Простой непростой частотомер

Содержание

Триггер Шмитта

Мы знаем, что не все тестовые сигналы являются прямоугольными. У нас есть сигналы треугольные, пилообразные, синусоидальные и так далее. Поскольку Arduino Uno может детектировать только прямоугольные сигналы, нам необходимо устройство, которое могло бы преобразовывать любые сигналы в прямоугольные. Поэтому мы используем триггер Шмитта. Триггер Шмитта представляет собой цифровой логический элемент, предназначенный для арифметических и логических операций.

Этот элемент обеспечивает выходной сигнал (OUTPUT) на основе уровня напряжения входного сигнала (INPUT). Триггер Шмитта имеет пороговый уровень напряжения (THERSHOLD): когда уровень входного сигнала выше порогового уровня элемента, уровень сигнала на выходе будет равен высокому логическому уровню. Если уровень входного сигнала ниже порога, на выходе будет низкий логический уровень. Обычно у нас нет отдельного триггера Шмитта, за ним всегда следует элемент НЕ.

Мы собираемся использовать микросхему 74LS14, которая содержит 6 триггеров Шмитта. Эти шесть элементов внутри подключены, как показано на рисунке ниже.

Микросхема 74LS14, содержащая шесть триггеров Шмитта. Распиновка

Таблица истинности инвертированного триггера Шмитта показана ниже, в соответствии с ней мы должны запрограммировать Arduino Uno для инвертирования положительных и отрицательных периодов времени на ее выводах.

\(Y = \bar{A}\)

Таблица истинности
Вход Выход
A Y
L H
H L
  • H – высокий логический уровень;
  • L – низкий логический уровень.

Теперь, когда мы подадим сигнал любого типа на элемент триггера Шмитта, у нас на выходе будет прямоугольный сигнал с инвертированными временными периодами, и этот сигнал мы подадим на Arduino Uno.

Особенности программного обеспечения

Таймер TC1 настраивается на работу в режимах CTC и генерирует «окно счета» длительностью 1 с на выходе OC1A (SEC1). Такой выбор позволяет организовать (псевдо) аппаратное формирование нарастающего и спадающего фронтов, положение которых во времени жестко привязано к системной частоте. В качестве опорного может применяться любой кварц. Настоятельно рекомендуем использовать как можно более высокочастотные.

Если используется кварц, отличающийся от указанного на схеме, нужно изменить две константы в программе. Частоту в Гц требуется разделить на 512, записать в шестнадцатеричной системе и присвоить значение константам Dbase, Dadd. При настройке «временных ворот» (1 с) следует подбирать значение Dadd. Здесь имеется ввиду то обстоятельство, что точная частота генерации конкретного кварца нам неизвестна, тем более, что она еще сдвинута от среднего значения работой при повышенной температуре в термостате.

Программа температурной стабилизации использует только 8 младших разрядов кода аналого-цифрового преобразования UBE транзистора-нагревателя. Поскольку зависимость UBE от тока коллектора и температуры кристалла не нормируется производителями, транзистор для датчика-нагревателя следует выбирать по минимальному UBE на рабочем токе (120-130 мА) и максимальному усилению тока. Для справки: 2SC4115S (T = 25 °C, IC = 1 мА, UBE = 607 мВ), применяемый в термостате, имеет UBE = 531 мВ при токе коллектора 120 мА и температуре кристалла +60 °C. Конечно, можно использовать двухбайтное значение и не экономить программную память МК, но это дело второе. Исходный код написан на ассемблере и очень компактен при компиляции.

Схема простого частотомера

Схема частотомера довольно простая, большинство функций выполняет микроконтроллер. Единственное, для микроконтроллера необходим усилительный каскад, чтобы увеличить входное напряжения с 200-300 мВ до 3 В. Транзистор, включенный по схеме с общим эмиттером, обеспечивает псевдо-TTL сигнал, поступающий на вход микроконтроллера. В качестве транзистора необходим какой-нибудь «быстрый» транзистор, я применил BFR91 — отечественный аналог КТ3198В.

