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계획. 디지털 멀티미터용 고주파 프로브 부착 장치입니다. 원격 주파수 측정기 프로브 요소 베이스 선택

액티브 프로브

자세한 내용은 VRL No. 95 12페이지 참조

입력 커패시턴스가 낮은 액티브 프로브입니다. I. Shiyanov.

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http://noradio. *****/pribory%20dly%20nastroyki%20KV-UKV%20apparatury. htm

http://*****/포럼/다운로드/파일. PHP? ID=16793

무선 수신 장치를 설정하려면 로컬 발진기를 확인하여 생성된 RF 전압 매개변수를 측정해야 하는 경우가 많습니다. 불행하게도 RF 오실로스코프나 밀리볼트계를 사용하여 이를 직접 수행하는 것은 어려울 수 있습니다. 마이크로발전기(헤테로다인)의 작동은 장치의 입력 커패시턴스와 입력 저항에 의해 크게 영향을 받습니다. 예를 들어, 용량이 30pF이고 저항이 1M인 널리 사용되는 S1-65 오실로스코프의 입력은 측정 결과를 왜곡할 뿐만 아니라 국부 발진기의 생성도 방해할 수 있습니다. 그리고 특성 임피던스가 50Ω인 동축 케이블이 있습니다. 물론 1pF 커패시터를 통해 입력을 연결할 수 있지만 이로 인해 측정 결과가 크게 왜곡될 수 있습니다(측정 장치의 입력에 도달하는 RF 전압 레벨은 100배 이상 과소평가될 수 있습니다). 입력 커패시턴스가 1pF 미만이고 입력 저항이 10MOhm 이상이고 출력 저항이 50Ω인 고주파 전계 효과 트랜지스터의 소스 팔로워인 액티브 프로브를 사용하는 것이 가장 좋습니다. 별도의 차폐 상자 형태로 만들어진 이러한 프로브는 측정 지점 가까이에 배치할 수 있으며 가장 짧은 도체로 연결하여 장치 커패시턴스 케이블의 특성 임피던스와 장치 입력의 영향을 완전히 제거할 수 있습니다. 측정 결과에 대한 저항 케이블. 또한 측정 장치 자체는 측정 지점에서 상당한 거리에 위치할 수 있습니다(매우 긴 연결 케이블을 사용할 수 있음).

BF998 전계 효과 트랜지스터의 액티브 프로브의 개략도가 그림에 나와 있습니다. 다이어그램에서 트랜지스터는 핀아웃이 명확하도록 하우징에 표시됩니다. 프로브의 입력 커패시턴스는 약 0.7pF이며 직렬로 연결된 3개의 커패시터 C1-C3으로 구성됩니다. 입력 임피던스는 10메가옴입니다. 측정된 RF 전압은 트랜지스터의 첫 번째 게이트에 적용됩니다. 이 게이트의 바이어스 전압은 공급 전압의 절반과 동일하며 저항 분배기 R2-R3에 의해 생성됩니다. 게이트 바이어스 전압은 저항이 10MΩ인 저항 R1을 통해 적용됩니다. BF998 트랜지스터의 입력 커패시턴스는 2.1pF이므로 측정 결과 얻은 전압에 3을 곱해야 합니다. 부하는 저항 R4이며 저항은 케이블의 특성 임피던스와 동일해야 합니다. 프로브는 100kHz ~ 1GHz의 주파수 범위에서 작동하며 전압 전달 계수 불균일성은 75dB 이하입니다. 1GHz 이상의 주파수에서는 오류가 크게 증가합니다. 전원은 "Dandy" 유형의 TV 게임 콘솔의 네트워크 어댑터입니다(출력 일정하고 불안정한 전압 8-11V). 전압은 통합 안정기 A1에 의해 5V에서 안정화됩니다. 다이오드 VD1은 소스의 잘못된 연결을 방지하는 역할을 합니다. 프로브는 8~20V 전압의 실험실 전원으로부터 전원을 공급받을 수도 있습니다. 구조적으로 프로브는 결함이 있는 LG TV의 전파 튜너의 차폐 하우징에 만들어지며 설치는 이 튜너의 분해된 보드를 사용하여 인쇄된 볼륨으로 이루어집니다. R1 및 커패시터 C1-C3에 전계 효과 트랜지스터의 첫 번째 게이트를 설치하는 것은 인쇄 회로 기판 및 차폐 하우징의 커패시턴스가 입력 회로에 미치는 영향을 제거하기 위해 "공중"에서 수행되어야 합니다. 입력 - 길이가 10cm 이하인 2개의 장착 와이어 C1에 연결된 와이어는 보드 절연체나 하우징 스크린과 접촉해서는 안 됩니다.

5V 전원 공급 장치의 경우 사용하는 것이 좋습니다. BF1005 또는BF1012 에스플라탄에서 사용 가능합니다.

라디오컨스트럭터 No. 12 2007

액티브 오실로스코프 프로브

라디오 잡지, 6호, 1999년.

http://www. *****/literature/radio/199906/p28_29.html

높은 입력 임피던스, 낮은 입력 커패시턴스 및 낮은 출력 임피던스를 갖춘 광대역 증폭기는 다양한 애플리케이션에 사용됩니다. 한 가지 응용 분야는 오실로스코프 및 기타 측정 장비의 입력 프로브입니다. 이 기사에서 볼 수 있듯이 최신 아날로그 장치 연산 증폭기를 사용하면 간단한 방법으로 이 문제를 해결할 수 있습니다.

오실로스코프는 전기 신호의 다양한 매개변수를 측정하고 전자 장치 설정 절차를 크게 단순화할 수 있는 가장 다재다능한 장비 중 하나입니다. 어떤 경우에는 단순히 대체할 수 없습니다. 그러나 많은 사람들은 오실로스코프를 구성 중인 장치에 연결할 때 해당 모드가 위반되는 상황을 잘 알고 있습니다. 그 이유는 주로 오실로스코프 입력의 커패시턴스와 저항, 그리고 연구 중인 회로에 도입된 연결 케이블 때문입니다.

무선 아마추어가 사용하는 대부분의 오실로스코프는 높은 입력 임피던스(1MOhm)와 5~20pF의 입력 커패시턴스를 갖습니다. 약 1m 길이의 연결 차폐 입력 케이블과 결합하면 총 정전 용량이 100pF 이상으로 증가합니다. 100kHz 이상의 주파수에서 작동하는 장치의 경우 이 정전용량은 측정 결과에 상당한 영향을 미칠 수 있습니다.

이러한 단점을 제거하기 위해 무선 아마추어는 차폐되지 않은 와이어(신호 레벨이 충분히 큰 경우) 또는 일반적으로 전계 효과 트랜지스터로 제작되는 높은 입력 임피던스의 증폭기를 포함하는 특수 활성 프로브를 사용합니다. 이러한 프로브를 사용하면 장치에 도입되는 정전용량의 양이 크게 줄어듭니다. 그러나 일부 단점은 이득이 낮거나 출력에서 ​​레벨 시프트가 존재하여 DC 전압을 측정하기 어렵다는 것입니다. 또한 작동 주파수 범위(최대 5MHz)가 좁아 사용이 제한되고 짧은 연결 케이블이 필요합니다. 에 설명된 프로브에는 약간 더 나은 매개변수가 있습니다. 이러한 모든 프로브는 입력 임피던스가 높은 오실로스코프에서도 효과적으로 작동할 수 있다는 점에 유의해야 합니다.

현재 최대 100MHz 이상의 작동 주파수 범위와 50Ω의 낮은 입력 임피던스를 갖는 광대역 오실로스코프가 점점 더 널리 보급되고 있으므로 이를 맞춤형 장치에 연결하는 것이 거의 불가능한 경우가 많습니다. 이들 모두에 능동 프로브가 장착되어 있는 것은 아니며, 저항성 분배기를 사용하면 감도가 눈에 띄게 감소합니다.

설명이 독자의 관심을 끄는 능동 프로브에는 이러한 단점이 없습니다. 입력 임피던스가 낮은 임피던스(50Ω) 또는 높은 임피던스(최대 1MOhm)일 수 있고 작동 주파수 범위가 0~80MHz이고 저주파에서 상당히 높은 입력 임피던스를 갖는 다양한 오실로스코프와 함께 작동합니다. - 100kΩ. 전송 계수는 1 또는 10입니다. 즉, 신호를 약화시키지 않을 뿐만 아니라 향상시킵니다. 프로브의 장점은 작은 크기에 있습니다.

