На сайте 100500 рефератов в 150 категориях	Искать реферат
Рефераты на 5 с плюсом С нашим сайтом написать реферат проще простого

Цифровой частотомер-хронометр для учебных опытов по физике

Категория: Педагогика

версия для печати

Страница: [1] [2] [3]

Пользуясь схемой, представленной на рис. 2, и формулой (1), можно составить таблицу значений количественных показателей частотомера для всех возможных поддиапазонов измерения.

Положение переключателя S1 1 2 3 4 Мая

децимальный точку индицирует светодиод HL1 HL2 HL3 HL4 —

Частота меток времени, f0 0,1 Гц 1 Гц 10 Гц 100 Гц 1 кГц

Продолжительностьсчета (время измерения), x0394 t 10 с 1 с 0,1 с 0,01 с 0,001 с

Максимальное значение частоты, которое можно измерить, Fmax 0,9999 9,999 99,99 999,9 9999

Цена единицы младшего разряда 0,1 Гц 1 Гц 10 Гц 100 Гц 1 кГц

Для каждого из пяти поддиапазонов хронометра должен выполняться соотношение: N = f0 (Гц) x0394tmax ©, где N = 9999, f0 (Гц)- Частота меток времени, выраженная в герцах, x0394tmax © — максимальная длительность измеряемого интервала времени, выраженная в секундах. Из этого соотношения определяем:

x0394 tmax © = N/f0 (Гц) = 9999/f0 (Гц) (2)

Пользуясь схемой, представленной на рис. 3, и формуле (2), можно составить таблицу значений количественных показателей хронометра длявсех возможных поддиапазонов измерения:

Положение переключателя S1 1 2 3 4 мая

децимальный точку индицирует светодиод HL1 HL2 HL3 HL4 —

Частота меток времени, f0 10 кГц 1 кГц 100 Гц 10 Гц 1 Гц

Максимальная длительность измеряемого интервала времени,

x0394tmax 0,9999 c 9,999 c 99,99 c 999,9 c 9999 c

Цена единицы младшегоразряда 0,0001 c 0,001 c 0,01 c 0,1 c 1 c

3) Формовочный устройство и ключ с триггерным управлением. Принципиальную электрическую схему формовочного устройства и ключа с триггерным управлением представлен на рис. 4. В статье [4] описано принцип работы этих узлов.

Может принимать значения 0,1 Гц, 1 Гц, 10 Гц, 100 Гц, 1000 Гц.

При прохожденииодного из импульсов триггер DD17.1 переходит в единичное состояние (диаграмма б) и сигналом логической единицы на прямом выходе (вывод 5) открывает электронный ключ DD18.1. Начиная с этого момента времени, импульсы напряжения измеряемой частоты проходят через ключ и инвертор DD18.2 и поступают на вход С1 счетчика импульсов DD1 (вывод 14).

В моментпрохождения фронта следующего импульса триггер DD17.1 возвращается в предыдущий нулевое состояние и сигналом логической единицы на инверсном выходе (вывод 6) переводит триггер DD17.2 в единичное состояние (диаграмма в). В свою очередь триггер DD17.2 уровнем логического нуля на инверсном выходе (вывод 8) блокирует вход устройства автоматики от действия меток времени, а уровнемлогической единицы на прямом выходе (вывод 9) запускает ожидаемый мультивибратор, собранный на транзисторе VT1. Электронный ключ DD18.1 закрывается уровнем логического нуля на прямом выходе триггера DD17.1. Начинается индикация количества импульсов в пакете, представленном на вход счетчика импульсов.

С появлением уровня логической единицы на прямом выходетриггера DD17.2 (вывод 9) через резистор R5 начинает заряжаться конденсатор C3, отчего увеличивается напряжение на базе транзистора VT1 (диаграмма г). Как только она достигнет значения примерно равного 0,6 В, транзистор открывается, и напряжение на его коллекторе уменьшается почти до нуля (диаграмма д). При этом на выходе элемента DD18.5 возникает сигнал логическойединицы, который, действуя на входы R0 микросхем счетчика, осуществляет его сброс в нулевое состояние. Одновременно сигнал логического нуля, который появляется на выводе 11 инвертора DD18.4 (диаграмма е), переключает триггер DD17.2 и ожидаемый мультивибратор в исходное состояние. Конденсатор C3 быстро разряжается через диод VD2 и микросхему DD17.2.

С появлением на входетриггера DD17.1 следующего импульса образцовой частоты начинается новый цикл работы прибора. Опять происходит Счет импульсов, за ней индикация, за индикацией — сброс. Ниже перечислены процессы будут повторяться.

В режимах счета количества импульсов или измерения длительности временных интервалов, когда переключатель рода работы S2а находится соответственнов положениях 2 и 3, на входе S триггера DD17.1 действует сигнал логического нуля, он блокирует триггер от воздействия на него импульсов образцовой частоты, которые поступают на вход С. На прямом выходе триггера (вывод 5) действует сигнал логической единицы, который поддерживает электронный ключ DD18.1 в открытом состоянии. Через открытый ключ в первом случае до счетчика будут передаватьсяперечисляемых импульсы со входа * S1, во втором случае — метки времени от ключа с триггерным управлением. Сброс счетчика при таких измерениях осуществляется вручную — нажатием на кнопку S4 «сброс».

Устройство автоматики монтируется на плате вместе с кварцевым генератором и делителем частоты, о чем пойдет речь ниже.

4) Кварцевыйгенератор с делителем частоты. Схема кварцевого генератора и делителя частоты аналогична описанной в статье [4]. Разница только в том, что в схеме этой конструкции увеличено на два разряда делитель частоты. Эти дополнительные разряды формируют отметки времени с частотами 1Гц и 0,1 Гц.

5) Счетчик импульсов, устройство индикации и блок питанияприбора ничем не отличаются от аналогичных узлов секундомера [4].

Литература

Электронные измерения / Под. ред. В.Н. Малиновского .- М.: Энергоиздат, 1982 .- С. 217-237.

Лавриненко В.Ю. Справочник по полупроводниковым приборам .- К.: Техника, 1980 .- С. 391-457.

Страница: [1] [2] [3]

версия для печати