Цифровые устройства на интегральных микросхемах

Входы триггеров DD4 -- DD9, DD10.1 подключены к инверсным выходам предыдущих триггеров, в результате чего их частичная установка в 0 также эквивалентна записи в делитель некоторого числа. Ошибка, возникающая вследствие невозможности установки части триггеров DD4 -- DD9 в необходимое состояние, не превышает 0,1 с и существует лишь в момент пуска часов, на коэффициенте пересчета делителя она не сказывается,

Запись необходимого числа в делитель в момент переключения триггера осуществляется с помощью дифференцирующей цепочки C3R4R5 и элементов DD2.3 и DD2.4.

Делитель DD4 -- DD14 настраивают так, чтобы на его выходе формировался один импульс в минуту. Импульсы с выхода делителя поступают на вход счетчика единиц минут DD1S -- DD16 и далее на счетчики десятков минут DD17 -- DD18, единиц часов DD19 -- DD20, десятков часов DD21. Коэффициент пересчета счетчика часов, равный 24, реализован с помощью схемы сброса на элементах DD22.1, DD22.2, DD22.3. Состояние счетчиков дешифрируется микросхемами DD23 -- DD26 и индицируется газоразрядными индикаторами HG1 -- HG4.

В связи с тем что используемые JK-триггеры имеют по одному входу 1 и К, декады часов собраны по схеме, отличающейся от приведенных ранее. Код работы таких декад невесовой, он приводится к коду 1 -- 2 -- 4 -- 8 с помощью диодов VD4 -- VD7.

Для питания часов применен бестрансформаторный источник питания. Напряжение сети гасится на конденсаторах С4 и С5, выпрямляется мостом VD2 и стабилизируется стабилитроном VD3. Пульсации напряжения на VD3 сглаживаются конденсатором Сб. Величина пульсации составляет около 500 мВ от пика до пика, но это допустимо для ИС ТТЛ.

Напряжение питания на аноды ламп HG1 -- HG4 подается с однополупериодного выпрямителя на диоде VD1 через токоограничительные резисторы R8-R11.

Установка показаний часов возможна лишь в моменты, соответствующие целым часам. Порядок установки следующий. Нажимают кнопку SB1, при этом триггер на элементах DD2.1 и DD2.2, необходимый для подавления дребезга контактов кнопки (ом. с. 26), переключается в такое состояние, при котором на выходе элемента DD2.1 формируется уровень логического 0. Этот сигнал устанавливает триггеры делителя и счетчиков минут в нулевое состояние, а также вызывает появление на входе первого триггера счетчика часов DD19.1 логической 1. В момент отпускания кнопки сигнал на входе DD19.1 изменяется с логической 1 на логический 0, в результате чего к показаниям счетчика часов прибавляется единица. Нажимая необходимое число раз кнопку SB1, можно установить необходимое показание часов. Последний раз отпустить кнопку необходимо по шестому сигналу поверки времени.

Рис. 48 Схема электронных часов на МС серии К134

Коррекция показаний часов в процессе эксплуатации производится однократным нажатием кнопки по первому и отпусканием по шестому сигналу. Если часы ушли вперед более чем на 5 с, кнопку следует нажать ранее, чем они переключатся самостоятельно, и отпустить, как обычно, по шестому сигналу.

Часы собраны на двух печатных платах разного размера 75X95 мм (рис. 49) и 55x95 мм (рис. 50). В часах использованы резисторы МТ, конденсаторы К73-17 (С4, С5), К50-6 (С6), К10-17 (остальные). На плате меньшего размера детали установлены с двух сторон, их расположение показано на чертежах печатных плат. Вариант конструктивного оформления часов показан на рис. 51. Корпус оклеен из прозрачного органического стекла толщиной 3 ш и оклеен светлой декоративной пленкой под дерево. Торцевая и внутренняя поверхности верхней, нижней и боковых стенок корпуса окрашены темной коричневой нитроэмалью. В планке на передней стенке корпуса после ее наклейки лезвием бритвы вырезано окно против индикаторов. Платы и задняя стенка крепятся винтами М2 к четырем бобышкам из органического стекла, приклеенным к боковым стенкам корпуса.

В качестве кнопки SB1 использован микропереключатель МПЗ-,1, закрепленный на плате большего размера. Для нажатия на шток переключателя в нижней стенке часов напротив него просверлено отверстие 0 1,8 мм. Нажимают на шток при пуске часов отрезком проволоки, например разогнутой канцелярской скрепкой.

Платы соединяют между собой пятью проводниками, соответствующие контактные площадки на платах помечены +5 В, Общ., 1, 2, 3.

Настройку делителя частоты под конкретный кварцевый резонатор производят следующим образом. Частоту кварцевого резонатора делят на 4 (что соответствует делению в триггерах DD3.1 и DD3.2) и умножают на 60. В результате получается необходимый коэффициент деления. Его уменьшают на единицу и переводят в двоичную форму.

Рассмотрим в качестве примера настройку делителя под кварцевой резонатор с частотой 100 кГц. Необходимый коэффициент деления 100 000:4X60 = 1500 000. Двоичный эквивалент числа 1 499 99910 равен 1 0110 1110 0011 0101 1111 г. Число знаков в двоичном эквиваленте определяет число необходимых триггеров, в данном случае 21, поэтому триггер DD14.2 не используется и сигнал на конденсатор СЗ снимается с прямого выхода 9 триггера DD14.1.

Если необходимое число триггеров составляет 22 (частота кварцевого резонатора находится в пределах от 139 810 до 279 620 Гц), сигнал снимается с вывода 12 DD14.2.

Рис. 49 Печатная плата электронных часов большая

Двенадцать младших разрядов двоичного эквивалента определяют подключение входов R микросхем DD4 -- DD9 к шине установки нуля -- если в соответствующем разряде 0, вход R подключают к шине с помощью перемычки, если 1 -- оставляют свободным. В данном случае 0 в 6, 8, 11 и 12 разрядах (начиная с младшего), следовательно, к шине установки нуля подключают входы R триггеров DD6.2, DD7.2, DD9.1, DD9.2 (счет начинается с триггера DD4.1, на триггеры DD3 установка 0 никогда не подводится). Остальные разряды двоичного эквивалента определяют, какие входы (прямые или инверсные) триггеров DD10 -- DD14 необходимо подключать ко входам следующих триггеров. Если в двоичном эквиваленте в соответствующем разряде 0, вход следующего триггера подключается к инверсному выходу данного триггера (вывод 8 или 13), если 1 -- к прямому (вывод 9 или 12). Неиспользуемый вывод триггера не подпаивается к контактной площадке, его оставляют свободным или обламывают. Так как в старшем разряде двоичного эквивалента всегда стоит 1, с последнего триггера выходной сигнал всегда снимается с прямого выхода.

