![[Caraudio] Opel CAN-BOX TV-OUT by swe](https://obrazki.elektroda.pl/9299255200_1693861020_thumb.jpg)
Starsza wersja:
Nowa wersja
I parę Fotek :
1. Wprowadzenie
W poniższym tekście chciałbym przedstawić bardzo prosty generator impulsów nanosekundowych, który można wykorzystać do badania zjawisk związanych z TDR (ang. time-domain reflectometer), czyli zjawisk związanych pomiarami impulsów elektrycznych w dziedzinie czasu czy innych pomiarów (np badanie odpowiedzi szybkich układów - wzmacniaczy oscyloskopów itd...
1. Pomiary TDR wstęp do budowy układu
Podstawową barierą w badaniu TDR jest na ogół brak dostępu lub posiadania fabrycznego przyrządu pomiarowego, powód jest prosty taki sprzęt nie jest ani tani ani powszechny. Jednak ponosząc naprawdę niewielkie nakłady możemy sami zbudować taki układ pomiarowy. A więc co nam będzie potrzebne? Na pewno oscyloskop, najlepiej cyfrowy, (choć nie jest to konieczne) o paśmie przenoszenia min 60 MHz (500 Ms -1 GS/s) oraz źródło impulsów o czasie narastania nie większym niż 1ns i czasie trwania w przedziale 1-2 ns. Zakładam, że każdy elektronik jak i krótkofalowiec taki oscyloskop posiada, pozostaje, więc pytanie skąd wziąć albo jak zrobić taki generator impulsów? I to na pomocą przychodzi dokument firmy Linear Technology autorstwa Pana Jima Williamsa o oznaczeniu AN47 z 1991r o szybkich wzmacniaczach. Nas interesuje w nim w szczególności dodatek D (APPENDIX D) na stronach 93-95 (polecam jednak zapoznanie się z całym dokumentem.) Opisuje on prosty układ generatora impulsów o czasie trwania ~1nS i szybkości narastania (Rise time) ~300ps.
3 Opis urządzenia - schematu
Cały układ oparty jest na dwóch blokach.
Pierwszy blok to przetwornica DC-DC, i jest zbudowana z wykorzystaniem układu LT1073, drugi blok to układ właściwego generatora opartego na tranzystorze Motoroli 2N2369A. Przedmiotowa przetwornica dostarcza napięcia zmiennego, które jest następnie podnoszone w układzie diodowego powielacza napięcia (diody D1-D3) do wartości 90V. Następnie takim napięciem zasilany jest ciekawy układ generatora impulsów.
Układ zasilany jest przez rezystor 1MOM (R5) a który zasila bezpośrednio tranzystor i kondensator 2pF (C2), który po naładowaniu się do napięcia ok 50V (Uce dla 2n2369 to ok 40V) wywołuje krótkotrwałe przebicie złącza CE w tranzystorze T1 i wyzwolenie impulsu (zjawisko lawinoego przebica).
Przebicie to ma charakter przemijający i powtarza się, co ok 10uS. Teraz uwaga, co do samego tranzystora 2N2369A nie każdy tranzystor z tym oznaczeniem będzie działał, w moich prototypach najlepiej spisywały się stare wylutowane 2N2369A Motoroli wyprodukowanych w latach 1981-1985, inne tranzystory, u mnie po prostu nie chciały działać.
Tranzystor pracuje w układzie wtórnika emiterowego, a jego wyjście jest za pomocą rezystora emiterowego dopasowane dokładnie do 50 Om. (jeśli ktoś chciałby badać kable o innych impedancjach musi dobrać wartość rezystorów R2, R3 do wartości impedancji kabla (np. 75 om (2x150)). Na wyjściu znajduje się gniazdo BNC najlepiej dobrej jakości z izolacją teflonową. Schemat przedstawiony został na rysunku nr 1 (schemat).
4. Wykonanie ; zasilanie - obudowa
Płytka drukowana jest naprawdę mała ma wymiary 42x18mm poniżej zdjęcia zmontowanego układu,
Układ można zasilać napięciem z przedziału od 1,5V do 3V ja wykorzystałem baterie litową CR2450, choć nie powinno się z tego typu baterii pobierać prądu większego niż 0,3-0,4mA (a układ pobiera 5mA), z urządzenia korzystam już rok i nadal napięcie na baterii wynosi 3,05V. Oczywiście, jeśli ktoś będzie intensywnie korzystał, bateria ta szybko dość przestanie dostarczać wymagane napięcie. Jak widać na poniższych zdjęciach zmontowane urządzenie jest naprawdę małe i posiada całkowite rozmiary12x4x2,5cm. Na zdjęciu widać moduł generatora, przełącznik, diodę LED wskazującą zasilanie, oraz gniazdo z baterią CR2450.
