Amarok

Moje motorka

Návody

Download

Guestbook

LCF metr

V podstatě se jedná o tři samostatně fungující celky - čítač frekvence, převodník kapacity na frekvenci a převodník indukčnosti na frekvenci.

Čítač frekvence

Jedná se o poněkud neobvyklý čítač, protože nevyužívá mikroprocesor jako většina čítačů v jiných návodech. Napájení celého LCF metru je obstaráno transformátorem 12V/250mA a napětí je stabilizováno stabilizátory 7905 a 7805.
Na vstupu čítače (cinch připojený k F-IN) je C1 oddělující stejnosměrnou složku signálu, diody a rezistor slouží jako ochrana před přepětím. Přepínačem S3 (ON-OFF-ON) se na vstup čítače připojuje výstup z L a C měřiče. POT1 slouží k nastavení citlivosti zvenku, při oživování se nastaví na nejmenší odpor a VR1 se potom nastaví tak aby byla citlivost co největší. LED1 bliká se stejnou frekvencí jako je frekvence na vstupu a slouží k měření malých frekvencí <0.2Hz. U7 funguje jako tvarovač signálu, U3 je binární dělička zmenšující frekvenci 64x, připojuje/odpojuje se pomocí přepínače S1. U1 a U4 jsou dekadické děličky, které zmenšují frekvenci 10x, 100x, 1000x nebo 10000x. U6 je PLL a společně s U5 zvyšují frekvenci 100x pro potřebu měření malých frekvencí. Samotné měření frekvence je obstaráno převodníkem LM331, což je převodník frekvence na napětí, na jehož výstupu je RC filtr a digitální panelové měřidlo zobrazující frekvenci. Rozsah LM331 je nastaven na 0.1mV/Hz. VR2 slouží ke kalibraci čítače (např. pomocí krystalového oscilátoru). DM1 je napájen ze symetrického napětí +-5V, z tohoto důvodu dojde ke změně rozsahu z 200mV na cca 320mV, to je nutné opravit buď nastavením trimru na panelovém měřidle, nebo zvětšením VR2. C14 musí být teplotně stabilní, kapacita může být 6.8 nebo 8.2nF. Relé slouží k připojování/odpojování PLL. S2 je otočný šesti-polohový dvoupólový přepínač sloužící pro volbu rozsahů.
Na rozsahu 20.00Hz je signál z U7 přiveden přímo k PLL, kde je jeho frekvence 100x zvýšena na 2000Hz a pomocí LM331 převedena na napětí 200mV. Rozsah 200.0Hz je zapojen obdobně, až na to, že signál z U7 je nejprve zmenšen 10x a následně vynásoben 100x. U rozsahu 2000Hz jde signál z U7 přímo k LM331. U rozsahu 20.00KHz je signál z U7 přiveden do U4 kde je zmenšen 10x na 2000Hz a následně převeden na napětí 200mV pomocí LM331. Rozsahy 200.0KHz a 2000KHz jsou provedeny obdobně jako rozsah 20.00KHz pouze signál z U7 je vydělen 100x respektive 1000x.
Rozsah čítače je 0.2Hz až 50MHz (možná i víc, nemám to čím vyzkoušet, 74HC393 by měl pracovat do 100MHz), vstupní napětí musí mít amplitudu více jak zhruba 1V, což ale záleží na U7 (nejlepší je 74AC04, 74HC04 a 74HCT04)

Převodník kapacity na frekvenci

Jedná se o CMOS verzi obvodu 555, který je zapojený v astabilním režimu (více o zapojení 555 je zde), výstupní frekvence z pinu3 je vyvedena k přepínači S3, který zakreslen ve schématu čítače a zároveň je vyvedena na cinch konektor. Měřený kondenzátor se připojuje mezi svorky C-C. Kapacita se spočítá jako 1/(20800*C)-C0. C0 je parazitní kapacita a zjistí se tak, že se spočítá kapacita, která odpovídá frekvenci na které obvod kmitá pokud není žádný kondenzátor připojen. Rozsah měřených frekvencí je od jednotek pF teoreticky do nekonečna (při 1mF je perioda výstupního signálu už 22s, takže se měření musí provádět ručním měřením času pomocí LED1).

Převodník indukčnosti na frekvenci

Tohle zapojení jsem našel v jednom starším Amáru, jedná se o LC oscilátor, který je schopný pracovat s velkým rozsahem L/C. Při uvádění do provozu se na výstupní svorky připojí indukčnost alespoň 10uH, VR1 a VR3 se nastaví zhruba doprostřed a VR2 na největší odpor. Takto by mělo vše pracovat, pokud nebude je nutné nastavit jinak VR1 a VR2. VR3 se pak nastaví tak, aby byl na výstupu přibližně sinus. Změnou polohy VR1 a VR2 se ovlivní rozsah měření. C1 musí být teplotně stabilní a měl by mít co nejmenší toleranci, protože se z něj vypočítává indukčnost. L=1/(4*Pi^2*f^2*C)-L0. L0 se spočítá z frekvence při zkratovaných výstupních svorkách, pokud při zkratovaných výstupních svorkách nebude na výstupu žádný signál je potřeba mezi výstupní svorku a desku převodníku vložit malou indukčnost (stovky nH). Rozsah měření je od stovek nH do několika H, indukčnost nesmí mít větší stejnosměrný odpor vinutí než 200Ohm. Výstup L-FO je přiveden na přepínač S3 a zároveň je vyveden na cinch.

Na fotce je moje provedení LCF metru v krabičce U-KM85, přepínačem vlevo (ON-OFF-ON, ve schématech není zobrazen) je zapnut převodník kapacity na frekvenci a přepínačem vpravo (ve schématu S3) je výstupní frekvence převodníku přivedena k čítači. Zobrazená frekvence 1.172MHz odpovídá parazitní kapacitě (C0, u mě 41pF), která se musí pokaždé od změřené kapacity odečíst. Žluté cinch konektory jsou výstupy frekvence z převodníků L->F a C->F, LED signalizují zapnutí (díky blesku není dobře vidět, že LEDka nad F(C) svítí). LEDka napravo od displeje bliká se stejnou frekvencí jako signál na vstupu a slouží k měření frekvencí pod 0.2Hz - pomocí stopek se změří délka periody a frekvence se dopočítá..

 
Autor: Luboš "Amarokcz" Stříteský
Převodník indukčnosti na frekvenci převzat z Amatérského Radia 10/82
Převodník F->U převzat z datasheetu LM331