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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 AF 생성기의 디지털 스케일. 무선전자공학 및 전기공학 백과사전
정현파 신호 발생기 측정 시 주파수를 설정하기 위해 스케일 장치가 가장 자주 사용되며 장치의 제어 요소에 기계적으로 연결됩니다. 단점은 알려져 있습니다. 제조가 복잡하고 표준 발생기 또는 주파수 측정기를 사용한 교정이 필요하며 어떤 경우에는 판독 장치의 설계뿐만 아니라 주파수 설정 회로의 무선 요소 매개 변수의 안정성. 소위 전기 저울은 이러한 단점이 거의 없습니다. 가장 간단한 경우는 아날로그 주파수 측정기이며, 그 작동은 생성된 신호에서 형성된 일정한 지속 시간을 갖는 펄스 시퀀스의 평균 전압 측정을 기반으로 합니다. 그러나 이러한 스케일은 상대적으로 낮은 주파수 설정 정확도(최고 1~3%)를 제공하며 교정에도 기준 생성기가 필요합니다. 주파수 측정에 디지털 방법을 사용하면 기계 및 전기 스케일에 내재된 모든 단점을 제거할 수 있습니다. 이 경우 주파수는 소위 측정 시간 간격의 안정성에 따라 결정되는 디지털 형식으로 높은 정확도로 직접 측정됩니다. 디지털 스케일은 별도의 기능적으로 완전한 전자 장치로 조립할 수 있고 장치의 편리한 위치에 배치할 수 있기 때문에 발전기의 레이아웃과 제조를 단순화합니다. 주파수를 측정하는 가장 간단한 디지털 방법은 알려진 시간(측정 시간 간격) 동안 생성된 신호의 주기 수를 계산하는 직접 계산 방법입니다. 1Hz의 정확도로 주파수를 결정하려면 1초와 같아야 합니다. 일련의 펄스가 정현파 신호로 형성되고 그 전면이 정현파 전압이 XNUMX 레벨을 통과하는 순간과 일치하고 그 수가 계산되면 동일한 정확도로 측정 시간 간격을 절반으로 줄일 수 있습니다. 디지털 스케일에서 배가 장치를 사용하면 제어 요소가 주파수를 변경하는 순간과 측정 결과 표시 시작 사이의 시간 지연이 줄어듭니다. 이는 1Hz의 정확도로 주파수를 설정할 때 매우 중요합니다. 그러나 발전기를 대략적으로 튜닝할 때 0,5초의 시간 지연은 여전히 큽니다. 따라서 정확한 주파수 설정을 제공하는 디지털 스케일과 함께 대략적인 튜닝을 위해 추가 기계식 스케일이 사용되는 경우도 있습니다. 다른 방법으로 수행할 수 있습니다. 즉, 측정 시간 간격이 0,05초이고 주파수 측정 정확도가 높은 두 번째 작동 모드("Coarse")를 디지털 스케일에 도입하는 것입니다. ±10Hz입니다. 그러나 단순히 측정 시간 간격을 10배로 줄이면 눈금에 표시된 주파수 값이 소수점 한 자리 오른쪽으로 이동하여 정보를 읽기가 어려워집니다. 이러한 단점을 제거하려면 "대략" 모드에서 정현파 신호의 이중 주파수 펄스 시퀀스를 디지털 스케일의 두 번째 소수 카운터에 적용해야 합니다. 이 경우 측정된 주파수를 정의하는 숫자의 각 자리는 항상 같은 위치에 표시됩니다. 이 장치는 1Hz ~ 1MHz 범위의 주파수 측정을 제공합니다. 입력 신호 진폭은 최대 15V입니다. 작동 모드에 따라 측정 정확도, 측정 시간 및 주파수 표시는 ±10Hz, 0,05 및 0,2s("Coarse" 모드에서) 및 1Hz, 0,5 및 2입니다. s ("정확히"). 전류 소비 - 50mA 이하. 이 장치는 입력 셰이퍼, 주파수 배율기, 시간 간격 측정용 센서, 선택기 및 펄스 카운터, 작동 모드용 스위칭 장치로 구성됩니다. 비교기 DA1의 입력 드라이버는 슈미트 트리거입니다. 포지티브 피드백 회로는 저항 R3 및 R6으로 구성됩니다. 인버터 DD1.1, DD1.2를 통해 정현파 신호에서 생성된 펄스 시퀀스는 요소 R5, C2 및 DD3.1에 만들어진 주파수 배율기에 도달합니다. 인버터 DD1.1 및 DD1.2는 필요한 펄스 상승 및 하강을 제공하며, 이에 따라 주파수 더블러 작동의 정확도가 달라집니다. 요소 DD3.1의 출력에서 두 배 주파수의 짧은 양의 펄스 시퀀스가 선택기의 입력(핀 9) 중 하나에 공급되며 해당 기능은 요소 DD1.3에 의해 수행됩니다. 측정 시간 간격 센서에는 마스터 발진기, 주파수 분배기, 초기 설치 장치 및 영점 펄스 셰이퍼가 포함되어 있습니다. 