Provjera performansi kvarca. NM8016DIY Lab: Merač frekvencije sa funkcijom testera kvarcnog rezonatora. Napajanje za frekventni brojač FC1100-M3

Razlog za stvaranje ovog uređaja bila je znatna količina akumuliranog kvarcni rezonatori oba kupljena i lemljena sa različitih ploča, a mnoge nisu imale nikakve oznake. Putujući po beskrajnim prostranstvima interneta i pokušavajući prikupiti i pokrenuti razne, odlučeno je da smisle nešto svoje. Nakon mnogo eksperimenata sa različitim generatorima, kako na različitim digitalnim logikama tako i na tranzistorima, odlučio sam se za 74HC4060, iako nije bilo moguće eliminirati ni samooscilacije, ali kako se pokazalo, to nije ometalo rad uređaja. .

Krug kvarcnog mjerača

Uređaj je baziran na dva CD74HC4060 generatora (74HC4060 nije bio u prodavnici, ali sudeći po datasheetu su čak i "hladniji"), jedan radi na niskoj frekvenciji, drugi na visokoj. Najniža frekvencija koju sam imao bio je kristal sata, a najviša neharmonični kristal na 30 MHz. Zbog njihove sklonosti samouzbuđivanju, odlučeno je da se generatori preklope jednostavno prebacivanjem napona napajanja, što je označeno odgovarajućim LED diodama. Nakon generatora, ugradio sam repetitor na logiku. Možda je umjesto otpornika R6 i R7 bolje instalirati kondenzatore (ja to nisam testirao).

Kako se ispostavilo, u uređaj se lansiraju ne samo kristali kvarca, već i razni filteri sa dva ili više krakova, koji su uspješno spojeni na odgovarajuće konektore. Jedan "dvokraki" keramički kondenzator počeo je na 4 MHz, koji je kasnije uspješno korišten umjesto kvarcnog rezonatora.

Na slikama se vidi da se za provjeru radio komponenti koriste dvije vrste konektora. Prvi je napravljen od dijelova panela - za izvodne dijelove, a drugi je komad ploče zalijepljen i zalemljen na staze kroz odgovarajuće rupe - za SMD kvarcne rezonatore. Za prikaz informacija, na mikrokontroleru PIC16F628 ili PIC16F628A korišten je pojednostavljeni brojač frekvencije, koji automatski mijenja granicu mjerenja, odnosno frekvencija na indikatoru će biti ili u kHz ili u MHz.

O detaljima uređaja

Dio ploče je montiran na izvodne dijelove, a dio na SMD. Ploča je namenjena za "Winstar" LCD indikator, jednolinijski WH1601A (ovo je sa kontaktima gore levo), pinovi 15 i 16 koji služe za osvetljenje nisu odvojeni, ali kome treba može dodati tragove i detalje za sebe. Nisam podesio pozadinsko osvetljenje jer sam koristio indikator bez pozadinskog osvetljenja sa nekog telefona na istom kontroleru, ali prvo je bio Winstar. Pored WH1601A, možete koristiti WH1602B - dvolinijski, ali se druga linija neće koristiti. Umjesto tranzistora, koji u krugu, možete koristiti bilo koji od iste vodljivosti, po mogućnosti sa većim h21. Ploča ima dva ulaza za napajanje, jedan sa mini USB-a, drugi preko mosta i 7805. U drugom kućištu je i mjesto za stabilizator.

Postavljanje uređaja

Prilikom podešavanja pomoću dugmeta S1, uključite LF režim (VD1 LED će se upaliti) i priključiti kvarcni rezonator na 32768Hz u odgovarajući konektor (po mogućnosti sa matična ploča kompjuter) sa trimer kondenzatorom C11 postavite frekvenciju od 32768Hz na indikatoru. Otpornik R8 postavlja maksimalnu osjetljivost. Sve datoteke - ploče, firmver, datasheetovi za korištene radio elemente i ostalo, preuzmite u arhivi. Autor projekta - nefedot.

Razgovarajte o članku UREĐAJ ZA PROVJERU FREKVENCIJE KVARCA

Oscilacije su date kao jedna od najvećih važne uloge v savremeni svet... Dakle, postoji čak i takozvana teorija struna, koja tvrdi da su sve oko nas samo talasi. Ali postoje i druge opcije za korištenje ovog znanja, a jedna od njih je kvarcni rezonator. Desilo se da bilo koja oprema povremeno pokvari, i oni nisu izuzetak. Kako možete biti sigurni da i dalje radi kako treba nakon negativnog incidenta?

