Двухдиапазонный частотомер на Altera MAX II

Радиолюбителю и электронщику вряд ли придётся объяснять, зачем нужен частотомер. На столе лежит отладочная плата с чипом EPM240T100C5 и её звёздный час настал: пора уже сделать на ней серьёзный проект. Но для начинающих.

В общих чертах

За основу я взял проект частотомера с Марсохода.ру и переделал под купленную в чайной стране плату. Переработки были таковы:

  • входные делители сделаны на T-триггерах (схема визуально проще, делает то же самое);
  • переключатель диапазонов измерений выполнен для кнопки без фиксации (её не нужно удерживать или заморачиваться с перемычкой);
  • выходные цепи переделаны под индикаторы с общим катодом (у меня были трёхразрядные E30361-L-O-8-W);
  • удалены входные индикаторы (чтобы не добавлять светодиоды), добавлена индикация десятичной точки (за мегагерцами/килогерцами) и режима измерения (для килогерцев горит последняя точка);
  • вместо тестового генератора используется счётчик-делитель опорной частоты (проще менять значение на выходе).

Если лень разбираться, а нужен результат — он упакован в архив, осталось залить в свой камень. Занимает 155 логических элементов из 240, использует 19 ножек из 80.

Измеряет эта версия частоты от 1 до 999,999 КГц и от 1 КГц до 25 МГц (показывает и 50, а теоретически должен до 200, но проверить было нечем).

Индикаторы распаяны на одну из гребёнок в два ряда через разъём: в одном — катоды, в другом — сегменты (соединённые между двумя индикаторами попарно: A-A, B-B и т.д.). Катоды каждого разряда распаяны от младшего к старшему на ножки: 88, 90, 92, 96, 98, 100. Сегменты A-B-C-D-E-F-G распаяны на ножки: 99-97-95-91-89-87-85. На ножки 83 и 81 распаяны сегменты точек правого и левого индикаторов. В Pin Planner должно быть понятнее.

Вход — на 55-й ноге, кнопка — на 54-й (и к земле). Тестовая частота 12,5 КГц — на 75-й.

И ещё. Амплитуда сигнала должна быть достаточной, чтобы переключить входной триггер. Если нужно будет измерить слабые колебания, скажем, где-нибудь в звуковых трактах, придётся сделать предварительный усилитель, чтобы догнать амплитуду на входе хотя бы до 1,5-2 В (вообще расчёт был на 3,3-вольтовую логику).

Подробности с комментариями

Тем, кто захочет разобраться, расскажу подробнее об отдельных фрагментах схемы. Начнём от входа.

Входной контакт определён по стандарту 3,3 В с триггером Шмитта. С него сигнал поступает на каскад из трёх счётных триггеров, соответственно, частота делится на 2^3=8. Далее используются оба сигнала: входной — для килогерцового диапазона, через делитель — для мегагерцового. Выбор входа осуществляет мультиплексор, управляемый с отдельного контакта.

Входной контакт также определён как 3,3 В с триггером Шмитта и подтянут к положительной шине для устранения помех. Чтобы переключить счётный триггер, нужно прижать вход к нулю. Хорошо бы кнопкой, но временно можно и проводом.

Кроме того, сигнал переключения mod_selector используется и для изменения периода измерений, об этом дальше.

На отладочной плате имеется активный кварцевый генератор на 50 МГц.

Он заведён на 12-й контакт микросхемы и в проекте используется как опорный для счёта. Далее он делится для получения счётного периода в 8 мс (учитывая входной делитель на 8 получаем 1 мс или 1 КГц) и 1 с (в обоход делителя, 1 Гц).

Первый счётчик делит сигнал на 50000, т.е. до 1000 Гц или 1 мс. Второй — на 8 (2^3), третий — ещё на 125. Выходы со второго и третьего счётчиков выбираются мультиплексором по сигналу mod_selector. Для измерения в мегагерцовом диапазоне период берётся 8 мс, килогерцовом — 1 с (1×8=8 мс, 8×125=1000 мс =1 с).

Поскольку индикаторы — с общим катодом, работать они будут, когда на общие катоды придёт логический ноль. Для этого импульсы с дешифратора инвертированы. Импульсы сегментов — прямые, подключены прямо к выходам на сегменты. Десятичная точка должна загораться, когда дешифратор пробегает четвёртый разяд; для этого задействован неинвертированный выход дешифратора mid[3]. Точка индикации режима измерений должна гореть, когда включен килогерцовый диапазон, а дешифратор пробегает младший разряд; для этого через элемент «И» проходят сигналы переключения и неинвертированный mid[0] с дешифратора.

Чтобы проверить работоспособность конструкции, на отдельную ножку выведен выход с делителя опорной частоты.

На 75-м контакте частотомер должен показывать 50 МГц / 4000 = 12,5 КГц.

Пожалуй, всё. Удачных экспериментов!


Protected by Copyscape Online Plagiarism Test
Вы не можете высказаться или оставить ссылку здесь...

Обсуждение закрыто.

Powered by WordPress | Thanks to NewWpThemes | Александр Божок