入力アンプ-周波数計のシェーパー。スキーム、説明

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周波数メーターの入力アンプシェイパー。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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マイクロコントローラが広く使用されているため、マイクロコントローラに基づいて周波数計を作成することができます。ただし、原則として、このような設計には、論理レベルで信号を処理するように設計されているため、重大な欠点があります。それらの機能は、説明されているデバイスによって拡張されます。

時間間隔の周波数と持続時間を測定できるユニバーサル周波数計を使用することの利便性は、その構成内の入力整形増幅器の存在、およびこの増幅器の品質と機能に大きく依存します。周波数計と時間間隔計で使用されるこのノードの要件は異なり、一部のパラメーターでは完全に矛盾しています。

周波数計による処理に最も便利な長方形のパルスは、有限の立ち上がりと立ち下がりの持続時間を持っています。時間間隔メーターの場合、入力アンプによる追加の時間遅延の導入は受け入れられません。それどころか、それは、比較しきい値の所与のレベルで、パルスの最も急なエッジおよび減衰を形成するはずである。この要件は、非長方形の信号にとって特に重要です。周波数カウンタには、ヒステリシスのあるアンプシェーパーが適しています。

実際の信号にはスパイクがあり、ノイズは排除されません。低周波周波数カウンタには、従来のフィルタを使用することをお勧めします。高周波周波数および時間間隔メーターの場合、以下の操作を実行できる、シンプルで実用的に再現可能なアンプシェーパー回路が提案されています。

0,3 ～ 20 V の電圧で正極性および負極性の入力信号を処理します。
入力信号の比較しきい値レベルを0,3以内でスムーズに調整します。 ..7,5 V;
0〜2,5 MHzの入力パルス周波数で確実に動作し、ほぼ5MHzの周波数値まで操作性を維持します
0,3 µsより長いパルスの持続時間を測定します（測定限界を変更する前に比較しきい値を選択すると、このしきい値を0,1 µsに減らすことができます）。

スキームを図1に示します。 1.増幅器は、D1マイクロ回路の論理要素上に組み立てられた電子スイッチシェーパーと、並列に接続された構造が同一の2つのチャネルで構成され、それぞれが1チャネル高速オペアンプA1の電圧コンパレータです。、A3。この方式による上部チャネルは、正極性の入力信号を処理するためのものであり、下位チャネルは負極性の入力信号を処理するためのものです。制限抵抗R1とコンデンサC2を介した入力信号は、オペアンプA1の入力6に供給されます。入力電圧がOUAXNUMXの入力XNUMXの電圧によって決定される比較しきい値を超えると、OUの出力XNUMXの電圧は急激に増加し、比較しきい値を下回ると急激に減少します。

周波数計の入力アンプシェイパー。入力アンプの回路図
米。 1入力アンプの概略図

比較しきい値は、可変抵抗器 R10 によって設定されます。比較しきい値の下限は、ダイオード D3 の両端の電圧降下によって決定され、約 0,3 V であり、上限は分圧器 R9R10D3 の要素のパラメータによって決定され、それぞれ 7,5 V に等しくなります。分圧器 R3R4 の出力での電圧が入力信号制限しきい値を決定し、超過するとダイオード D1 が開きます。抵抗 R1 の両端で過剰な電圧降下が発生し、uu が入力で過負荷になるのを防ぎます。 OU A2 で組み立てられたデバイスの 1 番目のチャネルは、同じように機能します。オペアンプ A2 および A5 の出力から、ダイオード D6 および D1 を介して、負の極性の信号の通過を排除するパルスが電子整流子整形器に供給されます。このノードは、スイッチ SA1 から来る制御信号に従って、チャネル「正」または「負」極性からの信号の通過を可能にします。スイッチ SA6、ユーザーは、測定信号の極性に応じてアンプモード (チャネル選択) を手動で設定します。ダイオード D5 と DXNUMX のカソードを接続することで、チャネルの切り替えを拒否できます。これにより、入力信号の極性が自動的に選択されます。ただし、正弦波などのバイポーラ信号を扱う場合、周波数メーターは周波数の XNUMX 倍を示します。

このアンプは、CMOSチップ上に組み立てられた周波数カウンター用に設計されています。

TTLマイクロ回路を備えたデバイスで使用する場合、たとえばK561PU4マイクロ回路に組み立てられた出力にレベルコンバータを提供する必要があります。

アンプの電源電圧は最大±15Vまで上げることができます。これにより、周波数応答が向上し、許容入力電圧の制限が広がります。

デバイスは、少なくとも 521 V の逆電圧を持つ KD503,1、KD3207 N30 シリーズの任意の低電力シリコンダイオードを使用できます。 D9、D311、1N3206、1N3203 シリーズの低電力ゲルマニウムダイオード。オペアンプ KR544UD2B は、ボードの取り付けを変更せずに K544UD2 に置き換えることができます。 OU タイプ K574UD1 を使用できます。 K561LA7 チップを K561LE5 に置き換えると、SA1 スイッチの機能が逆になります。 K176LA7またはK176LE5マイクロ回路を使用すると、周波数特性がわずかに悪化します。アンプをセットアップする場合、回路に応じて抵抗R7,3、R7,5、R10、R12のトップ端子の電圧を4～6V以内に設定する必要があります。必要に応じて、抵抗 R9、R3、R11、R5 を選択します。

著者: ウラジミール・イェピニン、vepin@i1.ru; 出版物: radioradar.net

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