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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Modelador de pré-amplificador para contador de frequência FC250. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Tecnologia de medição O frequencímetro feito a partir do conjunto FC250 [1] teve um bom desempenho em operação. Mas o desejo do autor do artigo proposto de obter a frequência máxima medida de 250 MHz prometida na descrição do aparelho o fez procurar um circuito para o modelador de pré-amplificador (PUF) necessário para isso. Mas os circuitos puf encontrados na internet não funcionaram para o FC250 ou eram muito complicados. O artigo fornece descrições de duas variantes do PUF desenvolvidas pelo autor, bem como uma sonda remota para o contador de frequência FC250. Os comparadores CMOS MAX999EiKi ou ADCMP600BRJZ-R2 no pacote SOT-23-5 com uma saída de sinal de nível TTL e ADCMP604BKSZ-R2 no pacote SOT-323-6 com duas saídas anti-fase do padrão LVDS [2] são usados nas PFUs descritas. Com esse PIF, o medidor de frequência baseado no conjunto FC250 é capaz de medir a frequência de sinais de 50 Hz a 110 ... 250 MHz com amplitude mínima de 0,25 ... 0,65 V. Amplificadores adicionais na entrada dos comparadores tiveram que ser abandonados. Levavam à autoexcitação, medidas de combate que reduziam ainda mais a sensibilidade. Ao trabalhar com o frequencímetro FC250, notou-se que ele gera um forte ruído de impulso que se propaga ao longo do fio comum e do circuito de potência. Para eliminar a influência dessas interferências no objeto de medição, as entradas do PUF e da sonda remota são feitas de acordo com um circuito diferencial. Na fig. A Figura 1 mostra um diagrama da versão mais simples da FPU, que permite medir a frequência de 50 Hz a 140 MHz usando o comparador ADCMP600BRJZ-R2 [3] ou até 170 MHz com o comparador MAX999EUK [4]. A amplitude do sinal medido em uma frequência abaixo de 70 MHz deve ser de pelo menos 0,3 V e de pelo menos 0,65 V na frequência limite.
Das sondas de entrada, o sinal medido é alimentado através dos circuitos R2C1 e R3C2 para as entradas do comparador DA1. Os diodos VD1 e VD2 não apenas protegem essas entradas contra sobretensão (ambos os tipos de comparadores mencionados acima possuem diodos de proteção internos), mas reduzem a probabilidade de autoexcitação do comparador, que possui um grande ganho. A tensão de alimentação +5 V para o comparador vem do frequencímetro. A entrada inversora do comparador (pino 4) é conectada através do resistor R4 a uma fonte de tensão de +5 V, enquanto na ausência de um sinal medido na saída do comparador (pino 1), que deve ser conectado ao pino 2 do chip DD2 do frequencímetro, a tensão apresenta um nível lógico baixo. Quando ativado desta forma, o ponto de operação dos comparadores MAX999 e ADCMP600 é definido automaticamente e a característica de comutação possui um loop de histerese. Os diodos VD1, VD2 e o resistor R1 permitem reduzir a largura desse loop a um valor no qual a autoexcitação não ocorre e a sensibilidade é alta o suficiente. Esta versão do PUF funciona bem em baixas frequências, até 50 Hz. Duas versões da placa de circuito impresso foram desenvolvidas para o PPF considerado. Ambos são feitos de fibra de vidro de 1...1,5 mm de espessura laminada em ambos os lados, cortando a folha e removendo mecanicamente as seções excedentes. Uma das placas (Fig. 2, a) foi projetada para a instalação de diodos e resistores de saída com potência de 0,0–2 W. Os capacitores podem ser montados em superfície ou do tipo disco. A localização dos elementos nesta placa é mostrada na fig. 3. A placa menor mostrada na fig. 2b é projetado para elementos de montagem em superfície, incluindo diodos 1N4148W. A localização dos elementos - na fig. 4.
As vias que conectam os condutores impressos em lados opostos das placas são mostradas preenchidas em ambos os casos. Resistores R1 e R2 - potência de saída 0,125 watts. Eles são inseridos com uma saída nos orifícios correspondentes das placas e soldados na folha. Segmentos de fios isolados flexíveis de 15 cm de comprimento com sondas são soldados aos terminais livres dos resistores. Segmentos de fio rígido soldados nos orifícios das placas, destinados à conexão da PFU com o frequencímetro, servem simultaneamente como racks para fixação da placa PFU na placa do frequencímetro. Na fig. A Figura 5 mostra um diagrama do PUF com uma sonda externa, montada em três comparadores conectados em série. Os comparadores ADCMP604BKSZ-R2 [5] são usados na sonda e na entrada da própria FPU. Com as saídas do comparador DA2 ligadas diretamente às entradas do comparador DA3, este encontra-se em modo estático em estado de limitação, o que impede a sua auto-excitação. Aumentar a tensão "buildup" das entradas do comparador DA3 aumentou sua velocidade de comutação, o que determina a frequência máxima do PUF. A tensão de polarização na entrada inversora do comparador DA2 e a largura do loop de histerese em sua característica de comutação são definidas da mesma forma que no PUF anterior.
