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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 FC250 주파수 카운터용 프리앰프 셰이퍼. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전
FC250 키트[1]로 만든 주파수 측정기는 좋은 성능을 보였습니다. 그러나 이 기사의 저자는 장치 설명에서 약속된 최대 측정 가능 주파수인 250MHz를 얻으려고 했기 때문에 이에 필요한 PAF(전치 증폭기 형성기) 회로를 찾아야 했습니다. 그러나 인터넷에서 찾은 PuF 회로는 FC250에 적합하지 않거나 너무 복잡했습니다. 이 기사에서는 저자가 개발한 PUF의 두 가지 버전과 FC250 주파수 측정기용 원격 프로브에 대한 설명을 제공합니다. 설명된 PUF는 999개의 TTL 레벨 신호 출력이 있는 SOT-600-2 패키지의 CMOS 비교기 MAX23EiKili ADCMP5BRJZ-R604와 LVDS 표준의 2개의 역위상 출력이 있는 SOT-323-6 패키지의 ADCMP2BKSZ-R250를 사용합니다[50]. 이러한 PUF를 사용하면 FC110 세트를 기반으로 하는 주파수 측정기는 최소 진폭 250...0,25V로 0,65Hz ~ XNUMX...XNUMXMHz의 신호 주파수를 측정할 수 있습니다. 비교기 입력의 추가 증폭기는 다음과 같습니다. 버림받다. 그들은 자기 흥분으로 이어졌고, 민감도를 더욱 감소시키는 전투 조치를 취했습니다. FC250 주파수 측정기로 작업할 때 공통 와이어와 전원 회로를 따라 전파되는 강한 임펄스 노이즈를 생성하는 것으로 나타났습니다. 측정 대상에 대한 이러한 간섭의 영향을 제거하기 위해 PUF 및 원격 프로브의 입력은 차동 회로에 따라 이루어집니다. 그림에서. 그림 1은 ADCMP50BRJZ-R140 비교기[600]를 사용하여 2Hz ~ 3MHz의 주파수를 측정하거나 MAX170EUK 비교기[999]를 사용하여 최대 4MHz의 주파수를 측정할 수 있는 가장 간단한 PUF 버전의 다이어그램을 보여줍니다. 70MHz 미만의 주파수에서 측정된 신호의 진폭은 한계 주파수에서 최소 0,3V, 최소 0,65V여야 합니다.
입력 프로브에서 회로 R2C1 및 R3C2를 통해 측정된 신호는 비교기 DA1의 입력에 공급됩니다. 다이오드 VD1 및 VD2는 과전압으로부터 이러한 입력을 보호하는 것이 아니라(위에서 언급한 두 유형의 비교기에는 내부 보호 다이오드가 있음) 이득이 높은 비교기의 자체 여자 가능성을 줄입니다. 비교기에 대한 +5V 공급 전압은 주파수 측정기에서 나옵니다. 비교기(핀 4)의 반전 입력은 저항 R4를 통해 +5V의 전압 소스에 연결되고 측정된 신호가 없는 경우 비교기(핀 1)의 출력은 핀 2에 연결되어야 합니다. DD2 주파수 측정기 칩의 전압은 낮은 논리 레벨을 갖습니다. 이러한 방식으로 활성화되면 MAX999 및 ADCMP600 비교기의 동작 지점이 자동으로 설정되고 스위칭 특성에 히스테리시스 루프가 발생합니다. 다이오드 VD1, VD2 및 저항 R1을 사용하면 이 루프의 폭을 자기 여기가 발생하지 않는 값으로 줄일 수 있으며 감도는 충분히 높습니다. 이 버전의 PUF는 최저 50Hz의 저주파에서도 잘 작동합니다. 고려된 PUF를 위해 두 가지 버전의 인쇄 회로 기판이 개발되었습니다. 두 제품 모두 호일을 절단하고 기계적으로 여분의 부분을 제거하여 1~1,5mm 두께의 양면에 호일을 붙인 유리섬유 적층판으로 만들어졌습니다. 보드 중 하나(그림 2a)는 0,0-2W 전력의 출력 다이오드와 저항기를 설치하도록 설계되었습니다. 커패시터는 표면 실장형 또는 디스크형일 수 있습니다. 이 보드의 요소 배열은 그림 3에 나와 있습니다. 2. 그림에 표시된 작은 보드. 1b는 4148N4W 다이오드를 포함한 표면 실장 요소용으로 설계되었습니다. 요소의 위치는 그림 XNUMX에 나와 있습니다. XNUMX.
보드의 반대편에 있는 인쇄 회로 도체를 연결하는 비아는 두 경우 모두 채워져 있는 것으로 표시됩니다. 저항 R1 및 R2는 0,125W를 출력합니다. 하나의 리드를 보드의 해당 구멍에 삽입하고 호일에 납땜합니다. 프로브가 있는 15cm 길이의 유연한 절연 전선 섹션이 저항기의 자유 단자에 납땜됩니다. PUF를 주파수 측정기에 연결하기 위해 보드의 구멍에 납땜된 단단한 와이어 세그먼트는 동시에 PUF 보드를 주파수 측정기 보드에 부착하기 위한 랙 역할을 합니다. 그림에서. 그림 5는 직렬로 연결된 604개의 비교기에 조립된 외부 프로브가 있는 PUF의 다이어그램을 보여줍니다. ADCMP2BKSZ-R5 비교기는 프로브와 PUF 자체의 입력에 사용됩니다[2]. 비교기 DA3의 출력이 비교기 DA3의 입력에 직접 연결되면 비교기 DA2은 제한 상태의 정적 모드에 있으므로 자체 여기를 방지합니다. DAXNUMX 비교기 입력의 "구동" 전압을 높이면 스위칭 속도가 증가하여 PUF의 최대 작동 주파수가 결정됩니다. 비교기 DAXNUMX의 반전 입력에서의 바이어스 전압과 스위칭 특성의 히스테리시스 루프 폭은 이전 PUF와 동일한 방식으로 설정됩니다.
