39_41.pdf

Modu³ preskalera do kitu AVT-321

P R O J E K T Y

Modu³ preskalera

do kitu AVT-321

kit AVT-321P

Opisany w poprzednim

numerze EP panelowy modu³

czêstociomierza przy

pomiarach przebiegów powy¿ej

100 MHz wymaga do³¹czenia

dodatkowego uk³adu, dziêki

któremu zakres pomiarowy

urz¹dzenia rozszerzony

zostaje a¿ do 1 GHz.

Dziêki umieszczeniu na jednej,

identycznej rozmiarami, p³ytce

drukowanej uk³adu preskalera,

wzmacniacza wstêpnego ma³ych

sygna³ów dla zakresów do 100

MHz i uk³adu stabilizatora dostar-

czaj¹cego napiêcia +5V do zasi-

lania modu³u AVT-321, otrzymu-

jemy ma³y i zwarty przyrz¹d po-

miarowy o mo¿liwociach porów-

nywalnych z przyrz¹dami redniej

i wy¿szej klasy. Dodatkowo kon-

strukcja p³ytki preskalera umo¿li-

wia tak¿e umieszczenie na niej

opcjonalnego oscylatora kwarco-

wego 12 MHz, którego zasadnoæ

u¿ycia wyjanilimy w poprzed-

nim artykule.

Opis uk³adu

Schemat ideowy uk³adu przed-

stawia rys.1 . Jest to uk³ad preska-

lera o wspó³czynniku podzia³u

256 lub 64. W zale¿noci od

poziomu logicznego na wejciu

MC (5) uk³adu U6 uzyskujemy

podzia³ czêstotliwoci wejciowej

przez 64 (MC niepod³¹czony) lub

przez 256 (MC zwarte do masy).

Uk³ad posiada wejcie symetrycz-

ne - koñcówki C1 i C2. W naszym

uk³adzie wykorzystano jednak we-

jcie asymetryczne, dlatego pin

3 zosta³ zwarty do masy poprzez

kondensator C16, którego zadaniem,

podobnie jak C15, jest oddzielenie

sk³adowej sta³ej sygna³u wejciowe-

go. Jak podaje producent, czu³oæ

wejciowa wynosi 10mV dla syg-

na³ów z zakresu 70..1000 MHz, co

jest wartoci¹ wystarczaj¹c¹ dla

wiêkszoci pomiarów sygna³ów

w.cz. Diody D3 i D4 ograniczaj¹

amplitudê sygna³u wejciowego

do ok. 0,5V, zabezpieczaj¹c jed-

noczenie wejcie preskalera.

Rys. 1. Schemat elektryczny preskalera.

Elektronika Praktyczna 1/97

Modu³ preskalera do kitu AVT-321

nego podzia³u

czêstotliwoci

w przedstawio-

nym uk³adzie

preskalera, wy-

nik nie musi

byæ dos³ownie

mno¿ony

przez stopieñ

podzia³u a jedy-

nie, w przypad-

ku wielokrot-

noci liczby 2, przesuniêty o sto-

sowan¹ iloæ bitów w lewo.

W tym przypadku o 11. Skraca to

czas operacji obliczenia wyniku

i upraszcza program zawarty

w mikroprocesorze U1.

Po drugie, na rynku coraz

rzadziej spotyka siê preskalery

o podziale dziesiêtnym (10, 100,

1000 itd.). Wiele firm przestaje

takie uk³ady projektowaæ ze

wzglêdu na ma³y ich popyt oraz

przydatnoæ w seryjnych rozwi¹-

zaniach przyrz¹dów pomiarowych.

Przyk³adem mo¿e byæ preskaler

przez 10 firmy Plessey o oznacze-

niu SP8660, który nie jest obecnie

ju¿ produkowany. Uk³ady o po-

dziale bêd¹cym wielokrotnoci¹

liczby 2 s¹ bardzo tanie i z pew-

noci¹ nie znikn¹ one z rynku

przez wiele lat.

Drugim elementem uk³adu jest

prosty wzmacniacz wstêpny zbu-

dowany na tranzystorze T1 i ele-

mentach C9, R19 i R20. Zapewnia

on prawid³owe wzmocnienie ma-

³ych sygna³ów (Vpp>100mV) do

amplitudy wystarczaj¹cej do wyste-

rowania wejcia INPUT uk³adu czês-

tociomierza. Dodatkowa zwora JP3

umo¿liwia opcjonalne prze³¹czanie

sygna³u wejciowego ze wzmac-

niacza wstêpnego na bezporednie

wejcie INPUT modu³u AVT-321.

