Главная страница -> VRTP -> Texнологии -> Измерительные приборы.

Добавлено:
в ветке обсуждается данный прибор - http://vrtp.ru/index.php?act=categories&CO...le&article=2804

Давно назрела необходимость сделать приборчик "на все случаи в жизни". Лет 15 назад сделал частотомер на 16ф628, внешнем делителе на 4 74АС74 (два Д-триггера в счетном включении) и прескалером на SAB6456. В качестве стабильного генератора использовал термокомпенсированный задающий на 10 МГц от какого-то военного приемника. Всё бы ничего, но время идет и всё постепенно устаревает. Поэтому чтобы "дать себе пинка под зад" подарил его другу в домашнюю лабораторию. Он счастлив, а у меня теперь остался GOOIT Gy560, который хоть и маленький, но никак не устраивает ни по точности ни по набору функций.
Поэтомиу выход только один - придавить свою лень и засучить рукава.

В приборчик решил заложить то, что постоянно (или периодически) напрягает в повседневной деятельности, но готов (и хочу) выслушать предложения по дополнению/уточнению функций.
Так как большинство функций крутится вокруг измерения частоты/периода/количества, решил максимально полно использовать железо, чтобы не переделывать в будущем и хватило надолго

Итак, что там должно быть:
1. НЧ частотомер. Метод обратного счета (быстро и с дробными частями);
2. ВЧ частотомер, гиг до 3-х;
3. ВЧ милливаттметр и волномер с большой аналоговой шкалой на ЖК ;
4. Режим ловли цифровых сигналов (брелки, мобилы и т.д.);
5. ГИР с возможностью модуляции НЧ сигналами;
6. ГКЧ для настройки трактов приемников;
7. DDS НЧ генератор сигналов различной формы;
8. Тестер кварцев;
9. Тестер контуров;
10. Тахометр;
11. Счетчик импульсов (например намотки катушек или импульсов в пачке);
12. Измерение длительности положительных или отрицательных импульсов;
13. Измеритель коэффициента заполнения ШИМ (бывает очень полезен для настройки DC/DC преобразователей и БПИ;
14. Встроенный усилитель НЧ для акустического контроля ВЧ сигналов.

На чем это всё будет реализовано? После длительного периода раздумывания и накопления "первоначального капитала железок" остановился на контроллере PIC18F4410, ЖК индикаторе 2х16, прескалере uPB1507, логарифмическом детекторе мощности AD8313. В качестве опорного пока колеблюсь - взять кварц от мобильного на 13МГц или термокомпенсированный задающий на 12,8МГц тоже из старой мобилы. Хочется стабильности и точности.
Насчет питания тоже не определился - применить аккумулятор от мобильного или традиционную "Крону". С "Кроной" проще и дешевле делать, а с аккумулятором дешевле эксплуатировать длительное время. Хорошие "Кроны" у нас аж по 15-20 гривен (до 100руб). При каждодневной эксплуатации по карману бить будет их менять. А для аккумулятора прийдется преобразователь делать до 5в чтобы не потерять в частотных свойствах прескалера и контроллера..
DDS генератор решил сделать максимально дешевым способом - на R2R и кучке резисторов.
Насчет органов управления до сих пор разрываюсь - если поставить энкодер это сэкономит место на плате и ноги контроллера, но он собака, у нас стоит от 80 грн ( более 300руб).
В общем в целом я уже определился что и как, остались мелкие детали. Хотелось бы услышать мнения и пожелания. Не всё возможно сделать, но ценные идеи попытаюсь воплотить в железе.


Это сообщение отредактировал Eddy71 - Jan 7 2013, 06:44 PM

ИМХО, 18-й лучше с USB брать. И индикатор графический. "Аппетит приходит во время еды."(С)...

С юсб у меня "под рукой" только 18 и 28 ног. Этого не хватает. Да и юсб отжирает огромное количество памяти и ресурсов, поэтому сюда я его не планировал. Да и зачем?

Наверняка захочется получить связь с компом и рисовать картинки...

как оказалось всё вышеозвученное Eddy71 хотелось бы и мне. Все мои размышления заканчивались мыслью что-весь этот "чудо-прибор" ничто иное как некоторая универсальная макетка с готовыми узлами ЦАПы, АЦП с мультиплексором (лучше всего внешний, мне очень понравился ADS1115), ГУНы (для проверки/ измерений L,C,X) , формирователи частотомера, анализатор/генератор сигнатур, датчики температур, датчик оборотов двигателя и др.

