Проверка на кварца за изпълнение. NM8016DIY Лаборатория: Честотен брояч с функция на тестер на кварцов резонатор. Захранване за честотен брояч FC1100-M3

Причината за създаването на това устройство беше значителен брой натрупани кварцови резонатори, купени и споени от различни дъски, и много от тях нямаха никаква нотация. Пътувайки из необятните пространства на Интернет и се опитвайки да изгражда и управлява различни, беше решено да измисли нещо свое. След много експерименти с различни генератори, както върху различни цифрови логики, така и върху транзистори, избрах 74HC4060, въпреки че също беше невъзможно да се премахнат самоколебанията, но както се оказа, това не пречи на работата на устройството.

Кварцова електромерна верига

Устройството се базира на два генератора CD74HC4060 (74HC4060 не беше в магазина, но ако се съди по листа с данни, те са дори по-готини), единият работи на ниска честота, а вторият - на висок. Най-ниските честоти, за които се оказа, че са кварцови часовници, а най-високата честота е нехармоничен кварц на 30 MHz. Поради склонността им към самовъзбуждане, беше решено да се превключат генераторите просто чрез превключване на захранващото напрежение, което се обозначава със съответните светодиоди. След като генераторите настроят повторителя по логиката. Може би вместо резистори R6 и R7 е по-добре да инсталирате кондензатори (не съм го проверил сам).

Както се оказа, устройството стартира не само кварцови, но и всевъзможни филтри около два или повече крака, които бяха успешно свързани към съответните конектори. Един "двукрак" керамичен кондензатор беше пуснат на 4 MHz, който по-късно успешно се използва вместо кварцов резонатор.

На снимките се вижда, че два типа конектори се използват за проверка на радиокомпонентите. Първата е направена от части от панелите - за изходни части, а втората е фрагмент от дъската, залепена и споена към коловозите през съответните отвори - за SMD кварцови резонатори. За извеждане на информация е използван опростен измервателен уред на микроконтролера PIC16F628 или PIC16F628A, който автоматично превключва границата на измерване, т.е. честотата ще бъде на индикатора или в кХцили в MHz.

За подробности за устройството

Част от платката е сглобена върху изходните части, а част върху SMD. Платката е предназначена за едноредов LCD LCD индикатор Winstar (това е този с контактите горе вляво), пиновете 15 и 16, които служат за подсветка, не са разделени, но кой трябва да добави песни и детайли за себе си. Не разпространих подсветката, защото приложих индикатора без подсветка от някакъв телефон на същия контролер, но в началото това беше Winstar. В допълнение към WH1601A, можете да приложите WH1602B - двуредов, но вторият ред няма да участва. Вместо транзистора, който по веригата можете да приложите една и съща проводимост, за предпочитане с по-голям h21. Платката има два входа за захранване, единият от мини USB, другият през моста и 7805. В друг случай има място и за стабилизатор.

Настройка на инструмента

Когато конфигурирате с бутона S1, включете нискочестотния режим (VD1 LED светва) и като включите кварцовия резонатор 32768Hz в съответния конектор (за предпочитане от дънната платка на компютъра), задайте настройката на честотата C11 на индикатора на честотата 32768Hz. Резистор R8 задава максималната чувствителност. Всички файлове - табла, фърмуер, таблици с данни за използвани радио елементи и други, изтеглете в архива. Автор на проекта е nefedot.

Обсъдете статията QUARTZ FREQUENCY CHECK DEVICE

Колебанията получават една от най-важните роли в съвременния свят. Така че, има дори така наречената теория на струните, която твърди, че всичко около нас е само вълни. Но има и други възможности за използване на тези знания и един от тях е кварцов резонатор. Случва се, че всяко оборудване периодично се отказва и те не са изключение. Как да се уверите, че след отрицателен инцидент той все още работи както трябва?

