Důvodem vzniku tohoto zařízení bylo značné množství nashromážděných křemenných rezonátorů, zakoupených i pájených z různých desek, a mnohé neměly žádné označení. Když jsme cestovali po obrovském prostoru internetu a snažili se sestavit a spustit různé, bylo rozhodnuto přijít s něčím vlastním. Po mnoha experimentech s různými generátory, jak na různých digitálních logikách, tak na tranzistorech, jsem si vybral 74HC4060, i když také nebylo možné eliminovat vlastní oscilace, ale jak se ukázalo, nevytváří rušení během provozu zařízení .
Quartz metrový obvod
Zařízení je založeno na dvou generátorech CD74HC4060 (74HC4060 nebyl v obchodě, ale soudě podle datasheetu jsou ještě „chladnější“), jeden pracuje na nízké frekvenci, druhý na vysoké. Nejnižší frekvence, které jsem měl, byly hodinové quartz a nejvyšší frekvence byly neharmonické quartz na 30 MHz. Vzhledem k jejich sklonu k samobuzení bylo rozhodnuto spínat generátory jednoduše přepínáním napájecího napětí, které je indikováno příslušnými LED diodami. Po generátorech jsem nainstaloval logický opakovač. Možná by bylo lepší nainstalovat kondenzátory místo rezistorů R6 a R7 (sám jsem to nezkontroloval).
Jak se ukázalo, na zařízení běží nejen quartz, ale také všemožné filtry se dvěma nebo více nohami, které byly úspěšně připojeny k příslušným konektorům. Jeden „dvounožec“ podobný keramickému kondenzátoru byl uveden na trh na 4 MHz, který byl později úspěšně použit místo křemenného rezonátoru.
Fotografie ukazují, že pro testování rádiových komponent se používají dva typy konektorů. První je vyroben z částí patic - pro výstupní části a druhý je fragment desky přilepený a připájený ke stopám přes odpovídající otvory - pro křemenné rezonátory SMD. Pro zobrazení informací se na mikrokontroléru PIC16F628 nebo PIC16F628A používá zjednodušený měřič frekvence, který automaticky přepíná limit měření, to znamená, že frekvence na indikátoru bude buď kHz nebo v MHz.
Podrobnosti o zařízení
Část desky je osazena na olověné části a část na SMD. Deska je určena pro jednořádkový LCD indikátor Winstar WH1601A (to je ten s kontakty vlevo nahoře), kontakty 15 a 16, které slouží k osvětlení, nejsou směrovány, ale kdo potřebuje, může si doplnit stopy a detaily pro ně. Nezapnul jsem podsvícení, protože jsem použil nepodsvícený indikátor z nějakého telefonu na stejném ovladači, ale nejprve tam byl jeden Winstar. Kromě WH1601A můžete použít WH1602B - dvouřádkový, ale druhý řádek nebude použit. Místo tranzistoru v obvodu můžete použít jakoukoli stejnou vodivost, nejlépe s větší h21. Deska má dva napájecí vstupy, jeden z mini USB, druhý přes můstek a 7805. V dalším pouzdru je místo i pro stabilizátor.
Nastavení zařízení
Při ladění tlačítkem S1 zapněte nízkofrekvenční režim (rozsvítí se LED VD1) a zasunutím křemenného rezonátoru na 32768 Hz do odpovídajícího konektoru (nejlépe ze základní desky počítače) nastavte pomocí ladícího kondenzátoru C11 frekvence na indikátoru na 32768 Hz. Rezistor R8 nastavuje maximální citlivost. Všechny soubory - desky, firmware, datové listy k použitým rádiovým prvkům a další, ke stažení v archivu. Autor projektu - nefedot.
Diskutujte o článku ZAŘÍZENÍ PRO KONTROLU FREKVENCE QUARTZU
Není dostupný
Ohlásit
o příjezdu do skladu
K oblíbenýmSada komponentů pro sestavení měřiče frekvence s funkcí zkoušečky křemenných rezonátorů.