Depois de conectar uma sonda remota à segunda versão do PPF (usando um feixe não blindado de 50 cm de comprimento de fios isolados flexíveis), a frequência limite medida pelo FC250 excedeu 250 MHz. Isso é ilustrado pela fotografia da Fig. 6. O chip ADCMP604BKSZ-R2 não é propenso a auto-excitação, então não há diodos back-to-back na entrada da ponta de prova para reduzir a capacitância de entrada. A alta impedância de entrada e a baixa capacitância de entrada da sonda possibilitaram a medição da frequência do oscilador local de microcircuitos como o TDA7021T e seus análogos.
Este PUF e sua sonda são montados em placas de circuito impresso feitas do mesmo material e pelo mesmo método do anterior. Um desenho dos condutores impressos da placa principal do PUF é mostrado na fig. 7, e a disposição dos elementos nele - na Fig. 8. A placa de circuito impresso da sonda remota é mostrada na fig. 9. Os detalhes estão localizados de acordo com a fig. 10. Capacitores C1 e C2 - disco cerâmico. Eles estão localizados em lados diferentes do tabuleiro.
A placa da sonda possui duas fileiras de vias ao longo de suas bordas longas. Eles são "costurados" com um fio estanhado fino, que é soldado à folha ao longo de todo o comprimento da placa em ambos os lados. Isso permite que você pegue a sonda manualmente sem afetar seu desempenho. O comprimento das sondas de medição da sonda é de 4 ... 1 cm Os fios 4-XNUMX do chicote de conexão são soldados aos respectivos contatos em diferentes lados da placa. Ao verificar o frequencímetro com os PIFs descritos, foi utilizado como fonte de sinal um gerador montado conforme o circuito mostrado na Fig. 11. 1. A bobina LXNUMX é substituível. É sem moldura com o número de voltas selecionado dependendo da faixa necessária de ajuste do gerador.
Apesar dos resultados obtidos, o funcionamento normal do frequencímetro montado a partir do conjunto FC250 ainda é impossível em frequências superiores a 180...190 MHz. A frequência operacional máxima dos microcircuitos da série K1554 usados nele (semelhante ao 74AC) não excede 130 MHz. Em uma frequência mais alta, eles superaquecem rapidamente e, após alguns minutos, as leituras do medidor de frequência diminuem em 2 ... 5 MHz. A imprecisão e a instabilidade das leituras do frequencímetro nessas frequências são explicadas pelo fato de que nem todos os pulsos que seguem com uma frequência acima do limite, que chegaram às entradas do microcircuito K1554LA3 (74AC00) e do K1554TM2 D-trigger (74AC74), forçados a alternar com uma frequência inválida, atingem corretamente suas saídas. Por esse motivo, não recomendo o uso de um frequencímetro baseado no FC250 definido para medir frequências superiores a 110 MHz (com o FPF de acordo com o circuito da Fig. 1 no comparador ADCMP600), 120 MHz (com o mesmo FPF no comparador MAX999) e 180 MHz (com o FPF de acordo com o circuito da Fig. 5 com sonda externa). Para trabalhar com o PUF descrito, este medidor de frequência precisa ser modificado. O transistor VT1 com todas as suas partes relacionadas, os capacitores C3 e C5 não estão instalados em sua placa (ou os já instalados foram removidos). Em ambos os orifícios para as saídas do capacitor C5 e no orifício para a saída do capacitor C3, conectado ao resistor R4, ou R2 (ver Fig. 5), é montado um resistor variável com valor nominal de 100.150 kOhm. Com o frequencímetro ligado, sem tocar nas entradas do PUF com as mãos, a resistência desse resistor variável vai diminuindo gradativamente até que o PUF pare de se autoexcitar. Em seguida, um resistor variável é soldado, sua resistência é medida e um resistor constante do valor mais alto mais próximo é soldado. Da mesma forma, o resistor R5 é selecionado em uma sonda remota, já conectada à placa principal estabelecida do PUF. Literatura
Autor: A. Panshin
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