Измерительная техника
Нашли ошибку? Сообщите нам ...Комментировать: Выносной щуп — делитель частоты до 500 МГц для частотомера FC250Распечатать: Выносной щуп — делитель частоты до 500 МГц для частотомера FC250

Выносной щуп — делитель частоты до 500 МГц для частотомера FC250



До изготовления выносного щупа для частотомера FC250, позволяющего ему измерять частоту до 500 МГц, автор собрал несколько делителей частоты на микросхеме К193ИЕ2, описанных в Интернете. В них измеряемый сигнал подавался непосредственно на вход счётчика или на вход предварительного усилителя на транзисторе. У всех образцов была выявлена сильная зависимость частоты на выходе от амплитуды входного сигнала и низкая помехоустойчивость.

Согласно техническому описанию делителя частоты К193ИЕ2 [1], его нормальная работа возможна лишь при подаче на вход импульсов с достаточными амплитудой и крутизной перепадов. Поэтому на входе щупа, получившего название ВЩ-500, был установлен компаратор ADCMP606 [2] и введена регулировка чувствительности. Этот щуп делит частоту входного сигнала на 10. Совместно с частотомером FC250 он позволяет измерять частоту от 2 до 500 МГц с дискретностью 100 Гц. Его чувствительность во всём интервале измеряемых частот не ниже 0,65 В. От источника напряжения питания 5 В щуп потребляет ток 80...85 мА. Входное дифференциальное сопротивление - около 70 кОм.

Схема щупа изображена на рис. 1. В нём применены микросхемы DA1 - ADCMP606BKSZ-R2 (компаратор стандарта CML с максимальной рабочей частотой 750 МГц) и DD1 - К193ИЕ2 (делитель частоты на 10 до 500 МГц). Согласно стандарту, CML на входы компаратора подают смещение, близкое к напряжению питания +3,3 В. Но микросхема ADCMP606 относится к категории Rail-to-Rail и поэтому может работать при напряжении на входах от 0 до плюса напряжения питания. В щупе ВЩ-500 на входы DA1 подано смещение, равное половине напряжения питания. С входных контактов щупа через цепочки R1C1 и R2C2 измеряемый сигнал поступает на входы (выводы 3 и 4) компаратора DA1. Цепь из резисторов R3-R7 позволяет переменным резистором R3 регулировать чувствительность щупа, изменяя постоянное напряжение между входами DA1 от 0 до 0,5 В. Противофазные выходы DA1 соединены с плюсом питания через резисторы R8 и R9. Благодаря их малому сопротивлению (56 Ом) сравнительно большое входное сопротивление делителя частоты DD1, подключённого к одному из выходов компаратора, не нарушает симметрии последнего.

Схема щупа

Рис. 1. Схема щупа

На вход микросхемы делителя частоты DD1 поступают прямоугольные импульсы амплитудой 0,4 В с длительностью перепадов 160 пс. Резистор R10, понижая постоянное напряжение на входе делителя, предотвращает его самовозбуждение в отсутствие сигнала.

При подключении к частотомеру FC250, согласно описанию в [3] напряжение питания щупа +5 В поступает с имеющегося в частотомере стабилизатора напряжения. С выходов делителя DD1 противофазный сигнал частотой до 50 МГц поступает на входы предварительного усилителя-формирователя частотомера FC250 [4]. РазъёмХР1 размещён на отдельной плате, соединённой с основной жгутом из четырёх проводов длиной 600...800 мм. На этой же плате расположен резистор R12.

В отличие от описанного в [5] выносного щупа, работоспособного до частоты 300 МГц, ВЩ-500 работает на частоте до 500 МГц. Оба щупа без использования внешнего делителя могут регистрировать колебания синусоидальной и прямоугольной формы с амплитудой до 5 В. Регулировка чувствительности переменным резистором R3 позволяет подавить помеху, если её амплитуда меньше амплитуды полезного сигнала.

На частотах 100...200 МГц ВЩ-500 может реагировать на гармоники сигналов неправильной формы амплитудой более 0,5 В, что приводит к удвоению частоты на выходе. Если регулировкой чувствительности не удаётся отстроиться от гармоник, можно понизить входное сопротивление ВЩ, припаяв на время параллельно его входным контактам резистор сопротивлением от 100 Ом до 1 кОм.

Чертёж печатной платы щупа показан на рис. 2, а расположение деталей на ней - на рис. 3. Технология изготовления платы подробно описана в [5]. Все установленные на плате постоянные резисторы и конденсаторы - типоразмера 1206 для поверхностного монтажа. Переменный резистор R3 - R-0904n-A1K (РП1-74). Перед установкой на плату отогните его боковые крепёжные лепестки под прямым углом в разные стороны. Концы лепестков обрежьте по месту и припаяйте к фольге общего провода. Незадействованные выводы микросхемы К193ИЕ2 удалите.

Чертёж печатной платы щупа

Рис. 2. Чертёж печатной платы щупа

Расположение деталей на плате

Рис. 3. Расположение деталей на плате

Разъём ХР1 (WF-4R) установлен на небольшой плате, аналогичной изображённой на рис. 13 в [3]. Резистор R12 там обозначен как R1. Внешний вид собранного щупа ВЩ-500 показан на рис. 4.

Внешний вид собранного щупа ВЩ-500

Рис. 4. Внешний вид собранного щупа ВЩ-500

Собрав плату щупа ВЩ-500 без компаратора DA1 и резисторов R3 и R10, припаяйте к соответствующим контактным площадкам платы жгут проводов с разъёмом Хр 1 и подключите его к частотомеру, доработанному согласно [3]. Обычно делитель частоты DD1 само-возбуждается. Устраните самовозбуждение подборкой резистора R10, после чего установите на плату компаратор и недостающие резисторы. Если самовозбуждение компаратора DA1 не удаётся остановить переменным резистором R3, вероятная причина этого - обрыв или плохая пайка одного из выходов DA1.

Литература

1. Нефёдов А. В. Интегральные микросхемы и их зарубежные аналоги. Справочник, т. 3 - М.: ИП РадиоСофт, 2000.

2 Rail-to-Rail, Very Fast, 2.5 V to 5.5 V, Single-Supply CML Comparators ADCMP606/ ADCMP607. - URL: http://www.analog.com/ media/en/technical-documentation/data-sheets/ADCMP606_607. pdf (19.04.16).

3. Паньшин А. Доработка частотомера FC250. - Радио, 2016, № 3, с. 23, 24.

4. Паньшин А. Предварительный усилитель-формирователь для частотомера FC250. - Радио, 2015, № 2, с. 18.

5. Паньшин А. Выносной щуп - делитель частоты на 10 для частотомера FC250. - Радио, 2015, № 4, с. 26, 27.

Автор: А. Паньшин, г. Москва


Дата публикации: 14.08.2016

Мнения читателей
  • Андрей / 15.08.2016 - 13:31
    Емкость конденсатора С6 4,7мк.

Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному вышематериалу:








 



RadioRadar.net - datasheet, service manuals, схемы, электроника, компоненты, semiconductor,САПР, CAD, electronics