Jednoduchý a levný, vyvinutý na bázi mikrokontroléru PIC se schopností zohlednit frekvenční posun superheterodynních přijímačů při měření s pětimístným LED indikátorem, pohodlný a intuitivní.
Funkce
- Rozlišení displeje se automaticky přepne, aby byla zajištěna maximální přesnost čtení s 5místným displejem.
Doba měření (gate time), během které se počítají vstupní impulsy, se také automaticky změní. - Pokud se frekvenční měřič používá pro měření na krátkovlnných přijímačích nebo vysílačích, možná budete muset přičíst nebo odečíst hodnotu frekvenčního offsetu od naměřené frekvence. Posunutá frekvence je v mnoha případech rovna střední frekvenci, protože měřič frekvence je obvykle připojen ke generátoru proměnné frekvence přijímače.
- Pro měření oscilační frekvence křemene jej jednoduše připojte ke konektoru označenému „Crystal under test“
dodatečné informace
Hlavní rysy:
Rozsah měření frekvence: 1 Hz - 50 MHz
Měření křemene pro všeobecné použití při generování frekvence v rozsahu: 1 MHz - 50 MHz
Automatické přepínání pásem
Programovatelné nastavení pro přidanou a odečtenou hodnotu frekvenčního posunu při úpravách a měřeních ve VKV přijímačích a vysílačích.
Maximální vstupní napětí 5 Voltů
Režim úspory energie při napájení z autonomního zdroje proudu
Je možné použít 5V z USB rozhraní
Minimální počet komponentů, jednoduchá montáž a konfigurace
Otázky a odpovědi
- Dobrý den, lze objednat tento produkt v množství 1 kus?
- Ano samozřejmě, že můžeš!
- Ahoj. Jaký napěťový rozsah měřené frekvence je povolen na vstupu v režimu měření frekvence?
- Logická úroveň TTL, až 5 voltů
- Ahoj. Jaké je maximální vstupní napětí pro tento měřič frekvence?
- 5 voltů
- Dobrý den, kdy bude tato stavebnice v prodeji, konkrétně v obchodě Chip and Dip?
- Dobré odpoledne Produkt je nyní ve fázi příjmu do skladu hotového zboží, myslím, že do týdne bude k dispozici k objednání přes náš internetový obchod. Pokud jde o Chip a Dip, tato otázka by měla být položena přímo jim.
- Dobrý den! Řekni mi, co se děje. Měřič frekvence ukazuje stále stejné číslo. 65,370
- O takovém problému slyšíme poprvé. Při správném sestavení začne zařízení okamžitě fungovat a nevyžaduje konfiguraci. Podívejte se na instalaci a zajistěte správnou instalaci všech součástí. Hodnotu konstantních rezistorů je nutné před instalací zkontrolovat multimetrem.
Měřič frekvence je užitečné zařízení v radioamatérské laboratoři (zejména při absenci osciloskopu). Kromě měřiče frekvence mi osobně často chyběl tester quartzových rezonátorů - z Číny začalo přicházet příliš mnoho vadných výrobků. Nejednou se stalo, že sestavíte zařízení, naprogramujete mikrokontrolér, nahrajete pojistky tak, aby byl taktován externím quartzem a hotovo - po nahrání pojistek programátor přestane vidět MK. Důvodem je "rozbitý" křemen, méně často - "buggy" mikrokontrolér (nebo pečlivě přeznačený Číňany s přidáním například písmene "A" na konci) a narazil jsem až na 5%. mimochodem, docela známá čínská sada frekvenčních čítačů se mi absolutně nelíbila quartz tester na mikrokontroléru PIC a LED displeji z Aliexpressu, protože často místo frekvence ukazoval buď frekvenci. počasí v Zimbabwe nebo frekvence „nezajímavých“ harmonických (nebo jsem možná měl smůlu).
