Неотдавна поръчах на
Altium да ми направи платката на Олег Шипилов на LCF-метъра с PIC16F84. Параметрите на схемното решение бяха най-добри от тези на подвизаващите се в Интернет. След като получих вече готовата налепена платка разбрах, че все пак има някои оригинални схемни недостатъци (още от руската схема), които ме подразниха и реших да променя. Трябва да се уточни, че схемата на руснаците се обсъжда във форума
http://www.cqham.ru/forum/showthread.php?t=11744&page=46 и се развива непрекъснато, вече на други микроконтролери (PIC16F628). Елементите в червено не са нужни за разпространените LCD дисплеи, те са за дефицитни руски такива, създават отрицателно напрежение за контраста. При разпространените, контраста се регулира с тример, като единия му край е на маса, другия на +5В, а средата - в LCD дисплея.
Иначе, като цяло апарата е много добър и компактен, но за да стане лабораторен уред трябва да измерва точно, което означава адекватна калибровка.
Първо се калибрира честотомера с тример-кондензатора и точен синтезатор, като се донастройва честотата на кварца, всичко това за да работи безпогрешно цифровия блок. След това, след като вече сме сигурни, че всичко в цифровия блок е ОК се калибрира С – метъра. Първо се измерват няколко кондензатора с подобен уред на който имаме доверие, че измерва точно, или се взимат кондензатори на
WIMA MKP или MKC, които са сравнително точни, с минимален толеранс. След като имаме вече еталонни стойности, показанията се отрегулират с промяна стойността на С32 или С33. На последно място се отрегулира L-метъра, или като се добави последователно донастройваща бобина на еталонната, или се ползва много точна еталонна, като при мен, и при настройка на капацитетмера, този за индуктивности си идва на място, така че аз него не съм пипал.
Промените които направих са във входния усилвател на честотомера и подмяна на чипа –
ВЧ делител на 64 с друг такъв, който се намира на българския пазар свободно, а именно
SAB6456A – в ПАСАТ Електроникс – 14 лв. Делителя е до 1 GHz с много добра чувствителност 20 – 50 mV.
Един от най-важните модули в един честотомер е входния усилвател. Много често при любителски изпълнения той е недоизкусурен и после честотомера нито може нито пък точно измерва при определени обстоятелства, най-вече при стръмни фронтове голямо dV/dt, получава се диференциране, изкривяване на входния сигнал и честотата се умножава, а всичко това се дължи на аналоговата, а не на цифровата част. Затова някой казват, че честотата или бяга или биват излъгани от реалната. Като единствен покриващ строгите критерии за входен усилвател в любителско изпълнение, ще посоча този на честотомера на Неомонтана, и този който предлагам долу в схемата разбира се – малко по-добър, и като чувствителност, входен капацитет и безпогрешно измерване най-вече. Преимуществото му е изключителна чувствителност и линейност до 100 MHz, която се дължи на двугейтовите МОSFET BF980 с изключително нисък входен капацитет и усилване, само от 3 pF - тестван с много точен синтезатор.
Чувствителност около 10 mV. Голям честотен обхват, реално усилвателя работи с добро усилване до 500 MHz, като
линейността се запазва до 100 MHz имайки предвид, че и използваните TTL схеми работят горе-долу до толкова. Най-голямото преимущество на този усилвател е, че работи с правоъгълно напрежение без значение на амплитудата от 20mV до 500 V без допълнителен делител и без да диференцира сигнала благодарение на ниския входен капацитет.
Не съм ползвал входни ограничителни диоди които влошават много работата на стъпалото, диференцират още на входа сигнала така, че в изхода се получават кратни на истинската честота, за което професионалните честотомери имат отделен цифров вход или превключвател – делител.
Входния сигнал се ограничава от вградените в прехода G-S ценери, вътре в транзистора, които са за високо напрежение 20 V и много по-малък капацитет от допълнителните външни диоди така, че въобще не пречат на гейта на транзистора. Резистора R16 позволява схемата да работи до 500 V спокойно /пробвал съм на практика до 320 V/. Кондензатора С28 компенсира входния капацитет на стъпалото. Ако искаме да измерваме честоти с по-големи амплитуди, просто добавяме на входа един резистор от 100 к например и надхвърляме амплитуди от 1 500 V.
Настройката накратко е следната: Измерва се в дрейна на Т2 2,5 V, ако варира много се подбира резистора R19, като се закачи временно тример. Подава се висока честота на входа на усилвателя от порядъка на 60-70 MHz, като се променя нивото на сигнала на входа към все по-малко и с тримера Р2 се търси най-добрата чувствителност, тя се постига с постоянно напрежение около 2.5 V на дрейна на Т4. Втория вход няма настройка, пуска се и тръгва.
Долу прикачвам схемата на Шипилов и моята с промените, които са оградени в зелен пунктир.
Първия вход на честотомера работи от 1 Hz до около 100 MHz, а втория от 30 MHz до 1 GHz. С втория вход спокойно могат да се проверяват генератори на 433 MHz.
Транзисторите BF980 или
BF966 /малко по-добри/ се намират на безценица в ПАСАТ Електроникс. Транзисторите
2SC4043, които са до 3,2 GHz са от Комет Електроникс, също на килограм.
Успехи на практиците. На теоретиците препоръчвам да се обърнат към Altium за изработка на платка или евентуално на цялото изделие.
