Входной узел частотомера

[Yurarus]

Окончательный вариант схемы, который начал собирать.

Вложения

Схема формирователя на ЭСЛ (1).jpg

(221.5 KiB) Скачиваний: 335

[Andrey_B]

Yurarus писал(а):

Окончательный вариант схемы, который начал собирать.

Красиво. Но пара моментов смущает. Пересчитать бы режимы под недорогие BFR92/BFR93/BFS17A, вместо "золотых" 2Т363/2Т3120. И на серию 100/500 глаза не смотрят. Может вместо древней ЭСЛ попробовать применить недорогие 400mbs/200МГц приемники LVDS типа FIN1002/SN65LVDS048/DS90LV028 или подобные ?

[Yurarus]

Andrey_B, собираем из чего есть в наличии. Я больше доверяю проверенным схемам. Кт3120А приобрел по цене 25 рублей за штуку сразу 25 штук. КТ363 у меня много в наличии. Чего голову ломать? А схемы и на BFR92 и им подобным я пересобирал штук 10...все это ерунда, схемотехника хромает. В схеме усилителя к частотомеру Ч3-63 правильная схемотехника, вызывает доверие.

Добавлено after 2 minutes 43 seconds:
Пошел на экперимент дальше. Вместо выходного транзистора кт3120а(npn) применил кт3109А (pnp). Результаты на фотке. Получил чистый ЭСЛ.

Добавлено after 30 minutes 51 second:
Вместо к500пу125 можно применить импортный аналог МС10125 (на алиэкспресс стоит порядка 100 рублей), а 500пу125 стоит 15 рублей. У МС10125 (пишут на форуме знающие люди) лучше помехоустойчивость и рабочая частота выше на порядок. Можно будет в будущем применить её вместо 500пу125, если схема на пу125 будет иметь низкую пропускную способность. Сейчас самое главное для меня проверить чувствительность и стабильность работы усилителя в целом. Если удасться развернуть схему на отрицательный ЭСЛ с помощью кт3109, то в будущем его можно будет заменить на импортный аналог BF979, его рабочая частота на уровне кт3120а.

Добавлено after 7 minutes 24 seconds:
проверочные схемы собираю вот таким образом

Вложения

photo_2023-04-23_07-52-36.jpg

(183.37 KiB) Скачиваний: 191

photo_2023-04-23_07-52-33.jpg

(145.5 KiB) Скачиваний: 151

photo_2023-04-23_07-52-29.jpg

(190.18 KiB) Скачиваний: 125

Схема выходного каскада на транзисторе кт3109 ЭСЛ.JPG

(30.5 KiB) Скачиваний: 197

photo_2023-04-23_07-15-49.jpg

(210.09 KiB) Скачиваний: 147

[Yurarus]

Собрал фазоинвертор уже с отрицательным ЭСЛ. Соединил схему на кт3109 с фазоинвертором. Как и ожидалось, работает все прекрасно, чисто, стабильно.

Вложения

Схема фазоинвертора (кт3109) ЭСЛ.JPG

(55.11 KiB) Скачиваний: 210

[Yurarus]

собрал схему. Все работает. Минимальная чувствительность от 10 мв, но чувствуется неустойчивая работа, по моему это связано с термонестабильностью стабилитрона. Попробую поставить в металлическом корпусе. Один недостаток надо использовать два независимых источника питания. Осталось измерить максимальную рабочую частоту. Сделаю делитель на 10 и посмотрю. На фото: осциллограммы при входном напряжении 0,02v и 0.03v, сигнал синус. На выходе чистый ТТЛ. Проверил до 65 мгц проходит точно. Дальше моя схема цифровой шкалы уже не измеряет (микросхемы стоят серии 1533 и 531), надо мастерить делитель.

Добавлено after 49 minutes 28 seconds:
Подал на вход усилителя-формирователя сигнал радиочастоты 100Мгц (у меня есть генераторы радиочастотные, так как я занимаюсь в основном приемо-передачей) и снял на осциллограф. На фото:

Добавлено after 4 minutes 6 seconds:
теперь подал сигнал частотой 155 Мгц, результат на фото

Добавлено after 7 minutes 33 seconds:
Подал 180 Мгц (амплитуда неизвестна) +10дб....милливольты. Осциллогрф показал 172 мгц. Дальше захлебнулся, то ли осциллогрф, то ли усилитель. Полагаю, что усилитель пропускает все таки 200 мгц.