Rád bych to řekl hned Není možné zkontrolovat křemenný rezonátor pomocí multimetru. Chcete-li zkontrolovat křemenný rezonátor pomocí osciloskopu, musíte připojit sondu k jednomu z křemenných svorek a zemního krokodýla k druhému, ale tato metoda nedává vždy pozitivní výsledek, níže je popsáno proč.
Jedním z hlavních důvodů selhání křemenného rezonátoru je banální pád, takže pokud přestane fungovat dálkový ovladač televizoru nebo klíčenka autoalarm, pak je první věcí, kterou musíte udělat, je zkontrolovat. Generaci na desce nelze vždy zkontrolovat, protože osciloskopová sonda má určitou kapacitu, která je obvykle cca 100pF, to znamená, že při připojení osciloskopové sondy připojíme kondenzátor o jmenovité hodnotě 100pF. Vzhledem k tomu, že jmenovité kapacity v obvodech křemenných oscilátorů jsou desítky a stovky pikofaradů, méně často nanofaradů, zapojení takové kapacity vnáší do konstrukčních parametrů obvodu významnou chybu, a proto může vést k selhání generace. Kapacita sondy může být snížena na 20pF nastavením děliče na 10, ale ne vždy to pomůže.
Na základě toho, co bylo napsáno výše, můžeme usoudit, že pro testování křemenného rezonátoru potřebujete obvod, ke kterému osciloskopická sonda nebude rušit generování, po připojení ke kterému nebude rušit generování, to znamená, že obvod by neměl snímat kapacitu sondy. Volba padla na Clappův generátor s tranzistory a aby nedošlo k přerušení generování, byl na výstup připojen emitorový sledovač.
Pokud držíte desku proti světlu, můžete vidět, že pomocí vrtačky získáte úhledná místa, pokud vrtáte šroubovákem, jsou téměř čisté). V podstatě se jedná o stejnou instalaci na záplaty, jen záplaty nejsou nalepeny, ale navrtány.
Fotku vrtačky si můžete prohlédnout níže.
Nyní přejdeme přímo ke kontrole křemene. Nejprve si vezměme quartz na 4,194304 MHz.
Quartz na frekvenci 8 MHz.
Quartz na 14,31818 MHz.
Quartz na 32 MHz.
Rád bych řekl pár slov o harmonických, Harmonické- oscilace na frekvenci, která je násobkem základní frekvence, pokud je základní frekvence křemenného rezonátoru 8 MHz, pak se harmonické v tomto případě nazývají oscilace na frekvencích: 24 MHz - 3. harmonická, 40 MHz - 5. harmonická a již brzy. Někdo by se mohl divit, proč jsou v příkladu pouze liché harmonické, protože Quartz nemůže pracovat na sudé harmonické!!!
Quartzový rezonátor s frekvencí vyšší než 32MHz jsem nenašel, ale i tento výsledek lze považovat za výborný.
Je zřejmé, že pro začínajícího radioamatéra je výhodnější metoda bez použití drahého osciloskopu, takže níže je schéma pro kontrolu křemene pomocí LED. Maximální quartz frekvence, kterou jsem mohl testovat pomocí tohoto obvodu je 14MHz, další hodnotu jsem měl 32MHz, ale s ní se generátor nespustil, ale je tam dlouhá mezera od 14MHz do 32MHz, s největší pravděpodobností to půjde na 20 MHz.
Oscilace hrají v moderním světě jednu z nejdůležitějších rolí. Existuje tedy dokonce takzvaná teorie strun, která tvrdí, že vše kolem nás jsou jen vlny. Existují ale i další možnosti využití těchto znalostí a jednou z nich je křemenný rezonátor. Stává se, že jakékoli zařízení pravidelně selhává a nejsou výjimkou. Jak se můžete ujistit, že po negativním incidentu stále funguje, jak má?