Напряжение Vкэ устанавливается на уровне 1.8-2.2 вольта резистором R3* на схеме. У меня это 22 кОм, однако может потребоваться корректировка. Напряжение с коллектора транзистора прикладывается к входу счетчика/таймера микроконтроллера PIC, через последовательное сопротивление 470 Ом. Для выключения измерения, в PIC задействываются встроенные pull-down резисторы. В PIC реализован 32-битный счетчик, частично аппаратно, частично софтово. Подсчет начинается после того, как выключаются встроенные pull-down резисторы микроконтроллера, продолжительность составляет точно 0.4 секунды. По истечении этого времени, PIC делит полученное число на 4, после чего прибавляет или отнимает соответствующую промежуточную частоту, для получения реальной частоты. Полученная частота конвертируется для отображения на дисплее.

Для того, чтобы частотомер работал правильно, его необходимо откалибровать. Проще всего это сделать так: подключить источник импульсов с заранее точно известной частотой и вращая подстроечный конденсатор выставить необходимые показания. Если данный метод не подходит, то можно воспользоваться «грубой калибровкой». Для этого, выключите питание прибора, а 10 ножку микроконтроллера подсоедините на GND. Затем, включите питание. МК будет измерять и отображать внутреннюю частоту.

Если вы не можете подстроить отображаемую частоту (путем подстройки конденсатора 33 пФ), то кратковременно подсоедините вывод 12 или 13 МК к GND. Возможно, что это нужно будет сделать несколько раз, так как программа проверяет эти выводы только один раз за каждое измерение (0.4 сек). После калибровки, отключите 10 ногу микроконтроллера от GND, не выключая при этом питания прибора, чтобы сохранить данные в энергонезависимой памяти МК.

Печатную плату рисовал под свой корпус. Вот что получилось, при подаче питания выскакивает кратковременно заставка и частотомер переходит в режим измерения, тут на входе нет ни чего:

Схема измерителя

Бесконтактный этот измеритель потому, что достаточно приблизиться к, например, вращающемуся валу двигателя, на котором есть заметный яркий след вдоль оси (белая черточка или белая изолента), и через некоторое время мы получаем цифры импульсов в секунду, а преобразование этого в оборот — уже обычная математика из начальной школы. Здесь сознательно не делано преобразование, чтоб можно было измерить частоту всего, что излучает свет — мониторы, светодиодные дисплеи и так далее.

Это первый режим, в то время как второй — простой счетчик импульсов (до 65535) или предметов, перемещающихся перед счетчиком. Режимы сразу меняются после включения питания, когда отображается номер «1». Длительное нажатие кнопки изменяет режим на «2». Удержание её снова возвращает к «1».

:: СХЕМА ЧАСТОТОМЕРА ::

СХЕМА ЧАСТОТОМЕРА

   Частоту звукового сигнала можно определить с помощью электронного частотомера. Работа частотомера. Звуковой сигнал, преобразованный в электрический, подаётся на вход усилителя на транзисторе VT1. Транзистор почти полностью открыт, он ограничивает только полупериоды отрицательной, и усиливают только полупериоды положительной полярности.

   К резистору нагрузки R3 подключена схема на транзисторах VT2 и VT3, которую называют триггер Шмидта. Эта схема при входном сигнале определённой амплитуды и полярности формирует прямоугольные импульсы с частотой повторения, равной частоте входного сигнала.

     Формируемые импульсы, амплитуда которых не зависит от формы запускающего сигнала, подаются через переключатель SA1 в измерительную цепь. Она состоит из конденсаторов C4 – C6, диодов VD1, VD2 и цифрового микроамперметра, с пределами измерения 200 мА, зашунтированного подстроечными резисторами.

