Frecventmetru... Nuclear

[gsabac]

Lucraturi prea frumoase, ca in reclame, pe cind primele probe.

In legatura cu ultimul proiect final al circuitului de prescaler , care este ultima varianta de schema adaptoare cu tranzistor.

 

@gsabac

[ALEKS]

Multumesc pentru aprecieri. Ma ajuta sa continui proiectul.

Primele probe le voi face pe masura ce mai avansez cu constructia mecanica si termin cu fixarea tuturor placilor ca sa pot pune cablarea inter-module in forma finala.

 

Nu am mai facut mare lucru la schema principiala a prescalerului. Am adaugat rezistori paralel cu decuplarile intrarilor inversoare si un circuit de comutare a viitorului preamplificator RF (cu SMD-uri) sau a iesirii preamplificatorului pentru uz pana in 25 MHz.

 

Preamplificatorul 2 (canal 2), preamplificatorul RF si prescalerul vor sta intr-un sertar separat. Intrarea RF va fi cu mufa de RF (50 ohm). Preamplificatorul 2 va avea intrare clasica BNC. Iesirea este una singura tip BNC cu semnalul preselectat de releu in functie de ce am nevoie.

 

Pun totusi si schema electrica.

 

 

Intre timp am tot sapat si arat pe Internet dupa 193IE1 si am dat peste un site obscur unde am gasit urmatoarea schema electrica. Este cu 193IE2 dar vad ca are acelasi tip de circuit de adaptare. Ideea adaptarii cu tranzistor intermediar nu este a mea. Am mai vazut pe undeva tipul asta de schema, intr-o revista mai demult. Mi-a atras atentia atunci, ca posibil proiect de viitor, si am retinut cam ce valori aveau rezistorii. Totusi nu le-am recalculat pentru tranzistorul 2N2369A. Nu mai tin minte ce tranzistor era in revista respectiva. Observ ca rusii folosesc un tranzistor tip BF197.

 

[gsabac]

Am vazut schema, dar la ce frecventa se spune ca merge.

Dupa mine daca 74LS90 merge la maximum 40MHz, inseamna ca prescalerul ar trebui sa functioneze la 80MHz,

dar apare o problema care se vede in poza.

Adaptorul intermediar merge, dupa simulare, la limita de 20MHz, dupa care nu mai furnizeaza semnal util pentru TTL.

In cazul dvs. rezulta 20MHz*8=160MHz maximum, adica mult mai putin din 500MHz.

 

@gsabac

[ALEKS]

Schema rusilor (ДЕЛИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ = divizor frecventa) am gasit-o pe acest site. Schema mea (foarte similara chiar si la valorile pieselor) o am pe un caiet pe care am notat-o mai demult.

 

http://radionet.com.ru/shem/shem248.html

 

Rusul spune la un moment dat: "может быть повышена до 290 МГц". Din cate pricep eu, schema lui merge pana la 290 MHz.

In cazul lui, el foloseste 193IE2 care divizeaza cu 10. Pe urma are divizorul 74LS90 cu inca 10. Deci schema lui ar taia 100 MHz din frecventa semnalului de intrare.

 

Intr-adevar in cazul lui, la maximum de 290 MHz intrare, intermediarul ar trebui sa duca 29 MHz.

Doar ca din simularea dvs. rezulta problema despre care ati aratat mai sus!

 

Cum s-ar putea imbunatati circuitul intermediar ca sa poata furniza TTL pana in 60 MHz? Fiindca intr-adevar, in cazul meu integratul 54S196 (asta am prin cutia de piese) duce maximum 50 MHz la intrare. Cu alte cuvinte amplificatorul intermediar ar trebui sa mearga corect la 50-60 MHz (50 MHz * 8 = 400 MHz / 62.5 MHz * 8 = 500 MHz). 50 - 60 MHz este frecventa maxima in baza tranzistorului T1.

 

Multumesc pentru efortul de a simula si pentru tot ajutorul dat. Imi este de un real folos.

Editat Iulie 27, 2017 de ALEKS

[gsabac]

Schema rusilor (ДЕЛИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ = divizor frecventa) am gasit-o pe acest site. Schema mea (foarte similara chiar si la valorile pieselor) o am pe un caiet pe care am notat-o mai demult.

 

http://radionet.com.ru/shem/shem248.html

 

Rusul spune la un moment dat: "может быть повышена до 290 МГц". Din cate pricep eu, schema lui merge pana la 290 MHz.

