Схема предварительного усилителя к частотомеру

Характеристики схемы предварительного усилителя-делителя

1. Входное сопротивление, МОм — 1
2. Входная емкость, пФ — 50
3. Входное напряжение (в диапазоне частот 20 Гц…30 МГц), мВ — 27
4. Входное напряжение (в диапазоне частот 10 Гц…120 МГц), мВ — 50
5. Диапазон измерения частоты — 0 Гц… 100 МГц

* Измерения выше 100 МГц не производились по техническим причинам. Не было генератора сигналов с диапазоном выше 100 МГц.

В последнее время разрабатывается много схемных решений на PIC-контроллерах. К их числу относятся частотомеры. Но в большинстве разработок частотомеров на PIC-контроллерах входные усилители имеют простое схемное решение. Они, как правило, подвержены большому "мусору" извне. Это, как правило, помехи.

Входные усилители с простым схемным решением имеют, как правило, верхнюю полосу пропускания входного сигнала 30… 50 МГц. Во входных усилителях, с полосой пропускания выше 100 МГЦ…1 ГГц используется, как правило, делитель на микросхеме К193ИЕ3 , SAB6456 или U664B . Все эти микросхемы достаточно дороги пока для большинства радиолюбителей. А если радиолюбителю нужен частотомер для измерения сигнала до 80…130 МГц? На помощь пришла не дефицитная и недорогая микросхема К500ЛП116, тем более, что с десяток лет назад она уже имела применение во входных цепях частотомеров .

На рис. 1 представлена схема входного усилителя сигнала для частотомера, содержащего микросхему К500ЛП116. Еще отличительной особенностью данного входного усилителя является входной аттенюатор (рис. 2). С помощью него можно погасить входные шумы измеряемого сигнала, т.к. входной сигнал может содержать множество шумовых либо гармонических составляющих, которые способствуют нестабильному отражению показаний на дисплее либо неточности измерения.

Диоды VD1 и VD2 ограничивают амплитуду входного сигнала. Транзисторы VT1 и VT2 образуют усилитель с единичным усилением, с высоким входным сопротивлением и низким выходным. Сигнал с коллектора транзистора VT2 через цепочку L1, С4 подается на вход DD1.1 (выв. 13). Второй вход (выв. 12 DD1.1) соединен с общей шиной че-рез конденсатор С7. С выхода DD1.1 сигнал поступает на триггер Шмитта, собранного на DD1.3. С помощью резистора R8 можно выровнять симметрию сигнала и улучшить чувствительность предварительного усилителя. Транзисторы VT3 и VT4 представлены как дифференциальный усилитель, который согласует ТТЛ вход с выходом предварительного усилителя.

После сборки, при заведомо исправных деталях, усилитель начинает работать сразу. Надо только выровнять симметрию сигнала. Делается это следующим образом.

На вход усилителя подается синусоидальный сигнал частотой 1 МГц и напряжением 30 мВ. С помощью резистора R8 выравнивают симметрию выходного сигнала. Если уровень сигнала не соответствует уровню ТТЛ, подбирают сопротивление резистора R15.

Входной аттенюатор особенностей не имеет, в настройке не нуждается и его монтаж осуществляется непосредственно на контактах переключателя SA1, навесным монтажом.

Печатная плата (рис. 3 и рис. 4) размером 90×30 мм, двухсторонняя. На стороне деталей оставлена фольга полностью, а отверстия под детали раззенкованы, кроме отверстий, показанных черными кружочками. Это места пайки непосредственно к фольге. Верхний слой фольги — общая шина "земли".

Транзисторы VT2, VT3 и VT4 можно заменить транзисторами с граничной частотой не ниже 250…300 МГц: КТ3108А — frp. = 250 МГц, КТ3108В — frp. = 300 МГц, КТ357Г — frp. = 300 МГц.