Добавлено after 6 hours 48 minutes 57 seconds:
вот еще фото при сигнале 0.02 вольта, синус на 100кГц и на 1 Мгц

Добавлено after 4 hours 19 minutes 11 seconds:
А вот как выглядит осциллограмма на частоте 10 Мгц при входной амплитуде 10 мв

Вложения

10 мгц вход 10 мв.jpg

10 мгц синус амплитуда 10 мв

(177.18 KiB) Скачиваний: 141

1мгц.jpg

(186.07 KiB) Скачиваний: 71

100кгц.jpg

(178.61 KiB) Скачиваний: 60

photo_2023-05-05_09-18-07.jpg

(170.4 KiB) Скачиваний: 84

photo_2023-05-05_09-10-58.jpg

(171.05 KiB) Скачиваний: 63

photo_2023-05-05_09-05-05.jpg

(177.96 KiB) Скачиваний: 65

photo_2023-05-05_08-08-48.jpg

(166.82 KiB) Скачиваний: 71

photo_2023-05-05_08-07-20.jpg

(171.96 KiB) Скачиваний: 102

[Yurarus]

Сегодня я закончил разработку схемы в оконечном каскаде усилителя с перехода положительного ЭСЛ на отрицательный. Вместо транзисторов Q9 и Q10 кт3120А использовал кт3109А. Получил на выходе 500лп216 пару (прямой и инверсный) отрицательных ЭСЛ. Фото прилагаю. Чувствительность и устойчивость усилителя просто поразила. Стала лучше, чем у родной схемы.

Добавлено after 55 minutes 5 seconds:
усилитель видит сигнал при входной частоте 60 мгц (синус) амплитуда 40 мв.

Вложения

photo_2023-05-06_16-16-36.jpg

(186.22 KiB) Скачиваний: 184

[Yurarus]

собрал по вот такой схеме и на такой плате. Все работает как и было задумано.

Вложения

photo_2023-05-26_20-09-31.jpg

(207.92 KiB) Скачиваний: 150

photo_2023-05-26_20-09-31.jpg

(207.92 KiB) Скачиваний: 110

Схема формирователя на ЭСЛ.JPG

(213.47 KiB) Скачиваний: 212

[Yurarus]

вот так усилитель будет офрмлен в корпус

Добавлено after 1 hour 42 minutes 21 second:
схема потребляет 0,175 ампер

Вложения

photo_2023-05-27_18-00-00.jpg

(173.12 KiB) Скачиваний: 171

[Mursik]

Работает оно конечно хорошо, но больно пугающая схема получилась..

[Yurarus]

Mursik, схема как схема. Эта настоящий широкополосный входной формирователь сигнала.

Добавлено after 1 minute 3 seconds:
правильно собранная схема заработает сразу

Добавлено after 13 minutes 47 seconds:
плата

Добавлено after 14 minutes 35 seconds:
одно изменение от схемы, переменный резистор R15 я использовал многооборотный номиналом 10 ком, а не 47 ком как указано по схеме.

Вложения

плата.GIF

плата

(186.71 KiB) Скачиваний: 165

[Kostin-cx]

понятное дело, что такое повторять никто не будет, это вы такой энтузиаст...))

[Yurarus]

Kostin-cx, напрасно. Я тоже лет 10 назад думал, что не стану это делать

Добавлено after 1 minute 59 seconds:
для тех кто такой эе энтузиаст как я...Остались фото пробного варианта платы усилителя-формирователя без СМД компонентов (правда от двух раздельных питаний, но можно доделать). На плате уже все ошибки исправлены...

Добавлено after 20 minutes 19 seconds:
теперь у меня вышел частотомер, выполненный на советской элементной базе полностью. Параметры: частота измерения от 0.01 Гц до 1 ГГц. Три диапазона измерения. Четыре входа переключаемых с помощью электронного коммутатора на кр531кп2 (кр1533кп12). Измерение сигналов ТТЛ возможно до 75 Мгц (прямое на втором входе). На частоте свыше 75 Мгц сигнал делится на 10 (по первому входу) и на 100 (по третьему входу). Чувствительность минимальная не хуже 0.02 в (стабильно 0.022в) на всех входах кроме входа ТТЛ. Делитель на 100 выполнен по схеме из журнала Радио №7 за 2006 год, стр. 21

Вложения

плата +.GIF

(198 KiB) Скачиваний: 186

photo_2023-05-28_08-14-50.jpg

(139.08 KiB) Скачиваний: 161

photo_2023-05-28_08-14-48.jpg

(145.99 KiB) Скачиваний: 160

[Valentin Gvozdev]

Работает оно конечно хорошо, но больно пугающая схема получилась..

