Период времени, суммарная ширина импульса, суммарный измеритель емкости

Период времени и частота — два наиболее важных параметра, связанных с волной, будь то аналоговая или цифровая. Принимая во внимание, что частота — это количество полных циклов волны, происходящих за определенный промежуток времени (обычно секунда), с другой стороны, период времени — это продолжительность, в течение которой достигается полный цикл волны. Математически это соотношение можно выразить как T = 1/f, где T — период времени, а f — частота волны.

Для измерения частоты волны широко используются осциллографы и в настоящее время цифровые частотомеры. Но иногда выгоднее измерить другой параметр, т.е. период времени, а не частота. На практике измерения частоты в очень низкочастотном диапазоне могут дать ошибочный результат. Более того, while измеряя ширину импульса, мы должны определить длительность импульса во временной шкале, а не в количестве в секунду, т.е. частоте.

Измерение периода времени — это процесс, обратный измерению частоты. В то время как при измерении частоты сигналу неизвестной частоты разрешено проходить через GATE в течение определенного периода времени (скажем, секунды), с другой стороны, при измерении периода времени необходимо, чтобы GATE оставался открытым в течение всего периода времени неизвестного сигнала. В течение этого интервала времени сигнал известного периода времени (мы называем его сигналом «Временная база») отправляет количество полных циклов на другую сторону ВОРОТ, где счетчик событий подсчитывает количество циклов, достигших другой стороны, и отображает результат в цифровом виде. Число, отображаемое счетчиком событий, умноженное на период времени базового сигнала, представляет собой период времени неизвестного сигнала. Чтобы получить эффективный результат, базовый период времени должен быть значительно короче неизвестного периода. Обычно оно находится в диапазоне микросекунд или миллисекунд.

Измерение ширины импульса применимо только к цифровому сигналу. Это расширенное применение измерения периода времени, которое требует определенной модификации схемы измерения периода времени. Позвольте мне сначала сосредоточить обсуждение на измерении периода времени аналогового сигнала.

МЕТОДОЛОГИЯ (измерение периода времени)

В настоящее время цифровая техника обычно используется для измерения периода времени аналогового сигнала. Сигнал, период времени которого необходимо измерить, может иметь любую форму и амплитуду и поэтому не может быть измерен правильно. Итак, его амплитуду сначала доводят до фиксированного уровня путем усиления или ослабления. Затем форма волны возводится в квадрат с помощью триггера Шмитта для преобразования ее в цифровой (TTL) сигнал. В результате получается серия TTL-импульсов прямоугольной или прямоугольной формы. Период времени (время отметки + время паузы) остается таким же, как и в исходном аналоговом сигнале. Таким образом, разница во времени между любыми двумя последовательными импульсами и есть желаемый период времени аналогового сигнала.

Базовая система измерения временных интервалов

Базовая система для измерения периода времени, то есть интервала времени между двумя последовательными импульсами, исходящими из возведенного в квадрат входящего сигнала, описывается с помощью блок-схемы, показанной на рисунке 1 ниже.

Предположим, что выход Qy «счетчика-декодера управления GATE» изначально находится в высоком состоянии. Поскольку он подключен к входу CE (активный низкий уровень) счетчика, входящие импульсы сигнала блокируются для продвижения счетчика. Таким образом, счетчик остается в состоянии ожидания, а все остальные выходы счетчика (включая Qx) имеют логический 0. Поскольку Qx подает один вход GATE, который представляет собой вентиль И с двумя входами, GATE отключен, и никакой сигнал не может достичь его выходной стороны. Теперь, как только на счетчик подается импульс RESET, Q0 мгновенно переходит в высокий уровень, а все остальные выходы счетчика переходят в низкий уровень. Поскольку состояние Qy теперь меняется на логический 0, вход CE счетчика становится активным и позволяет импульсам входного сигнала последовательно переводить счетчик от Q0 к Qy.