   В зависимости от положения переключателя, один из конденсаторов C4 – C6 будет через резистор R8, диод VD3 и микроамперметр заряжаться прямоугольными импульсами и разряжаться через транзистор VT3, резистор R5 и диод VD2 с частотой следования импульсов.

Так как частота следования импульсов равна частоте входящего сигнала, средний ток, протекающий через микроамперметр, будет пропорционален частоте сигнала.    Пределы измерения, в зависимости от положения переключателя, 100 Гц, 1 кГц, 10 кГц. Переменными резисторами R10.1 – 10.

3 осуществляется подстройка микроамперметра под выбранный диапазон, на микроамперметре установлен предел измерения 200 мА, используются цифровые значения от 0 до 100, соответственно умножаемые на 10 – на пределе “1 кГц” – и на 100 – на пределе ” 10 кГц”.    Частотомер питается от сети переменного тока 220 В.

мостовой выпрямитель, подключенный к вторичной обмотке понижающего трансформатора, после конденсатора С3 обеспечивает напряжение 15 В постоянного тока, а после параметрического стабилизатора на диоде VD1 и резисторе R9, напряжение стабилизировано на уровне 12 В.

     Для усиления и преобразования сигнала неправильной формы с гитары в прямоугольные импульсы с частотой следования равной частоте колебания струны мы использовали схему усилителя напряжения, собранного на двух транзисторах с общим эмиттером.  

   Частотомер выполнен в коробке, на передней, панели которой находится принципиальная схема с контрольными гнёздами для подключения осциллографа и микроамперметра. Монтаж выполнен на печатной плате. Дополнительно опытным путём мы установили, как преобразовать сигнал с гитары в сигнал, частоту которого может измерить наш частотомер.

Поделитесь полезными схемами

ПРОСТЕЙШИЙ РАДИОПЕРЕДАТЧИК

   Как и на какой диапазон можно самому сделать простейший радиопередатчик – схема и фото собранного трансмиттера на одном транзисторе.

Этот счетчик Гейгера был изначально собран с датчиком СБМ-20, который был внутри коробки, но позже, переместили его внутрь выносной 30 мм пластиковой трубки, для большего удобства. Детектор подключен через кабель XLR3. Счетчик Гейгера СБМ-20 внутри пластиковой трубки.

Схема дозиметра на СБМ-20

Этот счетчик состоит из самого датчика, микроконтроллера PIC18F2550 и LCD дисплея AFF1. СБМ-20 – это один из самых удачных счётчиков Гейгера российского производства. Он заметно более чувствительный к бета и гамма лучам, чем большинство аналогичных.

На транзисторе IRF520 (наверное самый распространённый МОСФЕТ), собран умножитель напряжения для создания потенциала приблизительно 300 В.

Питание счётчика гейгера, точнее самих микросхем и умножителя, всего 5 В 0,2 А. Но для повышения стабильности установлен стабилизатор 7805, на вход которого можно подавать 7-20 вольт.

Под дозиметр удачно нашёлся неплохой корпус. Сеточкой по центру закрывается маленький динамик. Что касается линии XLR3 связи, её коннектор, приклеен на крышку прибора эпоксидным клеем. Тут можно скачать прошивку МК.

Поделитесь полезными схемами

FM УСИЛИТЕЛЬ НА 100 ВАТТ

     Принципиальная схема экспериментального экстремального усилителя для автомобильного модулятора, превращающая его в мощную радиостанцию.

КИТАЙСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРИБОР

     Недавно достал очень интересный китайский цифровой измерительный прибор, который будет незаменим для радиолюбителей. Он представляет собой малогабаритный (с пачку сигарет) электронный частотомер с возможностью измерения ещё и мощности высокочастотного сигнала.  

СХЕМА ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ДЛЯ ЛАМПЫ

   Схема такого преобразователя не новая, но она была переделана и в итоге переделки количество используемых радиодеталей резко сократилось. 

