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:

Горячие напитки высвобождают миллионы частиц пластика 08.09.2026

Бумажные стаканчики давно стали привычной альтернативой пластиковым: их используют в кофейнях, офисах и заведениях быстрого питания для кофе, чая и других напитков. Однако название "бумажный" не означает, что такая посуда полностью состоит из бумаги. Чтобы стаканчик не размокал, его внутреннюю поверхность покрывают тонким слоем полимера. Исследователи из Университета Квинсленда решили выяснить, что происходит с этими покрытиями при контакте с горячей жидкостью, и обнаружили, что вместе с напитком из них могут высвобождаться чрезвычайно мелкие частицы пластика. В ходе лабораторных экспериментов специалисты изучили два типа одноразовых бумажных стаканчиков. В одном случае внутренняя поверхность была защищена традиционным полиэтиленовым покрытием, а в другом использовался полимер на основе полимолочной кислоты (PLA), который часто рассматривается в качестве более экологичной альтернативы обычному пластику. Полимолочная кислота способна биологически разлагаться при определенных условиях ...>>

Графен приближает идею космического лифта 08.09.2026

Вывод грузов за пределы Земли сегодня остается сложным и дорогостоящим процессом: каждый запуск требует огромного количества топлива, а значительная часть конструкции ракеты используется всего один раз. Поэтому идея космического лифта, возникшая еще много десятилетий назад, продолжает привлекать внимание инженеров и исследователей. Вместо множества отдельных ракетных стартов предлагается создать постоянную транспортную систему между Землей и космосом, по которой грузы перемещались бы с помощью электричества. Последние достижения в производстве поликристаллического графена вновь заставили специалистов обсуждать эту концепцию не только как фантастическую идею, но и как потенциальный инженерный проект. Основным элементом будущего сооружения должен стать сверхпрочный трос. Согласно концепции Международного консорциума космического лифта (ISEC), он должен начинаться у экватора и простираться примерно на 100 000 километров в космос, значительно дальше геостационарной орбиты. На внешнем ко ...>>

Робот Bean-Bot без моторов и программирования 07.09.2026

Робототехнику трудно представить без электродвигателей, аккумуляторов, датчиков и управляющего программного обеспечения. Однако исследователи Итальянского технологического института продемонстрировали, что для выполнения довольно сложных движений все эти компоненты иногда вовсе не обязательны. Созданный ими миниатюрный робот Bean-Bot способен самостоятельно прыгать, катиться, скользить, переворачиваться и преодолевать наклонные поверхности, используя энергию нагрева и особенности собственной конструкции. Идея разработки возникла благодаря необычному природному механизму. За основу специалисты взяли мексиканскую фасоль, которая способна неожиданно перемещаться из-за находящейся внутри семени личинки моли. В лаборатории биомиметической мягкой робототехники эту природную особенность переосмыслили с инженерной точки зрения. Получившийся Bean-Bot представляет собой легкую оболочку характерной формы, пружину из материала с памятью формы и несколько магнитов. Основным источником энергии ...>>

Случайная новость из Архива Электромобиль Hyundai IONIQ 6 18.07.2022 Корейский автопроизводитель Hyundai Motor Company официально анонсировал серийную версию электромобиля Hyundai IONIQ 6. Модель представляет собой седан с максимально аэродинамичным "покатым" силуэтом, его габаритные размеры составляют 4855 х 1880 х 1495 мм (колесная база - 2950 мм). Так же, как и другие собратья по линейке IONIQ, новинка основана на фирменной платформе Electric-Global Modular Platform (E-GMP) с поддержкой зарядной архитектуры 400/800 В. Покупателям будет предлагаться одномоторная заднеприводная версия RWD или же двухмоторная полноприводная версия AWD. В последнем случае электромобиль Hyundai IONIQ 6 получит мощность 239 кВт и крутящий момент 605 Нм, что позволяет разогнаться до 100 км/ч всего за 5,1 секунды. Также можно будет выбрать два варианта батарей - на 53 кВтч или на 77,4 кВтч, более емкий вариант обеспечит запас хода в 610 км по измерительному циклу WLTP. От мощной скоростной зарядки на 350 кВт заряд от 10 до 80% емкости батареи займет всего 18 минут. Также поддерживается технология V2L (vehicle-to-load), превращающая электромобиль в мобильный генератор энергии. Водитель получает в свое распоряжение два 12-дюймовых экрана с основными цифровыми данными и дополнительной/развлекательной информацией соответственно. Поддерживаются системы Apple CarPlay и Android Auto, а также двухканальное Bluetooth-соединение со смартфонами, к примеру, вы сможете одновременно использовать один для звонков, а второй - для стриминга музыки. Автомобиль оснащен системой цифровых помощников - водитель получает целый комплекс под общим названием Hyundai SmartSense (Advanced Driver Assistance Systems).

Другие интересные новости:

▪ Пустой стакан позовет официанта

▪ Хороший холестерин защищает печень от воспаления

▪ Общее внимание синхронизирует мозги

▪ Скорость передачи данных в SSD-накопителях удвоена

▪ Измерено время без использования часов

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Параметры, аналоги, маркировка радиодеталей. Подборка статей

▪ статья Что-то с памятью моей стало. Крылатое выражение

▪ статья Что такое воздух? Подробный ответ

▪ статья Маникюрша. Должностная инструкция

▪ статья Когда нет стабилитрона. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Радиоприемник - он же цифровой частотомер. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026