 DD1.3.

По окончании фиксированного временного интервала измерения на выходе 13 DD4 появляется высокий уровень, который через инвертор DD1.1 запрещает прохождение измеряемого сигнала на делитель DD3, и процесс преобразования накопленных временных импульсов в частота, а также начинается подготовка данных к отображению данных на дисплее.

Этот инструмент может работать как в высокочастотном, так и в низкочастотном диапазонах. При работе в низкочастотном диапазоне переключатель S1 необходимо установить в верхнее положение и подать сигнал на питание 2 (выход 9) платы частотомера. Для измерения частоты от 1 Гц до 20 МГц необходимо использовать форматор, предложенный в.

.

Программа работы микроконтроллера находится в ПЗУ DD8, микросхема DD5 используется для мультиплексирования адресов микроконтроллера. Прошивка ПЗУ для работы прибора в качестве частотомера приведена в таблице 2.

Для достижения максимальной эффективности использования микроконтроллера в приборе применена динамическая индикация.

При использовании этого устройства в качестве цифровой шкалы на выходе 22 необходимо использовать DD8 с помощью переключателя S2.3 для подачи высокого уровня. Выбор значения ПЧ производится подключением выводов 10.11 микросхемы DD4 с массой. Вход 3 (выход 5) Плата частотомера предназначена для включения выбранной промежуточной частоты (например, при переключении на передачу).При работе прибора в режиме цифровой шкалы разряды младшего индикатора показывают сотни герц. Устройство в режиме цифровых весов соответствует другому ПЗУ прошивки.

Печатная плата (рис. 2, рис. 3, рис. 4) изготовлена ​​из двухстороннего стеклотекстолита размером 100х130 мм. Индикатор крепится прямо на печатной плате двумя зажимами из обычного монтажного провода. Для установки микросхемы DD8 предусмотрена панель. При разводке платы предусматривалась необходимость размещения транзистора VT1 максимально близко к DD2.Вокруг VT1 и DD2 возможно большее количество фольги с обеих сторон для экранирования высокочастотных цепей. В конструкции в качестве индикатора применяется HL1, IV-18 как наиболее популярный в любительских конструкциях. При необходимости миниатюризации конструкции индикатор ИВ-18 может быть заменен на ИВ-21, имеющий существенно меньшие габариты. В этом случае необходимо снизить тепловое напряжение и отрицательное напряжение на катоде по паспортным данным. В микросхеме DD1 предпочтительно использовать серию 1533 как более высокую частоту.

Для питания частотомера можно использовать источник питания, подробно описанный в. С помощью индикатора ИВ-18 необходимо только увеличить напряжение с -20 В до -30 В и тепловое напряжение — до 4,8 В. . В указанной схеме питания желательно заменить диод КС133 на стабилитрон КС133, исключающий ложное свечение сегментов индикатора.

Частотомер запускают с проверки на обрыв всех без исключения проводов печатной платы, затем проверяют соединительные проводники, прилегающие к соседним на печатной плате.Сразу после подачи питания на частотомер проверьте ток потребления +5 В. Он не должен превышать 250 мА. Затем измерьте напряжение на коллекторе VT1, оно должно быть в диапазоне 2,0 … 3,0 В. Установка указанного напряжения осуществляется подбором резистора R3. При безошибочной установке, исправных деталях и отсутствии ошибок в программе окончательная настройка устройства заключается в точной настройке частот микроконтроллера-генератора с помощью конденсатора С7 в соответствии с показаниями частоты дискретизации.

Благодаря программно-управляемому процессу измерения, путем незначительного изменения программы микроконтроллера можно применять неионизирующие высокочастотные делители. Автором были протестированы на данной микросхеме устройства 193ПП1 (коэффициент деления — 704), 193И6 (коэффициент деления — 256). Тесты показали, что максимальная частота измеряемого сигнала достигает значения 1 ГГц. Наиболее предпочтительной оказалась микросхема 193ПТС1, т.к. имеет входной усилитель. Микроконтроллер К181В51 можно заменить на К1816В31, К1830В31, К1830В51 или их зарубежные аналоги — 8031, 80с31.При отсутствии микросхемы 193s можно заменить на его микросхему K500IY137, в том числе и по типовой схеме.

Литература
1. Бирюков С. Цифровой частотомер // Радио. — 1981.-N10.-C.44.
2. Руипин Н. Цифровой частотомер // Радио-Дети. — 1994. — N 11.
3. Сташин В.В. Проектирование цифровых устройств. — 1990.

Перечень радиоэлементов

Резистор

Обозначение Тип Номинал сумма Примечание Оценка Моя записная книжка
DD1. Микросхема K555L3. 1 В записной книжке
DD2. Микросхема К193И3. 1 В записной книжке
DD3. Логика IS.

K555Y19.

1 В записной книжке
DD4. Микросхема Кр1816ве31 1 В записной книжке
DD5, DD7 Микросхема К555ИР22. 2 В записной книжке
DD6. Микросхема K555ID7. 1 В записной книжке
DD8. Микросхема K573rf2. 1 В записной книжке
VT1. Транзистор биполярный

CT368A.

1 В записной книжке
VT2-VT17 Транзистор биполярный

Кт361в

16 В записной книжке
VD1. Stabilirton

KS113A.

1 В записной книжке
C1. Конденсатор 0,01 мкФ. 1 В записной книжке
С2, С8. Конденсатор 0,1 мкФ. 2 В записной книжке
C3. Конденсатор 56 PF 1 В записной книжке
C4. Конденсатор 1000 PF 1 В записной книжке
C5. Конденсатор 22 PF 1 В записной книжке
C6. Конденсатор 12 PF 1 В записной книжке
C7. Сильный конденсатор 5-20 PF 1 В записной книжке
C9. Электролитический конденсатор 3,3 мкФ. 1 В записной книжке
R1 Резистор

51 Ом.

1 В записной книжке
R2, R25-R40 Резистор

68 ком

17 R2 по ошибке на схеме обозначен как R3 В записной книжке
R3 Резистор

10 ком

1 В записной книжке
R4, R6.

У многих радиолюбителей в чехлах много старых микросхем серии К155, в связи с чем возникает вопрос об их использовании. Как вариант предлагается построить хороший частотомер с цифровым дисплеем. Собранный частотомер позволяет измерять частоту синусоидальных гармонических и импульсных электрических колебаний от единиц герц до десятков мегагерц и амплитуды от 0,15 до 10 В, а также подсчитывать импульсы сигнала.Структурная схема частотомера представлена ​​на рис. 1. Работа прибора основана на подсчете количества импульсов за определенный — примерный интервал времени.

Исследуемый сигнал поступает на вход формирователя импульсного напряжения. На его выходе формируются электрические колебания прямоугольной формы, соответствующие частоте входного сигнала, которые далее поступают на электронный ключ. Здесь также через управляющее устройство подаются импульсы примерной частоты, открывающие ключ в определенное время.На выходе электронного ключа появляется пачка импульсов. Количество импульсов в пачке подсчитывает двоично-десятичный счетчик. После закрытия клавиши отображается цифровой дисплей, работающий в течение примерного импульса, то есть в течение одной секунды.
В режиме счета импульсов устройство управления блокирует источник частоты дискретизации, двоично-десятичный счетчик ведет непрерывный счет импульсного входа на его вход, а блок цифрового дисплея отображает результаты счета.

Принципиальная схема частотомера представлена ​​на рис. 2. Формирователь импульсов напряжения собран на микросхеме К155ЛД1 (DD1) и представляет собой сложный триггер Шмитта. Резистор R1 ограничивает входной ток, а диод VD1 защищает микросхему от падений входного напряжения отрицательной полярности. Резистор R3 ограничивает нижний предел напряжения входного сигнала. С выхода форматора (выход 9 микросхемы) импульсы прямоугольной формы поступают на один из входов логического элемента DD11.1, выполняющий функцию электронного ключа.

Модель выборки частот включает генератор на элементах DD2.1 — DD2.3, частота импульсов которого стабилизируется кварцевым резонатором ZQ1 и семиступенчатым делителем частоты на DD3 — Чипы DD9. Частота кварцевого резонатора 8 МГц. Микросхема DD3 делит частоту на 8, а микросхемы на каждом последующем шаге делятся на 10. Частота импульсов на выходе DD9 составляет 1 Гц.Диапазон измеряемых частот задается переключателем SA1. Для более точного измерения частоты сигнала переключателем SA1 необходимо выбрать соответствующий диапазон измерения, переходя с более высокого уровня на низкочастотный. Устройство управления состоит из триггерных DD10.1 и DD10.2, инверторов DD11.3, DD11.4 и транзистора VT1, образующего ожидающий мультивибратор. На вход от триггера DD10.1 поступают импульсы от блока частоты дискретизации и он переходит в единичное состояние, а логический сигнал 1 открывает электронный ключ DD11.1. С этого момента импульсы измеренной частоты проходят через ключ и инвертор D11.2 и поступают на счетчик инвертора DD12. По фронту следующего импульса DD10.1 принимает исходное состояние и переключается в единственное состояние триггера DD10.2.