In cazul lui, el foloseste 193IE2 care divizeaza cu 10. Pe urma are divizorul 74LS90 cu inca 10. Deci schema lui ar taia 100 MHz din frecventa semnalului de intrare.

 

Intr-adevar in cazul lui, la maximum de 290 MHz intrare, intermediarul ar trebui sa duca 29 MHz.

Doar ca din simularea dvs. rezulta problema despre care ati aratat mai sus!

 

Cum s-ar putea imbunatati circuitul intermediar ca sa poata furniza TTL pana in 60 MHz? Fiindca intr-adevar, in cazul meu integratul 54S196 (asta am prin cutia de piese) duce maximum 50 MHz la intrare. Cu alte cuvinte amplificatorul intermediar ar trebui sa mearga corect la 50-60 MHz (50 MHz * 8 = 400 MHz / 62.5 MHz * 8 = 500 MHz). 50 - 60 MHz este frecventa maxima in baza tranzistorului T1.

 

Multumesc pentru efortul de a simula si pentru tot ajutorul dat. Imi este de un real folos.

 

Am inteles acum, ca sub acelasi nume, cu ultima terminatie diferita se afla divizari cu 2,10 sau chiar 100,

deci prescalerul prezentat ar merge bine la 290MHz, fiind limitat de tranzistorul intrarii..

Pentru prescalerul dvs. merge urmatoarea schema care are formeaza semnalul uniform pina la peste 60MHz.

Trebuie remarcat ca 2N2369 este un transistor de 200mA si are beta 40 la 66mA, cit este curentul maxim

din aceasta schema. Frecventa si uniformitatea in banda este realizata cu o rezistenta mica de colector

si cu o puternica reactie negativa paralel-paralel.

 

@gsabac

[ALEKS]

Multumesc pentru ajutorul dat fara de care n-as fi putut definitiva schema.

Sper sa nu fie cu suparare ca v-am trecut in indicatorul schemei electrice.

 

 

Si cablajul reproiectat dupa modificarile indicate:

 

 

Simularea cablajului nu o mai pun fiindca seamana leit, doar ca e verde la culoare. Si oricum in curand vom vedea cablajul realizat practic.

 

A.

[ALEKS]

Urmatorul pas e sa proiectez logica de alimentare.

Pe scurt, un haos de relee si 555-uri.

Pe lung, pentru cei carora le place sa citeasca povesti, am scris vreo doua randuri.

Pentru a putea comanda cele trei functii principale ale aparatului, avand modulele construite in sertare separate, este nevoie de o logica de aplicare a tensiunii de alimentare. Am folosit temporizari pentru energizarea fiecarei bobine de releu. Releul care conditioneaza alimentarile generale ale sertarelor este actionat automat cu o intarziere de cca. 4 sec. la pornirea aparatului din butonul de POWER. Imediat ce aclanseaza, tensiunea de 5 V este disponibila si comutabila pentru alimentarea unuia sau mai multor module. Astfel se poate actiona unul sau mai multe dintre comutatoarele intitulate TIMER, SCALER, AMPLIFIER de pe panoul frontal. Comutarea lor va actiona circuitele de intarziere de cca. 1 sec. care vor aplica tensiunea de alimentare pe bobinele releelor de comanda. Armaturile acestor relee vor comuta tensiunea de alimentare pentru modulele dorite. Faptul ca modulele functioneaza va fi indicat de cate un LED plasat convenabil in dreptul butoanelor de comanda.

Odata ce trec cele 4 secunde de intarziere, circuitul trimite un semnal de aclansare a releului prevazut pentru incarcarea condensatorului electrolitic de filtraj al sursei.

Fiindca sursa de alimentare este prevazuta cu un condensator electrolitic de filtraj de capacitate foarte mare, exista posibilitatea reala ca diodele redresoare sa nu reziste la curentul foarte mare, debitat brusc in momentul aplicarii tensiunii de alimentare. Pentru asta am prevazut un circuit de incarcare bazat pe un rezistor inseriat cu condensatorul. Timpul de incarcare este dat de formula T(sec.) = R(Ω) x C(F). Astfel condensatorul de 60.000 uF se incarca la capacitatea nominala prin rezistorul de 68 R / 5 W in timp de cca. 4 sec. Curentul de incarcare este de 0.17 A. La finalul duratei de 4 secunde, timerul din logica de alimentare prezentata mai sus, aclanseaza si releul de comutare a incarcarii. Armatura lui actioneaza si scurtcircuiteaza rezistorul de incarcare.

Condensatorul arata ca un borcanel de castraveti murati cornichon. L-am defrisat tot de prin montaje cu TTL-uri si asteptam demult un proiect in care sa-l folosesc.

