Выносной щуп - делитель частоты на 10 для частотомера FC250. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Измерительная техника

 Комментарии к статье

Эксплуатация частотомера FC250 с выносным щупом (ВЩ), передающим сигнал на той же частоте, выявила нестабильность его показаний и перегрев микросхемы DD2 на плате частотомера FC250 [1] на частотах более 150 МГц. Эта частота является предельной для большинства микросхем, примененных в предварительных усилителях-формирователях (ПУ) и на входе FC250. Поэтому был изготовлен новый ВЩ, схема которого с ПУ приведена на рис. 1. ПУ собран по схеме рис. 1 из [1], изменены номиналы некоторых элементов. ВЩ собран на двух микросхемах: DA1 (ADCMP604KSZ-R2) - КМОП-компараторе, имеющем время задержки 1,6 нс, входное дифференциальное сопротивление до 70 кОм, и делителе частоты на 10 - DD1 (КС193ИЕ3) [2], имеющем рабочий диапазон частот от 100 кГц до 270 МГц.

Рис. 1. Схема выносного щупа с ПУ

Способ подачи напряжения смещения на входы компаратора DA1 с помощью резисторов R3-R7 позволяет подстроечным резистором R3 изменять напряжение гистерезиса и регулировать чувствительность ВЩ. Высоким входным сопротивлением компаратора ADCMP604, достигающим 70 кОм, объясняется большое сопротивление резисторов R4 и R5, выбранное так, чтобы наименее шунтировать входы компаратора. Выходы компаратора DA1 подключены к входам делителя DD1 без разделительных конденсаторов через согласующие резисторы R8-R10, которые нужны для того, чтобы исключить подачу на входы делителя противофазного напряжения более 2 В в статическом режиме.

В отличие от своего прототипа SP8690A, КС193ИЕ3 не является в полной мере микросхемой стандарта ЭСЛ, напряжение смещения на ее входах (выводы 11 и 12) соответствует стандарту PECL, что дает возможность соединять их напрямую с выходами компаратора ADCMP604 стандарта LVDS. При этом противофазный сигнал прямоугольной формы с ADCMP604 подается сразу на оба дифференциальных входа делителя, что позволяет работать ВЩ практически во всем диапазоне рабочих частот КС193ИЕ3.

В статическом режиме разность напряжений на входах микросхемы КС193ИЕ3 0,5 В предотвращает ее самовозбуждение, а подача противофазного сигнала уровня LVDS (0,35 В) позволила с новым ВЩ получить диапазон измеряемых FC250 частот от 400 кГц до 270 МГц при малой входной емкости, большом входном сопротивлении и дискретности измерения в 100 Гц. На участке от 1 до 200 МГц чувствительность частотомера FC250 с ВЩ не хуже 0,35 В, в режиме "мягкого" управляемого самовозбуждения компаратора DA1 не хуже 0,2 В, а по краям диапазона измерений не хуже 0,65 В.

Не было цели добиваться нижней границы рабочей частоты делителя КС193ИЕ3 в 100 кГц. Но при увеличении емкости конденсаторов С1 и С2 до 43 пФ нижняя рабочая частота ВЩ становилась менее 300 кГц.

Напряжение питания +5 В подается на ВЩ от стабилизатора напряжения частотомера FC250, потребляемый ток - приблизительно 35 мА. Вывод 6 делителя КС193ИЕ3, выход ТТЛ с открытым коллектором, не задействован и оставлен неподключенным. С его выводов 2 и 4 противофазный сигнал стандарта ЭСЛ по шлейфу длиной 0,3-1 м подается на входы ПУ, который размещен на плате FC250 и формирует сигналы уровня ТТЛ, необходимые для работы частотомера [1, 3].

Резистор R12 установлен на конце шлейфа, в месте его соединения с ПУ. Оба дифференциальных входа ВЩ равноценны, они не соединены ни с общим проводом, ни с линией питания частотомера.

При работе оба контакта ВЩ подключают к измеряемому объекту. Для удобства один из контактов ВЩ можно подключать к общему проводу измеряемого устройства отрезком провода длиной до 10 см с зажимом "крокодил" на конце. Применение ВЩ позволяет измерять частоту сигналов уровней ТТЛ и ЭСЛ, частоту гетеродинов различных типов радиоприемников в диапазонах от ДВ до УКВ-2 при небольшом влиянии емкости ВЩ на их частоту. На диапазонах с большим перекрытием по частоте, в частности УКВ-2, из-за снижения напряжения гетеродина на низкочастотном участке частоту удается измерить только в режиме управляемого самовозбуждения ВЩ, тогда как подключение других щупов, с меньшим входным сопротивлением, приводило к срыву генерации. В случае недостаточного уровня измеряемого сигнала, при установке малого уровня чувствительности ВЩ и в случае плохого контакта щупа с измеряемым устройством происходит занижение или срыв показаний частотомера.

