Lampowy stopień wejściowy dla częstościomierza TTL ?

[Furman Zenobiusz]

Jak zapewne niektórzy zauważyli w innym wątku, zbieram do kupy, odnawiam i dokańczam porzuconą przez ojca ponad 15 lat temu (albo i więcej) konstrukcję DIY częstościomierza -> viewtopic.php?f=9&t=15759

Urządzenie to nie ma żadnego stopnia wejściowego, z tego co widzę pierwszy stopień od razu na dzień dobry chciałby sygnał o poziomach TTL.
Z racji tego, że dwie płytki jeszcze nie przejrzane/nie uruchomione i staram się skompletować jakąś dokumentację, myślę czy nie przygotować od razu jakiegoś stopnia wejściowego.

Dostępne napięcia zasilające - jest +240V oraz nieużywane uzwojenie kilkanaście V, z którego spokojnie da się uciągnać 1-2 lampy (może nawet jakąś z serii P z prostą redukcją na rezystorze, czyli tanio), oraz chęć uzyskania wejścia o dużej impedancji i idiotoodporności wejścia, a także przede wszystkim nie zakłócanie ducha epoki w której zbudowany był ten sprzęt dużo nowszymi podzespołami powodują, że myślę nad wejściem na lampie. Niestety moje doświadczenie z takimi konstrukcjami jest zerowe i nie wiem czy w ogole jest to wykonalne.

Stopnie wejściowe reszty częstościomierza ('szybkie' dzielniki/liczniki) prawdopodobnie oczekują czegoś na kształt prostokątnych szpilek. W zakresie niskich częstotliwości to nie problem, bo mogę sobie wzmocnić sygnał praktycznie byle czym i ociosać diodami zenera do formy przypominającej z grubsza prostokąt.
Ale jak sądzę, od kilkuset kHz w górę ten numer już nie przejdzie, tymczasem z dotychczas zebranych informacji wynika, że częstościomierz ten powinien pociągnąć spokojnie do 100MHz, może nawet i wyżej, bo pierwszy licznik jest superszybki a dalej już robią się co najwyżej pojedyńcze MHz. Szkoda byłoby więc psuć efekt od razu na wejściu.

Podstawowe pytanie brzmi - czy da radę na jednej, max dwóch lampach zbudować układ który wzmocni nieco sygnał (szału nie oczekuję, ale jakby działało tak od 0,3V na wejściu to bym się nie pogniewał, zresztą nie wiem jak to jest w fabrycznych konstrukcjach), oraz ociosa go do postaci strawnej dla wejścia TTL ?
Nie mam bladego pojęcia o tego typu konstrukcjach i nawet nie wiem gdzie zacząć szukać, ale jak ktoś mnie 'kopnie' we właściwym kierunku jakoś doczytam co potrzeba i dam radę.

[Jado]

Witam,

Swojego czasu (czyli w roku 1989) zrobiłem podobny częstościomierz - na TTL'ach...ale dla odmiany - skończyłem go Tak więc stoi do dziś na stole i nawet czasami się jeszcze przydaje. Z tym, ze mój jest na LED'ach, a nie nixie.
Schemat był częsciowo moim pomysłem, częsciowo kompilacją schematów z Re czy ksiązek.
Ale wracajac do tematu - układ wejsciowy jest na tranzystorach - z tym, ze pierwszy stopień jest na polowym BF245, pozostałe dwa (lub trzy, bo schemat był modyfikowany) to BF520.
W razie czego służę schematem.
Czy dałoby się zrobić odpowiednik na lampach? Oto jest pytanie Tu widzę ze sa sprzęzenia stałoprądowe między stopniami - oprócz ostatniego.
Elementem formującym sygnał TTL, jest bramka Schmitt'a.
Za pomocą PR'ka poziom napiecia na wejsciu bramki ustawiony jest w okolicy "przerzutu", a sygnał zmienny ze wzmacniacza dodaje sie do stałopradowego, powodujac przekraczanie granicy przerzutu - w takt napięcia dostarczonego do wejscia wzmacniacza.
Sprzężenia stałoprądowe jak rozumiem dają mozliwośc pomiaru od 1-2Hz.

[Furman Zenobiusz]

Mam wydrukowany schemat jakiegoś częstościomierza z wyjściem na LEDach, właśnie z tranzystorami na wejściu, ale za nimi są bramki NAND 74S00 i dzielnik 74S74. Mój wygląda na dużo bardziej złożony - zamiast 7 w stopniach wejściowych i w stopniu generatora 16 układów.
Rozpracowywanie tego jest bardzo żmudne, bo po pierwsze nie mam żadnego schematu, a po drugie niektóre układy mają zatarte napisy.