В свою очередь триггер DD10.2 по уровню логического нуля на инверсном выходе блокирует вход устройства управления от воздействия импульсов частоты дискретизации, а стандартный мультивибратор запускает логическую единицу в прямой вывод.Электронный ключ закрыт, уровень логического 0 на прямом выходе DD10.1. Начинается индикация количества импульсов в пачке, поступающей на вход счетчика. С появлением уровня логической 1 конденсатор C3 начинает заряжать конденсатор C3 через резистор R9. С его зарядом напряжение на базе транзистора VT1 увеличивается. Когда оно достигнет 0,6 В, транзистор откроется и напряжение на его коллекторе упадет почти до нуля. Появляющийся при этом на выходе элемента DD11.3. Сигнал логической 1 воздействует на вход R0 микросхемы DD12, DD14, DD16, в результате чего счетчик сбрасывается на 0. Индикация измерения прекращается. При этом на выходе 11 инвертора DD11.4 появляется логический сигнал 0, переключает триггер DD10.2 и ожидает возврата мультивибратора в исходное состояние. Конденсатор С3 разряжается через диод VD2 и микросхему DD10.2. При появлении на входе DD10.1 очередного импульса выборочной частоты начинается следующий цикл работы прибора в режиме измерения.Для перевода частотомера в режим непрерывного учета импульсов необходимо перевести SA2 в положение «Учет». В этом случае срабатывает триггер DD11.1 и на его прямом выходе появляется 1. Ключ DD11.1 оказывается разомкнутым и на вход счетчиков импульсов непрерывно поступают импульсы. Показания счетчика сбрасываются нажатием кнопки «Сброс». Блок питания частотомера (рис. 3) состоит из трансформатора Т1, выпрямителя VD3, стабилизатора напряжения VD5, VT2 и фильтра на конденсаторах С9 — С11, обеспечивает напряжение 5 В для питания микросхем.

Напряжение с обмотки III трансформатора через диод VD5 поступает в цепь питания газоразрядных цифровых индикаторов. Конструкция и детали. Детали частотомера смонтированы на печатных платах. В качестве индикаторов использованы газоразрядные индикаторы ИН1. Трансформатор питания Т1 выполнен на разводке магнитопровода. Обмотка 1 содержит 111650 витков провода ПЭВ-1 0,1, обмотка 2 — 55 витков ПЭВ-1 0.47, обмотка 3 — 1500 витков провода Пав-1 0,1. На радиаторе установлен транзистор Т2. Вместо формирователя импульсов на микросхеме К155ЛД11 можно собрать формирователь по рис. четыре

Кроме того, увеличен размер цифровых индикаторов до пяти в конструкции и, соответственно, количество микросхем счетчика К155И2 и децифа К155ИД. Расширение цифрового дисплея обеспечивает более удобное отображение информации. Установка прибора сводится к проверке установки и измерению питающих напряжений.Правильно собранный частотомер уверенно выполняет свои функции. Естественно, вакуумные индикаторы можно заменить более современными, светодиодными типами АЛС и микросхемами на аналогичные новые серии.

Обсудить частотомер


(PDF) Низкопрофильная сверхширокополосная печатная антенна с шириной полосы 176%

Journal of Microwaves, Optoelectronics and Electromagnetic Applications, Vol. 16, No. 1, March 2016

DOI: http://dx.doi.org/10.1590/2179-10742017v16i1621

Бразильское общество микроволновой и оптоэлектроники-SBMO

получено 14 марта 2016 г .; на проверку 17 марта 2016 г .; принята 15 декабря 2016 г.

Бразильское общество электромагнетизма-SBMag

[10] C.А. Баланис, Теория антенн: анализ и проектирование, 3-е изд., Нью-Йорк, Джон Уайли и сыновья, 2005.

[11] Ван В., Чжун С.С. и Лян XL. Широкополосная стреловидная печатная антенна с питанием от CPW. Антенны и распространение IEEE

Международный симпозиум (дайджест), Монтерей, Калифорния, июль 2004 г.

[12] Чой С.Х., Пак Дж. К., Ким С. К. и Пак Дж. Й.. Новая сверхширокополосная антенна для приложений СШП. СВЧ и оптика

Technology Letters 2004; 40 (5): 399 — 401.

[13] Лян Дж. Х., Чиау С. К., Чен, XD и Парини К. Г..Исследование печатной круглой дисковой монопольной антенны для систем СШП.

Транзакции IEEE по антеннам и распространению радиоволн 2005; 53 (11): 3500-3504.

[14] Ooi BL, Zhao G, Leong MS, Chua KM и Lu Albert CW. Широкополосная двухслойная монопольная антенна с питанием от CPW.

IEE Electronics Letters 2005; 41 (16): 889-890.

[15] Ким Дж. П., Юн Т. О. и др. Разработка сверхширокополосной печатной монопольной антенны с использованием FDTD и генетического алгоритма.

Письма IEEE о микроволновых и беспроводных компонентах, 2005 г .; 15 (6): 395-397.

[16] Low ZN, Cheong JH и Law CL, Недорогая антенна на печатной плате для приложений UWB. IEEE Antennas and Wireless

Propagation Letters 2005; 4: 237-239.

[17] Усама А., Себак, АР. Печатная монопольная антенна с двумя ступенями и круглым пазом для приложений СШП. IEEE

Антенны и письма о беспроводном распространении, 2008 г .; 7: 411-413.

[18] Г. Дешам и В. Сичак, «Микрополосковые микроволновые антенны», Труды третьего симпозиума по программе USAF

по исследованиям и разработкам антенн, стр.18-22 октября 1953 г.

[19] Арисмар Серкейра С. младший, И. Ф. да Коста, Л. Т. Манера и Дж. А. Диниз, «Оптически управляемая реконфигурируемая антенна

, основанная на элементах E-образной формы», Международный журнал Антенны и распространение, т. 2014, ID статьи 750208,

8 страниц, 2014.

[20] З. Н. Чен и М. Ю. В. Чиа, Широкополосные плоские антенны: конструкция и применение, Чичестер, Джон Вили и

сыновья, 2006.

[21] М.Кунду и К. Мандал, «Малая монопольная антенна с угловым модифицированным патчем для приложений СШП», Автоматизация,

Управление, энергия и системы (ACES), Первая международная конференция 2014 г., стр. 1-3, февраль 2014 г.

[22] З. Ахмед, Г. Перваша, С. Шахид, Х. Захра, И. Салим и С. М. Аббас, «Сверхширокополосная антенна с диапазоном WLAN —

режекторных характеристик», Компьютер, управление и связь (IC4), 2013 г. 3-я Международная конференция, стр. 1-5, сентябрь

2013.

[23] К. П. Рэй, «Аспекты проектирования печатных монопольных антенн для сверхширокополосных приложений», Международный журнал

Антенны и распространение, вып. 2008, ID статьи 713858, 8 страниц, 2008.

[24] Закер Р., Ч. Гобади и Дж. Нуриния, «Модифицированная двухступенчатая коническая монопольная антенна с микрополосковым питанием для приложений UWB и

WLAN», Progress In Electromagnetics Research, vol. 77, стр. 137-148, 2007.

[25] А. А. Элдек, «Численный анализ небольшой сверхширокополосной микрополосковой ответвительной монопольной антенны», Progress In

Electromagnetics Research, vol.65, pp. 59-69, 2006.