이러한 매개변수는 Analog Devices의 최신 고속 연산 증폭기를 사용하여 달성되었습니다. 특히 이 프로브는 AD812AN 연산 증폭기(Chip - Deep - 180r Sycamore - 190r)를 사용하며 다음과 같은 주요 특성을 가지고 있습니다.

상위 작동 주파수 - 최소 100MHz; 입력 저항 - 입력 커패시턴스가 1.7pF인 15MOhm; 입력 전압 - 최대 + 13.5V, 출력 전압의 슬루율은 1600V/μs입니다. 출력 전류 (15 Ohms의 출력 저항) - 최대 50 mA; 입력 신호가 없을 때의 전류 소비는 6mA입니다.

또한 연산 증폭기는 낮은 수준의 고조파(1MHz 주파수 및 1kΩ 부하에서 -90dB) 및 낮은 잡음 수준(3.5nV/^Hz), K3로부터 보호(전류는 다음으로 제한됨)를 갖습니다. 100mA), 작은 케이스에서 소비되는 전력은 상당히 큽니다 - 1W. 여기에 이러한 매개변수를 갖는 두 개의 연산 증폭기를 포함하는 마이크로 회로의 가격이 상대적으로 낮다는 점을 추가해야 합니다($3...4).

능동 프로브의 다이어그램은 그림 1에 나와 있습니다. 1. 기본적으로 표준 연산 증폭기 연결 회로에 해당합니다. 전달 계수 KU는 피드백 회로의 SA1 요소를 전환하여 변경되며 1과 10의 두 가지 값을 갖습니다. 스위치 SA2는 작동 모드를 선택합니다. 입력에서 커패시터 C1이 켜지고 정전압이 "닫힌" 입력인 경우 구성 요소가 입력으로 전달되지 않거나 통과할 때 "열린" 입구가 있습니다.

Chargers" href="/text/category/zaryadnie_ustrojstva/" rel="bookmark">출력 전압이 %12...15V인 전원 공급 장치. 신호가 없을 때 전류 소비량은 10입니다. ...15mA, 낮은 저항 부하에서 작동할 때 신호가 적용되면 전류가 100mA까지 증가할 수 있습니다.

문학

1. 그리신 A.오실로스코프용 액티브 프로브. - 라디오, 1988, # 12, p. 45.

2. 이바노프 B.오실로스코프는 보조자(액티브 프로브)입니다. - 라디오, 1989, # 11, p. 80.

3. 투르친스키 D.오실로스코프용 액티브 프로브. - 라디오, 1998년, # 6, 38페이지.

Bi = 0.5pf인 오실로스코프 RF 프로브

http://www. *****/ot07_19.htm

고주파 장치에서 오실로스코프 측정을 수행할 때 분배기의 입력 커패시턴스는 튜닝된 노드에 심각한 왜곡을 초래할 수 있습니다(예: 프로브를 RF 생성기 회로에 연결할 때 등). 1:1 비율의 분배기에는 100pF 이상의 입력 커패시턴스(케이블 커패시턴스 + 오실로스코프 입력 커패시턴스)가 있으므로 주파수 범위가 크게 제한됩니다. 동시에 입력 커패시턴스가 12 - 17pF인 표준 1:10 패시브 분배기는 오실로스코프 감도를 구간당 50mV로 줄이지만(대부분의 산업용 오실로스코프에서 일반적으로 최대 입력 감도는 5mV/구간임) 여전히 너무 큽니다. 루프 커패시턴스가 동일하게 중요한 RF 회로에서 왜곡 없는 측정을 위한 입력 커패시턴스.

이 문제는 이러한 목적으로 제작된(예: Tektronix에서) 측정용 특수 활성 프로브를 사용하여 해결됩니다. 그러나 이러한 장치는 찾기가 매우 어렵고 가격($150 이상)은 중고 오실로스코프의 가격과 비슷합니다. 동시에 저자가 한 것처럼 입력 커패시턴스가 낮은 간단한 능동 오실로스코프 프로브를 독립적으로 제조하는 것은 그리 어렵지 않습니다.

액티브 오실로스코프 프로브는 저전압 RF 회로의 교류 전압을 측정하도록 설계되었으며 다음과 같은 특징이 있습니다.

    측정된 신호 진폭 값의 범위 - 10mV ~ 10V 주파수 응답 - 작은 신호로 10KHz ~ 100MHz의 선형 출력 신호 - 1:2 분할 비율로 반전됨 공급 전압 - 12V(4 * CR2025) 또는 외부 소스 입력 커패시턴스 – 0.5pF(외부 분배기 1:10 사용 시 0.25pF) 입력 저항 – 100킬로옴 전류 소비량 – 10mA 치수 60 x 33 x 16mm

제작된 장치의 모습은 사진과 같습니다.

장치 설계

프로브의 개략도가 그림에 나와 있습니다. 이 장치는 차단 주파수가 7GHz인 3개의 저잡음 마이크로파 트랜지스터 2SC3356에 조립됩니다. 전압이득은 약 23dB이다. 출력 이미터 팔로워는 증폭기를 부하에서 추가로 분리하는 역할을 하며 동일한 오실로스코프와 함께 프로브를 사용하는 경우 생략할 수 있습니다. LED 체인, 9V 제너 다이오드 및 저항기는 전원 켜짐 표시기 및 배터리 전압의 임계값 표시기 역할을 합니다. 장치 출력에서 ​​최대 5V까지 측정된 신호의 최대 진폭 값을 얻으려면 12V의 공급 전압이 필요하고 충분하므로 편차가 있는 측정을 수행할 때 최대 50dB의 동적 범위를 제공합니다. 구간당 5mV부터 시작하는 계수 세트(대부분의 오실로스코프 감도).

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설정

원하는 결과를 얻으려면 이 작업 단계를 매우 신중하게 수행해야 합니다.

증폭기를 조립한 후에는 먼저 출력에서 ​​왜곡되지 않은 신호의 최대 진폭을 얻기 위해 120킬로옴 저항을 선택하여 작동 지점을 정확하게 설정해야 합니다. 이 회로와 새 배터리를 사용하면 이 모드는 두 번째 트랜지스터의 이미터에서 +5.2~+5.3V의 일정한 전압을 설정하여 달성됩니다. 두 번째 이미터 팔로워의 작동 지점은 지정된 저항 값에서 조정할 필요가 없습니다. 다음으로, 비교적 낮은 주파수에서 장치의 입력과 출력 사이에 필요한 신호 전송 규모(1:2)를 얻으려면 낮은 저항 회로(이 경우 20킬로옴) 입력 분배기의 값을 정확하게 선택해야 합니다. (약 100KHz). 지정된 구성 요소 정격을 가진 증폭기의 입력 임피던스는 약 5킬로옴(동일한 주파수에서)이므로 지정된 저항이 없으면 장치의 전송 계수는 필요한 것보다 약 3dB 더 높습니다( 입력 신호의 감쇠량은 (105 / 5) = 26dB이고 전체 회로 이득은 23dB이며 전체 장치에 필요한 이득은 0.5, 즉 마이너스 6dB여야 합니다. 보상 커패시턴스(100킬로옴 저항과 병렬인 0.5pF 및 입력 분배기의 하위 분기에 있는 튜닝 커패시터)의 선택은 두 주파수(예: 1MHz 및 30MHz)에서 전송 계수를 비교하여 수행됩니다. MHz, 장치의 원하는 일정한 전송 계수가 얻어질 때까지 커패시터를 선택합니다. 다음으로, 무선 아마추어에게 그러한 기회가 있는 경우 장치의 최종 점검이 상위 ​​작동 주파수에서 수행됩니다. 마지막으로 고주파수에서 프로브의 실제 입력 커패시턴스를 확인합니다(예를 들어 작동 중인 발전기의 알려진 매개변수가 있는 회로에 연결하고 디지털 주파수 측정기 또는 수신기를 사용하여 출력 신호의 주파수 변화를 모니터링함으로써). 장치 설계가 올바르게 수행되면 다이어그램에 표시된 값과 크게 다르지 않아야 합니다(저자가 제조한 프로브의 총 입력 커패시턴스는 20MHz의 주파수에서 측정되었으며 0.505pF였습니다).

노트

이 프로브는 저자가 트랜지스터 회로의 발생기 회로 및 증폭기 단계에서 정현파 RF 신호 회로를 측정하기 위해 만들었으며 일반적으로 문제를 해결합니다. 이러한 이유로 위의 비율은 장치의 모든 주요 매개변수(주파수 범위, 높은 감도, 충분히 큰 입력 저항, 미터의 가능한 최소 입력 커패시턴스, 낮은 전류) 사이에서 프로브에서 선택되었습니다. 소비. 무선 엔지니어링은 항상 개발자가 설정한 최대 매개변수 값과의 절충안입니다.

