Frequentieteller met middenfrequent aftrek

Transcriptie

1 Frequentieteller met middenfrequent aftrek Inleiding Onlangs is in het blad een schakeling gepubliceerd van een meter ontvanger, ontworpen door Henk van den Hof (PVJ). r bestond echter behoefte aan een uitbreiding van deze ontvanger met een frequentieuitlezing om enerzijds nauwkeurig te kunnen afstemmen en anderzijds de ontvangstfrequentie zichtbaar te maken. Het betreft hier een heterodyne ontvanger, gekenmerkt door toepassing van een middenfrequentie (MF). De middenfrequentie van genoemde ontvanger bedraagt 0. MHz, hetgeen inhoudt dat de lokale oscillator een frequentie heeft van PLUS 0. MHz (bovenmenging) of M 0. MHz (ondermenging) ten opzichte van de ontvangstfrequentie. lleen het toepassen van een frequentieteller is niet voldoende omdat dan de frequentie van de lokale oscillator wordt gemeten, hetgeen uiteraard niet de ontvangstfrequentie weergeeft. De frequentie van de lokale oscillator dient voor de frequentieuitlezing gecorrigeerd te worden met de waarde van de middenfrequentie, in dit geval middenfrequent aftrek (er wordt bij deze schakeling uitgegaan van bovenmenging). Om één en ander universeel te maken is besloten om de middenfrequent aftrek instelbaar, alsmede in en uitschakelbaar te maken. In dat geval kan namelijk ook de frequentie worden uitgelezen van TVtuners (8. MHz MF, zie spectrum analyser), FMontvangers (0. MHz MF), Kortegolfontvangers, etcetera. De hier beschreven frequentie teller heeft de volgende mogelijkheden / eigenschappen: middenfrequent aftrek in en uitschakelbaar middenfrequent aftrek instelbaar van 0,0 MHz tot en met 0, MHz meetbereik van 0 MHz tot 00 MHz. omschakelbaar meetbereik ( < 000 MHz, > 000 MHz) waarbij middenfrequent aftrek gelijk blijft! gebufferde meetingang compact uitgevoerd aantrekkelijk geprijsd Zie voor schema's figuur a en figuur b. Voeding De aansluitspanning van de schakeling bedraagt tot volt (gelijkspanning). Door U wordt de spanning op volt gebracht ten behoeve van de gehele schakeling. Voor de prescaler wordt met behulp van U de spanning tot volt teruggebracht. Indien men gebruik wil maken van een volts spanning (b.v. accu of batterij) kan U weggelaten worden en kan men de in en uit aansluiting van U op de print met elkaar doorverbinden.