Recimo koju riječ o kvarcnom rezonatoru

Kvarcni rezonator se naziva analogom oscilatornog kruga na temelju induktivnosti i kapacitivnosti. Ali postoji razlika između njih u korist prvih. Kao što je poznato, koncept faktora kvaliteta se koristi za karakterizaciju oscilatornog kruga. U rezonatoru na bazi kvarca dostiže vrlo visoke vrijednosti - u rasponu od 10 5 -10 7. Osim toga, efikasniji je za cijeli krug kako se temperatura mijenja, što se pretvara u duži vijek trajanja dijelova kao što su kondenzatori. Označavanje kvarcnih rezonatora na dijagramu izvedeno je u obliku okomito smještenog pravokutnika, koji je "stegnut" pločama s obje strane. Izvana, na crtežima, podsjećaju na hibrid kondenzatora i otpornika.

Kako radi kvarcni rezonator?

Ploča, prsten ili šipka izrezani su od kvarcnog kristala. Na njega se nanose najmanje dvije elektrode, koje su vodljive trake. Ploča je fiksna i ima svoju rezonantnu frekvenciju mehaničkih vibracija. Kada se na elektrode dovede napon, zbog piezoelektričnog efekta dolazi do kompresije, smicanja ili savijanja (ovisno o tome kako je kvarc rezan). Oscilirajući kristal u takvim slučajevima radi posao kao induktor. Ako je frekvencija napona koji se napaja jednaka ili vrlo blizu vlastitim vrijednostima, tada je potrebno manje energije sa značajnim razlikama za održavanje funkcioniranja. Sada možete prijeći na isticanje glavnog problema, zbog čega se, zapravo, ovaj članak piše o kvarcnom rezonatoru. Kako provjeriti da li radi? Odabrane su 3 metode koje će biti opisane.

Metoda broj 1

Ovdje tranzistor KT368 igra ulogu generatora. Njegovu frekvenciju određuje kvarcni rezonator. Kada se uključi struja, generator počinje da radi. On stvara impulse koji su jednaki frekvenciji njegove osnovne rezonancije. Njihov niz prolazi kroz kondenzator, koji je označen kao C3 (100p). Filtrira DC komponentu, a zatim sam impuls prenosi na analogni frekventni mjerač, koji je izgrađen na dvije D9B diode i takvim pasivnim elementima: kondenzator C4 (1n), otpornik R3 (100k) i mikroampermetar. Svi ostali elementi služe za stabilnost kola i da ništa ne izgori. U zavisnosti od podešene frekvencije, napon koji je na kondenzatoru C4 može se promeniti. Ovo je prilično gruba metoda i njena prednost je lakoća. I, shodno tome, što je veći napon, to je veća frekvencija rezonatora. Ali postoje određena ograničenja: trebali biste ga isprobati na ovom krugu samo ako je unutar približnog raspona od tri do deset MHz. Provjera kvarcnih rezonatora koji prelaze ove vrijednosti obično ne spada u radioamatersku elektroniku, ali će se dalje razmotriti crtež u kojem je raspon 1-10 MHz.

Metoda broj 2

Da biste povećali preciznost, na izlaz generatora možete povezati frekventni mjerač ili osciloskop. Tada će biti moguće izračunati željeni pokazatelj koristeći Lissajousove brojke. Ali imajte na umu da se u takvim slučajevima kvarc pobuđuje, kako na harmonicima tako i na osnovnoj frekvenciji, što zauzvrat može dati značajno odstupanje. Pogledajte gornje dijagrame (ovaj i prethodni). Kao što vidite, ima ih Različiti putevi potražite frekvenciju, a zatim morate eksperimentirati. Glavna stvar je pridržavati se sigurnosnih mjera opreza.

Provjeravam dva kvarcna rezonatora odjednom

Ovaj sklop će vam omogućiti da utvrdite da li su u funkciji dva kristalna otpornika, koji rade u rasponu od jednog do deset MHz. Takođe, zahvaljujući njemu, možete prepoznati udarne signale koji idu između frekvencija. Stoga ne možete samo odrediti performanse, već i odabrati kvarcne otpornike koji su najprikladniji jedni za druge u pogledu njihovih performansi. Kolo je implementirano sa dva master oscilatora. Prvi od njih radi sa ZQ1 kvarcnim rezonatorom i implementiran je na tranzistor KT315B. Za provjeru funkcionalnosti izlazni napon mora biti veći od 1,2 V, a potrebno je pritisnuti tipku SB1. Navedeni indikator odgovara signalu visoki nivo i logička jedinica. Ovisno o kvarcnom rezonatoru, potrebna vrijednost za test se može povećati (možete povećati napon za svaki test za 0,1A-0,2V do preporučene službena uputstva o upotrebi mehanizma). U ovom slučaju, izlaz DD1.2 će imati 1, a DD1.3 - 0. Takođe, ukazujući na rad kristalnog oscilatora, LED HL1 će biti uključen. Drugi mehanizam radi na sličan način i o njemu će izvijestiti HL2. Ako se pokrenu u isto vrijeme, HL4 LED će i dalje biti uključen.

