Обычно любая аппаратура, рассчитанная на питание от сети частотой 60 Гц может без проблем работать и питаясь от сети частотой 50 Гц, важно только чтобы напряжение было в пределах рабочего диапазона.
Но в некоторой аппаратуре зарубежного производства цифровая часть схемы синхронизируется от электросети или использует частоту сети как тактовую. При питании такой аппаратуры от сети частотой 50 Гц могут возникать проблемы. Например, если это таймер или настольные часы, рассчитанные на 60 Гц, при питании от сети 50 Гц будет наблюдаться замедление хода, отставание. Если цифровой измерительный прибор результат измерения может занижаться или завышаться. Шкала настройки радиоприемника может отклониться, и т.д.
Обычно в аппаратуре, использующей электросеть как источник синхроимпульсов или тактовых импульсов есть формирователь импульсов, на вход которого поступает переменное напряжение с одной из обмоток трансформатора питания или через оптопару, а на его выходе формируются прямоугольные импульсы с частой сети. Чтобы работа такой аппаратуры не зависела от частоты питающего напряжения, нужно дополнить схему кварцевым генератором импульсов частотой 60 Гц, с выхода которой импульсы подавать туда же, куда они поступают с имеющегося в схеме формирователя (или на вход этого формирователя).
На рисунке 1 показана схема формирователя импульсов частотой 60 Гц, использующего кварцевый резонатор частотой 32768 Гц (стандартный резонатор, применяющийся в электронных часах). Резонатор работает в частотозадающей цепи мультивибратора на элементах D1.1 и D1.2. Частота с выхода D1.2 32768 Гц поступает на вход счетчика делителя на микросхеме CD4040.
Данная микросхема представляет собой 12разрядный двоичный счетчик, это значит, что максимальный коэффициент деления, при использовании данного счетчика как делителя частоты, получается 4096. Для того чтобы получить частоту, наиболее близкую к 60Гц, нужно 32768 разделить на целое число 546. Для ограничения счета до 546 используется схема на диодах VD1VD3 и двух логических инверторах D1.3 и D1.4. При поступлении на вход счетчика 512-го импульса, на его выводе 14 появляется логическая единица.
Затем, еще через 38 импульсов логические единицы оказываются одновременно на катодах трех диодов VD1VD3. Диоды закрываются и на входы элемента D1.3 поступает напряжение высокого уровня через R2. На выходе D1.4 единица, которая обнуляет счетчик. Напряжение на выводе 14 D1 падает до нуля. Так получаются импульсы, следующие с частотой 60 Гц. Точно подогнать частоту можно подстройкой конденсатора С1.
На рисунке 2 показана схема, использующая кварцевый резонатор на 455 кГц (такие резонаторы применяются в некоторых пультах дистанционного управления бытовой электронной аппаратурой). На элементах D1.1 и D1.2 сделан мультивибратор, генерирующий импульсы частотой 455 кГц. Эти импульсы поступают на 14-разрядный двоичный счетчик D2. Максимальный коэффициент деления счетчика 16384 ограничен до 7584-х. Для того чтобы получить частоту, наиболее близкую к 60Гц, нужно 455000 разделить на целое число 7584.
Для ограничения счета до 7584 используется схема на диодах VD1 VD6 и двух логических инверторах D1.3 и D1.4. При поступлении на вход счетчика 4096 го импульса, на его выводе 2 появляется логическая единица. Затем, еще через 3488 импульсов логические единицы оказываются одновременно на катодах шести диодов VD1VD6. Диоды закрываются и на входы элемента D1.3 поступает напряжение высокого уровня через R2. На выходе D1.4 единица, которая обнуляет счетчик.
Напряжение на выводе 14 D1 падает до нуля. Так получаются импульсы, следующие с частотой 60 Гц. Точно подогнать частоту можно подстройкой конденсатора С1. Недостаток схем на рисунках 1 и 2 в том, что выходные импульсы не симметричные (длительность нижней и верхней полуволнсущественно отличаются). В большинстве случаев это несущественно, потому что зачастую частота 60 Гц используется для получения частоты 1 Гц и далее делится счетчиком, имеющимся в схеме аппарата. Но если необходима симметричность импульсов, схемы нужно дополнить D-триггерами и поднять частоту до 120 Гц прежде чем подать на D-триггер (см. рис.З и 4).