Практика показывает, что упрощенные и дилетантские схемы в принципе не могут обеспечить должного качества работы сколько-либо сложного устройства. И стремление к простоте и уменьшению количества деталей в качестве единственного критерия - это верный и почти 100-процентный путь к очередному "действующему макету", а порой и не совсем "действующему". Ради интереса стоит взглянуть на схемы формирователей промышленных частотомеров - они такие отнюдь не от того, что разработчики не знали простых решений. Они все знали. Гораздо больше, чем 99% нынешних любителей. И подпись в моих постах появилась не на ровном месте..

А вообще автору - большой респект. Очень приятно, что кто-то что-то делает на приличном уровне и с хорошим итоговым результатом. Профессиональая исходная схема+разумные и осмысленные доработки дают на выходе результат не хуже, чем в серийных приборах. Для полноценного частотомера осталось озаботиться достойным опорным генератором, который будет определять точность отсчета частоты. Хотя бы хороший термокомпенсированный опорник будет очень органично смотреться, и обеспечить точность в районе 5*10^-7, что для подавляющего числа применений вполне достаточно.

Хотелось бы задать несколько вопросов.
1) Диапазон частот до 75 Мгц определяется быстродействием используемых счетчиков, а не характеристиками формирователя?
2) Поскольку такие схемы склонны к возбуду, то очень желательно проверить работы на низких частотах (типа 1 Кгц) при плавно изменяющемся входном сигнале (самое простое - синус амплитудой ненамного больше, чем минимально необходимая). Если ваш формирователь подвозбуждается в моменты переключений триггера Шмитта, но частотомер будет показывать нестабильные и увеличенные показания (у меня так было при наладке). Если же нет, то можно себя поздравить - у вас получился действительно правильный во всех смыслах формирователь.

[СНГ]

Ещё года два-три назад в своём частотомере переделал схему входного усилителя. Убрал эффект Миллера у полевого и каскод заменил диф. каскадом, вытравил плату,но до монтажа и включения дело не дошло по банальным причинам: первоначальный вариант тянул до 30...35 МГц, вроде как хватало. Рассчитываю у этого варианта усилителя получить не менее 50 МГц?
Схема:

Вх и Дел.png

(16.25 KiB) Скачиваний: 224

[Yurarus]

Valentin Gvozdev,
Диапазон частот до 75 Мгц определяется быстродействием используемых счетчиков, а не характеристиками формирователя?
====
Да, диапазон прямого измерения частотомера ТТЛ ограничен быстродействием ТТЛ микросхем серии кр1531, которые в нем применены.
Сам формирователь пропускает частоту 200 Мгц. Больше у меня осциллограф не измеряет, захлебывается.

очень желательно проверить работы на низких частотах (типа 1 Кгц)
========
проверял работу на всех частотах от 0.01 Гц до 200 мгц, нигде нет возбуждения

Добавлено after 3 minutes 54 seconds:
Обратил внимание на один интересный момент. Если на усилитель-формирователь подать питание чуть больше +/-12 вольт, а именно +/-12,1 вольта, то увеличивается его чувствительность на всех диапазонах. С чем это связано, пока не разобрался. Грешил на стабилитрон, но, - нет

Добавлено after 9 minutes 19 seconds:
Общая схема частотомера была изначально собрана на микросхемах серии 155, Измерялась частота до 27 Мгц максимум. После замены в счетных узлах микросхемы серии 155 на серию кр 1533, измеряемая частота счетного узла стала 75 Мгц. Если бы в серии кр 531 были дешифраторы типа 155ие2, тогда можно было бы в разы увеличить прямой счет цифровой шкалы

Добавлено after 1 hour 12 minutes 39 seconds:
Быстродействие микросхем различных серий

Добавлено after 5 minutes:
Маломощные быстродействующие-цифровые-интегральные микросхемы серии КР1533 предназначены для организации высокоскоростного обмена и обработки цифровой информации, временного и электрического согласования сигналов в вычислительных системах. Микросхемы серии KPI533 по сравнению с известными сериями логических ТТЛ микросхем обладают минимальным значением произведения быстродействия на рассеиваемую мощность.