Материалы многослойных печатных плат для оборудования ИКТ-инфраструктуры Серия «MEGTRON» — Industrial Devices & Solutions

Общая недвижимость

Арт. Тест
Метод
Состояние Блок MEGTRON7 MEGTRON6 МЕГТРОН4
Р-5725
MEGTRON4S
R-5725S
MEGTRON M
R-5735
MEGTRON2
R-1577
HIPER V
R-1755V
R-5785 (н.) R-5785 R-5775 (н) R-5775
Стеклование
Температура (Tg)
DSC А ° С 200 200 185 185 176 200 195 170 173
Термическое разложение
Температура (Td)
TGA А ° С 400 400 410 410 360 360 360 380 350
CTE ось x α1 IPC-TM-650
2.4,24
А частей на миллион
/ ° C
14-16 14-16 14-16 14-16 12-14 12-14 12-15 14-16 11-13
CTE, ось Y 14-16 14-16 14-16 14-16 13-15 13-15 12-15 14-16 13-15
CTE, ось z α1 IPC-TM-650
2.4,24
А 42 42 45 45 35 32 31 34 44
α2 280 280 260 260 265 250 240 200 255
T288 (с медью) МПК-TM-650
2.4.24.1
А мин.> 120> 120> 120> 120 30 50 35 25 20
Диэлектрическая проницаемость
постоянная (Dk)
1 ГГц IPC-TM-650
2.5.5.9
С-24/23/50 3,4 3.6 3,4 3,7 3,8 3,8 3,9 4,1 4,4
Коэффициент рассеяния
(Df)
0,001 0,002 0,002 0,002 0,005 0,005 0,005 0,010 0,016
Водопоглощение МПК-TM-650
2.6.2.1
А% 0,06 0,06 0,14 0,14 0,14 0,14 0,14 0,14 0,12
Модуль упругости при изгибе Заливка JIS C 6481 А ГПа 18 19 18 19 23 23 24 23 22
Отслаивание
прочность *
1 унция
(35 мкм)
МПК-TM-650
2.4,8
А кН / м 0,8 0,8 0,8 0,8 1,1 1,3 1,2 1,3 1,5

Толщина образца MEGTRON7, MEGTRON6 составляет 0,75 мм. Толщина образца другого номера детали составляет 0,8 мм.
* MEGTRON7, MEGTRON6 — медь H-VLP. MEGTRON4, MEGTRON4S, MEGTRON M — медь RT. MEGTRON2, HIPER V — медь ST.

Наши безгалогенные материалы основаны на стандарте JPCA-ES-01-2003 и других.
Содержать; Хлор: ≤0,09% (900ppm), Бром: ≤0,09% (900ppm),
Хлор + бром: ≤0,15% (1500ppm)

Приведенные выше данные являются типичными, а не гарантированными значениями.

% PDF-1.3
%
1 0 obj
> поток

конечный поток
эндобдж
2 0 obj
>
эндобдж
6 0 obj
> / Rect [74.0 =? 7Ͽ \ ‘1) мЭум
Sf & ķUkGℭND / Olk 嶙 1ƪ, v Դ 9 Xe] 6ms] cEUʆ3a6, r6na2,] nu ًͅ1 V3Si /
«Q

LearnEMC — Схема печатной платы

Некоторые схемы изготавливаются на крошечных кремниевых пластинах, а другие состоят из различных компонентов, соединенных кабелями. Однако схемы, которые часто находятся в центре внимания инженера по ЭМС, — это схемы, выложенные на стеклопластиковых эпоксидных плитах. Печатные платы, подобные изображенной на рисунке 1, можно найти почти во всех электронных системах. Компоненты схемы с металлическими выводами соединены медными дорожками.Компоненты технологии поверхностного монтажа (SMT) приклеиваются к верхней и / или нижней части платы. Компоненты, вставляемые в отверстие, удерживаются на плате штырями, которые проходят через плату и припаяны к дорожкам на противоположной стороне.

На однослойных платах все дорожки проложены на одной стороне платы. Двухслойные доски имеют следы с обеих сторон. Многие платы имеют несколько слоев медных дорожек, разделенных слоями стекловолоконной эпоксидной смолы (или аналогичного диэлектрика). Они называются многослойными досками.Количество слоев обычно четное. Четырехслойные доски очень распространены в недорогой продукции. Платы с десятками слоев иногда используются для соединения густонаселенных плат с большим количеством выводов компонентов.

Рисунок 1: Печатная плата.

Многослойные платы обычно имеют целые слои с твердыми медными пластинами, предназначенные для распределения мощности по компонентам на плате. Эти плоскости обычно называют в честь выводов компонентов, к которым они подключены.Например, медная плоскость, соединяющая все выводы компонентов V CC с источником питания, часто называется плоскостью V CC .

Размещение компонентов и трассировка трасс обычно играют решающую роль в определении электромагнитной совместимости продуктов, в которых используются печатные платы. Хорошо расположенные платы сами по себе не излучают значительно, и они хорошо справляются с минимизацией токов и полей, которые могут создавать помехи для кабелей или других объектов за пределами платы.Они также сконфигурированы так, чтобы свести к минимуму возможность внешних токов или полей передавать мешающие сигналы на плату.

Стратегии размещения печатных плат

Большинство конструкторов плат используют список руководящих принципов, помогающих размещать компоненты и трассировать трассы. Например, типичным правилом может быть «минимизация длины всех трасс, несущих цифровой тактовый сигнал». Часто разработчик не знаком с причиной указания или не полностью понимает последствия нарушения руководства для конкретного приложения.

Контрольный вопрос

Предположим, вы устанавливаете высокоскоростную многослойную печатную плату и вам нужно направить дорожку, несущую высокочастотный сигнал от цифрового компонента к аналоговому усилителю. Вы хотите свести к минимуму вероятность возникновения проблем с электромагнитной совместимостью (ЭМС), поэтому вы поищите в Интернете рекомендации по проектированию ЭМС и найдете три рекомендации, которые кажутся имеющими отношение к вашей ситуации:

  1. минимизировать длину высокоскоростных трасс;
  2. всегда зазоры между аналоговыми и цифровыми цепями; и
  3. никогда не позволяйте высокоскоростной трассе пересекать промежуток в плоскости возврата сигнала.

Вы представляете себе три возможных стратегии маршрутизации, показанные на рисунке 2. Первая стратегия маршрутизации направляет трассу непосредственно между двумя компонентами, но оставляет плоскость между ними сплошной. При второй стратегии трассировки плоскость проходит через зазор, но трасса проходит через зазор. Третья стратегия маршрутизации направляет след вокруг разрыва. Каждая из этих альтернатив нарушает одно из рекомендаций. Какой лучший выбор?

Рисунок 2: Какая альтернатива маршрутизации трассировки лучшая?

Все ли альтернативы одинаково хороши, потому что они удовлетворяют 2 из 3 рекомендаций? Все ли они плохи, потому что все они нарушают хотя бы одно правило? Это вопросы, с которыми дизайнеры печатных плат сталкиваются каждый день.Правильный выбор может заключаться в разнице между платой, отвечающей всем требованиям, и платой, которая имеет серьезные излучаемые излучения или проблемы с восприимчивостью. В этом случае один из вариантов намного лучше двух других. Однако, прежде чем мы дадим правильный ответ, давайте разработаем стратегию оценки макетов печатных плат. При правильной стратегии правильный ответ на этот вопрос викторины должен стать очевидным.

В этом руководстве мы рассмотрим 4 шага, которые должен применять каждый инженер EMC при компоновке печатной платы или проверке существующей конструкции платы.Эти шаги:

  • Выявление потенциальных источников и жертв электромагнитных помех
  • Определите пути критического тока
  • Определите возможные части антенны
  • Изучите возможные механизмы сцепления.

Если сначала предпринять шаги, описанные выше, решения о размещении компонентов и трассировке станут более ясными. Также должно быть намного более очевидно, какие руководящие принципы проектирования наиболее важны, а какие совсем не важны для конкретного проекта.

Выявление потенциальных источников электромагнитных помех и жертв

Типичная печатная плата может иметь десятки, сотни или даже тысячи схем. Каждая цепь является потенциальным источником энергии, которая в конечном итоге может быть непреднамеренно подключена к другим цепям или устройствам. Каждая цепь также является потенциальной жертвой непреднамеренно связанного шума. Однако некоторые цепи с большей вероятностью, чем другие, будут источником шума, а другие цепи гораздо чаще станут жертвами. Инженеры EMC (и разработчики плат) должны уметь распознавать те цепи, которые являются потенциально хорошими источниками, и те, которые потенциально наиболее восприимчивы.Цепи, представляющие особый интерес, обсуждаются ниже.

Схемы цифровых часов

Синхронные цифровые схемы используют системные часы, которые должны быть отправлены на каждый активный компонент (на плате или вне его), который должен интерпретировать цифровой сигнал. Тактовые сигналы постоянно переключаются и имеют узкополосные гармоники. Часто они являются одними из самых мощных сигналов на печатной плате. По этой причине нередко можно увидеть узкополосные пики излучаемого излучения на гармониках тактовой частоты, как показано на рисунке 3.

Рис. 3. Излучаемые излучения изделия с тактовой частотой 25 МГц.

На этом рисунке в излучаемых излучениях явно преобладают гармоники тактовой частоты 25 МГц. Минимальный уровень шума в диапазоне 200–1000 МГц — это тепловой шум анализатора спектра, используемого для проведения измерения (с поправкой на коэффициент антенны). Чтобы сделать этот продукт совместимым со спецификацией излучаемого излучения FCC или CISPR класса B, необходимо уменьшить амплитуду тактового сигнала, непреднамеренную «антенну» сделать менее эффективной или ослабить тракт связи источник-антенна.

