ЦИФРОВАЯ ШКАЛА И ЭЛЕКТРОННЫЕ ЧАСЫ

Устройство может использоваться с трансивером, частота которого определяется частотами трех генераторов. Принцип работы шкалы состоит в поочередном счете частот опорного F3, плавного F2 и диапазонного F1 генераторов в реверсивном счетчике за строго определенные периоды времени.

Рассмотрим в качестве примера широко, распространенный вариант выбора частот гетеродинов, использованный в трансивере UW3D1: частота F3 составляет 500 кГц, частота F2 изменяется в диапазоне 6,5- 6 МГц, частота F1, в зависимости от диапазона, лежит в пределах от 8 до 23 МГц. При этом выходная частота F составляет: F=F1+F2+F3- для диапазонов 28, 21 и 14 МГц и F=F1-F2-F3-для диапазонов 7 и 3,5 МГц. Именно поэтому, коль скоро частоты F2 и F3 должны вычитаться из частоты F1 на низкочастотных диапазонах, и необходим реверсивный счетчик. Схема цифровой шкалы приведена на рис. 1. Сигналы частот Fl, F2, F3 через контакты Б29, А22, А28 поступают на усилители-ограничители, собранные на транзисторах V6-V8.

рис. 1

С коллекторов транзисторов V6- V8 усиленные и ограниченные сигналы поступают через ключевые элементы D3.1, D3.2. D4.2 на входы реверсивного счетчика, собранного на микросхемах D7-D11. Частота Fl, которая может превышать допустимую для микросхем К155ИЕ6, предварительно делится на два триггером D1.

Ключевые элементы D3.1, D3.2. D4.2 управляются сигналами распределителя, собранного на микросхемах D2. D5 и D6, и потенциалами, поступающими с одной из плат переключателя диапазонов трансивера SI.

Временная диаграмма работы распределителя приведена на рис. 2. На вход 1 микросхемы D2 через контакт ные тактовые импульсы с частотой Б4 поступают короткие отрицатель-100 Гц (с делителя электронных часов, описываемых ниже). Делитель частоты на 5, входящий в состав этой микросхемы, формирует на своих выходах 9, 8, 11 последовательности импульсов б, в, г, показанных на рис. 2. Из этих импульсов на выходах элементов D5.2, D4.4, D5.3 формируются положительные импульсы, управляющие прохождением информации через каскады устройства.

рис. 2

Импульс с выхода D4.4, поступая на входы R микросхем D7-D11, устанавливает все разряды реверсивного счетчика на нуль. Затем импульс с выхода 8 микросхемы D2, поступая на вход 2 элемента <И" микросхемы D3.2, разрешает прохождение сигнала с частотой F112 на вход прямого счета 5 микросхемы D11. Так как длительность импульса составляет 20 нс, в счетчике D7-D11 записывается число, соответствующее частоте F1. Цена младшего разряда (записанного в микросхеме D11) составляет 100 Гц, цифра единиц мегагерц записывается в микросхеме D7, цифра десятков мегагерц теряется.

Импульс длительностью 10 мс с выхода 11 микросхемы D2, поступая на вход 13 элемента D3.1, разрешает прохождение сигнала с частотой F2 на один из входов счетчика. На какой из входов счетчика - прямого или обратного счета - поступит этот сигнал, определяет потенциал, поступающий с переключателя S1 через контакты Б27 и А27. На диапазонах 7 и 3,5 МГц резистор RI обеспечивает потенциал логической единицы на входе 2 элемента D4.2, в результате чего сигнал с частотой F2 поступает с выхода 3 этого элемента на вход 4 (обратного счета) микросхемы D11. В счетчике D7-D11 записывается число, соответствующее разности частот Fl и F2. На диапазонах 28-14 МГц на входе 2 элемента D4.2 потенциал логического нуля, а на входе 5 элемента D3.2- логической единицы, в результате чего сигнал с частотой F2 проходит на вход 5 (прямого счета), и в счетчике записывается число, соответствующее сумме частот F1 и F2.

Импульс с выхода элемента D5.3 пропускает на один из входов счетчика в течение 10 мс сигнал с частотой F3, которая суммируется с ранее подсчитанными частотами или вычитается из них так же, как и частота F2, в зависимости от положения переключателя S1.

Короткий положительный импульс с выхода элемента D5.2 поступает на входы записи информации триггеров выходного регистра памяти D12- D15, и число, соответствующее выходной частоте, переписывается из счетчика в триггеры регистра, после чего цикл измерений повторяется. Использование выходного регистра памяти позволяет исключить индикацию процесса счета, вызывающую мерцание цифр, и увеличить частоту обновления выходной информации шкалы до 20 раз в секунду.

Выходные сигналы с регистров памяти поступают на соответствующие входы платы формирователя цифр на экране дисплея (см. Радио, 1977, № 5, с. 17). Однако вместо индикации на экране возможна индикация, например, газоразрядными индикаторными лампами, управляемыми от выходов регистра через дешифраторы (см. "Радио", 1976, № 3, с 36).

Цифра десятков мегагерц измеряемой частоты определяется положением переключателя S1. В положениях 21 МГц или 28 МГц на выходах 1, 4, 8 (контакты А 23, Б27). соответствующих 16-и (крайней левой) цифре дисплея, появляется потенциал логического нуля, а на выходе 2 (контакт А27) - логической единицы, в результате чего индицируется цифра 2. В положении 14 МГц логическая единица есть лишь на выходе 1 (Б27), и индицируется цифра 1. На низкочастотных диапазонах на всех выходах, соответствующих 16-й цифре, присутствует логическая единица, и эта цифра гаснет.

Управление индикацией цифры десятков мегагерц от переключателя диапазонов позволяет уменьшить число разрядов счетчика и обеспечить гашение цифры на низкочастотных диапазонах.

Цена индицируемой цифры младшего разряда составляет 1 кГц (цифра сотен герц не индицируется). Это связано с тем, что при подсчете каждой из частот (F1, F2, F3) возможна ошибка в единицу счета, что дает максимальную ошибку 300 Гц. Так как соотношение фаз сигналов частот F1, F2 и F3 случайно, случайна и ошибка. В результате цифра сотен герц при ее индикации будет изменяться 20 раз в секунду, что практически не позволит ее использовать. Увеличить точность цифровой шкалы до 100 Гц можно лишь при увеличении числа разрядов счетчика до шести и снижения частоты тактовых импульсов в десять раз.

Элементы цифровой шкалы размещены на двусторонней печатной плате с размерами 105Х130 мм, соответствующими размерам платы формирователя цифр при использовании в нем микросхем серии К 133. Расположение проводников и деталей показано на рис. 3 (штриховые линии соответствуют проводникам той стороны. на которой установлены детали). На плате имеется свободное место, .которое при желании можно использовать для установки микросхемы дополнительного, шестого разряда выходного регистра D16.

Размеры печатной платы позволяют использовать все микросхемы серии К155 за исключением D12-D15 (К133ТМ7) и D1 (K1TK301 или К1ТК311). Однако микросхемы К133ТМ7 могут быть заменены на К133ТМ5, а при увеличении размеров платы-также на К155ТМ7 или К155ТМ5.

Если способ формирования выходной частоты трансивера отличается от примененной в UW3DI, может потребоваться некоторое изменение схемы включения ключевых элементов.

Цифровую шкалу можно использовать и с трансивером, частота которого определяется частотами двух генераторов. При этом коллектор транзистора неиспользуемого усилителя-ограничителя соединяют с общим проводом.

Налаживания цифровая шкала не требует.

(РАДИО № 9, 1977 г., с.19-22)