5. Pomiary
Poniżej kilka bardzo prostych pomiarów. Pierwszy pomiar pokazuje impuls generowany przez generator, pomiar czas narastania wynosi ok.1,3 nS i wynika z ograniczonego pasma przenoszenia oscyloskopu (200MHz), całkowity czas trwania impulsu ok 2,5ns. (generator mierzony na oscyloskopie o paśmie przenoszenia 2 GHz (10 GS) pokazywał Tr=280pS i całkowity czas trwania impulsu 1ns.
Kolejny to pomiar otwartego kabla koncentrycznego o współczynniku skrócenia 0,66. (kabel RG 178). Całkowity czas zmierzony to 17ns, w celu wyliczenia czasu propagacji, wartość tą należy podzielić przez 2 (czas mierzony na dotarcie odbicie i powrót sygnału) otrzymujemy, więc 8,5 ns, teraz wystarczy tą wartość pomnożyć przez prędkość światła (dokładniej fali elektromagnetycznej) oraz przez współczynnik skrócenia kabla tj. 0,66 (współczynnik skrócenia to wartość o ile fala elektromagnetyczna „biegnie” wolniej w danym ośrodku w stosunku do próżni). Po dokonaniu obliczeń otrzymujemy wynik długość kabla równą 1,67m (rzeczywista długość kabla wynosi 1,7m), a więc błąd pomiaru wyniósł ok 2 %.
Ostatni pomiar dotyczy instalacji kabla do anteny. Podobnie tutaj widzimy odbicie na końcu oraz zafalowania po środku pomiaru. I tak pierwsze to obicie na przejściu kabli, a kolejne to odbicie na odgromniku. Obliczone odległości to odpowiednio złącze w odległości 2,2m, a odgromnik w odległości 5,5m i w końcu antena w odległości 9,2m (i te pomiary są również z dokładnością 2-3 %).
Jeśli odbicie jest ponad osią oznacza to rozwarcie kabla, czyli impedancję >50 om (w stosunku do impedancji wyjściowej generatora), jeśli pod osią zwarcie lub impedancję <50 om. Pomiar jest naprawdę dokłada i ujawnia wszelkie odchyłki od impedancji kabla, w tym wszelki zawilgocenia, uszkodzenia, zagięcia itd.
6. Podsumowanie
Jesli ktoś jest zainteresowany będę w najbliższym czasie kompletował kilka KIT-ów, w postaci kompletnego zestawu cześci .... proszę pisać na PW.
Na koniec jeszcze film ....
Nowa wersja
I parę Fotek :
1. Wprowadzenie
W poniższym tekście chciałbym przedstawić bardzo prosty generator impulsów nanosekundowych, który można wykorzystać do badania zjawisk związanych z TDR (ang. time-domain reflectometer), czyli zjawisk związanych pomiarami impulsów elektrycznych w dziedzinie czasu czy innych pomiarów (np badanie odpowiedzi szybkich układów - wzmacniaczy oscyloskopów itd...
1. Pomiary TDR wstęp do budowy układu
Podstawową barierą w badaniu TDR jest na ogół brak dostępu lub posiadania fabrycznego przyrządu pomiarowego, powód jest prosty taki sprzęt nie jest ani tani ani powszechny. Jednak ponosząc naprawdę niewielkie nakłady możemy sami zbudować taki układ pomiarowy. A więc co nam będzie potrzebne? Na pewno oscyloskop, najlepiej cyfrowy, (choć nie jest to konieczne) o paśmie przenoszenia min 60 MHz (500 Ms -1 GS/s) oraz źródło impulsów o czasie narastania nie większym niż 1ns i czasie trwania w przedziale 1-2 ns. Zakładam, że każdy elektronik jak i krótkofalowiec taki oscyloskop posiada, pozostaje, więc pytanie skąd wziąć albo jak zrobić taki generator impulsów? I to na pomocą przychodzi dokument firmy Linear Technology autorstwa Pana Jima Williamsa o oznaczeniu AN47 z 1991r o szybkich wzmacniaczach. Nas interesuje w nim w szczególności dodatek D (APPENDIX D) na stronach 93-95 (polecam jednak zapoznanie się z całym dokumentem.) Opisuje on prosty układ generatora impulsów o czasie trwania ~1nS i szybkości narastania (Rise time) ~300ps.
3 Opis urządzenia - schematu
Cały układ oparty jest na dwóch blokach.
Pierwszy blok to przetwornica DC-DC, i jest zbudowana z wykorzystaniem układu LT1073, drugi blok to układ właściwego generatora opartego na tranzystorze Motoroli 2N2369A. Przedmiotowa przetwornica dostarcza napięcia zmiennego, które jest następnie podnoszone w układzie diodowego powielacza napięcia (diody D1-D3) do wartości 90V. Następnie takim napięciem zasilany jest ciekawy układ generatora impulsów.
