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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Fernsonde - Frequenzteiler bis 500 MHz für den Frequenzmesser FC250. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Messtechnik Bevor der Autor eine Fernsonde für den Frequenzmesser FC250 herstellte, mit der er Frequenzen bis zu 500 MHz messen konnte, baute der Autor mehrere Frequenzteiler auf dem im Internet beschriebenen K193IE2-Chip zusammen. Bei ihnen wurde das gemessene Signal direkt dem Eingang des Zählers oder dem Eingang eines Vorverstärkers an einem Transistor zugeführt. Alle Proben zeigten eine starke Abhängigkeit der Ausgangsfrequenz von der Amplitude des Eingangssignals und eine geringe Störfestigkeit. Gemäß der technischen Beschreibung des Frequenzteilers K193IE2 [1] ist sein normaler Betrieb nur möglich, wenn am Eingang Impulse mit ausreichender Amplitude und Abfallsteilheit angelegt werden. Daher wurde am Eingang der Sonde ein ADCMP500-Komparator [606] mit der Bezeichnung VShch-2 installiert und eine Empfindlichkeitseinstellung eingeführt. Dieser Tastkopf teilt die Frequenz des Eingangssignals durch 10. Zusammen mit dem Frequenzmesser FC250 ermöglicht er die Messung von Frequenzen von 2 bis 500 MHz mit einer Auflösung von 100 Hz. Seine Empfindlichkeit über den gesamten Bereich der gemessenen Frequenzen beträgt nicht weniger als 0,65 V. Ab einer Versorgungsspannung von 5 V verbraucht die Sonde einen Strom von 80...85 mA. Der Eingangsdifferenzwiderstand beträgt etwa 70 kOhm. Das Sondendiagramm ist in Abb. dargestellt. 1. Es werden die Mikroschaltungen DA1 - ADCMP606BKSZ-R2 (Komparator des CML-Standards mit einer maximalen Betriebsfrequenz von 750 MHz) und DD1 - K193IE2 (Frequenzteiler von 10 bis 500 MHz) verwendet. Laut Standard legt CML eine Vorspannung an die Komparatoreingänge nahe der Versorgungsspannung von +3,3 V an. Der ADCMP606-Chip gehört jedoch zur Rail-to-Rail-Kategorie und kann daher mit Eingangsspannungen von 0 bis plus Versorgungsspannung betrieben werden . Beim VShch-500-Tastkopf wird an die DA1-Eingänge eine Vorspannung angelegt, die der Hälfte der Versorgungsspannung entspricht. Von den Eingangskontakten der Sonde wird das gemessene Signal über die Stromkreise R1C1 und R2C2 den Eingängen (Pins 3 und 4) des Komparators DA1 zugeführt. Eine Schaltung aus Widerständen R3-R7 ermöglicht es dem variablen Widerstand R3, die Empfindlichkeit der Sonde einzustellen und die konstante Spannung zwischen den Eingängen DA1 von 0 auf 0,5 V zu ändern. Die gegenphasigen Ausgänge DA1 sind über die Widerstände R8 und R9 mit dem Pluspol der Stromversorgung verbunden . Aufgrund ihres geringen Widerstands (56 Ohm) verletzt der relativ große Eingangswiderstand des Frequenzteilers DD1, der an einen der Komparatorausgänge angeschlossen ist, dessen Symmetrie nicht.
Der Eingang der Frequenzteiler-Mikroschaltung DD1 empfängt Rechteckimpulse mit einer Amplitude von 0,4 V und einer Abfalldauer von 160 ps. Der Widerstand R10 senkt die Gleichspannung am Eingang des Teilers und verhindert so dessen Selbsterregung bei fehlendem Signal. Bei Anschluss an den Frequenzmesser FC250 kommt die +3-V-Sondenversorgungsspannung gemäß der Beschreibung in [5] vom Spannungsstabilisator im Frequenzmesser. Von den Ausgängen des DD1-Teilers wird ein gegenphasiges Signal mit einer Frequenz von bis zu 50 MHz den Eingängen des Vorverstärker-Formers des FC250-Frequenzmessers zugeführt [4]. Der Stecker XP1 befindet sich auf einer separaten Platine und ist mit dem Hauptkabelbaum aus vier Drähten mit einer Länge von 600 bis 800 mm verbunden. Auf derselben Platine befindet sich der Widerstand R12. Im Gegensatz zur in [5] beschriebenen Fernsonde, die bis zu einer Frequenz von 300 MHz arbeitet, arbeitet der VShch-500 mit einer Frequenz von bis zu 500 MHz. Beide Sonden können ohne Verwendung eines externen Teilers Sinus- und Rechteckschwingungen mit einer Amplitude von bis zu 5 V erfassen. Durch die Einstellung der Empfindlichkeit mit dem variablen Widerstand R3 können Störungen unterdrückt werden, wenn deren Amplitude kleiner als die Amplitude des Nutzsignals ist. Bei Frequenzen von 100...200 MHz kann VShch-500 auf Harmonische unregelmäßig geformter Signale mit einer Amplitude von mehr als 0,5 V reagieren, was zu einer Verdoppelung der Ausgangsfrequenz führt. Wenn es durch Anpassen der Empfindlichkeit nicht möglich ist, die Oberwellen auszublenden, können Sie die Eingangsimpedanz des Hochspannungsschalters senken, indem Sie vorübergehend einen Widerstand mit einem Widerstandswert von 100 Ohm bis 1 kOhm parallel zu seinen Eingangskontakten löten. Die Kapazität des Kondensators C6 beträgt 4,7 Mikrometer. Eine Zeichnung der Leiterplatte der Sonde ist in Abb. dargestellt. 2, und die Lage der Teile darauf ist in Abb. 3. Die Platinenherstellungstechnologie wird ausführlich in [5] beschrieben. Alle auf der Platine verbauten Festwiderstände und Kondensatoren haben die Größe 1206 für die Oberflächenmontage. Variabler Widerstand R3 - R-0904n-A1K (RP1-74). Biegen Sie vor der Montage auf der Platine die seitlichen Montagelaschen rechtwinklig in verschiedene Richtungen. Schneiden Sie die Enden der Blütenblätter ab und löten Sie sie an die Folie des gemeinsamen Drahtes. Entfernen Sie nicht verwendete Pins der K193IE2-Mikroschaltung.
Der Anschluss XP1 (WF-4R) ist auf einer kleinen Platine ähnlich der in Abb. gezeigten installiert. 13 in [3]. Der Widerstand R12 wird dort als R1 bezeichnet. Das Aussehen der zusammengebauten VShch-500-Sonde ist in Abb. dargestellt. 4.
Nachdem Sie die VShch-500-Sondenplatine ohne Komparator DA1 und Widerstände R3 und R10 zusammengebaut haben, löten Sie einen Kabelbaum mit Stecker XP1 an die entsprechenden Kontaktpads der Platine und schließen Sie ihn an den gemäß [3] modifizierten Frequenzmesser an. Typischerweise ist der Frequenzteiler DD1 selbsterregt. Beseitigen Sie die Selbsterregung, indem Sie den Widerstand R10 auswählen und dann einen Komparator und die fehlenden Widerstände auf der Platine installieren. Wenn die Selbsterregung des Komparators DA1 nicht durch den variablen Widerstand R3 gestoppt werden kann, ist die wahrscheinliche Ursache ein Bruch oder eine schlechte Lötung an einem der DA1-Ausgänge. Literatur
Autor: A. Panschin
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