요소 DD2.1, DD2.2에 조립된 마스터 석영 발진기는 100kHz의 반복 주파수로 펄스를 생성하며, 이는 인버터 DD2.3 및 DD2.4를 통과하여 마이크로 회로 DD4-DD9의 주파수 분배기로 전달됩니다. 분할기에는 6개의 카운터가 포함되어 있으며 그 중 8개(DD2, DD10)는 주파수를 4로 나누고 나머지는 1.4으로 나눕니다. VDXNUMX, RXNUMX, CXNUMX, DDXNUMX 요소로 만들어진 초기 설치 장치는 장치가 켜질 때 분배기 카운터를 초기 상태로 설정합니다. 작동 모드 전환 장치는 DD10 마이크로 회로, 요소 DD11.1-DD11.3, 트랜지스터 VT1 및 스위치 SB1에 조립됩니다. "Precise" 모드에서는 요소 DD5, DD11.1을 통해 카운터 DD11.3 출력의 펄스가 카운터 DD6의 입력 C에 도달하고 전체 분배기가 장치 작동에 관여합니다. 이 경우 DD9 카운터의 출력에는 지속 시간이 0,5초이고 반복 주파수가 0,4Hz인 일련의 펄스가 형성됩니다. "Coarse" 모드에서는 카운터 DD5가 분배기에서 제외되고 이전 출력(DD4)의 펄스는 요소 DD11.2 및 DD11.3을 통과하여 카운터 DD6으로 전달되고 지속 시간이 다음과 같은 펄스 시퀀스입니다. 0,05초 및 4Hz의 반복률이 분배기 출력에서 형성됩니다.
DD9 카운터 출력의 펄스는 요소 DD8의 두 번째 입력(핀 1.3)과 요소 DD3.3, DD3.4, DD11.4에 조립된 영점 펄스 생성기에 공급됩니다. 각 측정 사이클이 시작되기 전에 주기적으로 DD3.4-DD12 칩의 펄스 카운터를 17으로 설정하는 요소 DD2의 출력에 짧은 펄스가 나타납니다. 트랜지스터 스위치 VTXNUMX는 주파수를 측정하는 동안 눈금 표시기를 끕니다. 선택기 출력의 펄스는 요소 DD3.2를 통해 펄스 카운터에 공급되며, 이는 측정 시간 간격을 설정하는 펄스 가장자리에서 카운터의 불필요한 트리거링을 제거합니다. 펄스 카운터에는 10.2개의 유사한 변환 장치가 포함되어 있습니다. "정확하게" 모드에서는 모든 노드가 요소 DD10.4, DD12를 통해 직렬로 연결되고 선택기 출력의 이중 주파수 펄스가 하위 노드(DD1, HG10.3)의 입력으로 들어옵니다. "Coarse" 모드에서 이러한 펄스는 요소 DD10.4, DD13를 통해 두 번째 변환 장치(DD2, HG1)에 공급되고 트랜지스터 스위치 VTXNUMX은 최하위 소수 자릿수 표시기를 끕니다. 규모. 디지털 스케일의 HG4 표시 점은 주파수를 킬로헤르츠와 헤르츠 단위로 나타내는 숫자를 구분합니다. 1Hz의 정확도로 주파수를 측정할 필요가 없는 경우 SB1, DD5, DD10, DD11.1-DD11.3, DD12, HG1, VT1, R11 요소를 제거하고 다음의 출력을 연결하여 스케일을 단순화할 수 있습니다. 카운터 DD4는 DD4 칩의 핀 6에 연결되고 요소 DD3.2의 출력은 DD13 카운터의 입력 C와 연결됩니다. 상위 작동 주파수를 1MHz에서 600kHz로 줄임으로써 장치를 더욱 단순화하고 카운터 상위 순서(DD176)에서 K3IE176 대신 K4IE17 마이크로 회로를 사용할 수 있습니다. 이 경우 요소 DD1.1, DD1.2, DD2.3, DD2.4가 추가로 제외되고 요소 DD2.2의 출력은 카운터 DD4의 입력 C에 연결되고 DA7 마이크로 회로의 핀 1은 연결됩니다 요소 DD2의 핀 3.1와 저항 R5에 연결됩니다. 이 장치는 "Quartz-1" 세트의 석영 공진기(ZQ21)를 사용합니다. 대신 주파수 분배기에 또 다른 K1IE176 카운터를 추가하고 이를 DD4 요소와 DD2.4 마이크로 회로 사이에 연결하여 4MHz 주파수에서 석영 공진기를 사용할 수 있습니다. 다이어그램에 표시된 것 대신 장치는 다른 유형의 기호 LED 표시기와 음극 발광 표시기를 모두 사용할 수 있습니다. IV3 음극발광 표시기의 연결 다이어그램은 그림 2에 나와 있습니다. 이 경우 주 회로의 저항 R12는 공통 와이어가 아니라 트랜지스터 VT2의 이미 터에 연결됩니다. 또한 IV3 표시기에 전원을 공급하려면 0,7V의 추가 전압 소스가 필요합니다.