Схема входной цепи

Большое значение при измерениях частоты имеет качество входного каскада — формирователя сигнала. Он должен иметь высокое входное сопротивление чтобы не оказывать влияния на измеряемую цепь и преобразовывать сигналы любой формы в последовательность прямоугольных импульсов. В данной конструкции применена схема согласующего каскада с полевым транзистором на входе:

Эта схема частотомера, конечно, не лучшая из возможных, но всё-таки обеспечивает более-менее приемлемые характеристики. Она была выбрана в основном исходя из общих габаритов конструкции, которая получилась очень компактная. Вся схема собрана в пластиковом корпусе-футляре от зубной щётки:

Микросхемы и прочие элементы запаяны на узкой полоске макетной платы и все соединения сделаны с помощью проводов типа МГТФ. При настройке входного каскада-формирователя сигнала следует подбором сопротивлений R3 и R4 добиться установления напряжения 0,1…0,2 вольт на истоке полевого транзистора. Транзисторы здесь можно заменить на аналогичные, достаточно высокочастотные.

Подпишись на RSS!

Подпишись на RSS и получай обновления блога!

Получать обновления по электронной почте:

    • Пленочные конденсаторы — применение в энергетике
      9 апреля 2021
    • Поворотное устройство для солнечного коллектора
      15 марта 2021
    • Выбор подпрограммы с помощью кнопки
      11 марта 2021
    • Керамические конденсаторы SMD, параметры
      4 марта 2021
    • Программа для проверки выходных буферов PIC16F676 и PIC16F628A
      21 февраля 2021
    • Зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов — 242 124 просмотров
    • Стабилизатор тока на LM317 — 176 995 просмотров
    • Стабилизатор напряжения на КР142ЕН12А — 128 049 просмотров
    • Реверсирование электродвигателей — 104 705 просмотров
    • Зарядное для аккумуляторов шуруповерта — 101 145 просмотров
    • Карта сайта — 101 064 просмотров
    • Зарядное для шуруповерта — 89 943 просмотров
    • Самодельный сварочный аппарат — 89 701 просмотров
    • Схема транзистора КТ827 — 85 771 просмотров
    • Регулируемый стабилизатор тока — 85 506 просмотров
    • DC-DC (5)
    • Автомат откачки воды из дренажного колодца (5)
    • Автоматика (35)
    • Автомобиль (3)
    • Антенны (2)
    • Ассемблер для PIC16 (3)
    • Блоки питания (30)
    • Бурение скважин (6)
    • Быт (11)
    • Генераторы (1)
    • Генераторы сигналов (8)
    • Датчики (4)
    • Двигатели (7)
    • Для сада-огорода (11)
    • Зарядные (17)
    • Защита радиоаппаратуры (8)
    • Зимний водопровод для бани (2)
    • Измерения (41)
