Устройство для проверки кварцевых резонаторов
Предлагаемая радиолюбителям для повторения конструкция предназначена для проверки кварцевых и пьезокерамических резонаторов, а также как управляемый генератор частот до 80 МГц.
На интегральной микросхеме DD1 типа КР531ГГ1 построен задающий генератор. Эта микросхема представляет собой два управляемых генератора, частота работы которых задается подключенными к ее выводам С1, С2 кварцевыми, пьезокерамическими резонаторами или конденсаторами. В этом устройстве используется только один генератор этой микросхемы. Подключенный к выводам С1, С2 резистор R1 облегчает запуск генератора с резонаторами с рабочей частотой менее 4 МГц. Все проверяемые резонаторы будут возбуждаться на частоте основного резонанса – первой гармонике. Это следует учитывать при проверке резонаторов, предназначенных для работы в радиоприемных и радиопередающих устройствах. Например, гармониковые кварцы на частоту 27 МГц (третья гармоника) будут возбуждаться на частоте 9 МГц.
На микросхеме DD2 собран делитель частоты на 2 и 4. Сигнал высокой частоты с выхода F DD1.1 через резистор R1 поступает на вход С D-триггера DD2.1, включенным делителем частоты на 2, с выхода этого триггера сигнал с частотой вдвое меньшей частоты задающего генератора поступает на второй D-триггер DD2.1, включенным аналогичным образом. В итоге, на выходе делителя частоты получается сигнал с частотой в 4 раза меньшей частоты задающего генератора. Светодиод HL2 сигнализирует своим свечением то, что проверяемый резонатор возбуждается. Микросхема DD3 используется в качестве буферных элементов, что устраняет влияние подключенной нагрузки на стабильность работы DD1, DD2. К прибору для контроля частоты можно подключить частотомер, способный измерять сигналы с частотой не менее 80 МГц. На частотомер можно подавать сигнал как с частотой работы задающего генератора DD1, так и с частотой вдвое или вчетверо меньшей, что может быть полезным при использовании выносного щупа частотомера и соединительного кабеля с недостаточной полосой пропускания.
Все примененные интегральные цифровые микросхемы получают питание от источника стабильного напряжения, построенного на стабилизаторе DA1. При возбуждении генератора на частоте 48 МГц устройство потребляет от источника питания ток около 90 мА. Светодиод HL1 сигнализирует о наличии напряжения питания. Диод VD1 защищает устройство от подачи напряжения питания обратной полярности.
В авторском варианте монтаж элементов выполнен навесным способом тонким монтажным проводом, при этом весь слой фольги используется как общий провод. Следует заметить, что разводка цепей питания и сигнальных цепей требует аккуратности и понимания, поскольку микросхемы серий КР531, 74F весьма высокочастотны и при неудачном монтаже могут генерировать помехи с широким спектром частот.
Детали. Вместо микросхемы КР531ГГ1 можно применить КР1531ГГ1, К531ГГ1П. Возможно, существует импортный аналог из серии 74F124N. Импортную микросхему MC74F74N можно заменить любой из серии 74F74N или отечественной КР531ТМ2.
Немного изменив принципиальную схему, можно на месте этой микросхемы установить делитель на 10, например, собранный на микросхеме КР531ИЕ9, 74F160N с любым префиксом. Можно использовать и другие ТТЛ или КМОП делители частоты, способные работать на частоте не менее 80 МГц при напряжении питания +5 В. Микросхему MC74F00N можно заменить любой из серии 74F00N или отечественной КР531ЛАЗ, КР1531ЛАЗ. При применении отечественных микросхем потребляемый устройством ток может немного возрасти. Если не удастся приобрести такие микросхемы, то можно временно вместо DD2 и DD3 установить соответствующие микросхемы серии КР1533, при этом рабочий диапазон частот устройства снизится до 50…70 МГц. Вместо интегрального стабилизатора на фиксированное выходное напряжение +5 В типа L7805ACV можно установить любой из серии 7805 в корпусе ТО-220 или отечественную ИМС КР142ЕН5А, КР142ЕН5В. При использовании некоторых стабилизаторов нижняя граница минимального напряжения питания может увеличиться с 7 В до 8 В.
