Входной узел частотомера

[U264]

Активный щуп – усилитель на микросхеме NE592
Частотный диапазон 20Hz – 20MHz;
Чувствительность Urms=35mV , Up=50mV;
Коэффициент усиления Кус=50 – 400;
Вход закрытый для постоянного тока, Uin max < 5Vр;
Входной импеданс Rin=3.3k , Cin=2pF;
Выходной импеданс Rout=50 Om , Cout=20pF;
Выходное напряжение Uout max=2Vp, Rнагр>2k;
Напряжение питания номинальное 12V;
Ток потребления не более 24mA;

Особенности - выходная цепь щупа – усилителя изготовлена из сверхминиатюрного радиочастотного коаксиального кабеля марки РК50 -1 с диаметром оболочки 2мм, длинной 400мм и разъёмом BNC на конце.

Активный щуп – усилитель предназначен для усиления входных сигналов частотомера, осциллографа и ВЧ вольтметра, без претензий на класс точности.





Выходной сигнал активного щупа - усилителя с триггером Шмитта в нагрузке. Видны помехи в моменты переключения триггера.

[U264]

«Не пора ли, друзья мои, нам замахнуться на Вильяма, понимаете, нашего Шекспира?»
Я имею ввиду джиттер – фазовый шум или случайную девиацию основной частоты, получаемый в результате дискретизации аналогового сигнала в усилителе – формирователе частотомера.
Как известно, погрешность частотмера состоит из двух составляющих:
А) Погрешность дескретизации;
Б) Погрешность цифровой части.
В режиме проверки усилителя формирователя и частотомера в целом от высокоточного генератора сигнала, джиттер может вообще не проявляться, а в режиме реальных измерений – появляться и тем самым снижать точность измерений.
Выглядит джиттер, как дрожание фронтов сформированного сигнала перед счетчиком и проявляется как хаотические изменения нескольких младших разрядов на индикаторе.
На первый взгляд, образование джиттера – это случайный процесс, но при более пристальном изучении обнаруживаются корреляции:
А) Корреляция с формой сигнала;
Б) Корреляция с частотой сигнала;
В) Корреляция с присутствием тех или иных помех;
Г) Корреляция с линейностью усилителя;
Д) Корреляция с методом дискретизации и аппаратурой.
Задача снизить погрешность дискретизации до уровня погрешности цифровой части.
Как это сделать? Кто в курсе, поясните. Будьте добры!

[U264]

Посмотрим на внутренности мультиметра TES 2712 на чипе UM7108F.



Критически важные характеристики сигнала на счетном входе чипа UM7108F.
Минимальное напряжение входного сигнала должно превышать на 1V потенциал земли.
Максимальное напряжение сигнала - на 1V меньше напряжения батареи +9V.



Собственно входной формирователь мультиметра TES 2712 на микросхеме 74НС14D.





Вид на входные клеммы, через которые и измеряется частота входного сигнала.



Вид на клеммы с обратной стороны. Длинна дорожки от клеммы до входа формирователя на 74НС14D примерно 120мм. От выхода 74НС14D до счетного входа чипа UM7108F примерно 100мм.

[U264]

Симуляция работы входного формирователя частотомера, детища тайваньских инженеров, в Multisim показала «неприличный» джиттер и низкую чувствительность на ВЧ.

На основе предыдущих наработок, была произведена лёгкая оптимизация формирователя по критериям «джиттер» и «чувствительность». В результате реальная чувствительность повысилась в 2 раза, а джиттер снизился ниже погрешности цифровой части ( +/- 1 в последнем знаке на дисплее ).



«Чтоб в страданьях облегчения была» В.Высоцкий

Для оценки характеристик частотомера TES 2712 с новым формирователем пришлось изготовить многофункциональный генератор тестовых сигналов (МГТС).

Так теперь появилась возможность контролировать точность установки частоты кварцевых генераторов (КГ).
Для КГ фирмы Harmony Electronics Cor., марки DOC – 20NA 19.000MHz измеренная точность установки частоты составила 42 ppm. Из технических характеристик этого генератора: Freq. Tolerance = 50 ppm.



В составе МГТС имеется генератор на микросхеме КР531ГГ1 для проверки кварцевых резонаторов (КР) .
Так КР фирмы СALTRON 10.700Mhz после подстройки частоты последовательным конденсатором `ёмкостью 12 pF показал точность установки 37 ppm.

[U264]

Переходник с BNC на вилку достаточно универсален.