Пока счетчик переходит от Q0 к Qy, каждый из его выходных выводов переходит в состояние логической 1 и остается в этом состоянии до тех пор, пока следующий (последовательный) импульс не переместит счетчик на один шаг. Таким образом, выходы будут последовательно оставаться в состоянии логической 1 в течение периода времени, равного периоду времени входного сигнала. В этом процессе, когда Qx становится высоким, вход «GATE», связанный с Qx, повышается до логической 1. Затем GATE выводит импульсы временной развертки, подаваемые на другой его вход. См. рисунок 2 для лучшего понимания. Процесс останавливается, когда следующий импульс опережает счетчик от Qx. Общее количество импульсов, которым уже разрешено достичь другой стороны ВОРОТ, подсчитывается счетчиком событий и отображает результат в цифровом виде с помощью 7-сегментных дисплеев LED. Отображаемое число if, умноженное на длительность каждого импульса временной развертки (микросекунда, миллисекунда и т. д.), дает нам период времени входного сигнала. Счетчик продолжает увеличиваться с каждым импульсом, поступающим на его тактовый вход, пока Qy не станет логической единицей. Как только Qy станет высоким, счетчик снова перейдет в состояние ожидания. Весь процесс будет повторен if на счетчик подается еще один импульс RESET.

Модификация системы для измерения ширины импульса

Теперь давайте сосредоточим наше обсуждение на том, как можно использовать схему измерения периода времени для измерения ширины импульса цифрового (TTL) сигнала. Поскольку Период времени = Время отметки + Пространственное время. продолжительность желаемого сильного импульса (т. е. отметки) может быть if, мы могли бы вычесть длительность «SPACE» из периода времени. Для достижения этой цели необходимо изменить базовую системную технику, используемую для измерения периода времени. Модифицированная система обозначена на блок-схеме, представленной на рис.3 ниже.

В модифицированной системе вместо двух входов GATE имеет три входа. Третий используется для отделения MARK (высокого импульса) части волны TTL. Здесь функция GATE зависит не только от логического состояния Qx, но и от мгновенного состояния (MARK или SPACE) входного сигнала. Теперь GATE будет позволять импульсам временной развертки проходить через него тогда и только тогда, когда выход счетчика Qx, а также мгновенное состояние входного сигнала находятся в состоянии логической 1. Это условие выполняется только во время интервала MARK входного сигнала. Таким образом, импульсы временной развертки, которые могут достичь выхода GATE, являются мерой большой ширины импульса, то есть MARK.

Блок-схема измерителя периода времени и ширины импульса

Теперь объединим уже обсужденные блоки, чтобы получить блок-схему проекта в целом. Согласно названию проекта, проект может измерять как период времени, так и ширину импульса в одной единице. Объединенная блок-схема показана на рис. 4 ниже.

Два однополюсных двухпозиционных переключателя используются для выбора любого из двух режимов. Селектор входов switch SW1 используется для выбора либо прямого цифрового (TTL) сигнала, либо аналогового сигнала, преобразованного в форму TTL. Селектор режима switch SW3 выбирает активную систему измерения периода времени или ширины импульса. Генератор прямоугольных импульсов, управляемый кристаллом, действует как генератор сигналов временной развертки. Его частота составляет 1 МГц и выдает импульсы с разверткой 1 мксек. Выходной сигнал снова делится на три декадных счетчика, соединенных последовательно, для создания импульсов развертки 10 мксек, 100 мксек и 1000 мксек соответственно. Селектор временной развертки switch SW2 можно использовать для выбора подходящей развертки, чтобы получить эффективные счетные выходные импульсы для конкретного входного сигнала. Счетчик событий запускает счетчик управления GATE, отправляя на счетчик импульс сброса и одновременно сбрасывая 4 цифровых дисплея на «0000». Затем он инициирует новый подсчет, включив свои внутренние 4 цифровых счетчика. Они считают и отображают результат в цифровом виде на четырех 7-сегментных дисплеях.

Описание схемы

Позвольте мне теперь объяснить практическую схему достижения желаемой цели. Вся схема разделена на три блока-

ГЛАВНЫЙ блок

Счетчик СОБЫТИЙ (раздел подсчета и отображения импульсов)

Источник сигнала TTL

Основной блок

На рис. 5 показана схема основного блока. ГЛАВНЫЙ блок состоит из 4 блоков.

Усилитель входного сигнала и квадратор

Счетчик управления GATE,

ВОРОТА и

Генератор временной базы.

.. Опишу блоки по порядку. Сначала генератор временной базы.

