Рубрика: Електроника
Дигитален фреквенцметар со нумеричка обработка (1)
Автор: Стефан Мажиќ
Ова е само дел од статијата која во целост е објавена во

Емитер 11-12/2014.

Нарачајте го овој број или најавете се за да ја прочитате целата статија.


Предмет на овој труд е дигитален фреквенцметар со нумеричка обработка, реализиран на база на микроконтролерот PIC18F4520. Проектиран, изграден и тестиран е прототип на уредот кој овозможува мерење на фреквенција до 1MHz и временски интервали од 0,1s до 30h. Мерниот опсег се бира автоматски или рачно, а може да се одбере и еден од трите алгоритми за пресметување на резултатот. Во кој било момент на мерењето, можен е преглед на последните 16 резултати. Особено внимание е посветено на реализација на влезното коло, кое овозможува потиснување на еднонасочната компонента на мерниот сигнал и намалување на осетливоста на пречки. Изградениот уред успешно е тестиран во лабораторијата за електроника на Високата школа за електротехника и компјутерско инженерство во Белград. Во овој прв дел од написот ќе биде даден опис на уредот и изработениот софтвер за него, а изработката на хардверот ќе биде предмет на второто продолжение.

Дигиталните фреквенцметри и тајмери припаѓаат на групата често употребувани лабораториски уреди и се основна опрема на лабораториите за електроника и за управување индустриски системи. Се употребуваат за мерење на зачестеноста на периодични (повторливи) сигнали и временски интервали меѓу два настана. Масовната употреба на ваквите уреди наметнува потреба од нивно постојано унапредување, но со задржување на два основни принципа на мерење: мерење на периода и мерење на фреквенција.
Фреквенцијата се мери со броење импулси во референтен временски интервал. За референтен интервал се земаат реални множители од 1 секунда. Оваа техника се применува за мерење повисоки фреквенции, бидејќи за пониски фреквенции резолуцијата не задоволува.
Мерењето ниски фреквенции и временски интервали се врши со мерење на периодата на сигналот, на база на референтен осцилатор со висока фреквенција.

Овој проект е изработен како дипломски труд на Високата школа за електротехника и компјутерско инженерство - Белград (www.viser.edu.rs).

Исправки и дополнувања:
Дигитален фреквенцметар (ЕМИТЕР 11-12/2014 и 1-2/2015)

Дигиталниот фреквенцметар претставен во “Емитер” 11-12/2014 и 1-2/2015 претставува резултат на двегодишна непрекината работа при што е извршен комплетен редизајн на претходно реализираниот дигитален фреквенцметар и колото за обработка на сигналот. Знаењето стекнато низ практичното искуство помогна во идентификацијата на можностите за унапредување на хардверот и софтверот. Ова овозможи уште во најраната фаза на дизајнирањето, сите основни функции да се реализираат на добра концептуална основа со употреба на доверливи алгоритми и проверени хардверски решенија. На овој начин се отвори простор за разгледување на хардверските карактеристики на прототипот, кои во понатамошната работа би ја обележале насоката за развој на прототипот кон својата крајна форма.
Најпрво е воочена потребата за модуларен пристап, кој би овозможил употреба на помошен хардвер со различни карактеристики, оптимизиран за специфични работни услови. Од таа причина, колото за обработка на сигналот и плочката со напојување не се фиксно поврзани со главната плоча, туку преку соодветни конектори (pin header).
Со идеја да се придонесе за едноставноста на дизајнот и оптимално искористување на просторот на тест-плочата, кондензаторите за раздвојување (decoupling) на изводите за напојување се сместени под подножјето на интегрираните кола, а LED индикацијата под подножјето на микроконтролерот.
Со ревизија е утврдено дека се направени одредени отстапки меѓу реализираниот прототип и конечната верзија на документацијата:
- Базата на транзисторот T1 дополнително е поврзана на маса, преку отпорник со вредност од 10K
- Звучната индикација е преместена од изводот (пинот) RA6 на изводот RB2 на микроконтролерот.
- Отпорникот R7, на влезот на аналогниот мултиплексер, по грешка е означен со вредност од 100K. Употребената вредност е 10K.
- За раздвојување (decoupling) на напојувањето на колото за обработка на сигналот се употребени тантал кондензатори (C4, C5, C6, C7).
Стефан Мажиќ


Технички карактеристики:

Мерење фреквенција: 0,001Hz ... 1MHz
Мерење временски интервали: 0,1s ... 30h
Мерење однос сигнал-пауза: 0,1Hz ... 100kHz
Средна апсолутна грешка: 0,01Hz max
Средна релативна грешка: 20ppm max

 
Главни елементи и материјали:

Микроконтролер: PIC18F4520-E/P
ИК: TL084, LM393, 74HC4053N; TL499, LF50, ICL7660
LCD дисплеј: 2x16 карактери DEM16217

Датотеки за преземање:
* најавете се за да можете да ги преземете датотеките
Клучни зборови:

Изработениот прототип на дигиталниот фреквенцметар

Функции на тастерите

Блок-дијаграм на модулот за мерење

Изработениот прототип на дигиталниот фреквенцметар


Ова е само дел од статијата која во целост е објавена во Емитер 11-12/2014. Нарачајте го овој број за да ја прочитате целата статија, а ако веќе го имате купено електронското издание најавете се за да го прочитате.