Предлагаю для повторения схемы частотомера и пробника для кварцев.
Частотомер собран на PIC -контроллере PIC16F84A и является повторением схем других авторов с моими замечаниями.
Пробник для проверки кварцев был скомбинирован на основе двух схем, одна из которых является классической, другая является авторской схемой но показавшей очень хорошие результаты.
Поскольку на разработку (проверку и доработку) данного устройства, как и на поиск подходящих схематических решений было затрачено некоторое время, считаю целесообразным поделится полученным опытом.
Итак начнем с самого частотомера.
Мной было изучено некоторое количество схем частотомеров на пиках, и в результате выбор остановился на классической схеме на контроллере PIC16F84A.
Первый и можно сказать классический вариант был предложен А.Денисовым (RA3RBE) ,но увы программное обеспечение желало лучшего, так как помимо мерцания индикатора был еще целый ряд недостатков, таких как свечение незначащих разрядов, отсутствие разделительной точки, невозможность выбора времени измерения.
Поэтому была найдена подходящая прошивка, автором которой является Корабельников Евгений Александрович , лишенная упомянутых недостатков.
Единственное на что следует обратить внимание так это на то, что при первом включении частотомера с данной прошивкой он находится в режиме цифровой шкалы (на экране светится буква L ), для входа в режим частотомера нужно нажать обе кнопки и удерживать несколько секунд до появления буквы F в крайнем левом разряде, это признак работы в режиме частотомера, в дальнейшем этот режим будет запомнен и при очередном включении сразу будет включен частотомер.
Впрочем об этом написано на сайте автора, но данный нюанс упоминается вскользь и может быть не замечен.
В данную схему практически не было внесено изменений, за исключением замены микросхемы с К555ИД7 на К555ИД4 (в соответствующем включении), просто под рукой не оказалось ИД7.
Еще, на что следует обратить внимание, так это на то, что данный чатотомер прекрасно работает от напряжения питания вплоть до 2,8 вольта, что позволяет его питать от АКБ мобильных телефонов с напряжением от 3,6 до 4,2 вольта в заряженном состоянии без дополнительных преобразователей. Потребление тока самого частотомера составляет 12 и 15 миллиампер для 3,6 и 4,2 вольта соответственно, что позволяет использовать его без дозарядки очень длительное время даже при интенсивной эксплуатации.
Ну с частотомером пожалуй все, единственное что еще можно упомянуть, так это цепь зарядки самой АКБ.
Она выполнена на микросхеме LTADY (LTH7) применяемой в мобильных телефонах SAMSUNG некоторых моделей, она поддерживает необходимый режим заряда самостоятельно, на ее вход достаточно лишь подать постоянное стабилизированное напряжение 5-6,5 вольт (лучше 5, тепловые потери меньше).
Схема включения приведена на рисунке.
Такую микросхему можно приобрести в специализированных магазинах запчастей к мобильным телефонам. Но выбор способа заряда и типа применяемых батарей остается разумеется за вами.
____________________________________
Теперь остановимся на пробнике для проверки работоспособности кварцевых резонаторов.
Сразу скажу, что такая задача стоит не часто и не у всех, но когда возникает такая необходимость данное устройство будет весьма кстати, да и оно просто в изготовлении и прекрасно уживается в одном корпусе с частотомером, потребляет ток в 5 миллиампер и не требует дополнительной коммутации.
Поскольку кварцевые резонаторы изготавливаются по разным технологиям и их характеристики сильно отличаются как для частотных диапазонов так и от технологии изготовления, то задача построения широкодиапазонного кварцевого генератора для всех типов кварцев оказалась не простой. Кроме того, еще у кварцев есть гармоники, а некоторые из них (гармониковые) вообще рассчитаны на работу на одной из гармоник, это как правило кварцы частоты которых выше 20 мегагерц (создание кварцев на более высокие частоты с использованием основной гармоники сопряжено с технологическими трудностями, так как в этом случае толщина кристалла становится очень малой). более подробно о кварцах могу порекомендовать почитать книгу Альтшуллера Г.Б. "Кварцевые генераторы".
В результате вместо одного широкодиапазонного кварцевого генератора пришлось использовать два и то благодаря схеме Brown F. из журнала Electronics & Wireless World 1984 года, перепечатанную в журнале "Радио" 1985, 7 выпуске, на рисунке ниже.
Данная схема продемонстрировала великолепную живучесть по сравнению с большинством подобных схем гуляющих по интернету, не требовательной к источнику питания, малым потреблением и стабильной генерацией в диапазоне средних и высоких частот.
Другие схемы, такие как на микросхемах К531 или 1533 отличаются как бо'льшим потреблением так и меньшей универсальностью (потребовалось бы еще два типа их включения для кварцев среднего и высокого диапазонов), как и другие схемы, не способные проявить стабильную работу в столь широком диапазоне частот и разнообразия кварцев.