Рис. 50 Печатная плата электронных часов малая

В данном случае ко входам следующих триггеров подключаются выводы 8 и 12 микросхемы DD10, 9 и 12 DD11, 8 и 12 DD12, 9 я 13 DD13, выходной сигнал снимается с вывода 9 DD14.

Рис. 51 Конструкция электронных часов

После установки теплового режима в корпусе часов проверяется уход показаний за 3 -- 4 недели и уточняется настройка делителя. Предположим, часы спешат на 2 с в сутки. В этом случае коэффициент деления нужно увеличить на (2*1600 000)/86400 = 35 (86 400 -- число секунд в сутках). Таким образом, необходимый коэффициент деления составит 1 500 035, его уменьшают на единицу и по нему вновь определяют двоичный эквивалент и рассчитывают установку перемычек (распайка выводов триггеров DD10 -- DD14, как правило, не меняется).

При применении в часах кварцевого резонатора с частотой менее 69905 Гц микросхему DD3 не устанавливают, ее контактные площадки 1 и 8 соединяют между собой проволочной перемычкой, а частоту кварцевого резонатора при определении коэффициента деления на 4 не делят.

Если же частота кварцевого резонатора превышает 279 620 Гц, но менее 559 240 Гц, выход делителя (точка 2 платы большего размера) подключают ко входу 1 DD17 (точка а), выход 13 DD17 (точка б) подключают к точке 2 платы меньшего размера. При этом при расчете коэффициента деления частоты кварцевого резонатора делят не на 4, а на 8.

При налаживании часов следует помнить, что к включенным в сеть часам нельзя подключать приборы с металлическим корпусом, можно только логические щупы (питание на них можно взять со стабилитрона VD2) и авометры. Если для поиска неисправности или измерения частоты кварцевого резонатора необходимо подключение осциллографа или частотомера, питание на часы следует подать от источника постоянного напряжения 15 -- 18 В, замкнув выводы конденсаторов С4 -- С5 между собой.

Для облегчения теплового режима часов целесообразно резисторы R13 -- R15 в часы не устанавливать, на их место установить перемычку, а в сетевую вилку в разрыв одного из проводов включить проволочный резистор 51 -- 75 Ом.

При правильной настройке делителя месячная ошибка в ходе часов не превышает 5 с.

4. Будильники и таймеры

Электронные часы во многом теряют, если в них не встроен будильник. Небольшое усложнение описанных выше вариантов часов позволяет исправить это положение.

Близкими по схемам к будильникам являются таймеры -- электронные реле времени.

Пожалуй, самым простым по своей технической сути является построение будильников и таймеров по следующему принципу.

В каждой декаде или счетчике часов к выходам дешифраторов через переключатели подключают элемент ИЛИ -- НЕ (ИЛИ) (рис. 52).

На вход счетчика подают импульсы частотой, определяемой шагом, с которым надо иметь установку времени. Число декад счетчика определяется максимальной требуемой выдержкой.

Рис. 52 Схема таймера с набором времени переключателями

Рис. 53 Многовходовый элемент ИЛИ -- НЕ на ИС К155ЛА8

Переключателями устанавливают необходимое время. В момент пуска на вход Счет подают импульсы. Пока состояние счетчика не соответствует набранному переключателями времени, на всех или на части входов элемента ИЛИ -- НЕ присутствует логическая 1 и на выходе элемента DD3 -- логический 0. Когда счетчик придет в состояние, соответствующее набранному переключателями, на всех входах элемента ИЛИ -- НЕ будет логический 0, элемент выключится и на его выходе появится сигнал логической 1, который включит соответствующий исполнительный механизм.

При числе декад более четырех в качестве элемента ИЛИ -- НЕ удобно использовать микросхемы с открытым коллектором К155ЛА8, допускающие объединение выходов (рис. 53).

Если в качестве дешифраторов DD2, DD5 схемы рис. 52 использованы микросхемы К155ИД1, вывод 7 DD3 следует соединить с общим проводом через любой маломощный кремниевый диод (см. сир. 19). Если же используются дешифраторы К155ИДЗ, К155ИД4 (см. рис. 23), этого диода, а также резисторов Rl -- R4 не требуется.

Если к выходу дешифраторов подключены газоразрядные индикаторы, необходима защита элемента ИЛИ -- НЕ от высокого напряжения «а катодах лампы. Диоды в цепях входов микросхемы ИЛИ -- НЕ приведут к еще большему рассогласованию уровней, поэтому элемент ИЛИ -- НЕ лучше выполнить на диодах и транзисторе.

На рис. 54 приведена схема будильника для описанных выше часов на микросхемах серии К134.

Рис. 54 Схема будильника для часов на ИС серии К134

Диоды VD1 -- VD11 и транзистор VT12 образуют элемент ИЛИ -- НЕ. Если контакты переключателя SB5 замкнуты, триггер DD1.2, DD1.3 сигналом логического 0 закрывает прохождение сигналов с выходов делителя частоты кварцевого генератора через DD1.4 и VT15 на головку НА1. В случае разомкнутого состояния контактов SA5 (включение будильника) при совпадении показаний часов и времени, набранного переключателями SA1 -- SA4, транзистор VT15 выключается, на выходе DD1.1 появляется уровень логического 0, триггер переключается и на головку поступает сигнал 500 -- 1000 Гц, прерываемый с частотой 1 -- 2 Гц. Сигнал будильника будет звучать до тех пор, пока контакты SA5 не будут вновь замкнуты. Конденсатор С1 служит для исключения ложного срабатывания будильника от помех и при переходных процессах в счетчиках часов. Диоды VD13 и VD14 и резистор R8 можно исключить, заменив элемент DD1.4 трехвходовым. Батарея GB1 из двух элементов 316 необходима, так как бестрансформаторный блок питания часов не может обеспечить необходимой мощности. Поскольку расход энергии батареи невелик, одного комплекта достаточно на год работы часов. Головка НА1 -- любого типа. Переключатели SA1 -- SA4 -- М.ПН-1, SA5 -- П2К, транзисторы -- любые кремниевые соответствующего типа проводимости. Диоды VD1 -- VD4 на напряжение не менее 60 В, остальные -- любые кремниевые маломощные.

По такой же схеме можно изготовить будильник и для часов на микросхемах серии К.155. В них батарея GB1 не обязательна -- можно использовать основной сетевой источник питания. Частоту 500 Гц необходимо получить, поделив на одном триггере частоту 1000 Гц с выхода DD4 (см. рис. 40). Использовать непосредственно частоту 1000 Гц, так же как и 1 Гц с выхода Dub, нельзя из-за высокой скважности импульсов на выходе микросхемы К155ИБ1. Поэтому вместо частоты 1 -- 2 Гц можно использовать частоту 0,5 Гц, поделив 1 Гц с помощью триггера, или 1,25 -- 2 Гц, поделив частоту 10 Гц на цепочке из трех триггеров любой из микросхем К.155ИЕ2 -- К.155ИЕ5.

