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:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Микробы останавливают цветение воды 22.02.2023 Слишком бурный рост водорослей вреден для водных экосистем. Однако он может остановиться так же внезапно, как начался. Бактерии, ранее мирно уживавшиеся с планктоном, начинают его атаковать и быстро уничтожают. Ученым удалось определить вещество, запускающее такой приступ. Возможно, его можно будет использовать для борьбы с цветением водоемов. Одноклеточные водоросли Emiliania huxleyi обитают в тесном сообществе с разнообразными бактериями. Обычно их отношения можно назвать дружественными: фотосинтезирующие водоросли делятся с микробами частью питательных веществ, а в то же время поставляют полезные им соединения. К примеру, родобактерии дают витамин В, который планктонные водоросли не способны производить самостоятельно. Но в неблагоприятных обстоятельствах микробы легко предают своим партнерам: как только пищи становится недостаточно, родобактерии уничтожают E. huxleyi. Подобные хрупкие отношения - не редкость в природе, они существуют и в нашем кишечнике. А для водных экосистем переход бактерий от мира к войне может быть даже полезен, поскольку он способен положить конец слишком бурному цветению водоемов из-за разросшихся водорослей. Однако когда именно и почему микробы меняют свое "настроение", до сих пор неизвестно. Этому вопросу посвящена новое исследование ученых из израильского Института Вейцмана Во время долгих экспериментов Асаф Варди (Assaf Vardi) и его коллеги подвергали родобактериям Sulfitobacter D7 воздействию различных веществ, которые выделяют E. huxleyi в тех или иных обстоятельствах - как при нормальном росте, так и в подавленном состоянии. Микробиологи отслеживали активность разных генов в ответ на то или иное соединение. Работа показала, что к воинственному настроению бактерий подталкивает диметилсульфонпропионат (DMSP), который по мере старения водоросли выделяют все больше. При накоплении DMSP активность ДНК микробов изменялась и они переходили к питанию водорослями. А вот присутствие в среде бензоатов, напротив, "успокаивало" микробов; это вещество бактерии способны потреблять напрямую. Именно баланс этих соединений, по-видимому, регулирует процессы цветения водоемов. Возможно, что в будущем DMSP позволит бороться с этим явлением, что наносит серьезный ущерб местным экосистемам. Напомним, согласно одной из гипотез, именно с аномальным цветением водорослей могло быть связано обширное Пермское вымирание.

Другие интересные новости:

▪ Новая сверхпрочная искусственная кожа

▪ Порошковое покрытие электродов улучшит параметры аккумуляторов

▪ 2D материал толщиной в 1 атом

▪ Во время сна мы вспоминаем

▪ Роботы-внуки для пожилых людей

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Медицина. Подборка статей

▪ статья Прокрустово ложе. Крылатое выражение

▪ статья Откуда взялось приветствие Дай пять!? Подробный ответ

▪ статья Директор учреждения образования. Должностная инструкция

▪ статья Простая электронная удочка. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Что внутри SEGA MEGA KEY? Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026