C1-94용 활성 프로브.

http://*****/izmeren/369-tri-pristavki-k-s1-94.html

알루미늄" href="/text/category/alyuminij/" rel="bookmark">알루미늄 유효 컵. 프로브는 작은 직경의 고주파 차폐 케이블을 사용하여 오실로스코프에 연결됩니다.

프로브를 설정할 때 먼저 (필요한 경우) 저항 R1을 선택하여 다이어그램에 표시된 트랜지스터 VT2의 작동 모드를 확인하십시오. 전달 계수는 저항 R4를 선택하여 설정하고 통과 대역의 상한은 커패시터 C4를 선택하여 설정합니다. 대역폭의 하한은 커패시터 C1의 커패시턴스에 따라 달라집니다.

프로브의 진폭-주파수 응답을 확인하는 것이 좋습니다. 통과 대역의 상한에 해당하는 주파수에서 상승이 감지되면 커패시터 C4와 직렬로 30Ω 저항을 연결해야 합니다.

출처: http://www. *****/lcmeter3.htm

주파수 측정기, 커패시턴스 및 인덕턴스 측정기 - FCL 미터

주파수 측정기 F1의 신호 증폭기는 트랜지스터 VT1에 조립됩니다. 이 회로에는 작은 입력 커패시턴스로 외부 증폭기에 전원을 공급하는 데 필요한 저항 R8(100Ω)을 제외하고는 특별한 기능이 없으므로 장치의 적용 범위가 크게 확장됩니다. 그 다이어그램은 다음과 같습니다. 쌀. 2.

외부 증폭기 없이 장치를 사용할 경우 입력 전압이 5V이므로 신호 회로에 디커플링 커패시터가 필요하다는 점을 기억해야 합니다.

F2 주파수 측정기의 프리스케일러는 대부분의 유사한 프리스케일러의 일반적인 구성에 따라 조립되며 제한 다이오드 VD3, VD4만 도입되었습니다. 신호가 없으면 프리스케일러는 고주파 분배기에 일반적으로 나타나는 약 800-850MHz의 주파수에서 자체 여기됩니다. 입력 저항이 50Ω에 가까운 소스의 입력에 신호가 적용되면 자체 자극이 사라집니다. 증폭기와 프리스케일러의 신호는 DD2로 이동합니다.

오실로스코프용 원격 프로브.

http://포럼. /색인. PHP? showtopic=13268&st=440

그림에서. 그림 3은 오실로스코프용 전자 프로브 형태로 만들어진 전압 팔로워의 개략도를 보여줍니다. 리피터 회로에는 4개의 트랜지스터가 포함되어 있습니다. n 채널이 있는 일치하는 전계 효과 트랜지스터 VT1, VT2 쌍은 차동 스테이지에서 작동하고, 트랜지스터 VT3은 지정된 스테이지의 전류원이며, 트랜지스터 VT4는 공통 이미 터가있는 전압 증폭기 회로에 포함됩니다.

장치는 다음과 같이 작동합니다. 입력 신호는 트랜지스터 VT1의 게이트에 적용됩니다. 전계효과 트랜지스터 VT1에 의해 증폭된 전압은 트랜지스터 VT4의 베이스에 공급되고, 중계기의 출력전압은 콜렉터 부하-저항 R10에서 제거되고, 동시에 출력전압은 VT4의 게이트에 인가된다. 차동 쌍 VT1, VT2의 두 번째 트랜지스터. 전류 소스의 깊은 네거티브 피드백과 큰 차동 저항은 1에 가까운 리피터 전송 계수를 보장합니다. 트랜지스터 VT4의 콜렉터 전류(약 4mA)를 선택함으로써 고주파수 영역에서 팔로어의 비선형성이 감소됩니다. 장치의 온도 안정성은 깊은 네거티브 피드백과 트랜지스터 VT3에 전류원을 도입함으로써 보장됩니다.

전압 팔로워의 주요 특성은 그림 1에 나와 있습니다. 4. 곡선 1 - 4는 다양한 부하 커패시턴스 값에 대한 장치의 진폭-주파수 응답을 보여줍니다. 커패시턴스가 15pF에서 100pF로 증가함에 따라 3dB로 측정된 리피터 대역폭은 25MHz에서 10MHz로 좁아집니다. 위의 부하 커패시턴스는 케이블 커패시턴스와 오실로스코프의 입력 커패시턴스를 합한 것입니다.

쌀. 3. 전압 팔로워 회로 옵션 - 오실로스코프용 프로브

폴리에틸렌 절연체를 사용한 최신 무선 주파수 케이블은 특성 임피던스가 감소함에 따라 증가하는 선형 정전 용량을 갖는다는 점을 명심해야 합니다. 예를 들어, 특성 임피던스가 50Ω인 케이블의 선형 커패시턴스의 일반적인 값은 PO...125pF이고 특성 임피던스는 75Ω(60...80pF 이내)입니다. 고임피던스 케이블과 반공기 절연 케이블은 선형 커패시턴스가 낮을 수 있지만 상대적으로 사용할 수 없습니다.

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주파수 카운터는 모든 무선 아마추어에게 필수적인 장치입니다. 이를 통해 반복 기간과 펄스 지속 시간은 물론 기타 중요한 지표를 측정할 수 있습니다. 주파수 측정기의 감도를 높이려면 특별한 프로브가 필요합니다. 이 프로브는 다음에서 구입할 수 있습니다. 알리 익스프레스 .

Aliexpress의 주파수 측정기용 원격 프로브: 카탈로그, 사진

이미 말했듯이 주파수 측정기는 모든 무선 아마추어에게 중요합니다. 오늘날 마이크로 컨트롤러에 조립된 장치는 매우 인기가 있습니다. 상대적으로 제조가 용이하다는 점에서 구별됩니다.

사용되는 특정 마이크로컨트롤러에 따라 최대 측정 주파수는 수백 킬로헤르츠에서 수십 메가헤르츠까지 다양합니다. 안정적인 작동을 위해 마이크로 컨트롤러 입력에는 논리 레벨의 신호가 공급되어야하므로 주파수 측정기에는 연산 증폭기 또는 트랜지스터를 사용하는 입력 신호 증폭기 또는 비교기가 있습니다.

주파수 측정기의 감도를 높이기 위해 증폭기와 비교기는 특수 원격 프로브 형태로 제작되는 경우가 많습니다. 이 장치는 다음에서 구입할 수 있습니다. 알리 익스프레스 .

Aliexpress의 주파수 측정기용 액티브 프로브 입력: 카탈로그, 사진

많은 가정용 디지털 주파수 측정기는 입력 임피던스가 낮고 입력 커패시턴스가 크며 감도가 좋지 않습니다. 이러한 모든 요소는 주파수 측정의 정확성에 나쁜 영향을 미칩니다. 이러한 문제를 방지하려면 다음을 갖춘 광대역 입력 프로브가 필요합니다. 알리 익스프레스 .

고감도 및 직사각형 펄스 셰이퍼를 갖춘 입력 프로브입니다. 입력 임피던스는 높고 입력 커패시턴스는 작습니다. 장치는 2Hz ~ 38MHz의 작동 상태를 유지합니다. 이를 통해 다른 장치에 장애가 발생하는 여러 상황에서 사용할 수 있습니다.

Aliexpress의 주파수 측정기 프로브 : 판매, 할인, 무료 배송

무료 배송을 통해 구매 시 많은 비용을 절약할 수도 있습니다. 예를 들어 주파수 측정기에 대한 동일한 프로브와 같은 제품을 무료 배송으로 보려면 검색 창에서 적절한 필터를 선택해야 합니다.

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Aliexpress의 주파수 측정기 프로브 : 베스트셀러 및 상점

~에 알리 익스프레스주파수 측정기용 프로브를 구입할 수 있는 상점이 많이 있습니다. 그 중 가장 신뢰할만한 것은 다음과 같습니다.


저자는 주파수 측정기의 측정 한계를 확장하는 원격 프로브를 제공합니다. 측정된 신호의 주파수를 100으로 나누고 차동 입력을 가지며 한 버전에서는 동일한 출력을 갖습니다. 두 번째 옵션에서는 출력이 정상적이고 비대칭입니다. 프로브 공급 전압은 5V, 전류 소비는 51mA입니다. 이 제품은 아날로그 비교기 ADCMP553과 주파수 분배기 MC12080 및 KS193IE3을 기반으로 구축되었습니다.