Генератор временной развертки

Импульсы основной временной развертки генерируются TTL-генератором с кварцевым управлением. Два вентиля (A1 B1 Y1 и A2 B2 Y2) микросхемы IC1 (74LS00), которая представляет собой четырехвходовой вентиль И-НЕ с двумя входами, работают как «ИНВЕРТОР» путем соединения их отдельных входных выводов (контакты 1,2 и 4,5) вместе. Упомянутые вентили И-НЕ соединены последовательно и смещены линейно, действуя как усилители, с помощью резисторов обратной связи R1 и amp; R2 соответственно подключен от выхода (Yx) к входам (Ax, Bx). Вместе они обеспечивают сдвиг фазы на 360 градусов по пути обратной связи, идущему от выхода (вывод 6) ко входам (выводы 1,2) микросхемы через кристалл. Таким образом, если критерии колебаний соблюдены, возникают колебания, и выходная частота равна резонансной частоте кристалла, которая в данном случае case составляет 1 МГц. Конденсатор C1 просто блокирует постоянный ток на пути усиления. Выход генератора буферизуется двумя оставшимися вентилями (A4 B4 Y4 и A3 B3 Y3) микросхемы, соединенными последовательно. Буферизованные импульсы временной развертки доступны на выводе 8 микросхемы. Период времени импульсов Master Time Base составляет 1 мксек. Чтобы получить другие временные развертки, выходные данные основной временной базы делятся последовательно на три «деленные на 10 счетчиков (IC2, IC3 и IC4)», чтобы получить временные развертки 10 мксек, 100 мксек и 1000 мксек. Декодер декадного счетчика CD4017 сконфигурирован для выполнения функции деления. Эти временные развертки, то есть 1 мксек, 10 мксек, 100 мксек и 1000 мксек, доступны через switch 5,6,7 и 8 соответственно из DIP switch SW2.

Входной усилитель и квадратор

Транзистор Q1 настроен на работу в качестве усилителя напряжения CE для усиления напряжения аналогового сигнала. Сигнал, период времени которого необходимо измерить, подается на базу транзистора Q1 через переменный резистор VR1 и блокирующий конденсатор C1 по постоянному току. Переменный резистор VR1 выполняет роль «Аттенюатора» и используется для управления амплитудой входного сигнала перед подачей его на базу транзистора Q1. Резисторы R4 и R5 используются для смещения базы делителя напряжения Q1. Конденсатор C4 используется для обхода эмиттерного резистора R7 для сигнала переменного тока. R6 — коллекторный резистор, на котором формируется усиленный сигнал. Усиленный сигнал подается на входные контакты 12 и 13 микросхемы IC5 (CD4093), которая представляет собой счетверенный логический элемент И-НЕ с триггером Шмитта. Конденсатор С3 используется в качестве блокирующего конденсатора постоянного тока. Транзисторный усилитель Q1 используется для повышения напряжения сигнала до уровня, необходимого для ИС триггера Шмитта. Уровень при измерении оказался около 1,3В. среднеквадратичное значение. Усилителю необходимо среднеквадратичное напряжение 15 мВ (приблизительно) на базе для создания необходимого выходного напряжения.

CD4093 (IC5) состоит из четырех вентилей И-НЕ с 2 входами и триггером Шмитта. Как уже указывалось выше, усиленный (и инвертированный) аналоговый сигнал, период времени которого необходимо измерить, подается на входные контакты (12 и 13) вентиля (A4 B4 Y4) ИС. Там сигнал преобразуется в форму сигнала TTL с помощью триггера Шмитта. Он также снова инвертируется функцией NAND затвора. Таким образом, поскольку входной сигнал прошел двойную инверсию: сначала транзистором, а затем логическим элементом И-НЕ, выходной сигнал на выводе 11 IC5 представляет собой цифровую (TTL) форму исходного аналогового входного сигнала.

Ворота и усилитель; Счетчик управления воротами

Принимая во внимание, что четырехканальный вход И вентиль IC7(7408) настроен на работу в качестве GATE, IC6(CD4017) используется для управления работой GATE. IC6 представляет собой микросхему десятичного счетчика/декодера и обеспечивает 10 отдельных декодированных выходов (от 0 до 9) на выходах от Q0 до Q9. Счетчик увеличивается, когда тактовые импульсы подаются на вывод 14 (т.е. вход CLK) микросхемы, при условии, что его вход CE (вывод 13) находится в состоянии логического 0.