Na p³ytce znajduje siê tak¿e

kompletny uk³ad stabilizatora na-

piêcia +5V po-

trzebnego do zasi-

lania obu modu³ów preskalera

i czêstociomierza.

Rys. 2. Rozmieszczenie elementów na p³ytce

drukowanej.

Monta¿ i uruchomienie

Uk³ad zmontowano na dwu-

stronnej p³ytce drukowanej, której

rozmiary oraz uk³ad wyprowa-

dzeñ s¹ identyczne z panelem

AVT-321. Dziêki temu wyelimino-

wano k³opotliwe po³¹czenia, prze-

wodem w izolacji, pomiêdzy p³yt-

kami obydwu modu³ów.

Rozmieszczenie elementów

przedstawione jest na rys.2 .

Monta¿ nale¿y rozpocz¹æ od

wlutowania kondensatorów od-

przêgaj¹cych 100nF, rezystorów

i mostka prostowniczego M1. Na-

stêpnie nale¿y zamontowaæ w po-

zycji le¿¹cej kondensatory elek-

trolityczne, zwracaj¹c uwagê na

ich polaryzacjê. Podobnie montu-

jemy stabilizator U8, pozostawia-

j¹c powierzchniê jego radiatora

ponad p³aszczyzn¹ p³ytki na wy-

sokoci oko³o 3 mm, co u³atwi

jego ch³odzenie. Nie jest przy tym

wymagany radiator, bowiem ca³y

uk³ad czêstociomierza oraz pre-

skalera pobiera pr¹d poni¿ej

300..400mA, przy zasilaniu napiê-

ciem 8..12V. Na koñcu montuje-

my uk³ady scalone i ewentualnie

uk³ad oscylatora X2. Uk³ad otwo-

rów na p³ytce umo¿liwia zasto-

sowanie obu typów obudów os-

cylatorów: szerokiej (DIL14) i w¹s-

kiej (DIL8). Zastosowanie podsta-

wek pod uk³ady U6 i U7 jest

niewskazane. Nale¿y jedynie

zwróciæ uwagê na estetyczny i sta-

ranny monta¿ wszystkich podze-

spo³ów. Na p³ytce nie mo¿e byæ

zimnych lutów, zwaræ, ani nad-

miernej iloci kalafonii. Podczas

operacji lutowania najlepiej po-

s³ugiwaæ siê lutownic¹ o mocy

nie przekraczaj¹cej 40W oraz dob-

rej jakoci topnikiem wielordze-

niowym. Prawid³owo zmontowan¹

p³ytkê preskalera mo¿na dodatko-

Uk³ad U6 posiada wyjcie kom-

plementarne Q i /Q; w naszym

rozwi¹zaniu wykorzystano wyjcie

zanegowane. Poniewa¿ poziom

sygna³u na wyjciu U6 ma am-

plitudê ok. 1 Vpp, to nale¿a³o

zastosowaæ dodatkowy uk³ad spro-

wadzaj¹cy sygna³ do poziomów

TTL, akceptowanych przez uk³ad

U7. Rezystory R22 i R23 ustalaj¹

punkt pracy T7 tak, ¿e amplituda

sygna³u na kolektorze tranzystora

ma wartoæ ok. 4,5Vpp.

Podzielona przez 256 czêsto-

tliwoæ sygna³u wejciowego

z gniazda J1 zostaje dalej podzie-

lona przez 8 w liczniku binarnym

zbudowanym z wykorzystaniem

popularnego uk³adu 74LS93 - U7.

W efekcie uzyskujemy sygna³

o czêstotliwoci równej f we /2048,

który jest kierowany do z³¹cza

CONN na wyjcie PRESC.

W tym miejscy niektórym czy-

telnikom nale¿y siê wyjanienie,

dlaczego w uk³adzie czêstotliwoæ

wejciowa zostaje podzielona przez

2048, a nie np. przez okr¹g³¹ liczbê

1000 lub 2000?. Po pierwsze,

dokonuj¹cy pomiaru mikroproce-

sor w module AVT-321, wykonu-

j¹c niezbêdne obliczenia, dokonu-

je wszystkich operacji arytmetycz-

nych na liczbach binarnych, a jak

wiadomo liczba 2048 jest równa

2 11 , tote¿ podczas uwzglêdniania

mno¿nika wynikaj¹cego ze wstêp-

Rys. 3. Sposób monta¿u mechanicznego p³ytek miernika.

