Обновление генератора сигналов UTG932E до UTG962E

Перед покупкой генератора сигналов UTG932E проштудировал форумы и выяснил что нет смысла переплачивать за версию на 60 МГц, т.к. с точки зрения железа они ничем не отличаются. Получить старшую модель можно редактированием одного байта в микросхеме EEPROM.

Пока не было необходимости в частотах выше 30 МГц, то не было и смысла лезть внутрь генератора. Когда игрался с самодельным частотомером и входным формирователем, то захотелось проверить их на более высоких частотах чем 30 МГц.

Сегодня дошли руки до этой переделки и первым делом съездил в магазин электроники за программатором на базе CH341A.

В описании товара было указано "CH341A-MOD" и в нём реализовано питание микросхемы CH341A от 3,3 В стабилизатора а также 9 ножка (V3) подключена к 3,3В. В этом случае прошиваемые микросхемы питаются от 3,3В и уровень сигнала соответствующий. Без каких либо переделок этим программатором можно прошивать микросхемы EEPROM/FLASH 24-й (I2C) и 25-й (SPI) серий на 5В и 3,3В. Если понадобится прошить микросхему на 1,8 В, то потребуется отдельный переходник.

Услышать мерцание света

Стараюсь покупать лампочки с высоким цветовым индексом и отсутствием пульсаций, которые могут привести к усталости во время чтения. Рейтинг ламп смотрел на сайте проекта LampTest, но не всегда получалось найти информацию о лампах которые продаются в данный момент.

Мерцание ламп можно определить если подключить фотоэлемент к осциллографу, но это вариант для дома. Если лампа мерцает, то придётся тратить время на возврат и снова выбирать другую лампу.

Этот проект начался после просмотра видео ИНДИКАТОР МЕРЦАНИЯ - в каждую избу! от Дмитрия Коржевского. Вместо использования bluetooth колонки я собрал свой вариант из готовых модулей:

• Фотоэлемент 70х70 мм на 5,5 В 
• PAM8403 в качестве усилителя
• Динамик 6 Ом 1,5 Вт от старой колонки
• MT3608 повышает напряжение литиевого аккумулятора до 5 В
• TP4056 для зарядки и защиты литиевого аккумулятора
• Литиевый аккумулятор стандарта 18650
• Выключатель 

Первый вариант схемы не заработал из-за дохлого MT3608 (он был уже паянный, но не помню чтобы я его палил). Со второго раза всё заработало на столе

Чтобы придать законченный вид смоделировал и распечатал корпус. Для фотоэлемента сделано углубление чтобы он не выступал из корпуса.

Отрицательный Vref для OXCO генератора OSC5A2B02

 Со временем OCXO (Oven Controlled Crystal Oscillator) генераторы стареют и перестают соответствовать изначальной спецификации. Эта одна из причин почему пожилое измерительное оборудование начинает привирать. Так и произошло с моим OCXO генератором CTI OSC5A2B02 на 10 МГц который сейчас выдаёт 10000025 Гц при напряжении подстройки частоты Vref равным 0 В и 10000056 Гц при Vref равным 4 В. Т.е. его уже не получится штатно подстроить до ровных 10 МГц, т.к. диапазон регулировки по документации 2 В ± 2 В (от 0 В до 4 В). 

А что если попробовать подать на Vref отрицательное напряжение? Не зная как выглядит схема таких генераторов можно ему что-то спалить. Поискал схему подобных генераторов в сети и нашёл срисованную схему от CTS 1960017 10MHz OCXO.

Всё что правее конденсатора C2 можно не смотреть, т.к. там идёт формирование прямоугольных импульсов и стабилизация температуры. Я не делал детальный анализ или моделирование схемы, но на первый взгляд никаких активных элементов кроме пары диодов и варикапа в задающей части нет.

Измерение частоты кварца ардуинки

Я когда-то пробовал считать время в микроконтроллере atmega8, но столкнулся с погрешностью из-за неточности частоты кварцевого резонатора. Тогда у меня была возможность измерить частоту кварца с точностью до килогерцев используя тестер для кварцевых резонаторов или с помощью осциллографа.

Например частоту кварца платы Freeduino 2009 можно измерить подключившись щупом осциллографа к пину XTAL2 в режиме 10Х (если попытаться подключиться щупом без делителя, то программа сразу зависнет).

Осциллограф показывает частоту 15,9996 МГц и период 63 нс. Я только сейчас заметил что в осциллографе можно включить дополнительное измерение частоты, а не довольствоваться значением 15,9 МГц внизу экрана. Нужно будет полистать его 250+ страниц документации повнимательнее.

Корпус для входного формирователя частотомера

 Не пользовался КОМПАС-3D с университета, но месяц назад открыли бета-тест версии для Linux и я получил пробную лицензию на 60 дней. До этого для моделирования использовал либо OpenSCAD, либо FreeCAD, а сейчас решил вспомнить работу в КОМПАС-3D и смоделировать корпус для входного формирователя частотомера.

Корпус состоит из двух П-образных половинок со стойками для печатной платы

 Снизу сделаны углубления чтобы винты не царапали поверхность стола. Для боковых панелей сделаны пазы в которые они вставляются.

Входной формирователь для частотомера

 В генераторе сигналов Uni-T UTG932E есть частотомер от 0,1 Гц до 100 МГц, но его вход поддерживает только TTL-совместимый сигнал. Таким частотомером не получится измерить слабый сигнал или сигнал который симметричен относительно нуля.

Чтобы обойти это ограничение собрал входной формирователь который усиливает слабый сигнал и формирует на выходе прямоугольные импульсы с амплитудой 5 В. На генераторе выбран режим синусоидального сигнала амплитудой 35 мВ и частотой 30 МГц который подаётся на вход формирователя, а его выход подключён на вход частотомера.

 Формирователь должен работать до 100 МГц, но пока у меня нет генератора чтобы это проверить. Чем выше частота тем выше требования к минимальной амплитуде входного сигнала. На частоте 200 Гц он начинает работать от 25 мВ, но на частоте 30 МГц для устойчивой работы нужно уже 35 мВ.

ESP32 частотомер

Приехали OCXO генераторы на 10 МГц (CTI OSC5A2B02), которые я заказывал для ремонта платы генератора. Я заказывал сразу 5 штук на случай если некоторые из них тоже окажутся нерабочими, но проверка показала что они все работают.

Но вот с частотой вышло не очень, при минимальном напряжении 0 В на подстроечном выводе я измерил частоту выше 10 МГц у каждого из них, а при максимальном напряжении 4 В к частоте добавляется примерно 30 Гц. Если частотомер в моём генераторе не врёт, то меньше 10 000 016 Гц мне получить не удастся.

У меня ещё есть частотомер в тестере кварцевых резонаторов, но единицы Гц он не покажет. Попробовал собрать ещё один частотомер из платы ESP32-S3 и использовать её счётчик импульсов (PCNT) для подсчёта частоты. Этот счётчик 16-битный и им нельзя измерить частоту выше 32 кГц без переполнения. В итоге в настроил счётчик PCNT считать до 30000 и генерировать прерывание по достижению максимального значения. Каждое прерывание увеличивает счётчик переполнений. Каждую секунду счётчик PCNT и количество переполнений сбрасываются и запускается новый счёт. В следующую секунду счёт останавливается и выводится значение частоты (количество переполнений * 30000 + значение счётчика PCNT). В следующую секунду всё повторяется.