Многие радиолюбители используют частотомер как цифровую шкалу генератора ВЧ или гетеродина связного приемника или радиостанции. Но, цифровой частотомер, собранный на счетчиках по быстрой схеме может быть не только индикатором частоты, но и её цифровым стабилизатором, образуя совместно с автогенератром своеобразный синтезатор частоты. На рисунке показана структурная схема типового частотомера, выполненного по быстрой схеме.


Схема состоит из входного устройства, формирующего логические импульсы и регулирующего их прохождение; измерительного многоразрядного счетчика; запоминающих триггеров-дешифратора; цифрового индикатора и устройства управления. Измерительный цикл выглядит так: устройство управления обнуляет измерительный счетчик, затем, сняв команду обнуления, открывает входное устройство, пропуская с него импульсы измеряемой частоты на счетный вход измерительного счетчика.

Затем, по завершении периода измерения, устройство управления блокирует входное устройство и дает команду записи уровней с выходов измерительного счетчика в триггеры-дешифраторы, с которых информация о результате измерения выводится на цифровые индикаторы. Далее происходит сброс счетчика и начинается новый цикл измерения.

Таким образом, информация, хранящаяся в триггерах, периодически обновляется. Для того, чтобы частотомер мог не только измерять частоту генератора, но и подстраивать её в каких-то небольших пределах, нужно организовать обратную связь между частотомером и генератором. Небольшие отклонения частоты, обычно, влияют на показания счетчика самого младшего разряда частотомера.

Чтобы сохранить возможность плавной ручной параметрической перестройки частоты генератора, контролировать увод частоты нужно именно по этому младшему разряду. Для чего достаточно установить наблюдение за логическим уровнем на одном из его выходов.

Предположим, наш частотомер обеспечивает измерение частоты гетеродина с разрешением до 10 Гц (то есть, например, при частоте 21336154 Гц, он показывает «2133615»), то, взяв в качестве контрольного уровня выход «8» счетчика младшего разряда, мы можем обеспечить автоматическое поддержание установленной частоты с точностью до 80 Гц.

И частота генератора будет перестраиваться с шагом в 80 Гц. Чего, во многих случаях, более чем достаточно. Впрочем, взяв уровень с выхода «4» того же счетчика, можно получить точность до 40 Гц с сеткой в 40 Гц.

Теперь, этот контрольный уровень нужно сохранить и интегрировать, чтобы его можно было подать на варикап, подстраивающий настройку высокочастотного генератора. Для этого можно использовать D-триггер, например, К1561ТМ2 (см. рисунок). На вход данных этого триггера подается логический уровень с подконтрольного выхода счетчика, а на вход записи импульс записи, поступающий от устройства управления на триггеры-дешифраторы частотомера.

На выходе триггера включена интегрирующая цепь, создающее постоянное напряжение на варикапе. Работает автоподстройка так : после выполнения ручной настройки генератора на некоторую частоту, на подконтрольном выходе счетчика младшего разряда (в данном случае «8») устанавливается любой логический уровень, то есть, ноль или единица.

Если это единица, то на выходе триггера возникает ноль, и напряжение управления на варикапе начинает падать. Емкость варикапа увеличивается, а частота настройки генератора уменьшается, но до тех пор, пока не уменьшится на столько, что логическая единица на подконтрольном выходе счетчика сменится на нуль. После этого частота настройки генератора станет подниматься.

Поскольку, у частотомера, выполненного по описанной выше схеме, при разрешении в 10 Гц, показания обновляются с частотой 10 Гц, то периодичность проверки и подстройки частоты генератора будет составлять 0,1 сек.

Следует заметить, что такой способ может компенсировать только плавный и медленный увод частоты, например, вызванный прогревом элементов контура генератора, но не может компенсировать быстрые изменения частоты, например, происходящие во время ручной настройки приемника на частоту радиостанции. Но это и хорошо, поскольку, достаточно точно поддерживается установленная частота, но влияние на сам процесс перестройки генератора минимально.

Сетка перестройки зависит от того, с какого выхода счетчика младшего разряда берется контрольный логический уровень. А полоса удержания (диапазон подстройки) зависит от эффективности варикапа (степени его влияния на настройку контура), которая, в некотором смысле, определяется емкостью конденсатора С2. А быстродействие зависит от емкости конденсатора С1. Следует заметить, что быстродействие не должно быть очень большим, так как это может мешать перестройке генератора по диапазону.

В общем, эти параметры, - быстродействие и пределы подстройки частоты, необходимо установить под конкретный генератор, частоту которого должен стабилизировать частотомер.