Сейчас радиолюбителю доступны как отечественные, так и импортные микросхемы, индикаторы, другие детали. Зачастую даже отечественные приобрести сложнее. Ниже приводится описание схемы простого низкочастотного частотомера, вернее двух схем, -одна на отечественных микросхемах и индикаторах, другая - на импортных.

Изучение начнем с частотомера на отечественных микросхемах (рис.1). Здесь есть несколько необычных схемных решений. Частотомер четырехразрядный. Измерительный счетчик выполнен на десятичных счетчиках-дешифраторах К176ИЕ4 (D2-D5), нагруженных на семисегментные светодиодные индикаторы типа АЛС324Б1 (с общим анодом).



Входной усилитель - формирователь выполнен на транзисторах VT1 и VT2. Первый транзистор служит для усиления слабых сигналов, поступающих на вход частотомера. Диоды VD1 и VD2 ограничивают уровень сильных сигналов, образуя своим сопротивлением совместно с резистором R1 делитель, который начинает работать при уровне входного сигнала более 0,3-0,5V.

На транзисторе VT2 выполнен формирователь импульсов. Транзистор включен по схеме ключа и открывается при достижении напряжения на его пороге некоторого уровня (около 0,5V). В результате входное напряжение синусоидальной или какой-то другой формы преобразуется в импульсное.

На элементе D1.1 выполнен логический ключ, регулирующий прохождение импульсов с коллектора VT2 на счетный вход младшего разряда измерительного счетчика (вход D2).

Устройство управления выполнено на счетчике D5 и остальных элементах D1. На элементах D1.2 и D1.3 выполнен триггер, регулирующий длительность импульсов, в течение которых происходит индикация результата измерения. На элементе D1.4 выполнен формирователь импульса сброса измерительного счетчика.

В качестве образцовой частоты для данного частотомера используется частота электросети 50 Гц. Стабильность, конечно, получается ниже, чем при использовании кварцевого генератора. Но, этот частотомер низкочастотный и содержит всего четыре разряда, так что стандартной стабильности частоты электросети вполне достаточно.

Переменное напряжение 50 Гц снимается с одной из обмоток силового трансформатора Т1, служащего основой источника питания. Это напряжение через делитель на резисторах R10-R9 и ограничитель отрицательной полуволны на диоде VD9 поступает на формирователь логических импульсов, сделанный по ключевой схеме на транзисторе VT3. Конденсатор С6 с резистором R10 образует ФНЧ, подавляющий всевозможные высокочастотные наводки, которые могут быть в электросети и могут повлиять на формирование измерительного временного интервала.

Полученное импульсное напряжение частотой 50 Гц поступает на счетчик D6. Задача этого счетчика в формировании измерительного интервала времени, в течение которого происходит подсчет импульсов, полученных из входного сигнала, частоту которого нужно измерить. В диапазоне «хЮ» этот промежуток' времени должен составлять 0,1 секунды, а в диапазоне «х1» - 1 секунду.

Предположим, в исходном состоянии счетчик D6 в нулевом положении, а на выходе элемента D1.3, - логический ноль. Это приводит к открыванию элемента D1.1 и проходу через него импульсов на вход измерительного счетчика. Одновременно, происходит счет счетчиком D6 импульсов частотой 50 Гц. Если переключатель 51 находится в положении «хЮ», то через пять импульсов, следующих с частотой 50 Гц (то есть, через 0,1 сек.), на его выводах 9 и 6 появятся единицы. Это приведет к закрыванию диодов VD3 и VD5 и поступлению напряжения уровня логической единицы через R5 на вывод 12 D1.2. Триггер на элементах D1.2 и D1.3 совместно с счетчиком D6 образует одновибра-тор, и с выхода D1.3 формирует фронт положительного импульса в течение которого происходит закрывание элемента D1.1 и открывание транзисторного ключа VT4-VT5, через который подается питание на светодиодные семисегментные индикаторы. Начинается время индикации.

Счетчик D6 продолжает считать, и как только, на его выводе 13 появляется единица цепь С4-R7 формирует короткий положительный импульс, который переключает триггер в нулевое состояние. Время индикации завершается. После завершения времени индикации, по спаду импульса, сформированного триггером на элементах D1.2-D1.3, происходит одновременное открывание элемента D1.1, выключение индикаторов ключом VT4-VT5 и формирование короткого импульса обнуления формирователем на элементе D1.4 и цепи C5-R8, которым производится обнуление измерительного счетчика в начале периода измерения. Недостаток данного способа обнуления в том, что импульс обнуления попадает в период измерения и период измерения, фактически, уменьшается на длительность этого импульса. Но, длительность этого импульса настолько мала, что, практически не влияет на показания четырехразрядного низкочастотного частотомера.

В случае, когда переключатель S1 установлен в положение «х1», схема работает следующим образом. Теперь счетчик D6 во время измерительного периода считает не до 5-ти, а до 50-ти. После установления единиц на его выводах 7, 3 и 2 (32+16+2=50) закрываются диоды VD5, VD6, VD7 и через R5 на вывод 12 D1.2 поступает единица. Триггер, как и при положении переключателя S2 «хЮ», устанавливается в единичное положение, что приводит к закрыванию элемента D1.1, открыванию ключа VT4-VT5, подающего питание на индикаторы.

Счетчик D6 продолжает считать, и досчитав до 128-и, на его выводе 12 возникает единица, из которой цепь C4-R7 формирует короткий импульс, сбрасывающий триггер D1.2-D1.3 в нулевое состояние. Элемент D1.1 открывается, транзисторный ключ VT4-VT5 закрывается, а элемент D1.4 и цепь C5-R5 формируют импульс сброса измерительного счетчика.

На рисунке 2 показана аналогичная по действию схема, но выполненная на ипортных микросхемах серии CD. Если CD4001 и CD4040 являются прямыми аналогами отечественных микросхем К561ЛЕ5 и КА561ИЕ20, соответственно, то прямых аналогов микросхем К174ИЕ4 среди CD нет. Но есть аналогичные по действию, но в чем-то более совершенные счетчики CD4026. В отличие от микросхем К174ИЕ4 они могут работать только с индикаторами с общим катодом, но есть важное преимущество, - вход, выполненный по схеме триггера Шмитта, да еще и с блокировкой единицей, подаваемой на вывод N. Плюс, схема гашения индикаторов подачей нуля на вывод S.



Схему управления на D1 и D6 практически такая же. Только нет ключа на D1.1. Он здесь не нужен, так как вход С у микросхемы CD4026 блокируемый. Чтобы его открыть нужно на вывод 2 подать логический ноль. Так как микросхемы включены последовательно блокируется вход только счетчика младшего разряда (D2).

Схема ключа на транзисторах VT4 и VT5, выключающего питание индикаторов здесь исключена, так как отключить индикаторы подачей логического нуля на выводы 3 CD4026. Эти выводы соединены вместе и с выводом 2 D2. Практически получается так, что когда на этой точке ноль, - индикация выключена, но идет подсчет входных импульсов, а когда здесь единица, - индикация включена, но подсчет импульсов остановлен.

В обеих схемах можно использовать и другие индикаторы, - важно чтобы в схеме по рисунку 1 были индикаторы с общим анодом, а в схеме по рисунку 2-е общим катодом.