    • Импульсные блоки питания (2)
    • Индикаторы (6)
    • Индикация (10)
    • Как говаривал мой дед … (1)
    • Коммутаторы (6)
    • Логические схемы (1)
    • Обратная связь (1)
    • Освещение (3)
    • Программирование для начинающих (19)
    • Программы (1)
    • Работы посетителей (7)
    • Радиопередатчики (2)
    • Радиостанции (1)
    • Регуляторы (5)
    • Ремонт (1)
    • Самоделки (12)
    • Самодельная мобильная пилорама (3)
    • Самодельный водопровод (7)
    • Самостоятельные расчеты (37)
    • Сварка (1)
    • Сигнализаторы (5)
    • Справочник (13)
    • Стабилизаторы (16)
    • Строительство (2)
    • Таймеры (4)
    • Термометры, термостаты (27)
    • Технологии (21)
    • УНЧ (2)
    • Формирователи сигналов (1)
    • Электричество (4)
    • Это пригодится (14)
  • Архивы
    Выберите месяц Апрель 2021  (1) Март 2021  (3) Февраль 2021  (2) Январь 2021  (1) Декабрь 2020  (1) Ноябрь 2020  (1) Октябрь 2020  (1) Сентябрь 2020  (2) Июль 2020  (2) Июнь 2020  (1) Апрель 2020  (1) Март 2020  (3) Февраль 2020  (2) Декабрь 2019  (2) Октябрь 2019  (3) Сентябрь 2019  (3) Август 2019  (4) Июнь 2019  (4) Февраль 2019  (2) Январь 2019  (2) Декабрь 2018  (2) Ноябрь 2018  (2) Октябрь 2018  (3) Сентябрь 2018  (2) Август 2018  (3) Июль 2018  (2) Апрель 2018  (2) Март 2018  (1) Февраль 2018  (2) Январь 2018  (1) Декабрь 2017  (2) Ноябрь 2017  (2) Октябрь 2017  (2) Сентябрь 2017  (4) Август 2017  (5) Июль 2017  (1) Июнь 2017  (3) Май 2017  (1) Апрель 2017  (6) Февраль 2017  (2) Январь 2017  (2) Декабрь 2016  (3) Октябрь 2016  (1) Сентябрь 2016  (3) Август 2016  (1) Июль 2016  (9) Июнь 2016  (3) Апрель 2016  (5) Март 2016  (1) Февраль 2016  (3) Январь 2016  (3) Декабрь 2015  (3) Ноябрь 2015  (4) Октябрь 2015  (6) Сентябрь 2015  (5) Август 2015  (1) Июль 2015  (1) Июнь 2015  (3) Май 2015  (3) Апрель 2015  (3) Март 2015  (2) Январь 2015  (4) Декабрь 2014  (9) Ноябрь 2014  (4) Октябрь 2014  (4) Сентябрь 2014  (7) Август 2014  (3) Июль 2014  (2) Июнь 2014  (6) Май 2014  (4) Апрель 2014  (2) Март 2014  (2) Февраль 2014  (5) Январь 2014  (4) Декабрь 2013  (7) Ноябрь 2013  (6) Октябрь 2013  (7) Сентябрь 2013  (8) Август 2013  (2) Июль 2013  (1) Июнь 2013  (2) Май 2013  (4) Апрель 2013  (7) Март 2013  (7) Февраль 2013  (7) Январь 2013  (11) Декабрь 2012  (7) Ноябрь 2012  (5) Октябрь 2012  (2) Сентябрь 2012  (10) Август 2012  (14) Июль 2012  (5) Июнь 2012  (21) Май 2012  (13) Апрель 2012  (4) Февраль 2012  (6) Январь 2012  (6) Декабрь 2011  (2) Ноябрь 2011  (9) Октябрь 2011  (14) Сентябрь 2011  (22) Август 2011  (1) Июль 2011  (5)

