Все детали частотомера, включая и светодиодные индикаторы, смонтированы на одной макетно-печатной плате, обрезанной по внутренним размерам футляра. Частотомер получается прозрачный, - видны все его внутренности, а так же, и светодиодные индикаторы. А из внешних деталей. -только два разъема, - один для подключения входного кабеля, а другой для источника питания.


Роль последнего исполняет 9-11-вольтовый источник питания. Дизайн конечно спорный, но на полке заваленной платами, проводами и радиодеталями выглядит вполне гармонично.

Ну а теперь о самом объекте внимания, - частотомер низкочастотный, пятиразрядный, предназначенный для измерения частоты до 100 кГц («99999 Гц»), Чувствительность входа не хуже 0,1V, а величина максимального входного напряжения, которое прибор выдерживает без повреждения, 100V.

Частотомер сделан по медленной схеме (чередуются время индикации и время измерения). Протяженность одного цикла - 2 сек. (1-сек. - измерение, 1 - сек. - индикация). Во время измерения индикаторы гасятся, поэтому, при работе частотомера индикаторы мигают с частотой 0,5 Гц.

Как устроен простой частотомер.

Всего шесть микросхем К176. Входной усилитель - формирователь, он же, входной ключ, выполнен на транзисторах VT1 и VT2. Работает следующим образом. Входной сигнал, частоту которого нужно измерить, поступает на разъем Х1 (используется видеогнездо «Азия»). Резистор R1 и встречно-параллельно включенные диоды VD1 и VD2 образуют ограничитель входного напряжения.

Далее следует разделительный конденсатор С1 и каскад предварительного усиления на VT1. Усиленное переменное напряжение через разделительный конденсатор С2 поступает на формирователь импульсов, выполненный на транзисторе VT2, представляющий собой электронный ключ.

Ключ на VT2 работает тогда, когда через резистор R5 на коллектор VT2 поступает постоянное напряжение питания. В этом случае, на коллекторе образуются импульсы логического уровня, которые поступают на пятиразрядный десятичный счетчик на микросхемах D2-D6.

Чтобы прервать поступление входных импульсов на вход этого счетчика, нужно подать на коллектор VT2 через резистор R5 напряжение логического нуля. Коэффициент усиления ключа резко снизится и напряжение импульсов на его коллекторе не будет больше уровня логического нуля. Счетчик на такие импульсы реагировать не будет.

Узел управления частотомером сделан на микросхеме D1 - К176ИЕ5. Эта микросхема (если кто не знает) представляет собой генератор импульсов для электронных часов. По типовой схеме, кварцевый мультивибратор микросхемы должен вырабатывать импульсы частотой 32768 Гц, которые потом делятся в счетчике микросхемы для получения секундных импульсов (1 Гц) и набора управляющих.

Управляющие импульсы здесь не нужны, а выход секундных импульсов (вывод 5) служит для управления частотомером. Происходит это так: когда на выводе 5 D1 присутствует логический ноль, коллектор VT2 находится под низким потенциалом и импульсы на вход счетчика D2 не пропускает В это же время, транзистор VT3 открыт и пропускает ток через семисегментные индикаторы Н1-Н5. Происходит индикация.

С наступлением положительного полупериода закрывается транзистор VT3 (индикаторы гаснут), происходит обнуление счетчиков D2-D6 коротким импульсом, сформированным цепью C4-R6-VD3 и открывается формирователь импульсов на VT2, который теперь пропускает импульсы на вход D2.. Начинается измерение.

Таким образом, получается, что измерение происходит полсекунды и индикация, так же, полсекунды. Но в этом случае, показания частотомера будут занижены в два раза. Чтобы этого не происходило, нужно сделать так. чтобы генератор на D1 давал на выводе 5 импульсы частотой не 1 Гц, а 0,5Гц.

Сделать это можно понизив частоту задающего мультивибратора микросхемы D1, использовав в нем вместо отечественного кварца на 32768 Гц импортный часовой на 16384 Гц (как в китайских электронных часах). Теперь все частоты на выходах D1 будут занижены в два раза, следовательно. на выводе 5 будет 0,5 Гц, и показания прибора будут реальными.

Рис.2
Все детали прибора расположены на макетной печатной плате, обрезанной по размерам 97x97 мм (так, чтобы плата плотно, но без перекоса, вставлялась в корпус) Используется макетная плата заводского изготовления, - такое решето с двухсторонними круглыми печатными площадками и металлизированными отверстиями, расположенными через каждые 2,5мм. Эти платы сейчас часто бывают в продаже в магазинах радиодеталей.

Сначала на плате располагают цифровые индикаторы, затем микросхемы, а после -остальные детали. Монтаж ведется перемычками и монтажными проводками (используется провод от телефонного кабеля), согласно принципиальной схеме Примерное расположение основных деталей на плате показано на рисунке 2.

Вместо индикаторов АЛС333Б1 можно без каких-то изменений в схеме использовать АЛС321Б1 или АЛС324Б1. Другие индикаторы обладают другой цоколевкой, но ее несложно определить, если «прозвонить» индикатор «батарейкой» на 9V с последовательно включенным резистором 1 кОм.

Рис.3
Индикаторы с общим катодом использовать не желательно, так как выходные токи логической единицы у микросхем К176ИЕ4 ниже, чем токи логических нулей Поэтому, индикаторы с общим катодом будут светиться хуже. Но можно использовать и их. Это потребует переделки ключа на VT3 (нужно коммутировать на общий минус) и все выводы 6 D2-D6 нужно отключить от плюса питания и подключить на минус.

Можно даже отказаться от ключа на VT3, сделав так, чтобы индикаторы вообще не гасились. А чтобы определять наступил ли конец измерения, можно сделать ключик со светодиодом, зажигающимся когда на выводе 5 D1 единица (светодиод погас, - измерение завершено).

Микросхему К176ИЕ5 можно заменить микросхемой К176ИЕ12 (рисунок 3). Для микросхем К176ИЕ4 замены нет. Налаживвние требуется только усилительному каскаду на транзисторе VT1. Нужно подобрать R2 так, чтобы на его коллекторе было около 2,5V.

Если генератор микросхемы D1 не будет запускаться, нужно подобрать сопротивление резистора R8

При выборе кварцевого резонатора «от часов» нужно взять именно тот, который на частоту 16384 Гц.

Питаться прибор может от любого источника постоянного тока напряжением 8-12V, допускающего ток до 350 mА. При подключении к разъему Х2 нужно помнить о том, что у одних источников на центральный контакт штекера выведен минус, а у других - плюс.