Можно подключать даже щупы от осцилографа через тройники и ВЧ кабели с полной экранировкой, исключающие влияние на объект исследования.



Полосовой керамический фильтр фирмы MURATA SFELF10M7GA00-B0 с центром полосы на частоте 10.7 MHz преобразует меандр в синус.
Выходное напряжение после фильтра на нагрузке 51 Ом Urms = 30mV.

[U264]

Забыл в прошлый раз опубликовать осциллограмму преобразования меандра в синус с помощью полосового фильтра на 10,7MHz. Коэффициент передачи такого пассивного преобразователя около 0,5.


Удобный щуп для измерения частот в CMOS/TTL цепях. Высокое входное сопротивление, малая входная ёмкость и достаточная чувствительность для регистрации частот на выходе логических элементов с минимальным питанием (Supply Power +1,5… + 1,8V). Т.к. логические элементы самого щупа входят в активный режим кратковременно, только в момент переключений, отутствует необходимость в экранировании, при высокой помехозащищённости.





Измерение частоты генератора (3,07KHz) у внутрисхемного ESR-пробника с автономным питанием +1.2V.

[СНГ]

А как такой входной?

[1en2]

Под какие-то задачи может подойти (вы же не пишите, что от него хотите).....Основа схемы из "В помощь радиолюбителю" №99...
Повторитель на КП303 валит чувствительность после десятка МГц (когда изобретал до 50 МГц, то мне такой не понравился)....Хотя вход у ЦШ-01 работал очень неплохо.
Схем много, и все они в каких-то пределах работают...)))

[Kuzmin]

СНГ, Вы же не пИшете, что от него хотите.

[СНГ]

1en2, благодарю за информацию по 10 МГц у КП303, думал, с общим стоком больше выдаст.
Попросил знакомый нарисовать что-нибудь попроще для школьного радиокружка. Он сам учитель физики, поэтому иногда обращается за советом. Я со статьёй Овечкина не знаком, поскольку ВРЛ практически не читал. В ж. Радио он что-то печатал. Плагиатством не занимаюсь, так уж совпало. Но и автор статьи ― не создатель этого схемного решения. Это классика с расчётом режимов элементов под конкретный случай. Полевой из класса VHF с паразитными ёмкостями в сотые пФ, плюс грамотный монтаж, надеюсь, исправит положение. Если получат 30…40 МГц, то будет достаточно. Там у него в школе осциллографы советские и выше этих частот на выходе ТШ уже не разглядят. И ГСС того же порядка.
Если есть предложения - рад увидеть.

[balagan]

Всех с новым годом!
Здоровья и успехов!

[xterro]

Доброго времени суток, хотел собрать частотомер, но потом вспомнил, что на моём старом мультиметре он уже есть(Victor VC9808+, по паспорту до 10MHz, по факту замерил до 18MHz), по принципу "нафига козе баян", появилась мысль сделать приставку делитель-формирователь для него, чтобы измерять более высокие частоты, и тут задумался как должно быть:
вх. сигнал - формирователь - делитель - мультиметр или наоборот: вх. сигнал - делитель - формирователь - мультиметр, или от формирователя вообще можно отказаться, сразу вх. сигнал подавать на делитель, а с него в мультиметр?

[otest]

Вот так я включил МС12080 в частотомер Буевского. Чутьё отличное.

[xterro]

Понято, т.е сначала идёт делитель(а без делителя измеряет только до 50 MHz, сделано отдельным входом), потом триггер и после подаём на частотомер. Только не совсем понял зачем сигнал одновременно подавать и на MС12080 и на LB3500, они запараллелены

[otest]

Не одновременно. Или или.

[xterro]

[uquote="otest",url="/forum/viewtopic.php?p=3966885#p3966885"]Не одновременно. Или или.[/uquote]
Ну вот же(красным вход, зеленым - выход). Где тут или? Не допру логику работы

[otest]

Что там доперать? Какую впаяешь , та и будет работать.

[xterro]

[uquote="otest",url="/forum/viewtopic.php?p=3966979#p3966979"]Что там доперать? Какую впаяешь , та и будет работать.[/uquote]
А, понял теперь, я думал они две одновременно работают

[Ponik]

Радиолюбители хотят простые схемы формирователей - держите!
Работает до 100Мгц и высокая чувствительность!

АЛЕКСИС.jpg

(49.81 КБ) 4441 скачивание

[oldbulb]

Входное сопротивление - пара килоом, маловато будет. Какова нижняя рабочая частота?