그림에서. 그림 1은 대칭 출력을 갖는 프로브의 다이어그램을 보여줍니다. 회로 C1R1 및 C2R2를 통해 입력 접점에서 측정된 신호는 절연 게이트가 역바이어스 다이오드로 보호되는 전계 효과 트랜지스터로 만들어진 ADCMP553(DA1) 전압 비교기의 대칭 입력에 공급됩니다. DA1의 핀 1과 2는 내부 "래치"를 제어하므로 적절한 시점에 비교기 출력 상태를 수정할 수 있습니다. 다이어그램에 표시된 대로 이러한 출력이 연결되면 래치가 비활성화됩니다.

쌀. 1. 대칭 출력을 갖춘 프로브 다이어그램

ADCMP553 비교기의 감도는 내부 양의 전압 소스에서 발생하는 입력의 공통 모드 바이어스 전압에 따라 실험적으로 결정되었습니다. 입력 회로에 공통 와이어에 연결하는 저항 R3 및 R5가 없으면 입력 전압이 3V를 초과하고 비교기의 감도가 감소합니다. 최대 감도는 1~1.15V의 바이어스 전압에서 달성되며, 이는 이러한 저항기를 선택하여 설정됩니다.

다이어그램에 표시된 저항은 150kOhm이며 프로브의 입력 저항은 약 230kOhm입니다. 프로브가 1MHz ~ 600MHz의 주파수 대역에서 안정적으로 작동하는 입력 신호 범위는 0.9GHz 주파수에서 최소 0.3V, 0.7V, 1.2GHz 주파수에서 1V입니다.

기술 설명에 따르면 ADCMP553 비교기의 최대 작동 주파수는 800MHz에 불과합니다. 입력 사이에 커넥터 X1을 사용하여 저항이 51Ω인 저항 R4를 연결할 수 있습니다. 이 경우 프로브의 입력 저항은 1kΩ으로 감소하고 대역은 고주파수 쪽으로 확장됩니다. 0.6 GHz ~ 1 GHz의 주파수에서 감도는 1.4 GHz ~ 0.7 V의 주파수, 1.55 GHz ~ 1 V의 주파수에서 0.3 V 이상입니다. 그러나 0.6 GHz 미만의 주파수에서는 주파수 측정기 , 프로브가 연결되어 판독값을 과대평가합니다.

비교기 출력 회로(핀 5 및 6)의 저항 R6 및 R7은 공통 와이어에 연결됩니다. 저항은 권장되는 100Ω이 아니라 출력 전류가 허용 출력 전류를 초과하는 것을 방지하기 위해 390Ω입니다. 입력 차동 저항이 100Ω 미만인 첫 번째 주파수 분배기인 MC12080(DD1) 칩의 입력이 비교기 출력에 연결되어 있으므로 부하 저항이 초과되지 않습니다.

실험에 따르면 이 분배기는 1MHz ~ 1.6GHz의 주파수에서 작동하는 것으로 나타났습니다. 문서에서는 안정적인 작동 범위가 100MHz ~ 1.1GHz로 확장됩니다. MC12080 분배기의 제어 입력 SW1-SW3은 전원 공급 장치 양극에 연결되어 분배 계수를 10으로 설정합니다. 첫 번째 분배기의 출력에서 ​​가파른 강하가 있는 진폭 1.2V의 신호가 입력에 공급됩니다. KS193IE3 (DD2) 마이크로 회로 - 두 번째 주파수 분배기는 10입니다.

프로브 보드는 80cm 길이의 4개 와이어 하니스를 사용하여 출력 커넥터 X2에 연결되며 저항 R11은 커넥터 접점에 매우 가깝습니다. 커넥터 X2는 제가 수정한 FC250 주파수 측정기의 대칭 입력에 연결하도록 설계되었습니다. 5V의 공급 전압은 FC250에서 사용 가능한 전압 안정기의 하네스를 통해 프로브에 공급되고 0.6V 스윙의 역위상 신호는 다음에 따라 수정된 이 주파수 측정기의 차동 입력에 공급됩니다. , 프로브의 DD2 분배기 출력에서.

FC250 주파수 측정기의 입력 펄스 계산 시간은 분배기 프로브 없이 0.1초에 불과하므로 해당 표시기는 주파수 값을 수십 헤르츠 단위로 표시합니다(소수점 위치를 고려하지 않은 경우). 프로브의 주파수 분할을 100으로 고려하면 킬로헤르츠로 표시됩니다.

고려된 프로브의 보드 그림이 그림 1에 나와 있습니다. 2, 그 위에 부품의 위치는 그림 1에 나와 있습니다. 3. 커넥터 X2와 저항 R11용 인쇄 회로 기판의 도면이 그림 1에 나와 있습니다. 13세기 보드는 1.5mm 두께의 유리 섬유로 만들어지며 양면(프로브 보드용) 또는 한쪽(커넥터 보드용)이 호일로 덮여 있습니다. 프로브 보드의 가장자리는 직경 0.5mm의 주석 도금 구리선으로 "스윕"되어 보드 양쪽의 호일에 납땜됩니다. 그림에 표시된 것들은 동일한 와이어로 만들어지고 호일에 납땜됩니다. 점퍼 3개. 프로브의 입력 접점은 직경 0.75mm의 단단한 주석 도금 와이어로 만들어집니다.

쌀. 2. 프로브 보드 그리기

쌀. 3. 프로브 보드의 부품 위치

저항 R4 - MLT-0.25. X1 플러그의 접점에 납땜하기 전에 리드를 최소 길이로 잘라야 합니다. 나머지 저항기와 커패시터의 크기는 표면 실장용으로 0805 또는 1206입니다. 커넥터 X1 - 4핀 플러그 쌍 - 한 행에 위치한 2.54mm 접점 피치의 소켓(예: CHU-4 및 CWF-4). 외부 접점 쌍만 남고 중간 접점 쌍만 남음 제거됩니다. X2 포크 - WF-4R. 커넥터 하우징은 해당 보드에 접착되어 있습니다.

납땜하기 전에 DA1 및 DD1 마이크로 회로 하우징 아래의 보드를 바니시 또는 핫멜트 접착제의 얇은 층으로 덮으십시오. 프로브 설정 과정에서 커패시터 C8과 저항 R9가 보드에 설치됩니다.

저항 R11이 있는 플러그 X2를 주파수 측정기의 해당 커넥터에 삽입하여 DD2 칩이 카운트를 멈출 때까지 저항 R9의 저항을 선택한 후 커패시터 C8이 보드에 장착됩니다. 그런 다음 테스트한 프로브의 메인 보드와 커넥터 보드를 탈지하고 방습 바니시로 코팅합니다. 메인 보드는 직경 25/12.5mm의 열수축 튜브에 배치되고 X2 커넥터 보드는 직경 12.5/7mm의 동일한 튜브에 배치됩니다. 프로브의 차폐는 제공되지 않으며 입력 커패시턴스가 증가하고 감도가 감소합니다. 프로브의 모습은 사진에 나와 있습니다. 4.

쌀. 4. 프로브의 외관

기존의 비대칭 입력이 있는 주파수 측정기로 작업하기 위해 두 번째 버전의 프로브가 만들어졌습니다. 단, 출력 회로가 그림 1에 표시된 회로에 따라 만들어졌다는 점만 다릅니다. 5. 이 프로브는 세 개의 전선으로 구성된 하네스를 통해 주파수 측정기에 연결됩니다. 주파수 측정기에 연결된 "출력" 와이어 끝에는 부하(저항 R11)가 없습니다. 출력 신호 레벨은 TTL입니다. 이 프로브의 인쇄 회로 기판 도면은 그림 1에 나와 있습니다. 6. 요소는 그림에 따라 그 위에 위치합니다. 7.

쌀. 5. 출력 회로도

쌀. 6. 두 번째 버전의 프로브에 대한 인쇄 회로 기판 도면

쌀. 7. 보드의 요소 배열

그림에서. 그림 8은 612kHz의 주파수에서 작동하는 라디오 방송국에 맞춰진 중파 라디오 수신기의 국부 발진기 주파수 측정을 보여줍니다. 측정된 국부 발진기 주파수(1077kHz)는 무선국의 반송파 주파수보다 465kHz(수신기의 중간 주파수 값) 더 높습니다.