Микросхему стабилизатора напряжения устанавливают на небольшой теплоотвод. Диод 1N4001 можно заменить любым из серий 1 N4001-1 N4007, КД243, КД226. Вместо диодов 1N4148 подойдут диоды серий КД503, КД409, 2Д419. Светодиоды подойдут любого типа общего применения.
Оксидные конденсаторы К50-35, К53-19, К53-30 или импортные аналоги. Неполярные конденсаторы – керамические К10-17 или аналогичные импортные. Резисторы любого типа малогабаритные, например С1-4, С2-23, МЛТ. Для проверки резонаторов с разным диаметром выводов установлены две различные панельки. Длина проводников от выводов С1, С2 DD1 должна быть как можно короче. Если вместо резонатора ZQ1 к панелькам подключить малогабаритный переменный конденсатор емкостью 20…540 пФ, то частоту работы генератора можно изменять от 12 МГц до 760 кГц. Устройство можно усовершенствовать, если на место ZQ1 будет подключен частотозадающий конденсатор, вход Е DD1.2 соединяется с общим проводом, выход F DD1.2 соединяется с входом Uд или Uc DD1.1, к выводам 12 и 13 DD1 подключают конденсатор емкостью 0,22 мкФ.
После всего этого генератор DD1.2 будет работать на частоте 2 кГц, а на выходе F DD1.1, вывод 7, будет частотно модулированный сигнал. Кроме того, на входы Uд, Uc можно одновременно подавать противофазные модулирующие сигналы, например, с выхода F DD1.1 и выхода инвертора DD3.1. Для уменьшения девиации частоты модулирующие сигналы можно подавать через подстроечные резисторы сопротивлением по 220…470 Ом. В качестве резонаторов можно использовать не только кварцевые или пьезокерамические резонаторы, но и пьезокерамические фильтры, например генератор, очень хорошо возбуждается с фильтрами на 10,7 МГц от УКВ радиоприемников. Устройство можно использовать не только для проверки резонаторов, но и как калибратор, микропередатчик, генератор звуковых эффектов, измеритель емкости конденсаторов. Область применения микросхемы КР531ГГ1 не ограничивается только рассказанными в этой статье вариантами, а дешевизна и доступность этой микросхемы позволяет провести с ней множество экспериментов, что способствует разнообразию радиолюбительских будней и расширению интересов.
Радiоаматор №1, 2009г.
Список радиоэлементов
| Обозначение | Тип | Номинал | Количество | Примечание | Магазин | Мой блокнот |
|---|---|---|---|---|---|---|
| DA1 | Линейный регулятор | L7805AB | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| DD1 | Микросхема | КР531ГГ1 | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| DD2 | Микросхема | MC74F74N | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| DD3 | Микросхема | MC74F00N | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| VD1 | Выпрямительный диод | 1N4001 | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| VD2, VD3 | Выпрямительный диод | 1N4148 | 2 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| HL1 | Светодиод | RL34-SR114S | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| HL2 | Светодиод | RL34-YG414S | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| С1 | Электролитический конденсатор | 220 мкФ 16 В | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| С2 | Электролитический конденсатор | 36 мкФ 10 В | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| С3-С8, С10-С12 | Конденсатор | 0. 1 мкФ | 9 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| С9 | Электролитический конденсатор | 2.2 мкФ 6.3 В | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| R1 | Резистор | 3.3 кОм | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| R2 | Резистор | 47 Ом | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| R3, R4, R6 | Резистор | 1 кОм | 3 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| R5 | Резистор | 150 Ом | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| ZQ1 | Проверяемый кварцевый резонатор | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | ||
| Разъём для кварцевого резонатора | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |||
| Джампер | 3 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |||
| Блок питания | 7-14 В | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | ||
| Добавить все | ||||||
Скачать список элементов (PDF)
| О САЙТЕ | | НОВОСТИ САЙТА | ПРОЕКТЫ |ССЫЛКИ | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
ОСНОВНЫЕ
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
gif”>
gif” bgcolor=”#FFFFFF”>
.. 22
МГц. Подключение конденсатора
С4 (показан штриховой линией)
позволяет расширить диапазон
генерируемых частот и сделать
его равным 50 кГц… 40 МГц.
