FC250周波数カウンター用のプリアンプシェイパー。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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FC250 セット [1] で作られた周波数計は良好に動作しました。 しかし、提案された記事の著者は、デバイスの説明で約束されている 250 MHz の最大測定周波数を取得したいという願望から、これに必要なプリアンプ整形器 (PUF) の回路を探しました。 しかし、インターネットで見つかったパフ回路は FC250 では機能しなかったか、複雑すぎました。 この記事では、著者が開発した PUF の 250 つのバリエーションと、FCXNUMX 周波数カウンター用のリモート プローブについて説明します。

999 つの TTL レベル信号出力を備えた SOT-600-2 パッケージの CMOS コンパレータ MAX23EiKi または ADCMP5BRJZ-R604、および LVDS 規格 [2] の 323 つの逆相出力を備えた SOT-6-2 パッケージの ADCMP250BKSZ-R50 は、記載されている PFU。 このような PIF を使用すると、FC110 セットに基づく周波数計は、最小振幅 250 ～ 0,25 V で 0,65 Hz ～ XNUMX ～ XNUMX MHz の信号の周波数を測定できます。 コンパレータの入力に追加のアンプ放棄しなければならなかった。 それらは自己興奮を引き起こし、さらに感受性を低下させる戦闘手段となりました。

FC250 周波数計を使用していると、共通線と電源回路に沿って伝播する強力なインパルス ノイズが発生することがわかりました。 これらの干渉による測定対象への影響を排除するため、PUFとリモートプローブの入力は差動回路となっています。

図上。 図 1 は、FPU の最も単純なバージョンの図を示しています。これにより、コンパレータ ADCMP50BRJZ-R140 [600] を使用して 2 Hz ～ 3 MHz の周波数を測定するか、コンパレータ MAX170EUK [999] を使用して最大 4 MHz の周波数を測定できます。 70 MHz 未満の周波数での測定信号の振幅は、限界周波数で少なくとも 0,3 V、少なくとも 0,65 V である必要があります。

米。 1. プリアンプシェイパーの最も単純なバージョンのスキーム

入力プローブから、測定信号は回路 R2C1 および R3C2 を介してコンパレータ DA1 の入力に供給されます。 ダイオード VD1 と VD2 は、これらの入力を過電圧から保護するだけでなく (上記の両方のタイプのコンパレータには内部保護ダイオードがあります)、ゲインが大きいコンパレータの自己励起の可能性を低減します。

コンパレータへの供給電圧 +5 V は周波数計から供給されます。 コンパレータの反転入力 (ピン 4) は抵抗 R4 を介して +5 V 電圧源に接続されますが、コンパレータの出力 (ピン 1) に測定信号がない場合は、コンパレータの出力をピン 2 に接続する必要があります。周波数計の DD2 チップの電圧の論理レベルが低くなります。

この方法でイネーブルにすると、MAX999およびADCMP600コンパレータの動作点が自動的に設定され、スイッチング特性にヒステリシスループが生じます。 ダイオード VD1、VD2、および抵抗 R1 により、このループの幅を自励励起が発生しない値まで小さくすることができ、感度は十分に高くなります。 このバージョンの PUF は、最大 50 Hz の低周波数でうまく機能します。

検討中の PPF 用に 1 つのバージョンのプリント基板が開発されました。 どちらも、フォイルを切断し、余分な部分を機械的に除去することにより、両面にラミネートされた厚さ 1,5 ～ 2 mm のグラスファイバーでできています。 ボードの 0,0 つ (図 2、a) は、出力 3 ～ 2 W の出力ダイオードと抵抗器を取り付けるように設計されています。 コンデンサには表面実装タイプとディスクタイプがあります。 この基板上の要素の位置を図に示します。 1. 図に示す小さい基板。 4148b は、4NXNUMXW ダイオードなどの表面実装素子用に設計されています。 要素の位置 - 図。 XNUMX.

米。 2.pufのPCBオプション

米。 3.ボード上の要素の位置

米。 4.ボード上の要素の位置

基板の反対側のプリント導体を接続するビアは、どちらの場合も充填された状態で示されています。 抵抗 R1 および R2 - 出力電力 0,125 ワット。 それらは、15つの出力とともにボードの対応する穴に挿入され、フォイルにはんだ付けされます。 プローブを備えた長さ XNUMX cm の柔軟な絶縁ワイヤのセグメントが、抵抗器の自由端子にはんだ付けされています。

基板の穴にはんだ付けされた硬質ワイヤのセグメントは、PFU を周波数計に接続するためのものであり、同時に PFU 基板を周波数計基板に固定するためのラックとしても機能します。

図上。 図 5 は、直列に接続された 604 つのコンパレータ上に組み立てられた、外部プローブを備えた PUF の図を示しています。 コンパレータ ADCMP2BKSZ-R5 [2] は、プローブ内および FPU 自体の入力で使用されます。 DA3 コンパレータの出力が DA3 コンパレータの入力に直接接続されているため、DA2 コンパレータは制限状態のスタティック モードになり、自己励起が防止されます。 DAXNUMX コンパレータの入力の「ビルドアップ」電圧を増加すると、PUF の最大周波数を決定するスイッチング速度が増加しました。 コンパレータ DAXNUMX の反転入力のバイアス電圧とスイッチング特性のヒステリシス ループの幅は、以前の PUF と同じ方法で設定されます。