Зарубежный аналог - серия SN74ALSxxxx фирмы Texas Instruments (США).

Микросхемы изготавливаются по усовершенствованной эпитаксиально-планарной технологии с диодами Шоттки и окисной изоляцией, одно- и двухуровневой металлизированной

разводкой на основе PtSi-TiW-AlSL

Конструктивно микросхемы серии KPI533 выполнены в 14-, 16-, 20- и 24-выводных стандартных пластмассовых корпусах типа 201.14-1, 238.16-1, 2140.20-8, 2142.24-2.

Технические характеристики

Стандартные ТТЛ входные и выходные уровни сигналов

Напряжение питания 5,0 В +10 %

Задержка на вентиль 4 нс

Мощность потребления на вентиль 1 мВт

Тактовая частота до 70 МГц

Выходной ток нагрузки низкого уровня до 24 мА

Выходной ток нагрузки высокого уровня до -15 мА

Гарантированные статические и динамические характеристики при емкости нагрузки 50 пФ в диапазоне температур от -10 С до +70 С и напряжений питания 5 В±10%

Устойчивость к статическому электричеству до 200 В

Широкий набор типономиналов микросхем

Вложения

Сравнительная таблица.jpg

(90.82 KiB) Скачиваний: 87

Схема частотомера на К155.JPG

(246.11 KiB) Скачиваний: 156

Дешифратор на серии кр1533.JPG

(107.55 KiB) Скачиваний: 106

[Yurarus]

Для общего сведения
Особенности 530, 531, 533, 555 серий. Серии были двух видов - высокого быстродействия (530 и К531) и маломощные (533 и К555).
Последующие серии ТТЛ являются развитием 155 серии. Эти микросхемы взаимозаменяемы, в том числе и с 155 серией. Серия 530,531 обладает большей мощностью, так как на выходе находятся составные транзисторы. Величина коэффициента разветвления может достигать 20, это значит, что можно подключать до 20 таких же логических схем. Обладают повышенным быстродействием: 5 ÷ 6 нс. Применяются диоды и транзисторы Шоттки.
У серий 530, 531 входы образованы многоэмиттерными транзисторами, а у серий 533, 555 – диодными логическими схемами умножения (см. диодные логические схемы).
Микросхемы ТТЛ серий SN74/SN54 (74 – коммерческая, 54 – для военного применения). Аналог :
SN74 – серия 155
80
SN74S/ SN54S – серии 530, 531 SN74LS/ SN54LS – серии 533, 555
Серия SN74F/ SN54F фирмы Faizchild (Fast-Faizchild Advanced Schottky),
аналог 1531
Серия SN74ALS/SN54ALS - аналог 1533 Серия SN74AS/SN54AS
S – Schottky, LS – Low power Schottky, ALS – Advanced Low Power Schottky, AS – Advanced Schottky, Advanced – усовершенствованный.
Полное совпадение номеров выводов и обозначений типа для ИМС одинакового функционального ряда.
В обозначении микросхем на первом месте могут стоять цифры 1, 5, 6, 7 – полупроводниковые.
2, 4, 8 – гибридные, 3 – прочие (пленочные, керамические). На втором месте цифры номера серии от 00 до 99 или от 000 до 999. Третий элемент условного обозначения – две буквы, обозначающие подгруппу и вид микросхемы, определяющие основное функциональное назначение. Четвертый элемент – число, обозначающее порядковый номер разработки ИС по функциональному признаку в данной серии.
Отсчет электродов – по часовой стрелке от метки, смотреть надо на электроды.

[СНГ]

А как быть с "планаром"? Там против часовой стрелки хошь-нехошь считать. Печать со стороны м/с. Но от "против часовой" один мой приятель, любитель планарных корпусов, ушёл и ставил их крышками к плате, соответственно и разводил площадки под часовой отсчёт.

[Andrey_B]

Не даёт мне покоя идея попробовать LVDS-приёмник во входном формирователе частотомера. Вот перед макетированием решил вынести на поругание. Схема по мотивам легендарного Ч3-63. Вместо не имеющего гистерезиса MAX999, планируется половинка SN65LVDS34D.

[СНГ]

У полевых Q8, Q9 2N7002 затворы соединены с истоками. Непонятна их роль, как закрытых.

[Mursik]

Не маленькая схемка..