При подаче на ВЩ сигнала частотой 100-200 МГц и напряжением более 0,5 В, имеющего неправильную форму, компаратор DA1 может удваивать частоту. В этом случае для уменьшения напряжения сигнала ВЩ подключают к источнику сигнала через аттенюатор, детали которого можно припаять прямо к контактам ВЩ. Частотомер FC250 по-прежнему может измерять сигналы частотой от 50 Гц до 100 МГц с дискретностью 10 Гц. Для этого вместо шлейфа с ВЩ к конденсаторам С6 и С7 на входе ПУ [1] подключают провода длиной до 20 см с ограничительными резисторами сопротивлением до 1 кОм.

ВЩ собран на плате из фольгированого с двух сторон стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Плата изготовлена методом прорезания фольги после высверливания на ней отверстий. Чертеж платы показан на рис. 2. ПУ можно собрать на плате по рис. 2 в [1].

Рис. 2. Чертеж платы выносного щупа

В устройстве применены конденсаторы и резисторы, за исключением R3 и R12, для поверхностного монтажа типоразмера 1206 или 0805. Переменный резистор R3 - 3310Y или любой другой, подходящий по размерам и расположению выводов. Резистор R12 - выводной, мощностью 0,125 Вт, расположен на конце шлейфа, соединенном с ПУ Компаратор DA1 - для поверхностного монтажа в корпусе SOT 323-6, делитель КС193ИЕ3 (в корпусе DIP-16) установлен в панель, из которой вынуты незадействованные контакты. При установке микросхемы КС193ИЕ3 непосредственно на плату у ее неподключенных выводов удаляют концы, вставляемые в отверстия.

Расположение деталей показано на рис. 3. Перемычки на контактных площадках для проводов шлейфа, предотвращающие отслоение фольги при их распайке, и контакты ВЩ изготовлены из луженого провода диаметром 0,75 мм. Остальные перемычки и "прошивка" краев платы выполнены луженым проводом диаметром 0,5 мм. Фотография нижней стороны печатной платы приведена на рис. 4. Правильно собранный ВЩ налаживания не требует. Если самовозбуждение ВЩ не устраняется резистором R3, то основная причина этого - обрыв (плохая пайка) одного из выходов компаратора DA1. Щуп помещен в пластмассовый корпус. Крепежные отверстия сверлят "по месту" на облуженных краях платы ВЩ. Можно просто обмотать щуп липкой лентой, оставив снаружи контакты и шлиц подстроечного резистора R3.

Рис. 3. Расположение деталей на плате ВЩ

Рис. 4. Фотография нижней стороны печатной платы

На рис. 5 приведен пример измерения максимальной частоты 300 МГц.

Рис. 5. Пример измерения максимальной частоты 300 МГц

Литература

1. Паньшин А. Предварительный усилитель-формирователь для частотомера FC250. - Радио, 2015, № 2, с. 18-20.
2. Хлюпин Н. СВЧ-делители частоты. - URL: ra4nal.qrz.ru/prescaler.shtml.
3. Нечаев И. Щуп-компаратор для частотомера. - Радио, 2014, № 7, с. 20.

Автор: А. Паньшин

Смотрите другие статьи раздела Измерительная техника.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Микропластик в атмосфере - скрытый ускоритель глобального потепления 31.05.2026

Микропластик уже давно признан одним из самых масштабных загрязнителей планеты. Он проникает в океаны, почву, организмы животных и даже в тело человека. Однако до недавнего времени мало кто задумывался о его влиянии на климатические процессы. Новое исследование показало, что микро- и нанопластик в атмосфере способен поглощать тепло, тем самым внося дополнительный вклад в глобальное потепление. Ученые обнаружили, что воздействие пластиковых частиц на климат зависит от их цвета. Светлые частицы отражают солнечный свет и способствуют некоторому охлаждению, в то время как более темные - активно поглощают тепло и излучение. Со временем пластик в атмосфере темнеет под воздействием ультрафиолета, что усиливает его согревающий эффект. Этот процесс напоминает пожелтение пластиковых парковочных талонов, оставленных на солнце. Соавтор исследования, заслуженный профессор наук о Земле в Университете Дьюка Дрю Шинделл отметил, что влияние микропластика на изменение климата пока относительно не ...>>