De mentionat ca acest montaj se alimenteaza dinainte de regulatorul de tensiune, direct din bara de 12 V.

Overengineering? Posibil! Imi plac lucrurile ciudate, piesele non-comune, schemele neobisnuite, releele si LED-urile.

Schema electrica principiala:



Si ca sa se inteleaga mai bine cam cum vreau sa fie aparatul final, am stivuit sertarele ce vor intra in componenta lui. Voi construi un sasiu din profile de aluminiu in care sa prind sertarele. Pe urma carcasa finala. Mai e cale lunga de parcurs.



In total vor fi patru sertare in componenta aparatului. Acestea sunt dupa cum urmeaza.

* Timer -- Pentru a genera impulsuri la perioade de timp prestabilite.
* Scaler -- Numarator de evenimente sau frecventmetru.
* Amplifier -- Implementeaza un preamplificator performant pentru semnalele de intrare. De asemenea contine si prescalerul.
* Controller -- Interfata cu utilizatorul sau panoul de control al aparatului.

In sertarul de preamplificator este deja construit un amplificator pentru experimente nucleare. Astfel semnalele de la detectoarele cu scintilatie sunt trecute prin amplificaturl asta si apoi intra in alte circuite.
Din pacate nu-mi este de folos fiindca este prea sensibil si banda de frecvente e mica. Asa ca il voi defrisa si in interiorul lui am sa pun prescalerul 500 MHz - 500 kHz si cu preamplificatorul formator CANAL 2.

In sertarul de timer este deja construit un timer care poate functiona in regim de dublu-puls. E interesant dar preselectia duratei dintre pulsuri e facuta analogic cu un potentiometru. Am sa defrisez si bucata aia si am sa fac un "rezistor" digital pentru un control foarte bun si repetabil (!) al perioadei de generare. Este un proiect de viitor oricum, dupa ce termin ce am de facut pe moment.

A.

[ALEKS]

Si cablajul pentru distributia alimentarilor.

 

 

Si simularea.

 

[ALEKS]

Pentru gsabac (dar si oricine altcineva e curios), ca tot ma intreba de probe.

 

Am conectat cei 24-bit de memorie la frecventmetru. Acum pot citi display-ul fara dureri de cap.

Problema e ca nu am fost prea atent cand am facut cablurile panglica. Astfel am scurt in mufe la cablurile de la afisorul #1 si #3. Asa ca le-am deconectat temporar. Nu-i bai, se rezolva, doar ca-i treaba de migala si nu-mi prea arde cand miroase a concediu.

De altfel cred ca frecventmetrul ia o pauza pana la inceputul lui septembrie cand revin. Pe urma mai vedem ce iese.

 

 

PS: Generatorul e comutat pe kHz. Cu alte cuvinte ce arata scalerul este intre 100 - 999 kHz, in functie de cum invart de condensatorul de acord freventa.

 

A.

Editat Iulie 29, 2017 de ALEKS

[ALEKS]

In continuare prezint logica de semnalizare optica si acustica a depasirii capacitatii de reprezentare. Semnalul OVERFLOW se culege de pe pinul #11 al ultimului numarator CDB490 de pe placa de baza a scalerului. In cazul depasirii capacitatii de reprezentare (6-digit), pe pinul #11 apare pentru scurta vreme un puls. Acesta seteaza bistabilul SR (set-reset) creat din doua porti logice NOR (CDB402) care la randul sau da drumul la oscilatorul bazat pe LM555 si la numaratorul zecimal CDB490. Decodificatorul BCD-zecimal comanda un buzzer electromagnetic cu generator incorporat (cca. 2.4 kHz) pentru a genera doua BEEP-uri scurte dupa care reseteaza bistabilul SR. Ciclul se reia daca reapare semnalul OVERFLOW. Daca acesta apare in timpul in care se executa ciclul de semnalizare, atunci se ignora. LED-ul clipeste in ritmul frecventei generate de LM555 la pinul #3.

 

[ALEKS]

Si cablajul, in varianta dublu-placat.

 

 

[ALEKS]

Pentru delimitarea grupelor de cifre din componenta frecventei am proiectat urmatoarea logica de auto-range punct zecimal. In felul acesta citirea afisajului va fi mai simpla. Astfel in practica am putea avea urmatoarele exemple. De remarcat ca in cazul kHz punctul zecimal separa miile iar in cazul MHz, punctul are dublu rol. Astfel el separa odata cifra miilor si a doua oara cifra sutelor care se afiseaza trunchiat. In logica de mai jos, litera N reprezinta afisor stins.

