Частотомер на триггерах Шмитта

Частотомер на триггерах Шмитта построен на микросхеме К155ЛА3, где используются 2 логических элемента. R1=1.5...2.2 кОм (желательно с функциональной характеристикой группы А (линейной)).

Если включить питание МС и по вольтметру постоянного тока установить движок R1 в такое положение при котором на левом (по схеме) выводе R2 , являющимся входом триггера Шмитта будет нулевое напряжение. При этом элемент DD1.1 окажется в единичном состоянии, на его выходе (выв. 3) будет напряжение высокого уровня, а элемент DD1.2 будет в нулевом состоянии. Таково исходное состояние. Если вольтметр постоянного тока подключить  к вых. DD1.2 и наблюдать за стрелкой, плавно перемещая движок R1 вверх (по схеме), а затем, не останавливаясь, в обратную сторону  до нижнего вывода и т. д. , то вольтметр на выходе триггера будет фиксировать периодическое переключение элемента DD1.2 из нулевого состояния в единичное (импульсы положительной полярности).

Рассмотрим принципиальную схему частотомера построенного на триггерах Шмитта. DD1.1, DD1.2, R1, R2, R3 образуют триггер Шмитта а DD1.3 и DD1.4 - формирователь его выходных импульсов, от частоты следования которых зависит показание микроамперметра. Без формирователя прибор не даст достоверных результатов измерения, т. к. длительность импульсов на выходе зависит от частоты входного измеряемого переменного напряжения. С1 является разделительным, пропуская широкую полосу колебаний звуковой частоты, он преграждает путь постоянной составляющей источника сигнала. VD2 замыкает на общий провод отрицательные полуволны напряжения. VD1 ограничивает амплитуду положительных полуволн поступающих на вход первого элемента. С выхода триггера Шмитта (выв. 6 DD1.2) импульсы положительной полярности поступают на вход формирователя. Сам формирователь работает следующим образом. DD1.3 включается инвертором а DD1.4 используется по своему прямому назначению как лог. Элемент "2И-НЕ". Как только на входе формирователя (выв. 9,10 DD1.3) появляется напряжение низкого уровня DD1.3 переключается в единичное состояние и через него и R4 заряжается один из конденсаторов (С2, С3, C4); по мере зарядки конденсатора положительное напряжение на выв. 13 DD1.4 повышается до высокого уровня, но этот элемент остается в единичном состоянии т. к. на втором его входе (выв. 12), как и на выходе триггера Шмитта низкий уровень. В таком режиме через микроамперметр протекает незначительный ток. Как только на выходе триггера Шмитта появляется напряжение высокого уровня, элемент DD1.4 переключается в нулевое состяние и через микроамперметр протекает значительный ток. Одновременно DD1.3 переключается в нулевое состояние и конденсатор формирователя начинает разряжаться. Когда напряжение на нем снизится до порогового DD1.4 переключится в единичное состояние. Т. о. на выходе формирователя появится импульс отрицательной полярности в течение которого  через микроамперметр протекает ток  значительно больший чем начальный. Угол отклонения стрелки микроамперметра пропорционален частоте следования импульсов. Чем она больше, тем на больший угол отклонится стрелка. Длительность импульсов на выходе формирователя определяется продолжительностью зарядки задающего конденсатора (С2,C3 или С4) до напряжения срабатывания DD1.4. Чем меньше его емкость тем короче импульс, тем большую частоту входного сигнала можно измерить. Подстроечные резисторы (R5, R6, R7) устанавливают стрелку микроамперметра на конечную отметку шкалы, соответствующую наибольшей измеряемой частоте соответстаующего поддиапазона. Минимальный уровень переменного напряжения, частоту которого можно измерить - 1,5 В.