2 Meetingang Omdat de 0 ohm ingangsimpedantie van de prescaler (U) een te grote belasting vormt voor aansluiting op lokale oscillators (afslaan, verlopen, etc.) wordt de meetingang gebufferd met behulp van T. De uitgang van deze emittervolger wordt aangesloten op de ingang van de prescaler (U) welke beveiligd is met het diodenetwerkje (, x N8, ). De uitgang van de prescaler ( deler) wordt door de versterker met T op het gewenste spanningsniveau gebracht ten behoeve van de verdere signaalverwerking. Normaliter wordt van de FOS aansluiting gebruikt gemaakt (zie figuur a, componentenopstelling). Indien de te meten frequentie reeds door is gedeeld (b.v. bij TVtuners) kan men gebruik maken van de FPR aansluiting (zie figuur b). De ingangsbuffer en de prescaler kunnen dan vervallen alsmede de daarmee samenhangende onderdelen (zie componentenlijst). Tijdbasis angezien de prescaler een deelfactor heeft van dient de tijdbasis zodanig te worden geconstrueerd dat een juiste frequentiemeting ontstaat. De resolutie van de frequentieteller bedraagt bij het lage meetbereik KHz, hetgeen in combinatie met deelfactor van de prescaler resulteert in een meettijd van 0. seconde (.0 Hz). Deze frequentie wordt opgewekt rondom U met het 0 KHz kristal. ls deelfactor bij U wordt 0 (08) gebruikt. (0000 Hz / 08 =.0 Hz = 0. seconde). De tijdbasis wordt afgeregeld met trimmer. Met behulp van de NNDpoorten in U worden de latch en de resetpulen tot stand gebracht. De latchpuls geeft de tellerstand door aan de uitlezing en de resetpuls zet alle tellerstanden op 0 voordat de nieuwe meting plaatsvindt. Middenfrequent aftrek De middenfrequent aftrek wordt gerealiseerd met behulp van U (0delers), U (elektronische schakelaars) en U8 (binaire teller). Vanaf T doorloopt het signaal een aantal stappen, afhankelijk van de stand van schakelaar S. Met deze schakelaar kan het meetbereik worden omgeschakeld, stand L voor het meetbereik tot 000 MHz ( KHz resolutie) of stand H voor het meetbereik boven 000 MHz (0 KHz resolutie). ij stand L gaat het signaal door U, UX, U (0deler) en UZ voordat het de binaire deler U8 bereikt. De binaire deelfactor bij U8 is afhankelijk van de aangesloten diodes. Deze deelfactor dient nog met 0 (ivm U) te worden vermenigvuldigd om de totale deelfactor te bepalen. Nadat de teller de ingestelde waarde heeft bereikt wordt het signaal naar U geschakeld door UX. ij stand H gaat het signaal door U (0deler), U, UX, UZ voordat het de binaire deler U8 bereikt. De binaire deelfactor bij U8 is ook hier afhankelijk van de aangesloten diodes. Deze deelfactor dient nog met 0 (ivm U) te worden vermenigvuldigd om de totale deelfactor te bepalen. Nadat de teller de ingestelde waarde heeft bereikt wordt het signaal naar U geschakeld door UX. Het verschil tussen beide standen is dat bij stand H (resolutie 0 KHz) de frequentie vanaf T eerst door 0 is gedeeld wat bij stand L (resolutie KHz) niet het geval is. De totale deelfactor (U met U8) of (U met U8) blijft echter gelijk, hetgeen betekent dat de middenfrequent aftrek met het ingestelde meetbereik ( L of H ) mee schakelt. De signaal

3 dat naar U wordt geschakeld is echter wel afhankelijk van de stand van de schakelaar. Door deze opzet kan de tijdbasis (0. seconde meettijd) ongewijzigd blijven. Reeds eerder is gemeld dat de diodes (N8) bij U8 de middenfrequent aftrek bepalen. Door de juiste diodes met U8 te verbinden ontstaat de gewenste middenfrequent aftrek. De combinatie van diodes (zie letters) geven de desbetreffende waarde voor de aftrek aan: = 0.0 MHz D = 0.08 MHz G = 0. MHz J =. MHz = 0.0 MHz = 0. MHz H =.8 MHz K= 0. MHz = 0.0 MHz F = 0. MHz I =. MHz L = 0.8 MHz De onderstreepte waarden geven een middenfrequent aftrek van 0. MHz aan (letterwaarden optellen). ls voorbeeld zijn bij de componentenopstelling (fig. a) de vetgedrukte diodes (bij U8) op een middenfrequent aftrek van 0. MHz ingesteld. Met behulp van S kan de middenfrequent aftrek opgeheven worden zodat de schakeling als een normale frequentieteller functioneert. Frequentieteller en Frequentieuitlezing De feitelijke frequentieteller wordt gevormd door U en U. De overflow uitgang van U wordt verbonden met de telingang van U. De maximaal af te lezen tellerstand bedraagt in totaal. Door middel van de latchpuls uit de tijdbasis wordt de tellerstand doorgegeven aan de uitgang van U en U. Deze D (inary oded Decimal) uitgangen (Q0 t/m Q) zijn gemultiplexed; de juiste waarde kan uitgelezen worden in combinatie met de actieve digitselect uitgangen (DS t/m DS). De D uitgangen van U en U worden verbonden met de D ingangen van de D naar segment omzetters U en U0. Per D naar segment omzetter worden van displays de digits parallel doorverbonden (LD t/m LD voor U en LD t/m LD voor U0). De anodes van de displays worden door de transistors T t/m T gemultiplexed zodat op het juiste moment het desbetreffende display wordt geactiveerd. Met behulp van schakelaar S wordt de overeenkomstige decimale punt op de display geactiveerd (dec.punt van LD bij stand L en dec.punt van LD bij stand H ). Opvallend is het ontbreken van weerstanden bij de segment uitgangen van U en U0, deze zijn namelijk stroombegrensd (max. 0 m). angezien de displays worden gemultiplexed bedraagt de maximale stroom per displaysegment ca m. Deze stroom is toch nog voldoende om een duidelijke uitlezing te verkrijgen. ovendien is de vermogensopname laag, hetgeen bij accu of batterij gevoede toepassing een groot voordeel is. Print layout ij figuur treft u de print layout van de frequentieteller aan. Deze print dient doorgezaagd te worden zodat print F. gescheiden wordt van print F.. Op de print is een uitsparing ter grootte van een zaagsnede gemaakt. omponenten opstelling en montage aanwijzingen Nadat print F. en print F. zijn gescheiden kunnen de componenten op de printen worden geplaatst en gesoldeerd. Zie figuur a voor de componenten opstelling van print F. en figuur c voor de componenten opstelling van print F.. In figuur b staat de situatie aangegeven indien van een reeds bestaande prescaler gebruikt wordt gemaakt. ij het plaatsen en solderen van de componenten is het raadzaam te starten met de montage van eerst de kleine (lage) en daarna de grote (hoge) componenten, als volgorde voorbeeld:

4 draadbruggen diodes weerstanden condensatoren, kristallen, trimmers transistors condensatoren I's (let goed op de plaatsing van de I's) displays externe componenten aansluiten (schakelaars etc.) Nadat de printen zijn voorzien van de componenten vindt ten slotte samenvoeging van de printen plaats. In figuur d staat aangegeven op welke wijze dat dient te geschieden. De koperen baantjes van print F. en print F. worden haaks op elkaar gesoldeerd. Veel succes met het nabouwen, Ton Hesselman, PPQ

5 X 0 K pf RST VDD' VSS' OUT OUT 0 Q8 Q Q0 Q Q Q Q U FRQ HF HF 0pF V V U. HF0 HF0 8 0 U. HF0 HF0 00pF R0 0K 8 V OUT OUT GND TL U DIV SD SD.nF.nF T FR0 R 00K nf R 0 V T F R 80 R 00K R 00K 00nF N 0 X0 X 0 Z0 Z X Z U MUX/DMUX HF0 HF0 LK N LR Q0 Q Q Q U. TR0 HF8 HF8 LK 0 N LR Q0 Q Q Q U. TR0 HF8 HF8 0 nf U. HF0 HF0 R 0K U.D HF0 HF0 8 00pF T 0 T 0 T 0 nf X X LK DIS 0 L MR Q0 Q Q Q DS DS DS OF U TR X X LK DIS 0 L MR Q0 Q Q Q DS DS DS OF U TR LD I PH D0 D D D 0 D F G U /SG HF HF LD I PH D0 D D D 0 D F G U0 /SG HF HF V R M R K R K R K V R 00K R8 00K R 0K V R 00K V S S R 0 S R 00K 00nF 8 uf uf V(V) V(V) V(VV) 8L0 GND OUT U 8L0 GND OUT U 8S0 0uF 0uF uf uf 00nF 0 00nF V 00nF V 0 LK LR Q Q Q Q Q Q Q Q8 Q Q0 Q Q U8 TR HF00 HF00 L K J I H G F D S U8S L H H L

6 Figuur b: Schema van de frequentie uitlezing Figuur : De print layout (F. en F.)

7 Figuur a: omponenten opstelling print F. Figuur b: anpassing bij bestaande prescaler Figuur c: omponenten opstelling print F. Figuur d: evestiging van print F. en print F.

8 OMPONNTNLIJST F OUNTR OMPONNT(N) WRD KNMRK/OPMRKG NTL R, R R8, R 00 Kohm x R, R 0 ohm x R 80 ohm x R, R0, R 0 Kohm x R R Kohm x R Mohm x,, 0 nf. mm steek x,,nf. mm steek x,, 0,, 00 nf.0 mm steek x, 0 µf. mm steek / tantaal volt x,,, 8 µf. mm steek / tantaal volt x 8, 00 pf. mm steek x pf. mm steek x 0 pf trimmer Folie x D N8 antal afhankelijk van preset x LDLD LTSR of LTSG of MN of DL0 x T FR0 x T F x TT 0 x U 8L0 x U U8S of S of SD x U HF8 x U HF0 x U HF0 x U, U M x U8 HF00 x U HF x U0, U HF x U 8S0 x X 0 K kristal.0 mm steek x S ( / ) Schakelaar Dubbelpolig x S Schakelaar nkelpolig x ij bestaande prescaler vervallen: R 00 Kohm x R 0 ohm x, 0 nf x,, nf x µf x T FR0 x U 8L0 x U U8S of S of SD x