쌀. 8. 중파 라디오 수신기의 국부 발진기 주파수 측정

쌀. 9. 프로브 작동 시연

주변에 상당히 강력한 전자기장을 생성하는 소스(예: 무선 핸드셋)의 신호 주파수는 프로브를 연결하지 않고도 측정할 수 있지만 입력 단자를 안테나(반파 진동기)로 전환하여 측정할 수 있습니다. . 그림에서. 9 이것은 악어 클립을 사용하여 수행됩니다. 핸드셋 송신기의 작동 주파수는 927076kHz입니다.

문학

1. 단일 공급, 고속 PECL/ LVPECL 비교기 ADCMP551 /ADCMP552/ ADCMP553. - URL: http://www.analog. com/media/en/technical-documentation/data-sheets/ADCMP551_552_553.pdf (02/27/17).

2. MC12080 1.1GHz 프리스케일러. - URL: http://www.nxp.com/assets/documents/data/en/data-sheets/MC12080.pdf (02/27/17).

3. Panshin A. 주파수 측정기 FC250용 프리앰프 셰이퍼. - 라디오, 2015, No. 2, p. 18-20.

4. Panshin A. FC250 주파수 측정기의 개선. - 라디오, 2016, No. 3, p. 23, 24.


발행일: 23.06.2017

독자의 의견
  • 판신 A.V. / 2017년 7월 30일 - 20:21
    기사 내용에 부정확한 내용이 있습니다: 그림 1 이후 세 번째 문단. "프로브가 연결된 주파수 측정기가 판독값을 과대평가합니다."라는 메시지가 표시됩니다. 다음과 같이 읽어야 합니다. "프로브가 연결된 R4와 연결된 주파수 측정기가 판독값을 과대평가합니다."

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벨로루시 공화국 교육부

교육 기관 "벨로루시 주립 정보 과학 및 무선 전자 공학 대학"

"민스크 무선 공학 대학" 지점

설명문

해당 분야의 코스 프로젝트를 위해

“무선 전자 장치 설계의 기초”

원격 프로브주파수 측정기

I.N 선생님. 차가예바

학생 A.Yu. 시마노비치

소개

1. 기술사양 분석

1.1 제품의 목적 및 기술적 역량

1.2 외부 영향에 대한 저항 요구 사항

1.3 신뢰성 요구사항

2. 전기회로도 분석

3. 요소베이스의 선택

4. 재료 및 코팅 선택

5. 설치 방법 선택

6. 인쇄회로기판 디자인 개발

7. 기술 부문

8. 신뢰성 계산

결론

문학

소개

주파수 측정기는 주기적인 프로세스의 주파수 또는 신호 스펙트럼의 고조파 성분의 주파수를 결정하기 위한 측정 장치입니다.

주파수 측정기의 분류:

· 측정 방법별 - 직접 평가 장치(예: 아날로그) 및 비교 장치(예: 공진, 헤테로다인, 전자 계수).

· 측정된 양의 물리적 의미에 따라 - 정현파 진동(아날로그)의 주파수 측정, 고조파 구성요소(헤테로다인, 공진, 진동)의 주파수 측정 및 이산 이벤트(전자 카운팅, 커패시터)의 주파수 측정용.

· 설계상(설계) - 패널, 휴대형 및 고정형.

· 적용 범위에 따라 주파수 측정기는 전기 측정 장비와 무선 측정 장비라는 두 가지 큰 클래스의 측정 장비에 포함됩니다.

이러한 장치 그룹 간의 경계는 매우 투명합니다.

전자 주파수 카운터(ECF)의 작동 원리는 특정 시간 간격에 걸쳐 임의 형태의 주기적인 신호로부터 입력 회로에 의해 생성된 펄스 수를 계산하는 것을 기반으로 합니다.

측정 시간 간격은 ESC의 내부 석영 발진기 또는 외부 소스(예: 주파수 표준)에서 가져온 펄스를 계산하여 설정됩니다.

따라서 ESC는 측정 정확도가 기준 주파수의 정확도에 따라 달라지는 비교 장치입니다.

헤테로다인 주파수 측정기의 작동 원리는 소위 말하는 것을 사용하여 조정 가능한 보조 발진기(헤테로다인)의 주파수와 입력 신호의 주파수를 비교하는 것을 기반으로 합니다. 제로 비트 방법의 작동 절차는 공진 주파수 측정기 작업과 유사합니다.

이 과정에서는 원격 프로브(FC250 주파수 측정기의 주파수 분배기인 10)를 검사합니다.

1 기술 사양 분석

1.1 제품의 목적 및 기술적 역량

+5V 공급 전압은 FC250 주파수 측정기의 전압 안정기에서 원격 프로브로 공급되며 전류 소비는 35mA를 넘지 않습니다. 원격 프로브는 두 개의 마이크로 회로, 즉 DA1(ADCMMP604KSZ-R2) - 지연 시간이 1.6ns, 입력 차동 저항이 최대 70kOhm인 CMOS 비교기, 10 - DD1(KS193IE3)의 주파수 분배기로 조립됩니다. 작동 주파수 범위는 100kHz~270MHz입니다.

비교기 DA1의 출력은 분배기 입력에 2V 이상의 역위상 전압이 공급되는 것을 방지하기 위해 필요한 일치 저항 R8-R10을 통해 결합 커패시터 없이 분배기 DD1의 입력에 연결됩니다. 정적 모드.

1.2 외부 영향에 대한 저항 요구 사항

주파수 분할을 위한 원격 프로브가 있는 FC250 주파수 측정기는 실내 조건에서 사용되므로 설계된 장치는 고정형 무선 전자 장비이며 그룹 I(주거용 건물에서 사용)에 속합니다. GOST 11478-88에 따라 설계된 장치는 다음 매개변수를 충족해야 합니다.

· 온도 감소(작동 + 5, 최대 - 40);

· 온도 상승(작동 + 40, 최대 + 55);

· 온도에서의 상대습도(25%);

· 저압(Pa).

이 경우 일반적인 기후 조건은 다음과 같습니다.

· 온도(+ 25);

· 상대습도(10%);

· 대기압(70kPa).

1.3 신뢰성 요구사항

GOST 21317-87에 따라 설계된 장비의 신뢰성 테스트는 다음과 같이 수행됩니다.

무선 장비의 작동 상태를 확인할 때 모든 제어 및 매개 변수의 작동을 확인하고 해당 목록 및 측정 방법은 특정 유형의 장비에 대한 기술 사양에 설정되어 있습니다.

그들은 무선 장비를 전기적으로 작동하기 시작합니다. 이는 공급 전압에서 수행됩니다. 테스트 계획을 작성하는 데 사용되는 전기 실행의 권장 예상 기간은 750시간입니다. 각 전기 실행 주기 동안 각 장치는 서로 다른 볼륨 수준에서 테스트되어야 합니다.

GOST 21317-87에 따라 계산된 이 설계된 장비의 평균 고장 간격입니다. 대략적인 계산 순서는 이 과정 프로젝트의 단락 8에 나와 있습니다.

2. 전기회로도 분석

원격 프로브(RP)는 두 개의 마이크로 회로에 조립됩니다. DA1(ADCMMP604KSZ-R2) - 지연 시간이 1.6ns, 입력 차동 저항이 최대 70kOhm인 CMOS 비교기, 10 - DD1(KS193IE3)의 주파수 분배기 ), 작동 범위 주파수는 100kHz ~ 270MHz입니다. +5V 공급 전압은 FC250 주파수 측정기의 전압 안정기에서 원격 프로브로 공급되며 전류 소비는 35mA를 넘지 않습니다. 저항 R3-R7을 사용하여 비교기 DA1의 입력에 바이어스 전압을 공급하는 방법을 사용하면 서브스트링 저항 R3이 히스테리시스 전압을 변경하고 원격 프로브의 감도를 조정할 수 있습니다.

주파수 분배기는 공급되는 주기적인 진동의 주파수를 정수만큼 줄이는 전자 장치입니다. 주파수 합성기, 석영 및 원자 시계, 스캔 생성기 동기화를 위한 텔레비전 장치 등에 사용됩니다.

동일한 주파수에서 신호를 전송하는 외부 프로브를 사용하여 이 FC250 주파수 측정기를 작동하면 판독값이 불안정하고 150MHz 이상의 주파수에서 FC250 주파수 측정기 보드의 DD2 칩이 과열되는 것으로 나타났습니다. 따라서 이 마이크로 회로의 프로브는 주파수 측정기의 작동을 개선하기 위해 재조립되었습니다. +5V 공급 전압은 FC250 주파수 측정기의 전압 안정기에서 원격 프로브로 공급되며 전류 소비는 35mA를 넘지 않습니다.