Моё личное мнение:
-прибор лабораторный,

-процессор PIC16F/PIC18F,

-двухстрочный алфавитно-цифровой дисплей (16 или 20 символов)

-многоканальный БП с комутатором токов (втекающих/вытекающих) и напряжений (переменных\постоянных) для всевозможных конденсаторов, аккумуляторов, трансформаторов

-связь с компьютером (можно не USB)

-ОТКРЫТЫЕ ИСХОДНИКИ (можно даже на BASICe), чтобы люди могли делится своими наработками,

-пусть будет не одна универсальная программа, которая всё будет мерять/логгировать/генерить, а множество простеньких программ которые можно "вшить" либо через бутлоадер, либо PICKIT2

может будет полезно (задействовано) вот это
http://easyelectronics.ru/znakomimsya-s-la...w.html#more-355

есть ещё НОУ-ХАУ которые можно заюзать:
например

http://www.stanson.ch/index.php?page=proj&proj=USB-oscope

http://www.stanson.ch/index.php?page=proj&proj=EtherPIC

http://www.rfcandy.biz/communication/pic/transchm.gif

http://www.rfcandy.biz/communication/vcotest.html

http://hem.passagen.se/communication/vco.html

http://www.rfcandy.biz/communication/imp_lc.html

http://hem.passagen.se/communication/rfinject.html


естественно осилить всё это одному, да ещё запихнуть в коробочку, сделать красивое меню на графическом ЖКИ, написать подробную инструкцию просто невозможно.

так что предлагаю озадачиться:

1) концепцией некоторого "конструктора"-макетки вплоть даже со слотами-BH10...BH20 (если помните IBM XT)

2) математикой и алгоритмами с которыми работали многие авторы конструкций с VRTP, CQHAM и др

"Как вы яхту назовете, так она и поплывет"

3) название прибора (системы) придумать

Ещё одно пожелание трудящихся: не гнаться за дешёвой комплектацией, но гнаться за недефицитной комплетацией

То vsky Спасибо за ссылки, но я их за ..больше года уже перечитал. Всё потихоньку складываю "в карман" и на ус мотаю потихоньку. Одно вычеркнул точно - LC метр. После того как его сделал R2-D2 (ну последние баги фиксит) не вижу смысла его туда пихать. Зато сразу головняк снялся с лишней коммутацией входов.
Насчет инпосибал сделать в одиночку не соглашусь.

То Barbos Примерно так и я думаю. Если предидущим частотомером я пропользовался 15 лет и за это время он ни разу не подвел, надеюсь новы послужит не меньше

Сейчас из того, что "висит" - это до последнего пытаюсь с коммутацией входных сигналов решить. Счетных входов у контроллера будет по крайней мере пара. Один чисто под ВЧ ( в виду аппаратных особенностей), а вот второй под кучу доп. измерительных функций. Он же и НЧ (скорей всего). Но возникает проблемка. В таком случае милливатметр (он же измеритель уровня и детектор в одном флаконе AD8313) каким боком на 2 входа разорвать? (2 штуки ставить не буду - он зараза аж 15 баксов стоит..). Поэтому сейчас хожу и репу чешу: как без ухудшения параметров входов ADшку растопырить..

Измерение длительности, скважности, радует. Не плохо бы в генераторе выставлять длительность импульса (прямоугольного), если возможно. Поддержу Barbos, главное доставаемость деталей, а не цена.

Это сообщение отредактировал Valter71 - Dec 19 2010, 03:29 PM

и немного памяти для хранения хотябы десяти измерений . плюс функция штобы показания могли (застывать) на экране прибора.

Отличная идея! Правда, слишком "широкая". На какой процессор ориентируетесь, на каком языке планируете писать? Чем можно помочь?

Это сообщение отредактировал 3DV - Dec 19 2010, 05:37 PM

На AD8313 можно просто два входа сделать, напрямую и через аттенюатор для милливаттметра, просто сложно будет отградуировать. Есть еще много идей, но пока еще думаю.

AD-шку можно сильно и не градуировать - она и так с приемлемой точностью всё выдает (на крайний случай согласно даташита 1 переменный резистор) но по какому эталону тогда точно её тарировать? Поэтому не заморачиваюсь с прецезионностью измерителя.
Проц выше указал 18ф4410, язык пополам Си (математика) и асм - быстрые места.
Сейчас пытаюсь окончательно с архитектурой по ногам определиться. Как бы не пришлось 3 входа делать. Под разные нужды.
Генерацию одиночных импульсов как-то не думал. Нужна ли она? И каким боком их выстреливать? Кнопкой тыкать?

