Главная Операционные усилители



Перепал нение

"ВхоЪ

" вход

иос

. Рлав , ный вен\ тиль

4} БХОЭ -О


Синхра

Синхрона затор

Синхронизация триггера

0-вбгход триггера

О вы ход триггера

Счет Индикация

Рис 12.3. Функциональная схема и временные диаграммы измерителя частоты.



Выход переноса МЗР подается на вход каскада, предшествующего каскаду СЗР. Выход этого каскада (т. е. перенос) подается на вход каскада СЗР. Выход каскада СЗР должен бы подаваться на вход следующего каскада, однако в данном случае он используется для индикации переполнения, когда число достигает значения 999+1.

Измеритель частоты - это частный случай в более широком классе устройств, называемых измерителями числа событий в единицу времени. Мы должны ограничить время счета ДСУ некоторой единицей времени. Это выполняется с помощью главного вентиля, помещаемого между входом ДСУ и источником сигнала. В схеме (рис. 12.3) главный вентиль представляет собой ТТЛ-вентиль 7400 НЕЙ, или по крайней мере одну секцию четверки вентилей НЕ И.

Для синхронизации в схеме предусмотрен блок эталона времени, или синхронизатор. Б большинстве случаев этот блок состоит из кварцевого ТТЛ-генератора, работающего на частоте 100 кГц, 1 МГц или даже 10 МГц (значение 1 МГц наиболее распространено и наиболее практично для любительских конструкций), и из цепочки делителей типа 7490, число которых должно быть таким, которое необходимо для правильной работы. Обычно в цепочке эталона времени используется схема типа, показанного на рис. 12.1,6. Как правило, периоды эталона времени составляют 0,1 мкс (если используется кварцевый генератор на 10 МГц), 1 мкс, 10 мкс, 100 мкс, 1 мс, 10 мс, 100 мс, 1 си 10 с. Десятисекундный период используется для формирования отсчетов средней частоты. Для такой системы требуется кварцевый генератор на 10 МГц и восемь каскадов 7490 или, если интервал времени 0,1 мкс не требуется, генератор на 1 МГц и семь каскадов 7490.

Схема эталона времени используется для управления триггером главного вентиля (триггер 1) который в свою очередь также управляет вентилем. Выход блока эталона времени подключен ко входу синхронизации /Д-триггера.

Главный вентиль имеет два входа. Один из них подключен к источнику входного сигнала (обычно это триггер Шмидта с последующим широкополосным входным усилительным каскадом). Другой вход главного вентиля подключен к Q-выходу триггера. Потенциал на выходе вентиля будет низким только тогда, когда оба входа имеют высокий потенциал, так что вентиль будет пропускать входные импульсы на ДСУ только тогда, когда Q-выход триггера 1 имеет высокий потенциал. Если время, на которое включается Q-выход, составляет 1 с, дисплей будет показывать частоту в герцах. Временная диаграмма работы в этом случае показана на рис. 12.3,6. Кстати, мы настоятельно рекомендуем использовать временные диаграммы при работе над цифровыми схемами, особенно если вы проектируете их, начиная на голом месте. Сказанное справедливо



не только для схем счетчиков, но и вообще для всех цифровых схем. Временная диаграмма помогает выполнить проект и оказывает хорошую услугу в его упрощении.

После того как начальный период счета окончен, мы хотим сохранить показания индикатора в течение такого времени, которое по крайней мере достаточно для считывания показаний. Мы хотим также установить счетчик в ноль перед выполнением нового счета, так как в противном случае результат нового счета будет просто прибавляться к старому. Это достигается путем манипуляций с шинами строба и сброса.

Мы хотим, чтобы схема 7475 защелкивалась во время процесса счета и обновлялась, когда данные готовы. Если импульс строба придет в интервале времени (о-ч), то защелка захватит ошибочное промежуточное значение. Для исключения такой возможности мы подаем сигнал на шину строб через вентиль И. Поскольку в схеме уже есть вентиль НЕ И типа 7400, это можно выполнить путем использования вместо схемы И двух последовательно соединенных вентилей НЕ И, причем второй из них включен так, что он образует инвертор (т. е. схему НЕ). Инвертированное НЕ И есть в конечном итоге И.

Импульсы строба генерируются в отдельной генераторной схеме. Длительность этих импульсов мала, а частота повторения лежит в пределах от 2 до 0,3 с" или около этого. Однако эти импульсы не достигнут шины строба ДСУ до тех пор, пока потенциал на шине Q от триггера 1 не станет высоким. Выполнение этого условия показывает, что счетчик находится в периоде индикации.

Импульс сброса должен приходить в тот момент, когда триггер 1 изменяет свое состояние так, что потенциал на выходе Q становится высоким. Это сигнализирует о начале интервала счета. Хотя в некоторых конструкциях счетчиков для этой цели используется быстродействующий одновибратор, нам кажется, что несколько проще использовать дифференцирующую /?С-цепь, на которую подается сигнал с одного из выходов триггера главного вентиля. На рис. 12.3, а цепь сброса состоит из Съ Ri и Qi.

Коллектор транзистора Qi подключен к линии сброса ДСУ. Поскольку Ri поддерживает Qi смещенным в прямом направлении, коллектор будет иметь потенциал земли. Это позволит осуществить нормальный счет в ДСУ. Короткий отрицательный ИхМ-пульс, приложенный к базе транзистора Qi, на мгновение выключает его. В течение периода, когдаО! выключен, коллектор будет иметь высокий потенциал и установит тем самым ДСУ в ноль.

Если этого не сделать, то число в ДСУ будет накапливаться таким образом, что оно будет равно / после первого интервала, 2/ - после второго интервала и т. д., пока счетчик не пе-



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 [67] 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126


0.0253