원격 프로브는 두 개의 마이크로 회로, 즉 DA1(ADCMMP604KSZ-R2) - 지연 시간이 1.6ns, 입력 차동 저항이 최대 70kOhm인 CMOS 비교기, 10 - DD1(KS193IE3)의 주파수 분배기로 조립됩니다. 작동 주파수 범위는 100kHz~270MHz입니다. KS193IE3 마이크로 회로는 완전히 ESL 표준 마이크로 회로가 아니며 입력의 바이어스 전압은 PECL 표준을 준수하므로 LVDS 표준의 ADCMP604 비교기 출력에 직접 연결할 수 있습니다.

이 경우 ADCMP604의 역위상 직사각형 신호는 분배기의 두 차동 입력 모두에 즉시 공급되므로 VSC가 KS193IE3의 거의 전체 작동 주파수 범위에서 작동할 수 있습니다.

저항 R3-R7을 사용하여 비교기 DA1의 입력에 바이어스 전압을 공급하는 방법을 사용하면 서브스트링 저항 R3이 히스테리시스 전압을 변경하고 원격 프로브의 감도를 조정할 수 있습니다.

정적 모드에서는 0.5V의 KS193IE3 마이크로 회로 입력 전압 차이로 인해 자체 여기가 방지되고 역위상 LVDS 레벨 신호(0.35V)가 공급되어 새로운 VSC에서 다음 범위를 얻을 수 있습니다. 낮은 입력 커패시턴스, 큰 입력 임피던스 및 100Hz의 측정 분해능으로 FC250으로 측정된 주파수는 400kHz ~ 270MHz입니다. 비교기 DA1의 출력은 분배기 입력에 2V 이상의 역위상 전압이 공급되는 것을 방지하기 위해 필요한 일치 저항 R8-R10을 통해 결합 커패시터 없이 분배기 DD1의 입력에 연결됩니다. 정적 모드. +5V의 공급 전압은 FC250 주파수 측정기의 전압 안정기에서 고전압 배전반에 공급되며 전류 소비는 약 35mA입니다. 오픈 컬렉터 TTL 출력인 KS193IE3 분배기의 핀 6은 사용되지 않으며 연결되지 않은 상태로 유지됩니다. 핀 2와 4에서 0.3~1m 길이의 루프를 따라 ESL 표준의 역위상 신호가 FC250 보드에 있는 제어 장치의 입력에 공급되고 작동에 필요한 TTL 레벨 신호를 생성합니다. 주파수 측정기. 저항 R12는 케이블 끝, 제어 장치와의 연결 지점에 설치됩니다.

작동 중에는 VSC의 두 접점이 모두 측정 대상에 연결됩니다. VSC를 사용하면 TTL 및 ESL 레벨 신호의 주파수, 다양한 유형의 무선 수신기의 국부 발진기 주파수를 측정할 수 있습니다. 측정된 신호의 레벨이 충분하지 않으면 주파수계 판독값이 과소평가되거나 중단됩니다.

3. 요소베이스의 선택

설계된 장치에 대해 다음 요소를 선택합니다.

1. 커패시터 C1, C2 - K50-35 10mF;

커패시터 C3, C4 - K10-17 0.15μF;

커패시터 C5 - K50-35 4.7uF 16V;

커패시터 C6, C7, C8 - K73-17 1μF.

2. 칩 DA1 - ADCMP604KSZ-R2:

· 최소 소비 전류 17mA.

칩 DA2 - ADCMP600RJZ-R2:

· 공급 전압(2.5V ~ 5.5V);

· 최소 전류 소비 3mA;

마이크로 회로 DD1 - KS193IE3 (저전력 주파수 분배기)

3. 저항기 R1, R2, R12 - C2-33-0.125 1kΩ ±10%;

저항기 R3 - SP5-2VB 1kΩ ±10%;

저항기 R4, R5 - C2-33-0.125 560kΩ ±10%;

저항기 R6, R7 - C2-33-0.125 5.1kΩ ±10%;

저항기 R8 - MLT-0.125 1500mΩ ±10%;

저항기 R9, R10 - C2-33-0.125 560mΩ ±10%;

저항기 R11 - MLT-0.125 6500mΩ ±10%;

저항기 R12 - MLT-0.125 47kOhm ±10%;

저항기 R13 - MLT-0.125 100kOhm ±10%.

· 다이오드 VD1, VD2 - 1N4148: 최대 정역 역전압 100V; 최대 순방향 전압 1V; 복구 시간 4ns; 최대 정방향 전류 0.15A; 작동 온도 -65…+150.

4. 재료 및 코팅 선택

본 장비에 영향을 미치는 작동 조건 및 외부 요인을 고려하여 기본 재료인 FR-4(유리 섬유 유리)를 선택한 것으로 추정됩니다. 유리섬유와 에폭시 바인더로 만든 적층형 소재입니다.

이 재료는 OPP 및 DPP 제조에 더 자주 사용됩니다. 내열성이 우수하고(-50 ~ +120) 저항률이 높으며 내습성은 낮습니다.

호일 유전체 생산 기술을 통해 5차 학대 그룹까지 PP를 생산할 수 있습니다. FR-4 생산 기술의 특징은 PP에 높은 열적, 화학적 안정성 기능과 증가된 유전 상수 요구 사항을 제공합니다. 이 소재는 강도도 높습니다.

주파수 측정기 무선 장비 프로브 설치

5. 설치 방법 선택

설치 방법은 사전 제품 설계 단계에서 해결하는 가장 중요한 작업 중 하나입니다. 유형은 사용된 요소 기반, 작동 주파수 범위, 작동 조건 및 모듈 설계 옵션에 따라 결정됩니다.

리모트 프로브는 고주파수 범위를 가지며, 실내 환경에서 사용되며, 평균 소자 개수를 가지므로 평면(인쇄) 장착 방법을 사용합니다.

이 설치 방법은 인쇄 회로 기판 설계에 가장 자주 사용됩니다. 인쇄 회로 기판을 설계하는 과정에서는 인쇄 회로 기판의 구성과 전체 치수가 결정되고, 인쇄 회로 기판 요소의 합리적인 상대적 배열이 결정되며, 연결이 추적됩니다. 인쇄 회로 기판의 구성 및 전체 치수 결정은 개발 중인 제품의 전체 치수, 전기 회로의 복잡성, 사용된 요소 및 제품의 작동 요구 사항을 고려하여 수행되어야 합니다.

이 원격 프로브의 인쇄 회로 기판 설계는 자동화된 방법을 사용하여 수행됩니다. 이 방법에는 매달린 부품을 배치하고 컴퓨터를 사용하여 전도성 패턴을 개발하는 작업이 포함됩니다. 이러한 목적을 위해 컴퓨터 지원 설계 시스템인 P-CAD와 컴퓨터 그래픽 패키지인 AutoCAD가 사용됩니다.

6. 인쇄회로기판 디자인 개발

FC250 주파수 측정기용 원격 프로브 - 주파수 분배기(10)는 고정 장치이며 실내 조건에 있습니다. 코스 프로젝트의 1항에 주어진 조건에 따라 이 장비는 첫 번째 경도 그룹에 속합니다.

고정식 EA는 진동, 충격, 고온 및 저온 조건에서 작동하는 것이 특징입니다. 이러한 요구 사항은 운송 중에만 유효합니다. 이 장비는 크기와 무게가 제한되어 있어야 하며 전기 연결의 단순성과 신뢰성, 충격과 진동에 대한 저항성을 보장해야 합니다.

개발된 원격 프로브는 FU(PP에 27개 설치 요소)의 평균 설계 복잡성을 가지며 PP의 추적 기능이 거의 필요하지 않습니다.

위에 제공된 매개변수를 기반으로 세 번째 정확도 등급이 선택됩니다. 주요 매개변수의 공칭 값:

· 공칭 도체 폭 mm;

· 도체 mm 사이의 공칭 거리;

· 드릴 구멍 가장자리에서 접촉 패드 가장자리까지의 거리 mm;

· 인쇄된 도체 폭의 최대 편차 mm;

· 인쇄된 도체의 위치에 대한 위치 공차 mm;

· 구멍 직경과 PP 두께의 비율.

설계 유형과 PCB의 선택된 정확도 등급을 고려하여 DPP 제조 방법(유전체 베이스의 DPP)이 사용됩니다.