Казваме дума за кварцовия резонатор

Кварцовият резонатор е аналог на осцилаторна верига, основана на индуктивност и капацитет. Но между тях има разлика в полза на първата. Както знаете, за да характеризирате колебателната верига използвайте концепцията за фактор на качеството. В кварцов резонанс той достига много високи стойности - в рамките на 10 5 -10 7. В допълнение, той е по-ефективен за цялата верига, когато температурата се промени, което се отразява на по-дългия експлоатационен живот на части като кондензатори. Определянето на кварцови резонатори в диаграмата се извършва под формата на вертикално разположен правоъгълник, който е „притиснат“ от плочите от двете страни. Външно на чертежите те приличат на хибрид на кондензатор и резистор.

Как работи кварцовият резонатор?

От кварцов кристал се изрязва плоча, пръстен или щанга. Прилагат се поне два електрода, които са проводящи ленти. Плочата е фиксирана и има собствена резонансна честота на механични вибрации. Когато напрежението се прилага към електродите, се получава компресия, срязване или огъване поради пиезоелектричния ефект (в зависимост от това как е бил нарязан кварцът). Осцилиращият кристал в такива случаи върши работа като индуктор. Ако честотата на напрежението, което се подава, е равно или много близко до собствените стойности, тогава е необходима по-малко енергия със значителни разлики за поддържане на функционирането. Сега можем да пристъпим към изтъкване на основния проблем, поради който всъщност тази статия е написана за кварцовия резонатор. Как да проверите нейното изпълнение? Избрани са 3 метода, които ще бъдат описани.

Метод номер 1

Тук транзисторът KT368 играе ролята на генератор. Честотата му се определя от кварцов резонатор. Когато влезе мощност, генераторът започва да работи. Той създава импулси, които са равни на честотата на основния му резонанс. Последователността им преминава през кондензатор, който е обозначен като C3 (100r). Той филтрира постоянния компонент и след това прехвърля импулса към аналогов честотен измервател, който е изграден на два D9B диода и такива пасивни елементи: кондензатор C4 (1n), резистор R3 (100k) и микроамперметър. Всички останали елементи служат за осигуряване на стабилността на веригата и нищо за изгаряне. В зависимост от зададената честота, напрежението, което е на кондензатора С4, може да се промени. Това е доста груб начин и предимството му е лекотата. И съответно, колкото по-високо е напрежението, толкова по-висока е честотата на резонатора. Но има някои ограничения: трябва да го изпробвате на тази схема, само ако е в приблизителен диапазон от три до десет MHz. Проверката на кварцови резонатори, която надхвърля тези стойности, обикновено не попада под любителската радиоелектроника, но чертеж с обхват от 1-10 MHz ще бъде допълнително разгледан.

Метод номер 2

За да увеличите точността, можете да свържете честотен метър или осцилоскоп към изхода на генератора. Тогава ще бъде възможно да се изчисли желаният индикатор, като се използват фигури от Лисадж. Но имайте предвид, че в такива случаи кварцът се възбужда, както при хармоници, така и при основната честота, което от своя страна може да даде значително отклонение. Вижте горните диаграми (тази и предишната). Както можете да видите, има различни начини да търсите честота и тук трябва да експериментирате. Основното е да се спазват мерките за безопасност.

Тестване на два кварцови резонатора наведнъж

Тази схема ви позволява да определите дали работят два кварцови резистора, които работят в диапазон от един до десет MHz. Също така благодарение на него можете да разпознаете сигналите на шоковете, които минават между честотите. Следователно можете не само да определите производителността, но и да изберете кварцовите резистори, които са най-подходящи един за друг по отношение на тяхната ефективност. Схемата е реализирана с два главни осцилатора. Първият от тях работи с кварцов резонатор ZQ1 и се реализира на транзистор KT315B. За да проверите работоспособността, изходното напрежение трябва да бъде по-голямо от 1,2 V и натиснете бутона SB1. Посоченият индикатор съответства на сигнал от високо ниво и логическа единица. В зависимост от кварцовия резонатор, необходимата стойност за тестване може да се увеличи (всяко напрежение може да се увеличи с 0,1А-0,2V до препоръчителната стойност в официалните инструкции за използване на механизма). В този случай изходът DD1.2 ще има 1, а DD1.3 - 0. Също така, отчитайки работата на кристалния осцилатор, светодиодът HL1 ще светне. Вторият механизъм работи по подобен начин и ще бъде отчетен от HL2. Ако ги стартирате едновременно, светодиодът HL4 все още ще свети.