Теперь предположим, что выход Q9 микросхемы IC6 находится в состоянии высокого логического уровня. Поскольку вход CE (активный вход с низким уровнем) этой микросхемы привязан к Q9, логическое состояние CE также находится на высоком уровне. Таким образом, IC6 не может продолжать счет, а остается в состоянии ожидания. Теперь if импульс СБРОС подается от СЧЕТЧИКА СОБЫТИЙ на вход RST (сброс) микросхемы (вывод 15), счетчик немедленно сбрасывается, и все его выходы, кроме Q0, становятся низкими. Q0 переходит в состояние высокого логического уровня. Q9 и, следовательно, вход CE микросхемы теперь находятся в состоянии низкого логического уровня. Следовательно, счетчик начинает считать тактовые импульсы, поступающие либо с вывода 11 микросхемы IC5, либо с цифрового (TTL) источника. Выбор зависит от настройки селектора switch Sw1. .

По мере продолжения счета каждый из выходов IC6 последовательно становится высоким и остается в этом высоком состоянии в течение продолжительности, равной периоду времени входящего сигнала, поскольку разница во времени между двумя последовательными тактовыми импульсами входящего сигнала равна его периоду времени. В этом процессе, когда Q9 снова становится высоким, счетчик прекращает счет и возвращается в состояние ожидания. Он будет оставаться в этом состоянии до тех пор, пока СЧЕТЧИК СОБЫТИЙ снова не отправит импульс сброса для сброса IC6, тогда весь процесс повторится еще раз.

Ворота

Выше уже указано, что IC7 настроен на работу в качестве GATE. 2 вентиля IC7 (A1 B1 Y1 и A2 B2 Y2) соединены последовательно. Вместе они образуют 3-входовой вентиль И. Этот логический элемент И функционирует как «ВОРОТ», обозначенный на блок-схемах (см. раздел методологии). Во время цикла счета IC6, описанного выше, когда Q1 становится высоким, он переводит вывод 1 (A1) IC7 в высокое состояние. На другой вход GATE, вывод 2 (B1), подаются импульсы временной развертки через switch из DIP switch SW2. В зависимости от настройки switch развертка времени 1 мксек/10 мксек/100 мксек или 1000 мксек подключается к входу B1 шлюза GATE. Логическое состояние B2, третьего входа GATE, зависит от настройки switch SW3. Когда он перемещается на сторону «Период времени», IC7 становится логическим элементом И с двумя входами, поскольку вывод 5 IC7 подтягивается к +5 В с помощью switch. Напротив, когда он установлен на сторону ширины импульса, вывод 5 становится свободным и превращает GATE в логический элемент И с 3 входами. Входящие тактовые импульсы теперь подаются и на этот вывод через SW3.

Когда GATE работает как логический элемент И с двумя входами, переместив SW3 в положение «Сторона периода времени», GATE позволяет выбранным импульсам временной развертки достигать своего выхода, то есть контакта 7 IC7, до тех пор, пока выход IC6 (контакт 2) остается высоким, то есть в течение периода времени входящего сигнала. Импульсы поступают в счетчик событий (контакт 1, IC12) для подсчета и отображения.

Измерение ширины импульса.

Если switch SW3 переведен в положение «Ширина импульса», контакт 5 IC7 подключается к импульсам входного сигнала через switch SW1, как указано выше. Таким образом, «импульсам временной развертки» будет разрешено проходить на выход GATE (контакт 7 IC7) только в течение периода «MARK» входящего сигнала, как объяснялось ранее в разделе «Методология». Таким образом, количество импульсов, которые будут подсчитаны счетчиком событий в этом case, будет представлять собой «ширину импульса» входящего сигнала

СЧЕТЧИК СОБЫТИЙ (раздел подсчета и отображения импульсов)

На рис. 6 показана схема СЧЕТЧИКА СОБЫТИЙ. Для правильной индикации измеренного временного интервала (периода времени или ширины импульса) необходимо правильно подсчитать импульсы временной развертки, выходящие из GATE (IC7) основного блока. Для достижения этой цели 4-значный счетчик событий создается с использованием дискретных цифровых микросхем и 7-сегментных дисплеев. Счетчик может считать и отображать до 9999 импульсов. В зависимости от единицы измерения времени, выбранной в ГЛАВНОЙ единице измерения (с помощью SW2), это соответствует от 9999 микросекунд до 9999 миллисекунд или 9,9 секунд.

