Представлений в даній статті частотомір дозволяє вимірювати частоту від 10 Гц до 60 МГц з точністю 10 Гц. Це дозволяє використовувати даний прилад для найширшого застосування, наприклад вимірювати частоту задає генератора, радіо приймача і передавача, функціонального генератора, кварцового резонатора і ін Частотомір забезпечує хороші параметри і має гарну вхідний чутливістю, завдяки наявності підсилювача і TTL-перетворювача. Це дозволяє вимірювати частоту кварцових резонаторів. Якщо використовувати додатковий дільник частоти, максимальна частота вимірювання може досягати 1 ГГц і вище.

Ідея частотоміра на мікроконтролері PIC, виникла у мене після прочитання апнота AN592 фірми Microchip, де описується вимір частоти на PIC і представлена ​​програма. Я розробив схему і написав програму, в якій поліпшив точність вимірювання, а значення частоти відображається на LCD-екранчику. Вийшов досить простий і ефективний частотомір.

Схема частотоміра досить проста, більшість функцій виконує мікроконтролер. Єдине, для мікроконтролера необхідний підсилювальний каскад, щоб збільшити вхідний напруги з 200-300 мВ до 3 В. Транзистор, включений за схемою з загальним емітером, забезпечує псевдо-TTL сигнал, що надходить на вхід мікроконтролера.

В якості транзистора необхідний який-небудь «швидкий» транзистор, я застосував BFR91 (вітчизняний аналог КТ3198В).

Транзистор BFR91

Напруга Vке встановлюється на рівні 1.8-2.2 вольта резистором R3 * на схемі. У мене це 10 ком, однак може знадобитися коригування. Напруга з колектора транзистора прикладається до входу лічильника / таймера мікроконтролера PIC, через послідовний опір 470 Ом. Для виключення вимірювання, в PIC задействиваются вбудовані pull-down резистори.

У PIC реалізований 32-бітний лічильник, частково апаратно, частково софтовом. Підрахунок починається після того, як вимикаються вбудовані pull-down резистори мікроконтролера, тривалість становить точно 0.4 секунди. Після закінчення цього часу, PIC ділить отримане число на 4, після чого додає чи віднімає відповідну проміжну частоту, для отримання реальної частоти. Отримана частота конвертується для відображення на дисплеї.

Друкована плата частотоміра

Друкована плата частотоміра

Калібрування

Для того, щоб частотомір працював правильно, його необхідно відкалібрувати. Найпростіше це зробити так: підключити джерело імпульсів із заздалегідь точно відомою частотою і обертаючи підлаштування конденсатор виставити необхідні свідчення.
Якщо даний метод не підходить, то можна скористатися «грубої калібруванням». Для цього, вимкніть живлення приладу, а 10 ніжку мікроконтролера підключіть на GND. Потім, увімкніть живлення. МК буде вимірювати і відображати внутрішню частоту. Якщо ви не можете підлаштувати отображаемую частоту (шляхом підстроювання конденсатора 33 пФ), то короткочасно підключіть висновок 12 або 13 МК до GND. Можливо, що це потрібно буде зробити кілька разів, тому що програма перевіряє ці висновки тільки один раз за кожний вимір (0.4 сек). Після калібрування, відключіть 10 ногу мікроконтролера від GND, не вимикаючи при цьому живлення приладу, щоб зберегти дані в незалежній пам’яті МК.

Завантажити прошивку

Оригінал статті англійською мовою (переклад Колтик А.В. для сайту cxem.net)