Набор времени с помощью переключателей не всегда удобен, поэтому представляет интерес построение будильников и таймеров без переключателей, с набором времени с помощью кнопок. Схема самого простого варианта такого устройства (по принципу действия, но не по количеству микросхем) приведена на рис. 55. Для упрощения схемы показана ее часть, соответствующая одной цифре набираемого времени. Левая декада (микросхема DD1) -- счетчик времени с индикатором HG1, подключенным через дешифратор DD2. Правая декада (микросхема DD3) -- устройство памяти, в которое предварительно записано необходимое время включения исполнительного устройства. Запись может быть осуществлена подачей на вход декады импульсов с последующим контролем записанного числа по индикатору HG2. Декады памяти могут быть соединены между собой в счетчик. В первом случае на вход счетчика памяти следует подавать вначале импульсы достаточно высокой частоты, обеспечивающие переключение старшей декады счетчика с частотой 1 -- 2 Гц, затем частоту импульсов снижают, поочередно устанавливая декады счетчика памяти в нужное состояние, контролируя на индикаторах необходимое время. Во втором случае через кнопки на входы декад памяти независимо друг от друга подают импульсы с частотой 1 -- 2 Гц и устанавливают каждую декаду в нужное состояние. Второй способ удобнее, так как установка каждой цифры производится независимо от остальных. Необходимое время может быть записано также с использованием микросхемы К155ТМ5, установленной на место DD3.

Выходы декады счетчика времени и декады счетчика памяти подключаются к схеме сравнения кодов, собранной ,на ИС DD5 и DD6. При совпадении кодов на выходах декад DD1 и DD3 на всех выходах DD5 будут уровни логического 0.

В момент пуска на счетчик времени (на схеме показана одна его декада DD1) подают импульсы с необходимой частотой. В момент, когда код времени, поступающий с выходов декады DD1 на входы элемента сравнения DD5, совпадет с кодом, хранящимся в декаде DD3, все элементы микросхемы DD6 выключатся. Когда коды всех декад счетчика времени совпадут с кодами всех декад памяти, выключатся все микросхемы, выходы которых объединены с DD6, на выходе устройства появится уровень логической 1 и сработает исполнительный механизм.

Из приведенного описания следует, что дешифратор DD2 и индикатор HG1 необходимы лишь для оперативного контроля работы таймера и могут быть исключены из схемы.

Уменьшить количество дешифраторов и индикаторов в схеме рис. 55 можно также установкой электронного переключателя, подключающего входы дешифратора к выходам декады счетчика или декады памяти (рис. 56).

Рис. 55 Схема одного десятичного разряда таймера с кнопочным набором времени



Рис. 56 Схема одного разряда таймера с переключением индикаторов

Схемы реле времени, построенных по описанному принципу, довольно сложны, но это практически единственно возможный путь установки в часы будильника с кнопочным набором времени подачи сигнала. Другим удобством этих схем является возможность неоднократного повторения один раз набранной выдержки, а также индикация времени, прошедшего от начала выдержки, в времени, соответствующего окончанию выдержки.

Если изготовляется собственно таймер, можно пойти по другому пути. В счетчик записывают число, соответствующее требуемой выдержке. В момент начала выдержки на счетчик подают импульсы с необходимой частотой, уменьшающие показания счетчика. При достижении счетчиком состояния 0 счетчик останавливается, что является сигналом окончания выдержки.



Рис. 57 Схема таймера на ИС К155ИЕ2

Рис. 58 Схема таймера с установкой времени переключателями

В зависимости от типа использованных в счетчике таймера микросхем запись необходимого времени может производиться или подачей на счетчик импульсов с непрерывным контролем по индикаторам, или от переключателей без контроля. На рис. 57 приведена схема таймера с использованием в счетчике микросхемы К155ИЕ2. Особенностью схемы счетчика является подключение индикаторов к его дешифраторам -- порядок подключения катодов газоразрядных ламп противоположен обычно используемому. Поэтому при состоянии счетчика 000 на лампах индицируется 999, при состоянии 001 -- 998, при состоянии 999 индицируется 000. При подаче на вход счетчика импульсов показания индикаторов будут уменьшаться. Запись необходимого времени производят подачей на вход Установка времени счетчика импульсов с различной частотой.

Для отсчета времени на вход Счет также подают импульсы с необходимой частотой. В момент, когда счетчик установится в состояние 999, а на лампах будет индицироваться 000, на выходе элемента ИЛИ -- НЕ появится уровень логической 1, который и будет сигналом окончания выдержки. Недостатком таймера, собранного по такой схеме, является невозможность повторения набранной один раз выдержки. Элемент ИЛИ -- НЕ должен собираться на диодах и транзисторе аналогично схеме рис. 54.

Рис. 59 Схемы шифраторов наборов времени с четырехплатным (а) и одноплатным (б) переключателями

На рис. 58 приведен вариант схемы таймера, в котором установка необходимого времени производится переключателями и контроль времени по индикаторам не обязателен. Шифраторы набора времени SA1, SA2 могут быть выполнены или на четырехплатных переключателях на 10 положений (рис. 59,а), или на одноплатном переключателе, но с использованием микросхем (рис. 59,6). На переключателях SA1, SA2 и т. д. набирают необходимое время, на шину Запись подают импульс, обеспечивающий запись этого времени в счетчик, после чего на вход Счет подают импульсы с необходимой частотой.

При установке счетчика в 0 на выходе элемента ИЛИ -- НЕ появится уровень логической 1, указывающий на окончание выдержки. Таймер, собранный по схеме рис. 58, позволяет многократно повторять выдержку, набранную на переключателях.

Для борьбы с дребезгом контактов кнопок в устройствах по схемам рис. 55 -- 57 можно использовать подачу импульсов отрицательной полярности с длительностью, существенно меньшей, чем порядок длительности импульсов дребезга. Тогда за время дребезга контактов через них при достаточно малой частоте импульсов может пройти максимально один импульс.

Рис. 60 Схема формирователя счетных импульсов

Для формирования отрицательных импульсов малой длительности и деления их частоты можно использовать схему рис. 60. Триггер Шмитта DD1.1, DD1.2 формирует прямоугольные импульсы со скважностью, близкой к 2, и частотой 100 Гц. Продифференцированные цепочкой C1R4R5 и сформированные инверторами DD1.3 и DD1.4 импульсы имеют отрицательную полярность и длительность около 2 мкс. Уже упоминавшейся особенностью микросхемы К155ИЕ1 является равенство длительностей входных и выходных импульсов, что и требуется в данном случае.