Описание схемы счетчика событий

Четыре декадных счетчика КМОП и 7-сегментные драйверы LED соединены последовательно, образуя 4-значный десятичный счетчик. Для этой цели используется цифровая КМОП-ИС CD 4033. Последовательность импульсов, выходящая из GATE (т. е. через вывод 6 IC7), подается на вывод 1 (вход CLK) IC12 (4033). Его выходы управляют дисплеем-4 (7-сегментным дисплеем LED). Если на выводе 2 (вход CE) IC 12 установлен логический 0, каждый импульс от IC7 увеличивает счетчик на 1. Логическое состояние вывода 2 зависит от напряжения коллектора транзистора Q2, которое снова зависит от выходного логического состояния нестабильного мультиплексора, построенного на основе IC8 (555). Период времени нестабильности регулируется комбинацией резисторов R11, R12 и конденсатора С5. Он генерирует асимметричные прямоугольные волны с T high намного больше, чем T low.

Всякий раз, когда контакт 3 (выход) IC8 переходит в высокое состояние (логическая 1), он выполняет две функции. Во-первых, высокий импульс сбрасывает все декадные счетчики (IC9-IC12) СЧЕТЧИКА СОБЫТИЙ и счетчик управления воротами IC (IC6) основного блока. Сброс осуществляется через конденсатор С6. Во-вторых, он переводит коллектор транзистора Q1 в состояние логического 0. Транзистор Q1 будет оставаться в этом состоянии до тех пор, пока на выходе IC8 будет высокий уровень (приблизительно в течение 6 секунд). Таким образом, логическое состояние входа CE (контакт 2) IC12 также будет перетаскиваться и оставаться в состоянии логического 0 в течение того же времени. Теперь IC12 и три других счетчика (IC11, IC10 и IC,9), соединенные последовательно, начинают считать импульсы, подаваемые на вход контакта 1 (CLK) микросхемы IC12. Импульсы подаются с вывода 6 микросхемы IC7. После завершения состояния T high на IC8 Q1 возвращается в свое нормальное состояние, перетаскивая вход CE IC 12 в состояние высокого логического уровня, запрещая дальнейший счет. Количество импульсов, подсчитанных на данный момент, будет отображаться в виде 4-значного десятичного числа на четырех 7-сегментных дисплеях следующим образом. Единицы на дисплее-4, десятки на дисплее-3, сотни на дисплее-2 и тысячи на дисплее-1 соответственно..

Отображение будет оставаться стабильным до тех пор, пока IC8 снова не сбросит счетчики дисплея и IC6. Затем от основного блока поступала новая серия импульсов для нового подсчета и отображения. Процесс будет повторяться до тех пор, пока к схеме подключен источник питания и имеется входной сигнал.

Период времени нестабильного мультивибратора, построенного на основе IC8, должен быть таким, чтобы он позволял подавать на IC6 не менее 5 импульсов входного сигнала, чтобы получить стабильное отображение для удобного просмотра.

Источник сигнала TTL

Для облегчения тестирования проекта разработан источник цифрового сигнала (TTL). Соответствующая схема показана на рис. 7B. Таймер 555 настроен на работу в качестве нестабильного мультивибратора. Два переключаемых набора сопротивлений используются для создания двух разных периодов времени с помощью конденсатора С12. В то время как первый набор содержит комбинацию R28 и (R27+VR2), второй набор включает R30, R31 и VR3 в качестве цепи определения частоты. VR2 и VR3 представляют собой два многооборотных подстроечных потенциометра. Выбор первого или второго набора осуществляется четырьмя способами: DIP switch SW4. Выходную частоту и, следовательно, период времени можно изменять, изменяя VR2 или VR3, какой из них выбран. Путем точной регулировки потенциометров можно заставить один комплект производить период времени, в 10 раз превышающий период времени, производимый другим.

Источник сигнала TTL, показанный на рис. 7B, также может использоваться для оценки неизвестного конденсатора. В нестабильном мультивибраторе, построенном на микросхеме таймера 555, конденсатор «C» связан с «T» (общий период времени), а резисторы (RA, RB) по формуле -

C=T x 1,44/(RA+ 2RB).

