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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Préamplificateur-shaper pour fréquencemètre FC250. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Technique de mesure Le fréquencemètre fabriqué à partir du kit FC250 [1] a bien fonctionné. Mais le désir de l'auteur de cet article d'obtenir la fréquence maximale mesurable de 250 MHz promise dans la description de l'appareil l'a obligé à rechercher le circuit du préamplificateur-ancien (PAF) nécessaire à cela. Mais les circuits PuF trouvés sur Internet n'étaient pas adaptés au FC250 ou étaient trop complexes. L'article fournit des descriptions de deux versions du PUF développées par l'auteur, ainsi qu'une sonde à distance pour le fréquencemètre FC250. Les PUF décrits utilisent des comparateurs CMOS MAX999EiKili ADCMP600BRJZ-R2 dans un boîtier SOT-23-5 avec une sortie de signal de niveau TTL et ADCMP604BKSZ-R2 dans un boîtier SOT-323-6 avec deux sorties anti-phase de la norme LVDS [2]. Avec de tels PUF, un fréquencemètre basé sur l'ensemble FC250 est capable de mesurer des fréquences de signal de 50 Hz à 110...250 MHz avec une amplitude minimale de 0,25...0,65 V. Des amplificateurs supplémentaires à l'entrée des comparateurs devaient Être abandonné. Elles conduisaient à une auto-excitation, des mesures de lutte qui réduisaient encore davantage la sensibilité. En travaillant avec le fréquencemètre FC250, il a été remarqué qu'il créait un fort bruit impulsionnel se propageant le long du fil commun et du circuit d'alimentation. Pour éliminer l'influence de ces interférences sur l'objet à mesurer, les entrées du PUF et de la sonde déportée sont réalisées selon un circuit différentiel. En figue. La figure 1 montre un schéma de la version la plus simple du PUF, qui permet de mesurer des fréquences de 50 Hz à 140 MHz à l'aide du comparateur ADCMP600BRJZ-R2 [3] ou jusqu'à 170 MHz avec le comparateur MAX999EUK [4]. L'amplitude du signal mesuré à une fréquence inférieure à 70 MHz doit être d'au moins 0,3 V et d'au moins 0,65 V à la fréquence limite.
A partir des sondes d'entrée, le signal mesuré à travers les circuits R2C1 et R3C2 est fourni aux entrées du comparateur DA1. Les diodes VD1 et VD2 ne protègent pas tant ces entrées des surtensions (les comparateurs des deux types mentionnés ci-dessus ont des diodes de protection internes), mais réduisent plutôt le risque d'auto-excitation du comparateur, qui a un gain élevé. La tension d'alimentation +5 V du comparateur provient du fréquencemètre. L'entrée inverseuse du comparateur (broche 4) est connectée via la résistance R4 à une source de tension de +5 V, et en l'absence de signal mesuré à la sortie du comparateur (broche 1), qui doit être connectée à la broche 2 De la puce du fréquencemètre DD2, la tension a un niveau logique faible. Lorsqu'il est activé de cette manière, le point de fonctionnement des comparateurs MAX999 et ADCMP600 est défini automatiquement et la caractéristique de commutation présente une boucle d'hystérésis. Les diodes VD1, VD2 et la résistance R1 permettent de réduire la largeur de cette boucle à une valeur à laquelle l'auto-excitation ne se produit pas, et la sensibilité est suffisamment élevée. Cette version du PUF fonctionne également bien aux basses fréquences, jusqu'à 50 Hz. Pour le PUF considéré, deux versions du circuit imprimé ont été développées. Les deux sont constitués d'un stratifié de fibre de verre recouvert d'une feuille des deux côtés d'une épaisseur de 1 à 1,5 mm en coupant la feuille et en enlevant mécaniquement ses sections en excès. L'une des cartes (Fig. 2a) est conçue pour installer des diodes de sortie et des résistances d'une puissance de 0,0 à 2 W. Les condensateurs peuvent être montés en surface ou de type disque. La disposition des éléments sur cette carte est illustrée à la Fig. 3. Carte plus petite illustrée à la Fig. 2b, est conçu pour les éléments à montage en surface, y compris les diodes 1N4148W. L'emplacement des éléments est indiqué sur la Fig. 4.
Les vias reliant les conducteurs du circuit imprimé sur les côtés opposés des cartes sont représentés remplis dans les deux cas. Les résistances R1 et R2 produisent 0,125 W. Ils sont insérés avec un fil dans les trous correspondants des cartes et soudés à la feuille. Des tronçons de fils souples isolés de 15 cm de long avec sondes sont soudés aux bornes libres des résistances. Des segments de fil rigide soudés dans les trous des cartes, destinés à connecter le PUF au fréquencemètre, servent simultanément de supports pour fixer la carte PUF à la carte fréquencemètre. En figue. La figure 5 représente un schéma d'un PUF à sonde externe, monté sur trois comparateurs connectés en série. Les comparateurs ADCMP604BKSZ-R2 sont utilisés dans la sonde et à l'entrée du PUF lui-même [5]. Lorsque les sorties du comparateur DA2 sont reliées directement aux entrées du comparateur DA3, ce dernier est dans un mode statique dans un état limite, ce qui empêche son auto-excitation. L'augmentation de la tension « d'entraînement » des entrées du comparateur DA3 a augmenté sa vitesse de commutation, qui détermine la fréquence de fonctionnement maximale du PUF. La tension de polarisation à l'entrée inverseuse du comparateur DA2 et la largeur de la boucle d'hystérésis dans sa caractéristique de commutation sont réglées de la même manière que dans le PUF précédent.