Цифровые сигналы

Большинство следов на цифровой печатной плате несут цифровую информацию, а не тактовые сигналы. Цифровые сигналы не так периодичны, как тактовые сигналы, и их случайный характер приводит к более широкополосному шуму. Цифровые сигналы, которые переключаются чаще, могут вызывать излучение, подобное тактовым сигналам. Примером этого может быть младший бит на шине адреса микропроцессора, поскольку пошаговое переключение последовательных адресов может вызвать переключение этого сигнала на тактовой частоте.Точная форма и сила излучения цифровых сигналов зависит от многих факторов, включая работающее программное обеспечение и используемую схему кодирования. Как правило, сигналы данных представляют собой менее проблемный источник, чем сигналы синхронизации; однако высокоскоростные данные по-прежнему могут создавать значительный шум.

Цепи переключения мощности

Импульсные источники питания и преобразователи постоянного тока в постоянный генерируют различные напряжения путем быстрого включения и выключения тока в трансформаторе. Типичные частоты переключения находятся в диапазоне 10–100 кГц.Пики тока, генерируемые этим переключением, могут создавать помехи для вывода мощности и других устройств на плате. Хотя этот шумовой сигнал является относительно периодическим (то есть узкополосными гармониками), он проявляется как широкополосный шум во время испытания излучаемых излучений, поскольку расстояние между частотами гармоник меньше разрешающей способности полосы пропускания измерения.

Небольшой горб в минимальном уровне шума около 120 МГц на рисунке 3 вызван шумом переключения мощности. В этом продукте шум переключения незначителен по сравнению с шумом часов.Однако в других изделиях шум переключения мощности может преобладать, поскольку только верхние гармоники шума переключения попадают в частотный диапазон, в котором измеряется излучаемое излучение. Шум переключения мощности всегда можно уменьшить, уменьшив время перехода схемы переключения. Однако это снижает эффективность источника питания, поэтому предпочтительны альтернативные методы. Возможные решения обсуждаются в руководстве по проводимым электромагнитным помехам.

Аналоговые сигналы

Аналоговые сигналы могут быть широкополосными или узкополосными, высокочастотными или низкочастотными.Если на вашей плате используются аналоговые сигналы, рекомендуется ознакомиться с тем, как эти сигналы выглядят как во временной, так и в частотной областях. Особенно трудно работать с узкополосными высокочастотными аналоговыми сигналами. К счастью, поскольку аналоговые сигналы, как правило, чувствительны к низким уровням шума, проблемы целостности сигнала обычно диктуют необходимость их размещения таким образом, чтобы свести к минимуму излучаемые излучения.

Трассы питания постоянного тока и низкоскоростные цифровые сигналы

Вообще говоря, мощность постоянного тока и низкоскоростные цифровые сигналы не имеют достаточной мощности на частотах излучаемого излучения, чтобы создавать проблемы.Тем не менее, эти следы часто являются источником наиболее серьезных проблем с излучением. Это связано с тем, что непреднамеренные высокочастотные напряжения и токи на этих дорожках могут быть такими же или большими, чем напряжения и токи на высокоскоростных дорожках.

Рисунок 4: Ближнее магнитное поле над интегральной схемой в корпусе.

На рисунке 4 показана карта ближнего магнитного поля над модулем динамической памяти с произвольным доступом, обычно используемым в персональных компьютерах.Ближнее магнитное поле указывает на токи, протекающие в выводной рамке блока компонентов. Частота измерения — это третья гармоника тактовой частоты. Обратите внимание, что от выводов источника питания постоянного тока потребляется больше тока, чем от сигнальных выводов.

Рисунок 5: Ближнее магнитное поле над микропроцессором.

На рисунке 5 показан аналогичный график ближних магнитных полей над микропроцессором, реализованным в программируемой вентильной матрице (FPGA).На этом рисунке мы видим, что токи, подаваемые на некоторые из низкоскоростных адресных линий, почти такие же сильные, как токи в тактовом сигнале.

Как появляются высокочастотные токи и напряжения на низкочастотных линиях передачи данных? Это может произойти несколькими способами. Большинство из них связано с конструкцией и компоновкой интегральных схем (ИС), подключенных к этим дорожкам. Некоторые ИС хорошо справляются с сдерживанием своего внутреннего шума, а другие — нет. Плохая конструкция может привести к высокочастотным колебаниям напряжения на каждой входной и выходной дорожке, подключенной к ИС.Хороший дизайн может быть относительно тихим.

При размещении печатной платы с незнакомой ИС, которая внутренне синхронизируется на высокой частоте, рекомендуется рассматривать каждый вывод на этой ИС, как если бы это был высокочастотный источник с такими же характеристиками, что и внутренние часы. . В противном случае мощные или низкоскоростные цифровые трассы могут быть наиболее значительными источниками излучаемых излучений.

Определение текущих путей

Возможно, самое важное различие между разработчиками цифровых схем и инженерами по ЭМС заключается в том, что инженеры по ЭМС (и целостности сигналов) уделяют пристальное внимание токам, протекающим в цепи, а также напряжениям.Это очень важный момент. Самые плохие конструкции являются прямым результатом игнорирования того, где могут протекать сигнальные токи.

Хотя это уже обсуждалось в предыдущем разделе, вопрос идентификации пути тока настолько важен для хорошей конструкции печатной платы, что здесь стоит рассмотреть основные концепции. Прежде всего,

1. Ток течет по петлям.

То же количество тока, которое протекает с одной стороны источника, должно подаваться с другой стороны.Также

2. Ток идет по пути наименьшего сопротивления.

На низких частотах (кГц и ниже) в импедансе преобладает сопротивление, поэтому ток идет по пути (-ам) наименьшего сопротивления. На высоких (МГц и выше) частотах в импедансе преобладает индуктивность, поэтому ток идет по пути наименьшей индуктивности.

Рассмотрим компоновку печатной платы, показанную на рисунке 6. Сигнал с частотой 50 МГц распространяется по дорожке над плоскостью от компонента A к компоненту B. Мы знаем, что равное количество тока, следовательно, должно течь от компонента B к компоненту A.В этом случае мы предположим, что этот ток выходит из вывода Компонента B, обозначенного GND, и возвращается к выводу Компонента A, обозначенному GND. Поскольку предусмотрена сплошная плоскость и контакты заземления обоих компонентов близки, возникает соблазн сделать вывод, что ток проходит по кратчайшему пути между ними. Однако теперь мы знаем, что это неверно. Высокочастотные токи проходят путь наименьшей индуктивности или путь наименьшей площади контура. Таким образом, большая часть сигнального тока, возвращающегося в плоскость, проходит по узкому пути (путь 2) непосредственно под дорожкой сигнала.

Рисунок 6: По какому пути проходит обратный ток сигнала?

Если бы самолет по какой-либо причине был перекрыт промежутком, как показано на рисунке 7, промежуток в позиции 2 мало повлиял бы на целостность сигнала или на излучаемые излучения. Однако пробел в позиции 1 может привести к серьезным проблемам. Ток, возвращающийся в самолет по следу, вынужден обходить разрыв. Это значительно увеличивает площадь сигнального шлейфа.

На низких частотах (обычно на частотах кГц и ниже) сопротивление плоскостей имеет тенденцию распространять ток, так что ток, протекающий между двумя удаленными точками, может покрывать большую часть платы, как показано на рисунке 8.На платах со смешанными сигналами, с низкочастотными аналоговыми и цифровыми компонентами, это может создать проблемы. На рисунке 9 показано, как правильно размещенный зазор в плоскости заземления может защитить схемы, расположенные в определенной области платы, от низкочастотных обратных токов, текущих в плоскости.

Рис. 7. Какое положение зазора влияет на прохождение обратного тока сигнала?

Рисунок 8: Путь низкочастотного обратного тока

Рисунок 9: Путь низкочастотного обратного тока с плоскостью с зазором.

Идентификация антенн

В разделе об электромагнитном излучении указано, что в основном необходимо выполнить 3 условия, чтобы большинство непреднамеренных антенн, с которыми сталкивается инженер по электромагнитной совместимости, эффективно излучали:

  1. Антенна должна состоять из двух частей;
  2. : обе части не должны быть электрически маленькими;
  3. что-то должно индуцировать напряжение между двумя частями.

Большинство печатных плат электрически малы на частотах ниже примерно 100 МГц (λ> 3 метра).Это означает, что любые эффективные части антенны должны быть относительно большими по сравнению с большинством компонентов платы. Как правило, на низких частотах единственные жизнеспособные части антенны — это подключенные кабели и / или металлическое шасси. Если печатная плата расположена таким образом, чтобы свести к минимуму возможность наведения напряжения между любыми двумя из этих возможных частей антенны, то вероятность возникновения проблемы излучаемого излучения или излучаемой восприимчивости гораздо ниже.

