Как сделать делитель частоты
Делители частоты на D-триггерах
В статьях о D-триггере с динамической синхронизацией (далее в статье – просто «триггер») я упоминал о том, что он может использоваться в качестве делителя частоты. Сегодня мы рассмотрим, каким образом это можно сделать. Итак, в нашем распоряжении микросхема К555ТМ2, которая содержит, как я уже говорил, 2 триггера, причем каждый имеет инверсные входы принудительной установки и сброса. Попробуем включить один триггер следующим образом:
В исходном состоянии на прямом выходе схемы «0», на инверсном «1», значит и на входе D тоже «1». Подаем на вход С высокий уровень. Единичка со входа переписывается в триггер, но на выходе еще не появляется (вспоминаем как работает такой тип триггера). Снимаем высокий уровень со входа С – единичка появилась на прямом выходе, а значит на инверсном (и на входе D) установился ноль. Снова включаем синхронизацию и снова данные (на этот раз «0») записываются в триггер, но не появятся на выходе до тех пор, пока сигнал синхронизации не будет снят. На прямом выходе «0», на входе данных снова «1». Цикл деления закончится и выглядит он следующим образом:
На графике хорошо видно, что на выходе уровень меняется в два раза реже, чем на входе синхронизации, и если циклы повторять, то частота повторения единичек на выходе триггера будет в два раза ниже частоты импульсов синхронизации:
Если необходимо еще уменьшить частоту, то сигнал с выхода первого триггера можно подать на вход синхронизации следующего и разделить его еще в 2 раза, что мы и сделаем, использовав микросхему К555ТМ2:
Как видите, используя всего один корпус микросхемы, мы построили делитель на 4, причем выводы принудительной установки триггеров нам не понадобились и мы оставили их свободными.
Таким образом, увеличивая количество триггеров или, как говорят, наращивая разрядность, можно разделить частоту на 2, 4, 8, 16 и т.д. А как быть, если потребуется деление, скажем, на 3 или 6? Можно построить и такой делитель, но для этого нам придется разобраться со счетчиками и получить представление о двоичном счислении, чем мы и займемся на следующих занятиях.
Делители частоты на «нестандартное» число
Для деления частоты на 2, 4, 8, 16 и т.д. достаточно организовать цепочку, состоящую из нужного числа счетных, так называемых, D-триггеров. Для деления частоты в «нестандартное» число раз, к примеру, на 3 или 5, необходима специальная схема контроля, которая бы сбрасывала все триггеры при определенном их состоянии, чтобы счет начинался с нуля. Взглянем на схему ниже.
Благодаря элементу 3И-НЕ при состоянии триггеров 1-0-1 низкий уровень, появившийся на его выходе, сбросит все триггеры в ноль (входы R), и счетчик начнет считать сначала. Если перевести 101 в более привычную для нас десятичную систему счисления, получим 5, и это значит, что наш счетчик будет обнуляться после каждого пятого импульса. К нашим услугам делитель на 5.
Аналогичным образом можно организовать деление на любое число – вопрос лишь в количестве D-триггеров и сложности схемы управления. Впрочем, чтобы построить нечетный делитель до 10 (а точнее на 3, 5, 6, 7, 10) можно обойтись достаточно простой системой контроля, состоящей лишь из… одного конденсатора:
Делитель на 5 с использованием в схеме сброса конденсатора
Фокус этой схемы в том, что первый и второй триггеры сбросятся в тот момент, когда на инверсном выводе третьего произойдет переход с высокого логического уровня на низкий. Если вы разобрались в работе D-триггера, которую я описывал в предыдущих статьях, то без труда определите, что мы организовали все тот же счетчик-делитель на 5, но схема его гораздо проще рассмотренного выше.
Аналогично организуем счетчик-делитель на 3:
Обратите внимание на схему делителя на 6 — это тот же делитель на 3, перед которым стоит обычный счетный триггер-делитель на 2 (DD6). Ну а делитель на 10 — это делитель на 2 + делитель на 5. Несмотря на свою простоту, такие схемы при использовании микросхем ТТЛ применяются достаточно широко и вполне надежны.
MTh1 › Блог › Делитель на 1.5
Вообщем в рамках свапа на J мотор решили что приборка останется от аккорда. Но возникает проблема с тахометром — на 6 цилиндрах на тахометр приходит 6 импульсов (т.к. 6 цилиндров). Соответственно тахометр врет.