제조 방법에 따라 DPP의 기본 재료는 FR-4입니다. 이 자료의 특징은 이 과정 프로젝트의 단락 4에 설명되어 있습니다.

PP의 전체 치수 선택은 계산을 통해 수행됩니다.

1) PP의 표준 크기 선택:

보드에서 사용 가능한 요소를 기반으로 PCB의 표준 크기를 계산합니다.

GOST 10317-79에 따라 PP의 너비와 길이를 선택합니다. 너비 - 42.5mm, 길이 - 85mm.

전기 연결 길이 결정:

2) 전도성 패턴 요소 계산

a) 장착 구멍의 직경 계산:

장착 구멍 직경의 공칭 크기는 다음 공식에 의해 결정됩니다.

b) 측면 치수의 허용 오차를 고려하여 PP 가장자리에서 인쇄된 디자인 요소까지의 거리(Q 1)는 PP의 두께 이상이어야 합니다. Q1 = 1.6mm.

c) 홈 가장자리, 컷아웃, 비금속 구멍에서 인쇄된 패턴 요소까지의 거리(Q 2)는 다음 공식에 의해 결정됩니다.

d) 인쇄된 도체의 폭 계산.

인쇄 도체 폭의 최소 공칭 값은 다음 공식에 의해 결정됩니다.

e) 접촉 패드의 직경(CP). 기어박스 직경의 가장 작은 공칭 값은 다음 공식에 의해 결정됩니다.

기어박스의 병목 직경은 1.9mm입니다.

f) 전도성 패턴 요소 사이의 거리 계산:

1. 전도성 패턴 요소 사이의 최소 공칭 거리는 다음 공식에 의해 결정됩니다.

2. PP의 크기와 정확도 등급에 따라 DPP의 병목 지점에서 공칭 직경의 두 CP를 교체하기 위한 최소 공칭 거리는 2.15mm입니다.

3. PP의 크기 및 정확도 등급에 따라 DPP의 좁은 위치에 있는 두 CP 사이의 공칭 폭의 인쇄 도체를 배치하기 위한 최소 공칭 거리는 2.60mm입니다(내부 레이어의 경우). 2.70mm - 외부 레이어용.

4. 직경 D 1 및 D 2의 접촉 패드가 있는 두 구멍 사이에 n 도체를 배치하기 위한 최소 공칭 거리는 다음 공식에 의해 결정됩니다.

전도성 패턴의 요소 계산을 수행한 후에는 결합된 포지티브 방법을 사용하여 DPP를 제조하는 기술 프로세스의 주요 작업 순서를 선택해야 합니다.

7. 기술 부문

디자인의 제조 가능성은 동일한 목적을 위해 제품의 해당 디자인 지표와 비교하여 생산, 제조, 운영 및 수리의 기술적 준비 중에 노동, 자금, 자재 및 시간의 최적 지출 가능성으로 나타나는 일련의 속성입니다. 지정된 품질 지표.

정확성과 비용에 영향을 미치는 이러한 특성은 중요한 특성 중 하나입니다.

과정 작업의 데이터 조건을 기반으로 원격 프로브에 대한 기술적 계산을 수행합니다.

5. 미세회로 및 미세조립품의 적용률:

마이크로 회로 및 마이크로 어셈블리로 대체된 개별 요소의 총 수는 어디에 있습니까? - 마이크로 회로에 포함되지 않은 IET의 총 수. IET에는 저항기, 커패시터, 다이오드, 트랜지스터, 커넥터, 계전기 및 기타 요소가 포함됩니다.

6. 다음 공식을 사용하여 제품 설치의 자동화 및 기계화 계수 결정:

기계화되거나 자동화된 설치 연결 수는 어디에 있습니까?

인쇄 회로 기판 블록의 경우 기계화는 요소 설치 및 후속 납땜을 의미합니다. - 총 설치 제품 수.

ERE, 초소형 회로, 커넥터, 역할 등의 경우 핀 수가 결정됩니다.

7. 설치를 위한 전기 장비 준비의 자동화 및 기계화 계수:

반자동 장치 및 자동 기계를 사용하여 출력 준비가 수행되는 IET의 수는 어디에 있습니까? 여기에는 IET가 포함됩니다. 특별한 교육(카트리지, 릴레이 등)이 필요하지 않습니다. - 설계 문서의 요구 사항에 따라 설치를 위해 준비해야 하는 전기 설비의 총 개수.

8. 규제 및 통제의 자동화 및 기계화 계수:

반자동 및 자동 스탠드에서 수행되는 제어 및 조정 작업 수는 어디에 있습니까? - 보일러 현장 조정 작업의 총 횟수.

육안 검사와 전기 검사라는 두 가지 작업이 필수입니다.

설계에 조정 가능한 요소(선간 코어가 있는 인덕터)가 포함된 경우 조정 작업 수가 이러한 요소 수에 비례하여 증가합니다.

9. IET 반복성 계수:

RES에서 원래 IET의 표준 크기 수는 어디에 있습니까? 원본에는 사양에 따라 처음으로 개발 및 제조된 IET가 포함됩니다. 표준 크기는 레이아웃 크기와 요소의 표준에 따라 결정됩니다. - 표준 크기의 총 수.

10. 표준TP 적용비율 :

표준 및 그룹 TP를 사용하여 제조된 부품 및 조립 단위의 수는 어디에 있습니까?

D, E - 패스너를 제외한 총 부품 및 조립 단위 수입니다.

11. 성형 부품의 진행성 계수:

진보적인 기술 공정(스탬핑, 플라스틱 가공, 주조, 분말 야금 등)을 사용하여 제조된 부품의 수는 어디에 있습니까?

D - 총 부품 수(정규화된 패스너 제외).

설계의 제조 가능성을 평가하는 데 사용되는 주요 지표는 제품 설계의 제조 가능성에 대한 포괄적인 지표이며, 이는 다음 범위 내에 있습니다.

해당 조건에 따라 기술 계산이 올바르게 수행되었습니다.

8. 신뢰성 계산

REU의 신뢰성 지표에 대한 계산량은 다양하며 전기 모드 및 요소의 작동 조건을 고려한 정확도도 다릅니다. 대략적인 계산에서 이 회계는 일반화된 운영 계수를 사용하여 대략적으로 수행됩니다.

대략적인 계산은 설계 초기 단계에서 수행되는데, 요소의 작동 특성이 아직 선택되지 않은 상태, 구조가 설계되지 않은 상태 및 당연히 설계 계산 결과(열 조건, 진동 방지 등)가 존재하는 경우입니다. .

대략적인 계산 순서:

1. EMU의 전기 회로 분석을 기반으로 유사한 요소 그룹이 형성됩니다.

2. 각 요소 유형 또는 유형에 대해 실패율 값이 결정됩니다. 값은 참고서 "전자 유통 시스템의 요소 및 구성 요소 그룹의 기본 고장률"에서 가져옵니다.

3. 각 그룹의 요소에 대해서는 참고서에서 그룹 실패율의 평균 값을 결정합니다.

4. 장치 요소의 전체 고장률 값을 계산합니다.

여기서 는 그룹 j 요소의 실패율 값입니다.

j-그룹의 요소 수;

k는 유사한 요소로 구성된 그룹의 수입니다.

5. 일반화된 작동 계수를 사용하여 전기 모드와 요소의 작동 조건을 대략적으로 설명합니다.

전기 모드 및 작동 조건을 고려한 EMU 요소의 총 고장률은 다음 식으로 결정됩니다.

전원 공급 장치의 유형이나 작동 조건에 따라 선택되는 일반 작동 계수는 어디에 있습니까?

6. MTBF

일정 시간 동안 무장애 작동 확률

이러한 계산에 따르면 이 원격 탐사선은 304,386시간 또는 거의 35년 동안 작동할 것으로 나타났습니다.

결론

과정 프로젝트의 결과로 FC250 주파수 측정기의 주파수 분배기로 원격 프로브가 설계되었습니다.

설계를 위해 이 장치에 대한 분석을 수행하고 요소 베이스, 재료 및 코팅을 선택하고 설치 방법을 선택하고 인쇄 회로 기판의 설계를 개발하고 기술 계산 및 신뢰성 계산을 수행했습니다.

이 장치의 전기 회로도, 인쇄 회로 기판의 이미지 및 인쇄 회로 기판의 조립 도면이 표시됩니다.

문학

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인터넷 자원에스:

1. 위키피디아 - https://ru.wikipedia.org/.

