Petyaművek

Műszer, mérőeszköz:

Tápegységek, hangfrekvenciás ill. digitális áramkörök, valamint
 egyéb kiegészítő kapcsolások lelőhelye.

 

1.4GHz, 8-digites Frekvenciamérő

A cikkben szereplő frekvenciamérő hagyományos felépítésű, nem tartalmaz különleges alkatrészt sem mikrovezérlőt. A nehezebben beszerezhető alkatrész csak a számlálólánc, megéri viszont erre alapozni mert egy tokon belül minden megtalálható...

A frekvenciamérő bedobozolva

A frekvenciamérő alapját képezi az Intersil ICM7225 számlálója. Ez speciálisan erre a célra tervezett áramkör, egy tokon belül tartalmaz: egy 41/2 digites számlálót, a LED kijelzőkhöz szegmens meghajtót, latch tárolót, blanking és carry out kimeneteket a számlálók összefűzése céljából. Nyolc dekád eléréséhez két ilyen IC szükséges, aszinkron számlálóként összekötve.
A számlálók bemenete maximum 15MHz sebességig képes mérni, ez adja a legkisebb méréshatárt. Felette előosztók beiktatása szükséges.
Felhasznált kijelzők lehetnek közös-anódos vagy katódos kivitelűek,  ezt az IC 5.(BP) lába határozza meg. A kijelző szegmensek pontos bekötése, és részletesebb leírás a mellékelt PDF adatlapban megtalálható.

A számláló és időalap generátor

A frekvenciamérő nagyon fontos része az időalap generátor. Ez a referencia oszcillátor szolgáltatja a méréshez szükséges kapuzási időket, és egyben meghatározza a mérés pontosságát. A fenti célok figyelembevételével egy nagy stabilitású (+/-1ppm) TCXO, a DS4026 10MHz -es változata került felhasználásra. A DS4026 gyárilag pontos értékre van beállítva, így semmilyen külső trimmer nem szükséges hozzá.
Az ezt követő 74LS90, CD4518, CD4040, 4017 számlálók leosztják az alap órajelet a kapuzáshoz szükséges értékekre. Vagyis a "frekvenciaszámlálás" menete nem más mint, egy előre pontosan meghatározott "idő kereten" belül megszámoljuk a beérkező impulzusokat. Ez az idő keret a Gate Time.

A Gate Time kapcsoló kétféle mintavételezési időt határoz meg, egy lassabbat 1s, és 0,1sec kapuzási időt, ezzel lehet változtatni az alap méréshatárt ami az említett 15MHz.
A méréshatár további bővítéséhez előosztók beépítése szükséges, ezt tartalmazza a következő rajz. A front-end panelon két bemenet van kialakítva, az egyik  0 - 50MHz -ig fogad jeleket, a másik 50 MHz től indul és körülbelül 1,4GHz -ig képes mérni. Más előosztó alkalmazásával (pl. MB506) ez akár 2,5GHz -ig is kiterjeszthető.

Front-end panel,  bemeneti fokozatok

Az SW2 kapcsoló állásától függően kapcsolódnak sorra be az előosztók, az 50MHz-es ágon a BF961 fogadja a mérendő jelet, bemeneti érzékenység kb. 1-10mV. A legnagyobb érzékenységet a 10Kohmos trimmerrel kell beállítani.
A másik mérőpont közvetlenül az MB501 előosztóra kerül, ez alapból bináris 64-el oszt, ezért szükséges még hozzákapcsolni egy olyan tört értékkel osztó áramkört (74LS02+74HC390) ami ezt kiegészíti 100-as osztásúra. A tört osztót úgy kell elképzelni hogy minden 5 impulzusból egyet elnyel vagyis így 5/4 jut tovább. Két ilyen áramkört egymás után kapcsolva a következőképpen jön ki a kerek százas osztásarány: 100 = 64 * 5/4 * 5/4.

A bemeneteken található antiparalel diódák az esetleges túlfeszültségtől védik a frekvenciamérőt.