Частотомер на PIC16F628 своими руками | Мастер Винтик. Всё своими руками!

Одним из приборов-помощников радиолюбителя должен быть частотомер. С его помощью легко обнаружить неисправность генератора, измерить и подстроить частоту. Генераторы очень часто встречаются в схемах. Это приемники и передатчики, часы и частотомеры, металлоискатели и различные автоматы световых эффектов…

Особенно удобно пользоваться частотомером для подстройки частоты, например при перестройки радиостанций, приёмников или настройки металлоискателя.

Один из таких несложных наборов я недорого приобрёл на сайте китайского магазина здесь: GEARBEST.com

Набор содержит:

  •  1 x PCB board (печатная плата);
  •  1 x микроконтроллер PIC16F628A;
  •  9 x 1 кОм резистор;
  •  2 x 10 кОм резистор;
  •  1 x 100 кОм резистор;
  •  4 x диоды;
  •  3 x транзисторы S9014, 7550, S9018;
  •  4 x конденсаторы;
  •  1 x переменный конденсатор;
  •  1 x кнопка;
  •  1 x DC разъём;
  •  1 x 20МГц кварц;
  •  5 x цифровые индикаторы.

Описание частотомера

  • Диапазон измеряемых частот: от 1 Гц до 50 МГц;
  • Позволяет измерять частоты кварцевых резонаторов;
  • Точность разрешение 5 (например 0,0050 кГц; 4,5765 МГц; 11,059 МГц);
  • Автоматическое переключение диапазонов измерения частоты;
  • Режим энергосбережения (если нет изменения показаний частоты — автоматически выключается дисплей и на короткое время включается;
  • Для питания Вы можете использовать интерфейс USB или внешний источник питания от 5 до 9 В;
  • Потребляемый ток в режиме ожидания — 11 мА

Схема содержит небольшое количество элементов. Установка проста — все компоненты впаиваются согласно надписям на печатной плате.

Мелкие радиодетали, разъемы и т.п. упакованы в небольшие пакетики с защелкой. Индикаторы, микросхема и её панелька для исключения повреждений ножек вставлены в пенопласт.

(измерения мультиметром)

  1. 4,0
  2. 4,0
  3. 0,3
  4. 5,0
  5. 0,98
  6. 0,98
  7. 0,98
  8. 0,98
  9. 0,98
  10. 0,98
  11. 5
  12. 1,26
  13. 2,13
  14. 4
  15. 4,12

Приступаем к сборке

Высыпаем на стол содержимое пакета. Внутри находятся печатная плата, сопротивления, конденсаторы, диоды, транзисторы, разъемы, микросхема с панелькой и индикаторы.

Ну и вид на весь набор в полностью разложенном виде.

Теперь можно перейти к собственно сборке данного конструктора, а заодно попробовать разобраться, на сколько это сложно.

Я начинал сборку с установки пассивных элементов: резисторов, конденсаторов и разъёмов. При монтаже резисторов следует немного узнать об их цветовой маркировке из предыдущей статьи.

Дело в том, что резисторы очень мелкие, а при таких размерах цветовая маркировка очень плохо читается (чем меньше площадь закрашенного участка, тем сложнее определить цвет) и поэтому также посоветую просто измерить сопротивление резисторов при помощи мультиметра. И результат будем знать и за одно его исправность.

Они маркируются просто указанием емкости так как емкость меньше 100 пФ, т.е. меньше трехзначного числа.

Резисторы и керамические конденсаторы можно впаивать любой стороной — здесь полярности нет.

Выводы резисторов и конденсаторов я загибал, чтобы компонент не выпал, лишнее откусывал, а затем опаивал паяльником.

Немного рассмотрим такой компонент, как —  подстроечный конденсатор. Это конденсатор, ёмкость которого можно изменять в небольших пределах (обычно 10-50пФ). Это элемент тоже неполярный, но иногда имеет значение как его впаивать.

 Конденсатор содержит шлиц под отвертку (типа головки маленького винтика), который имеет электрическое соединение с одним из выводов.

Чтобы было меньше влияния отвертки на параметры цепи, надо впаивать его так, чтобы вывод соединенный со шлицом, соединялся с общей шиной платы.

Разъемы — сложная часть в плане пайки. Сложная не точностью или малогабаритностью компонента, а наоборот, иногда место пайки тяжело прогреть, плохо облуживается. Потому нужно ножки разъёмов дополнительно почистить и облудить.

Теперь впаиваем кварцевый резонатор, он изготовлен под частоту 20МГц, полярности также не имеет, но под него лучше подложить диэлектрическую шайбочку или приклеить кусочек скотча, так как корпус у него металлический и он лежит на дорожках. Плата покрыла защитной маской, но я как то привык делать какую нибудь подложку в таких случаях, для безопасности.

Длительность пайки каждой ножки не должна превышать 2 сек! Между пайками ножек должно пройти не менее 3 сек на остывание.

Ну вот собственно и всё!

Теперь осталось смыть остатки канифоли щёткой со спиртом.