При подаче импульсов на вход счетчика при счете времени необходимо, чтобы первый счетный импульс после пуска пришел на вход счетчика ровно через время, равное периоду этих счетных импульсов. Это обеспечит высокую точность выдержки времени (и правильность пуска в часах). Поэтому перед началом счета на вход установки 0 делителей, формирующих необходимую частоту счетных импульсов, следует подать сигнал Уст.О, который снимают в момент пуска, что обеспечивает необходимую начальную фазу импульсов. Погрешность момента подачи первого импульса не превысит периода входной частоты делителя. Для схемы рис. 60 эта погрешность составляет 0,01 с для любого выхода.

При подаче сигналов на входы интегральных микросхем через контакты следует также обязательно подключать входы ИС, отключаемые в процессе переключения от источника сигнала, к источнику питания через резисторы 1 -- 10 кОм. Это исключит возможность ложных срабатываний микросхем от наводок в те моменты, когда входы микросхем отключены от источника сигнала.

5. Таймер на интегральных микросхемах серии К155

Таймер имеет следующие параметры: максимальная выдержка 9999 с (дискрет 1 с) и 999,9 с (дискрет 0,1 с), точность выдержки определяется точностью частоты сети, набор времени -- кнопочный, аналогично набору чисел в микрокалькуляторах, возможно многократное повторение один раз набранной выдержки, на табло индицируется оставшееся до окончания выдержки время.

Блок управления (рис. 61) содержит шифратор (многокнопочный переключатель SB1, микросхемы DDlt DD2, DD3.1) распределитель строб-импульсов (DD9, DD3.2, DD3.3, DD3.4, DD10, DD11, DD12), формирователь счетных импульсов (DD4, DD5, DD6), генератор звукового сигнала (DD7.1, DD7.2, DD7.3), триггеры управления (DD9.1 и DD9.2, DD8.1 и DD7.4, DD8.2 и DD8.3).

Счетная часть (рис. 62) содержит регистр памяти (DD13 -- DD16), счетчик (DD17 -- DD20), диодный элемент ИЛИ (матрицы А1 и А2), преобразователи кода 1 -- 2 -- 4 -- 8 в коды семисегментного индикатора (DD21 -- DD24), резисторные блоки (R24 -- R27), семисегментные полупроводниковые индикаторы АЛ305А (HG1 -- HG4). На рис. 62 развернута половина схемы. Нижняя часть схемы отличается от верхней отсутствием цепи зажигания десятичной точки (SA3.2, нижние резисторы резисторных блоков R24 и R25, сегмент h -- точка HQ1).

При нажатии на одну из кнопок переключателя SB1 (см. рис. 61) на выходах 1 -- 2 -- 4 -- 8 шифратора появляется код, соответствующий нажатой кнопке. Одновременно входной ток ИС шифратора вместе с током одного из резисторов R2 -- R11 включает транзистор VT2, который, в свою очередь, устанавливает все триггеры в необходимые состояния. Спад положительного импульса с выхода 11 DD9.2 дифференцируется цепочкой C7R18 и формируется в прямоугольный импульс отрицательной полярности триггером Шмитта DD3.2, DD3.3. Этот импульс обеспечивает выдачу импульса отрицательной полярности с выхода 0 стробируемого по входам А1 и А2 дешифратора DD11. После инвертирования элементом DD12 с выхода 8 этот импульс в положительной полярности поступает на вход стробирования ИС регистра памяти DD16 (см. рис. 62), на информационные входы которой поступает код с выходов шифратора! Происходит запись кода в триггеры этой микросхемы. Уровень логического О о выхода DD8.2 поступает на входы записи ИС DD17 -- DD20 и разрешает перепись кода из регистра памяти в счетчик. Состояние DD20 преобразуется в код семисегментного индикатора, который поступает на индикатор HG4.



Рис. 61 Схема блока управления таймера

Емкость конденсатора С7 (см. рис. 61) подобрана такой, что импульс, формируемый на выходе DD3.3, заканчивается после окончания дребезга контактов нажимаемой кнопки, что обеспечивает правильность записываемого в регистр памяти кода.

Спадом импульса положительной полярности с выхода DD3.4 счетчик DD10 переключается в состояние 1. В момент отпускания нажатой кнопки переключателя SB1 триггер DD9.1, DD9.2 переключается в исходное состояние.

Следующее нажатие любой кнопки переключателя SB1 приводит к формированию импульса на очередном выходе DD12 и записи кода нажатой кнопки в очередную ИС регистра памяти DD15, DD14, DD13 и счетчика DD19, DD18, DD17 (см. рис. 62). Процесс записи контролируется по индикаторам HG1 -- HG4. После четырех нажатий на кнопки SB1 информация в регистре и счетчике полностью обновляется. Если в процессе набора выдержки допущена ошибка, набор можно повторить.

Импульсы счета времени формируются из частоты сети 50 Гц. Напряжение 3 В с обмотки трансформатора триггером Шмитта DD4.1, DD4.2 (см, рис. 61) преобразуется в импульсы и делится до частоты 10 Гц микросхемой DD5 и до 1 Гц микросхемой DD6. Выбор необходимой частоты осуществляется переключателем SA3.1. При частоте 10 Гц на индикаторе HG1 переключателем SA3.2 зажигается десятичная точка. Во время набора времени деление частоты сети блокировано сигналами с уровнем логической 1, поступающей с выходов DD8.3 и DD8.1.

Рис. 62 Схема счетной части таймера. (Вход Запись подключен ко входам DD17 -- DD20.)

При нажатии на кнопку SB2 (Пуск) триггер DD8.2, DD8.4 переключается в противоположное состояние. Уровень логической 1 с выхода DD8.2 устанавливает в состояние 0 счетчик D10 и, поступая на входы ИС счетчика

DD17, DD20 (см. рис. 62), блокирует перепись информации из регистра памяти в счетчик. Уровень логического 0 с выхода DD8.3 (см. рис. 61) поступает на входы R DD5 и DD6 и разрешает деление частоты сети.

Импульсы с выходов DD5 и DD6 через инверторы DD4.3 и DD4.4 через переключатель SA3.1 поступают на вход вычитания микросхемы DD17 (см. рис. 62). Инверторы обеспечивают необходимую полярность импульсов счета.

Содержимое счетчика начинает уменьшаться. Процесс счета контролируется на индикаторах HG1 -- HG4. В момент времени, когда счетчик досчитает до 0, уровень логического 0 с выхода элемента ИЛИ, собранного на двух диодных матрицах А1 и А2 и резисторе R17, через согласующий эмиттерный повторитель VT3 поступает на входы элементов DD7.4 и DD8.3 и устанавливает триггеры в противоположные состояния. Сигнал логического 0 с выхода DD8.2 (см. рис. 61) производит перепись информации из регистра памяти DD13 -- DD16 в счетчик, благодаря чему процесс счета блокируется.