Частотный счетчик и кристаллические тестеры: 1 Гц – 50 МГц
Денис Мейер 02 января 2019
по Денис Мейер на Тест и измерение
Не всегда.
распаковки и сборки это приятно и легко. Никакой сложной SMD пайки. Все показано в ритме электронщика, который получает удовольствие от старых добрых сквозных компонентов. Этот комплект представляет собой портативное тестовое оборудование двойного назначения, доступный частотомер (1 Гц до 50 МГц) и тестер кварца. Он имеет пять стандартных 7-сегментных дисплеев. Посмотрите на диапазон измерения: от 1 Гц до 50 МГц. Тем более за эту цену!
Не всегда так, но вот видео распаковки и сборки, это красиво и просто. Никакой кропотливой пайки SMD, (почти) никакого бешеного ускорения видео, никакого истеричного монтажа. Все показано в легком ритме электронщика, который получает удовольствие от старых добрых сквозных компонентов. Он наслаждается каждым моментом и мечтает о моменте экстаза, когда он впервые подает питание на цепь и видит, добился ли он успеха.
Этот комплект представляет собой недорогое испытательное оборудование двойного назначения: частотомер 9Тестер кристаллов 0020 и .
Он имеет пять стандартных 7-сегментных светодиодных дисплеев. Его диапазон измерения составляет от 1 Гц до 50 МГц. И все за эту цену!
Скромные, но убедительные характеристики
Максимальная амплитуда сигнала, которую можно измерить, составляет 30 В. Переключение диапазона измерения происходит автоматически. Микроконтроллер PIC 16F628, очевидно, поставляется предварительно запрограммированным.
Если вы используете батареи и перевели устройство в режим экономии заряда батареи, оно выключится через 15 секунд бездействия. Вы также можете использовать внешнее питание через стандартный USB-кабель.
Этот тестер также даст резонансную частоту для большинства современных кристаллов
Чтобы набор еще и радовал глаз, он снабжен элегантной прозрачной коробкой. Все это легко собирается.
Частота смещения
Если счетчик частоты должен использоваться в коротковолновом приемнике или приемопередатчике, можно заставить его добавлять или вычитать сдвиг из измеренной частоты.
(Такое смещение часто соответствует промежуточной частоте).
Логический уровень на RA5 (вывод 4) PIC 16F628 вызывает его переход из режима основного счетчика частоты в режим компенсации смещения. В инструкции объясняется, как это сделать.
Вот краткий обзор меню функций программирования:
- Добавить : Измеренная частота используется в качестве значения смещения, добавляемого к последующим измерениям.
- Sub : Измеренная частота используется как значение смещения, вычитаемое из последующих измерений.
- Ноль : Сброс значения смещения до нуля ; сохраненное ранее значение стирается.
- Таблица : Выберите смещение из одного из следующих сохраненных значений:
455,0 (кГц), 4,1943 (МГц), 4,4336 (МГц), 10,700 (МГц).
- PSave / NoPSV : активировать или деактивировать автоматический спящий режим ( энергосбережение вкл/выкл )
- Выход : Выход из режима программирования, отказ от изменений.
Если вас интересует функция тестирования кристаллов, ниже вы найдете второе видео, в котором сравниваются результаты этого тестера примерно за 16 фунтов стерлингов / 22 доллара США / 18 евро с результатами старинного эталонного частотомера Systron Donner 6152 (с трубками Nixie).