ALS324B 또는 ALS321B LED 표시기의 연결 다이어그램은 그림 3에 나와 있습니다. 트랜지스터 스위치 VT1-VT7로서 허용 가능한 콜렉터-이미터 및 베이스-이미터 전압이 최소 10V이고 콜렉터 전류가 최소 10mA인 모든 실리콘 트랜지스터를 사용할 수 있습니다(KT312B, KT3102B, 문자 인덱스 K315NT1이 있는 KT251). , 등.). 이 경우 장치의 트랜지스터 VT2는 복합형이어야 합니다. 추가 KT807B 트랜지스터의 베이스는 트랜지스터 VT2의 이미터에 연결되고, 콜렉터는 콜렉터에, 이미터는 변환 장치(핀 4)에 연결됩니다. 또한 저울에서 소비하는 전류가 300mA까지 증가하므로 더 강력한 전원이 필요합니다.
K15CA521(DA3) 비교기의 허용 입력 전압은 1V를 초과하지 않으므로 최대 30V의 진폭을 갖는 신호를 디지털 스케일 입력에 공급할 수 있습니다. 더 높은 레벨의 신호 주파수를 측정하려면 스케일이 필요합니다. 비교기 입력의 전압을 허용 가능한 값으로 줄이는 과부하 보호 장치 또는 입력 분배기로 보완되어야 합니다. 장치를 제조할 때 각 마이크로 회로의 전원 핀 사이에 1000pF 용량의 커패시터가 설치됩니다. 펄스 노이즈 발생기에 미치는 영향을 줄이기 위해 스케일의 디지털 부분을 금속 스크린에 배치하고 한 지점에서 발생기의 공통 와이어에 연결합니다. 스케일이 낮은 레벨 및 고조파 계수로 신호를 생성하는 오디오 발생기와 함께 작동하도록 의도된 경우 НG1-HG6 표시기를 미터에 연결하는 와이어는 강력한 임펄스 노이즈의 원인이 될 수 있으므로 특히 조심스럽게 차폐됩니다. ALS324B 또는 ALS321B 표시기가 ALSXNUMXB로 사용되는 경우. 발전기 주파수를 설정한 후 눈금까지 전원을 차단하면 임펄스 노이즈를 완전히 제거할 수 있으며, 이를 위해서는 별도의 스위치가 있어야 합니다. 발전기의 디지털 스케일을 사용하여 다른 소스의 신호 주파수를 측정하려는 경우 장치 입력을 발전기 출력 또는 이 소켓에 연결하는 추가 소켓과 스위치를 전면 패널에 설치하는 것이 좋습니다 . 설정 시 먼저 오실로스코프를 사용하여 측정 시간 간격 센서의 출력에 펄스 시퀀스가 있는지 확인하십시오. 그런 다음 약 0,5V의 진폭을 갖는 정현파 신호가 장치의 입력에 공급되며, 이 경우 주파수 더블러(DD3 요소의 핀 3.1)의 출력에서 최소 8V의 진폭을 갖는 펄스가 관찰되어야 합니다. 8,1) 작동 간격 동안 발전기의 주파수 값을 설정하여 공급 전압 9,9 및 5V에서 표시의 정확성을 확인하십시오. 눈금 판독값과 발전기 주파수 사이에 불일치가 있는 경우, 영점 펄스 분배기에 영향을 미치는 커패시터 CXNUMX를 선택해야 합니다. 저자: V.Vlasenko
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