Для решения проблемы требуется делитель частоты. Покопавшись удалось такой реализовать на рассыпухе. Вчера был проверен на машине — все ок. Ну пока еще подождем — от хози как новости будут. Может что неправильно будет работать.
UPD: Проверено на двух разных машинах — все ок.
Многие спросят, зачем делать внешнюю приблуду — можно ведь поколупаться в приборке и поправить цепи интегратора? Но далеко не во всех приборках есть интегрирующие цепи. Чаще стоит контроллер который считает импульсы за единицу времени и затем уже крутит стрелку — в таком случае надо правит прошивку, что не всегда возможно. Второй момент: а если Ваша приборка накрылась? Или Вы захотели вернуть все взад обратно? При наличии отдельной коробочки — просто убираем ее и все. Или просто меняем приборку. В случае когда лазили в приборку — надо снова в нее лезть.
В общих словах — нельзя просто взять и поделить частоту на 1.5 на рассыпухе (можно на МК сделать или на ПЛИС — но для авто, я предпочитаю простые схемы, которые не требовательны к питанию, температурному режиму и т.д.). Однако, никто не запрещает умножить на 2 и поделить на 3. Собственно данная схема этим и занимается. Настройки не требует — при исправных деталях работать начинает сразу.
Немножко о назначении цепочки FU1-VD1.
Микросхемы серии CD работают в диапазоне до 15В. Т.е. к бортовой сети их можно подключать без преобразователей. Однако, нормально работающая бортовая сеть выдает 14.8 В (+/-), что прямо скажем — впритык. И скачков в ней хватает. По этой причине установлен сапрессор на 15В (VD1). Он становится закороткой при напряжениях выше 15В, таким образом гасит короткие всплески. А при длинных выходах за пределы диапазона еще и сожжет предохранитель.
Не забываем, что предохранитель — чтобы от пожара защититься… А вот работоспособность устройства призван сохранить сапрессор.
Схема подключается к питанию (красный-черный проводники) и в разрыв провода между мозгом и приборкой.
Плату не привожу. Там до смешного все просто.
По заменам — CD4081 не стоит менять на советский аналог (К561ЛИ2 если память не изменяет, не захотела работать). CD4013 можно заменить на К561ТМ2 — это проверялось.
Резисторы/конденсаторы любые — лишь бы номиналы и тип сошлись.
Также хотел выложить осциллограммы работы:
Делитель частоты для программного частотомера
При использовании программного частотомера и осциллографа измерение частот сигналов ограничено, как правило, границами частотного диапазона звуковой карты компьютера. Чтобы иметь возможность измерить частоты выше 20 кГц, а также посмотреть их форму и спектр на осциллографе, можно применить простейший делитель частоты. Проще всего его можно реализовать с помощью цифровых микросхем – десятичных счетчиков. Каждый такой счетчик выдает на соответствующем выходе сигнал, меньший входного по частоте в 10 раз. На рис.1 представлена схема такого делителя частоты. При использовании двух микросхем-счетчиков входной сигнал можно разделить на 10 два раза, то есть получить на выходе сигнал, частота которого будет меньше входного в 10 и 100 раз. Коммутация кратности деления частоты производится при помощи простого переключателя S1 на два положения.
В качестве счетчиков можно применить любые МС (десятичные счетчики), желательно КМОП-технологии, так как такие микросхемы некритичны к питающему напряжению и хорошо работают с разными уровнями сигналов, как цифровых, так и аналоговых. В приведенной схеме применены микросхемы К164ИЕ2, можно использовать и другие, функционально аналогичные, например К561ИЕ4, К 176ИЕ4……… Неиспользуемые входные и управляющие выводы микросхем следует соединить с общим проводом, как показано на схеме ( выводы 1,4,5,6,7,9), чтобы исключить возможность появления на них наведенного напряжения помех.
Конструкция делителя показана на фото ниже (прошу извинить за низкое разрешение картинки, в данный момент нет лучшего фото!). Схема собрана на печатной плате, на которой протравлены только контактные площадки под ножки микросхем. Все соединения сделаны одножильным проводом в изоляции, поскольку схема простая и соединений минимум.
Щуп делителя сделан из отрезка провода в экране. В качестве наконечника щупа можно использовать, например, тонкий гвоздь длиной 4 – 5 см. Провод паяется к гвоздю любым обычным припоем на таблетке аспирина (простого «советского»). Аспирин хорошо заменяет паяльную кислоту при пайке железа. Затем провод с наконечником-гвоздем можно вставить, например, в корпус пустой шариковой ручки.