Читать статью полностью
Скрыть статью полностью
Поставить оценку этой статье
★ ★ ★ ★ ★
★ ★ ★ ★ ★
Имя *
Фамилия *
Псевдоним
Электронная почта *
Пароль *
Подтвердить пароль *
Crystal Tester
— обзор и корпус, напечатанный на 3D-принтере
Здесь представляет собой обзор простого комплекта, который легко собрать и который хорошо работает.
я
также предоставьте подробную информацию о 3D-печатной коробке, которая обеспечивает аккуратную отделку
к проекту. Введение
В В прошлом всякий раз, когда мне нужно было проверить кристалл, я часто быстро построил однотранзисторный генератор и измерил результат с счетчик частоты. После того, как тест был сделан, части исчезли обратно в коробку с деталями до следующего раза. Тогда мне придется построить еще один.
Несколько месяцев назад я наткнулся в сети на видеообзор широко доступного кварцевый тестер/частотомер комплект. Это было не дорого, около 6 долларов США. включая почтовые расходы. По этой цене это выглядело как хорошее решение для моего обычный временный подход «построить, когда вам это нужно». Итак, я заказал один.
Комплект прибыл быстро от одного из моих постоянных китайских продавцов. я
почти сразу узнал схему – это была слегка измененная
версия частотомера, разработанная DL4YHF. Вы можете найти некоторые
подробно изложите раздел частотомера на своем веб-сайте.
я
нигде не нашел ни упоминания, ни описания о кристалле
тестер входит в комплект, поэтому я решил отметить некоторые детали здесь.
Строительный комплект
Мой Общее впечатление от комплекта очень положительное. я проверил запчасти во-первых, и ничего не пропало. Все компоненты были в порядке качественные детали. Печатная плата хорошо сделана, четко размечена, а детали хорошо разнесены по плате. комплект не заставил себя долго ждать. Его очень легко построить, хотя Я бы не рекомендовал его для абсолютного новичка. Я не торопился, несколько (необходимых) перерывов на кофе. На сборку ушло всего пару часов.
До вставив микроконтроллер PIC, я ненадолго включил его от своего стендовый переменный источник питания, чтобы проверить, что напряжения питания на доска была правильной. Сделав это, я вставил PIC и включил устройство.
Начальное тестирование
I
протестировал плату с таким количеством кристаллов, какое смог найти.
Те тесты
подтвердил, что тестер точно работал со всеми видами кристаллов
в диапазоне от 1 до 50 МГц. Некоторые высокочастотные «обертоновые» кристаллы
колебались на своей основной частоте, как и ожидалось. Например,
Кварц 27 МГц колебался на частоте 9МГц. Это вполне нормально – Дизайн для
кварцевый генератор обертона сильно отличается от используемой схемы
в широкодиапазонном кварцевом тестовом генераторе в кварцевом тестере.
Несколько Кварцевые кристаллы 32,768 кГц и 38 кГц и керамические резонаторы не работа с тестером, и это было, как я ожидал. Так же, как кристаллы обертонов, эти низкочастотные кристаллы и керамические резонаторы для правильной работы требуются совершенно разные конструкции осцилляторов. (Я может создать небольшой дополнительный модуль с несколькими различными типами тестовые генераторы для обеспечения этих функций в будущем)
Рис. 1: Тестируемый резонатор 20 МГц
самым важным результатом моего тестирования тестера/счетчика было то, что
все мои стандартные кристаллы работали в тестере без проблем
совсем.
Приступил к проверке частотомера. Это было в состоянии легко посчитать один из моих генераторов сигналов вплоть до 50 МГц. Я не измерял его чувствительность. Счетная часть тестера не имеет предусилителя/буферного каскада, поэтому считать относительно большие сигналы, скажем, около 1-3Vpp. Другие страницы здесь, на моем веб-сайте, показаны детали некоторых простых счетчиков предусилителей это может быть добавлено, если вы хотите добавить предусилитель к этому счетчику. Один пример здесь.
