Contador - Frecuencímetro con display digital


Presentamos el circuito de un display digital que inicialmente fue diseñado para ser colocado en el Receptor de Radioaficionado publicado en Saber 216. Este dispositivo le da al receptor “un toque de distinción”, así como una mayor flexibilidad, ya que permite leer directamente la frecuencia en que el mismo está sintonizado. Cabe aclarar que este contador podrá ser utilizarlo para otras aplicaciones, incluso, como parte de un instrumento de medición. Su montaje y calibración es relativamente sencillo y de excelentes prestaciones.


Desarrollo


Si bien hay disponibles en la web varios circuitos de frecuencímetros con PIC, decidí diseñar éste en forma discreta, con contadores y presentadores de display absolutamente comunes, para que el que no se anima a programar microcontroladores pueda montar éste, que se programa una sola vez y manualmente por medio de unos dip-switch.
Una de las características de este contador es que cuenta en forma descendente, dado que el oscilador está por debajo de la FI, para poder obtener la banda lateral inferior, que es la utilizada en 40 y 80 metros. Por ejemplo: si queremos escuchar en 3,645 el oscilador debe estar en 4,436 – 3,645 = 0,791kHz. Ahora, si queremos escuchar en 3,665 el oscilador estará en 4,436 – 3,665 = 0,771kHz. Como vemos, para subir en la frecuencia de recepción tenemos que bajar el oscilador. Esta cuenta descendente la obtenemos con los contadores CMOS CD4029. (Ver circuito en figura 1). Otro detalle de estos contadores es que se pueden programar el número desde donde empieza a contar. Esto se hace con las dip-switch.

¿Cómo es esto?
Bien, en el display, cuando no hay señal del oscilador, debe leerse el valor de la frecuencia intermedia. Al aplicar el oscilador, éste se resta a la FI para dar el valor de frecuencia que está sintonizando. En éste en particular, el valor de los MHz queda fijo (en 3 ó 7, dependiendo si lo hacemos para 40 u 80 metros) y varían el resto de los dígitos. En el caso de sintonizar la frecuencia de 3.678.926Hz se leería en el display 3.678.9, dado que tiene una resolución de 100Hz, más que suficiente para un uso amateur.
En la figura 2 vemos el circuito de la etapa de reloj. Esta provee de un pulso de puesta de los contadores al número inicial elegido (preset enable), luego abre la puerta de cuenta por 0,1 seg (clock) y una vez finalizada la cuenta la transfiere a los visualizadores de 7 segmentos por medio de los CD4511. Para esto requieren de un pulso llamado latch enable. Para generar la señal de referencia se utiliza un cuarzo de 4MHz, que por medio de una serie de divisores obtenemos 5Hz, o sea una señal con un período de 200ms, de los cuales 100ms son altos y 100ms bajos. De aquí, utilizando un CD4013, un CD4011 y un CD4001 obtenemos los pulsos de “pe” y “le” (ver figura 3).
La señal de clock sufre un tratamiento previo. Es común en los contadores digitales que el último número fluctúe rápidamente. Este fenómeno se conoce como “jitter” (nerviosismo) y se debe a que la señal de entrada no está en fase con la señal de reloj del contador. En la figura 4 vemos un detalle del dispositivo que utilizo para poner en fase ambas señales, utilizando las propiedades de un CD4013, flip-flop disparado por flanco. Si bien este sistema no lo elimina totalmente, lo hace mucho más lento y a veces imperceptible. La entrada del contador se conecta al oscilador de frecuencia variable. La forma de ajustarlo es sencilla: primero hay que poner el cristal a 4MHz exactos, esto se logra apoyando la entrada de un frecuencímetro en la pata 10 del CD4011 y ajustando el trimmer hasta leer 4.000.000Hz. Luego se sintoniza una emisora de la cual sepamos su frecuencia exacta (alguien que transmita con un transceiver digital) y se tocan los dip-switch hasta leer en el display la frecuencia exacta de sintonía. En las figuras 5, 7 y 9 publicamos las versiones posibles de circuito impreso para el proyecto. Si Ud. quiere más información sobre el receptor publicado en Saber 216 puede bajar la nota de nuestra web: www,webelectronica.com.ar con la clave “RXA”.

 
FIGURA 6
 
FIGURA 7
 
FIGURA 8
 
FIGURA 9
 
FIGURA 10
 
Autor: Guillermo H. NECCO; LW 3 DYL
e-mail: lw3dyl@yahoo.com.ar
 
FIGURA 1
 
 
FIGURA 2
 
FIGURA 3
 
 
 
FIGURA 4
 
 
FIGURA 5