Попытался найти в продаже процессор pic18f4410. Похоже - проблема, однако :...

Я в "Гамме" взял. Сейчас с поставками страшно лихорадит - таможня на замке и приходится брать из того, "что есть". Исходил из количества памяти и ног. Если всё нормально ляжет то потом не проблема будет перекомпилировать на другой камень. По ногам Майкрочип старается делать 1:1 чтоб совместимость была.
Сегодня с коммутаторами парился. Пытаюсь определиться - чем ноги и входные усилители коммутировать. Сейчас грызу даташиты и пытаюсь подсмотреть на тех же платах видеозахвата. Может прийдется что-то типа 4066 или 4053 поставить, чтобы не дублировать одинаовые узлы.

...если будет принято решение о питании от аккумулятора (я так полагаю от мобильника), то какой планируется DC-DC преобразователь?

Отвечу то же самое - весь в раздумьях.
Вообще преобразователей нада аж 2 штуки. Один будет кормить цифровую часть 5в, а вот второй нужен для получения 28-30в для варикапов (ГКЧ, ГИР).
Самый конечно простой вариант это StepUp на паре транзисторов и дросселе. Но вспоминаются потуги некоторых в теме про DC/DC по попытке повторить.. Поэтому может остановиться на обычной мс34063. Хоть и шумная, но работает сразу.

А как понять ОБРАТНОГО счета.

Идея хорошая, но мое мнение, тактовая частота 13МГц/4 =3,25МГц, не очень удобна. Я думаю, что для всех вышеописанных дел будет достаточно самого обычного кварца 4Мгц, а для выполнения тяжелых расчетов можно переключаться на внутренний генератор+PLL (до 32МГц). С увеличением тактовой частоты увеличивается и потребление, а для батарейного питания это важно.
По поводу питания. Думаю, что доступность, цена и удобство (плюс размеры) литиевых АККУ отодвигает батареи типа "Крона" на задний план.
Ну а сотворить из 3,6 вольт 5 вольт при современной элементной базе - это фЫгня. Ну например LM2703. вход 2,2-7вольт, выход до 21 вольта. Step-UP DC/DC до 30 вольт в дешевом (и легкодоступном) исполнении не встречал.

Энкодеры бывают разные, с кнопкой и без кнопки, есть и дорогие и дешевые, например такие http://www.e-voron.dp.ua/catalog/011860
Мое мнение, простой энкодер без кнопки, и две три кнопки.

А как понять ОБРАТНОГО счета.

Это не совсем точный перевод. Просто частотомеры делаются (чаще всего) по двум принципам: Gate Counter - это основная масса всех радиолюбительских изделий, контроллер формирует счетный промежуток времени (например секунду), а счетчик считает за это время пришедшие импульсы от входного усилителя. Метод простой, но если на входе например 5,5 Гц то можно намерить и 5 и 6. Т.е. погрешность составит до 20%. При обратном счете контроллер считает внутреннюю частоту за период (или несколько периодов) входного сигнала. И тогда мы видим не прыгающее 5-6 на экране, а 5,52 Гц
Кварц обычный не хочу ставить - я с ними намучался по точности и стабильности. Очень разброс большой. И дрейф от температуры. Кварцы из мобил намного точней и стабильней.

Ну тогда позвольте уточнить еще точнее. Существуют два метода измерения частоты. Измерение кол-ва импульсов за фиксированный промежуток времени и измерение времени следования некоего кол-ва импульсов. Первый применим для измерения высоких частот, а второй для низких частот.
Для измерения низких частот (еденицы - сотни Гц) самым оптимальным является использование аппаратного модуля ССР.

Предлагаю посмотреть выдержки из обсуждения реализации частотомера.
Там речь идет об АВР, но метод измерения частоты с высокой точностью при хрен знает каком кварце там описан. Может кому-то будет интересно.



Присоединённый файл ( Кол-во скачиваний: 2746 )
 _________________.pdf

Как раз таким образом я калибратор и делал. Модуль ССР, собственный кварц на 20 МГц, входная частота 15625. Разрешающая способность получилась 10 минус 7. (при двухсекундном интервале). Тут я так 2 секунды ждать не собираюсь - приборчик должен быть быстрым и удобным. Поэтому думаю ограничиться 1-2 знака после запятой на НЧ.

