Kaksi sirun taajuusmittaria binäärilukemalla: 16 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:03

käyttämällä kaksitoista valodiodia. Prototyypissä on CD4040 laskurina ja CD4060 aikakannan generaattorina. Signaalin yhdistäminen tapahtuu vastuksen - diodiportin kautta. Tässä käytetyt CMOS -tekniikat mahdollistavat laitteen virran saamisen millä tahansa jännitteellä, joka on alueella 5–15 volttia, mutta suurin taajuus on rajoitettu noin 4 MHz: iin.

4040 on 12 -vaiheinen binäärilaskuri 16 -nastaisessa paketissa. 4060 on neljäntoista vaiheen binäärinen laskuri ja oskillaattori samassa 16 -nastaisessa paketissa. Näiden sirujen 74HC- tai 74HCT -versioita voidaan käyttää korkeammalle taajuusalueelle, mutta syöttöjännitealue on tällöin rajoitettu enintään 5,5 volttiin. Jotta tätä voitaisiin käyttää tyypillisen HAM -lähettimen taajuuden näyttämiseen, tarvitaan jonkinlainen esiskaalain ja esivahvistin. Toivottavasti näistä tulee myöhemmin ohje.

Vaihe 1: Kaksitoista LED -järjestelmää

Aloitin tämän projektin saadakseni yksinkertaisen taajuuslaskurin, joka toimisi mahdollisimman vaivattomasti käyttäen mahdollisimman vähän komponentteja ja NO -ohjelmointia. Päädyin tähän "kahden sirun taajuuslaskurin" muotoiluun, koska sen yksinkertaisuus oli houkutteleva.

Ensimmäinen askel oli johdottaa laskuri ja saada se toimimaan. Pyöristin ylös useita punaisia 3 mm: n ledejä roskakoristani ja erilaisia levyjä ja juotin ne riviin piirilevypalalle - tulos näkyy tässä laskurisirun vieressä. Tämä erityinen ic otettiin eräästä toisesta puolivalmiista projektista, ja toivon hartaasti, että ainakin tämä päättyy. 74HC4040 on parempi valinta, jos aiot rakentaa tämän. Se voi laskea korkeammalle taajuudelle.

Vaihe 2: Rats Nestin käynnistäminen

Se päätettiin rakentaa mahdollisimman pieneksi, joten piirilevyä ei ole. 4040: n johdot katkaistiin ja 100n keraaminen monikerroksinen kondensaattori kytkettiin sen virtalähteisiin. Tämä mahdollistaa sen, että se selviytyy paremmin ESD: stä.

Johdot (CAT-5-kaapelista) juotettiin sitten johtimien kantoihin. Kun toinen puoli oli niin käsitelty, oli aika testata, oliko siru vielä elossa.

Vaihe 3: Testaa 4040

LED ja siru esiteltiin toisilleen, ja nopea tarkistus, virran syöttäminen sirulle ja maadoitettu LEDien yhteinen, antoivat minulle vilkkuvat LEDit, kun sirun kellotuloa kosketettiin sormella - se laski 50 Hz verkko humina.

Yksi LED oli liian kirkas - se sai muut näyttämään liian himmeiltä verrattuna. Se vedettiin häikäilemättömästi ulos ja sitten hellästi syrjään mahdolliseen käyttöön yksin. LEDit ovat herkkiä laitteita ja epäonnistuvat helposti, jos ne ylikuumenevat johtojen jännityksen aikana. Jouduin vaihtamaan noin kolme sarjassa. Jos ostat niitä, muista hankkia muutama ylimääräinen. Jos huijaat niitä, muista hankkia paljon ylimääräistä, koska tarvitset niitä hieman samanlaisina kirkkaudessa.

Vaihe 4: Laskuri - valmis

Kuvassa näkyy valmis laskuri ja näyttö. Siinä on kaksitoista LEDiä, laskurisiru, ohituskondensaattori ja kaksi vastusta. 1K -vastus asettaa näytön kirkkauden. 4,7 K: n vastus yhdistää nollaustulon maahan. Kytkentätappi sen vieressä on kellon tulo.

Vaihe 5: Laskurin kaappi

D -kennon metalliverhous avattiin ja muodostettiin tämän kokoonpanon ympärille. Muovikalvoa käytettiin oikosulkujen estämiseen.