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대부분의 가정용 디지털 주파수 측정기는 입력 임피던스가 낮고 입력 커패시턴스가 높으며 감도가 낮습니다.

위의 요소는 주파수 측정의 정확도에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다. 이를 방지하려면 다음을 수행할 수 있습니다. 디지털 주파수 카운터용 활성 광대역 입력 프로브.
개략도이러한 프로브가 그림 1에 나와 있습니다. 이 장치는 직사각형 펄스 셰이퍼를 갖춘 매우 민감한 입력 프로브로, 높은 입력 임피던스와 낮은 입력 커패시턴스를 갖습니다. 장치가 계속 작동하는 입력 주파수 범위는 2Hz ~ 38MHz입니다. 이는 직사각형 펄스 성형기의 상한 주파수가 일반적으로 1...10MHz를 초과하지 않는 다른 유사한 장치의 작동 주파수 범위를 크게 초과합니다.


1MHz 이상의 주파수에서는 일반적으로 디지털 주파수 측정기가 올바르게 작동하기 위해 사각 펄스 셰이퍼를 사용할 필요가 없지만 보다 광대역 능동형 프로브를 사용하면 수동 측정 횟수가 많아 주파수 측정기 작업의 편의성이 높아집니다. "저주파" 작동 모드에서 "고주파" 작동 모드로 또는 그 반대로 주파수 측정기를 전환하는 것이 줄어듭니다. 액티브 광대역 입력 프로브를 사용하면 주파수 측정기가 "고주파" 모드에서 작동할 때 저주파 신호를 부정확하게 측정할 가능성도 줄어듭니다.

높은 감도와 높은 입력 임피던스를 통해 석영 공진기 또는 회로 옆에 프로브 팁을 배치하기만 하면 저전력 발생기의 주파수를 측정할 수 있습니다. 또한 석영 공진기의 작동 주파수를 측정하려면 일반적으로 프로브로 금속 본체를 접촉하는 것으로 충분합니다. 가정 또는 자동차 라디오 방송국의 작동 송신기의 주파수를 측정하려면 공통 와이어의 "악어"를 원격 장치 끝으로 단락시키고 결과 루프를 "P"회로로 가져 오는 것으로 충분합니다. 1...10 cm 거리의 ​​안테나 이 비접촉 측정 방법은 실제로 측정 회로의 매개 변수에 영향을 미치지 않는다는 점에서 편리합니다.

장치 작동
C1, R1, C2, R2, SZ, R3 요소의 보호 회로를 통한 임의 형태의 입력주기 신호는 절연 게이트 VT1이있는 n 채널 고주파 전계 효과 트랜지스터의 게이트에 공급됩니다. 최대 1.5V의 신호 진폭을 갖는 작동 모드에서 프로브의 입력 임피던스는 약 1MOhm입니다. 입력 커패시턴스는 약 4pF입니다. 다이오드 VD1-VD6은 입력 신호의 진폭을 제한하고 VT1을 입력 과부하로부터 보호합니다. VT1의 증폭기 스테이지는 RC 필터 R7, C4, C5를 통해 전력을 공급받습니다. 다음으로, 분리 커패시터 C7을 통해 드레인 VT1의 신호는 공통 소스가있는 회로에 연결된 전계 효과 트랜지스터 VT2 및 VT3을 사용하여 2 단 증폭기에 공급됩니다.

트랜지스터 VT4 및 VT5의 캐스케이드는 TTL 레벨로 증폭된 신호를 직사각형에 가까운 모양으로 제공하고 신호는 저항 R16을 통해 입력 DD1.1 중 하나에 공급됩니다. 논리 요소 D1.1 및 D 1.2의 슈미트 트리거와 D1.3 및 D1.4의 출력 버퍼는 에지의 가파른 정도를 증가시키고 TTLSH의 카운터/분할기 입력에 공급하는 데 이미 적합한 직사각형 신호를 생성합니다. CMOS 마이크로 회로.

10 ... 20 mV의 진폭을 갖는 저주파 정현파 신호가 VT3의 드레인에서 장치 입력에 적용되면 전반적인 높은 이득으로 인해 신호 모양이 이미 직사각형에 가까워집니다. 셰이퍼는 저주파 영역에서 정확하게 작동할 수 있습니다. HL1 LED는 +5V 공급 전압이 있음을 알리고 커패시터 C9-C11이 전원 공급 회로를 차단하고 있습니다.

건설 및 세부 사항
LED를 제외한 장치의 모든 부품은 122x22mm 크기의 인쇄 회로 기판에 장착할 수 있습니다(그림 2). 입력 프로브는 ULPTsTI TV용 그리드 필드 생성기에서 175x20x20mm 크기의 하우징에 조립됩니다(사진 참조).

설계에는 C1-4, C1-14, MLT 또는 이와 유사한 수입 저항기와 같은 저항기를 사용할 수 있습니다. 저항은 수직으로 설치됩니다. 트리머 저항기 RP1-63M 또는 이와 유사한 것. 세라믹 커패시터 K10-17, K10-50 또는 수입품이 사용됩니다. 커패시터 C1은 DC 250V의 작동 전압을 위한 소형 필름 커패시터입니다. 이러한 커패시터를 사용하면 최대 160V의 진폭을 갖는 저주파 신호(100kHz 미만)를 입력에 공급할 수 있습니다. 수입된 산화물 전해 커패시터는 작동 전압이 6V인 소형, 로우 프로파일, 바람직하게는 탄탈륨입니다.
1N4148 다이오드는 KD503, KD510, KD521, KD522로 대체할 수 있습니다. AL307KM LED는 다른 LED로 교체 가능합니다. KP305D 트랜지스터 대신 2P305, KP305 시리즈 중 하나가 가능합니다.

이 트랜지스터를 설치하는 동안 모든 단자는 와이어 점퍼로 감겨져 있으며, 이 트랜지스터는 얇은 튜브를 사용하여 단자를 함께 연결한 상태로 판매되어야 합니다. KP307E 트랜지스터는 KP307, 2P307 시리즈, 바람직하게는 2P307A로 대체될 수 있습니다. 트랜지스터 KT645D는 KT645, KT6111, VS550으로 대체 가능합니다. 일부 트랜지스터의 핀아웃은 그림 2에 나와 있으며, 터미널에서 본 모습입니다. IC K1533LAZ는 K531LAZ 또는 고속 K1554LAZ로 대체될 수 있습니다.
초크 L1은 인덕턴스가 22...100μH이고 권선 저항이 0.2Ω 이하인 소형 산업용 인덕턴스입니다.


장치 설정
프로브의 입력은 악어를 사용하여 공통선과 일시적으로 단락됩니다. 저항 R5 및 R10을 선택하면 드레인 VT1 및 VT2의 전압을 2...3V로 설정해야 합니다. R8을 선택하면 드레인 VT3의 전압을 1.5...2V로 설정해야 합니다. 다음으로, 주파수가 50...100Hz이고 진폭이 1...50mV인 정현파 신호가 셰이퍼의 입력에 공급됩니다. 이동 접점 R15의 위치를 ​​조정하면 VT5 컬렉터의 출력에서 ​​직사각형 신호 모양이 달성됩니다. 오실로스코프가 없으면 R15는 최대 감도로 조정됩니다.
장치를 디지털 주파수 측정기의 입력에 연결함으로써 R18을 선택하면 입력 신호의 진폭이 가장 낮은 저주파에서 DD1 마이크로 회로의 안정적인 스위칭이 달성됩니다. 필요한 경우 2.2...15μF 용량의 커패시터를 VT5 베이스의 단자에 연결하고 음극 단자는 공통 와이어에 연결하여 장치의 감도를 높일 수 있습니다.

액티브 프로브에 전원을 공급하려면 부하 전류가 0.2A인 +4.9...5.3V의 전압 소스가 적합합니다. 주파수 측정기에 +5V의 전압이 있는 경우 이 전원 소스에 사용할 수 있습니다. 파워 리저브.
장치를 설치한 후 회로 기판을 여러 겹의 접착 테이프로 감싸고 그 위에 접착성 알루미늄 호일로 된 차폐층을 감습니다. 알루미늄 호일 스크린은 장치의 공통 와이어에 연결됩니다. 그런 다음 보드를 케이스에 삽입할 수 있습니다. 이러한 능동 프로브는 80C31(1830BE31) 마이크로컨트롤러에 조립된 주파수 카운터 생성자 모델 F51.12와 함께 오랫동안 사용되었습니다.

안드레이 부토프, p. 야로슬라블 지역의 쿠르바.
원천.