На Рисунке 10 показаны две компоновки печатных плат.Разъемы и соединения шасси представляют собой возможные эффективные части антенны. Компоновка № 2 с меньшей вероятностью будет иметь проблемы связи по излучению на частотах ниже 100 МГц, потому что в ней меньше вероятность возникновения значительного напряжения между любыми двумя проводниками, способными служить эффективной антенной. Этого удалось добиться, просто разместив два разъема на одной стороне платы.

Рисунок 10. Два макета печатных плат.

На частотах выше 100 МГц длины волн короче, и возрастает вероятность того, что объекты, установленные на плате (или самой плате), могут служить эффективными частями антенны.Тем не менее, даже на частотах до нескольких ГГц эти части антенны должны быть относительно легко обнаружены. Например, на частоте 1 ГГц длина волны в свободном пространстве составляет 30 см. Четверть длины волны составляет 7,5 см. Следовательно, эффективная антенная часть должна быть длиной не менее нескольких сантиметров и приводиться в движение относительно чего-то такого же большого или большего. Напомним, что дифференциальные токи (токи, обратный путь которых находится поблизости) являются относительно неэффективными источниками излучения. Это означает, что трасса, лежащая рядом или выше ее текущего обратного пути, не является хорошей частью антенны.Таким образом, если одна половина нашей антенны представляет собой металлическую плоскость на плате, другая половина должна выступать вверх и в сторону от плоскости. Это помогает легко идентифицировать эти части антенны даже на относительно высоких частотах. В таблице 1 перечислены общие части антенн, которые можно найти на печатных платах выше и ниже 100 МГц.

Таблица 1: Объекты на печатной плате, которые могут или не могут быть частью хорошей антенны.

Хорошие детали антенны

Плохие детали антенны

<100 МГц

> 100 МГц

<100 МГц

> 100 МГц

кабеля

радиаторы

Самолеты питания

микрополосковые или полосковые следы

микрополосковые или полосковые следы

высокие компоненты

все, что не большое

швов в защитных оболочках

Идентификация механизмов сцепления

После того, как мы определили потенциальные источники или жертвы и потенциальные антенны, хорошая компоновка платы — это просто вопрос минимизации связи между ними.Ранее мы узнали, что существует всего 4 категории возможных механизмов электромагнитной связи:

  • Муфта кондуктивная,
  • Муфта электрического поля
  • Магнитная муфта
  • Радиация.

Поскольку мы говорим о связи между источником и его антенной на одной печатной плате, у нас вряд ли будет связь излучения. Следовательно, нам необходимо рассмотреть только три механизма связи.Кондуктивная связь будет иметь место только в том случае, если идентифицированный нами источник напрямую управляет одной исправной частью антенны относительно другой. Примером кондуктивной связи может быть след сигнала, который был достаточно длинным, чтобы быть эффективной антенной частью, управляемой относительно плоскости возврата сигнала, но не проходящей через эту плоскость. В этом случае источник будет источником сигнала, а антенна — парой след-плоскость. Очевидно, что высокочастотные сигналы, подаваемые непосредственно на дорожки или другие проводники, необходимо возвращать к их источнику на других проводниках, которые находятся поблизости, чтобы избежать излучаемых излучений из-за прямой кондуктивной связи между источником и антенной.

Кондуктивная связь, как правило, легко обнаруживается после идентификации источника и частей антенны. Однако механизмы связи полей менее очевидны. Чтобы сделать связь поля более интуитивной, удобно рассматривать связь электрического поля как связь, которая пропорциональна напряжению источника (управляемая напряжением), а связь магнитного поля как связь, которая пропорциональна току источника (управляемому током). .

Рисунок 11: Соединение проводов печатной платы с радиатором.

Муфта управляемая напряжением

Пример управляемой напряжением связи, которая приводит к излучаемым излучениям, проиллюстрирован на Рисунке 11 (a), который показывает трассу сигнала, проходящую под радиатором. Если радиатор не является электрически маленьким, он потенциально является эффективной частью антенны. Металлические плоскости платы — еще одна потенциальная часть антенны. Дорожка не подключается напрямую к радиатору, поэтому отсутствует токопроводящая связь. Однако напряжение на дорожке может управлять радиатором относительно платы, поскольку линии электрического поля между дорожкой и платой перекрываются радиатором, как показано на рисунке 11 (b).Эта связь электрического поля может быть представлена ​​емкостями, как показано на рисунке 11 (c). Напряжение, наведенное на радиаторе относительно платы, равно

.

Обычно разработчики плат избегают прокладывать трассы высокоскоростных сигналов непосредственно под большими радиаторами. Другой более распространенный пример связи, управляемой напряжением, показан на рисунке 12. Активный компонент зажат между печатной платой и радиатором. Опять же, ни плата, ни радиатор не являются электрически маленькими на интересующей частоте.Среднее напряжение на компоненте не равно напряжению на плате из-за того, что компонент потребляет высокочастотный ток через конечную индуктивность соединения, как показано на рисунке 12 (a). Это напряжение приводит в движение поверхность компонента относительно поверхности платы, как показано моделью на Рисунке 12 (b). Прямого соединения между радиатором и источником нет, так что кондуктивной связи мы не могли. Однако емкость между поверхностью компонента и радиатором обеспечивает непрямое (электрическое поле) соединение.

Рисунок 12: Напряжение компонентов, управляющих радиатором, относительно печатной платы.

Обратите внимание, что в этом случае именно ток, управляющий индуктивностью, создал напряжение источника. Другими словами, в процессе связи участвовало магнитное поле. Тем не менее, поле, связывающее компонент с антенной, представляет собой электрическое поле, и излучаемые излучения пропорциональны напряжению компонента относительно платы. Поэтому мы по-прежнему называем это сцеплением, управляемым напряжением.

Токовая муфта

Когда связь между источником и антенной возникает из-за магнитного поля и пропорциональна току сигнала, это называется связью, управляемой током. Разработчики схем часто думают о сигналах как о напряжениях и, следовательно, с меньшей вероятностью могут случайно запустить хорошую антенну с помощью напряжения сигнала. Однако, если они не будут учитывать, где протекают токи, есть большая вероятность, что их конструкция может управлять двумя хорошими частями антенны с помощью магнитного поля.

Очень распространенный пример токового соединения проиллюстрирован на Рисунке 13. У хорошо спроектированной платы разъемы прикреплены к каждой стороне. На данный момент мы предположим, что кабели идеально экранированы, а экраны кабелей подключены к «заземляющей» плоскости на печатной плате. Схема, состоящая из единственной микрополосковой дорожки, приводимой на одном конце и оканчивающейся на другом конце, расположена между двумя разъемами.

Мы уже знаем, что микрополосковые дорожки не являются эффективными источниками излучаемого излучения, поэтому единственными возможными частями антенны в этой конструкции являются два экрана кабеля, и оба они «заземлены».Мы ожидаем, что две части антенны будут иметь одинаковый потенциал, потому что они соединены друг с другом широкой медной пластиной. Однако помните, что важным требованием к заземляющему проводнику является то, что он не должен пропускать преднамеренные силовые или сигнальные токи.

Рисунок 13: Пример токового соединения на печатной плате.

Как показано на Рисунке 13 (b), «земля» в этой конструкции действительно пропускает сигнальные токи. Фактически, ток, протекающий в плоскости, генерирует магнитный поток, который вращается вокруг плоскости.Если мы рассмотрим два кабеля как части антенны и представим путь тока антенны с помощью импеданса антенны, показанного на рисунке 13 (c), станет очевидным, что токи, протекающие в цепи микрополосковой трассировки, индуцируют напряжение в плоскости, которое возбуждает один кабель относительно другого.

Хотя верно, что напряжения, индуцируемые в плоскости, обычно на несколько порядков ниже, чем напряжения сигналов, нескольких милливольт шума на эффективной антенне достаточно, чтобы превысить требования FCC и CISPR к излучаемым излучениям.Фактически, когда высокоскоростные цифровые компоненты расположены между разъемами на плате в неэкранированном продукте, очень трудно выполнить требования по излучению. С другой стороны, когда два разъема расположены рядом друг с другом, маловероятно, что магнитные поля будут индуцировать между ними достаточно напряжения, чтобы вызвать проблему.

Прямое соединение с вводом / выводом

Хотя, строго говоря, это не независимый механизм связи, общей проблемой, которая возникает при компоновке печатных плат, является прямое подключение источников шума к дорожкам, способным унести этот шум с платы.Пример этого показан на рисунке 14. Трасса с умеренной скоростью проходит вместе с другой трассой, которая присоединяется к соединителю. Напряжения и / или токи, передаваемые от одной дорожки к другой (через электрические или магнитные поля), могут распространяться по дорожке ввода / вывода и за пределы платы. В примере, показанном на рисунке, две части антенны могут быть либо кабелем ввода / вывода, подключенным относительно платы, либо одним проводом в кабеле ввода / вывода, управляемым относительно другого.

