Komparatorsonde für Frequenzmesser. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Messtechnik

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Zu den Messgeräten, die ein Funkamateur benötigt, gehört ein Frequenzzähler, der oft auch die Wiederholungsperiode oder Impulsdauer messen kann. Heutzutage werden die gängigsten Frequenzmesser auf Mikrocontrollern montiert. Sie zeichnen sich durch eine relativ einfache Herstellung aus. Abhängig vom verwendeten Mikrocontroller liegt die maximal messbare Frequenz zwischen mehreren hundert Kilohertz und mehreren zehn Megahertz.

Es ist notwendig, ein Signal mit Logikpegeln an den Eingang des Mikrocontrollers anzulegen. Daher enthält der Frequenzmesser in der Regel einen Eingangssignalverstärker an einem Operationsverstärker oder an Transistoren, viel seltener einen Komparator. Um die Empfindlichkeit des Frequenzmessers zu erhöhen, wird der Verstärker oder Komparator häufig in Form einer externen Sonde ausgeführt.

Fig. 1

Es ist dieses Design, das den Lesern zur Kenntnis gebracht wird. Das Schema des Geräts ist in Abb. dargestellt. 1. Die maximale Eingangsfrequenz beträgt etwa 100 MHz, der Eingangswiderstand der Sonde beträgt 50 ... 60 kOhm, die Eingangskapazität beträgt nicht mehr als 10 pF. Die Basis des Gerätes ist ein Hochgeschwindigkeitskomparator DA1. Der verwendete MAX999EUK-T-Chip ist im Versorgungsspannungsbereich von 2,7...5,5 V betreibbar, die maximale Ausbreitungsverzögerungszeit beträgt nicht mehr als 10 ns, die Hysterese beträgt 3,5 mV, der Stromverbrauch beträgt ca. 5 mA.

Der invertierende Eingang des Komparators DA1 erhält eine konstante Spannung (die Hälfte der Versorgungsspannung) vom Widerstandsteiler R2R3 und an den nichtinvertierenden Eingang - vom Widerstandsteiler R4R5, der mit dem Teiler R2R3 verbunden ist. Daher ist die Spannung am invertierenden Eingang ca. 25.30 mV höher als die Spannung am nichtinvertierenden Eingang. In diesem Fall ist der Komparatorausgang logisch niedrig und die Empfindlichkeit der Sonde wird durch die angegebene Differenz bestimmt. Beim Anlegen eines Eingangssignals mit einer Amplitude von mehr als 30 mV schaltet der Komparator um und an seinem Ausgang entstehen Rechteckimpulse, die dem Messeingang des Frequenzmessers zugeführt werden. Die Dioden VD1, VD2 schützen zusammen mit dem Widerstand R1 den nichtinvertierenden Eingang des Komparators, die Kondensatoren C1 und C2 sperren.

Fig. 2

Die Leiterplattenzeichnung ist in Abb. dargestellt. 2. Es besteht aus 1 mm dickem, beidseitig laminiertem Fiberglas. Die teilefreie Seite bleibt komplett foliert und dient als gemeinsame Leitung. Durch die Löcher wird es mit verzinnten Drahtstücken mit den Kontaktpads auf der anderen Seite verbunden. Die Position der Elemente auf der Platine ist in Abb. dargestellt. 3.

Fig. 3

Das Gerät verwendet Elemente zur Aufputzmontage. Widerstände (RN1-12) und Kondensatoren (K10-17V) – Größe 1206. Die Dioden 1N4148UR-1 können durch alle schnellen Dioden mit geringem Stromverbrauch (vorzugsweise Schottky) für die Oberflächenmontage und einer Kapazität von nicht mehr als einigen Picofarad ersetzt werden. Stecker XP3 – Stecker mit einem Durchmesser von 3,5 mm von Stereo-Telefonen. Die Verbindung zur Platine erfolgt über drei verdrillte Drähte, die in einem Isolierrohr untergebracht sind. Der mittlere Kontakt (1) dieses Steckers wird mit Versorgungsspannung versorgt, der äußere Kontakt (3) ist eine gemeinsame Leitung, der mittlere Kontakt ist das Ausgangssignal. Am Gehäuse des Frequenzmessers ist eine entsprechende Steckdose angebracht.

Fig. 4

Der XP1-Stift besteht aus einer Büroklammer aus Stahl, er ist an ein metallisiertes Pad auf der Platine gelötet und zur Festigkeit mit Epoxidkleber verklebt, XP2 ist eine Krokodilklemme. Die Tafel wird in eine Kunststoffhülle geeigneter Größe, beispielsweise eines Kugelschreibers, gelegt (Abb. 4) und dort mit Heißkleber fixiert.

Autor: I. Nechaev

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