Экран входного провода нужно соединить с общим проводником делителя ( минус питания). Питание на делитель можно подавать с устройства, частоту которого мы измеряем. Для этого концы проводов питания можно снабдить небольшими зажимами типа «крокодил». Выходной шнур с разъемом для входа звуковой карты компьютера также экранированный. Схема распайки разъема показана на рисунке.
Если брать питание с измеряемой схемы, то соединение с общим проводом обеспечится через минусовой питающий провод. Если же питание делителя отдельное, например от батареи типа «Крона», то следует соединить общий провод делителя с общим проводом измеряемой схемы отдельным проводником.
Для лучшего согласования входа делителя с измеряемой схемой и для уменьшения взаимного влияния можно на входе данного делителя добавить какой-либо простой согласующий каскад с как можно более высоким входным сопротивлением. Например такой:
Подстроечным резистором VR1 выставляют режим работы транзистора, чтобы не было ограничения («срезки») входного сигнала по амплитуде снизу и сверху (можно контролировать форму сигнала с помощью программного осциллографа на выходе делителя частоты). Транзистор – любой маломощный, например КТ315, КТ342, КТ3102….
Для наглядной демонстрации работы делителя ниже приводится скриншот, где измеряется ВЧ сигнал с частотой порядка 900 кГц (переключатель S1 в положении «1/100»). Показания частотомера в этом случае, естественно, нужно умножить на 100:
Как сделать делитель частоты
Источники питания электронной аппаратуры, импульсные и линейные регуляторы. Топологии AC-DC, DC-DC преобразователей (Forward, Flyback, Buck, Boost, Push-Pull, SEPIC, Cuk, Full-Bridge, Half-Bridge). Драйвера ключевых элементов, динамика, алгоритмы управления, защита. Синхронное выпрямление, коррекция коэффициента мощности (PFC)
Обратная Связь, Стабилизация, Регулирование, Компенсация
Организация обратных связей в цепях регулирования, выбор топологии, обеспечение стабильности, схемотехника, расчёт
Первичные и Вторичные Химические Источники Питания
Li-ion, Li-pol, литиевые, Ni-MH, Ni-Cd, свинцово-кислотные аккумуляторы. Солевые, щелочные (алкалиновые), литиевые первичные элементы. Применение, зарядные устройства, методы и алгоритмы заряда, условия эксплуатации. Системы бесперебойного и резервного питания
Высоковольтные выпрямители, умножители напряжения, делители напряжения, высоковольтная развязка, изоляция, электрическая прочность. Высоковольтная наносекундная импульсная техника
Электрические машины, Электропривод и Управление
Электропривод постоянного тока, асинхронный электропривод, шаговый электропривод, сервопривод. Синхронные, асинхронные, вентильные электродвигатели, генераторы
Технологии, теория и практика индукционного нагрева
Системы Охлаждения, Тепловой Расчет – Cooling Systems
Охлаждение компонентов, систем, корпусов, расчёт параметров охладителей
Моделирование и Анализ Силовых Устройств – Power Supply Simulation
Моделирование силовых устройств в популярных САПР, самостоятельных симуляторах и специализированных программах. Анализ устойчивости источников питания, непрерывные модели устройств, модели компонентов
Силовые полупроводниковые приборы (MOSFET, BJT, IGBT, SCR, GTO, диоды). Силовые трансформаторы, дроссели, фильтры (проектирование, экранирование, изготовление), конденсаторы, разъемы, электромеханические изделия, датчики, микросхемы для ИП. Электротехнические и изоляционные материалы.
Интерфейсы
Форумы по интерфейсам
все интерфейсы здесь
Поставщики компонентов для электроники
Поставщики всего остального
от транзисторов до проводов
Компоненты
Закачка тех. документации, обмен опытом, прочие вопросы.
Майнеры криптовалют и их разработка, BitCoin, LightCoin, Dash, Zcash, Эфир
Обсуждение Майнеров, их поставки и производства
наблюдается очень большой спрос на данные устройства.
Встречи и поздравления
Предложения встретиться, поздравления участников форума и обсуждение мест и поводов для встреч.
Ищу работу
Предлагаю работу
нужен постоянный работник, разовое предложение, совместные проекты, кто возьмется за работу, нужно сделать.
Куплю
микросхему; устройство; то, что предложишь ты 🙂
Продам
Объявления пользователей
Тренинги, семинары, анонсы и прочие события
Общение заказчиков и потребителей электронных разработок
Обсуждение проектов, исполнителей и конкурсов