ВЧ-ДЕЛИТЕЛЬ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТ
В.ФЕДОРОВ, г.Липецк
В статье [1] описан делитель частоты, предназначенный для расширения измеряемого частотомером диапазона частот до 2,3 ГГц (коэффициент деления его равен 160, а не 16, как ошибочно указано в статье). На рис.1 изображена принципиальная схема делителя на 1000 для частотомера, позволяющего гарантированно регистрировать частоты до 5 ГГц.
Рис. 1
Измеряемый сигнал через диоды VD1, VD2 (защищающие вход VT1 от перегрузки по напряжению) и ФВЧ L1-C2 с частотой среза около 50...60 МГц поступает на входной СВЧ-усилитель с коэффициентом усиления по мощности на частоте 5 ГГц - около 12 дБ, собранный на транзисторе VT1.
Усиленный сигнал подается на десятичный счетчик DD1 SP8910 фирмы "Mitel Semiconductor". Счетчик представляет собой делитель на 10, работающий на любых частотах от нуля (постоянный уровень) до 5 ГГц (амплитуда сигнала на входе - около 200 мВ). В принципе, при увеличении уровня входного сигнала увеличивается также и максимальная регистрируемая частота (авторский экземпляр делителя успешно регистрировал частоту автогенератора, собранного на ЗП606В, при выходной мощности последнего 1,5 Вт и частоте 8 ГГц. Частота сравнивалась с результатом, полученным с эталонного частотомера).
Второй делитель на 10 собран на аналогичной микросхеме, а в качестве третьего делителя (также на 10) использована отечественная ТТЛШ-микросхема К531ИЕ2 (желательно выбрать экземпляр с fвx.max=80...100 МГц). Каскад на VT2 согласует выходное и входное сопротивления делителей DD2, DD3 соответственно.
На выходе делителя установлены четыре элемента 2И (КР1533ЛИ1), которые распределяют сигнал между четырьмя контрольными выходами, один из которых (выход 4) соединяется со входом частотомера. При подаче на вывод 13 DD4 низкого ТТЛ-уровня запрещается прохождение сигнала на вход частотомера. Делитель питается от источника питания частотомера (+5 В).
Конструктивно делитель выполнен на двустороннем фольгированном фторопласте (ФАФ-4) толщиной 1 мм. Топология входных цепей изображена на рис.2. От точности изготовления платы зависит работоспособность делителя в целом.
Входные элементы - SMD-типа (в том числе DD1, DD2). Использование элементов с длинными выводами недопустимо. Делитель помещен в дюралюминиевый корпус. Катушка L1 - бескаркасная, имеет 8 витков провода ПЭВ-2 00,5 мм, намотана на оправке 00,5 мм. Разъем XW1 - СВЧ, типа SMA, XW2...XW4 - СЗ-50. Вместо DD2 допустимо применение другого делителя (Тв>900 МГц) с коэффициентом деления, отличным от 10 (например, К193ИЕ8), с соответствующей переделкой печатной платы. Однако следует помнить, что такая доработка допустима лишь при использовании делителя с частотомером на основе микроЭВМ (для коррекции результата путем умножения на соответствующий коэффициент). В качестве С16...С18 используют КМ-6. Вместо VT1 можно применить ЗП324А (с соответствующим подбором R4), VT2 можно заменить на КТ306А или КТ316А.
Налаживание делителя производится следующим образом. Отсоединяют С16 от DD2 и на него подают прямоугольные импульсы амплитудой 2,5 В и частотой 50...100 МГц. На одном из выходов DD4 частотомером фиксируют поделенную частоту (5...10 МГц). Если таковая отсутствует, убеждаются в работоспособности VT2, DD3, DD4. Подбирают экземпляр DD3 (вместо этой микросхемы можно установить панельку), устойчиво работающий на частотах до 80... 100 МГц. Далее восстанавливают соединениесС16, аС12 отсоединяют от DD1 и подают на него синусоидальный сигнал амплитудой 2,5 В и частотой 700 МГц. На выходе делителя будут присутствовать импульсы частотой 7 МГц. Восстанавливают соединение с С12. Отсоединяют С7 от стока VT1 и подают на него синусоиду амплитудой 2,5 В и частотой 2 ГГц. На выходе делителя регистрируют колебания 2 МГц. Восстанавливают соединение с С7 и подают на вход XW1 сигнал амплитудой 50 мВ (2 ГГц). Частотомер должен устойчиво регистрировать эту частоту. Повышая входную частоту до 5 ГГц, убеждаются в надежности регистрации колебаний в широких пределах входных амплитуд.
При работе пробником на частотах выше 2 ГГц необходимо учитывать согласование его входного сопротивления с сопротивлением измеряемых цепей.
Литература
1. Федоров В. СВЧ-делитель для частотомера. - Радиолюбитель, 2000, N3, С.33.
Радиолюбитель 4/2001, с.33.