Рисунок 14: Возможная проблема сцепления.

Вы можете подумать, что это редкая проблема, потому что она довольно очевидна, как только вы ее увидите. Однако на плате с сотнями или тысячами трасс, нанесенных автотрассировщиком, такая ситуация возникает чаще, чем следовало бы. Если ваш автотрассировщик не может проверить следы ввода-вывода, которые проложены в непосредственной близости от высокоскоростных трасс, то это следует сделать вручную. То же самое относится и к трассам ввода / вывода, проложенным в непосредственной близости от дорожек, подключенных к уязвимым входам, поскольку излучаемый шум проще всего попасть на плату через ввод / вывод.

Рекомендации по проектированию печатных плат

Как указывалось ранее в этих примечаниях, многие разработчики плат используют список руководящих принципов, помогающих размещать компоненты и трассировать трассы. Теперь, когда мы знаем немного больше об источниках шума, антеннах и механизмах связи на печатных платах, мы можем более внимательно изучить некоторые из этих рекомендаций по проектированию и понять, почему и когда они важны. Ниже приведен список из 16 рекомендаций по проектированию ЭМС для печатных плат с кратким обоснованием каждого из них.

1. Следует минимизировать длину трасс, по которым передаются высокоскоростные цифровые сигналы или часы.

Высокоскоростные цифровые сигналы и часы часто являются самыми сильными источниками шума. Чем длиннее эти следы, тем больше возможностей будет отделять энергию от этих следов. Помните также, что площадь петли обычно более важна, чем длина трассы. Убедитесь, что в непосредственной близости от каждой трассы имеется хороший путь возврата высокочастотного тока.

2. Длины дорожек, прикрепленных непосредственно к разъемам (дорожки ввода-вывода), должны быть минимизированы.

Дорожки, прикрепленные непосредственно к разъемам, скорее всего, являются путями передачи энергии на плату или от нее.

3. Сигналы с высокочастотным содержимым не должны проходить под компонентами, используемыми для ввода / вывода платы.

Трассы, проложенные под компонентом, могут емкостным или индуктивным образом передавать энергию этому компоненту.

4. Все разъемы должны располагаться на одном краю или на одном углу платы.

Разъемы

представляют собой наиболее эффективные части антенны в большинстве конструкций.Размещение их на одном краю платы значительно упрощает управление синфазным напряжением, которое может управлять одним разъемом относительно другого.

5. Между разъемами ввода / вывода не должно быть высокоскоростных цепей.

Даже если два разъема находятся на одном краю платы, высокоскоростная схема, расположенная между ними, может индуцировать достаточно синфазного напряжения, чтобы управлять одним разъемом относительно другого, что приводит к значительным излучаемым помехам.

6. Критические сигналы или следы тактовых импульсов должны быть скрыты между плоскостями питания / заземления.

Маршрутизация трассировки на слое между двумя твердотельными плоскостями отлично справляется с ограничением полей этих трасс и предотвращает нежелательное связывание.

7. Выберите активные цифровые компоненты с максимально допустимым временем перехода вне кристалла.

Если времена перехода цифрового сигнала быстрее, чем они должны быть, мощность в верхних гармониках может быть намного выше, чем необходимо. Если времена перехода используемой логики быстрее, чем они должны быть, их обычно можно замедлить с помощью последовательных резисторов или ферритов.

8. Все внешние коммуникации от одного устройства должны проходить через один и тот же разъем.

Многие компоненты (особенно большие устройства СБИС) создают значительный синфазный шум между разными выводами ввода / вывода. Если одно из этих устройств подключено более чем к одному разъему, этот синфазный шум потенциально может управлять хорошей антенной. (Устройство также будет более восприимчивым к излучаемым помехам, создаваемым этой антенной.)

9. Высокоскоростные (или восприимчивые) трассы должны проходить по крайней мере в 2 раза от края платы, где X — расстояние между трассой и ее путем обратного тока.

Линии электрического и магнитного поля, связанные со следами очень близко к краю платы, сдерживаются хуже. Перекрестные помехи и связь между антеннами и антеннами, как правило, больше из-за этих трасс.

10. Пары трасс дифференциальных сигналов следует прокладывать вместе и сохранять одинаковое расстояние от любых сплошных плоскостей.

Дифференциальные сигналы менее восприимчивы к шуму и с меньшей вероятностью генерируют излучаемые излучения, если они сбалансированы (т. Е. Имеют одинаковую длину и одинаковое сопротивление по сравнению с другими проводниками).

11. Все плоскости питания (например, напряжения), которые относятся к одной и той же плоскости возврата мощности (например, заземления), должны быть проложены на одном уровне.

Если, например, на плате используются три напряжения: 3,3 В, аналоговое 3,3 В и 1,0 В; тогда обычно желательно минимизировать высокочастотную связь между этими плоскостями. Размещение плоскостей напряжения на одном слое гарантирует отсутствие перекрытия. Это также поможет обеспечить эффективную компоновку, поскольку маловероятно, что активные устройства потребуют два разных напряжения в любом месте на плате.

12. Расстояние между любыми двумя плоскостями питания на данном слое должно быть не менее 3 мм.

Если две плоскости подходят слишком близко друг к другу на одном слое, может возникнуть значительная высокочастотная связь. В неблагоприятных условиях искрение или короткое замыкание также могут стать проблемой, если плоскости расположены слишком близко друг к другу.

13. На плате с пластинами питания и заземления не следует использовать никаких проводов для подключения к источнику питания или заземлению. Подключения следует выполнять с помощью переходного отверстия рядом с площадкой питания или заземления компонента.

Трассы на соединении с плоскостью, расположенной на другом слое, занимают место и увеличивают индуктивность соединения. Если высокочастотный импеданс является проблемой (как в случае соединений с развязкой силовой шины), эта индуктивность может значительно ухудшить характеристики соединения.

14. Если конструкция имеет более одного слоя заземления, то любое соединение с землей в данном месте должно выполняться со всеми слоями заземления в этом месте.

Общий руководящий принцип здесь заключается в том, что токи высокой частоты будут проходить наиболее выгодный путь (с наименьшей индуктивностью), если это разрешено.Не пытайтесь направить поток этих токов, подключаясь только к определенным плоскостям.

15. В заземляющем слое не должно быть зазоров или щелей.

Обычно лучше иметь плоскость сплошного заземления (возврат сигнала) и слой, посвященный этой плоскости. Любая дополнительная мощность или возврат сигнального тока, которые должны быть изолированы по постоянному току от заземляющего слоя, должны быть направлены на слои, отличные от слоя, предназначенного для заземляющего слоя.

16. Все силовые или заземляющие проводники на плате, которые контактируют (или соединяются) с шасси, кабелями или другими хорошими «антенными частями», должны быть соединены вместе на высоких частотах.

Непредвиденные напряжения между разными проводниками, которые обычно называются «землей», являются основным источником излучаемого излучения и проблем с восприимчивостью.

В дополнение к 16 указанным выше рекомендациям, дизайнеры плат часто используют рекомендации, специфичные для их отрасли. Например, «Схемы генерации тактовых импульсов, использующие петли фазовой автоподстройки частоты, должны иметь свою собственную изолированную мощность, получаемую от питания платы через ферритовый шарик № 1234». Эти рекомендации, основанные на опыте, могут быть неоценимы для знающих разработчиков плат.Тем не менее, эти же правила применялись и к другим проектам, не имеющим понятия о том, откуда они пришли или почему они работают, что может привести к потере усилий и нефункциональным платам. Очень важно понимать основы физики каждого применяемого правила.

Также важно определить потенциальные источники шума, антенны и пути связи для каждой отдельной конструкции, которую вы оцениваете. Лучший дизайн — это не тот, который соответствует большинству рекомендаций. Лучший дизайн — это тот, который соответствует всем спецификациям с минимальной стоимостью и высочайшей надежностью.

Собираем все вместе

Итак, у нас есть список руководств по дизайну и базовое понимание того, почему и когда они важны. Давайте попробуем применить их к представленному ранее вопросу викторины, в котором спрашивалось, какой из макетов платы на рисунке 2 является лучшим.

Надеюсь, вы сможете быстро исключить вариант (б), конструкция со следом, пересекающим зазор в плоскости возврата. Вариант (а) использует самую короткую трассу и, следовательно, является лучшим вариантом при условии, что зазор в плоскости заземления действительно не нужен.Если существует проблема низкочастотной связи с общим импедансом, которая делает разрыв неизбежным, то вариант (c) почти так же хорош, как вариант (a), с точки зрения маршрутизации этой одной трассы. Помните, что длина трассы микрополоскового сигнала не так важна, как общая площадь ее контура.

