Проектирование малогабаритного частотомера

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО

ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

ЮЖНОГО ФЕДЕРАЛЬНОГО УНИВЕРСИТЕТА

в г. ТАГАНРОГЕ

Кафедра ЭГА и МТ

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

ПО КУРСУ: Основы проектирования приборов и систем

НА ТЕМУ: Проектирование малогабаритного частотомера

ПРОВЕРИЛ Пивнев П.П

ВЫПОЛНИЛ Топоркова Е.А. гр. В-125

Таганрог – 2009

Содержание

Введение

1.Техническое задание

1.1Назначение и область применения

1.2 Технические характеристики

1.3 Условия эксплуатации

1.4 Характеристики надежности

1.5 Порядок работы

2. Обзор литературных источников

2.1 Классификация частотомеров

2.2 Наименования и обозначения

2.3 Основные нормируемые характеристики

2.4 Нормативно-техническая документация

3. Анализ структурной схемы

4. Анализ схемы электрической принципиальной

5. Печатная плата

6. Расчет надежности

7. Расчет резонансной частоты печатной платы и частот собственных колебаний пластины

8. Расчет теплового режима

Заключение

Список литературы

Введение

Измерения частоты – наиболее точный и быстро развивающийся вид измерений. Во-первых, единица времени (частоты) является основной единицей системы СИ; во-вторых, определение секунды связано с пересчетом событий, а пересчет является самым точным методом измерений; в-третьих, повышение точности измерений частоты необходимо для прикладного использования в телекоммуникациях, навигации, космической отрасли. За последние 50 лет суммарная относительная погрешность первичных государственных эталонов на основе цезиевых реперов частоты уменьшилась с ± 1×10-10 до ± 1,5×10-15, то есть точность возрастала на порядок за каждые 10 лет. Никакой другой вид измерений не имеет такого значительного прироста, ведь возрастание точности в 2–3 раза за 10 лет уже считается отличным показателем. Но исследования в области измерения частоты продолжаются. Национальные метрологические институты США, Германии, Франции, имеющие в настоящее время эталоны на основе цезиевых фонтанов, ведут работы над оптическими эталонами частоты и эталонами частоты на основе “задержанных” ионов. Проведенные исследования и сличения уже показывают возможность достижения погрешностей ± 1×10-17… ± 1×10-19, что не исключает введения нового определения секунды взамен действующего с 1968 г. решения Международного Бюро Мер и Весов. Более того, ресурс передачи сигналов эталонных частот становится общедоступным. Например, с помощью системы GPS / ГЛОНАСС можно осуществлять прослеживаемость к государственным эталонам частоты с погрешностью ± 1×10-11… ± 1×10-13 (без учета поправок) для широкого круга пользователей. Соответственно, повышаются точности вторичных эталонов и рабочих средств измерений частоты.

Далее мы рассмотрим недорогой, простой в повторении, малогабаритный частотомер, который может пригодиться любому радиоинженеру или радиолюбителю для измерения частоты.

1.Техническое задание

 

1.1 Назначение и область применения

 

Предлагаемый частотомер имеет малые габариты, поэтому его можно назвать карманным. Кроме частоты, он измеряет её отклонение относительно зафиксированного значения и подсчитывает число импульсов. Прибор прост в повторении и содержит минимальное число деталей.

Частотомер измеряет частоту входного сигнала в диапазоне 10Гц…50МГц со временем счета 0,1с и 1с, отклонение частоты в пределах ± 10МГц, а также осуществляет счет импульсов с отображением счета (до 99с)

 

1.2 Технические характеристики

 

Потребляемый ток 9 мА

Потребляемая мощность 54 мВт

Потребляемое напряжение 9 В

Диапазон частоты входного сигнала 10Гц…50 МГц

Отклонение частоты ± 10МГц

Время счета 0,1с и 1с

Отображение счета импульсов до 99с

1.3 Условия эксплуатации

Плата вместе с батареей размещена в пластмассовом корпусе размерами 30*50*70мм. Индикатор и выключатель питания закреплены на передней панели, где для них сделаны отверстия соответствующего размера. Для питания устройства можно использовать батареи «Крона», «Корунд», 6F22, потребляемый ток составляет около 9мА. Микроконтроллер можно запрограммировать с помощью программ Pony Prog. IC Prog.

Налаживание прибора сводиться к регулировке точности измерения частоты. Для этого от образцового генератора подают непрерывный сигнал с частотой около 1 МГц, амплитудой 0,5В и подстроечным конденсатором С5 добиваются совпадения показаний индикатора с частотой входного сигнала. Затем подборкой резистора R1 устанавливают максимальную чувствительность частотомера.

1.4 Характеристики надёжности

Наработка на отказ, не менее 5*10 часов

Прибор должен обладать ремонтопригодностью в течении 3лет

Срок службы прибора 8 лет