Когато се сравняват честотите на два генератора, изходните им сигнали от DD1.2 и DD1.5 се изпращат до DD2.1 DD2.2. На изходите на вторите инвертори веригата получава сигнал с модулация на импулсна ширина, след което сравнява производителността. Можете да видите това визуално, като мигате HL4 LED. За да подобрите точността, добавете честотен метър или осцилоскоп. Ако реалните цифри се различават по килогерц, тогава за да определите кварц с по-висока честота, натиснете бутона SB2. Тогава първият резонатор ще намали стойностите си, а тона на ударите на светлинните сигнали ще бъде по-малък. Тогава можем с увереност да кажем, че ZQ1 е по-високочестотен от ZQ2.

Проверете функции

Когато проверявате винаги:

1. Прочетете инструкциите, които има кварцовият резонатор;
2. Спазвайте мерките за безопасност.

Възможни причини за неуспех

Има доста начини да деактивирате кварцовия си резонатор. Трябва да се запознаят с някои от най-популярните, за да се избегнат проблеми в бъдеще:

1. Пада от височина. Най-популярната причина. Запомнете: винаги е необходимо да поддържате работното място в идеален ред и да наблюдавате вашите действия.
2. Наличието на постоянно напрежение. Като цяло кварцовите резонатори не се страхуват от това. Но имаше прецеденти. За да тествате работата, включете 1000 mF кондензатор серийно - тази стъпка ще го върне в работа или ще избегне отрицателни последици.
3. Амплитудата на сигнала е твърде голяма. Има няколко начина за решаване на този проблем:

• Преместете честотата на лазиране малко настрани, така че да се различава от основния индикатор за механичния резонанс на кварца. Това е по-сложен вариант.
• Намалете количеството волта, което самият генератор захранва. Това е по-лесен вариант.
• Проверете дали кварцовият резонатор наистина не е в ред. Така че, причината за спада на активността може да е флюс или чужди частици (в този случай е необходимо да го почистите качествено). Възможно е също изолацията да е била експлоатирана твърде активно и тя е загубила свойствата си. За контролната проверка на тази точка можете да спойкате „триточката“ на KT315 и да я проверите с магаре (в същото време можете да сравните активността).

заключение

Статията разгледа как да се провери работоспособността на такива елементи на електрически вериги като честотата на кварцовия резонатор, както и тяхната собственост. Те обсъдиха начините за установяване на необходимата информация, както и възможните причини, поради които се провалят по време на работа. Но за да избегнете негативни последици, винаги работете с ясна глава - и тогава работата на кварцовия резонатор ще бъде по-малко смущаваща.

Основната характеристика на този честотен измервател:
използва се високо стабилният TCXO (термично компенсиран референтен генератор). Използването на технологията TCXO ви позволява незабавно, без предварително нагряване, да гарантирате заявената точност на измерването на честотата.

Технически характеристики на честотния измервател FC1100-M3:

Отличителни характеристики на честотните измервателни уреди по-специално на линия FC1100:

Размери на платката FC1100-M3: 83mm * 46mm.
  Цветен TFT LCD дисплей с подсветка (1,44 "диагонал \u003d 3,65 см).
* Чувствителност според DataSheet MB501L (параметър "Амплитуда на входния сигнал": -4.4dBm \u003d 135 mV @ 50 Ohm, съответно).
  ** Горната граница на входния сигнал е ограничена от силата на разсейване на защитните диоди B5819WS (0,2 W * 2 бр.).

