Wobulator z wykorzystaniem platformy Arduino styczeń 2017
Wobulator działa w oparciu o skanowanie częstotliwości w zakresie pomiarowym i odczycie napięcia wyjściowego badanego układu, które jest podawane i wyświetlane na ekranie. Generator sterujący oparty jest na module DDS. W menu ustawiamy częstotliwość dolną i częstotliwość górną po czym włączamy skanowanie. Ilość kroków skanowania odpowiada ilości pikseli jaką da się zobrazować na ekrenie w poziomie. Pojawia się w skali logarytmicznej charakterystyka dowolnego filtra pasmowego.
Na zdjęciu widać pomiar charakterystyki filtra kwarcowego składającego się z czterech kwarców 8MHz i pięciu kondensatorów 100pF. Pomiar odbywa się poprzez skanowanie częstotliwości od 7,998MHz do 8,002MHz.
Schemat wobulatora
Ekran graficzny ma rozdzielczość 128 na 64 pikseli. Sygnał z wyjścia kierujemy na wejście badanego układu a sygnał pomiarowy kierujemy na wejście miernika. Wartość sinusoidalnego napięcia skutecznego na wyjściu miernika przy ustawieniu -0dB to 2V. Na wyjściu generatora DDS wstawiłem wzmacniacz na tranzystorze RD16HHF1 z ukształtowaną charakterystyką. Ten układ wzmacniacza daje jednolite wzmocnienie sygnału w całym zakresie KF. Impedancja wyjściowa ma wartość około 75ohm. Tłumik ma zastosowanie w przypadku kiedy badany układ (czwórnik) ma napięcie wyjściowe większe od wejściowego. Tak jest w przypadku niektórych złożonych filtrów lub obwodów rezonansowych. Poniżej przedstawiłem projekt PCB. Na płytce jest układ wzmacniacza w.cz. który nie spełnił wymogów poziomu napięcia wyjściowego i liniowości. Zastosowałem odrębny moduł wzmacniacza, który w obudowie jest przymocowany do ścianki aluminiowej chłodzącej tranzystor RD16HHF1.
Zakres pomiarowy od 100kHz do 30MHz. Minimalny krok ustawianych częstotliwości to 10Hz. Na zdjęciach widać metalową obudowę głowicy pomiarowej z czułym wzmacniaczem logarytmicznym i detektorem na układzie scalonym AD8307.
Projekt płytki PCB i wizualizacja układu elementów.
Układ i opis wyprowadzeń pinów ekranu graficznego zastosowanego w mierniku.
Układ i opis wyprowadzeń pinów mikroprocesora Atmega16-PU.
Wobulator Świat Radio luty 2017
Na ekranie pojawia się, w skali logarytmicznej, charakterystyka dowolnego filtra pasmowego. Wobulator umożliwia wizualizację charakterystyki dowolnego czwórnika pasywnego. Może to być filtr kwarcowy, filtr pasmowy dolno, środkowo lub górno przepustowy, filtr typu PI i inne. Miernik posiada akumulator umożliwiający kilka godzin pracy bez zasilania zewnętrznego. Pomiar polega na ustawieniu dolnej i górnej częstotliwości zakresu pomiarowego i włączeniu skanowania.
Jest to wersja wobulatora z wykorzystaniem platformy Arduino, w tym przypadku Arduino Mega z ekranem graficznym o rozdzielczości 480 pikseli na 320 pikseli. Zastosowanie Arduino umożliwiło mi wykonanie miernika bez projektowania i lutowania płytki z elementami SMD wysokiej skali integracji co ograniczało mnie w wykonywaniu złożonych urządzeń elektronicznych. W tym systemie występują cztery moduły a ich połączenie odbywa się zaledwie kilkoma przewodami. Zakres pracy miernika od 100kHz do 30MHz. W głowicy pomiarowej pracuje analogowy detektor logarytmiczny AD8307. Minimalny poziom sygnału odbierany jest na poziomie -80dB w stosunku do sygnału maksymalnego. Zmieniający się poziom napięcia wyjściowego generatora DDS w miarę zmian częstotliwości sygnału wyjściowego jest kompensowany programowo. Wobulator działa w oparciu o skanowanie częstotliwości w zakresie pomiarowym i odczycie napięcia wyjściowego badanego układu, które jest podawane i wyświetlane na ekranie. Generator sterujący oparty jest na module DDS. W menu ustawiamy częstotliwość dolną i częstotliwość górną po czym włączamy skanowanie. Ilość kroków skanowania odpowiada ilości pikseli jaką da się zobrazować na ekranie w poziomie.
Na lewym zdjęciu widać wnętrze miernika: górna część płytki Arduino Mega, pod nią ekran TFT o rozdzielczości 480p na 320p, dalej przetwornica napięcia z 3,7V na 5V, akumulator LiJon 18650 o pojemności 3200mAh, płytka z joystickiem oraz głowica pomiarowa z układem AD8307. Prawe zdjęcie pokazuje płytę czołową z ekranem. Na ekranie widać kompleksowe menu pokazujące wszystkie funkcje wyboru. Sterowanie i wprowadzanie danych odbywa się za pomocą joysticka. Dla miernika trzymanego w ręku okazało się to bardzo ergonomiczne.
Na lewym zdjęciu widać płytę czołową z joystickiem, wystarczającym do obsługi miernika czyli ustawień zadanych wartości pomiarowych. W środku zdjęcie tylnej części obudowy. Tylna ścianka przykręcona jest tylko jedną śrubą. Po prawej stronie widać miernik, bez naklejonej czołówki, z wejściem i wyjściem sygnału z gniazdami BNC .
Widok niezaekranowanej głowicy pomiarowej z układem scalonym AD8307. Głowica została zalutowana ekranem z blachy ocynowanej.
Widok przetwornicy StepUp przetwarzającej napięcie akumulatora LiJon 3,7V na napięcie zasilające układ 5V.
Pomiar filtra kwarcowego zbudowanego z pomocą tego miernika. Filtr drabinkowy składa się z pięciu kwarców 12MHz i sześciu kondensatorów 82pF. Filtr znakomicie sprawdził się w transceiver.
Obudowa została wykonana z płytek lutowanego i klejonego laminatu miedziowego. Tak wykonana obudowa umożliwia mocowanie, poprzez wlutowanie, wszystkich modułów i elementów składowych. Z boku wyprowadzenie złącza mikro USB do komunikacji z komputerem. Możliwe jest programowanie układu i przenoszenie danych na ekran komputera.
Sposób wykonania obudowy. Widoczny pojemnik na akumulator.
Jurek SQ7JHM
SQ7JHM