Kada se uporede frekvencije dva generatora, njihovi izlazni signali sa DD1.2 i DD1.5 se šalju na DD2.1 DD2.2. Na izlazima drugog pretvarača, krug prima impulsno-širinski modulirani signal kako bi uporedio indikatore. Ovo možete vizualno vidjeti treptanjem LED diode HL4. Da biste poboljšali preciznost, dodajte brojač frekvencije ili osciloskop. Ako se stvarni pokazatelji razlikuju za kiloherce, tada da biste odredili kristal više frekvencije, pritisnite dugme SB2. Tada će prvi rezonator smanjiti svoje vrijednosti, a ton otkucaja svjetlosnih signala će biti manji. Tada možemo sa sigurnošću reći da ZQ1 ima višu frekvenciju od ZQ2.

Karakteristike čekova

Prilikom provjere uvijek:

1. Pročitajte upute koje ima kristalni rezonator;
2. Držite se sigurnosnih mjera opreza.

Mogući uzroci kvara

Postoji nekoliko načina da oštetite svoj kristalni rezonator. Neke od najpopularnijih vrijedi upoznati kako biste izbjegli probleme u budućnosti:

1. Pada sa visine. Najpopularniji razlog. Zapamtite: uvijek je potrebno sadržavati radno mjesto u savršenom redu i prati svoje postupke.
2. Prisustvo konstantnog napona. Općenito, kvarcni rezonatori ga se ne boje. Ali bilo je presedana. Da biste testirali rad, spojite kondenzator od 1000 mF u seriju - ovaj korak će ga vratiti u rad ili izbjeći negativne posljedice.
3. Prevelika amplituda signala. Postoji nekoliko načina za rješavanje ovog problema:

• Pomaknite frekvenciju oscilacije malo u stranu tako da se razlikuje od glavnog indikatora mehaničke rezonancije kvarca. Ovo je teža opcija.
• Smanjite broj volti koji napajaju sam generator. Ovo je lakša opcija.
• Provjerite je li kvarcni rezonator zaista pokvaren. Dakle, razlog za pad aktivnosti može biti fluks ili strane čestice (u ovom slučaju potrebno ga je pravilno očistiti). Može se desiti i da je izolacija preaktivno eksploatisana i da je izgubila svoja svojstva. Za kontrolnu provjeru ove stavke, možete zalemiti "tri-točku" na KT315 i provjeriti je osom (možete usporediti aktivnost u isto vrijeme).

Zaključak

U članku se raspravljalo o tome kako provjeriti performanse takvih elemenata. električna kola, kao frekvencija kvarcnog rezonatora, kao i njihova svojstva. Načini uspostavljanja potrebne informacije, i mogući razlozi zašto ne rade tokom rada. Ali da biste izbjegli negativne posljedice, uvijek radite s čistom glavom - i tada će rad kvarcnog rezonatora biti manje uznemirujući.

glavna karakteristika ovaj frekventni brojač:
primjenjuje se visoko stabilan TCXO (termokompenzirani referentni oscilator). Upotreba TCXO tehnologije omogućava vam da odmah, bez prethodnog zagrijavanja, osigurate deklariranu točnost mjerenja frekvencije.

Specifikacije mjerača frekvencije FC1100-M3:

Prepoznatljive karakteristike frekventnih mjerača FC1100 linije posebno:

Dimenzije PCB-a FC1100-M3: 83mm * 46mm.
TFT LCD ekran u boji sa pozadinskim osvetljenjem (dijagonala 1,44 "= 3,65 cm).
* Osetljivost prema DataSheet MB501L (parametar "Input Signal Amplitude": -4.4dBm = 135 mV @ 50 Ohm, respektivno).
** Gornja granica ulaznog signala ograničena je snagom disipacije zaštitnih dioda B5819WS (0,2 W * 2 kom).

