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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Sonda remota - divisore di frequenza per 10 per il frequenzimetro FC250. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Tecnologia di misurazione Il funzionamento del frequenzimetro FC250 con una sonda esterna (RP) che trasmette un segnale alla stessa frequenza ha rivelato instabilità delle sue letture e surriscaldamento del chip DD2 sulla scheda del frequenzimetro FC250 [1] a frequenze superiori a 150 MHz. Questa frequenza è il limite per la maggior parte dei microcircuiti utilizzati nei preamplificatori e negli shaper e all'ingresso dell'FC250. Pertanto è stato prodotto un nuovo VSC, il cui schema con la PU è mostrato in Fig. 1. La PU è assemblata secondo lo schema di Fig. 1 da [1], i valori di alcuni elementi sono stati modificati. Il VSC è assemblato su due microcircuiti: DA1 (ADCMP604KSZ-R2) - un comparatore CMOS con un tempo di ritardo di 1,6 ns, una resistenza differenziale di ingresso fino a 70 kOhm e un divisore di frequenza di 10 - DD1 (KS193IE3) [2] , che ha una gamma di frequenza operativa compresa tra 100 kHz e 270 MHz.
Il metodo di fornire una tensione di polarizzazione agli ingressi del comparatore DA1 utilizzando i resistori R3-R7 consente al resistore di sintonizzazione R3 di modificare la tensione di isteresi e regolare la sensibilità dell'alimentatore. L'elevata resistenza di ingresso del comparatore ADCMP604, che raggiunge i 70 kOhm, spiega l'elevata resistenza dei resistori R4 e R5, scelti in modo da ridurre al minimo lo shunt degli ingressi del comparatore. Le uscite del comparatore DA1 sono collegate agli ingressi del divisore DD1 senza condensatori di accoppiamento tramite resistori di adattamento R8-R10, necessari per impedire l'alimentazione di una tensione antifase superiore a 2 V agli ingressi del divisore in modalità statica. A differenza del suo prototipo SP8690A, KS193IE3 non è un microcircuito completamente standard ECL; la tensione di polarizzazione ai suoi ingressi (pin 11 e 12) è conforme allo standard PECL, il che rende possibile collegarli direttamente alle uscite del comparatore ADCMP604 dell'LVDS standard. In questo caso, un segnale rettangolare antifase dall'ADCMP604 viene fornito immediatamente a entrambi gli ingressi differenziali del divisore, che consente al VSC di funzionare in quasi l'intera gamma di frequenze operative del KS193IE3. In modalità statica, la differenza di tensione agli ingressi del microcircuito KS193IE3 di 0,5 V ne impedisce l'autoeccitazione e la fornitura di un segnale di livello LVDS antifase (0,35 V) ha permesso con il nuovo VSC di ottenere una gamma di frequenze misurate dall'FC250 da 400 kHz a 270 MHz con una bassa capacità di ingresso, un'elevata impedenza di ingresso e una risoluzione di misurazione di 100 Hz. Nell'intervallo da 1 a 200 MHz, la sensibilità del frequenzimetro FC250 con VSC non è peggiore di 0,35 V, nella modalità di autoeccitazione controllata “soft” del comparatore DA1 non è peggiore di 0,2 V e al livello bordi del campo di misurazione non è inferiore a 0,65 V. Non c'era alcun obiettivo nel raggiungere il limite inferiore della frequenza operativa del divisore KS193IE3 a 100 kHz. Ma quando la capacità dei condensatori C1 e C2 è aumentata a 43 pF, la frequenza operativa inferiore del quadro ad alta tensione è diventata inferiore a 300 kHz. La tensione di alimentazione di +5 V viene fornita al quadro principale dallo stabilizzatore di tensione del frequenzimetro FC250, il consumo di corrente è di circa 35 mA. Il pin 6 del divisore KS193IE3, un'uscita TTL a collettore aperto, non viene utilizzato e viene lasciato sconnesso. Dai pin 2 e 4, un segnale antifase dello standard ESL lungo un circuito lungo 0,3-1 m viene fornito agli ingressi dell'unità di controllo, che si trova sulla scheda FC250 e genera segnali di livello TTL necessari per il funzionamento del frequenzimetro [1, 3]. Il resistore R12 è installato all'estremità del cavo, nel punto di connessione con l'unità di controllo. Entrambi gli ingressi differenziali del VSC sono equivalenti; non sono collegati né