Frecventmetru... Nuclear

[ALEKS]

Salut,

 

Lucram in ultima vreme la o schema de frecventmetru cu integrate TTL pentru unul din proiectele mele mai vechi. Intre timp, am facut rost (initial, fara sa imi doresc) de un scaler nuclear fabricat la Fabrica de Aparatura Nucleara, pe vremea cand in tara se mai producea una alta.

 

Pentru cei ce se intreaba ce-i ala un scaler, am sa incerc sa scriu in doua-trei cuvinte ceea ce face el. In principiu este un numarator de "evenimente" nucleare, functionand in standard NIM (Nuclear Instrumentation Module). Cu un detector si un amplificator pe masura, poti numara particule ionizate, particule gamma, particule incarcate, etc. Merge chiar ca numarator de pulsuri de la un detector de radiatie. In alte cuvinte un contor Geiger.

 

Pe limbaj uman, face acelasi lucru pe care-l face un numarator mecanic atasat la o bormasina atunci cand bobinezi transformatoare la foc automat.

Particularitatea este ca e prevazut pe panoul frontal cu semnale de tip Start, Stop si Reset, actionabile, fie prin comutatoare de tip pushbutton, fie electric (TTL) prin magistrala, sau "tamponat" (buffered) prin intrarile BNC disponibile. Asta imi spune ca poate fi folosit atat in regim de contor de evenimente fara interval specificat dar cu preselectie de regim stop, fie pe post de frecventmetru cu extra logica de comanda atasata.

 

Confirmarea vine din cartea tehnica ce-l insoteste. Zice acolo la punctul b) din domeniul de utilizare, ca se poate folosi ca frecventmetru impreuna cu un timer in standard NIM in regim de dublu puls.

Nu am un asemenea timer dar am pix si foaie si schema electrica a scalerului. De aici si pana la un frecventmetru TTL nu ar trebui sa fie cale prea lunga.

 

Am identificat urmatoarele lucruri pe care trebuie sa le fac pentru a duce proiectul la capat:

 

a) Sursa de alimentare 6 V / 3 A. Scalerul consuma 1.3 A la 6 V. Are o dioda inseriata pe linia de alimentare, intocmai pentru a scadea tensiunea la 5.3 V, in limitele TTL. Fiindca 6 V e o tensiune din standardul NIM, am ales sa o pastrez in proiectarea sursei.

 

b) Preamplificator formator de semnal TTL. In activitatea mea am nevoie ca la intrare sa masor semnale periodice sinusoidale in regim JF. Scalerul numara cu precizie garantata de +/- 5 pulsuri pana la 10 MHz. Mult prea mult fata de ce am eu nevoie. Eu voi masura maximum 180 kHz dar cel mai uzual pana in 25 kHz.

 

c) Logica de zavorare. M-am uitat in schema si apoi in scaler. Numaratoarele sunt CDB490, driverele sunt SN7447. Ce lipseste e logica de zavorare (latch). Nu-mi inchipui cum citeau oamenii frecventa, in regim de frecventmetru, cu toata ameteala de cifre cu succedare rapida pe ecran. Am sa scot integratele SN7447 de pe placa din scaler si voi face o placa mai mica cu 12 integrate (6 x 7475 latch si cele 6 x SN7447). Ma gandesc sa fac cumva conexiunile direct cu pini pentru a nu avea sarmaraie extra. Astfel voi folosi gaurile integratelor existente si semnalele lor.

 

d) Baza de timp. M-am gandit sa folosesc un oscilator cu cristal la 10 MHz pe care sa-l divizez cu CDB490-uri pana la 1 Hz. Ma gandesc ca voi avea precizie mai buna utilizand un cristal cu frecventa mare.

 

e) Logica de comanda. Intrarea de semnal de pe panoul frontal va fi legata direct la preamplificator. Dar, am nevoie de o logica care sa-mi comande semnalele Start, Stop si Reset. Din manualul tehnic rezulta ca timerul se lega in felul urmator: Start-Start; TimeBase-Stop; Reset-Reset. Eu am nevoie si de semnalul latch. Am desenat diagrama de semnale cu ce mi-ar trebui pe o foaie si pe urma ma apuc sa proiectez circuitul de comanda.

 

Cum ajung acasa incep sa atasez schemele si cablajele a ceea ce am lucrat pana acum. Cablajele mi le proiectez singur dar la executie voi apela la colegii de forum de pe sectiunea Electro-Job.

Proiectul se regaseste (in acelasi stadiu ca si pe forum, iar update-urile vor fi concomitente) si pe Lumea Tuburilor in sectiunea de microelectronica: http://www.alexandrugroza.ro/lumeatuburilor/me/nfc.html

 

E un proiect de durata si deocamdata nu e nimic definitiv in materie de scheme. Totul e la stadiu de experimente. Din pacate timpul meu liber tinde catre 0, prin valori negative. Dar incerc sa-l normez cumva sa-mi ajunga si de pasiunea asta a pieselor electrice si electronice.

Nu stiu daca va functiona dupa asteptari. N-am mai proiectat scheme TTL de mai bine de 10 ani. E foarte posibil sa dau chix pana sa obtin ceea ce vreau.

 

De ce am ales sa pierd vremea cu asa o constructie? Nu as spune ca e chiar o pierdere de timp. Mai degraba o deconectare de la ritmul in care fuge viata. Cu 300-500 E iei un frecventmetru Agilent de foarte buna calitate in domeniul GHz. Cu 300-500 lei iei un frecventmetru bun pentru orice constructor amator. Eu cu 300-500 de lei incerc sa construiesc un frecventmetru din anii '70 (costurile includ transformatorul de retea, tabla de aluminiu, carcasa, etc.).

 

PS1: Am nevoie de urmatoarele compoente (contra cost): 1 x tranzistor BFW11, 1 x tranzistor BF180, 6 x CDB475.

PS2: Daca va intrebati cum arata obiectul, am pus mai jos o poza cu el.

 

 

ALEKS

[alcon]

http://www.alexandrugroza.ro/lumeatuburilor/me/nfc.html
Pagina in constructie. Va rog reveniti.

[sesebe]

Avind in vedere ca esti un concetatean de-al meu, iti pot ceda un oscilator integrat de 1Mhz, daca vrei.....

Este in capsula true-hole metalica dreptunghiulara cu pinii in colturi - standard, dar este pt alimentare pe 3.3V.

Daca te intereseaza lasa-mi nr de telefon pe PM.

[ALEKS]

Multumesc sesebe, pentru ajutor. Dar am si eu asemenea oscilatoare, unele cu alimentare chiar la 5V daca nu ma insel.

 

Ma intereseaza mai mult tranzistorii si integratele mentionate.

 

alcon, din pacate si pagina si forumul au sa fie actualizate concomitent. Abea m-am apucat de proiect.

[VAX]

In locul tranzistorului BFW11 merg la fel de bine BF256 (B) si BF245, dar orice JFET de RF este bun (J309, J310, etc).

BF180 nu este prea bun pentru aplicatia respectiva, romanii l-au folosit pentru ca era produs in serie mare (disponibil la pret mic). Nu este bun pentru ca merge optim la Ic=2-3 mA si la Uce>7V. La curent mai mare si Uce mai mic ii scade mult Ft. A fost proiectat special pentru ARF cu RAA cu reglaj inainte (amplificarea scade cand creste Ic), cu distorsiuni de intermodulatie mai mici decat la tranzistoarele normale, la care amplificarea se micsoreaza prin reducerea curentului de colector. In locul lui BF180 merg mai bine tranzistoarele: 2N918, 2N709, 2N2368 si 2N2369, BF199, BFY90 si BFX89, 2SC3355, KTC9018, etc.

