39 41, Elektronika Praktyczna, 1997

[ Pobierz całość w formacie 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
39
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.
40
Elektronika Praktyczna 1/97
Modu³ preskalera do kitu AVT-321
WYKAZ ELEMENTÓW
Rezystory
R19: 62k
W
W
R21: 750
W
W
R23: 9,1k
W
W
Kondensatory
C9: 1 
F MKT
C10, C11, C13, C14, C18, C19:
100 nF
C12: 100
F/10V
C15, C16, C17: 10 nF
C20: 220
m
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
m
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
41
R20: 1k
R22: 180
R24: 2k
m
[ Pobierz całość w formacie PDF ]