Большинство частотомеров как самодельных, так и промышленного производства работают в автоматическом режиме, то есть, с некоторым интервалом, зависящим от времени измерения, обновляют свои показания. Это удобно если нужно наблюдать, предположим, за стабильностью частоты. Но, если нужно, настроить какой-то генератор, фильтр или другую схему на заданную частоту, это уже становится не так удобно.
Работа замедляется тем, что нужно после каждой подстройки элемента, регулирующего частоту, ждать окончания текущего периода измерения и следующего. Кроме того, можно сделать ошибку, если принять за результат измерения показания прибора после периода измерения во время которого вы производили подстройку (в этом случае показания будут иметь случайный характер). Работа с частотомером будет проще и быстрее, если есть возможность ручного запуска. В этом случае начать цикл измерения можно именно в нужный момент, а так же, наблюдать за процессом измерения и иметь возможность остановить измерение в любой момент и начать его снова.
На рисунке показана схема шестиразрядного частотомера с ручным управлением. Главная особенность его в том, что каждый цикл измерения начинается после нажатия и отпускания кнопки S2.
Частотомер может измерять частоту до 999999 Гц (для измерения более высокой частоты нужен дополнительный входной делитель частоты на высокочастотных счетчиках). Чувствительность по аналоговому входу 50mV, по импульсному 8V. Максимальное напряжение входного сигнала по аналоговому входу 30V, по импульсному 12V. Питание от любого источника постоянного тока напряжением 8-12V и током не ниже 200mA, например, от лабораторного блока питания или сетевого адаптера для питания портативной аппаратуры.
Входной сигнал подается на разъем Х2. На элементах D1.1 и D1.2 сделан усилитель-ограничитель входного сигнала. Затем, если S1 находится в положении «Аналог.» этот сигнал поступает на триггер Шмитта D1.3-D1.4, формирующий логические импульсы и управляющий их прохождением на вход шести разрядного счетчика D4-D9. Если S1 находится в показанном на схеме положении, то на вход триггера Шмитта поступают логические импульсы с разъема Х1.
На счетчиках D2 и D3 сделан одновибратор, формирующий отрицательные импульсы стабильной протяженности, равной 1 секунде. На счетчике D2 выполнен кварцевый генератор импульсов частотой 32768 Гц и их делитель до частоты 32 Гц. Частота задана и стабилизирована кварцевым резонатором Q1 от электронных часов. Счетчики D2 и D3 - CD4060B, - многоразрядные счетчики с элементами мультивибратора. Мультивибратор второго счетчика D3 не используется, его элементы выполняют роль буферного каскада, через который частота 32 Гц поступает на вход счетчика D3, не имеющего самостоятельного входа. В результате, на выходе счетчика D3 должны быть импульсы частотой 0,5 Гц. Но работа счетчика ограничена диодом VD5. Как только на его выходе «64» возникает логическая единица этот диод открывается и шунтирует вход счетчика, препятствуя поступлению на его вход импульсов с выхода D2.
Таким образом, если считать с момента нулевого состояния счетчиков, то продолжительность отрицательного перепада на выводе 6 D3 равна 1 секунде. Именно в течение этого времени и происходит подсчет входных импульсов, частоту которых нужно измерить, потому что в это время открыт элемент D1.4 и импульсы через него проходят на вход «С» D4.
Управляют частотомером при помощи кнопки S2. Перед каждым измерением её нужно нажать и отпустить. В момент нажатия происходит обнуление всех счетчиков имеющихся в схеме частотомера. Предыдущее показание индикаторов стирается и вместо него появляются нули во всех разрядах. Затем, при отпускании кнопки все счетчики разблокируются и получают возможность считать поступающие на их входы импульсы. Начинается период измерения, который длится одну секунду. После чего схема останавливается, а на индикаторах виден результат измерения.
Светодиод HL1 индицирует окончание измерения. Еще одно достоинство частотомера с ручным управлением в том, что процесс измерения можно остановить в любой момент и начать снова. Например, если вы настраиваете какой-то генератор, и наблюдая за процессом измерения уведите, что показания уже превысили нужные, можно не дожидаясь окончания измерения остановить работу частотомера кнопкой S2, подстроить частоту в контролируемой схеме и отпустив кнопку начать измерение снова. Для того, чтобы перевести прибор в режим обычного счетчика входных импульсов нужно переключить переключатель S3 в положение «Счет». В этом случае работа элемента D1.4 не зависит от состояния счетчика D3, а кнопкой S2 можно будет обнулять счетчик D4-D9.
Может показаться, что дребезг контактов кнопки S2 может как-то повлиять на результат измерения, но на самом двле этого не происходит. Дребезг действительно имеет место, но процесс запуска частотомера начинается только после завершения последнего импульса этого дребезга, то есть уже после окончательного успокоения контактов кнопки. При выборе кварцевого резонатора обратите внимание на его частоту, - сейчас во многих электронных часах и кварцевых будильниках импортного производства применяются резонаторы на частоту не 32768 Гц, а 16384 Гц. Если резонатор на 16384 Гц нужно импульсы на счетчик D3 снимать не с 15-го а с 13-го вывода D2.
Светодиодные цифровые индикаторы могут быть любыми отечественными или импортными как одиночными, так и блоками, рассчитанными на статическую индикацию. Если есть выбор, желательно отдать предпочтение индикаторам повышенной яркости. Индикаторы с общим анодом включаются согласно приведенной схеме (соответственно цоколевке их выводов). Если индикаторы с общим катодом, - необходимо их общий катод соединить с минусом источника питания, а соединенные вместе выводы 6 счетчиков D4-D9 отключить от общего плюса питания и подключить на минус.
В том случае, если сегменты индикаторов светятся неравномерно, их нужно подключать к выходам D4-D9 через резисторы сопротивлением 200-400 От, а для получения максимальной яркости свечения нужны промежуточные транзисторные ключи. L1 - 50 витков ПЭВ 0,23 на ферритовом кольце внешним диаметром 7-12 мм. Точность измерения можно откалибровать подстроечными конденсаторами С6 и С7.