Elokuva näyttää testin laskurista. Se laskee sormeni antamaa 50 Hz: n signaalia.

Vaihe 6: Aikapohja - Osat

Taajuuslaskuri laskee signaalipulssit tunnetun ajan ja näyttää tämän määrän. Laskuri muodostaa puolet taajuuslaskurista. Piiri, joka tuottaa tarkasti tunnetun aikavälin - aikakannan - on toinen osa.

Tämän toiminnon suorittaa CD4040, oskillaattori ja 14 -vaiheinen binaarinen jakaja 18 -nastaisessa paketissa. Jotta se olisi sopiva, kaikkia jakajalähtöjä ei ole tuotu esiin. Päätin 4 MHz: n oskillaattoritaajuudelle - se oli sopivin roskapostissani. Tämä kristallivalinta tarkoittaa, että taajuuden lukema on megahertsin monikerta.

Vaihe 7: Kristallioskillaattori

Aikakannan 4 MHz: n kideoskillaattori on muotoutumassa. Kahden Meg -oskillaattorin tapin päällä on 10 Me -sirun vastus, ja kaksi 10 pf: n kondensaattoria on kiinnitetty piirilevyn romuun yhdessä kiteen kanssa.

Vaihe 8: Oskillaattori - jakaja

Tämä on valmis aikakanta. Punainen johto yhdistää merkittävimmän lähdön (Q13) nollaustuloon. Tämä aiheuttaa lyhyen nollauspulssin näky- mään tässä tapissa kristallin 8192 värinän välein. Seuraavassa lähdössä (Q12) on neliöaalto, ja sitä käytetään laskurin aktivoimiseksi alhaisena ja lukeman näyttämiseksi korkeana.

Minulla ei ole vielä piirikaavioita. Tämä on karkea käsitys siitä, miten taajuuslaskimen pitäisi toimia, ja portointi- ja näyttöjärjestelyt olivat muuttuvassa tilassa, kun yritin löytää minimikomponenttiratkaisun.

Vaihe 9: Aikakannan testaaminen

Sen testaaminen on nyt hyvin prosessi. Täytyy viedä se töihin. Sitten lupaa, että kaveri työskentelee (sitä hän väittää tekevänsä) oskilloskoopin, taivaan, maan ja oluen kanssa mahdollisuuden käyttää sitä. Tämä kolmas on kuitenkin melko turvallinen, koska hän on harvoin poissa sieltä, kun me muut teemme.

Ole sitten nopea, nipistä sisään, kun hän on lounaalla ja testaa piiriä, ja nipistä nopeasti ennen kuin hän tulee takaisin. Muuten minun on ehkä autettava häntä missä tahansa kuopassa, johon hän on joutunut, ja ehkä kaipaan lounasta. Radion käyttö on paljon helpompaa. Halpa, keskiaaltotaskuinen taskuradio, joka oli raivoa ennen kuin uudet mp3 -gadgetit tulivat. Tämä pieni aikakanta luo tiivisteen koko valitsimeen, kun se toimii. Käyttämällä sitä ja muutamaa kennoa pystyin varmistamaan, että aikakanta toimi kolmella solulla ja että se ei toiminut kahdella solulla, mikä osoitti, että vähintään 4,5 volttia tarvitaan taajuuslaskurini laukaisemiseen.

Vaihe 10: Tilaa aikapohjalle

Tämä näyttää laskurin sisällä olevan tilan, joka on varattu aikapiirille.

Vaihe 11: Integrointi

Tämä osoittaa kaksi integroitua piiriä paikoillaan. Diodit ja vastukset toteuttavat niiden välisen "liima" -logiikan, jotta ne toimisivat taajuuslaskurina.

Toinen irrotettava kondensaattori lisättiin aikakannan sirulle. Erottamista ei voi olla liikaa. Aion käyttää tätä tottumaan herkkien vastaanottimien lähelle, joten kaikki melut on vaimennettava läheltä ja estettävä karkaamasta. Tästä syystä kierrätetty tinapaperikaappi.

Vaihe 12: Integrointivaihe 2

Muutin mieleni uudelleen, ja tämän kuvan järjestely on hieman erilainen. Se on pienempi, ja siksi se oli edullinen.