Après avoir connecté une sonde déportée à la deuxième version du PUF (à l'aide d'un faisceau non blindé de fils flexibles isolés de 50 cm de long), la fréquence limite mesurée par le FC250 dépassait 250 MHz. Ceci est illustré par la photographie de la Fig. 6. Le microcircuit ADCMP604BKSZ-R2 n'est pas sujet à l'auto-excitation. Par conséquent, pour réduire la capacité d'entrée, il n'y a pas de diodes dos à dos à l'entrée de la sonde. L'impédance d'entrée élevée et la faible capacité d'entrée de la sonde ont permis de mesurer la fréquence de l'oscillateur local de microcircuits tels que le TDA7021T et ses analogues.
Ce PUF et sa sonde sont assemblés sur des circuits imprimés réalisés dans le même matériau et selon le même procédé que le précédent. Un dessin des conducteurs imprimés de la carte PUF principale est présenté sur la Fig. 7, et la disposition des éléments dessus est sur la Fig. 8. Le circuit imprimé de la sonde à distance est illustré à la Fig. 9. Les pièces qui s'y trouvent sont situées conformément à la Fig. 10. Les condensateurs C1 et C2 sont des condensateurs à disque céramique. Ils sont situés sur différents côtés du plateau.
Une particularité de la carte de sonde réside dans ses deux rangées de vias le long de ses bords longs. Ils sont « cousus » avec un mince fil étamé, qui est ensuite soudé à la feuille sur toute la longueur de la planche des deux côtés. Cela vous permet de prendre la sonde à la main sans affecter ses performances. La longueur des sondes de mesure de la sonde est de 4...1 cm. Les fils 4 à XNUMX du faisceau de connexion sont soudés aux plages de contact correspondantes sur différents côtés de la carte. Lors du test du fréquencemètre avec les PUF décrits, un générateur assemblé selon le circuit illustré sur la figure 11 a été utilisé comme source de signal. 1. La bobine LXNUMX qu’il contient est remplaçable. Il est sans cadre et le nombre de tours est sélectionné en fonction de la plage de réglage requise du générateur.
Malgré les résultats obtenus, le fonctionnement normal du fréquencemètre assemblé à partir du kit FC250 à des fréquences supérieures à 180...190 MHz est toujours impossible. La fréquence de fonctionnement maximale des microcircuits de la série K1554 utilisés (analogue à 74AC) ne dépasse pas 130 MHz. À une fréquence plus élevée, ils surchauffent rapidement et après quelques minutes, les lectures du fréquencemètre diminuent de 2 à 5 MHz. L'imprécision et l'instabilité des lectures du fréquencemètre à ces fréquences s'expliquent par le fait que toutes les impulsions, suivant une fréquence supérieure à la limite, n'arrivent pas aux entrées du microcircuit K1554LA3 (74AC00) et du déclencheur D K1554TM2 (74AC74). , obligés de commuter avec une fréquence inacceptable, atteignent correctement leurs sorties . Pour cette raison, je ne recommande pas d'utiliser un fréquencemètre basé sur le kit FC250 pour mesurer des fréquences supérieures à 110 MHz (avec le PUF selon le schéma de la Fig. 1 sur le comparateur ADCMP600), 120 MHz (avec le même PUF sur le comparateur MAX999) et 180 MHz (avec le PUF selon le schéma Fig. 5 avec sonde déportée). Pour fonctionner avec les PUF décrits, ce fréquencemètre doit être modifié. Sur sa carte, ils n'installent pas (ni ne retirent le transistor VT1 déjà installé avec toutes les pièces qui s'y rapportent, les condensateurs C3 et C5. Une résistance variable d'une valeur nominale de 5 kOhm est montée dans les deux trous pour la sortie du condensateur C3 et dans le trou pour la sortie du condensateur C4, qui est connecté à la résistance R2 ou R5 (voir Fig. 100.150). Avec le fréquencemètre allumé, sans toucher les entrées du PUF avec les mains, la résistance de cette résistance variable est progressivement réduite jusqu'à ce que le PUF cesse de s'auto-exciter. Ensuite, la résistance variable est dessoudée, sa résistance est mesurée et une résistance fixe de la valeur supérieure la plus proche est soudée à sa place. De même, la résistance R5 est sélectionnée dans la sonde distante, déjà connectée à la carte principale établie du PUF. littérature
Auteur : A. Panshin
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