Предделитель частоты 10 ГГц для 100-мегагерцового частотомера

Рейтинг:  0 / 5

Подробности

Категория: Частотомеры

Опубликовано: 25.10.2018 23:25

Просмотров: 2440

Wayne Ryder   Electronic Design
Описанный здесь предварительный делитель подключается к входу 100-мегагерцового частотомера для расширения его диапазона измерений до 10 ГГц. Изготовление такой схемы для измерения частот свыше 100 МГц обойдется намного дешевле, чем покупка частотомера с верхним пределом 1 ГГц ил и 10 ГГц. При создании дешевого предварительного делителя пришлось пойти на некоторые компромиссы и нарушить некоторые правила (о которых подробнее будет сказано ниже).

При использовании этого или любого аналогичного предделителя будут потеряны две младших значащих цифры. Ели измеряемая частота равна 9,123,456,789 Гц, то на дисплее будет отображаться 9,123,456,7хх Гц. Учитывая значения измеряемых частот, отсутствие индикации двух младших цифр не будет проблемой. Вторым источником ошибок является сам частотомер. Его точность должна быть проверена. Для этого можно подключить к частотомеру выход 100-мегагерцового генератора, выбрав время измерения одна или 10 секунд. Задающий генератор частотомера следует также откалибровать, используя сигналы службы точного времени WWV или аналогичные источники.
Частота входного сигнала последовательно понижается (Рисунок 1) 10-гигагерцовым статическим делителем на 2 (IC1), 7-гигагерцовым делителем на 5 (IC2) и делителем на 10 (IC3, верхняя частота 1 ГГц). Все элементы устройства размещены в литом алюминиевом корпусе размером 190 мм * 120 мм х 50 мм (глубина). Электронные компоненты смонтированы на двухсторонней печатной плате толщиной 1.57 мм с размерами 175 мм х 50 мм. Размеры корпуса и платы некритичны.
Входной разъем J1 был припаян к обеим сторонам печатной платы. Это обеспечивает надежность механического крепления входного конденсатора и микросхемы IC1. С этой же целью диаметр отверстия в корпусе прибора для разъема Л был сделан лишь слегка большим, чем диаметр самого разъема. Под гайку разъема SMA вокруг отверстия было выфрезеровано углубление. Защитные диоды к разъему J1 не подключались ввиду их влияния на чувствительность схемы. Теплоотводящая площадка на нижней стороне IC1 не заземлялась, хотя этого требовала инструкция по монтажу.
Ввиду малого шага выводов IC2 (0.65 мм), для ее монтажа у изготовителя микросхемы была приобретена оценочная плата. Весь набор микросхем стоил $26, а оценочная плата - $164. Для предделителя. который не предполагается использовать на частотах свыше 1.3 ГГц, можно рассмотреть вариант с единственной микросхемой IC3. Хотя, согласно справочным данным, верхняя рабочая частота IC3 равна 1 ГГц, она хорошо работает и на частоте 1.3 ГГц.
Ток, потребляемый предделителем от источника питания, составляет примерно 170 мА. Перед тем, как подключать электронику схемы, убедитесь, что напряжение на входе микросхемы 7805 находится в диапазоне от 8 до 15 В, а выходное напряжение равно +5 В. Все конденсаторы с емкостью от 0.1 мкФ и ниже имеют корпуса для поверхностного монтажа.
Предделитель имеет ряд ограничений. Нижняя частота входного сигнала равна 200 МГц. В отсутствие сигнала на входе микросхема IC3 самовоозбуждается. Динамический диапазон устройства несколько ограничен (см. Таблицу 1). Последнее, вероятно, связано с внутренней конструкцией самой микросхемы.
Предделитель работает уже более года, помогая решать множество задач.

Материалы по теме
1. HMC361G8 Datasheet Analog Devices
2. HMC438MS8G, HMC438MS8GE Datasheet Analog Devices
3. LM340, LM7805 - 7815 Datasheet Texas Instruments
4. MC12080 Datasheet Технический паспорт ON Semiconductor
5. F-90X Datasheet Трансформатор
6. Входной делитель частоты
7. Усовершенствование предварительного делителя частоты