Здесь if RA(R27) и RB(R28+VR2) выбраны как 10K и 2,2K соответственно, член 1,44 исчезает из формулы, и формула упрощается до

C(пФ)=T(мксек) x 100 .

Аналогично if Комбинация R30 и R31+VR3 равна 10K и 2,2 K соответственно, формула получается:

C(пФ)=T(мксек) x 10.

Итак, используя соответствующую формулу (которая зависит от настройки SW4), мы можем измерить емкость конденсатора, просто считывая период времени с дисплея.

Синхронизация

Таймер можно синхронизировать с выходом IC8. Для этого выход IC8 (вывод 3) необходимо соединить с базой транзистора Q4 через конденсатор C13. Q4 обычно остается ВЫКЛЮЧЕННЫМ. Таким образом, вход RESET микросхемы IC13 остается в состоянии логической 1, позволяя таймеру колебаться самостоятельно. Как только выход IC8 становится высоким, он посылает высокий импульс на базу Q4, включая транзистор на короткое время. Напряжение его коллектора падает, чтобы сбросить таймер IC13. Во время измерения конденсатора большой емкости (скажем, 500 мкФ) этот сброс необходим для отображения стабильного правильного значения емкости.

Создание и тестирование

Прототип проекта собирается и тестируется на двух отдельных макетах микросхем: одна для блока счетчика событий, а другая для основного блока. Источник сигнала ТТЛ смонтирован на отдельной макетной плате. Альтернативно, он может быть построен на платах IC Vero общего назначения или на специально разработанной плате PCB, созданной для этого конкретного проекта. При построении необходимо внимательно помнить один момент, что землю усилителя (аналоговую землю) необходимо возвращать отдельно к земле питания, иначе схема может начать работать со сбоями. Генератор фазового сдвига, показанный на рис. 7A, может быть сконструирован так, чтобы действовать как источник аналогового сигнала.

Тестирование СЧЕТЧИКА СОБЫТИЙ (раздел «Подсчет импульсов и отображение»)

Подключите к цепи источник питания +5 В. Включите питание. LED 4 должен немедленно начать мигать. Подключите небольшой провод к контакту 1 (сигнальный вход) IC12 (4033). Подключите другой конец провода к земле. На четырех дисплеях теперь должно отображаться «0000». Теперь отсоедините провод от массы. Последние два дисплея (тысячи и сотни) должны continue показывать «00», как и раньше, но два других дисплея (единицы и десятки) должны продолжать считать непрерывно, показывая двузначное случайное число.

Тестирование ОСНОВНОГО блока

Чтобы протестировать это устройство, нам необходим хорошо работающий СЧЕТЧИК СОБЫТИЙ. Выполните все соединения между СЧЕТЧИКОМ СОБЫТИЙ и ГЛАВНЫМ блоком. Выходная линия импульса RESET от соединения R16 и C6 в СЧЕТЧИКЕ СОБЫТИЙ должна быть подключена к соединению R9 и контакта 15 IC6 в основном блоке. Контакт 6 IC7 (выход последовательности импульсов). должен быть подключен к контакту 1 микросхемы 12.

Подключите питание +5 В к обеим секциям. Светящийся светодиод 1 указывает на хорошую работу кварцевого генератора развертки. Теперь сдвиньте switch SW1 в сторону «TTL», а SW3 в сторону «Период времени». Затем сдвиньте switch 5 переключателя SW2 в положение ВКЛ. Подключите перемычку от входа TTL к выходу CY IC4 (CD4017). На дисплее теперь должно отображаться «1000» и мигающий символ LED 3. Поскольку он мигает очень резко, вам, возможно, придется обратить на это внимание очень внимательно. Мигание LED 3 указывает на правильное функционирование счетчика УПРАВЛЕНИЯ ВОРОТАМИ (IC6) и amp; СЧЕТЧИК СОБЫТИЙ. Индикация «1000» указывает на правильное функционирование генератора временной развертки и трехвходового «GATE», построенного на базе IC7.

Тестирование источника сигнала TTL

Замените C12 конденсатором емкостью 1 мкФ. Переведите switch 3 и 4 переключателя SW4 в положение ВКЛ. Подключите питание +5 В к устройству. LED 5 должен немедленно начать мигать. Теперь подключите выход TTL, выходящий из IC13 (контакт 3), к входу TTL основного блока. Переведите switch 8 переключателя SW2 в положение ON, чтобы выбрать временную развертку = 1000 мксек. Теперь на дисплее должно отображаться значение, близкое к 1000.