Сигнал логической 1 с выхода DD7.4 поступает на вход 10 DD7.3 и разрешает генерацию звукового сигнала в генераторе DD7.1, DD7.2, DD7.3. Поскольку деление частоты сети разрешено сигналом логического 0, поступающим на входы R DD5 и DD6, с выхода DD8.1 на вход 1 DD7.1 поступает меандр с частотой 1 Гц и звуковой сигнал прерывается с такой же частотой. Сигнал будет звучать до тех пор, пока не будет нажата одна из кнопок переключателя SB1 или кнопка Пуск. В первом случае переключится только триггер DD8.1, DD7.4, прекратится звучание сигнала и блокируется деление частоты. При последующем нажатии кнопки Пуск будет обеспечена необходимая фаза счетных импульсов.

Если же кнопка Пуск будет нажата при звучащем сигнале, фаза импульсов счета будет случайной и пуск возможен с ошибкой в сторону уменьшения выдержки, не превышающей величины дискрета (0,1 с или 1 с).

Цепь R14C6 исключает ложный пуск таймера в момент отпускания SB2 из-за дребезга контактов. Элементы R23, R24, СИ, С12, VD5 обеспечивают исходное состояние триггеров и счетчика DD10 при включении таймера в сеть.

Электромагнитное исполнительное реле может быть подключено между выходом DD8.1 и цепью +5 В, если его рабочий ток не превышает 20 мА при напряжении +5 В (герконовое реле РЭС-55), или через эмиттерный повторитель на транзисторе КТ361 с любым индексом (РЭС-LO или РЭС-15 на рабочее напряжение 5 В).

Интегральные микросхемы К155ИЕ5 и К155ИД4 можно заменить менее дефицитными К.155ТМ2 и КД55ЛА4 (рис. 63), одновременно необходимо в качестве DD9 также установить К.155ЛА4. В связи с тем что полярность входных импульсов для К155ТМ2 другая, чем у КЛ55ИЕ5, подключение входа с DD10.1 и входов стробирования изменено, сигнал установки 0 снимается с другого плеча триггера (DD8.3 на рис. 61).

Если многократное повторение выдержки не требуется, из схемы таймера можно исключить регистр памяти DD13 -- DD16 (см. рис. 62), а также микросхему DD12 (см. рис. 61). В этом случае выходы 1, 2, 4, 8 шифратора подключают к соответствующим входам DD17 -- DD20, а выходы дешифратора -- непосредственно ко входам DD17 -- DD20. Инверторы DD12 не требуются, так как полярность импульсов записи DD17 -- DD20 отрицательная и совпадает с полярностью выходных импульсов дешифратора DD11. В этом случае необходимо также между эмиттером VT3 и входами DD7.4 и DD8.3 включить дифференцирующую цепочку, аналогичную C1R4R5 на рис. 60. Емкость конденсатора этой цепочки следует увеличить до 0,047 мкФ.

В таймере использованы резисторы МЛТ-0,125 и МЛТ-0,25, конденсаторы КМ-5а (С1 -- С6) и КМ-6 (С7 -- С8), переключатели П2К (два пятикнопочных без фиксации -- SB1, однокнопочные без фиксации -- SB2 и с фиксацией -- SB3 и не показанный на схеме выключатель сети SA4). Головка НА1 -- любая электромагнитная с сопротивлением 30 -- 100 Ом или динамическая 4 -- 8 Ом, включенная через выходной трансформатор от любого транзисторного приемника.

Рис. 63 Схема замены интегральных микросхем К155ИЕ5 и К155ИД4 на К155ТМ2 и К155ЛА4. (В качестве DD11.4 должен быть установлен DD9.3.)

Семисегментные индикаторы АЛ305А, можно заменить любыми другими с общим анодом, например АЛ304Г, АЛС324Б, или при замене микросхем К514ИД2 на К514ИД1 -- индикаторами с общим катодом (АЛ304А, АЛ304Б, АЛС314А), одновременно исключив ре-зисторные блоки. Диодные матрицы КД909 можно заменить на КД903, КД908, КДС627.

При отсутствии переключателей П2К в качестве SB1 можно применить любые другие кнопки, однако их конструкция должна быть такой, чтобы при нажатии вначале размыкались нормально замкнутые, затем замыкались нормально разомкнутые контакты. Кнопки КМ-2 требуют специальной регулировки подгибанием пружины.

Все элементы таймера, в том числе и переключатели, установлены на двусторонней печатной плате, чертеж которой приведен на рис. 64. Настройки таймер не требует. При желании можно подобрать емкость конденсатора С8 для получения необходимой высоты тона сигнала. При применении в качестве SB1 кнопок другого типа может потребоваться подбор емкости С7. Блок питания таймера должен обеспечивать напряжение 5 В при токе до 0,8 А.

Если необходимо, таймер можно доработать так, чтобы набор времени осуществлялся в минутах и секундах. Схема такой доработки приведена на рис. 65. В положении SA2, указанном на рис. 65, таймер работает, как описано выше, -- частота импульсов заполнения счетчика 10 Гц, цена младшего разряда 0,1 с, зажжена запятая перед индикатором HG1.

При переводе переключателя SA2 на рис. 65 в нижнее по схеме положение зажигается запятая перед индикатором HG2 (см. рис. 61), разделяющая минуты (индикаторы HG3 и HG4) и секунды (HG1, HG2). Элемент DD25.4 разрешает прохождение инвертированных элементов DD9.3 и продифференцированных цепочкой C13R28R29 импульсов с выхода 13 DD18 на вход 11 той же ИС. В результате каждый раз в момент спада отрицательного импульса на выходе 13 DD18 на вход И DD18 поступает короткий отрицательный импульс, производящий запись кода, поступающего на входы 9, 10, 1, 15 DD18 с выходов элементов DD26.2, DD26.4, DD27.2, DD27.4. В нижнем по схеме положении переключателя SA2.2 и уровне логической 1, поступающем с выхода 5 DD8, на выходах указанных элементов код цифры 5, в результате чего DD18 переходит в состояние 5 и коэффициент ее пересчета равен шести. При записи исходного состояния импульс отрицательной полярности с выхода 8 DD8 подключает ко входам DD18 сигналы с выхода DD14 независимо от положения переключателя SA2.2.

Максимальная выдержка времени в доработанном таким образом таймере составляет 99 мин 99 с, т. е. несколько более 100 мин.

Интегральные микросхемы DD25 -- DD27 можно разместить на небольшой печатной плате, размещенной над свободным от элементов месте основной платы. Для уменьшения размеров дополнительной платы целесообразно при доработке использовать ИС серий К.133 или К.136.