 


 

0,1 - 600MHz RF szignál generátor

Rádió vevőkészülékek behangolásánál számos esetben felvetődött már a probléma: szükség volna egy megfelelő jelszintű és frekvenciájú jelforrásra. Erre általában megfelelőnek bizonyult egy másik vevő kis szintű lokáljele, ámde a fiksz csatolás hiánya miatt

 a jelszint változott és ez a beállítást megnehezítette.

 

0,1 - 600MHz RF szignálgenerátor

 

Hogy mire használható ez az alapfunkciókat teljesítő berendezés? Kimondottan vevőkészülékek építésénél, ill. azok bemenőköreinek behangolásánál van nagy haszna, de segítségével előállíthatóak a szabványos KF frekvencia értékek is (455kHz) vagy (10,7MHz) és ezáltal szűrők behangolhatóak.

Mi is a fontos egy ilyen szignálgenerátornál? Mindenképpen a jó frekvencia stabilitás, mindamellett széles tartományban való működés (jelen esetben ez: 100kHz től 600MHz). Valamint fontos az is, hogy kis lépésekben, illetve folyamatosan hangolható legyen. A kalibrált fix alap lépésköz 6.25kHz, ami egy standard szabványos lépésköz.


RF egységek blokkvázlata

 

Hogyan is működik? Az RF egységekről készült blokkvázlaton látszik, hogy a kimeneti hasznos jel két oszcillátor (VCO1 és VCO2) különbségi terméke, amit egy keverő állít elő. Az output frekvencia tehát így alakul: fout = VCO1 - VCO2

Természetesen a keverő az összegzett komponenst is előállítja, de tekintve, hogy VCO-k mindegyike magasabb frekvencián üzemel ez a számunkra hasznos tartományon messze kívül esik (>1.5GHz).
A VCO1 jelű oszcillátor 1150 - 1350MHz -es tartományban hangolható, ezt a PLL1(LMX2326) állítja be. A PLL1 referencia frekvencia forrása egy nagy pontosságú 12.800MHz-es TCXO(DS4026), ami itt nem hangolható, kalibrált üzemmódban ez szolgáltatja a fix és pontos frekvencia beállítást.

 

RF rész kapcsolási vázlata

 

A keverő másik ága a VCO2-höz csatlakozik. A VCO2 tulajdonképpen nem egy oszcillátor hanem három darab különálló oszcillátor kocka, természetesen egyszerre csak egy működik ezekből, az előállítani kívánt frekvencia nagyságától függően.
A teljes 600MHz átfogása három lépésben történik B1, B2, B3 segítségével ezek sorrendben 1150, 950, 750MHz frekvencián működnek.

 

Tehát a tartományokat figyelembe véve:

(1150 .. 1350) - 1150 = 0 .. 200MHz

(1150 .. 1350) - 950 = 200 .. 400MHz

(1150 .. 1350) - 750 = 400 .. 600MHz

 

A mikrovezérlő az éppen aktuális frekvencia értéknek megfelelően kapcsolja be ezek közül valamelyiket. Az oszcillátorokat a PLL2(LMX2352) szabályozza, ez egy fractional-N elven működő PLL. Lényege hogy azonos komparálási frekvencia mellett is tud kisebb frekvencia lépést létrehozni, ebben az esetben ez fontos tényező, hogy VCO-k által előállított oszcillátor-jelek jitter mentesek legyenek.

TV tunerdobozba épített RF egységek

A PLL2 referenciája két helyről származhat: Kalibrált esetben ugyanoda csatlakozik mint a PLL1, a fix 12.800 megás TCXO -hoz(DS4026). Ekkor a kijelzőn olvasható érték az éppen aktuális.

Hangolható állásba kapcsolva pedig egy másik VCTCXO adja a PLL2 referenciajelét. Ebben az esetben a VCTXO-hoz csatlakozó potenciométerrel lehet elhangolni a frekvenciát gyakorlatilag a két lépés között bármilyen értékre.

Mivel a PLL2 csak kis mértékben hangolja el a VCO2 oszcillátorait így kézenfekvő, hogy ezeken célszerű FM modulációt létrehozni, a sávfüggetlen álladó löket érdekében. A felhasznált oszcillátor modulok(MQC001) Murata gyártmányúak és különféle használt mobiltelefonokból termelhető ki. Sajnos adatlapot ez idáig nem sikerült hozzájuk találni.

