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Compteurs et diviseurs de fréquence. Radio - pour les débutants
Annuaire / Radio - pour les débutants Les compteurs d'impulsions sont des composants indispensables des montres électroniques, des microcalculateurs, des fréquencemètres et de nombreux autres instruments et appareils de technologie numérique. Ils sont basés sur des déclencheurs avec une entrée de comptage. Selon la logique d'action et le but fonctionnel, les compteurs d'impulsions sont divisés en compteurs numériques et diviseurs de fréquence. Les premiers d'entre eux sont généralement appelés simplement compteurs. Le compteur d'impulsions à un chiffre le plus simple peut être une bascule JK et une bascule D fonctionnant en mode comptage. Il compte les impulsions d'entrée modulo 2 - chaque impulsion fait passer le déclencheur à l'état opposé. Un déclencheur compte jusqu'à deux, deux connectés en série comptent jusqu'à quatre, n bascules comptent jusqu'à 2n impulsions. Le résultat du comptage est généré dans un code donné, qui peut être stocké dans la mémoire du compteur ou être lu par un autre appareil décodeur numérique. Sur la fig. 1a montre un schéma d'un compteur d'impulsions binaire à trois chiffres construit sur une bascule K155TB1 JK.
Montez un tel compteur sur une planche à pain et connectez des indicateurs LED (ou transistor - avec une lampe à incandescence) aux sorties directes des déclencheurs, comme vous l'avez fait auparavant. Appliquer du générateur de test à l'entrée Dès le premier déclenchement du compteur, une série d'impulsions avec un taux de répétition de 1 ... 2 Hz et, à l'aide des signaux lumineux des indicateurs, tracer des graphiques de fonctionnement du compteur. Si au moment initial tous les déclencheurs du compteur étaient à l'état zéro (vous pouvez régler le bouton "Set 1" SB0 en appliquant une tension de bas niveau à l'entrée R des déclencheurs), alors par la décroissance du première impulsion (Fig. 1, b), le déclencheur DD1 passera à un seul état, un niveau de tension élevé apparaîtra à sa sortie directe (Fig. 1, c). La deuxième impulsion fera passer le déclencheur DD1 à l'état zéro et le déclencheur DD2-B passera à un seul état (Fig. 45, d). Au déclin de la troisième impulsion, les déclencheurs DD1 et DD2 seront dans un seul état, et le déclencheur DD3 sera toujours à zéro. La quatrième impulsion commutera les deux premiers déclencheurs à l'état zéro et le troisième à l'état simple (Fig. 1e). La huitième impulsion fera passer tous les déclencheurs à l'état zéro. Au déclin de la neuvième impulsion d'entrée, le cycle suivant du compteur d'impulsions à trois chiffres commencera. En étudiant les graphiques, il est facile de voir que chaque chiffre supérieur du compteur diffère du chiffre inférieur par deux fois le nombre d'impulsions de comptage. Ainsi, la période des impulsions à la sortie du premier déclencheur est 2 fois supérieure à la période des impulsions d'entrée, à la sortie du deuxième déclencheur - 4 fois, à la sortie du troisième déclencheur - 8 fois. Dans le langage de la technologie numérique, un tel compteur fonctionne dans le code de poids 1-2-4. Ici, le terme "poids" fait référence à la quantité d'informations reçues par le compteur après avoir mis ses déclencheurs à zéro. Dans les appareils et instruments de technologie numérique, les compteurs d'impulsions à quatre chiffres fonctionnant dans le code de poids 1-2-4-8 sont les plus largement utilisés. Les diviseurs de fréquence comptent les impulsions d'entrée jusqu'à un certain état spécifié par le coefficient de comptage, puis forment le signal de commutation de déclenchement et l'état zéro, recommencent à compter les impulsions d'entrée jusqu'au coefficient de comptage spécifié, etc. Pour un exemple sur la fig. 2 montre le schéma et les graphiques du diviseur avec un facteur de comptage de 5, construit sur des bascules JK.