Я тоже протестировал его с несколькими источниками питания, включая стандартную батарею 9 В, 6-вольтовый сетевой блок питания и крошечный сотовый телефон USB-типа 5 В. зарядное устройство. Все они включали проверку кристаллов без каких-либо проблем. Светодиодный дисплей был немного менее ярким при использовании питания 5 В USB, но его все еще можно было использовать.
Для калибровки частоты
счетчик, вставил в тестер заведомо исправный кристалл и измерил
выход генератора кварцевого тестера с одной из моих частот
счетчики.
Конденсатор встроенного подстроечного резистора был затем отрегулирован очень
слегка, чтобы установить его точно на той же частоте, что и мой счетчик.
Есть некоторые другие специальные функции доступны через кнопку «Программировать» включая автоматическое программирование смещения, но я не тестировал эти функции. Более подробная информация содержится в инструкциях к набору и на Сайт DL4YHF.
Схема тестера кристаллов
К сожалению, в комплекте нет точной схемы или даже схемы показывая все разделы устройства и то, как они соединяются между собой. Детали в комплекте взяты прямо с одного из чертежей на веб-сайте DL4YHF, и они обрисовывают в общих чертах только небольшой раздел частотомер часть тестера. Откровенно говоря, даже эти детали не понятно. Не было подробностей о кварцевом генераторе, мощности цепь регулирования питания или внешние соединения.
Столкнувшись с этим, я сразу же потратил час на составление полной схемы.
Он показан ниже:
Рис.
1: Схема устройства для проверки кристаллов. Здесь показан счетчик, тест
осциллятор и источник питания (щелкните правой кнопкой мыши на этом рисунке, чтобы увидеть
полномасштабная версия)
Описание схемы
Схема показывает довольно типичную схему частотомера на основе PIC.
Он использует один из входов счетчика/таймера для подсчета кристалла.
генератор или внешний сигнал, который можно подключить к
вход счетчика через J3. Затем измеренная частота отображается на
пять мультиплексированных семисегментных светодиодов.
Кристалл
генератор представляет собой стандартный генератор Колпитца. Q1 обеспечивает усиление, а
обратная связь генератора осуществляется через C3 и C4. Выход генератора берется
от эмиттера Q1 через C5, который затем идет на ПОС
микроконтроллер. Это же соединение используется совместно с внешним
частотный вход. Это означает, что кварцевый генератор будет нагружать любой
внешняя цепь, которая подключена к внешнему входу (J2), поэтому некоторые
в некоторых случаях может потребоваться осторожность.
Внешнее питание питание подключено к J3. Регулируется низким падением напряжения Регулятор HT7550-1 (IC2). Это хороший выбор, так как низкое напряжение падение означает, что программа проверки будет работать с внешним источником питания 5 В, например зарядное устройство USB, которое я пробовал.
Есть одна потенциальная проблема раскрывается по схеме. Транзистор кварцевого генератора получает питание непосредственно от внешнего источника питания. Если тестер кристаллов питается, скажем, от батареи 9 В, затем выход генератора, который подключен непосредственно к PIC, превысит максимальные пределы ПОС. Я измерил это, чтобы проверить. С батареей 9 В входной сигнал включен. контакт 3 PIC представлял собой синусоиду с размахом 8 В!
Пока
это почти наверняка приведет к повреждению большинства микроконтроллеров,
дизайнер, похоже, использовал здесь «особенность» чипа PIC.
Этот конкретный входной контакт (RA4) отмечен в абсолютном максимальном рейтинге.
раздел таблицы данных с максимальным пределом 14 В.
(Спасибо Тони AD0VC за указание на это) 16F628
спецификации отмечают, что контакты не должны подвергаться воздействию этих
значения для длительных периодов. Позже, в основных характеристиках ДК
таблицы спецификаций, максимальный предел 5,5 В указан для
та же булавка без каких-либо дополнительных деталей.