Vaihe 13: Piirikaavio

Nyt kun rakentaminen on melkein valmis, tässä on piirikaavio. Kun lopulta päätin, miten se tehdään, ja laitoin sen paperille, featurismit alkoivat hiipiä sisään. Voisin saada sen toimimaan myös laskurina, kytkimellä ja kahdella lisäkomponentilla. Joten nyt se on laskuri / taajuuslaskuri.

Q13: n lyhyt pulssi nollaa molemmat laskurit. Sitten Q12 on alhainen tietyn ajan (2048 xtal -sykliä) ja tuona aikana saapuva signaali kelloa 4040. Transistori on pois päältä, joten ledit eivät syty. Sitten Q12 nousee korkealle ja signaali ei sitten pääse 4040: n tuloon. Transistori kytkeytyy päälle ja 4040: n lukumäärä näkyy LED -valoissa koko maailman nähtäväksi. Jälleen vuoden 2048 kellojen jälkeen Q12 laskee alhaiseksi, Q13 nousee korkealle ja pysyy siellä, paitsi että se on kytketty molempien laskureiden nollaustuloihin, joten molemmat laskut tyhjennetään, mikä tyhjentää Q13: n tilan ja niin sykli alkaa uudestaan. Jos se asetetaan laskuriksi, 4060 on pysyvästi nollatussa tilassa ja transistori kytketään päälle koko ajan. Kaikki syötteet lasketaan ja näytetään heti. Maksimimäärä on 4095 ja sitten laskuri alkaa nollasta alusta. Tämä zener -diodi on tarkoituksellisesti valmistettu korkeammasta jännitteestä kuin normaali syöttöjännite. Se ei sekoitu normaalikäytössä. Jos kuitenkin käytetään tavallista suurempaa jännitettä, se rajoittaa kahden sirun jännitteen arvoon, jonka he voivat käsitellä. Ja todella korkea jännite saa tuon 470 ohmin vastuksen palamaan ja silti suojaamaan elektroniikkaa - no, useimmat niistä joka tapauksessa. Ainakin näin toivon tapahtuvan, jos tämä asia kytketään suoraan verkkovirtaan.

Vaihe 14: Taajuus / laskukytkin

Pieni kytkin asennettiin kahden tilan valitsemiseksi, saapuvien pulssien tavallinen laskeminen verrattuna niiden laskemiseen tietyn ajanjakson ajan ja taajuuden määrittäminen, ja muut muut siivoukset tehtiin.

Jotkut johdot on peitetty muovilla, jotta ne olisivat lyhyitä (toivottavasti). Jos juotat toisen tinalevyn toisesta D -solusta ylhäältä, laatikko on täydellinen ja suojaa sisäpuolia hajaantuneilta lankapalalta ja juotospalloilta, joita molempia on runsaasti työtasollani.

Vaihe 15: Näkymä takaa

Vaihtoehto taajuus- ja laskutilojen välillä näkyy tässä takanäkymässä.

Vaihe 16: Valmis väline

Tämä on näkymä valmiista instrumentista. LEDit osoittavat taajuuden painotettuna seuraavasti:

2 MHz 1 MHz 500 KHz 250 KHz 125 KHz 62,5 KHz 31,25 KHz 15,625 KHz 7,8125 KHz 3,90625 KHz 1,953125 KHz 0,9765625 KHz Taajuuden lukemiseksi on lisättävä valaistujen ledien painot. Jotkut tiedot virrankulutuksesta: käytetyn kuuden voltin syöttöjännitteellä (neljä AA -kennoa) mitattu virta oli 1 mA laskuritilassa ja 1,25 mA taajuustilassa ilman mitään. Kun näytössä näkyy lukuja (jotkut LED -valot palavat), kulutus nousi noin 5,5 mA: iin laskuritilassa ja 3,5 mA: iin taajuustilassa. Laskuri lopetti laskemisen, jos taajuus nostettiin yli noin 4 MHz: iin. Tämä riippuu hieman käytetyn signaalin amplitudista. Se vaatii täyden CMOS -yhteensopivan tulon, jotta se voi laskea luotettavasti. Jonkinlainen signaalin käsittely on siksi lähes aina tarpeen. Tulon esivahvistin ja esivahvistin laajentavat taajuusaluetta ja lisäävät herkkyyttä. Lisää tästä aiheesta löytyy haettaessa sanoja "kahden sirun taajuuslaskuri" ilman lainausmerkkejä.