Рис. 64 Печатная плата таймера со стороны установки микросхем (а) и с противоположной стороны (б)



Рис. 65 Схема доработки таймера

6. Приборы для измерения частоты

Описываемый прибор позволяет измерять частоту электрических колебаний до 180 МГц, период колебаний и длительность импульсов от 1 мкс до 107 с, может работать как счетчик импульсов. Точность измерений -- 3-10~6 от измеряемой величины +1 знак младшего разряда. Минимальная цена младшего разряда составляет 0,1 Гц при измерении частоты и 0,1 мкс при измерении периода и длительности. Частотомер можно применять при градировании приборов, использовать в качестве отсчетного устройства в генераторах и любительских передатчиках, при налаживании различных радиоэлектронных устройств. Чувствительность при измерении частоты -- около 20 мВ на частотах до 20 МГц, около 1О0 мВ на частоте 180 МГц. Максимальное значение входного сигнала -- 5 В.

Прибор собран в основном на микросхемах серии К155, в высокочастотном делителе использованы микросхемы серии К500. Основными узлами частотомера являются блок управления, схема которого приведена на рис. 66, счетчик и кварцевый генератор с делителем частоты (рис. 67) и блок питания.

Схема соединения блока управления (БУ) со счетчиком, кварцевым генератором и делителем частоты (КГ), высокочастотным делителем (СТ10) приведена на рис. 68.

Принцип действия частотомера основан на измерении числа импульсов, поступающих на вход счетчика в течение строго определенного времени (в данном приборе 10, 1, 0,1 или 0,01 с). Необходимый временной интервал формируется в блоке управления.

Кварцевый генератор частотомера собран на одном логическом элементе DD6.1 (см. рис. 67). Подбором емкости конденсаторов С14 и С15 устанавливают номинальную частоту генерации 10 МГц. Эта частота делится цепочкой микросхем DD7 -- DD14 до 0,1 Гц. Элементы DD6.3 и DD6.4 -- буферные. Использование в последних разрядах делителя микросхем К155ИЕ2, устанавливаемых в 9, позволяет до 0,1 с сократить промежуток времени между окончанием импульса «установка в 0» и началом эталонного интервала на низкочастотных диапазонах частотомера.



Рис. 66 Блок управления частотомера

В режиме измерения частоты эталонная частота выбранная переключателем SA4.1 Диапазон (см. рис. 68), через инвертор DD4 и переключатель SA1.3 Режим поступает на вход Т блока управления (см. рис. 66).

На вход F блока управления со входа частотомера поступает сигнал, частоту которого необходимо измерить. Он усиливается и ограничивается дифференциальным каскадом на транзисторах VT2 и VT3 (см. рис. 66) и поступает на инвертор на транзисторе VT6. Диоды VD4 и VD5 исключают насыщение транзистора VT6, что обеспечивает верхнюю частоту формирователя около 40 МГц. Положительная обратная связь через резистор R8 обеспечивает триггерный режим работы. Выходной сигнал формирователя через клапан на элементах DD1.1 и DD1.2 поступает на вход счетчика. Второй вход клапана подключен к выходу формирователя эталонного интервала времени, состоящего из двух триггеров микросхемы DD5.

Принцип действия формирователя интервала удобно рассматривать с момента генерации импульса установки 0 мультивибратором, собранным на элементах DD3.1 и DD3.2. В момент генерации импульса (он может быть вызван, например, кратковременным замыканием кнопки Пуск) (см. рис. 68) триггеры DD5 и все декады счетчика и делителя, за исключением DD13 и DD14, устанавливаются в 0. На входе 1 DD1.1 уровень логического 0, и импульсы измеряемой частоты на вход счетчика не проходят.

Рис. 67 Счетчик и кварцевый генератор частотомера



Рис. 68 Схема соединения блоков частотомера

По окончании импульса установки 0 на выходах делителя кварцевого генератора появляются импульсы соответствующей частоты. Фронт первого импульса эталонной частоты, пройдя со входа Т БУ через формирователь на транзисторе VT8 (см. рис. 66) и триггере Шмитта DD1.3 и DD1.4 на входы С триггеров микросхемы DD5, устанавливают их в состояние 1, так как на вход D триггера DD5.1 поступает уровень логической 1 с инверсного выхода . DD5.2, а на вход DD5.2 -- с резистора R29. На вход 1 DD1.1 проходит логическая 1, и на счетчик начинают поступать импульсы измеряемой частоты. На вход D триггера DD5.1, с инверсного выхода DD5.2 поступает уровень логического 0, поэтому фронт второго импульса эталонной частоты устанавливает DD5.1 в 0 и на вход счетчика импульсы перестают поступать. Фронт импульса с инверсного выхода триггера DD5.1, формируемый в момент прихода второго импульса эталонной частоты после дифференцирования цепочкой C9R21, поступает в виде импульса положительной полярности на вход элемента DD2.1. Этот элемент совместно с транзистором VT9 образует ждущий мультивибратор, определяющий время индикации измеряемой частоты. При поступлении импульса запуска на входы 9 и 10 DD2.1 этот элемент включается, спад с его выхода через конденсатор С8 поступает на базу транзистора VT9 и закрывает его. Конденсатор С8 перезаряжается через резистор R17 и один из резисторов R37 -- R40, выбранный переключателем SA2 Время индикации. В момент, когда напряжение на левой обкладке конденсатора С8 достигает порога отпирания VT9, последний включается, элемент DD2.1 выключается, его выходной сигнал после инвертирования элементом DD2.2 и дифференцирования цепочкой C10R23R24 запускает ждущий мультивибратор DD3.1, DD3.2 и процесс измерения повторяется.

Если переключатель SA2 находится в положении оо, транзистор VT9 не включается, поэтому для каждого измерения необходимо нажать кнопку Пуск (см. рис. 68), а время индикации ограничено лишь временем включения прибора.

В зависимости от положения переключателя SA4 зажигается одна из десятичных точек индикаторов счетчика (управляются секцией SA4.2). В самом нижнем по схеме положении SA4 (частота эталонных импульсов 0,1 Гц, время счета 10 с) зажигается вторая справа точка, индицируется частота в герцах с точностью до 0,1 Гц. В трех других положениях SA4, используемых для измерения частоты, положение десятичной точки соответствует измерению в килогерцах (точность 0,001, 0,01, 0,1 кГц).

Предельная частота работы счетчика на интегральных микросхемах К155ИЕ2 -- около 20 МГц, поэтому для измерения более высоких частот использован высокочастотный делитель СТ10 на микросхемах серии К500.

Схема делителя приведена на рис. 69. Входной сигнал через резистор R41 и конденсатор С23 подается на один из входов дифференциального усилителя-ограничителя DD27.1. Второй вход усилителя-ограничителя соединен с общим проводом через конденсатор С25. С резистора iR47, являющегося нагрузкой усилителя, выходной сигнал подается на триггер Шмитта, собранный на элементе DD27.2 и резисторах R48-R51.

Усилитель и триггер Шмитта обеспечивают формирование прямоугольных импульсов из входного сигнала на частотах до 180 МГц.

