Очень часто в литературе публикуются схемы различной измерительной аппаратуры, как многие другие радиолюбители, я решил собрать себе цифровой частотомер. В процессе приобретения комплекта необходимых компонентов неожиданно пришлось столкнуться с отсутствием в продаже счетчика КР531ИЕ14, входящего в состав доброй половины конструкций частотомеров. Именно на его вход подают сигнал с выхода усилителя-формирователя.
Популярность этого асинхронного десятичного счетчика объясняется его способностью работать с входной последовательностью импульсов частотой до 80 МГц. Можно, конечно, заменить этот счетчик подобным из серии К555, но жаль потерять быстродействие частотомера. Выход из положения, однако, есть. Рынок сейчас завален счетчиками КР531ИЕ16 и КР531ИЕ17, причем по очень низким ценам. Это и стимулировало попытки использовать хотя бы один из них взамен КР531ИЕ14.
Рис.1.
Рассмотрим фрагмент счетного блока частотомера на этом счетчике (рис. 1). Импульсы с крутыми фронтом и спадом поступают на вход С1 счетчика, работающего в счетном режиме (на входах R и L - высокий уровень). Переключение происходит по минусовому перепаду напряжения. На выходах 1, 2, 4, 8 счетчик формирует двоично-десятичную последовательность импульсов, так как выход 1 первого его триггера (образующего делитель на 2) и тактовый вход С2 остальных трех триггеров (делитель на 5) соединены между собой.
В момент, когда на входе L появляется низкий уровень, информация (предварительный код), присутствующая на входах D1, D2, D4, D8, синхронно загружается в триггеры счетчика и отображается на выходах. А поскольку выходы соединены с соответствующими входами, счетчик отображает “сам себя”, т. е. происходит остановка счета во всей счетной линейке (за счетчиком КР531ИЕ14 в частотомере обычно следуют шесть-семь счетчиков К555ИЕ6). По завершению всех процессов - записывания информации в регистры, выведения на табло индикатора - частотомер формирует короткий импульс низкого уровня, поступающий на вход R счетчика и обнуляющий его. Вслед за этим на входах R и L появляется высокий уровень, и цикл счета повторяется.
Рис.2.
Счетчик КР531ИЕ16 (рис. 2) - тоже четырехразрядный двоично-десятичный, но у него иная логика работы. Вход U/D - вход сигнала переключения направления счета; при высоком уровне счет идет на увеличение, что и требуется. Переключается счетчик по единичному (плюсовому) перепаду, напряжения тактовых импульсов, а не по минусовому, как у КР531ИЕ14, но это в нашем случае роли не играет. Переключение происходит, когда на входе EL высокий уровень, а на входе ЕР — низкий. Если на вход ЕР подать высокий уровень, счет останавливается.
Есть у счетчика КР531ИЕ16 и недостаток - отсутствие входа обнуления. Однако эту трудность легко обойти, если подать на вход EL низкий уровень, с приходом очередного единичного перепада на вход С в счетчик будет записана информация со входов D1, D2, D4, D8, соединенных с общим проводом, что равносильно обнулению счетчика. Оно происходит с небольшой задержкой, равной в худшем случае периоду следования импульсов. При частоте 1 МГц задержка не превысит 1 мкс от момента переключения входа параллельной загрузки EL счетчика.
Все это позволяет использовать счетчик КР531ИЕ16 вместо КР531ИЕ14. Как видно из рис.2, сигнал разрешения параллельной загрузки надо подавать в инвертированном виде. Обычно в частотомере остаются свободными несколько элементов И-НЕ, один из которых можно включить инвертором. Если же в частотомере этот сигнал при прежнем счетчике уже подвергался инвертированию, то тогда инвертор DD2.1 не нужен, а вывод 10 счетчика подключают непосредственно к нужной точке. В крайнем случае, инвертор можно собрать на транзисторе по схеме, показанной на рис.3.
Рис.3.
Несколько слов о конструктивной стороне дела. У счетчика КР531ИЕ16 шестнадцать выводов, поэтому при установке его на плату только подпайки цепей питания и отгибания свободных выводов будет мало. Придется просверлить два дополнительных отверстия и перерезать все проводники, приходящие к старому счетчику, кроме одного провода питания. Можно припаять к выводам микросхемы короткие проводники и, пропустив каждый в соответствующее отверстие, пропаять. Идеальным, разумеется, будет вариант разводки под новый узел на стадии проектирования.
Изготовленный мною частотомер после указанной переделки обеспечивает регистрацию частоты до 60 МГц. Экспериментов по отбору экземпляров счетчика я не проводил. После прогревания эта граница понижалась до 59 МГц. Кстати, меры по отведению тепла от счетчиков (да и других микросхем серии КР531) были бы не лишними.
А. Кротов
Р9-2003