Это сообщение отредактировал Eddy71 - Dec 21 2010, 04:26 PM

Eddy71, такой реакции на мой пост, я не ожидал. Ни в коем случае я не хотел озадачивать Вас интегрированием в Ваш прибор всем уже надоевшего LC метра на компараторе. Моя мысль заключалась в том, что подобные мульки можно было бы добавить, причём сторонними энтузиастами.

Я сделал акцент не на самих приборах как таковых, а на самой идее. Уважаемый человек со скандинавии реализовал очень много РАЗНЫХ приборов, на фактически единственной основе.

Остаётся пожелать Вам удачи в этом нелёгком ("инпосибал сделать в одиночку") деле.




Может быть Вы посмотрите вот это:

http://www.microchip.ua/index.php?page=vie...3&arch=no&l=rus

http://www.microchip.com/wwwproducts/Devic...ocName=en548693

http://www.microchip.com/wwwproducts/Devic...ocName=en020417

Eddy71, как успехи в построении прибора? Релиз скоро?

В ветке про RLCF я как раз на этот вопрос уже ответил. Добавлю для vsky: конечно спасибо за ссылки. Глянул - ну очень мордатый пик.
Но расстрою - ИМХО такая мощь там не нужна. Все отдельные функции очень просты. Места занимают не много. Всё это уже делал неоднократно в разных проектах. Сейчас главная проблема - красиво до кучи всё собрать. Причем не программно, а аппаратно.
Фактически передо мной сейчас пазл. Все элементы есть. Но самое противное - не могу решить, как это скрестить.
Толкового в глову не лезет. На днях с рассылкой пришел анонс от AD про их ADG918-919. Очень привлекательная штука. Но с доставабельностью пока никак. Ставить механические переключатели на таких частотах как-то не кошерно, релюшки - много места и большое потребление.. Коммутировать уже сформированные цифровые сигналы как в RLCF от R2-D2 конечно можно, но это будет чудовище - целый ряд из коаксиальных разъемов на морде прибора..
В общем осталась маленькая заминка на "божьей искрой" - идеей, как это всё безобразие изящно уложить.

Для заманухи предлагаю посмотреть как работает ГИР одного японца. Работа ЖК мне не нравится, придумал как лучше сделать, но сама идея очень нравится.

http://narod.ru/disk/3496544001/ddm.mp4.html

Может действительно обратить внимание на "мордатый" пик, который предложил vsky , кстати, он уже есть на "Гамме".
Дело в том, что у него 4 восьмибитных, 4 шестнадцатибитных таймера и 7 каналов CCP. т.е. один канал меряет НЧ частоту, другой канал ВЧ после прескаллера, третий просто счетчик, четвертый ... И не надо никаких внешних мутаторов. Или я не совсем понял проблему "скрещивания"?

Не совсем правильно. Послее формирователя коммутировать не проблема - куча проверенных решений, хоть как в том же RLCF.. Но между коммутатором и ВЧ гнездом находится усилитель/формирователь, туда же планирую (уже лежит) AD8313. Каким образом её коммутировать? На каждый канал свою ставить - расточительно. Усилители .. хрен с ним. По НЧ один, по "до 50 МГц" другой и "до 3ГГц" третий. Но вот прицепить AD-шку только на "до 3ГГц" жалко терять возможность измерения уровня в более низкочастотном канале. Реле вешать пока не решился.
Разгребу очередной аврал по работе и продолжу с приборчиком - а то уже горит..

В данном случае, на мой взгляд, идея далеко не из лучших.

Так вот где собака порылась. Война компромисов ...но из доступной комплектухи, пожалуй только реле.

http://elm-chan.org/works/ddm/report_e.html

С этого сайта я выше видео привел. Автор не стал сильно морочиться и вывел разъем на боковую стенку и в него втыкает отпиляные куски макетной платы с генераторами и катушками. Это хорошо на "попробовать", но для прибора "надолго" лучше всё же байонеты поставить и как-то всё окультурить..

Как вариант, но заточен на продвинутых радиолюбов
http://us5caa.qrz.ru/constr/mega_analyz/uprl.htm
Обсуждение
http://www.cqham.ru/forum/showthread.php?t=10119

Это сообщение отредактировал Valter71 - Jan 28 2011, 09:23 PM