Но и этой схемы оказалось не достаточно для низкочастотных кварцев, таких как часовые (32768 Гц или 16384Гц), поэтому для проверки этих кварцев пришлось использовать еще один генератор как на рисунке ниже.
Он обеспечивает стабильную работу с кварцами до пол мегагерца и чуть выше, и частично перекрывает диапазон работы первого генератора. что интересно, в этом диапазоне перекрытия на первом генераторе кварцы заводятся на более высоких гармониках а на втором на более низких.
В любом случае, если нам нужно проверить целостность кристалла и работоспособность кварцевого резонатора, то этих двух генераторов вполне достаточно для подавляющего большинства кварцев использующихся в бытовой электронной технике.
Если же стоит задача получить стабильную частоту, то это делается уже в конкретной схеме, где этот кварц был или будет применен, и данное устройство для этого не предназначено, да и это не возможно в принципе учитывая особенности самих кварцев и способов их использования (гармоники, термостабилизация, точная подстройка частоты и прочее).
Устройства собраны на монтажных платах, просты в изготовлении и особых навыков не требуют, фото готового устройства приведены ниже.
На нижнем фото видно как гармониковый кварц на 27.410 МГц заводится на основной частоте 9.138 МГц.
И еще, выход генераторов постоянно включен на вход частотомера, при этом не мешают его работе, так как у него более низкоомный вход.
Возможно в будущем сделаю высокоомный входной щуп-формирователь, то-же полезная вещь.
Для того, что бы генератор №2 не самовозбуждался от наведенных помех, введен резистор R5.
Надеюсь эта статья будет вам полезна.
Если есть вопросы, пишите в комментариях, после проверки на спам все комментарии будут опубликованы, не обещаю только моментальность этих публикаций и ответов.
Всем удачи.
__________________________
На случай неработоспособности ссылок, прикрепляю файл прошивки в HEX формате - KEA3B.HEX
И архив с указанными в тексте WEB страничками со схемами - Частотомеры.
Частотомер собран на PIC -контроллере PIC16F84A и является повторением схем других авторов с моими замечаниями.
Пробник для проверки кварцев был скомбинирован на основе двух схем, одна из которых является классической, другая является авторской схемой но показавшей очень хорошие результаты.
Поскольку на разработку (проверку и доработку) данного устройства, как и на поиск подходящих схематических решений было затрачено некоторое время, считаю целесообразным поделится полученным опытом.
Итак начнем с самого частотомера.
Мной было изучено некоторое количество схем частотомеров на пиках, и в результате выбор остановился на классической схеме на контроллере PIC16F84A.
Первый и можно сказать классический вариант был предложен А.Денисовым (RA3RBE) ,но увы программное обеспечение желало лучшего, так как помимо мерцания индикатора был еще целый ряд недостатков, таких как свечение незначащих разрядов, отсутствие разделительной точки, невозможность выбора времени измерения.
Поэтому была найдена подходящая прошивка, автором которой является Корабельников Евгений Александрович , лишенная упомянутых недостатков.
Единственное на что следует обратить внимание так это на то, что при первом включении частотомера с данной прошивкой он находится в режиме цифровой шкалы (на экране светится буква L ), для входа в режим частотомера нужно нажать обе кнопки и удерживать несколько секунд до появления буквы F в крайнем левом разряде, это признак работы в режиме частотомера, в дальнейшем этот режим будет запомнен и при очередном включении сразу будет включен частотомер.
Впрочем об этом написано на сайте автора, но данный нюанс упоминается вскользь и может быть не замечен.
В данную схему практически не было внесено изменений, за исключением замены микросхемы с К555ИД7 на К555ИД4 (в соответствующем включении), просто под рукой не оказалось ИД7.
Еще, на что следует обратить внимание, так это на то, что данный чатотомер прекрасно работает от напряжения питания вплоть до 2,8 вольта, что позволяет его питать от АКБ мобильных телефонов с напряжением от 3,6 до 4,2 вольта в заряженном состоянии без дополнительных преобразователей. Потребление тока самого частотомера составляет 12 и 15 миллиампер для 3,6 и 4,2 вольта соответственно, что позволяет использовать его без дозарядки очень длительное время даже при интенсивной эксплуатации.
Ну с частотомером пожалуй все, единственное что еще можно упомянуть, так это цепь зарядки самой АКБ.
Она выполнена на микросхеме LTADY (LTH7) применяемой в мобильных телефонах SAMSUNG некоторых моделей, она поддерживает необходимый режим заряда самостоятельно, на ее вход достаточно лишь подать постоянное стабилизированное напряжение 5-6,5 вольт (лучше 5, тепловые потери меньше).
Схема включения приведена на рисунке.
____________________________________
Теперь остановимся на пробнике для проверки работоспособности кварцевых резонаторов.
Сразу скажу, что такая задача стоит не часто и не у всех, но когда возникает такая необходимость данное устройство будет весьма кстати, да и оно просто в изготовлении и прекрасно уживается в одном корпусе с частотомером, потребляет ток в 5 миллиампер и не требует дополнительной коммутации.