Универсальный бытовой робот-гуманоид GigaAI SeeLight S1 31.05.2026

Развитие робототехники постепенно переносит сложные машины из промышленных цехов прямо в повседневную жизнь людей. Китайская компания GigaAI сделала важный шаг в этом направлении, представив SeeLight S1 - первую в стране модель универсального бытового робота-гуманоида. Эта разработка призвана взять на себя рутинные домашние дела и стать настоящим помощником в повседневной жизни. Уже в конце текущего месяца сотня роботов SeeLight S1 начнет проходить испытания в специализированном жилом комплексе, предназначенном для работников высокотехнологичных отраслей. По словам генерального директора GigaAI Чжу Чжэна, в первой половине 2027 года роботы будут переданы для бесплатного тестирования обычным семьям в Ухане - столице провинции Хубэй. Такой подход позволит собрать реальные данные о работе устройства в домашних условиях. В демонстрационном видео робот, передвигающийся на колесах, уверенно справляется с множеством бытовых задач. Он нарезает овощи, жарит яйца, загружает стиральную маши ...>>

Вкусовые пристрастия формируются еще в утробе 30.05.2026

Предпочтения человека к еде закладываются задолго до первого прикорма. Современная наука подтверждает, что ребенок начинает знакомиться с ароматами и вкусами пищи еще до рождения, через околоплодные воды. Новое международное исследование показало, что регулярное потребление определенных продуктов беременной женщиной может формировать долгосрочные пищевые предпочтения у ребенка, сохраняющиеся даже спустя годы после появления на свет. Ученые из университетов Великобритании, Франции и Нидерландов провели эксперимент с участием беременных женщин. Одной группе будущих мам давали капсулы с порошком капусты кейл, другой - с порошком моркови. Реакцию детей на эти запахи проверяли в три этапа: сначала в утробе матери с помощью 4D-УЗИ на поздних сроках беременности, затем в возрасте трех месяцев и, наконец, когда детям исполнилось три года. Результаты оказались весьма убедительными. Дети женщин, принимавших порошок кейла, положительно реагировали на запах этой капусты, но негативно - на ар ...>>

Случайная новость из Архива Моментальное мороженое 23.06.2020 Ученые из Корнелльского университета обнаружили, что углекислый газ под давлением мгновенно превращает кремообразную массу в лед - то есть создает настоящее мороженое. Авторы изобретения говорят, что новый процесс может заменить энергозатратную цепь поставок по доставке мороженого в магазины по всему миру. Идея исследователей заключается в том, чтобы мороженое можно было готовить в самом конце цепочки во избежание дорогостоящих издержек. Пять лет назад Сайед Ризви, профессор технологии пищевой промышленности в Корнелле и студент Майкл Э. Вагнер разработали систему, в которой используется углекислый газ под давлением. То, что у них получилось, по сути является газированным мороженым. Здесь работает эффект Джоуля-Томсона - когда жидкость переходит из состояния высокого давления в низкое, она может провоцировать при определенных условиях охлаждающий эффект. Вот почему фреон и углекислый газ так распространены в холодильной технике. На типичном заводе будущее мороженое пропускают через теплообменник. Его можно представить как огромную трубу, окруженную трубами поменьше. Они наполнены химикатами вроде аммиака, чтобы большая труба подверглась заморозке, однако вредные вещества никогда не соприкасаются с пищевыми. По мере продвижения кремовой смеси она моментально охлаждается и образует кристаллы льда. В конце лезвия срезают затвердевшее мороженое. В методе Ризви всю работу делает углекислый газ под давлением. Поскольку переход от высокого давления к низкому создает вакуумный эффект, углекислый газ проходит через сопло, которое втягивает жидкую смесь будущего мороженого. Там сжатый газ охлаждает мороженое примерно до минус 70 градусов по Цельсию. Наконец, оно проталкивается через форсунку в чашу - и все это происходит очень быстро. Мороженое по такому рецепту не только изготавливается быстрее и экологичнее, но и весьма недурно на вкус. Углекислый газ имеет еще одно достоинство: вкус мороженого усиливается от той характерной щекотки на языке, которая обычно ассоциируется с газировкой.

Другие интересные новости:

▪ Механизм компенсации органов чувств

▪ Гибкие и эластичные источники питания

▪ Самые опасные страны

▪ Микросхемы помогают собирать мебель

▪ Найден способ услышать рыб внутри аквариума

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Личный транспорт: наземный, водный, воздушный. Подборка статей

▪ статья Радищев Александр Николаевич. Знаменитые афоризмы

▪ Что представляла собой Франция в ХI-ХV вв.? Подробный ответ

▪ статья Перемещение и пребывание работников на территории предприятия, производственных, лабораторных и административных зданиях. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Ветроэлектростанция-малютка. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Нагреваем воздух. Физический эксперимент

[an error occurred while processing this directive] Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026