Zadnja strana frekventnog mjerača FC1100-M3

Način mjerenja kvarcne frekvencije u frekventnim mjeračima FC1100-M2 i FC1100-M3

Krug komparator/oblik za ulazni signal 0 ... 50 MHz.

Krug razdjelnika frekvencije ulaznog signala 1 ... 1100 MHz.

Kratak opis frekventnog merača FC1100-M3:

Brojač frekvencije FC1100-M3 ima dva odvojena kanala za mjerenje frekvencije.
Oba kanala frekvencijskog brojača FC1100-M3 rade nezavisno jedan od drugog i mogu se koristiti za mjerenje dvije različite frekvencije u isto vrijeme.
U tom slučaju, obje vrijednosti izmjerene frekvencije se istovremeno prikazuju na displeju.
"Input A" - (tip konektora SMA-FEMALE) Dizajniran za mjerenje signala relativno visoke frekvencije, od 1 MHz do 1100 MHz. Donji prag osjetljivosti ovog ulaza je nešto manji od 0,2 V., a gornji prag je ograničen na nivou od 0,5 ... 0,6 V. zaštitnim diodama povezanim antiparalelno. Nema smisla primjenjivati ​​značajne napone na ovaj ulaz, jer će naponi iznad praga otvaranja zaštitne diode biti ograničeni.
Primijenjene diode omogućavaju disipirajuću snagu ne veću od 200 mW, štiteći ulaz mikrokola razdjelnika MB501L. Nemojte povezivati ​​ovaj ulaz direktno na izlaz predajnika značajne snage (preko 100 mW). Za mjerenje frekvencije izvora signala s amplitudom većom od 5 V, ili značajne snage, koristite vanjski djelitelj napona (atenuator) ili mali kondenzator (jedinice pikofarada) spojene u seriju. Ako je potrebno izmjeriti frekvenciju predajnika - obično je dovoljan kratak komad žice kao antena spojena na konektor za brojač frekvencija i smještena na maloj udaljenosti od antene predajnika, ili možete koristiti odgovarajuću "gumicu" antenu sa prijenosnih radija povezanih na SMA konektor.

"Input B" - (tip konektora SMA-FEMALE) Dizajniran za mjerenje relativno niskofrekventnih signala, od 1 Hz do 50 MHz. Donji prag osjetljivosti ovog ulaza je niži od praga "Input A" i iznosi 0,6 V., a gornji prag je ograničen zaštitnim diodama na 5 V.
Ako trebate mjeriti frekvenciju signala s amplitudom većom od 5 V., koristite vanjski razdjelnik napona (atenuator). Na ovom ulazu se koristi komparator velike brzine MAX999.
Ulazni signal se dovodi na neinvertujući ulaz komparatora i tu je spojen otpornik R42, koji povećava hardversku histerezu komparatora MAX999 na nivo od 0,6 V. Bias napon se dovodi od promjenljivog otpornika R35 do invertujući ulaz komparatora MAX999, koji postavlja nivo rada komparatora. Prilikom mjerenja frekvencije šumnih signala potrebno je rotirati dugme promjenljivog otpornika R35 kako bi se postigla stabilna očitanja frekvencijskog mjerača. Najveća osjetljivost frekventnog mjerača se ostvaruje u srednjem položaju ručke promjenljivog otpornika R35. Rotacija u smjeru suprotnom od kazaljke na satu - smanjuje se, au smjeru kazaljke na satu - povećava granični napon komparatora, omogućavajući vam da pomjerite prag komparatora na dio mjerenog signala bez šuma.

Koristeći dugme "Control", možete se prebacivati ​​između režima merenja frekvencije "Input B" i režima testiranja kvarcnog rezonatora.
U režimu testiranja kvarcnih rezonatora, na krajnje kontakte panela "Quartz Test" potrebno je priključiti testirani kvarcni rezonator, frekvencije od 1 MHz do 25 MHz. Srednji kontakt ovog panela može se ostaviti nepovezan, povezan je na "zajedničku" žicu uređaja.

Imajte na umu da se u režimu testiranja kvarcnog rezonatora, u odsustvu testiranog kristala na panelu, uočava konstantna oscilacija na relativnoj visoka frekvencija(od 35 do 50 MHz).
Takođe, treba napomenuti da kada se ispitivani kvarcni rezonator poveže, frekvencija generisanja će biti nešto viša od svoje tipične frekvencije (unutar nekoliko kiloherca). Ovo je određeno paralelnim načinom pobude kvarcnog rezonatora.
Način testiranja za kvarcne rezonatore može se uspješno koristiti za usklađivanje istih kvarcnih rezonatora za ljestvice višečipnih kristalnih filtera. U ovom slučaju, glavni kriterij za odabir kvarcnih rezonatora je najbliža moguća frekvencija generiranja odabranog kvarca.