Выходной сигнал формирователя подается на триггер DD28.1, делящий частоту на два. Его выходной сигнал управляет делителем частоты на пять, собранным на D-триггерах DD28.2, DD29.1, DD29.2. Делитель построен по принципу сдвигающего регистра с перекрестными связями. Для уменьшения коэффициента пересчета с шести до пяти прямой выход триггера DD29.1 и инверсный DD29.2 объединены и образуют так называемый «проводной элемент ИЛИ». Объединение выходов элементов серии К500 для образования функции ИЛИ возможно потому, что выходами элементов являются ненагруженные эмиттерные повторители. В силу этой же их особенности каждый используемый выход должен быть нагружен на резистор.

Для защиты входного каскада от перегрузок в схему формирователя введен ограничитель ,R41, VD11, VD12. В связи с тем что у неиспользуемых дифференциальных каскадов ИС К500ЛП116 входы не должны оставляться свободными, входы элемента DD27.3 соединены с его выходами.

В положении ВЧ переключателя SA1 (см. рис. 68) сигнал со входа частотомера поступает на вход высокочастотного делителя, а с его выхода -- на вход F фомирователя. Положение запятой в этом режиме определяется секцией SA4.3 переключателя Диапазон, частота индицируется в мегагерцах.

В положении К (контроль) переключателя SA1 вход высокочастотного делителя через цепочку C22-R36 подключается к выходу 10 МГц кварцевого генератора. Положение запятой определяется секцией SA4.3, поэтому на индикаторах индицируется частота 1000 кГц.

В положении Т (период) измеряемая и эталонная частоты меняются местами -- эталонная частота в пределах 10 МГц -- 0,1 Гц поступает на вход N блока управления и далее на счетчик, а сигнал, период которого нужно измерить, -- через формирователь VT8, DD1.3, DD1.4 (см. рис. 66) на вход формирователя интервала DD5.1, DD5.2. Формирователь VT8, DD1.3, DD1.4 имеет открытый вход, что позволяет измерять длительность импульсов большой длительности. Порог его включения около 0,75 В, выключения около 0,7 В, поэтому частотомер можно непосредственно применять для измерения периода и длительности импульсов на выходах ИС ТТЛ.

В положении т (см. рис. 68) (Длительность) фронт импульса, как и при измерении периода, устанавливает DD5.1 (см. рис. 66) в 1, а спад импульса после дифференцирования цепочкой C13R27R28 переводит этот триггер в 0, в результате чего время прохождения эталонной частоты через клапан DD1.1, DD1.2 соответствует длительности измеряемых импульсов.

В положении JV (см. рис. 68) (счетчик импульсов) входной сигнал поступает на вход Т БУ, с выхода Т он поступает на вход JV -- на открытый вход формирователя VT2, VT3, VT6 (см. рис. 66), что позволяет считать положительные импульсы практически любой длительности (начиная приблизительно от 100 не) по их фронтам. Прохождение импульсов через клапан DD1.1, DD1.2 обеспечивается установкой триггеров интегральной микросхемы DD5 в 1 переключателем SA1.4 (см. рис. 68).

Конструктивно частотомер собран на трех печатных платах толщиной 1,5 мм. На первой плате размером 60Xi,155 мм расположены все детали кварцевого генератора, делителя и счетчика, включая газоразрядные индикаторы. Расположение проводников печатной платы приведено на рис. 70 (а -- сторона установки микросхем, индикаторов и других деталей, б -- противоположная сторона). На второй плате размером 80X155 мм (рис. 71) установлены все детали блока управления (см. рис. 66), высокочастотный делитель (см. рис. 69) и стабилизатор напряжения, схема которого приведена на рис. 72. Плата изготовлена из фольгированного с двух сторон стеклотекстолита, на рис. 71 показаны проводники, расположенные со стороны, противоположной установке элементов. Со стороны установки элементов фольга сохранена целиком и выполняет роль общего провода, вокруг отверстий фольга раззенкована. На рис. 71 крестиками обозначены места паек элементов к фольге на стороне их установки. Некоторые резисторы подпаяны к общему приводу и проводникам на обратной стороне (R7, R9, R13, R18), отверстия в этом случает не зенкуются. Это необходимо для соединения с общим проводом электродов транзисторов VT2, VT6, VT8, VT9, паять их непосредственно к фольге неудобно из-за малой длины их выводов и опасности перегрева.

Рис. 69 Схема высокочастотного делителя

Транзистор VT13 блока питания (см. рис. 72) установлен на ребристом алюминиевом радиаторе с размерами 25X40 в плате и высотой 30 мм. Радиатор установлен со стороны, противоположной стороне установки других элементов платы.

Интегральная микросхема DD27 высокочастотного делителя вместе со всеми элементами, расположенными между ней и входными контактами делителя, закрыта экраном из латуни толщиной 0,1 мм, припаянным непосредственно к фольге общего провода.

На третьей плате такого же размера, что и вторая, смонтированы все элементы преобразователя напряжения сети 220 В в постоянное 9 В 0,7 А, поступающее на стабилизатор, и 200 В 10 мА для питания индикаторов HG1 -- HG6. Преобразователь описан в последнем разделе книги.

На передней панели частотомера из сплава Д16 размером 90X156 мм и толщиной 2 мм установлены сетевой выключатель, предохранитель, переключатели SA1, SA2, SA4, кнопка SB3, входной разъем. Элементы R36 -- R40, С22 установлены на контактах переключателей. Окно в панели закрыто изнутри пластиной цветного прозрачного органического стекла толщиной 3 мм. Передняя панель, печатные платы, задняя панель размером 82X156X2 мм из сила Д16 соединены между собой латунными шпильками диаметром 5 мм, имеющими резьбовые концы или отверстия М2. Расстояние между передней панелью и первой платой 33 мм, между первой и второй платой 15 мм, между второй и третьей платой 33 мм, между третьей платой и задней панелью 5 мм. Полученная «этажерка» уложена на П-образное шасси и закрыта сверху П-образным кожухом. Шасси и верхняя сторона кожуха имеют отверстия для вентиляции. В шасси охлаждающий воздух входит в зазор высотой 8 мм между нижней частью задней панели и поверхностью, на которой стоит частотомер.

Близкое расположение входного разъема, переключателя SA1 и входных контактов высокочастотного делителя позволило обойтись в монтаже частотомера без кабелей и экранированных проводников. С этой же целью обеспечены малые сопротивление и индуктивность общего провода -- соединение .передней панели со слоем сплошной металлизации второй печатной платы через шпильки, соединение «земляного» лепестка входного разъема со слоем оплошной металлизации второй платы в районе входа высокочастотного делителя отрезком оплетки экранированного провода («плетенкой») минимальной длины. На случай возникновения высокочастотных наводок и монтажа с использованием кабелей у .входов я выходов формирователей и высокочастотного делителя . предусмотрены точки для подключения экранов.