Пример 1: Простая однослойная компоновка платы

Харви изобретает устройство, которое ведет учет телефонных звонков, сделанных с его телефона. Конструкция относительно проста и показана на рисунке 15.Однако, когда он подключен к телефонной линии, излучение устройства мешает его телевизионному приему.

Измените дизайн платы Харви, чтобы уменьшить излучаемые электромагнитные помехи. Вы можете перемещать компоненты и / или добавлять компоненты, но вы должны использовать одностороннюю плату.

Рисунок 15: Схема Харви.

Мы должны начать с определения потенциальных источников и антенн. Конечно, тактовый сигнал с частотой 8 МГц является потенциальным источником, как и линии передачи данных. Это устройство также может создавать значительный шум на дорожках питания.Возможными частями антенны являются три разъема. Ничто другое на этой плате не является достаточно большим, чтобы быть эффективным источником излучения.

Когда мы начинаем переставлять компоненты, мы должны попытаться разместить все части антенны (то есть разъемы) на одной стороне платы. Мы также должны переориентировать компоненты, чтобы минимизировать длину следов. Наконец, мы должны заполнить пустое пространство на плате землей и убедиться, что каждая сигнальная дорожка имеет ближайший обратный путь.

Одно из решений этой проблемы показано на рисунке 16.Попытайтесь проследить путь прохождения тока сигнала 8 МГц в схеме на Рисунке 15 по сравнению с тем же путем на Рисунке 16. Этот ток течет через выходной контакт тактового сигнала генератора на входной вывод тактового сигнала верхней микросхемы IC, выходит. контакт заземления верхней ИС и контакт заземления генератора. Эта область петли значительно меньше в схеме на Рисунке 16. Также обратите внимание, что высокочастотный ток не возвращается в часть плоскости между любыми двумя разъемами на схеме на Рисунке 16.

Маловероятно, что конструкция, показанная на Рисунке 15, будет соответствовать техническим требованиям по излучению, и поэтому не может быть продана или продана.Конструкция на Рисунке 16 должна соответствовать спецификациям излучения практически любой страны без необходимости использования каких-либо экранов или дорогостоящих компонентов. Обратите внимание, что мы могли бы предоставить площадки для установки компонентов фильтра на телефонных линиях, если бы сочли это необходимым.

Рисунок 16. Лучшая компоновка.

Анализатор спектра Raspberry pi

Чтобы создать потрясающий аудиовизуализатор, используя анализатор спектра (C.A.V.A: консольный аудиовизуализатор для ALSA), все, что вам нужно, это Raspberry Pi 3 и светодиодный куб RGB — VoxCube! С.A.V.A CAVA был создан Карлом Ставестрандом, и это отличный инструмент для создания аудиовизуализатора в консоли. Raspberry Pi — это одноплатный компьютер размером с кредитную карту, разработанный в Великобритании Фондом Raspberry Pi с целью содействия преподаванию основ информатики в школах. Raspberry Pi производится в двух конфигурациях плат в рамках лицензионных производственных сделок с Newark element14 (Premier Farnell), RS …

. Просмотрите все обновления COVID-19 здесь, поскольку некоторые поставки могут быть отложены из-за требований CDC по безопасности и укомплектованию персоналом.Если у вас есть вопросы о заказе или доставке, перейдите на нашу страницу поддержки клиентов. Анализатор спектра — это инструмент для правильной настройки звука и девиации в FM-передатчике, который имеет решающее значение для хорошего качества передатчика со скоростью 9600 бод, в то время как хорошие 1200 бод могут быть получены на слух, использование анализатора спектра обеспечит правильную настройку. 19 июня 2017 г. · Изучите LoRa с Python и Raspberry Pi 1. Leran LoRa с Python… и Raspberry Pi 台灣 樹莓 派 <[email protected]> 11 июня 2017 г. / PyCon Тайвань 2017 г. Телеметрия Raspberry Pi 23 августа 2016 г. · Вот SparkFun 2 ″ двухцветная светодиодная матрица.Он будет использоваться для отображения анализатора спектра. Он имеет 64 двухцветных светодиода — зеленый и красный. Если вы включите оба светодиода одновременно, вы тоже станете желтым. Он идеально подходит для HT16K33, потому что у него 16 анодов для 16 рядов (8 красных и 8 зеленых) и 8 катодов для 8 столбцов.

Первичный сигнал находится на частоте 9,5 МГц, но в радиочастотном спектре присутствует множество гармоник (что типично для прямоугольной формы волны). По какой-то причине самая высокая частота RF, которую я мог генерировать с Raspberry Pi, составляла 9.5 МГц, хотя в документации, относящейся к установленной мной модифицированной библиотеке RPi.GPIO, говорилось, что можно генерировать частоты до 19 МГц. 20 июля 2014 г. · ШИМ Raspberry Pi не может создать сигнал, который хотя бы похож на синусоидальную волну на этих частотах. Поэтому аудиоанализатор не мог определить базовую частоту и, следовательно, не мог выполнять никаких измерений. Посмотрите, как синусоидальная волна 20 кГц выглядит на выходе Raspberry Pi:

Самодельная четырехъядерная антенна

Mack mp8 ecm tuning

Все наши антенны показывают, являются ли они однонаправленными или разнонаправленными.Если вам нужна дополнительная помощь в выборе лучшей антенны цифрового телевидения для вашего местоположения, пожалуйста, свяжитесь с нами в чате или позвоните нашей команде связи по бесплатному телефону 1-877-825-5572 с 9:00 до 19:00 по центральному поясному времени, или по выходным с 10:00 до 18:00 или воспользуйтесь нашими … Около 90% из них — антенны связи, 1% — ретрансляторы. Вам доступен широкий выбор внешних четырехъядерных антенн GSM, например, для мотоциклов. Есть поставщики наружных четырехъядерных антенн 93 г / м2, в основном расположенные в Азии. Крупнейшей страной или регионом-поставщиком является Китай, который поставляет 100% наружных четырехъядерных антенн, соответственно.Теперь у нас есть новая линейка антенн V-Quad на 27 МГц (11 м), которые идеально подходят, если вы ищете качественные антенны с необходимым вам усилением DB, но ограничены по пространству в вашем доме или на участке земли. 2 элемента 27 МГц $ 295,00. Длина стрелы: 1,8 м. Самая длинная радиальная антенна: 3,85 м. Ниже представлена ​​четвертьволновая заземляющая антенна, которую я сделал для 23 см, 1296 МГц, которая сделана из обрезков медного провода бытовой электросети и лома BNC-гнезда из мусорного ящика. Изображенный ниже предназначен для приема сигналов самолетов ADS-B на частоте 1090 МГц, опять же с использованием лома меди, но на этот раз приобретенного гнезда шасси N-типа.Я использовал одну модификацию четырехугольной антенны на маяке 27 МГц, четырехъядерная система запускает радиоволну 27,610 в непрерывном режиме и предупреждает, что распространение открыто на север и центральную Америку, цель этих сигналов низкоуглового излучения четырехугольника является двойным азимутом. в Европу и Тихий океан / Океанию, но более прямая цель в АВСТРАЛИЮ, больше информации по электронной почте: [электронная почта защищена] Наконец, CB антенна, которая также функционирует как свет! Антенна Quake LED HD RGB CB предлагает сверхяркую цветную профессиональную светодиодную технологию с 17 функциями, 20 статическими цветами с 8 уровнями затемнения и регулируемой яркостью и скоростью.Бесплатная доставка в течение 2 дней. Купить четырехдиапазонный четырехдиапазонный мобильный радиолюбительский приемопередатчик Radioddity QB25 Pro для грузовых автомобилей Автомобильный радиоприемник, УКВ UHF 25 Вт с кабелем + четырехдиапазонная антенна с высоким коэффициентом усиления 50 Вт на Walmart.com Гамма 5000 Вт доступна для всех антенн MACO. Использует стандартное оборудование. (V-Quad — это специальный заказ.) Также доступно для VQuads. 64 доллара США: MACO 4600 гамма-согласование мощностью 10 000 Вт работает на всех антеннах MACO, кроме V-Quad. Включает монтажное оборудование. 98,00 долларов США: MACO 5600 гамма-согласование мощностью 20 000 Вт работает на всех антеннах MACO, кроме V-Quad.Android 10.0 TV Box, модернизированный Android TV Box SUNNZO DQ6 4 ГБ RAM 64 ГБ ROM, RK3318 четырехъядерный 2,4 / 5 ГГц внешняя антенна с двумя WiFi, H.265 4K USB3.0 и Android TV BOX,