Konektori koji se koriste u frekvencijskom mjeraču FC1100-M3:

Napajanje za frekventni brojač FC1100-M3:

Frekventni brojač FC1100-M3 je opremljen standardnim Mini-USB konektorom sa naponom napajanja +5,0 volti.
Povlačenje struje (ne više od 300mA) - Omogućava kompatibilnost sa većinom USB napona.
Set uključuje "Mini-USB" "USB A" kabl, koji vam omogućava napajanje frekventnomera sa bilo kog uređaja sa takvim konektorom (lični računar, laptop, USB-HUB, USB napajanje, mreža Punjač USB) i tako dalje.

Za autonomno napajanje frekventnog merača FC1100-M3 optimalno su prikladne široko rasprostranjene "Power Bank" baterije sa ugrađenim litijum-polimer baterijama, koje se obično koriste za napajanje opreme sa USB konektorima. U ovom slučaju, osim očigledne pogodnosti, kao bonus dobijate galvansku izolaciju od mreže i/ili napajanja, što je važno.

Nije dostupno

Prijaviti

po dolasku u skladište

Set komponenti za sastavljanje frekventnog mjerača sa funkcijom testera kvarcnog rezonatora.

Jednostavan i jeftin, razvijen na bazi PIC mikrokontroler sa mogućnošću uzimanja u obzir pomeranja frekvencije superheterodinskih prijemnika sa petocifrenim LED indikatorom prilikom merenja, praktično i intuitivno.

Funkcije

• Rezolucija ekrana se automatski mijenja kako bi se osigurala maksimalna tačnost očitavanja sa 5-cifrenim zaslonom.
  Trajanje mjerenja (vrijeme gejta) se također automatski mijenja tokom kojeg se broje impulsi na ulazu.
• Ako se frekvencijski brojač koristi za mjerenja u kratkotalasnim prijemnicima ili predajnicima, možda ćete morati da dodate ili oduzmete vrijednost pomaka frekvencije od izmjerene frekvencije. Frekvencija ofseta je u mnogim slučajevima jednaka IF frekvenciji, pošto je frekvencijski brojač obično povezan sa generatorom promenljive frekvencije prijemnika.
• Da biste izmjerili frekvenciju stvaranja kvarca, jednostavno ga spojite na konektor pod nazivom "Test Quartz"

Dodatne informacije

Ključne karakteristike:

Opseg mjerenja frekvencije: 1 Hz - 50 MHz

Merenje kvarca za opštu upotrebu u frekvenciji generisanja u opsegu: 1 MHz - 50 MHz

Automatsko prebacivanje opsega

Programabilne postavke za dodanu i oduzetu vrijednost pomaka frekvencije za postavke i mjerenja u VHF prijemnicima i predajnicima.

Maksimalni ulazni napon 5 volti

Način uštede energije kada se napaja iz autonomnog izvora struje

Moguće je koristiti 5V sa USB interfejsa

Minimalni broj komponenti, jednostavno sastavljanje i podešavanje

Pitanja i odgovori

• Poštovani, mogu li naručiti ovaj proizvod u količini od 1 komada?
  • Da, naravno da možete!
• Zdravo. Koliki je raspon napona mjerene frekvencije na ulazu u frekventnom modu?
  • TTL logički nivo, do 5 volti
• Zdravo. Koliki je maksimalni ulazni napon za ovaj frekventni brojač?
  • 5 volti
• Pozdrav, kada će ovaj konstruktor biti u prodaji, posebno u prodavnici Chip and Dip?
  • Dobar dan! Roba je sada u fazi prijema u magacinu gotove robe, mislim da će u roku od nedelju dana biti dostupna za naručivanje preko naše internet prodavnice. Što se tiče Chipa i Deep-a - ovo pitanje treba postaviti direktno njima.
• Dobar dan! Reci mi šta je bilo. Brojač frekvencije stalno prikazuje isti broj. 65.370
  • Ovo je prvi put da čujemo za ovakav problem. kada je pravilno montiran, uređaj počinje s radom odmah i ne zahtijeva konfiguraciju. Pogledajte instalaciju i ispravnu instalaciju svih komponenti. Vrijednost fiksnih otpornika mora se provjeriti multimetrom prije ugradnje.