米。 5. 直列に接続された XNUMX つのコンパレータに組み立てられた、リモート プローブを備えた PUF のスキーム (クリックして拡大)

リモート プローブを PPF の 50 番目のバージョン (長さ 250 cm のシールドされていない柔軟な絶縁ワイヤの束を使用) に接続した後、FC250 によって測定された限界周波数は 6 MHz を超えました。 これを図の写真に示します。 604. ADCMP2BKSZ-R7021 チップは自己励起しにくいため、入力容量を低減するためのプローブ入力に逆並列ダイオードがありません。 プローブの高い入力インピーダンスと低い入力容量により、TDAXNUMXT やその類似品などのマイクロ回路の局部発振器周波数を測定することが可能になりました。

米。 6番目のバージョンのPUFリモートプローブへの接続

この PUF とそのプローブは、以前のものと同じ材料および同じ方法で作られたプリント基板上に組み立てられます。 PUF のメインボードのプリント導体の図を図に示します。 7とその上の要素の配置 - 図。 8. リモートプローブのプリント基板を図に示します。 9. 詳細は図を参照してください。 10. コンデンサ C1 および C2 - セラミック ディスク。 これらはボードの異なる面に配置されています。

米。 7. PUFのメインボードのプリント導体の描画

米。 8.ボード上の要素の位置

米。 9. リモートプローブ PCB

米。 10.ボード上の要素の位置

プローブボードには、長辺に沿って 4 列のビアが付いています。 それらは細い錫メッキ線で「縫い付けられ」、その後、基板の両側で全長に沿ってホイルにはんだ付けされます。 これにより、パフォーマンスに影響を与えることなくプローブを手で取ることができます。 プローブの測定プローブの長さは 1 ～ 4 cm で、接続ハーネスのワイヤ XNUMX ～ XNUMX は、基板の異なる側面にある対応する接触パッドにはんだ付けされています。

説明した PIF を使用して周波数メーターをチェックする場合、図 11 に示す回路に従って組み立てられた発生器が信号源として使用されました。 1. 中のコイル LXNUMX は交換可能です。 フレームレスであり、必要な発電機チューニングの範囲に応じて巻数が選択されます。

米。 11. 発電回路

得られた結果にもかかわらず、FC250 セットから組み立てられた周波数計の通常の動作は、180 ～ 190 MHz を超える周波数では依然として不可能です。 その中で使用される K1554 シリーズ超小型回路 (74AC と同様) の最大動作周波数は 130 MHz を超えません。 より高い周波数では急速に過熱し、数分後に周波数メーターの測定値が 2 ... 5 MHz 減少します。 これらの周波数での周波数メーターの読み取り値の不正確さと不安定さは、K1554LA3 (74AC00) マイクロ回路と K1554TM2 (74AC74) D フリップの入力に到達した、制限を超える周波数を伴うすべてのパルスが続くわけではないという事実によって説明されます。 -flop は、許容できない周波数で強制的にスイッチングされ、出力に正しく到達します。 このため、250 MHz (ADCMP110 コンパレータに図 1 のスキームによる PPF を使用)、600 MHz (ADCMP120 コンパレータに同じ PPF を使用) を超える周波数を測定するように設定された FC999 に基づく周波数計を使用することはお勧めしません。 MAX180コンパレータ）および5 MHz（リモートプローブを備えた図XNUMXのスキームに従ったPPFを使用）。

説明した PUF を使用するには、この周波数メーターを変更する必要があります。 トランジスタ VT1 とそれに関連するすべての部品、コンデンサ C3 および C5 は基板に取り付けられていません (または、すでに取り付けられているものは削除されています)。 コンデンサ C5 の出力用の穴と、抵抗器 R3 または R4 (図 2 を参照) に接続されたコンデンサ C5 の出力用の穴の両方に、公称値 100.150 kOhm の可変抵抗器が取り付けられています。 周波数メーターをオンにすると、PUF の入力に手で触れずに、この可変抵抗器の抵抗が PUF の自励が停止するまで徐々に減少します。 次に、可変抵抗器がはんだ付けされ、その抵抗が測定され、代わりに最も近い高い値の定抵抗器がはんだ付けされます。 同様に、抵抗器 R5 は、PUF の確立されたメインボードにすでに接続されているリモート プローブで選択されます。

文学

1. FC250のパーツセット。 最大 250 MHz の周波数計設計者。 - URL: 5v.ru/pdf/fc250.pdf。
2. LVDS の紹介。 - URL: a.w. u/html.cgi/txt/publ/_rtcs/lvds.htm.
3. レールツーレール、超高速、2.5V ～ 5.5V、単電源 TTL/CMOS コンパレータ ADCMP600/ADCMP601 /ADCMP602。 - URL：analog.com/static/imported-files/data_sheets/ADCMP600_601_602.pdf。
4. MAX961～MAX964/MAX997/MAX999シングル/デュアル/クワッド、超高速、+3V/+5V、Beyond-the-Railsコンパレータ。 - URL: datasheets.maximintegrated.com/en/ds/MAX961-MAX999.pdf。
5. レールツーレール、超高速、2.5V ～ 5.5V、単電源 LVDS コンパレータ ADCMP604/ADCMP605。 - URL：analog.com/static/imported-files/data_sheets/ADCMP604_605.pdf。

著者: A. パンシン

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