2 Сандық жиілік өлшеуіштің құрылымдық сұлбасын әзірлеу

2.1 Жиілік өлшеуіштің құрылымдық сұлбасы

Жиілік өлшеуіш 1-жиілікті қалыптастырушыдан, 2-импульстер селекторынан, 3-индикацияның және сандық интервалдын берушісінен, 4-декадтық санағыштан, 5-дешифратордан, 6-индикациядан, 7-тірек генераторынан тұрады. Жиілік өлшеуіштің құрылымдық сұлбасы 2.1 суретте көрсетілген.

Сурет 2.1 – Жиілік өлшеуіштің құрылымдық сұлбасы

1 жиілікті қалыптастырушы - кіріс периодтық сигналынан ұзақтығы ең жылдам снауыш декадасымен бір триггердің күту уақытынан аспайтын қысқа фронты бар импульстерді қалыптастырады

2 импульстер селекторы - санау интервалына тең уақыт периодынан санауыштың кірісіне импульстерді өткізеді. Импульстер селекторы тірек генераторының жиілігінен интервал санына тең ұзақтығымен импульсті қалыптастыратын индикацияның және сандық интервалдын берушісімен басқарылады.

Санау аяқталуымен 3 индикацияның және сандық интервалдын берушісі - индикация уақытының паузасын қалыптастырады, оның ағымында өлшенген жиіліктің визуалды есеп беруін жүргізуге болады.

4 Санауыш - өзімен санаудың разрядтылығына тең санында тізбектей жалғанған екілік-ондық декаданы ұсынады.

5 Дешифраторлар - санауыштың разрядтарына жалғанған және екілік-ондық кодты индикаторлық кодқа түрлендіру үшін қызмет етеді.

6 Индикация - дешифраторға қосылған және ақпаратты визуалды көрсетуге арналған.

7 Тірек генераторы - индикацияның және сандық интервалдын берушісін басқару үшін жоғары тұрақты жиілікті өндіреді. [1]

Жиілік өлшеуіштің уақыттық диаграммасы А Қосымшасында көрестілген.

2.2 Элементтік базаны тандау

ТТЛШ К555 сериясын таңдаймыз, қоретендіру кернеуі В.

Санауыш үшін санау интервалының берушісі және декадтық санауыш үшін К555ИЕ2, К555ИЕ10 типті екілік-ондық сануышты, ортақ катоды бар АЛС321А индикаторын таңдаймыз. Логикалық микросхемалар ретінде К555ЛА3, К555ЛА4 таңдаймыз. Импульстерді қалыптастырушы КТ3102А транзисторын қолданамыз. [2]

3 Жиілік өлшеуіштің принциптік сұлбасы және оны есептеу

3.1 Негізгі шамалар

Жиіліктер диапазонының төменгі шегі

Гц.

Жиіліктер диапазонының жоғарғы шегі

Гц.

ТТЛШ сериясы таңдалғандықтан, онда импульстер фронтының аз ұзақтығын қамтамасыздандыру үшін кварцтық тірек резонаторының жоғарғы жиілігін қабылдаймыз:

Тірек жиілігі

Гц.

Санау уақыты

с.

Санау уақыты 10 деңгейі болу үшін, онда қабылдаймыз:

Санау уақыты

с.

Санауыштың разрядтарының саны

.

Тірек жиілігінің бөлгіш коэффиценті

.

Тірек жиілігінің бөлгіш разрядтар саны

.

3.2 Импульстерді қалыптастыруды есептеу.

Кіріс периодтық сигнал С1 конденсаторы, оның шамасы жиілік диапазонының төменгі шегімен анықталады, әрі қарай жиілік өлшеуіштің кедергісінің кірісін қалыптастырушы R1 резисторы және VD1, VD2 диодтарымен бірге, жүктеуден қорғайтын VT1 транзисторты арқылы келіп түседі. VT1 транзисторы ортақ эмиттерімен жұмыс істейді және DD1:1 логикалық элементінің кірісінен ағып өтетін тоғымен коллектор жағынан қоректенеді. Осындай қосылу сұлбасында аз амплитудалық кернеуімен сигналды өлшей алатын, тоқ бойынша жоғары күшейткіш коэффициентін қамтамасыздандырады. Кейінгі күшейу сигналы DD1:1 логикалық элементімен қамтамасыздандырылады, оның шығысынан VT1 транзисторының кірісіне кері байланыстың жалғасуы R2 резисторы арқылы қалыптастырылады, ол гистерезистік сипаттамасын алу үшін қызмет етеді. Әрі қарай сигнал DD1:2 элементінің логикалық кірісіне беріледі, ол декадтық санауышқа және селекторға сигнал амплитудасын кезекті беру үшін және фронттардың қажетті ұзақтығын қалыптастырады. VT1 ретінде КТ3102 транзисторын таңдаймыз. [3]

Қ алыптастырушы-күшейткіштің принципиалдық сұлбасы 2.2 суретте көрсетілген.

Сурет. 3.3 - Қалыптастырушы-күшейткіштің уақыттық диаграммалары

Вентильдің ағып шығу тоғының шамасы

мА.

Ортақ эмиттері бар сұлбасындағы тоқтың жіберу коэффициенті

.

Коллектордағы тоқтын шамасы

мА.

Базадағы тоқтың шамасы

мА.

R1 және R2 резисторларының мәні импульстерді қалыптастырушының сипаттамаларының гистерезистік талабымен және кіріс кернеуінің мәнінен шыға анықталады. Қалыптастырушының сенімді жұмыс істеуі үшін кіріс сигналының амплитудасына тең гистерезистін енін таңдаймыз. Онда R1және R2 келесі кезекпен анықталады:

кОм.
кОм.

С1 конденсаторының сыйымдылығының мәнін қажетті запаспен Гц кіріс сигналының ең төмен жиілігін өткізетін талаптарынан шыға анықтаймыз:

Ф.

Е24 қатарымен таңдаймыз:

кОм.
кОм.
Ф.

VD1 және VD2 корғаушы диодтары, сонымен қатар прибордың кірісіне желілік кернеу түсуінен шыға R1 резисторының қуатын таңдаймыз:

Көбірек кіріс кернеуі

В.

Көбірек кіріс тоғы

мА.
Вт.

R1 резисторының жақын жоғарғы стандартты қуатын таңдаймыз:

Вт.

Жоғарырақ кіріс тоғымен, 0,2 А тоғын рұқсат ететін КД521 диодын таңдаймыз.

VT1 транзисторы кез-келген аз қуатты жоғары жиілікті импульстік транзистор таңдалады, мысалы КТ3102А типті транзисторы.