Fréquencemètre numérique (3 / 11 étapes)

Etape 3: Description des pièces

Comparateur LM311
Comparateurs sont semblables pour les amplificateurs analogiques, mais au lieu d’être utilisés comme amplificateurs (rétroaction négative), ils sont utilisés pour prendre une décision très rapide pour savoir si une tension est plus grande qu’un autre (rétroaction positive). Comparateurs ont généralement soit un « open collector » et « ouvrir l’émetteur ». Le LM311 possède à la fois. Cela signifie simplement que les contrôles de comparateur un transistor interne, les tensions auxquelles peuvent être sélectionnée par l’utilisateur. Pour ce projet, nous tenir le collecteur à + 5 à travers une résistance pullup et définir l’émetteur au sol. Cette opération génère un signal TTL. L’opération de comparaison est comme suit :

7404 onduleur
Les onduleurs sont des portes logiques numériques qui convertissent une condition « True » à condition « False ». TTL, + 5V est généralement « True » ou haute et 0V est « False » ou faible. Un onduleur nie tout simplement la vérité de sa contribution.

7402 ni porte
Portes NOR sont les portes d’OR avec une sortie inversée. Une porte d’OR additionne deux bits, A + B = Q. Il ajoute dans le sens logique NON-algébrique, comme 1 + 1 = 1. Si A est vrai ou B est vrai, alors au moins un d'entre eux est vrai.

Compteur BCD 4518
Compteurs de font exactement ce que vous pensez qu’ils font. Lorsque vous entrez une série d’impulsions à une entrée de compteur, les sorties correspondent au nombre d’impulsions à que l’entrée a reçu. Tous les compteurs numériques comptent en binaire, mais ils peuvent avoir des limites différentes pour leur nombre maximal autorisé. Un compteur standard 4 bits compte de 0 à 15 (0000 à 1111 en binaire). Un compteur BCD (Binary Coded Decimal) est destiné pour les mathématiques impliquant décimal (base 10), donc ils seulement comptent de 0 à 9 (de 0000 à 1001). Cela gaspille évidemment peu de capacité, mais il facilite certaines choses. Saisir une fréquence constante dans un résultats de compteur dans la division de la fréquence. Un compteur d’un bit divise la fréquence d’entrée par 2. Un compteur 4 bits peut diviser la fréquence d’entrée par 16. Un compteur BCD divise la fréquence d’entrée par 10.

Multiplexeur 74151
Ceux-ci sont utilisés pour sélectionner jusqu'à 8 lignes d’entrée. A toi adresse bit est alimenté au multiplexeur, qui sélectionne l’entrée voulue. Quel que soit le signal est sur l’entrée sélectionnée apparaît alors à la sortie. Ils sont l’équivalent numérique d’un commutateur rotatif 8 positions.

7474 D-Flip Flop
Ils sont presque à l’infini utiles en électronique numérique. En effet, de nombreux composants peuvent être décomposées en une combinaison de D-tongs. Ils sont, par essence, un compteur d’un bit. Une entrée est donnée sur le D et le FF n’a aucun effet jusqu'à ce qu’un signal de synchronisation est donnée, puis le FF place la valeur d’entrée sur la sortie Q. C’est tout. Pour cette raison, ils sont utilisés comme un souvenir d’un bit. 1. entrée bit pour être stockée, 2. stockage de la commande, 3. bit stockée apparaît sur la sortie jusqu'à ce qu’écrasé. Les deux FFs dans ce projet sont utilisés comme une sorte de « Registre à décalage », qui se propage un peu seule commande le long d’une ligne de D-FFs.

4511 BCD à 7 segments
Cette puce convertit une adresse décimale codée en binaire (à partir des compteurs) dans un modèle qui s’allume correctement un affichage décimal à 7 segments. Il faut une tonne de portes logiques pour ce faire, donc avoir tous sur une seule puce est vraiment sympa. Elles sont également équipées de plusieurs fonctionnalités soignées comme une épingle BLINK et une goupille de verrouillage. Clignotement s’arrête les sorties lorsque la broche blink est maintenue basse. Cela sert à tourner très rapidement l’affiche sous et hors tension à faible rapport cyclique pour économiser l’énergie (ils attirent sur .6A en continu et deviennent très chaudes). Verrou est utilisé pour capturer les comtes des compteurs BCD, maintenez ce nombre jusqu'à la prochaine commande de verrouillage. C’est alors que nous ne voyons que le décompte final au lieu de 0,1,2,3, 4... final compter, 0, 1, 2... etc.

100kHz oscillateur à quartz
C’est ce que permet le fréquencemètre obtenir une mesure précise. Il faut comparer la chose que nous allons mesurer quelque chose. Oscillateurs sont très précis, avec des erreurs de fréquence typique de 20 à 40 ppm. Cela signifie que ce cristal perdrait environ 15 minutes après 1 an de fonctionnement. Ils ne sont pas parfaits, mais pour ce projet, ils sont en fait une sorte de surpuissance. Mais ils sont aussi bon marché, bon marché, bon marché. Ils fonctionnent sur l’effet piézoélectrique. Dès réception d’une tension, ils élargissent physiquement très légèrement (de l’ordre nanomètres). Puis, quand ils se contractent en raison de leur élasticité, ils génèrent une tension nouvelle. L’oscillation de l’expansion étant déphasée avec l’oscillation de la tension de 90 degrés, nous pouvons l’utiliser en combinaison avec certains condensateurs pour obtenir une oscillation qui est de 180 degrés hors de phase avec la tension motrice. Lorsque cette condition est remplie, il s’ensuit des réactions positives et nous obtenons une oscillation stable. Du cristal forme et masse s’assure qu’elle oscille à exactement 100kHz. Fabricants font des cristaux dans des milliers de différentes fréquences, 100kHz est juste pratique pour ce projet.