Обратна страна на честотния метър FC1100-M3

Кварцов режим на измерване на честотата в FC1100-M2 и FC1100-M3 честотни измерватели

Схема на компаратора / драйвера на входния сигнал 0 ... 50 MHz.

Веригата на честотния делител на входния сигнал 1 ... 1100 MHz.

Кратко описание на честотния метър FC1100-M3:

FC1100-M3 честотният измервател има два отделни канала за измерване на честотата.
  И двата канала на честотния измервател FC1100-M3 работят независимо един от друг и могат да се използват за измерване на две различни честоти едновременно.
  В този случай и двете стойности на измерената честота се показват едновременно на дисплея.
  "Вход A" - (Тип конектор SMA-FEMALE) Предназначен за измерване на относително високочестотни сигнали от 1 MHz до 1100 MHz. Долният праг на чувствителност на този вход е малко по-малък от 0,2 V., а горният праг е ограничен до 0,5 ... 0,6 V. чрез защитни диоди, свързани в противоположна. Няма смисъл да прилагате значителни напрежения към този вход, защото напреженията над прага за отваряне на защитните диоди ще бъдат ограничени.
  Приложените диоди позволяват разсейване на мощността не повече от 200 mW., Защитавайки входа на разделителния чип MB501L. Не свързвайте този вход директно към изхода на предаватели със значителна мощност (над 100 mW). За да измервате честотата на източниците на сигнал с амплитуда повече от 5 V. или значителна мощност - използвайте външен разделител на напрежение (затихвател) или преходен кондензатор с малък капацитет (пикофарад единици), свързани последователно. Ако трябва да измерите честотата на предавателя - обикновено къса дължина на проводника като антена, включена в конектора на честотния метър и разположена на малко разстояние от антената на предавателя, или можете да използвате подходяща антена "гума" от преносими радиостанции, свързани към SMA конектора.

  "Вход B" - (Тип конектор SMA-FEMALE) Създаден за измерване на относително нискочестотни сигнали от 1 Hz до 50 MHz. Долният праг на чувствителност на този вход е по-нисък от този на "Вход А" и е 0,6 V., а горният праг е ограничен от защитни диоди на ниво 5 V.
  Ако е необходимо да измерите честотата на сигналите с амплитуда повече от 5 V., използвайте външен разделител на напрежение (атенюатор). На този вход се използва високоскоростен сравнител MAX999.
Входният сигнал се подава към неинвертиращия вход на компаратора и тук е свързан резистор R42, което увеличава хардуерната хистерезиса на сравнителя MAX999 до ниво от 0,6 V. Напрежението на отклонение се прилага към инвертиращия вход на сравнителя MAX999, от променливия резистор R35, който задава нивото на реакция на сравнителя. Когато измервате честотата на шумните сигнали, е необходимо да завъртите копчето на променливия резистор R35, за да постигнете стабилни показания на честотния метър. Най-голямата чувствителност на честотния метър се реализира в средното положение на дръжката на променливия резистор R35. Завъртане обратно на часовниковата стрелка - намалява и по посока на часовниковата стрелка - увеличава праговото напрежение на компаратора, което ви позволява да изместите прага на сравнителя с шумна част от измерения сигнал.

Използвайки бутона "Control", превключване между режим на измерване на честотата "Вход B" и тестов режим на кварцови резонатори.
  В тестовия режим на кварцови резонатори е необходимо да свържете тествания кварцов резонатор с честота от 1 MHz до 25 MHz към крайните контакти на кварцовия тестов панел. Средният контакт на този панел - не можете да се свържете, той е свързан към "общия" проводник на устройството.

Моля, обърнете внимание, че в тестовия режим на кварцови резонатори, при липса на тестов кварц в панела, има постоянно генериране на сравнително висока честота (от 35 до 50 MHz).
  Също така трябва да се отбележи, че когато се свързва изследваният кварцов резонатор, честотата на генериране ще бъде малко по-висока от обичайната му честота (в рамките на килогерц). Това се определя от паралелния режим на възбуждане на кварцовия резонатор.
  Тестовият режим на кварцовите резонатори може успешно да се използва за избор на същите кварцови резонатори за многокристални кварцови филтри за стълби. В този случай основният критерий за избор на кварцови резонатори е най-близката възможна честота на генериране на избрания кварц.

