Блог инженера: 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.

Схему формирователя взял из темы на форуме radioscanner.ru и перерисовал её в Kicad.

В схему добавлен стабилизатор на 5 В и диод для защиты от неправильной полярности. Напряжение питания может быть от 7,5 В до 12 В (для AMS1117 максимум это 15 В, но лучше не превышать 12 В).

Сопротивление R6 нужно подобрать чтобы на коллекторе Q2 было 2,5 В. Я временно ставил многооборотный потенциометр на 100 кОм и подбирал сопротивление - вышло 74,6 кОм что очень близко к номиналу 75 кОм.

Печатная плата размером 80х50 мм, но её размер можно значительно уменьшить отказавшись от BNC разъёмов в пользу SMA. Рисунок печатной платы переносил с помощью смеси ацетона и изопропилового спирта (описание есть тут), но перенести рисунок получилось только с четвёртого раза - первый раз вообще ничего не растворилось и текстолит был чистый. Далее было несколько попыток разной степени паршивости, в основном не переносились мелкие элементы в центре. Для сравнения рядом лежат отпечатанный вариант для следующей попытки и результат предыдущей.

В итоге потратив два часа я стал использовать чистый ацетон вместо смеси и получился приемлемый вариант, который позже поправил перманентным маркером.

Причина неудач скорее всего связана с холодом на балконе, т.к. ацетон испарялся не слишком быстро и растворял тонер очень неохотно. Травление платы в растворе перекиси водорода с лимонной кислотой заняло около 25 минут. Картридж в принтере уже "уставший" и сплошные полигоны вышли в виде сита.

Залудил плату паяльником и установил SMD компоненты. Отмывка в смеси бензина калоша с изопропиловый спиртом - моет отлично, но может смывать маркировку с некоторых элементов. После этого финишная промывка платы в чистом изопропиловом спирте (скучаю по временам когда этиловый спирт покупался без особых проблем).