Řekněme si pár slov o křemenném rezonátoru
Křemenný rezonátor je analogem oscilačního obvodu založeného na indukčnosti a kapacitě. Ale je mezi nimi rozdíl ve prospěch prvního. Jak je známo, pojem činitel jakosti se používá k charakterizaci oscilačního obvodu. V rezonátoru na bázi křemene dosahuje velmi vysokých hodnot - v rozmezí 10 5 -10 7 . Navíc je efektivnější pro celý okruh při změnách teploty, což se promítá do delší životnosti dílů, jako jsou kondenzátory. Označení křemenných rezonátorů ve schématu je ve formě svisle umístěného obdélníku, který je na obou stranách „složený“ deskami. Navenek na výkresech připomínají hybrid kondenzátoru a rezistoru.
Jak funguje křemenný rezonátor?
Z křemenného krystalu je vybroušena destička, prsten nebo tyč. Na něj jsou aplikovány alespoň dvě elektrody, což jsou vodivé pásy. Deska je pevná a má vlastní rezonanční frekvenci mechanických vibrací. Při přivedení napětí na elektrody dochází vlivem piezoelektrického jevu ke stlačení, smyku nebo ohybu (v závislosti na tom, jak byl křemen řezán). Oscilující krystal v takových případech funguje jako induktor. Pokud je frekvence dodávaného napětí stejná nebo velmi blízká svým přirozeným hodnotám, pak je pro udržení provozu potřeba méně energie při významných rozdílech. Nyní můžeme přejít ke zdůraznění hlavního problému, a proto vzniká tento článek o křemenném rezonátoru. Jak ověřit jeho funkčnost? Byly vybrány 3 metody, o kterých bude řeč.
Metoda č. 1
Zde tranzistor KT368 hraje roli generátoru. Jeho frekvence je určena křemenným rezonátorem. Když je připojeno napájení, generátor začne pracovat. Vytváří impulsy, které se rovnají frekvenci jeho hlavní rezonance. Jejich sekvence prochází kondenzátorem, který je označen jako C3 (100r). Filtruje stejnosměrnou složku a poté přenáší samotný puls do analogového frekvenčního měřiče, který je postaven na dvou diodách D9B a následujících pasivních prvcích: kondenzátor C4 (1n), rezistor R3 (100k) a mikroampérmetr. Všechny ostatní prvky slouží k zajištění stability obvodu a k tomu, aby se nic nepřepálilo. V závislosti na nastavené frekvenci se může měnit napětí na kondenzátoru C4. Jedná se o poměrně přibližnou metodu a její výhodou je snadnost. A v souladu s tím, čím vyšší je napětí, tím vyšší je frekvence rezonátoru. Existují však určitá omezení: na tomto obvodu byste jej měli zkoušet pouze v případech, kdy se pohybuje přibližně v rozmezí tří až deseti MHz. Testování křemenných rezonátorů, které přesahují tyto hodnoty, obvykle nespadá pod amatérskou radioelektroniku, ale níže budeme uvažovat o výkresu, jehož rozsah je 1-10 MHz.
Metoda číslo 2
Pro zvýšení přesnosti můžete k výstupu generátoru připojit frekvenční měřič nebo osciloskop. Poté bude možné vypočítat požadovaný ukazatel pomocí Lissajousových čísel. Ale mějte na paměti, že v takových případech je křemen vybuzen, a to jak na harmonických, tak na základní frekvenci, což zase může způsobit významnou odchylku. Podívejte se na níže uvedené diagramy (tento a předchozí). Jak vidíte, existují různé způsoby, jak hledat frekvenci, a zde budete muset experimentovat. Hlavní věcí je dodržovat bezpečnostní opatření.