Съединители, използвани в честотния измервател FC1100-M3:

Захранване за честотен брояч FC1100-M3:

Честотният уред FC1100-M3 е оборудван със стандартен Mini-USB конектор с захранващо напрежение +5.0 Volt.
  Текуща консумация (максимум 300 mA) - Осигурява съвместимост с повечето USB захранващи устройства.
  Комплектът включва "Mini-USB" кабел "USB A", който ви позволява да захранвате измервателя на честотата от всяко устройство, което има такъв конектор (персонален компютър, лаптоп, USB-HUB, USB захранване, USB AC зарядно) и така нататък.

За автономно захранване Честотомера FC1100-M3 - широко използваните батерии "Power Bank", с вградени Li-Polymer батерии, обикновено използвани за захранване на оборудване с USB конектори, са оптимално подходящи. В този случай, освен очевидното удобство, като бонус получавате галванична изолация от мрежата и / или захранващото устройство, което е важно.

  Няма на склад

  доклад

при получаване в склада

Комплект от компоненти за сглобяване на честотен измервател с функцията на кварцов резонатор.

Прост и евтин, разработен на базата на PIC микроконтролер с възможност за отчитане при измерване на честотното изместване на приемниците на супергетеродин с петцифрен LED индикатор, удобен и интуитивен.

  функции

• Разделителната способност на дисплея се превключва автоматично, за да се осигури максимална точност на четене с 5-цифрен дисплей.
    Също така, времето за измерване (времето на затвора), през което се отчитат импулсите на входа, автоматично се променя
• Ако честотният измервател се използва за измервания в приемници или предаватели с къси вълни, може да се наложи да добавите или извадите стойността на изместване на честотата от измерената честота. Честотата на отклонение в много случаи е равна на междинната честота, тъй като честотният измервател обикновено е свързан към генератор на променлива честота на приемника.
• За да измерите честотата на генериране на кварц, просто го включете в конектор, наречен „Test Quartz“

  Допълнителна информация

Основни характеристики:

Диапазон на измерване на честотата: 1 Hz - 50 MHz

Измерване на кварц с общо предназначение в честотата на генериране в диапазона: 1 MHz - 50 MHz

Автоматичен обхват

Програмируеми настройки на добавената и извадена величина на честотното изместване по време на настройките и измерванията в УКВ приемници и предаватели.

Максимално входно напрежение 5 волта

Режим на пестене на енергия, когато се захранва от автономен източник на ток

Възможно е да използвате 5V от USB интерфейс

Минимален брой компоненти, лесен монтаж и конфигуриране

  Въпроси и отговори

• Здравейте, мога ли да поръчам този продукт в размер на 1 брой?
  • Да, разбира се, че можете!
• Здравейте Какъв диапазон на напрежение на измерената честота е приемлив на входа в режим на честотен метър?
  • TTL логическо ниво, до 5 волта
• здравейте. Какво е максималното входно напрежение за този честотен уред?
  • 5 волта
• Здравейте, кога този дизайнер ще влезе в продажба, по-специално в магазина Chip and Deep?
  • Добър ден Стоките вече са на етапа на приемане на готови продукти в склада, мисля, че до седмица те ще бъдат достъпни за поръчка през нашия онлайн магазин. Що се отнася до Chip and Deep, този въпрос трябва да бъде зададен директно към тях.
• Добър ден! Кажи ми какво има. Честотният измервател винаги показва едно и също число. 65370
  • За първи път чуваме за такъв проблем. при правилен монтаж устройството започва да работи веднага и не изисква конфигуриране. Вижте инсталацията и правилната инсталация на всички компоненти. Стойността на постоянните резистори преди монтажа трябва да се контролира с мултицет.