Поскольку кварцевые резонаторы изготавливаются по разным технологиям и их характеристики сильно отличаются как для частотных диапазонов так и от технологии изготовления, то задача построения широкодиапазонного кварцевого генератора для всех типов кварцев оказалась не простой. Кроме того, еще у кварцев есть гармоники, а некоторые из них (гармониковые) вообще рассчитаны на работу на одной из гармоник, это как правило кварцы частоты которых выше 20 мегагерц (создание кварцев на более высокие частоты с использованием основной гармоники сопряжено с технологическими трудностями, так как в этом случае толщина кристалла становится очень малой). более подробно о кварцах могу порекомендовать почитать книгу Альтшуллера Г.Б. "Кварцевые генераторы".
В результате вместо одного широкодиапазонного кварцевого генератора пришлось использовать два и то благодаря схеме Brown F. из журнала Electronics & Wireless World 1984 года, перепечатанную в журнале "Радио" 1985, 7 выпуске, на рисунке ниже.
Другие схемы, такие как на микросхемах К531 или 1533 отличаются как бо'льшим потреблением так и меньшей универсальностью (потребовалось бы еще два типа их включения для кварцев среднего и высокого диапазонов), как и другие схемы, не способные проявить стабильную работу в столь широком диапазоне частот и разнообразия кварцев.
Но и этой схемы оказалось не достаточно для низкочастотных кварцев, таких как часовые (32768 Гц или 16384Гц), поэтому для проверки этих кварцев пришлось использовать еще один генератор как на рисунке ниже.
В любом случае, если нам нужно проверить целостность кристалла и работоспособность кварцевого резонатора, то этих двух генераторов вполне достаточно для подавляющего большинства кварцев использующихся в бытовой электронной технике.
Если же стоит задача получить стабильную частоту, то это делается уже в конкретной схеме, где этот кварц был или будет применен, и данное устройство для этого не предназначено, да и это не возможно в принципе учитывая особенности самих кварцев и способов их использования (гармоники, термостабилизация, точная подстройка частоты и прочее).
Устройства собраны на монтажных платах, просты в изготовлении и особых навыков не требуют, фото готового устройства приведены ниже.
На нижнем фото видно как гармониковый кварц на 27.410 МГц заводится на основной частоте 9.138 МГц.
И еще, выход генераторов постоянно включен на вход частотомера, при этом не мешают его работе, так как у него более низкоомный вход.
Возможно в будущем сделаю высокоомный входной щуп-формирователь, то-же полезная вещь.
Для того, что бы генератор №2 не самовозбуждался от наведенных помех, введен резистор R5.
Надеюсь эта статья будет вам полезна.
Если есть вопросы, пишите в комментариях, после проверки на спам все комментарии будут опубликованы, не обещаю только моментальность этих публикаций и ответов.
Всем удачи.
__________________________
На случай неработоспособности ссылок, прикрепляю файл прошивки в HEX формате - KEA3B.HEX
И архив с указанными в тексте WEB страничками со схемами - Частотомеры.
4 комментария:
Статья хорошая , но много вопросов, как например узнать что кварц гармониковый , если надпись стерта или нечитаемая ?, нельзя ли использовать провода с "крокодилами"? да, и хотелось бы полную схему для повторения,с прошивками и с разводкой ..., так как очень заинтересовался, буду очень признателен
А что узнавать?
Если он завелся на основной гармонике, то другие можно посчитать умножив или разделив на 2,3,4 и т.д.
Конечно, чем дальше нужная гармоника от основной, тем меньше шансов его на ней завести.
Кроме того, в случае запуска кварца на гармониках, ставятся дополнительные резонансные цепи, для предотвращения запуска кварца на основной частоте.
Крокодилы и длинные провода в любых резонансных системах не желательны, и чем выше частота, тем это актуальнее, дополнительная индуктивность в цепи вредна.
Ссылки на частотомер и прошивки со схемой, даны в ссылках статьи и в приложении в конце, там все есть.
какой индикатор применен в вашем частотомере? (АЛС 318 слишком маленький)
Схема для кварцев диапазона кГц работает без нареканий, подтверждаю. R5 нужен обязательно, иначе постоянный возбуд на частоте 280-300кГц. Подобную схему сначала нашёл на одном форуме, тем номиналы кондёров кварца были 22пФ, а резисторы соответственно 100кОм и 10МОм. Поскольку всё работало и так, то менять на указанные в схеме выше не видел смысла. У меня в схеме чётко заводятся кварцы до 1000кГц. С часовыми кварцами небольшая задержка примерно 1 секунда прежде чем на частотомере появляется значение рабочей частоты кварца и загорается светодиод идникации, которым дополнена схема на случай если под рукой нет частотомера.
Отправить комментарий
*Перед публикацией комментарии просматриваются администратором.