Z tego co zauważyłem, do liczenia sygnał wcale nie musi być jakiś specjalny. Do testów zrobiłem niskooporowy dzielnik, wejście pierwszego licznika cały czas na potencjale masy, ale przy pojawieniu się jakiegoś sygnału, dodatnie jego połówki podbijały napięcie wejścia z 0V do poziomu potrzebnego do zliczenia impulsu. Żeby napięcie nie wyskoczyło mi ponad dopuszczalne 5,5V zastosowałem diodę 5,3V i nawet jakoś to działało, do kilkudziesięciu kHz nie zaobserwowałem problemów. Wyżej póki co nie bardzo mam jak przetestować.

Ze stopniem wejściowym na tranzystorach o tyle łatwiej, że przy zasilaniu ich z dostępnego napięcia +5V nie ma się co martwić o zabezpieczenie samego wejścia liczników przed nadmiernym wzrostem napięcia.
Jednak podejrzewam, że jeśli chodzi o obciążanie mierzonego układu, stopień na lampie całkowicie zdeklasowałby tranzystory bipolarne.
Może zrobię hybrydę, na wejściu jakaś trioda a dalej pojedyńczy tranzystor Rozwiązałbym chyba dwa problemy za jednym zamachem.

[Vic384]

Czesc
Ja mysle, ze najlepiej dac polowy BF245, a nastepnie linearyzowana bramke 74LS00 lub 74AS00. Da Ci to czulosc okolo 50mV w pasmie do 35 - 45 MHz. Wiekszej Ci chyba nietrzeba? No i cale wejscie bedzie mialo z 15-cie elementow.
Pozdrowienia

[Furman Zenobiusz]

Czułość taka spokojnie by mnie zadowoliła, ale w ten sposób prawdopodobnie obciąłbym zakres pomiarowy co najmniej o połowę, w pierwszych stopniach liczników są układy dla których 100MHz to bułka z masłem.
Dążę do wykonania stopnia wejściowego, który da radę mierzyć w różnych warunkach - żeby czasami nie bał się pomiarów w lampowym sprzęcie (napięcie zmienne o potencjalnie dużej amplitudzie) i tym bardziej nie obciążał zanadto mierzonych obwodów. W lampowych generatorach czasami wystarczy wpiąć się z miernikiem na siatkę żeby zerwać drgania, tego właśnie chciałbym uniknąć.

[Vic384]

Czesc
BF245 da Ci taka opornosc wejsciowa jak lampa. 74AS00 pracuje do ponad 125MHz.
Pozdrowienia

[Furman Zenobiusz]

No to w takim razie będę próbował z tranzystorami.
Cała sekcja dzielników wejściowych i przełącznika zakresów to układy 74S i 74A.

Tak przy okazji - jak wykonać dzielnik wejściowy, źeby układ przynajmniej nie uszkadzał się przy przypadkowym kontakcie z wyższymi napięciami ? Wystarczy wzorować się na woltomierzu zbudowanym na BF245?

[dipol]

z odbiornikiem linii b/dobre rozwiązanie.Z lampą problem z dopasowaniem poziomów 0/1
73!

[Furman Zenobiusz]

Poczytałem trochę o technice TTL, zwłaszcza o formowaniu przebiegów i uzyskiwaniu ich z zewnętrznych sygnałów. Myślę, że uzyskanie z lampy wymaganego dla TTL kształtu i poziomów nie byłoby aż tak problematyczne, po prostu nieco bardziej skomplikowane niż dla stopnia tranzystorowego i obarczone nieco większym ryzykiem w razie uszkodzenia się jakiegoś elementu.

Prace nad stopniem wejściowym na razie odłożyłem, bo bez uruchomionego i skalibrowanego generatora i tak nic dalej nie zrobię.
Zresztą muszę doczytać co nieco o konstrukcjach częstościomierzy, bo niejasna jest kwestia pomiarów sygnałów o skomplikowanych kształtach. Co na przykład z pomiarem prostokąta z którego dajmy na to wystają dwie szpilki (teoretycznie) ? Zależnie od ustawień progów przerzutnika mogą wyjść co najmniej dwa różne pomiary.

[tszczesn]

Prace nad stopniem wejściowym na razie odłożyłem, bo bez uruchomionego i skalibrowanego generatora i tak nic dalej nie zrobię.
Zresztą muszę doczytać co nieco o konstrukcjach częstościomierzy, bo niejasna jest kwestia pomiarów sygnałów o skomplikowanych kształtach. Co na przykład z pomiarem prostokąta z którego dajmy na to wystają dwie szpilki (teoretycznie) ? Zależnie od ustawień progów przerzutnika mogą wyjść co najmniej dwa różne pomiary.

Te częstościomierze które ja używam mają po prostu detekcję przejścia przez zero (czyli wielkie wzmocnienie i obcinacz) i już, widziałem konstrukcję, gdzie była regulacja poziomu wyzwalania, co prawda tylko dla mniejszych częstotliwości.