* x1 kHz : 123.456 (citire: 123 kHz, 456 Hz)

* x1 kHz : NN3.456 (citire: 3 kHz, 456 Hz)

* x1 kHz : NNN456 (citire: 456 Hz)

* x1 MHz : 1.234.56 (citire: 1 MHz, 234 kHz, 560 Hz)

* x1 MHz : N234.56 (citire: 234 kHz, 560 Hz)

* x1 MHz : NNN4.56 (citire: 4 kHz, 560 Hz)

* x1 MHz : NNNN56 (citire: 560 Hz)

* x1 MHz : NNNNN6 (citire: 60 Hz)

* x10 MHz : 12.345.6 (citire: 12 MHz, 345 kHz, 600 Hz)

* x10 MHz : N2.345.6 (citire: 2 MHz, 345 kHz, 600 Hz)

* x10 MHz : NN345.6 (citire: 345 kHz, 600 Hz)

* x10 MHz : NNNN5.6 (citire: 5 kHz, 600 Hz

* x10 MHz : NNNNN6 (citire: 600 Hz)

Si cablajul in varianta dublu strat. Constructiv, acest cablaj are aceleasi dimensiuni cu cel al logicii de semnalizare overflow si se monteaza mecanic unul deasupra altuia cu ajutorul distantierelor hexagonale.

Afisoarele sunt Hewlett-Packard HP5082-7730 cu anod comun. De unde si necesitatea utilizarii invertorului driver CDB406.

Editat August 3, 2017 de ALEKS

[ALEKS]

Am corectat scurturile, pe ultima suta de metri. Nu as fi avut liniste oricum.

De remarcat ca nu erau in mufe, dupa cum am crezut initial. Erau pe cablaj, sub soclul pe care l-am folosit drept conector. Greseala mea ca nu le-am inspectat corect inainte de a pune piesele. Astfel ca afisorul #1 si cu #3 aveau fiecare cate 2 pini in scurt la conectorului pentru mufa, cel ce duce direct in memorii si returneaza semnalul cules din decodificatoare.

Cu un bisturiu chirurgical am reusit sa intru direct sub soclu fara sa mai desfac piesa.

 

In fine, am facut un al 3-lea set de probe.

Masor pe gama de x1 kHz, x1 MHz si x10 MHz. Se vede cum mut sarma la terminalele pe care le-am prevazut la baza de timp. Dupa ce am sa leg logica de control si cu celelalte placi prezentate prin topic, treburile se vor ameliora.

 

https://www.youtube.com/watch?v=4-JIsmpLZNw

 

A.

[ALEKS]

Am conectat si semnalizatorul acustic / optic pentru depasirea capacitatii de reprezentare.

Cand ultimul numarator se reseteaza, apare un puls specific care impreuna cu interfata pe care am construit-o, face buzzerul sa chitaie (se vede si se aude pe film cam cum stau lucrurile).

 

In fine, schema pe care am postat-o mai inainte a suferit ceva modificari asa ca o repostez. Am vrut sa interfatez si overflow-ul cauzat de functia Preset Steps in modul numarare de evenimente astfel ca modificat interfata dintre generatorul de sunet si cele 2 pulsuri specifice (overflow / digit #6 si overflow / preset steps).

 

Schema electrica principiala. Erata, R5 = 68 R. Ce am pus eu acolo a rezultat din calculul curentului pentru alt tip de buzzer pe care nu l-am mai gasit de comandat. Asa ca buzerul cel nou se actioneaza cu 68 R.

 

 

Montajul:

 

 

 

 

 

Si un film cu montajul (la depasire 999.999 kHz intra in actiune): https://www.youtube.com/watch?v=7TsJSeZao4M&feature=youtu.be

 

 

A.

Editat Septembrie 14, 2017 de ALEKS

[ALEKS]

Am plantat si logica alimentarilor. Am testat si merge dupa asteptari. Releul principal comuta releul secundar de forta (nu apare in poze) in cca. 4-5 sec (cat calculasem pentru incarcarea condensatorului de 60.000 uF) iar releele secundare in cca. 1 sec de la actionare.

 

Poze:

 

 

 

 

 

Si fiindca nu stiu de ce nu mai apar filmele pe care le-am pus pe forum, repostez link-urile directe la youtube, pentru eventualele referinte asupra progresului lucrarii.

 

Test #1:

Test #2:

Test #3:

Test #4:

 

Deocamdata cam atat pentru astazi.