주파수 측정기의 입력 증폭기 셰이퍼. 계획, 설명

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입력 증폭기 이전 주파수 측정기. 무선전자공학 및 전기공학 백과사전

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마이크로컨트롤러가 널리 사용되면서 이를 기반으로 주파수 측정기를 만들 수 있습니다. 그러나 일반적으로 이러한 설계는 논리 수준으로 신호를 처리하도록 설계되었기 때문에 심각한 단점이 있습니다. 설명된 장치에 의해 기능이 확장됩니다.

주파수 및 시간 간격의 지속 시간을 측정할 수 있는 범용 주파수 측정기로 작업할 때의 편리함은 구성에 입력 성형 증폭기의 존재와 이 증폭기의 품질 및 기능에 크게 좌우됩니다. 주파수 측정기와 시간 간격 측정기에 사용되는 이 노드에 대한 요구 사항은 다르며 일부 매개변수의 경우 완전히 모순됩니다.

주파수 측정기로 처리하기에 가장 편리한 직사각형 펄스는 상승 및 하강 시간이 유한합니다. 시간 간격 측정기의 경우 입력 증폭기에 의한 추가 시간 지연 도입은 허용되지 않습니다. 반대로 주어진 비교 임계값 수준에서 펄스의 가장 가파른 에지와 감쇠를 형성해야 합니다. 이 요구 사항은 직사각형이 아닌 신호에 특히 중요합니다. 주파수 카운터의 경우 히스테리시스가 있는 증폭기 셰이퍼가 더 적합합니다.

실제 신호에는 스파이크가 있으며 노이즈는 제외되지 않습니다. 저주파 주파수 카운터에는 기존 필터를 사용하는 것이 좋습니다. 고주파수 및 시간 간격 측정기의 경우 다음 작업을 수행할 수 있는 간단하고 실질적으로 재현 가능한 증폭기 성형기 회로가 제안됩니다.

0,3 ~ 20V의 전압으로 양극 및 음극 입력 신호를 처리합니다.
부드럽게 0,3 이내의 입력 신호 비교 임계값 레벨을 조정합니다. ..7,5V;
0 ~ 2,5MHz의 입력 펄스 주파수에서 안정적으로 작동하여 거의 5MHz의 주파수 값까지 작동성을 유지합니다.
0,3µs보다 긴 펄스의 지속 시간을 측정합니다(측정 한계를 변경하기 전에 비교 임계값을 선택할 때 이 임계값을 0,1µs로 줄일 수 있음).

계획은 그림에 나와 있습니다. 1. 증폭기는 D1 마이크로 회로의 논리 요소에 조립된 전자 스위치 셰이퍼와 병렬로 연결된 두 개의 채널로 구성되며 구성이 동일하며 각 채널은 1채널 고속 연산 증폭기 A2의 전압 비교기입니다. , A1. 이 방식에 따른 상위 채널은 양극성의 입력 신호를 처리하기 위한 것이고 하위 채널은 음극성의 입력 신호를 처리하기 위한 것입니다. 제한 저항 R1 및 커패시터 C3을 통한 입력 신호는 연산 증폭기 A1의 입력 2에 공급됩니다. 입력 전압이 OU A1의 입력 6에서의 전압에 의해 결정되는 비교 임계값을 초과하는 순간에 OU의 출력 XNUMX에서의 전압은 급격히 증가하고 비교 임계값 아래로 감소하면 급격히 감소합니다.

주파수 측정기의 입력 증폭기 셰이퍼. 입력 증폭기의 개략도
쌀. 1 입력 증폭기의 개략도

비교 임계값은 가변 저항 R10에 의해 설정됩니다. 비교 임계값의 하한은 다이오드 D3 양단의 전압 강하에 의해 결정되고 약 0,3V이고 상한은 전압 분배기 R9R10D3의 요소 매개변수에 의해 결정되며 각각 7,5V와 같습니다. 분배기 R3R4의 출력 전압은 다이오드 D1이 열리는 입력 신호 제한 임계값을 결정합니다. 저항 R1에서 과도한 전압 강하가 발생하여 uu가 입력에서 과부하되는 것을 방지합니다. OU A2에 조립된 장치의 두 번째 채널도 같은 방식으로 작동합니다. 연산 증폭기 A1 및 A2의 출력에서 음의 극성 신호의 통과를 배제한 다이오드 D5 및 D6을 통한 펄스는 전자 정류자 성형기에 공급됩니다. 이 노드는 스위치 SA1에서 오는 제어 신호에 따라 채널 "양" 또는 "음" 극성의 신호 통과를 허용합니다. 스위치 SA1, 사용자는 측정된 신호의 극성에 따라 증폭기 모드(채널 선택)를 수동으로 설정합니다. 다이오드 D6 및 D5의 음극을 연결하여 입력 신호 극성을 자동으로 선택하여 채널 전환을 거부할 수 있습니다. 그러나 사인파와 같은 양극성 신호로 작업할 때 주파수 미터는 주파수의 두 배를 표시합니다.

증폭기는 CMOS 칩에 조립된 주파수 카운터용으로 설계되었습니다.

TTL 초소형 회로가 있는 장치에서 사용할 때 예를 들어 K561PU4 초소형 회로에 조립된 레벨 변환기를 출력에 제공해야 합니다.

증폭기의 전원 공급 장치 전압은 최대 ±15V까지 증가할 수 있습니다. 이는 주파수 응답을 개선하고 허용 입력 전압의 한계를 확장합니다.

이 장치는 역 전압이 최소 521V인 KD503,1, KD3207 N30 시리즈의 모든 저전력 실리콘 다이오드를 사용할 수 있습니다. D9, D311, 1N3206, 1N3203 시리즈의 저전력 게르마늄 다이오드. 연산 증폭기 KR544UD2B는 보드 설치를 변경하지 않고 K544UD2로 교체할 수 있습니다. OU 유형 K574UD1을 사용할 수 있습니다. K561LA7 칩을 K561LE5로 교체하면 SA1 스위치 기능이 반대로 바뀝니다. K176LA7 또는 K176LE5 초소형 회로를 사용하면 주파수 특성이 약간 악화됩니다. 증폭기를 설정할 때 회로에 따라 저항 R7,3, R7,5, R10, R12의 상단 단자에서 4 ... 6 V 이내의 전압을 설정해야 합니다. 필요한 경우 저항 R9, R3, R11, R5를 선택합니다.

저자: Vladimir Yepinin, vepin@i1.ru; 출판: radioradar.net

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