Есть подача этого высокого выходного напряжения генератора на этот вывод – плохая конструкция выбор? Это, безусловно, простое решение дизайнерской проблемы. Модификации, направленные на решение этой проблемы, нелегко идентифицировать. 1н конденсатор (C5) может быть уменьшен в размер, или Q1 может быть подключен непосредственно к выходу 5V регулятор, или резистивный делитель можно добавить на вход ПОС чип. Однако все эти варианты приведут к сокращению производительность.
Лучшим решением было бы изменить дизайн
генератор, чтобы использовать, скажем, 74HC04 в качестве тестового генератора, с
74HC04 питается от регулируемой шины 5В. Запасные ворота могли быть тогда
использоваться для генераторов для тех других типов кристаллов, которые я упомянул
ранее, такие как кристаллы 32 и 38 кГц.
Другой вентиль 74HC04 может
использоваться для генератора с керамическим резонатором и дополнительного затвора (там
шесть в 74HC04 IC) может быть предназначен для использования в качестве счетчика
предусилитель для буферизации и подсчета внешних входов.
Ну, Я дал этой идее модификации около 30 секунд, прежде чем решил просто игнорировать проблему. Учитывая цену комплекта и обычно очень короткое время, когда осциллятор используется во время каждого теста, это разумный компромисс, особенно в свете ограничения абсолютных максимальных номиналов в 14 В. «Блаженство в неведении», как говорится.
На сегодняшний день мой
тестер кристаллов дал четыре года периодической службы без каких-либо
проблемы, поэтому я должен предположить, что китайский дизайнер полагался на это
Спецификация «максимальный предел» в порядке. Однако это не тот подход, который я
будет использовать или рекомендовать, я думаю.
Последние штрихи
I
искал на обычных веб-сайтах подходящую коробку, напечатанную на 3D-принтере, для
кристалл тестер, но я ничего не мог найти.
Это было легко исправить. Это
мне потребовалось всего пару часов, чтобы спроектировать и распечатать подходящий
корпус. Я использовал нить PLA, как обычно, напечатал слоями 0,2 мм и
20% заполнения. Синий PLA был на принтере, когда я пошел печатать коробку, так что
это то, что я использовал.
Рисунок
2: В моем напечатанном на 3D-принтере футляре есть место для 9V аккумулятор и крепление
слот для стандартного ползункового выключателя питания. Аккумулятор, разъем аккумулятора
и переключатель необходимо приобретать отдельно.
я
спроектировал корпус с местом для стандартной батареи 9В. Это делает
он полностью портативный. Аккумулятор подходит для такого инструмента.
где он может быть использован только в течение нескольких секунд, возможно, один раз или
два раза в неделю, максимум. Аккумулятор (и его защелкивающийся разъем) помещается в
немного больший правый конец корпуса. Тестер кристаллов
Печатная плата помещается внутри крышки и основания.
Саморезы М3 около 10мм
долго держать все вместе.
В общем, готовая коробка
имеет ширину 110 мм и глубину 60 мм. Левой стороне чуть меньше 18
мм в высоту, в то время как конец батареи имеет высоту 21 мм. На рисунке 2 вы можете увидеть добавленное отверстие.
на левом конце корпуса для ползункового переключателя, чтобы включить
включить и выключить.
Я также разработал простую переднюю панель для дело. Я распечатал на обычной бумаге на цветном лазерном принтере. и заклеил прозрачным самоклеящимся пластиком. Затем его приклеили печатный корпус.
Рис. 3. Передняя панель коробки, напечатанной на 3D-принтере. Кристаллы можно вставлять в разъем слева (синие стрелки)
серые заштрихованные прямоугольники на обложке панели следует удалить острым
нож, чтобы открыть дисплей и два разъема. Серый круг
должен быть вырезан, чтобы можно было нажимать встроенный кнопочный переключатель
когда эти функции необходимы.