A különbségi frekvencia előállítására egy MAX2682 tip. keverőt alkalmaztam amely 2,5GHz-ig működőképes, további erősítést végez a MAX2611 és a MMG3002 ezek az eszközök belül 50 ohmra illesztettek és széles sávban erősítenek. Teljes kivezérléssel a kimeneten kb. max. +10..18dBm jelszint érhető el, ezt fokozatkapcsolóval durván, az RFT gyártmányú koax-potenciométerrel pedig az - igénynek megfelelően, finoman lehet beszabályozni.

Control unit, DS89C450 -el

És ami az egész szerkezet működödét összefogja, a DS89C450 mikrovezérlő. A szignálgenerátor kezelhetősége nem túl bonyolult, a frekvencia léptetés két nyomógombbal történik. A fel/le megnyomására 6,25kHz a lépés, míg a két gomb egyszerre történő megnyomásával a MHz-es lépés kiválasztására van lehetőség. Az OUT AMP SW fokozatkapcsoló nagyságrendi változásokat csinál a kimeneti jelszintben az erősítő fokozatok tápfeszültségének változtatásával.

Az alkalmazott LCD a közismert HD44780 karakter generátor IC-t tartalmazza így több hasonló típusú kijelző is beépíthető.

A mikrovezérlő programkódja innen letölthető:

Már említettem, hogy lehetőség van FM moduláció bekapcsolására is. Ez lehet álladó 1kHz-es vivő, amit a mikrovezérlő állít elő, vagy egy külső moduláló jel a modulation SW állásától függően.

A tápellátásról nincs részletezett leírás, gyakorlatilag bármilyen 12V-os megfelelően szűrt és stabilizált tápegység megfelel erre, én egy kis puxing adaptert használtam fel a doboz szűkös mérete miatt.

A teljes összeszerelt állapot

 


 

50% hatásfokú freki duplázó műholdas célra

 

Néha szükség lehet olyan frekvenciák előállítására, amit pl. egy gyári készülék
 nem tud előállítani. Ilyenkor segít ez a kis áramkör. :-)

 

A freki duplázó

A leírásban szereplő frekvencia sokszorozó áramkör, meglévő rádió után csatlakoztatva alkalmas nagyobb szintű harmonikus jelek előállítására. A sokszorozás hatásfoka a nagyobb frekvenciájú harmanikusok felé haladva rosszabbodik.
Mindenesetre kétszeres frekvenciák előállítására nagyon jól használható, ilyenkor a hatásfok 50% körüli. Maximális meghajtó teljesítmény 5W, nagyobb meghajtás esetén károsodhatnak a diódák.


A freki duplázó rajza

A kapcsolás működőképessége nagyban függ a felhasznált alkatrészek minőségétől, gondolok itt a felhasznált trimmer-kondenzátorokra. Javasolt a jó minőségű légtrimmerek használata, és a megfelelő dióda kiválasztása.

A kapcsolást kipróbáltam többféle diódával, végül a BA283 típ. kapcsolódióda vált be a legjobban. A dióda kivezetéseire kis hűtőlemezt célszerű forrasztani, így 5W -os meghajtójelet tartósan elvisel.

Amennyiben a rezgőkörök pontosan be vannak hangolva ilyenkor az átalakítás hatásfoka 50% -os, 5W meghajtásra kb. 2-2.2W jön ki a kétszeres frekvencián. A kimeneten lévő rezgőkör elnyomja a nemkívánatos harmonikusokat.


Nagy mérethez katt. a képre!

A fenti nyák terv 2,54mm -es négyzetrácsos papírra készült, ez megfelel a normál DIP tokozás lábtávolságának. A panel méretei 40 x 50mm kétoldalas, a hátsó oldal föld fólia.

Kétoldalas panel, a hátsó GND

 


 

PIC és DS 89C4XX mikrokontroller loader
 

Gyakrabban használt PIC-ek és a Dallas High speed Flash μC programozására (program betöltésére) használható áramkör.

 

 Például így lehet kivitelezni...