Kontrola dvou křemenných rezonátorů najednou
Tento obvod vám umožní určit, zda jsou funkční dva quartzové rezistory, které pracují v rozsahu od jednoho do deseti MHz. Také díky němu rozpoznáte rázové signály, které jdou mezi frekvencemi. Můžete tedy nejen určit výkon, ale také vybrat quartzové rezistory, které se k sobě svým výkonem nejvíce hodí. Obvod je realizován dvěma hlavními oscilátory. První z nich pracuje s quartzovým rezonátorem ZQ1 a je implementován na tranzistoru KT315B. Pro kontrolu provozu musí být výstupní napětí větší než 1,2 V a stiskněte tlačítko SB1. Uvedený indikátor odpovídá signálu vysoké úrovně a logickému signálu. V závislosti na křemenném rezonátoru lze požadovanou hodnotu pro testování zvýšit (napětí lze při každém testu zvýšit o 0,1A-0,2V na hodnotu doporučenou v oficiálních pokynech pro použití mechanismu). V tomto případě bude výstup DD1.2 1 a DD1.3 0. Také indikující činnost quartz oscilátoru se rozsvítí LED HL1. Druhý mechanismus funguje podobně a bude o něm hlášen HL2. Pokud je spustíte současně, rozsvítí se také LED HL4.
Při porovnání frekvencí dvou generátorů jsou jejich výstupní signály z DD1.2 a DD1.5 odeslány do DD2.1 DD2.2. Na výstupech druhých invertorů obvod přijímá signál modulovaný šířkou pulzu, aby pak mohl porovnat výkon. Vizuálně to můžete vidět blikáním LED HL4. Pro zlepšení přesnosti je přidán frekvenční měřič nebo osciloskop. Pokud se skutečné indikátory liší o kilohertz, pak pro určení vyšší frekvence křemene stiskněte tlačítko SB2. Pak první rezonátor sníží své hodnoty a tón úderů světelného signálu bude nižší. Pak můžeme s jistotou říci, že ZQ1 je vyšší frekvence než ZQ2.
Vlastnosti šeků
Při kontrole vždy:
- Přečtěte si pokyny dodané s křemenným rezonátorem;
- Dodržujte bezpečnostní opatření.
Možné příčiny selhání
Existuje několik způsobů, jak deaktivovat křemenný rezonátor. Vyplatí se seznámit se s některými z nejoblíbenějších, abyste se v budoucnu vyhnuli problémům:
- Pády z výšek. Nejoblíbenější důvod. Pamatujte: ve svém pracovním prostoru musíte vždy udržovat pořádek a sledovat své činnosti.
- Přítomnost konstantního napětí. Obecně se křemenné rezonátory nebojí. Ale existovaly precedenty. Chcete-li zkontrolovat jeho funkčnost, zapojte do série kondenzátor 1000 mF - tento krok jej vrátí do provozu nebo zabrání negativním důsledkům.
- Amplituda signálu je příliš velká. Tento problém lze vyřešit různými způsoby:
- Generační frekvenci posuňte mírně do strany tak, aby se lišila od hlavního indikátoru mechanické rezonance křemene. Toto je složitější možnost.
- Snižte počet voltů, které napájí samotný generátor. Toto je jednodušší varianta.
- Zkontrolujte, zda je křemenný rezonátor skutečně mimo provoz. Důvodem poklesu aktivity tedy může být tavidlo nebo cizí částice (v tomto případě je nutné jej důkladně vyčistit). Může se také stát, že izolace byla používána příliš aktivně a ztratila své vlastnosti. Chcete-li tento bod zkontrolovat, můžete na KT315 připájet „tříbod“ a zkontrolovat jej osou (současně můžete porovnat aktivitu).
Závěr
Článek pojednával o tom, jak zkontrolovat výkon takových prvků elektrických obvodů, jako je frekvence křemenného rezonátoru, a také jejich vlastnosti. Byly diskutovány způsoby, jak získat potřebné informace, a také možné důvody, proč během provozu selhávají. Ale abyste se vyhnuli negativním důsledkům, vždy pracujte s čistou hlavou - a pak bude provoz křemenného rezonátoru méně rušivý.
