10Khz – 1,2GHz Lcd Göstergeli Frekansmetre

Sayacın tasarımı, hem fabrika hem de amatör olarak çeşitli frekans ölçerlerin kullanımı ve yapımına ilişkin birçok deneyimin sonucudur. Bu deneyimlerden, iyi bir metrenin yerine getirmesi gereken birkaç özellik vardır. Bunlar:

– mümkün olan en hızlı yenileme hızı (yalnızca zaman tabanı ve ön ölçekleyici bölümü ile sınırlıdır),

– ölçüm stabilitesini sağlamak için ölçüm döngüsünde döngüsel olarak sıfırlanan ön ölçekleyici girişi (son ölçüm konumunda atlama basamaklarını ortadan kaldırır),

– kararlı frekans standardı (ölçümün doğruluğu buna bağlıdır),

– tüm (parlak) aydınlatma koşullarında (LCD) hızlı okuma (LED) için net ekran,

– masa başı çalışma için sağlam muhafaza,

– evrensel şebeke ve pil güç kaynağı.

Her frekans ölçerin kalbi frekans standardıdır – bu olmadan, sayılan darbelere atıfta bulunamazsınız. Amatör (yalnızca değil!) yapıların yaygın bir hatası, kapılardan ve seramik kapasitörlü (NP0 değil) kuvarstan yapılmış on yıllık (6-8) bir sayaç ve zaman tabanının kullanılmasıdır. Böyle bir standardın doğruluğu en iyi ihtimalle tüm sıcaklık aralığında yaklaşık 30 ppm olacaktır, bu nedenle 1GHz frekansını ölçerken hata 30 kHz (!!!) olacaktır.

Yalnızca 3 on yıl kullanırsak (ölçüm doğruluğu 100 kHz) hatayı fark etmeyeceğiz, ancak 6 on yıl boyunca sonucumuzun yarısını reddetmemiz gerekir! Bu nedenle, bir frekans ölçer teklifine bakarken, ölçüm aralığına (ayrıca) değil, her şeyden önce modelin doğruluğuna bakmalısınız! UHF ölçümlerinde giriş ön ölçekleyicinin kullanılması burada önemsizdir, standardın doğruluğu (ppm – milyonda parça olarak ifade edilir) boyutsuzdur – giriş bölücü kullanırsak, ölçüm süresini aynı miktarda uzatmamız gerekir.

Standartların bir başka sorunu da, varsayılan doğruluğa ulaşma süresi ve doğru çalışmanın sıcaklık aralığıdır. İyi cihazlarda bu süre açıkça tanımlanmıştır. OCXO standartları (ısıtmalı) daha fazla zamana (genellikle min. 15 dakika) ihtiyaç duyar ve daha büyük bir başlangıç ​​sapmasına sahiptir – hatalar 100 ppm’yi (!!!) aşar. Ayrıca TCXO’lar (sıcaklık kompanzasyonlu) başlangıçta bir miktar sapma gösterir. Bu gözlemler tek bir sonuca götürür – frekans sayacı (standart ne olursa olsun) min. Ölçümden 15 dakika önce ve tüm çalışma süresi boyunca açık bırakın.

Geliştirilen cihaz aşağıdaki parametrelere sahiptir:

– 2 bantta (ayrı girişler) 10kHz – 1,2 GHz ölçüm aralığı: HF 10kHz – 70MHz; UHF 70MHz – 1.2GHz,

– 4 zaman tabanı (HF için ölçüm çözünürlüğü 100Hz ve 10Hz; UHF için 1kHz ve 100Hz),

– hassasiyet <30mV @ 50R, - giriş sıfırlama ön ölçekleyicisi tarafından 4 ile sınırlı yenileme (ölçüm stabilizasyonu), - standart TCXO 10MHz 1ppm (Geyer), - 7 segmentli LCD ekran (alfanümerik LCD'lerden çok daha hızlı çalışma ve LED'den daha fazla okunabilirlik), - metal gövde, - güç kaynağı DC 10 - 30V veya şebeke 230V AC, - 10 MHz referans jeneratör çıkışı,

Ölçülen sinyal, girişlerden biri aracılığıyla sağlanır (ölçüm aralığına bağlı olarak). HF girişinde, yaklaşık 5mA akımla çalışan bir BFR93A preamplifikatörü + giriş anahtarlama çoklayıcının bir parçası olan lineerleştirilmiş bir HC00 geçidi vardır. UHF girişi, U813A ön ölçekleyiciye bağlanır (64’e bölün) ve çoklayıcıya (doğrusallaştırılmış kapı) kapasitif olarak bağlanır – bu, ECL seviyelerinin CMOS ile kolay eşleşmesini sağlar (ön ölçekleyici, giriş sinyali olmasa bile her zaman bir dalga formu üretir). Çoklayıcıda seçilen giriş, HC74’teki sıfırlama ön ölçekleyiciyi kontrol eder (HC00 + HC74 ikilisi, benim versiyonumda 74 MHz’e kadar sorunsuz çalışır). Daha sonra sinyal, HC390’a bağlı olarak 6 kez onluğa gider.

Çıkışlar BCD kod çözücüler tarafından kontrol edilir – dahili mandallara sahip 7 segmentli LCD (CD4543). Kod çözücüler, LCD saat sinyalini almalıdır (anti-faz, kapalı fazda kontrol edilen yanan bölümler). Ekranın üreticisi 32 Hz’de optimum değeri verir. Tasarım, 4Hz ila 30Hz arasında değişken bir frekans kullanıyor (600Hz’in ilk kullanımı, ekranın kontrastında bir azalmaya neden oldu) – 4Hz frekansı, yandan bakıldığında biraz görünüyor (Acaba LCD’nin ömrü nasıl?). Noktayı kontrol etmek için T1 transistörü üzerinde ek bir invertör ve bir anahtar bölümü kullanıldı.

Frekans sayacının yarısı ve tabanı zaman tabanıdır. Mevcut ve nispeten ucuz (11$) bir Geyer TXCO-900 10MHz 1ppm jeneratör kullanıldı. Kapasitif kuplaj yoluyla ondan gelen sinyal (ondan gelen sinyal dikdörtgen değildir!) 4060’taki ilk bölücüye ve ardından iki bölücü HC390 ve 4017’ye (10’a bölme) gider. Uygun frekans değeri, mekanik bir anahtar tarafından kontrol edilen 4053 çoklayıcı tarafından seçilir. U16 yongası, gerekli tüm zaman dalga biçimlerini (geçitleme, sonuç kilitleme, onlarca yıllık sıfırlama) üreten ana sayaçtır. HC74 yongasının özelliği (reset ön ölçekleyici olarak çalışan), sıfırlama anında (RESET girişinde 1 süresi) sinyalin iletilmemesinden (geçitleme) oluşan geçitleme için kullanıldı.

Kaynak: sq2ahr.sp-qrp.pl/freq_1/freq_1_pl.html (kapalı)