Рис. 70 Печатная плата счетчика и кварцевого генератора

Рис. 71 Печатная плата блока управления, высокочастотного делителя и стабилизатора

Рис. 72 Схема стабилизатора частотомера

В частотомере применены следующие детали: резисторы МТ-0,125 и МТ-0,25, конденсаторы КМ-5а и КМ-6, R53-4 (С8), неполярный К53-7 (С1), переключатели ПГ2-4-6П4Н (SA1) -- можно заменить на ПГ2-,11-6П6Н, ПГ2-9-6П2Н (SA2), ПГ2-8-;12П4Н (SA4), кнопка KMl-1 (SB3), разъем СР-78Ф, дроссель ДМ-0,1 (L1).

Коммутационные элементы, конденсаторы и резисторы можно заменить деталями других типов, имеющими необходимые параметры, транзистор КТ816А -- любым транзистором этой серии или серии КТ814, остальные транзисторы -- ВЧ кремниевыми транзисторами соответствующей структуры (КТ312, КТ306 -- VT6, VT9, КТ326, КТ3107 -- VT2, VT3, VT8). Вместо диодов КД503А можно установить КД503Б, КД509А, КД522А, КД522Б, КД512А и другие кремниевые высокочастотные диоды.

Микросхемы К155ИЕ1 можно заменить на К155ИЕ2, все микросхемы серии К155 -- аналогичными ИС серии К133, микросхемы К500 -- на К10О. При переработке для этого случая печатной платы высокочастотного делителя следует сохранить сплошной слой металлизации на стороне установки интегральных микросхем и ширину шины питания не менее 7,5 мм.

Настройка частотомера заключается в установке резистором R60 (см. рис. 72) напряжения на выходе стабилизатора в пределах 5,1 -- 5,2 В, подборе сопротивления резистора R3 (см. рис. 66) для получения максимальной чувствительности формирователя на частоте 20 МГц и установке номинальной частоты кварцевого генератора подбором С14 и С15 (см. рис. 67).

При отсутствии микросхем серий К500 или К100 можно обеспечить возможность измерения частоты до 35 -- 40 МГц установкой в частотомер одной ИС R131TM2 (К130ТМ2, К531ТМ2, К530ТМ2). Один из триггеров этой микросхемы включается в положении ВЧ SA1 между выходом клапана DD1.1 и входом счетчика, другой -- между выходом DD4 и входом Т БУ (рис. 73). В этом случае переключатель SA1 необходимо заменить на ПГ.2-12-6П8Н. Вместо ИС К131ТМ2 можно использовать К131ТВ1 или К130ТВ1 (DD31.1) и К155ТВ1 (DD31.2). Входы С этих триггеров необходимо соединить с выходом DD1.2 и с подвижным контактом SA4.1 соответственно. Все неиспользуемые входы триггеров соединить с источником +5 В через резистор R62.

Увеличения быстродействия до 70 -- 80 МГц можно достигнуть, используя вместо DD31.1 два последовательно включенных триггера серии К520 или К531, а вместо DD31.2 -- два триггера серии КД55. В этом случае, возможно, потребуется применение более высокочастотных транзисторов в формирователе (см. рис. 66) -- КТ363 в качестве VT2, VT3, КТ316, КТ325, КТ355 на месте VT6.

Рис. 73 Схема включения ИС К.131ТМ2 Рис. 74. Схема включения регистра памяти

Исключить мерцание цифр в процессе счета можно введением между счетчиком и дешифратором регистра памяти на ИС R155TM5 или К155ТМ7. Импульс переписи на тактовые входы микросхем можно снять с выхода 6 DD2 (рис. 74). В этом случае переключатель SA2 целесообразно заменить тумблером, в одном положении которого (Авт.) вход Тиид БУ подключается к источнику +5 В через резистор 7,5 кОм, в другом -- заземляется (Ручной пуск).

6. Цифровая шкала

Описываемое устройство может использоваться с трансивером или радиоприемником, частота которого определяется частотами одного, двух или трех генераторов.

Принцип работы шкалы в трансивере с тремя генераторами состоит в поочередном счете импульсов с частотой диапазонного F1, плавного F2 и опорного F3 генераторов в реверсивном счетчике за строго определенные периоды времени.

Схема цифровой шкалы приведена на рис. 75 и 76. Измеряемые частоты поступают на входы Fl, F2, F3 и формируются в усилителях-ограничителях на транзисторах VT8, VT9, VT10. Их схемы идентичны, за исключением того, что емкость конденсатора, шунтирующего входной резистор в каналах F2 и F3, увеличена до 75 пФ. Частота F1 может превышать допустимую для интегральных микросхем К155ИЕ6, использованных в реверсивном счетчике, па-этому она предварительно делится на два триггером DD5.2 серии К131.



Рис. 75 Схема блока управления цифровой шкалы



Рис. 76 Кварцевый гeнератор и счетчик цифровой шкалы

Сигнал эталонной частоты 1 МГц поступает на декадный делитель частоты DD1 -- DD4 (см. рис. 75), с его выхода сигнал с частотой 100 Гц подается на вход формирователя временных интервалов, выполненного на ИС DD5.1, DD6, DD9, DD11 и элементах DD10.3, DD10.4. Работа формирователя иллюстрируется рис. 77.

Импульсы с частотой 20 Гц поступают с выходов триггеров DD5.1, DD6.1, DD6.2 (см. рис. 75) на входы элементов DD9.1, DD9.2 и DD9.3, выполняющих функции дешифраторов и клапанов. Элемент DD9.1 пропускает один из каждых пяти импульсов последовательности ТИ2 с выхода 11 DD4.

Эти импульсы устанавливают исходное состояние реверсивного счетчика. Затем импульс В с выхода 6 DD6.1 длительностью 20 мс, поступая на вход R триггера DD5.2, разрешает деление частоты F1 в этом триггере и частота F1/2 проходит через элементы DD10.3 и DD10.4 на вход сложения реверсивного счетчика.

Рис. 77 Диаграмма работы формирователя временных интервалов

Рис. 78 Диаграмма работы устройства динамической индикации

Элемент DD9.2 разрешает прохождение на реверсивный счетчик в течение 10 мс импульсов с частотой F2, элемент DD9.2 -- импульсов с частотой F3. Эти импульсы поступают на вход сложения или вычитания реверсивного счетчика в зависимости от логического уровня сигнала, поступающего на вход Управление шкалы. Если на входе Управление логический 0, то включен логический элемент DD11.3 и импульсы частот F2 и F3 проходят на вход сложения (диапазоны 14, 21, 28 МГц). Если на входе Управление 1, то включен DD11.1 и импульсы проходят на вход вычитания (диапазоны 3,5 и 7 МГц). Управляющий сигнал может определяться переключателем диапазонов трансивера -- на диапазонах 28, 21 и 14 МГц вход управления должен быть соединен с общим проводом, на остальных оставлен свободным.

...