A mikrokontroller programozót praktikusan egy ilyen műanyag dobozban lehet elhelyezni, a doboz tetejére felcsavarozott panelhez könnyen hozzá lehet férni, belül hálózati kistrafó, egyenirányító, pufferkondi, és egyéb nagyobb méretű alkatrészek is elférnek.

A μC égető rajza

A Dallas 89C4XX programozásához a DIL40 foglalatba kell helyezni az IC-t, vagy elegendő 4db vezeték csatlakozatása a mikrokontrollerhez (TXD0, RXD0, RST, EA-PSEN) és így tulajdonképpen nem szükséges eltávolítani a végleges áramköri környezetből sem. A számítógéphez csatlakozáskor ilyenkor a COM (más néven RS232) portot kell használni (TXD, RXD, DTR, GND).


A PIC-ek programozásához, a másik, keskeny (2db 10-es) IC foglalatba kell a PIC-et behelyezni az alábbi módon:

28 Lábú IC -> PIC 1.Láb = IC Foglalat 1.Láb.

18 Lábú IC -> PIC 1.Láb = IC Foglalat 12.Láb.

20 Lábú IC -> PIC 1.Láb = IC Foglalat 11.Láb

8 Lábú IC -> PIC 1.Láb = IC Foglalat 3.Láb.

RFPIC -> PIC 1.Láb = IC Foglalat 3.Láb.

A PIC-ek behelyezése a foglalatba

 

Számítógéphez csatlakozásnál, pedig az LPT (nyomtató) portot kell használni (D0, D1, D3, D4, ACK). A két program amihez a rajzon lévő bekötések a megfelelőek az MTK, és az icprog.

 

mtkinstall-2_3_00

icprog


   

Hangfrekvenciás titkosító

Az alábbi hangfrekvenciás sávfordító tulajdonképpen az ismert megoldás, lényegi különbség a kvarcvezérelt oszcillátor, és amire eddig általában kevesebb figyelmet szenteltek a
szűrő rész. Az itt ismertetett kapcsolás nem igényel precízebb beállítást,
csak a jelszinteket kell ellenőrizni a beüzemelés során.

 

 

Hangfrekis sávfordító, MAX264-el

A titkosító kiindulópontja lényegében az RT-ÉK 2000-es számában megjelent cikk, azonban számos változtatás vált szükségessé a stabil működés érdekében.

Talán a legfontosabb változtatás a MAX264 kapcsolt kapacitásos szűrő felhasználása, így nincs szükség a hagyományos megoldással szemben a kényes beállításra. Mivel a szűrő működéséhez feltétlenül szükséges külső órajel, így kézenfekvővé válik egy stabil órajel generátor használata: Ezt valósítja meg a CD4060-al felépített kvarcoszcillátor.
A többi komponens már a szokásos alkatrészekből áll, a két 741 típ. műveleti erősítő, a szűrőhöz szükséges jelszint erősítést végzi, az LM386 pedig a HF-végfok.

A titkosító rajza


 

3,5 Digites voltmérő LED kijelzéssel
 

Működése teljesen megegyezik a multiméterek mérésével, csak ebben az esetben LED kijelzők vannak.

A fix tápellátás miatt, tápegységekben v. akkstöltőkben mint panelműszer hasznos lehet.

 

 

Az áramkört nem mondhatni túl bonyolultnak, pontos huzalozás (kijelző szegmensek!) után gyakorlatilag rögtön működik.
A 10 kiloohmos potenciométerrel a 100mV-os referenciafeszültséget lehet pontosra beállítani, ennek megléte biztosítja a 200mV-os "alap" mérési tartományt. Természetesen ez a 200mV-os méréstartomány egy 1/10-es ellenállásosztóval 2V-ra, 1/100-as osztóval pedig 20V-ra bővíthető.

A gyártó ajánlása..

 

Egy lehetséges (egyszerű, de gyors) megvalósítás..
 

A konkrét rajz..


 

Egyszerű, de üzembiztos RF kapcsoló

 

Az itt bemutatásra kerülő két kis RF áramkörrel könnyen és üzembiztosan lehet  megoldani valamilyenjelzés átvitelt, így például kis 12V-os alkáli
elemmel kapucsengő vezeték nélküli működtetésére

is használható kb. 200-300m távolságig.

 

 

Az adó rész

 

 

A vevő rész