Układ zasilany jest przez rezystor 1MOM (R5) a który zasila bezpośrednio tranzystor i kondensator 2pF (C2), który po naładowaniu się do napięcia ok 50V (Uce dla 2n2369 to ok 40V) wywołuje krótkotrwałe przebicie złącza CE w tranzystorze T1 i wyzwolenie impulsu (zjawisko lawinoego przebica).
Przebicie to ma charakter przemijający i powtarza się, co ok 10uS. Teraz uwaga, co do samego tranzystora 2N2369A nie każdy tranzystor z tym oznaczeniem będzie działał, w moich prototypach najlepiej spisywały się stare wylutowane 2N2369A Motoroli wyprodukowanych w latach 1981-1985, inne tranzystory, u mnie po prostu nie chciały działać.
Tranzystor pracuje w układzie wtórnika emiterowego, a jego wyjście jest za pomocą rezystora emiterowego dopasowane dokładnie do 50 Om. (jeśli ktoś chciałby badać kable o innych impedancjach musi dobrać wartość rezystorów R2, R3 do wartości impedancji kabla (np. 75 om (2x150)). Na wyjściu znajduje się gniazdo BNC najlepiej dobrej jakości z izolacją teflonową. Schemat przedstawiony został na rysunku nr 1 (schemat).
4. Wykonanie ; zasilanie - obudowa
Płytka drukowana jest naprawdę mała ma wymiary 42x18mm poniżej zdjęcia zmontowanego układu,
Układ można zasilać napięciem z przedziału od 1,5V do 3V ja wykorzystałem baterie litową CR2450, choć nie powinno się z tego typu baterii pobierać prądu większego niż 0,3-0,4mA (a układ pobiera 5mA), z urządzenia korzystam już rok i nadal napięcie na baterii wynosi 3,05V. Oczywiście, jeśli ktoś będzie intensywnie korzystał, bateria ta szybko dość przestanie dostarczać wymagane napięcie. Jak widać na poniższych zdjęciach zmontowane urządzenie jest naprawdę małe i posiada całkowite rozmiary12x4x2,5cm. Na zdjęciu widać moduł generatora, przełącznik, diodę LED wskazującą zasilanie, oraz gniazdo z baterią CR2450.
5. Pomiary
Poniżej kilka bardzo prostych pomiarów. Pierwszy pomiar pokazuje impuls generowany przez generator, pomiar czas narastania wynosi ok.1,3 nS i wynika z ograniczonego pasma przenoszenia oscyloskopu (200MHz), całkowity czas trwania impulsu ok 2,5ns. (generator mierzony na oscyloskopie o paśmie przenoszenia 2 GHz (10 GS) pokazywał Tr=280pS i całkowity czas trwania impulsu 1ns.
Kolejny to pomiar otwartego kabla koncentrycznego o współczynniku skrócenia 0,66. (kabel RG 178). Całkowity czas zmierzony to 17ns, w celu wyliczenia czasu propagacji, wartość tą należy podzielić przez 2 (czas mierzony na dotarcie odbicie i powrót sygnału) otrzymujemy, więc 8,5 ns, teraz wystarczy tą wartość pomnożyć przez prędkość światła (dokładniej fali elektromagnetycznej) oraz przez współczynnik skrócenia kabla tj. 0,66 (współczynnik skrócenia to wartość o ile fala elektromagnetyczna „biegnie” wolniej w danym ośrodku w stosunku do próżni). Po dokonaniu obliczeń otrzymujemy wynik długość kabla równą 1,67m (rzeczywista długość kabla wynosi 1,7m), a więc błąd pomiaru wyniósł ok 2 %.
Ostatni pomiar dotyczy instalacji kabla do anteny. Podobnie tutaj widzimy odbicie na końcu oraz zafalowania po środku pomiaru. I tak pierwsze to obicie na przejściu kabli, a kolejne to odbicie na odgromniku. Obliczone odległości to odpowiednio złącze w odległości 2,2m, a odgromnik w odległości 5,5m i w końcu antena w odległości 9,2m (i te pomiary są również z dokładnością 2-3 %).
Jeśli odbicie jest ponad osią oznacza to rozwarcie kabla, czyli impedancję >50 om (w stosunku do impedancji wyjściowej generatora), jeśli pod osią zwarcie lub impedancję <50 om. Pomiar jest naprawdę dokłada i ujawnia wszelkie odchyłki od impedancji kabla, w tym wszelki zawilgocenia, uszkodzenia, zagięcia itd.
6. Podsumowanie
Jesli ktoś jest zainteresowany będę w najbliższym czasie kompletował kilka KIT-ów, w postaci kompletnego zestawu cześci .... proszę pisać na PW.
Spoiler:
oczywiscie wraz z płytką drukowaną (wykonaną w zakładzie) obudowa baterią (czyli full zestaw do złożenia) Przewidziany koszt jednego kompletu 110 -120 PLN (komletny zestaw PCB-Cześci-Obudowa-Bateria LiIon)
Na koniec jeszcze film ....
Cool? Ranking DIY