원격 프로브를 PUF의 두 번째 버전(50cm 길이의 유연한 절연 전선의 차폐되지 않은 번들 사용)에 연결한 후 FC250에서 측정한 제한 주파수가 250MHz를 초과했습니다. 이는 그림 6의 사진으로 설명됩니다. 604. ADCMP2BKSZ-R7021 마이크로 회로는 자체 여기되는 경향이 없으므로 입력 커패시턴스를 줄이기 위해 프로브 입력에 백투백 다이오드가 없습니다. 프로브의 높은 입력 임피던스와 낮은 입력 커패시턴스 덕분에 TDAXNUMXT 및 그 유사품과 같은 마이크로 회로의 국부 발진기 주파수를 측정할 수 있었습니다.
이 PUF와 그 프로브는 이전과 동일한 재료와 동일한 방법을 사용하여 인쇄 회로 기판에 조립됩니다. 메인 PUF 보드의 인쇄 도체 도면이 그림 7에 나와 있습니다. 그림 8에 요소의 배열이 그림 9에 나와 있습니다. 10. 원격 프로브의 인쇄 회로 기판은 그림 1에 나와 있습니다. 2. 부품의 위치는 그림 XNUMX과 같습니다. XNUMX. 커패시터 CXNUMX 및 CXNUMX는 세라믹 디스크 커패시터입니다. 그들은 보드의 다른 측면에 있습니다.
프로브 보드의 특별한 특징은 긴 가장자리를 따라 두 줄의 비아가 있다는 것입니다. 그들은 얇은 주석 도금 와이어로 "스티칭"된 다음 양쪽 보드의 전체 길이를 따라 호일에 납땜됩니다. 이를 통해 성능에 영향을 주지 않고 프로브를 손으로 잡을 수 있습니다. 프로브의 측정 프로브 길이는 4~1cm입니다. 연결 하니스의 와이어 4-XNUMX는 보드의 다른 측면에 있는 해당 접촉 패드에 납땜됩니다. 설명된 PUF를 사용하여 주파수 측정기를 테스트할 때 그림 11에 표시된 회로에 따라 조립된 생성기가 신호 소스로 사용되었습니다. 1. LXNUMX 코일은 교체 가능합니다. 발전기의 필요한 튜닝 범위에 따라 회전 수가 선택되는 프레임이 없습니다.
얻은 결과에도 불구하고 250~180MHz 이상의 주파수에서 FC190 키트로 조립된 주파수 측정기를 정상적으로 작동하는 것은 여전히 불가능합니다. 여기에 사용된 K1554 시리즈 미세 회로(74AC와 유사)의 최대 작동 주파수는 130MHz를 초과하지 않습니다. 더 높은 주파수에서는 빠르게 과열되고, 몇 분 후에 주파수 측정기 판독값이 2~5MHz 감소합니다. 이 주파수에서 주파수계 판독 값의 부정확성과 불안정성은 한계를 초과하는 주파수를 따르는 모든 펄스가 K1554LA3 (74AC00) 마이크로 회로 및 K1554TM2 (74AC74) D 트리거의 입력에 도달하는 것은 아니라는 사실로 설명됩니다. , 허용할 수 없는 주파수로 강제 전환하면 출력에 올바르게 도달합니다. 이러한 이유로 250MHz(ADCMP110 비교기의 그림 1 구성표에 따른 PUF 사용), 600MHz(ADCMP120 비교기의 동일한 PUF 사용)를 초과하는 주파수를 측정하도록 설정된 FC999 기반 주파수 측정기를 사용하지 않는 것이 좋습니다. MAX180 비교기) 및 5MHz(원격 프로브가 있는 그림 XNUMX 구성표에 따른 PUF 사용). 설명된 PUF를 사용하려면 이 주파수 측정기를 수정해야 합니다. 보드에는 트랜지스터 VT1과 관련된 모든 부품, 커패시터 C3 및 C5를 설치하거나 이미 설치된 것을 제거하지 않습니다. 공칭 값이 5kOhm인 가변 저항은 커패시터 C3 출력용 홀과 저항 R4 또는 R2에 연결된 커패시터 C5 출력용 홀 모두에 장착됩니다(그림 100.150 참조). 주파수 측정기가 켜진 상태에서 손으로 PUF 입력을 건드리지 않고 이 가변 저항기의 저항은 PUF가 자려를 멈출 때까지 점차적으로 감소합니다. 그런 다음 가변 저항기의 납땜을 풀고 저항을 측정한 후 가장 가까운 높은 값의 고정 저항기를 그 자리에 납땜합니다. 마찬가지로 저항 R5는 이미 설정된 PUF 메인 보드에 연결된 원격 프로브에서 선택됩니다. 문학
저자: A. 판신
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