Свежие обсуждения
Измерения

Ищу схему ВЧ-генератора

1 4 5
Vovikus: озаботился получением прямоугольных импульсов с мало-мальски крутыми фронтами

"Меня терзают смутные сомненья..."
Склоняюсь к тому, что там нет прямоугольника - синус.

Сам получал приличного вида синус на логических элементах. Достаточно было завысить частоту генерации относительно скоростных возможностей применяемой микросхемы.

Даже как фильтр работает - подаёшь на вход логического элемента меандр ВЧ, а на выходе получаешь синусоидальное.

P.S.
Но за эксперименты - спасибо! :)

 

В ходе экспериментов родилась такая длинная схема из трёх корпусов ИМС по шесть инверторов в каждой:

Переменное сопротивление с конденсатором вносят дополнительную задержку распространения сигнала, что совместно с галетным переключателем позволяет плавно устанавливать любую частоту от максимальной до минимальной.
Если первая ИМС самая быстрая, наподобие SN74S04N (К531ЛН1) или CD74AC04E (К1554ЛН1),  последняя - самая медленная К561ЛН2,  а средняя - К555ЛН1, то получается плавное перекрытие  от  53-67 МГц  до  2-3 МГц. 
Для уменьшения минимальной частоты вместо К555ЛН1 надо бы попробовать К155ЛН1, но её у меня не нашлось. И К561ЛН2 тоже в единственном экземпляре. Однако для опробования осциллографа и этого хватило.  

 

Логические элементы дают неодинаковую длительность импульса и паузы. Заполнение, согласно подсчёту осциллографа, 45%...55%, и это видно даже просто глазами, без измерений. Может когда-нибудь я добавлю в схему D-триггер из ТМ2. Получу идеальный меандр (со скважностью ровно 2), хотя и потеряю "половину частоты" :).

У импульсов с истинно Транзисторно-Транзисторной-Логики  полки неодинаковы, на нижней - выброс. Подстроечное сопротивление на выходе генератора эти выбросы устраняет, но тогда вверху угол зализан.

У КМОП-ИМС с полевыми транзисторами на выходе прямоугольник выше всяких похвал (конечно в рамках моих топорных экспериментов).

Влияние подстроечного сопротивления на выходе генератора так меня впечатлило, что я снял о нём кино :)  (19 секунд). Без сопротивления (если подстроечное R=0) на полках импульсов видны паразитные колебания.  Если сопротивление слишком велико, прямоугольник превращается в зубы акулы :)  :

Быстрая ИМС, один из элементов которой стоит буфером на выходе генератора, обещает скорость нарастания/спада напряжения на выходе в единицы наносекунд (2-3-4 нс, максимум до 8 нс). А осциллограф и вовсе грозится лишь тремя наносекундами (КВО до 100 МГц). Но у меня фронты быстрее 16-18-20 нс почему-то не получались:

.

А у китайцев на сайте как красиво:  

 

Исследования таких сигналов проводят на согласованной нагрузке. Т.е. входное сопротивление прибора должно быть равно волновому сопротивлению соединительного кабеля. Для этого выпускались переходники с сопротивлением 50 и 75 Ом

.

 

И не только входное и волновое, а и выходное сопротивление генератора. То есть, надо строить специальный согласующий каскад с высоким входным сопротивлением и низким выходным.  

 

P.S. И не забывайте про ёмкость кабеля и самого монтажа, пару pF и синус готов на таких частотах.

 

Сейчас попробовал максимально приблизиться к китайской картинке.
Для получения нужной амплитуды припаял на выход генератора потенциометр-делитель (тремя выводами, как громкость обычно делают). Для него понадобилась частотная компенсация :)  - допаял подстроечный конденсатор - это сработало.  Но звон на полках всё равно пришлось убирать подстроечным сопротивлением-реостатом  последовательно с выходным выводом микросхемы. 
Причём это всё пока без щупа :). Генератор и осциллограф соединены между собой короткими проводами 12-15 см. Щуп вносит свой звон и с ним буду разбираться позже.
Получилось, что форму сигнала надо регулировать аж тремя элементами, а амплитуда зависит от двух из них. Еле-еле что-то приемлемое накрутил, но у китайцев картинка всё равно заметно лучше.  Фронты круче, углы чётче, полки ровнее.  И с частотой дискретизации не понятно. У меня - равномерная ёлочка на фронтах, а у них - какие-то неодинаковые тянучки.  

 

И фронты быстрее не стали:

 
DWD: Даже как фильтр работает - подаёшь на вход логического элемента меандр ВЧ, а на выходе получаешь синусоидальное.

Я шутил, что частота моего генератора регулируется путём перетыкания микросхем в панельках :). Но у вас ещё шутейнее: перетыканием ИМС меняется частота среза ФНЧ :).
Интересно, чем вы смотрели форму?  Мой новый, (самый быстрый из имеющихся) осциллограф на частотах более 11-12 МГц перестаёт различать круглые и квадратные колебания, всё становится круглым :).
На фотке - сигнал с CD74AC04Е (ТТЛ-совместимая, очень-очень быстрая КМОП), которая сама по себе генерит на частоте 65-70 МГц (то есть 10 МГц для её ЛЭ, включенного выходным буфером - пустяк)

Даже самая медленная К561ЛН2 генерирует на частоте  ~ 8 МГц, и достоверно увидеть форму сигнала  внутри трёх её закольцованных инверторов  я не смог. 

 
Vovikus: Мой новый, (самый быстрый из имеющихся) осциллограф

Вы уверены, что вот эти китайские поделки всерьёз можно назвать таким красивым словом? Это показометры простейшие. На действительно "правильный" осциллограф у Вас бюджета не хватит (либо земноводное задушит, если найдутся такие деньги).

 

:)  Нет, не уверен. Но мой QDSO 2013 года был ещё проще и показометрее :).  Ради проверки я и затеял этот сыр-бор с круто-фронтовым генератором :). И не знаю, насколько моя проверка удалась. Полученные  ~18 нс - явно не обещанные 3-3,5 нс (3,5 нс - это для комплектного щупа Р6100).
Могу лишь сказать, что этот ФНИРСИк заметно высокочастотнее моего старого одесского осцилла, имеющего настоящие полноценные 16-18 МГц  и  32 Мвыборки/сек. Отличнейший и добротнейший был Осцилл, очень жаль, что он морально устарел (более 10 лет этой разработке). 
Также вижу, что этот мой чудо-юдо-генератор :) выдаёт гораздо более красивые прямоугольные импульсы, чем китайский DDS 5 МГц.  Это не в укор китайцам, их DDS - отличная штука, на столе мало места занимает. К управлению я привык, вполне можно пользоваться, отдельные крутилки частоты и амплитуды, отдельные ТТЛ-выходы.  Но для проверки КВО осциллографа он не подходит, - медленный. И фронты трясутся на МегаГерцах.