al filo comune né alla linea di alimentazione del frequenzimetro. Durante il funzionamento entrambi i contatti del VSC sono collegati all'oggetto da misurare. Per comodità, uno dei contatti VSC può essere collegato al filo comune del dispositivo da misurare utilizzando un pezzo di filo lungo fino a 10 cm con una pinza a coccodrillo all'estremità. L'uso del VSC consente di misurare la frequenza dei segnali di livello TTL ed ESL, la frequenza degli oscillatori locali di vari tipi di ricevitori radio negli intervalli da DV a VHF-2 con una leggera influenza della capacità VSC sulla loro frequenza. Nelle gamme con ampia sovrapposizione di frequenze, in particolare VHF-2, a causa della diminuzione della tensione dell'oscillatore locale nella sezione a bassa frequenza, la frequenza può essere misurata solo nella modalità di autoeccitazione controllata del quadro ad alta tensione, mentre il collegamento di altre sonde con una resistenza di ingresso inferiore ha portato alla mancata generazione. Se il livello del segnale misurato è insufficiente, se il livello di sensibilità dell'interruttore ad alta tensione è impostato su un livello basso e se il contatto tra la sonda e il dispositivo da misurare è scarso, le letture del frequenzimetro saranno sottostimate o interrotto. Quando un segnale con una frequenza di 100-200 MHz e una tensione superiore a 0,5 V, che ha una forma irregolare, viene applicato al quadro ad alta tensione, il comparatore DA1 può raddoppiare la frequenza. In questo caso, per ridurre la tensione del segnale, il VSC è collegato alla sorgente del segnale tramite un attenuatore, le cui parti possono essere saldate direttamente ai contatti del VSC. Il frequenzimetro FC250 può comunque misurare segnali da 50 Hz a 100 MHz con una risoluzione di 10 Hz. Per fare ciò, invece di un circuito con un interruttore ad alta tensione, all'ingresso PU [6] sono collegati cavi lunghi fino a 7 cm con resistori limitatori con una resistenza fino a 1 kOhm ai condensatori C20 e C1. Il VSC è assemblato su un pannello costituito da un foglio di fibra di vetro su entrambi i lati, spesso 1,5 mm. La tavola è realizzata tagliando la lamina dopo aver praticato dei fori su di essa. Il disegno della scheda è mostrato in Fig. 2. L'unità PU può essere assemblata su una scheda secondo la Fig. 2 in 1].
Il dispositivo utilizza condensatori e resistori, ad eccezione di R3 e R12, per il montaggio su superficie di dimensioni standard 1206 o 0805. Resistore variabile R3 - 3310Y o qualsiasi altro adatto per dimensioni e disposizione dei pin. All'estremità del circuito collegato all'unità di controllo viene emessa la resistenza R12 con una potenza di 0,125 W. Il comparatore DA1 è per il montaggio superficiale nel pacchetto SOT 323-6, il divisore KS193IE3 (nel pacchetto DIP-16) è installato nel pannello da cui vengono rimossi i contatti non utilizzati. Quando si installa il microcircuito KS193IE3 direttamente sulla scheda, le estremità inserite nei fori vengono rimosse dai pin non collegati. La posizione delle parti è mostrata in Fig. 3. I ponticelli sui cuscinetti di contatto per i fili del cavo, che impediscono il distacco della pellicola durante la dissaldatura, e i contatti VSC sono realizzati in filo stagnato con un diametro di 0,75 mm. I restanti ponticelli ed il “firmware” dei bordi della scheda sono realizzati con filo stagnato del diametro di 0,5 mm. Una fotografia del lato inferiore del circuito stampato è mostrata in Fig. 4. Un alimentatore correttamente assemblato non necessita di regolazioni. Se l'autoeccitazione del quadro ad alta tensione non viene eliminata dal resistore R3, la ragione principale di ciò è una rottura (cattiva saldatura) di una delle uscite del comparatore DA1. La sonda è collocata in una custodia di plastica. I fori di montaggio sono praticati “in posizione” sui bordi stagnati della scheda VSC. Potete semplicemente avvolgere la sonda con del nastro adesivo, lasciando all'esterno i contatti e la fessura della resistenza di trimming R3.
Sulla fig. 5 mostra un esempio di misura della frequenza massima di 300 MHz.
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