Цифровая шкала на 176-ой серии с ФАПЧ

[cuneum]

Представляю миниатюрную цифровую шкалу на КМОП и 176 серии, для применения в приёмниках и трансиверах прямого преобразования и различных генераторах. ЦШ, в том числе может выступать и простым частотомером.

Данная цифровая шакала - частотомер, выполнена единым моноблоком и предназначена для контроля частоты сигнала в диапазоне до 9999.9кГц и стабилизации частоты ГПД с формированием сетки частот 100 или 50 Гц. Основана на высокостабильном кварцевом генераторе ГК19-П (часовом) частотой 50Гц и +/-5ррм, что упростило конструкцию. Генератор встречается в видеомагнитофоне ВМ-12 на плате часов-таймера.


ЦШ выполнена из трёх функционально независимых узлов: управления, счетчика и индикации. Все узлы выполнены на отдельных платах, соединяемых меж собой межплатными разъёмами и проводами, в конструктив типа «стойка».


Шкала имеет выход ФАПЧ и выход опорного сигнала схемы ФАПЧ для иных нужд во внешних цепях (например для внешнего детектора ФАПЧ на плате одного ГПД , или нескольких ).
К недостаткам шкалы можно отнести наличие мерцания с выбранной частотой обновления. Шкала не предназначена для работы в схемах с ПЧ.




Параметры прибора.


Питание - от 9,5В до 18В (до 12.8В в исполнении без радиатора)
Ток потребления - до 150мА.
Разрешение счёта - 100Гц.

Максимальная отображаемая частота - 9999.9 КГц.

Предельная частота входного сигнала - 12.5МГц.

Частота обновления показаний - 3, 6, 12, 25 выборок в секунду. (выбирается при изготовлении).

Сетка частот ФАПЧ - 100 или 50Гц ( выбирается при изготовлении).

Уровень выходного сигнала Fопор. - уровень КМОП 9В.
Уровень выходного сигнала ФАПЧ - уровень КМОП 9В.
Минимальный уровень входного сигнала по входу FIN - 1В амп.
Максимальный уровень входного сигнала по входу FIN - 4В амп. для синуса, меандр 9В.
Входное сопротивление по входу FIN - 50кОм при 100Гц, при част. 10мГц не менее 600Ом.

Входная ёмкость по входу FIN - не более 25пФ.

Размер (ШВГ) 68мм х 40мм х 35мм.




Схема, плата и описание в архиве: ЦШ176.ZIP



В схеме реализованы возможности выбора частоты обновления и шага сетки ФАПЧ, варианты приведены в таблице на листе принципиальной схемы. При необходимости плата индикации может быть заменена на другую, а подключение осуществлено гибким шлейфом. В этом случае, на плате счётчика (средняя в пакете) монтируется вилка, а на шлейф розетка. Годны индикаторы с высокой яркостью при низком токе сегмента. Подбор индикаторов по яркости осуществляется при стабильном токе 2..3 мА. Автор не подбирал индикаторы (что было то и впаял) и разница свечения видна на фото. Наиболее выгодны в этой схеме индикаторы красного, синего и жёлтого свечения с более низким пороговым напряжением.

Исполнение на КМОП логике позволило получить довольно низкий уровень помех, как излучаемых, так и по цепям питания.

[cuneum]

В схеме применена достаточно редкая ныне микросхема КР1561ЛИ2 (4081), а что делать если её нет и не предвидится в ближайшей перспективе?

Не внося изменений в плату можно запустить ЦШ в режиме 25 выб./с, при этом схема ФАПЧ будет работать с шагом 100Гц. Для реализации этого придётся сделать несколько перемычек на плате, четыре пайкой и одну изолированным проводом со стороны фольги. Где и как показано на чертеже ниже.


Режим 25 выб/с отличен тем, что ток потребления снижается в двое яркость же падает на 25..30%, но при этом шкала мерцает с частотой 25Гц (менее заметно на ярких инд.) и частая выборка приводит к "дребезгу" последнего и предпоследнего разряда счёта на сигналах с плохой фазовой стабильностью частоты, что может делать последний разряд "не читаемым".

[serge22]

... КР1561ЛИ2 (4081), а что делать если её нет и не предвидится...

Ну это не большая беда. Всегда можно заменить на ла7 + лн1. Даже печатку переделывать не придется.

[cuneum]

Всегда можно заменить на ла7 + лн1.

Возможно вы не в курсе, что "ЛА", это элемент И-НЕ, а "ЛИ" элемент "И", и уж точно не ведаете того, что 561ЛН1, это стробируемый инвертор. Так, что мысль интересная, но далёкая от электроники. Такая замена мало того, что добавит один корпус микросхем, но ещё и потребует переработать печать.

Касательно переделки из поста #2
Забыл упомянуть, что ёмкость конденсатора С5, придётся увеличить до 100..150пФ, а погрешность счёта на частотах выше 5МГц возрастёт на 200..300Гц, показания будут занижены.

[serge22]

Да, у меня описка. Конечно, лн2, а не лн1.
Остальное без комментариев.

[cuneum]

Сделал очень короткое видео о режиме работы шкалы 3 отсчёта в секунду. Для того чтоб было понятно, как она отображает в динамике. Частоты на входе нет, потому светят нули. Разность свечения, результат отсутствия подбора индикаторов для линейки.
https://disk.yandex.ru/i/NQjQU69WJlv1gg

Увеличение емкости конденсатора по входу FIN до 100нФ позволит использовать шкалу, как частотомер от 100Гц до 10МГц.

[cuneum]

Изменение печатной платы модуля управления, для работы в устройствах с удвоением частоты. Ниже печатка в формате LAY6 и PDF.