[Furman Zenobiusz]

Mam już kilka ciekawych pomysłów na stopień wejściowy, chciałbym mieć możliwość pomiarów na przebiegach które jednak przez zero nie przechodzą, stąd będzie m.in. regulacja wzmocnienia oraz prawdopodobnie regulacja progów wejściowej bramki.

Myślałem też nad zrobieniem prostej automatyki - wsadzić w stopień wejściowy selektodę i jakieś proste sprzężenie zwrotne, regulujące wzmocnienie, żeby w pewnym zakresie poziom sygnału trafiającego do układu kształtowania był mniej więcej stały.

W stopniu wejściowym jednak będzie chyba jakaś lampa - w zakresie nieprzesadzonych napięć będzie to przecież praktycznie galwaniczna izolacja wejścia. Jedynym poważnym minusem jest fakt, że istniejące napięcie +200V podlega dość wysokim wahaniom w takt przełączania się lampek podczas pomiaru, więc będę musiał wykombinować jakiś filtr.
To chwilowo jednak dalsze plany, dopóki nie okiełznam całości, brakujące bloki tj. dodatkowy dzielnik 74S196, układ kształtowania, wzmacniacz oraz zasilacz są prowizoryczne.

[tszczesn]

Mam już kilka ciekawych pomysłów na stopień wejściowy, chciałbym mieć możliwość pomiarów na przebiegach które jednak przez zero nie przechodzą, stąd będzie m.in. regulacja wzmocnienia oraz prawdopodobnie regulacja progów wejściowej bramki.

Każdy przebieg przejdzie przez zero jak mu składową stałą kondensatorem wytniesz

[Furman Zenobiusz]

A jak wtedy wygląda kwestia niskich częstotliwości ?

W sumie to w tym mierniku szału i tak nie będzie, w końcu to tylko na moje własne potrzeby. Do dzisiaj nie miałem częstościomierza w ogóle i jakoś dawałem radę, więc jaki nie wyjdzie ostatecznie i tak będzie dobry.
Myślałem o regulowanym wzmocnieniu i progach ze względu na możliwość osobnego pomiaru częstotliwości przy różnych poziomach badanego przebiegu, np. dla takiego:

Clipboard01.jpg

Zależnie od ustawień progu wyjdą dwie różne wartości. Chociaż nie wiem, czy w praktyce może to się do czegoś przydać.

Następny w planach jest zasilacz, jak uda mi się wyprodukować ostateczną wersję i nie będzie problemów z przyklapywaniem +200V, zobaczymy, czy da się dorzucić 9-tą lampę do kupy scalaków

[Vic384]

Czesc
Zrob tak jak ja: podwajacz napiecia z ktorego prostujesz i zasilasz +5V, dodany do napiecia "anodowego". Nastepnie stabilizator na 2 x dioda zenera 50 czy 52V i wtornik na tranzystorze IRF840. Do tego dochodzi 3 oporniki i nastepna dioda zenera, ale tym razem 12V i juz masz stabilizowane +200V nawet z zabezpieczeniem przed zwarciem. Prad wyjsciowy zalezy od mocy trafa, ale te 100mA powinie Pan miec, a wiecej chyba nietrzeba.
Pozdrowienia

[Furman Zenobiusz]

W moim wypadku jest łatwiej - posiadam trafo dedykowane dla kombinacji Nixie + TTL, tak więc wysokie napięcie jest. Kwestia jakiegoś okiełznania go, ponieważ bardzo mocno 'lata' w zależności od tego co aktualnie pokazują Nixie. Lampek jest 8 i gdy 'naliczają' pomiar, wyraźnie widać silny wpływ na napięcie anodowe - po wpięciu oscyloskopu widać skoki o amplitudzie kilka V i częstotliwości badanego przebiegu.
Być może wystarczy dorzucić niewielkie kondensatory przy lampkach, podobnie jak przy układach scalonych.

Układy scalone też nie pozostają bez wpływu obciążając niskonapięciowe uzwojenie prądem w porywach do 2A przy pomiarach częstotliwości rzędu 40-50MHz, a system liczników jest jeszcze niekompletny, chociaż wiele się już nie zmieni - dojdzie płytka z 74S196 więc pobór prądu wzrośnie o tyle, ile układ ten będzie pobierał stojąc bezczynnie - po przełączeniu sygnału na wejście 1:10 pobór prądu najwyżej spadnie.

IRFa niestety zastosować nie mogę, ponieważ urządzenie budowane jest (a w zasadzie rozbudowywane i poprawiane) jedynie w oparciu o elementy dostępne w latach 80-tych. Za to jeśli wydajność trafa pozwoli (dziś lub jutro się okaże, zależnie od czasu) mogę do stabilizacji dla stopnia wejściowego zastosować stabiliwolta (może nawet ze dwa w szeregu) - mam ich sporo więc mogą się w końcu przydać.