Jsem členem Historického Radioklubu Československého.

Souměrný vstupní zesilovač a tvarovač k čítači

Slouží k zesílení slabých sinusových vysokofrekvenčních signálů a jejich vytvarování na obdélník se střídou 1:1 a s logickými úrovněmi 0 V a 5 V . Hodí se k čítači, který má na vstupu logické obvody TTL nebo HCMOS, případně mikrořadič.

Parametry

Citlivost na různých kmitočtech:
 
Kmitočet
 minimální efektivní vstupní napětí [mV]
10 kHz až 10 MHz
 14
30 MHz
 34
65 MHz
 100

Maximální sinusové vstupní napětí (efektivní hodnota): 1.5 V .
Vstupní impedance: cca 500 ohmů. Při vstupním napětí větším než 30 mV je vstupní impedance nelineární.

Napájecí napětí: 5 V stabilizovaných a 9 V nestabilizovaných (smí být 8 až 15 V).
Spotřeba: ze zdroje 9 V 11 mA, ze zdroje 5 V 0 až 10 mA podle frekvence a zatížení výstupu tvarovače.

Stručný popis zapojení

schema předzesilovače s tvarovačemPředzesilovač je tvořen symetrickým párem tranzistorů Q3 a Q4. Zesílené sinusové napětí se tvaruje na obdélníkový průběh Schmittovým invertorem IC1A 74HC14. Tranzistor Q3 pracuje v zapojení se společným kolektorem, a tranzistor Q4 se společnou bází. Tak se neuplatní Millerova škodlivá kapacita báze-emitor a obvod má velkou šířku pásma. Díky symetrickému zapojení je při přebuzení signál omezován symetricky a nemění se střída výstupních impulsů. Tranzistory Q3 a Q4 jsou vybrané na stejné h21e. Proud do jejich emitorů je stabilizován tranzistory Q1 a Q2 na hodnotu 10,6 mA. V klidu oběma tranzistory teče stejný proud 5.3 mA tak, aby na odporu R6 byl úbytek 2.5 V, což je střed mezi překlápěcími úrovněmi Schmittova klopného obvodu. Přesně se napětí na R6 nastaví trimrem R7 tak, aby obvod byl co nejcitlivější a i při slabém signálu dával na výstupu obdélník se střídou 1:1. Díky symetrickému zapojení se toto nastavení málo mění se změnami teploty a stárnutím součástek.
Obvod je konstruován aby měl dobré vlastnosti ve frekvenčním pásmu cca 3 kHz až 30 MHz, ale lze ho upravit pro širší pásmo. Pro rozšíření dolů je třeba paralelně k C1 dát svitkový nebo elektrolytický kondenzátor. Pro rozšíření pásma nahoru je možno zapojit sériově s R6 korekční tlumivku, případně také zmenšit R6 a R1 tak aby obvodem tek větší proud při zachování symetrie a stejného napětí na R6. Pokud žádáte dobré vlastnosti nad 40 MHz, je také vhodné použít velmi rychlý Schmittův obvod 74AC14 .

Mechanické provedení

Obvod jsem zapojil na univerzální desce plošných spojů se silným zemním vodičem, nenavrhoval jsem pro něj plošné spoje na míru. Záleží na rozmístění součástek. Kolektor Q4, R6 a vstup Schmittova obvodu IC1A je třeba spojit co nejkratší cestou a přitom se nepřibližovat k ostatním spojům, aby kapacita totoho spoje vůči zemi a ostatním vodičům byla co nejmenší. Doporučuji tento spoj vůbec nevést po plošném spoji, ale zapojit ho ve vzduchu, aby byly kapacity co nejmenší. Vstupní vývod IC1 je proto třeba před osazením do desky ohnout do strany.
Vstup zesilovače, tj C1, R4, báze Q3 musí být daleko od výstupu zesilovače, tj kolektoru Q4, R6 a IC1, aby se obvod nerozkmital. Spoj z báze Q4 přes C4 na zem musí být co nejkratší, na C4 doporučuji použít SMD kondenzátor.
Celý čítač doporučuji nakonec zamontovat do kovové krabičky která ho stíní aby nerušil, a zároveň aby předzesilovač nechytal rušivé signály z okolí (hlavně při měření silně rušících přístrojů, např. spínaných zdrojů, regulace pohonů nebo amatérských vysílačů a pod.). Krabičku uzemníte jen u vstupního konektoru X1 .


Zpět na obsah Jeníčkových radiotechnických stránek

Zpět na domovskou stránku Petra Jeníčka

Tato stránka byla naposledy aktualizována 9.7.2010.
Stránku vytvořil Ing. Petr Jeníček. Případné dotazy posílejte na adresu pjenicek@seznam.cz