Ici, vous avez un compteur binaire à trois chiffres complété par un élément logique 2D-NOT DD4.1, qui définit le facteur de comptage 5. Cela se passe comme ça. Avec les quatre premières impulsions d'entrée (après avoir mis les déclencheurs à zéro avec le bouton SB1 "Set 0"), l'appareil fonctionne comme un compteur d'impulsions binaires normal. Dans le même temps, un niveau de tension bas fonctionne sur une ou les deux entrées de l'élément DD4.1, de sorte que l'élément est dans un seul état. Au déclin de la cinquième impulsion, un niveau de tension élevé apparaît à la sortie directe des premier et troisième déclencheurs, et donc aux deux entrées de l'élément DD4.1, faisant passer cet élément logique à l'état zéro. A ce moment, une courte impulsion de niveau bas est formée à sa sortie, qui est transmise à travers la diode VD1 à l'entrée R de toutes les bascules et les commute à l'état zéro initial. A partir de ce moment, le cycle suivant du compteur commence. La résistance R1 et la diode VD1, introduites dans ce compteur, sont nécessaires pour éviter que la sortie de l'élément DD4.1 ne court-circuite sur un fil commun. Vous pouvez vérifier le fonctionnement d'un tel diviseur de fréquence en appliquant des impulsions à l'entrée C de son premier déclencheur, en suivant à une fréquence de 1 ... 2 Hz, et en connectant un indicateur lumineux à la sortie du déclencheur DD3. En pratique, les fonctions de compteurs d'impulsions et de diviseurs de fréquence sont assurées par des microcircuits spécialement conçus avec un haut degré d'intégration. Dans la série K155, par exemple, ce sont les compteurs K155IE1, K155IE2, K155IE4, etc. Dans le développement de la radio amateur, les microcircuits K155IE1 et K155IE2 sont les plus largement utilisés. Les désignations graphiques conditionnelles de ces compteurs de microcircuits avec la numérotation de leurs conclusions sont illustrées à la fig. 3.
Le microcircuit K155IE1 (Fig. 47, a) est appelé compteur d'impulsions de dix jours, c'est-à-dire un compteur avec un facteur de comptage de 10. Il contient quatre bascules connectées en série. La sortie (broche 5) du microcircuit est la sortie de son quatrième déclencheur. Tous les déclencheurs sont mis à l'état zéro en appliquant simultanément une tension de haut niveau aux deux entrées R (broches 1 et 2), combinées selon le circuit de l'élément ET (symbole "&"). Les impulsions de comptage, qui doivent avoir un niveau bas, peuvent être appliquées aux entrées C connectées ensemble (broches 8 et 9), également combinées par I., ou à l'une d'elles, si à ce moment la seconde a un niveau de tension élevé . Avec chaque dixième impulsion d'entrée à la sortie, le compteur génère une impulsion d'entrée de niveau bas de durée égale. Le microcircuit K155IE2 (Fig.3, b) est un compteur binaire décimal à quatre chiffres. Il a également quatre déclencheurs, mais le premier a une entrée C1 séparée (broche 14) et une sortie directe séparée (broche 12). Les trois autres bascules sont interconnectées de manière à former un diviseur par 5.
Lorsque la sortie du premier déclencheur (broche 12) est connectée à l'entrée C2 (broche 1) du circuit des déclencheurs restants, le microcircuit devient un diviseur par 10 (Fig. 4, a), fonctionnant dans le code 1- 2-4-8, qui est symbolisé par les chiffres aux sorties des désignations graphiques de la puce. Pour mettre les déclencheurs du compteur à l'état zéro, une tension de niveau haut est appliquée aux deux entrées R0 (broches 2 et 3). Deux entrées R0 combinées et quatre sorties de séparation de la puce K155IE2 vous permettent de construire sans éléments supplémentaires des diviseurs de fréquence avec des rapports de division de 2 à 10. Par exemple, si vous connectez les broches 12 et 1, 9 et 2, 8 et 3 (Fig. 4, b), alors le facteur de comptage sera de 6, et lors de la connexion des broches 12 et 1, 11, 2 et 3 (Fig. 4, c), le facteur de comptage deviendra 8. Cette caractéristique du microcircuit K155IE2 lui permet de être utilisé à la fois comme compteur d'impulsions binaires et comme diviseur de fréquences.
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