Shodan api key free

При половинной мощности (-3 дБ) ширина луча четырехэлементного квадрокоптера UHF составляет 50 ° / 58 ° соответственно в H и E-плоскостях против 47 ° / 56 ° для 5-элементного Yagi, четырехэлементный четырехэлемент обеспечивает 9,4 дБд. усиление против 9,9 дБд для Yagi. Это было единственное испытание, в котором квадрокоптер потерпел поражение от луча. Эти антенны с печатной платой (pcb) идеально подходят для высокопроизводительных оптимизированных антенн в небольшом корпусе.Эти антенны отлично подходят для расширения вашей беспроводной сети и улучшения ваших радиовещательных или приемных станций. Kent Electronics имеет в своей библиотеке более 1000 специально разработанных антенн для печатных плат. диаграмма направленности антенны может быть не такой, как вы хотите; Я не думаю, что просто создание определенной формы с использованием меди на стандартной печатной плате приведет к очень хорошей антенне. Конечно, это будет работать, но не будет оптимальным. Я бы посоветовал вам присмотреться к готовым антеннам, которые можно установить на печатную плату, вот пример.Обратите внимание на то, как у него … Создайте более сильную антенну Quad. ПЕРЕСМОТРЕТЬ ХЕНТЕННУ. 80-40 МЕТРОВ ДВОЙНОЙ ПЕТЛЕЙ ZZWAVE. KL7JR ВСЕПОЛОСНАЯ ПЕТЛЯ (Горизонтальная версия) KL7JR EASY VERTICAL LOOP 80 ~ 6 МЕТРОВ. 2 февраля 2014 г. · Антенна представляет собой четырехугольную антенну с одной полной длиной волны на расстоянии 2 метра. Часть длины волны вверху и часть внизу в виде двух петель, соединенных вместе. Точка питания находится в вертикальной плоскости антенны между петлями, поэтому ее основная поляризация будет вертикальной. UKW-Antenne — Антенна VHF / Антенна FM / Антенна FM диапазона: Последний пост 17 июля 07, 14:54: Все три в основном правы, не так ли? Какой из них лучше всего подходит для локомотивов, хотя… 2 Ответы: четырехъядерные рынки, четырехъядерные страны, четырехъядерный импорт: Последнее сообщение 10 сен 08, 15:12: Хотя средние тарифы на четырехъядерных рынках очень низкие, тарифные пики и тарифы…

Модель 680 Дыхание дракона

Как: Сделать дешевый усилитель антенны WiFi Как: Заставить фото автомобиля светиться в рамке для картины Как: Сделать самодельную фрактальную антенну для приема HD и цифрового ТВ Как: Сделать cantenna, антенна, сделанная из банки. Как: получить бесплатно HDTV с вешалкой. Антенна. Как: построить радиолюбитель Pixie 2. Alpha Quad-8 разработан специально для использования с цифровыми системами Shure Axient, использующими режим Quadversity. 4 антенных входа и 8 четырехъядерных выходов.

Неисправность двигателя Bmw пониженная мощность 535i

Эта страница содержит подробную информацию о конструкции 2-метровой УКВ антенны Yagi на 144 МГц, предназначенной для портативного использования. Поскольку старая 5-элементная версия (v1) моей антенны была показана в выпуске RadCom за июль 2011 г., несколько человек связались со мной и попросили предоставить некоторую информацию о том, как она была сконструирована. См. Полный список на w8ji.com 17 августа 2010 г. · Антенна проходила через 100 футов. RG 213 к дифференциальному тюнеру MFJ-986. 2; 40-метровый двойной удлиненный зепп, длина 165 футов при высоте 60 футов.Лестничная линия подается напрямую на тюнер ATR-30. Обе антенны ориентированы на восток и запад и были около 80 футов. отдельно. 3; 2 пары 40-метровых фазированных вертикалей, охватывающих NE / SW / SE / NW, переключаемые. Кубическая четырехугольная антенна, без сомнения, является лучшей доступной DX-антенной. У нее более высокое усиление, чем у любой другой антенны аналогичных размеров, а также она очень дешевая в изготовлении. Одним из самых больших преимуществ квадроцикла является то, что он демонстрирует меньший угол излучения, чем яги, на высоте менее одной длины волны.

Mesivta gemara pdf

Для получения наилучших результатов рассмотрите вариант установки, при которой кабель будет как можно короче, но при этом Yagi будет размещаться там, где он получает наилучший сигнал.Направленные антенны Yagi: высокое усиление. Направленный. Легко установить. Эти антенны Yagi обычно зависят от частоты (800 МГц или 1900 МГц). Suivez le football en France chez les pro Ligue 1 et Ligue2 mais aussi du foot amateur en National et al. Des matchs en direct aux annonces foot, la communauté se retrouve pour suivre … Не подключайте эту цепь к длинной проволочной антенне, если вам не интересно услышать, как звучит хаос в радио. Антенна должна быть не более нескольких футов в длину, особенно если поблизости находятся мощные станции.Показанный N-канальный JFET представляет собой J309, но могут быть заменены другие аналогичные детали. (Возможные сабвуферы: J308-310, U310, 2N4857-4860.) Создание антенн и эксперименты с ними могут быть интересной частью радиохобби. Здесь мы собрали несколько ссылок на инструкции по сборке 11-метровых антенн в Интернете. 4 февраля 2020 г. · Flyaway-антенна 2460/2020 2,4 м полностью способна передавать и принимать C-Band, X-Band, Ku-Band и Ka- полосы частот, что делает его идеальным выбором для профессионалов в области спутниковой связи, которым требуется легко адаптируемая система разлетающихся антенн.Основные характеристики: Четырехдиапазонный портативный автоматический захват 2,4M. Отражатель антенны — 2,4 метра, 9 частей из углеродного волокна. Антенна построена с использованием 4-сторонней распределительной коробки для электрических кабелей и 3/4 ″ ПВХ-кабелепровода, как показано выше. Длина двухполупериодной антенны определяется по формуле: 1005 / частота в МГц = общая длина петли. В данном случае мы хотим построить антенну на 6 метров, 50,110 МГц. 1005 / 50,110 = 20,06 футов. Один человек может установить или сложить антенну со складывающимся лучом максимум за 10 минут без использования каких-либо инструментов.Антенна доступна в виде полностью переносной шестигранной балки или для стационарной установки. Есть другие варианты и аксессуары, ознакомьтесь с дизайном и страницами магазина! РАСПАКОВКА — УСТАНОВКА — РАСКРЫТИЕ — QRV! Наши продукты спроектированы, протестированы Grasswire — КВ антенна-невидимка 160-метровая антенна Smithe Windom от K3MT — КВ-антенна простой двухэлементный кубический четырехугольник яги на 2 метра и модифицированный четырехъядерный квадроцикл в режиме CW: стать отличными подсказками по построению кулака и изгибы Тюнер подходит только для двух типов антенн, а именно.1) одиночный длинный провод с заземлением в качестве противовеса и 2) симметричная антенна. Несмотря на то, что это несимметричный тюнер, нет смысла использовать несимметричный выход (коаксиальный кабель). 60 — Ленивая четырехугольная антенна на 10 м. 61 — Трехдиапазонная антенна типа Delta Loop на 80 м — 40 м — 30 м. 62 — Двухдиапазонная рамочная антенна на 30-40 м. 63 — Проволочная антенна …

Reddit orcpub files

ASUS — ведущая компания, стремящаяся к инновациям и приверженности качеству продукции, которая включает ноутбуки, нетбуки, материнские платы, видеокарты, дисплеи, настольные ПК, серверы, беспроводные решения. , мобильные телефоны и сетевые устройства.Компания ASUS входит в рейтинг BusinessWeek InfoTech 100 вот уже 12 лет подряд. Suivez le football en France chez les pro Ligue 1 et Ligue2 mais aussi du foot amateur en National et al. Des matchs en direct aux annonces foot, la communauté se retrouve pour suivre … диаграмма направленности антенны может быть не той, что вам нужно; Я не думаю, что просто создание определенной формы с использованием меди на стандартной печатной плате приведет к очень хорошей антенне. Конечно, это будет работать, но не будет оптимальным. Я бы посоветовал вам присмотреться к готовым антеннам, которые можно установить на печатную плату, вот пример.Обратите внимание на … 25 января 2010 г. · Самодельные двухквадратные антенны определенно работают хорошо — и вы получите удовлетворение, построив их самостоятельно 😉 Вам понадобится коаксиальный кабель с малыми потерями для подключения антенны к беспроводному маршрутизатору или беспроводная карта. Вы не можете использовать кабель cat5. Однако даже коаксиальный кабель с малыми потерями, такой как CNT-400, по-прежнему имеет затухание около 0,22 дБ / м. 28 января 2004 г. · Подробнее о Shrunken Quad. Полные планы строительства Shrunken Quad, разработанные KØOV, можно найти на страницах 173–176 «ОХОТА НА ПЕРЕДАТЧИК — Упрощенное определение направления радиопеленгации».