Проектирование РЭС - Радиоэлектроника - Скачать бесплатно
| |
|Введение |
| |
|В настоящее время цифровые частотомеры получили широкое распространение не |
|только у радиолюбителей, но и у профессионалов. Лаборатория современного |
|радиолюбителя просто немыслима без частотомера, ведь прибор для измерения |
|частоты – прибор первой необходимости. Это объясняется возрастающей |
|потребностью измерения частоты. Современные частотомеры используются не только|
|как устройства для измерения частоты, но и в качестве цифровой шкалы, а также |
|в качестве составляющих многих других более сложных РЭА. |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| | | | | | |
| | | | | |РГР-2068757-20.08-ПР7-16-00 |
| | | | | | |
|Изм.|Лист |№ докум|Подп. |Дата | |
|Студент |Мелехин| | | |Лит. |Лист |Листов |
| |Т | | | | | | |
|Н. контр. | | | | | |
|Зав. каф |Сахаров| | | | |
1. РАЗРАБОТКА И АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ
1. Заявка на разработку
1.1.1 Назначение: малогабаритный цифровой частотомер предназначен для
измерения частоты электрических колебаний.
1.1.2 Выполняемые функции: измерение частоты.
1.1.3 Основные параметры функционирования:
- чувствительность по уровню входного сигнала при измерениях
частот до 600 кГц – 8мВ; от 600 кГц до 2,5 МГц – 30 мВ; свыше 2,5
МГц до 100 МГц – около 100МВ;
- абсолютная погрешность измерения частоты в диапазоне от 0 до 20 кГц
составляет 3 Гц; от 20 кГц до 2 МГц – 10 Гц; свыше 2 МГц – 100 Гц;
- потребляемый ток от источника питания при измерениях частот до 2,5
МГц ток не превышает 5мА (при выключенной индикации) или 60 мА (при
включенной индикации);
- напряжение питания частотометра 9В.
4. Условия эксплуатации:
- температура: Т min = -40(С; T max = +60(С;
- удары: длительность ударного импульса 5 …. 10мс, максимальное
ускорение 98 м/с2 , частоты ударов 40….80мин-1
- вибрации: диапазон частот 10 …. 70 Гц, виброускорение до 37 м/с2 ;
- пониженное атмосферное давление: 61 кПа;
- влажность: 93% при Т = 25(С;
1.1.5 Транспортировать любым видом транспорта по территории РФ.
1.1.6 Конструктивные особенности: разборный корпус, лицевая панель.
1.1.7 Критерии качества: масса, габариты, стоимость.
1.1.8. Цель разработки: создание многофункционального цифрового
портативного частотомера со сниженными массо-габаритными характеристиками,
уменьшение его стоимости, повышенной надёжности и эффективности, а также
удовлетворяющего требованиям настоящего технического задания.
2. АНАЛИЗ АНАЛОГОВ И ПРОТОТИПА.
2.1 Анализ существующих конструкций частотомеров
Количество аналогов частотомера в мире не поддаётся исчислению.В целом все
частотомеры работают по одному принципу: подсчет количества импульсов за
фиксированный интервал времени. И в разных схемах этот принцип реализуется
по разному. Отсюда и идёт такое разнообразие конструкций. Новое направление
в развитии измерительной техники даёт использование микроконтролёров
(например схема № 2). Хотя их использование повышает цену прибора во много
раз, но пользовательская выгода также возрастает не в меньшее количество
раз. Ведь предел измерения можно повысить до 1,2 ГГц, а используя
универсальность микроконтролеров и немалое количество денег функции
частотомера ограничиваются только фантазией и интеллектом разработчика! В
данной работе будут рассматриваться те схемы, которые в наибольшей степени
охватывают современные тенденции развития частотомеров.
Анализ аналогов и прототипа
Таблица 2.1.
| |№1 |№2 |№3 |Прототип |Разрабатываемая|
|Частотомер | | | | |конструкция |
| | | | | | |
|Крит. качества | | | | | |
|Стоимость |Высокая |Очень |Средняя |Высокая |Невысокая |
| | |высокая| | | |
|Эргономичность |- |+ |- |+ |+ |
|Многофункциональность |- |- |+ |- |- |
|Дискретность (Гц) |10 |10 |25 |1 |1 |
|Габариты |Большие |Средние|Маленьки|Большие |Меньше всех |
| | | |е | | |
|Диапазон измерений |10Гц-100|1Гц-200|50Гц-500|600кГц-10|600кГц-100МГц |
| |КГц |МГц |КГц |0МГц | |
|Вид обрабатываемого |Аналогов|Цифрово|Цифровой|Цифровой |Цифровой |
|сигнала |ый |й | | | |
|Масса |Большая |средняя|средняя |большая |Наименьшая |
Ниже приводятся схемы приведенных выше аналогов.
Схема №1 – простой аналоговый частотомер, собранный на одновибраторе
К155АГ1
Схема №2 – частотомер с использованием микроконтролера К1816ВЕ31
Схема №3 – малоэргономичный комбинированный частотомер, позволяющий
измерять ещё и индуктивность различных катушек, резонансную частоту
контуров, емкость конденсаторов.
Схема прототипа:
2.2. Анализ разрабатываемой конструкции частотомера
Электрическая принципиальная схема частотомера представленна в Приложении
1.
Разрабатываемый частотомер включает в себя:
- входное формирующие устройство, предназначенного для усиления,
преобразования входного сигнала.
- задающего кварцевого генератора с делителем частоты для получения
фиксированных и стабильных интервалов времени.
- счётчик делитель частоты импульсов сигнала с цифровыми индикаторами,
предназначенного для измерения и отображения измеряемой частоты.
- устройство управления, обеспечивающего установку счётчика на нуль
перед измерением и поступление на его вход последовательности
импульсов для счёта в течение фиксированного интервала времени,
- блок питания.
В отличае от обычно используемых схем цифровых частотомеров в данной
схеме измерение частоты производится однократно, в течении только одного
периода нормиронного интервала времени. Третий и последующие положительные
перепады напряжения, поступающие на управляющее устройство не изменяют
состояния триггеров и клапана. Поэтому измеренное количество импульсов
сигнала высвечивается индикатором постоянно. Для повторного измерения
следует снова нажать пусковую кнопку SA3, после чего процесс повторяется.
Для питания использованных микросхем требуется 2 напряжения 9 и 5
вольт. Для получения 5 В используется стабилизатор напряжения.
Несколько оригинально осуществляется индикация результатов измерения.
Счётчик-индикатор собран из пяти микросхем, каждая их которых содержит
счётчик импульсов по
|