Elektronika Praktyczna 1/97

Modu³ preskalera do kitu AVT-321

WYKAZ ELEMENTÓW

Rezystory

R19: 62k

R21: 750

R23: 9,1k

Kondensatory

C9: 1

F MKT

C10, C11, C13, C14, C18, C19:

100 nF

C12: 100

F/10V

C15, C16, C17: 10 nF

C20: 220

F/16V

Pó³przewodniki

U6: SAB6456

U7: 74LS93

U8: 7805

T6: BF255, BF494

T7: BC547B

D3, D4: BAT43

M1: mostek 1A/50V

Ró¿ne

X2*: oscylator kwarcowy 12 MHz

(opcja)

J1*, J2L*: gniazda BNC

Rys. 4. Schemat po³¹czenia elektrycznego preskalera z miernikiem.

wo zabezpieczyæ, ekranuj¹c od

strony elementów kawa³kiem bla-

chy, któr¹ mo¿na przylutowaæ do

srebrzanki, wlutowanej w wolne

otwory na krawêdzi p³ytki. Tak

zmontowan¹ p³ytkê skrêcamy wraz

z modu³em AVT-321, jak pokaza-

no na rys.3 .

Teraz pozostaje wykonaæ po³¹-

czenia pomiêdzy z³¹czami CONN

obu p³ytek, a w przypadku zasto-

sowania oscylatora X2 nale¿y tak-

¿e po³¹czyæ punkty G na p³ytce

bazowej procesora i preskalera. Je-

¿eli nie korzystamy z tego roz-

wi¹zania, to nie nale¿y ³¹czyæ

punktu G z p³ytk¹ czêstociomie-

rza. Wszystkie po³¹czenia nale¿y

wykonaæ prostymi kawa³kami

srebrzanki, przepuszczaj¹c je

przez pokrywaj¹ce siê otwory na

p³ytkach drukowanych.

Prawid³owo zmontowany uk³ad

nie wymaga uruchamiania. Do

z³¹cza ZAS mo¿na do³¹czyæ na-

piêcie zmienne o wartoci 8..10V

lub sta³e z zakresu 8..12V. Przy

tym ostatnim nie jest istotna jego

polaryzacja.

potrzeby modu³u preskalera

zwiêkszy uniwersalnoæ przyrz¹-

du i pozwoli, z wykorzystaniem

kilku dodatkowych elementów

mechanicznych, na zbudowanie

zupe³nie niezale¿nego przyrz¹du

pomiarowego. Przyk³adowy sche-

mat po³¹czeñ wykorzystuj¹cych

oba modu³y pokazuje rys.4 .

W efekcie uzyskujemy bardzo

u¿yteczny miernik czêstotliwoci

i okresu. Zastosowany prze³¹cznik

wyboru wejcia powinien byæ

bistabilny, natomiast w³¹czania

funkcji wskazywania okresu mie-

rzonego przebiegu - monostabilny.

Mo¿na oczywicie zastosowaæ

prze³¹cznik bistabilny, który

umo¿liwi ci¹g³y odczyt wartoci

okresu. Dziêki dodatkowej zworze

JP3 oraz dwupo³o¿eniowemu, 2-

sekcyjnemu prze³¹cznikowi mo¿-

na zastosowaæ prosty uk³ad prze-

³¹czania czu³oci wejcia J2 z po-

ziomów AC/DC na poziomy TTL.

Je¿eli nie skorzystamy z tej opcji,

to nale¿y zewrzeæ JP3 oraz do-

³¹czyæ bezporednio gniazdo BNC

do z³¹cza J2 (linia przerywana).

Nale¿y zadbaæ, aby wszystkie

po³¹czenia pomiêdzy modu³ami,

a elementami zewnêtrznymi

(gniazdami, prze³¹cznikami) by³y

wykonane przewodem koncen-

trycznym, a w przypadku po³¹cze-

nia d³u¿szego ni¿ 5 cm, dla wejcia

preskalera 1 GHz (J1) najlepiej wy-

korzystaæ odcinek satelitarnego

przewodu koncentrycznego.

S³awomir Surowiñski, AVT

Elementy oznaczone gwiazdk¹ nie

wchodz¹ w sk³ad kitu.

Uwagi koñcowe

Uk³ad preskalera celowo od-

dzielono od kitu panelu czesto-

ciomierza, opisanego w poprzed-

nim artykule. Podyktowane to

by³o faktem, i¿ niektórzy Czytel-

nicy bêd¹ byæ mo¿e potrzebowali

jedynie cyfrowej skali czêstotli-

woci, jak¹ jest kit AVT-321.

Z drugiej strony, dodanie w razie

Elektronika Praktyczna 1/97

R20: 1k

R22: 180

R24: 2k

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: