Администрирование Железо PLJ-8LED: 8-значная цифровая шкала и частотомер Mon, June 25 2018  

Поделиться

нашли опечатку?

Пожалуйста, сообщите об этом - просто выделите ошибочное слово или фразу и нажмите Shift Enter.


PLJ-8LED: 8-значная цифровая шкала и частотомер Печать
Добавил(а) microsin   

Модуль PLJ-8LED-C это недорогая 8-значная цифровая шкала, предназначенная для отображения рабочей частоты трансивера и другого подобного оборудования. Он может быть также использован как удобный инструмент для измерения частоты.

PLJ 8LED C

[Общее описание]

Основные возможности модуля включают следующее:

• Логическим ядром устройства служит микроконтроллер PIC16F648A компании Microchip.
• Устройство может измерять частоты до 2.4 ГГц.
• Опорным генератором, определяющим точность измерений, служит температурно-компенсированный управляемый напряжением кварцевый генератор (13.000 МГц VC-TCXO в корпусе 5032, со стабильностью частоты ±2.5 ppm).
• Уникальный алгоритм управления точным временем измерения (без использования прерывания таймера).
• Время измерения (от него зависит частота обновления дисплея) может быть 0.01, 0.1 и 1.0 секунд, что обеспечивает отображение частоты в реальном времени.
• Один коннектор для подачи измеряемой частоты поддерживает три режима измерения (Low channel / High channel / Auto mode).
• Можно настроить режимы учета промежуточных частот, чтобы добавлять их или вычитать из результата измерения частоты (режимы цифровой шкалы).
• Восемь цифр семисегментного светодиодного (LED) яркого дисплея высотой 0.56 дюйма (1.42 см). Яркость свечения цифр настраивается 8 градациями, с завода по умолчанию установлена максимальная яркость.
• Автоматическое гашение начальных нулей, выбираемый фильтр отображения недостоверной частоты, опциональная очистка последнего бита.
• Элегантно разработанная схема предоставляет простое управление устройством с помощью двух кнопок.
• Настройки сохраняются автоматически, и восстанавливаются при включении питания.
• Напряжение питания 9V .. 15V (с защитой от переполюсовки), ток потребления максимум 160 мА (для красных цифр LED-дисплея, настройка яркости 8).
• Размеры 125.5 x 25.5 x 21.5 мм, вес 46 грамм.

Параметры измерений. Схема модуля содержит буферные входные каскады на двухзатворных полевых транзисторах, что сделано с целью повысить входное сопротивление. Есть 3 режима работы: Low channel (канал низкой частоты), High channel (канал высокой частоты, используется входной делитель на 64), Auto Channel (автоматический выбор канала в зависимости от частоты).

Параметры Low channel (НЧ канал):

Диапазон измеряемых частот 0.1 МГц .. 60 МГц

Точность ± 100 Гц (время измерения 0.01 сек)
              ± 10 Гц (время измерения 0.1 сек)
              ± 1 Гц (время измерения 1 сек)

Чувствительность 0.1 МГц .. 10 МГц лучше 60 mVpp
                            10 МГц .. 60 МГц лучше 60 mVpp
                            60 МГц .. 75 МГц не указано.

Параметры High channel (ВЧ канал):

Диапазон измеряемых частот 20 МГц .. 2.4 ГГц

Точность ± 6400 Гц (время измерения 0.01 сек)
              ± 640 Гц (время измерения 0.1 сек)
              ± 64 Гц (время измерения 1 сек)

Чувствительность 20 МГц .. 30 МГц лучше 100 mVpp
                           30 МГц .. 60 МГц лучше 50 mVpp
                           60 МГц .. 2.4 ГГц не указано.

Auto Channel. В зависимости от частоты входного сигнала счетчик будет автоматически выбирать ВЧ или НЧ канал (порог переключения 60 МГц). Если входной сигнал больше 60 МГц, но сигнал недостаточно мощный, из-за чего автоматическое переключение канала срабатывает ненадежно, есть возможность вручную выбрать канал ВЧ.

Настройка ПЧ (IF). Реализована двухступенчатая настройка значения промежуточной частоты, что необходимо для супергетеродинных систем приема с одинарным и двойным преобразованием ПЧ. Диапазон настройки ПЧ составляет 0 .. 99.9999 МГц, минимальный инкремент настройки 100 Гц. Можно конфигуровать смещение ПЧ в плюс или минус.

Внешние интерфейсы

DC IN (питание): HX2.54-2P socket
RF IN (вход сигнала): HX2.54-2P socket
ICSP (интерфейс программирования): 2.54-6P Pin

[Функционирование и использование]

PLJ 8LED Front view

PLJ 8LED Rear view

Примечание: эта диаграмма показывает компоненты канала ВЧ (High channel, Ch H) в правой части платы. Компоненты канала НЧ (Low channel) расположены на другой стороне печатной платы, под LED-дисплеем.

Подготовка к работе:

1. Перед подключением питания проверьте его полярность и уровень. Это должно быть постоянное напряжение DC 9V .. 15V, стабилизированное или по крайней мере не стабилизированное, но снабженное фильтрующим конденсатором 2000 мкФ после диодного моста.

2. Вход сигнала (2 вывода) может быть подключен напрямую к измеряемому источнику частоты или к антенне.

Настройка модуля. Структура меню управления модулем показана на диаграмме ниже. Красным цветом показаны символы на дисплее, синим цветом показан мигающий символ.

PLJ 8LED System Settings menu

Управление временем измерения:

PLJ 8LED Gate Time set

Системный сброс:

PLJ 8LED System Reset

Выбор ПЧ. Может быть выбрана одна из двух промежуточных частот с помощью вывода 4 интерфейса программирования ICSP. Если вывод 4 подтянут к высокому логическому уровню или оставлен не подключенным (лог. 1), то используется ПЧ1. Если вывод 4 притянут к земле (низкий логический уровень, лог. 0), то выбирается ПЧ2.

Каждая из этих частот ПЧ может быть запрограммирована независимо на нужное значение и нужное смещение (добавление или вычитание из измеренной частоты). Настройка ПЧ1 программируется, когда на выводе 4 уровень лог. 1, и ПЧ2 программируется, когда на выводе 4 лог. 0.

На заводе по умолчанию запрограммирована конфигурация ПЧ1, когда вывод 4 оставлен не подключенным. Если ПЧ1 настроена на 0, то модуль работает как простой частотомер, и настройка смещения вверх/вниз игнорируется.

Вывод 3 (GND) и вывод 4 интерфейса программирования ICSP размещены рядом на коннекторе, поэтому на них удобно подключить либо стандартную перемычку, либо 2-выводный соединитель (2P DuPont connector), подключенный к замыкающему переключателю. На рисунке ниже эти выводы ICSP-интерфейса показаны красным кружком.

PLJ 8LED IF select pins

№ вывода Функция
1 VPP, напряжение программирования
2 5V
3 GND, земля, общий провод
4 PGD / IF select
5 PGC
6 AUX

Измерение частот. Анализируемый по частоте сигнал должен быть подключен ко входу RF IN. Это может быть сигнал выхода локального генератора трансивера или другая тестовая точка выдачи сигнала, желательно снабженная буфером. После подачи сигнала LED-дисплей будет показывать частоту в реальном времени.

Схема модуля разработана таким образом, что имеет вход с высоким сопротивлением, что помогает снизить нагрузку на источник сигнала, когда частота не очень высока. Однако измеряемый сигнал должен иметь уровень не меньше 60 mVpp. Например, сигнал гетеродина широко используемых смесителей NE602/NE612 слишком слаб, чтобы модуль мог стабильно показывать значение его частоты (в этом случае требуется буферный усилительный каскад).

Дополнительные замечания:

• В комплекте идут два кабеля XH2.54-2P 20 см. Обратите внимание, что цвета проводов обозначают правильную полярность (земля черный, плюс питания или вход красный). Перед подачей питания проверьте полярность подключения.
• Не размещайте модуль в горячем, влажном или пыльном месте. Монтаж модуля должен обеспечивать защиту от вибраций.
• После завершения производства частота опорного генератора выставляется точно по рубидиевому эталону. Настройка чувствительности модуля оптимизирована таким образом, что дальнейшая настройка не требуется.
• При нормальном использовании на модуль дается гарантия 6 месяцев. Гарантия не применяется, если модуль использовался неправильно, подвергался модификациям, или если он вышел из строя из-за ненормальных рабочих условий.

[Приобретение и поставка модуля PLJ-8LED]

Чтобы упростить использование и проверку модуля, компания Sanjian Studios может обеспечить небольшое количество частных покупателей. Покупатели могут воспользоваться системой поиска Taobao (еще лучше AliExpress), чтобы найти "Sanjian Studio" или "PLJ-8LED", или они могут напрямую связаться с компанией. Модуль поставляется полностью собранным и протестированным, без корпуса и без источника питания, с двумя 2-проводными кабелями XH2.54-2P длиной 20 см для подключения питания и сигнала.

Антистатическая упаковка модуля имеет ярлычок с двумерным баркодом (QR-код). Этот код можно прочитать соответствующим приложением с помощью камеры смартфона Android, чтобы получить ссылку на сайт Sanjian Studios и техническую поддержку по продукту.

1. Дает ли модуль помехи, когда он установлен в трансивер?

Невозможно добиться нулевых помех из-за наличия в модуле цифровой шкалы микроконтроллера, кварцевого генератора и драйвера LED. Все эти узлы генерируют некоторый RF-шум, однако его уровень весьма мал. При монтаже модуля в трансивер или приемник следует провести некоторые тесты качества приема. Если помехи от модуля наблюдаются, то попробуйте поменять положение модуля в корпусе, или установите экран.

2. Почему показания частоты нестабильны?

Сначала убедитесь в качестве (мощности, стабильности, и т. п.) входного сигнала, чтобы он удовлетворял минимальным требованиям модуля (см. выше технические параметры). Входной кабель, по которому подается измеряемый сигнал, должен быть снабжен экраном, желательно применить такой же кабель и для питающего кабеля. Источник питания также должен быть достаточно качественный и надежный, проверьте, что под нагрузкой он не выдает шум или пульсации. Имейте в виду, что не очень качественные импульсные источники питания часто дают дополнительные помехи.

3. Почему на дисплее отображаются какие-то значения, когда нет входного сигнала?

Проверьте отсутствие пульсаций и помех от источника питания, затем проверьте нет ли рядом с модулем генерации мощного сигнала. Модуль может вырезать неправильные сигналы с помощью фильтрации сигнала. Фильтрация канала НЧ (CH L) удаляет недопустимые сигналы ниже 50 кГц и выше, и канал ВЧ (CH H) удаляет сигналы ниже 20 МГц. Это приводит к нормальному отображению нуля, когда нет входного сигнала.

4. Разрядность дисплея ограничена 8 цифрами, Как он может отображать сотни мегагерц и гигагерцы, когда выбрано время счета 0.1 сек и 1 сек?

Путем уменьшения времени счета или использования функции LSD можно получить подходящее отображение частоты.

Пример 1, измеряется частота сигнала 450.000000 МГц:

Когда функция LSD выключена (см. выше диаграмму меню настройки).

• В режиме времени счета 1S на дисплее будет отображаться 50.000.000
• В режиме времени счета 0.1S на дисплее будет отображаться 450.000.00

Когда функция LSD включена.

• В режиме времени счета 1S на дисплее будет отображаться 450.000.00
• В режиме времени счета 0.1S на дисплее будет отображаться 450.000.0

Пример 2, измеряется частота сигнала 2400.000000 МГц:

Когда функция LSD выключена.

• В режиме времени счета 1S на дисплее будет отображаться 00.000.000
• В режиме времени счета 0.1S на дисплее будет отображаться 400.000.00

Когда функция LSD включена.

• В режиме времени счета 1S на дисплее будет отображаться 400.000.00
• В режиме времени счета 0.1S на дисплее будет отображаться 2400.000.0

Полный набор производственной информации по PLJ-8LED-C был опубликован на форуме (файлы PCB Gerber). Также доступно и программное обеспечение (прошивка firmware микроконтроллера в виде HEX-файла), которое можно записать с помощью программатора наподобие PICit. Если Ваш программатор не распознает настойки, можно выбрать тип кварца и остальные опции должны быть выключены. Информация на сайте становится доступной после регистрации. Опубликованная прошивка имеет ограничения, что подробно описано на форуме. Когда модуль включается 25-й раз, на дисплее будут отображаться символы "--------". Чтобы убрать это ограничение о продолжить использовать модуль, выполните системный сброс. Для этого нужно удерживать кнопку SET при включении питания. Других аппаратных или программных ограничений нет.

По следующим ссылкам можно найти данные предыдущих релизов модуля (к сожалению, на китайском языке):

2008-11-03:http://www.hellocq.net/forum/read.php?tid=189583
2008-11-04:http://www.hellocq.net/forum/read.php?tid=189696
2008-11-05:http://www.hellocq.net/forum/read.php?tid=189718
2009-03-30:http://www.hellocq.net/forum/read.php?tid=200868
2011-04-27:http://www.hellocq.net/forum/read.php?tid=264417
2011-12-14:http://www.hellocq.net/forum/read.php?tid=282626
2013-03-22:http://www.hellocq.net/forum/read.php?tid=312288

1. Точность измерений была проверена F6CQK по квацевому генератору EPOC, откалиброванному по рубидиевому эталону частоты. Ошибка была -10 Гц. Это можно просто подкорректировать регулировкой, которая находится рядом с TCXO. Измерения в течение 24 часов показали стабильность лучше 1 Гц.

2. Чувствительность модуля, измеренная F6KEH, показана ниже:

PLJ 8LED sensitivity Ch L

Чувствительность входа в зависимости от частоты для канала НЧ (Low Channel, Ch L).

PLJ 8LED sensitivity Ch H

Чувствительность входа в зависимости от частоты для канала ВЧ (High Channel, Ch H).

3. Схема и модификации. Как уже упоминалось, канал UHF может измерять частоты до примерно 450 МГц. Частота может быть поделена специальной микросхемой MB506 на 64, чтобы можно было измерять частоты до 2.4 ГГц. Чувствительность на высоких частотах может резко упасть, несмотря на наличие делителя. Проблема возможно присутствует из-за автоматического переключения каналов. К сожалению, инструкции по исправлению проблемы приведены на китайском языке. Ниже приведена схема входной части модуля.

PLJ 8LED input sch

Видно, что входы обоих каналов соединены параллельно (цепь FH на схеме). Каждый канал в качестве предварительного усилителя использует двухзатворный транзистор MOSFET, за которым идет либо буферный каскад (канал CH L) или делитель с буфером (канал CH H). Транзисторы буферов Q2 и Q3 нужны для получения для сигналов уровней TTL. Это несколько колхозное решение, при котором емкость входа НЧ канала слишком сильно нагружает ВЧ канал, в результате чего чувствительность модуля на высоких частотах резко снижается. Идеальным решением было бы изолировать эти два входа друг от друга, чтобы оба канала работали независимо.

Примечание: ВЧ-канал (включая предделитель MB506) находится на видимой стороне печатной платы, где находится драйвер LED-дисплея TM1639. НЧ-канал находится на обратной стороне, под LED-дисплеем, в левой его части, если смотреть на переднюю сторону модуля, и его вход подключен к входному коннектору через переходное отверстие печатной платы.

4. Надежность переключения каналов. Как уже упоминалось в этом руководстве, автоматическое переключение каналов срабатывает не всегда достаточно надежно для низких частот, превышающих 30 МГц. В этом случае лучше всего вручную выбрать диапазон измерения. Для частот выше 100 МГц цифра сотен иногда может не отображаться. В этом случае нажмите кнопку Δ, чтобы выбрать подходящее время счета, пока не отобразится цифра сотен.

[Словарик]

dBm (иногда то же самое обозначают как dBmW, или децибел-милливатты) аббревиатура для соотношения мощности в децибелах (dB), выраженной относительно 1 милливатта (mW) [2].

HF High Frequency, высокая частота.

IF Intermediate Frequency, промежуточная частота. Термин относится к супергетеродинным приемникам.

ICSP интерфейс внутрисхемного программирования микроконтроллеров PIC.

LED Light Emitting Diode, здесь подразумевается светодиодный 7-сегментный дисплей.

LSD Least Sig Digit, имеется в виду функция отображения младших разрядов частоты, когда старшие разряды не помещаются на дисплее.

mVpp милливольт от пика до пика, размах (амплитуда) переменного напряжения.

RF Radio Frequency, радиочастота. Общий термин, обозначающий IF, HF и UHF.

UHF Ultra High Frequency, высокая частота. Здесь под этим подразумеваются частоты, которые измеряются ВЧ-каналом модуля.

VC-TCXO Voltage Controlled Temperature Compensated Crystal Oscillator, управляемый напряжением кварцевый генератор, уход частоты которого корректируется при изменении температуры.

[Ссылки]

1. PLJ-8LED site:aliexpress.com.
2Преобразование мощности в другую форму по заданному сопротивлению нагрузки и типу сигнала.

 

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Top of Page