Корректировки VR2 и VR3

Подключите конденсатор известной емкости (скажем, 820 пФ) вместо C12. Измените C5 на 10 мкФ. Переведите switch 3 и 4 переключателя SW4 в положение «ВКЛ», if еще не выполнено. Выберите временную развертку = 1 мксек, сдвинув switch 5 переключателя SW2 в положение «ВКЛ», а все остальные — в положение «ВЫКЛ». На дисплее теперь должно отображаться значение, близкое к 0082, что означает 82*10*1 пФ или 820 пФ. Если отображение отличается, осторожно отрегулируйте VR3, чтобы на дисплее отображалось 0082

Теперь замените C12 другим конденсатором известной емкости (скажем, 100 кпФ). Включите switch 1 и 2 переключателя SW4 и switch 3 и 4 ВЫКЛ. Выберите временную развертку = 10 мксек, переместив switch 5 переключателя SW2 в положение ВКЛ. На дисплее должно появиться значение, близкое к 100, что означает 100*100*10 пФ или 100 кпФ. Настройте VR2, требуется if, чтобы получить правильное отображение.

. В этих случаях синхронизация не обязательна. Таким образом, базу Q4 можно оставить плавающей.

Приложения

Помимо измерения периода времени и ширины импульса неизвестного сигнала, схема лучше всего подходит для проверки работоспособности генератора или мультивибратора.

Определение рабочего цикла

Измеряя период времени и ширину импульса цифрового сигнала, мы можем легко рассчитать еще один важный параметр цифровой волны — рабочий цикл. Рабочий цикл «D» цифрового сигнала выражается формулой:

D= (длительность импульса)/(период времени).

Тестирование конденсаторов

Как указывалось ранее, источник сигнала TTL можно использовать для оценки неизвестного конденсатора. Однако ассортимент ограничен. Его можно использовать для измерения значения емкости if, оно находится в диапазоне от 10 пФ до 1000 мкФ. Чтобы показать значение, превышающее 100 мкФ, C5 необходимо соответствующим образом увеличить. Для отображения результата счетчику потребуется больше времени. Увеличив C5 до 100 мкФ, можно проверить значение емкости более 500 мкФ. Выход IC8 должен быть подключен к C13 для синхронизации функции IC13.

Для стабильного отображения необходимо выбрать временную развертку 10, 100 или 1000 мксек, в зависимости от того, что подходит, чтобы уместить число в пределах 4 цифр. Отображаемое значение после умножения на 10 или 100, в зависимости от настройки переключателя SW4 источника TTL, необходимо умножить еще на 10, 100 или 1000 в зависимости от выбора временной развертки, чтобы получить значение конденсатора в пФ.

Чтобы измерить конденсатор, выполните следующие действия.

Подключите неизвестный конденсатор в место С12. Включите switch 3 и 4 переключателя SW4 для конденсаторов, находящихся в диапазоне пФ или КпФ. С другой стороны, переключатели 1 и 2 следует использовать в диапазоне мкФ. На дисплее должно сразу появиться случайное число. Подождите, пока LED 4 не мигнет еще раз. На дисплее теперь должно отображаться стабильное число. Последние две цифры (десятки и единицы) могут показывать изменяющееся значение после каждого мигания LED 4, что является нормальным. Умножьте отображаемое число на используемую временную развертку, чтобы получить значение емкости конденсатора в пикофарадах (пФ). Например, if switch 3& 4 включены, выбрана временная развертка 10 мксек, на дисплее отображается 470, емкость конденсатора 47 000 пФ или 47 кпФ.

Блуждающая емкость создает проблему при измерении значения емкости ниже 100 пФ. Однако конденсатор меньшего номинала (скажем, 20 пФ) можно измерить с помощью другого конденсатора (скажем, 820 пФ). Сначала замените C12 конденсатором емкостью 820 пФ. Обратите внимание на число, отображаемое на дисплее (скажем, 82). Теперь подключите неизвестный конденсатор (скажем, 20 пФ) параллельно к 820 пФ. 20 пФ параллельно с 820 пФ должны давать значение 84.

Аруп Кумар Сен, бывший технический директор II Института Бозе, Калькутта