Теперь красивее

Как выполняется измерение частоты

Перед тем как пользоваться мультиметром, а в частности, частотомером, внимательно нужно ознакомиться ещё раз с теми параметрами, которые он имеет возможность измерять. Для того чтобы правильно произвести их замер нужно освоить несколько этапов:

  1. Включить прибор соответствующей кнопкой на корпусе, чаще всего она выделена ярким цветом.
  2. Установить переключатель на измерение частоты переменного тока.
  3. Взяв в руки два щупа и подключив их, согласно инструкции в соответствующие гнёзда, произведём опробование измерительного устройства. Для начала нужно попробовать узнать частоту напряжения в стандартной сети 220 Вольт, она должна равняться 50 Гц (отклонение может быть в несколько десятых). Эта величина чётко контролируется поставщиком электрической энергии, так как при её изменении могут выйти из строя электроприборы. Поставщик отвечает за качество предоставляемой электроэнергии и строго соблюдает все её параметры. Кстати, такая величина является стандартной не во всех странах. Присоединив выводы частотомера к выводам розетки, на приборе высветится величина около 50 Гц. Если показатель будет отличаться, то это будет его погрешностью и при следующих измерениях это нужно будет обязательно учесть.

Далее, можно смело производить необходимые замеры, помня что частота есть только у переменного вида напряжения, постоянный ток не имеет изменяющегося периодически значения.

Практические результаты

Макет частотомера (Рисунок 2) строился на микросхемах CD74HC393E, CD74HC4053E и без замечаний работает на частоте 70 МГц. Также испытывался счетчик LV393, но с ним выше 125 МГц проверка не проводилась. Программный предел для входной частоты – 150-160 МГц. Замена серии HC на LV в коммутаторе ощутимого улучшения характеристик не выявила, разве что на частоте 125 МГц субъективно на несколько единиц счета уменьшилась разница между минимальным и максимальным показаниями.

Рисунок 2.

Поскольку источник эталонной частоты отсутствовал, настройка и проверка характеристик частотомера проводилась с набором серийных кварцевых генераторов, на технические параметры которых однозначно указывала маркировка. Таких оказалось четыре: 5, 30, 70, 100 МГц (частоты округлены). Вначале под каждый кварц подбиралось значение константы Dadd, чтобы показания частотомера соответствовали маркировке. В дальнейшей работе использовалось среднее значение Dadd, и все кварцы уложились в допустимое паспортное отклонение от центральной частоты (не более ±100 ppm). Наиболее близкими к среднему оказались настройки под кварц 70 МГц, который был принят за эталон. Далее каждый кварц термостатировался и фиксировалось максимальное отклонение показаний. После этого этапа работы с кварцами 5 и 30 МГц прекратились, потому что ошибка лежала в пределах ±1 ед.счета в течение достаточно длительного времени. Частота 100 МГц отображалась с максимальной ошибкой ±5 ед.

Настройка.

Настройка частотомера выполняется с помощью НЧ-генератора с частотой до 100 кГц и осциллографа в несколько шагов.
1. Подбором сопротивления R4 выставить напряжение в точке «а» примерно на 0,5 В меньше напряжения питания.
2. Подключить генератор к входу частотомера. Установить движки потенциометров R1 и R7 в верхнее по схеме положение, переключатель

диапазонов SA2 — в положение «х100».
Открытый вход «Y» осциллографа подключить к выходу DD1. Установить на выходе генератора f = 100 кГц и напряжение примерно 0,1 В.
3. Проконтролировать наличие положительных прямоугольных импульсов длительностью 8 мкс (при необходимости корректируется подбором

емкости С6).
4. В диапазонах «х1» и «х10» длительность импульсов установить равной 800 и 80 мкс подбором емкостей С4 и С5 при частоте генератора 1 и 10

кГц соответственно.
5. Регулировкой резистора R7 установить стрелку прибора Р1 на максимальное деление шкалы (на любом диапазоне частотомера при

максимальной частоте 1, 10 или 100 кГц).

Схема приставки контур

Автор статьи схему доработал относительно первоисточника, посему оригинал не прилагаю, плата и файл прошивки в общем архиве. Теперь возьмем неизвестный нам контур — приставка для измерения резонансной частоты контура.

Вставляем в не совсем пока удобную панельку, для проверки девайса сойдет, смотрим результат измерений:

Частотомер калибровался и тестировался на кварцевом генераторе 4 МГц, результат был зафиксирован такой: 4,00052 МГц. В корпусе частотомера решил вывести питание и на приставку +9 Вольт, для этого был сделан простой стабилизатор +5 В, +9 В, его плата на фото:

Забыл добавить, плата частотомера разведена немного к верху задом — для удобства съёма pic микроконтроллера, вращении подстроечного конденсатора, минимальной длины дорожек на LCD.

Теперь частотомер выглядит вот так:

Единственное, не стал исправлять пока ошибку в надписи мгГц, а так всё на 100% рабочее. Сборка и испытание схемы — ГУБЕРНАТОР.

Печатная плата

Двухсторонняя печатная плата имеет размеры 109 × 23 мм. В бесплатной версии среды проектирования печатных плат Eagle в библиотеке компонентов отсутствуют семисегментные светодиодные индикаторы, поэтому они были нарисованы автором вручную. Как видно на фотографиях (Рисунки 5, 6, 7) авторского варианта печатной платы, дополнительно необходимо выполнить несколько соединений монтажным проводом. Одно соединение на лицевой стороне платы – питание на вывод Vcc микроконтроллера (через отверстие в плате). Еще два соединения на нижней стороне платы, которые используются для подключения выводов сегмента десятичной точки индикаторов в 4 и 7 разряде через резисторы 330 Ом на «землю». Для внутрисхемного программирования микроконтроллера автор использовал 6-выводный разъем (на схеме это разъем изображен в виде составного JP3 и JP4), расположенный в верхней части печатной платы. Этот разъем не обязательно припаивать к плате, микроконтроллер можно запрограммировать любым доступным способом.

Рисунок 5. Расположение светодиодных индикаторов и транзисторных ключей на плате. Видна перемычка монтажным проводом для подачи питания на микроконтроллер
Рисунок 6. Микроконтроллер Attiny2313, разъем внутрисхемного программирования и перемычки для подключения выводов сегмента десятичной точки индикатора
Рисунок 7. Вид нижней стороны печатной платы

Разрешение и точность измерений

Точность измерений зависит от источника тактовой частоты для микроконтроллера. Сам по себе программный код может вносить погрешность (добавление одного импульса) на высоких частотах, но это практически не влияет на результат измерений. Кварцевый резонатор, который используется в приборе, должен быть хорошего качества и иметь минимальную погрешность. Наилучшим выбором будет резонатор, частота которого делится на 1024, например 16 МГц или 22.1184 МГц. Чтобы получить диапазон измерения до 10 МГц необходимо использовать кварцевый резонатор на частоту 21 МГц и выше (для 16 МГц, как на схеме, диапазон измерений становится немного ниже 8 МГц). Кварцевый резонатор на частоту 22.1184 МГц идеально подходит для нашего прибора, однако приобретение именно такого с минимальной погрешностью для многих радиолюбителей будет сложной задачей. В таком случае можно использовать кварцевый резонатор на другую частоту (например, 25 МГц), но необходимо выполнить процедуру  калибровки задающего генератора с помощью осциллографа с поддержкой аппаратных измерений и подстроечного конденсатора в цепи кварцевого резонатора (Рисунок 3, 4).

Рисунок 3. Установленный на плате подстроечный конденсатор для калибровки частоты кварцевого резонатора 25 МГц
Рисунок 4. Калибровка и сравнение результатов измерения частоты осциллографом и частотомером на AVR микроконтроллере

В секции загрузок доступны для скачивания несколько вариантов прошивок для различных кварцевых резонаторов, но пользователи могут скомпилировать прошивку под имеющийся кварцевый резонатор самостоятельно (см. комментарии в исходном коде).