Ramane problema cu CDB475 (SN7475N), dar se pot folosi echivalentele lui din Vest sau chiar rusesti (K155TM7). In loc de CDB475 ca memorii tampon, se pot folosi si CDB495 (sau echivalentele), dar cu modificarea schemei.

Trebuie sa va ajute cineva priceput, se pare ca sunteti incepator.

[ALEKS]

Multumesc pentru toate detaliile. Vedem ce iese.

Am avut cateva pungi de integrate TTL dar le-am donat pe forum acum multi ani.

 

Am mai proiectat eu una alta de-a lungul timpului (ex. http://www.alexandrugroza.ro/lumeatuburilor/me/micro_z80.html) dar aveti dreptate in mare. Nu lucrez in domeniul electronicii. Dar invat pe zi ce trece.

 

Tocmai de asta am pus pe forum proiectul. Daca ma infund, il scoatem impreuna la capat.

 

Cautam special tranzistorii respectivi pentru acuratetea montajului dupa schemele din Tehnium, nu neaparat pentru performanta.

 

Cat despre integrate, nu tin sa fie produse de Microelectronica. Important e sa le gasesc pe undeva (prin talcioc eventual).

Editat Mai 23, 2017 de ALEKS

[vio2007]

Vezi si revista Ret nr. 7,unde este pezentata o schema de frecventmetru cu TTL-uri,poate te ajuta.

Editat Mai 23, 2017 de vio2007

[sesebe]

Asta nu te rezolva?

[ALEKS]

Bineinteles ca da. Am programata o comanda de cateva sute de condensatori si tranzistori de la Mouser in viitorul apropiat. Daca nu gasesc CDB-uri sau K155-uri, voi lua de la ei.

[VAX]

Felicitari pentru realizarea cu Z80. Totul a fost proiectat de dvs., inclusiv cablajul ? Cablajul prin ce metoda a fost facut, cu fotopolimeri ?

Ati facut rau ca ati imprastiat TTL-urile. Greseala asta am facut-o si eu, cu alte categorii de piese, si m-am lecuit. Nu mai instrainez componente chiar daca ar fi sa dorm cu ele in pat, din lipsa de spatiu.

Editat Mai 23, 2017 de VAX

[ALEKS]

Multumesc de cuvintele frumoase. E facut pe vremea cand inca mai gaseam timp pentru mesterit. Da, e o realizare personala 100%, inclusiv logica combinatoriala pentru comunicarea cu discul IDE de 40 Mb din aria CPLD pe post de Chipset. Logica combinatoriala generatoare de semnal VGA 640x480 / 60 Hz este inspirata de munca unui tip din Germania.

 

Cablajul este facut prin metoda de frezare pe o masina tip CNC fabricata de firma LPKF. Nu mai tin minte cum se chema dar cred ca ProtoMat. Din pacate dura foarte mult. Frezarea cablajului respectiv a durat cca. 11 ore.

 

Dar sa revenim la frecventmetrul meu.

Pe masura ce intampin dificultati, imi permit sa va necajesc cu intrebari. Sunt convins ca va iesi ceva pana in final. Macar si o discutie constructiva din care sa invatam si noi si altii ca noi.

 

PS: Da, imi pare rau de TTL-uri si CMOS-uri. Mai ales de cele peste 100 de integrate rusesti in capsula ceramica, echivalentul lui CD4011 quad 2-in NAND... Mare greseala intr-adevar.

[sesebe]

Ia vezi nu are Terry?

El aduna integrate la kilogram si daca in convingi poate iti cauta ce vrei tu.

 

Ps: frumoasa lucrarea cu Z80 dar eu nu m-as inhama la asa ceva nici sa ma tai.

Editat Mai 23, 2017 de sesebe

[ALEKS]

Am sa-i stric o vorba. Am gasit si pe O*X niste tipi care vand integrate TTL romanesti la preturi intre 2 si 5 lei / bucata.

Oricum proiectul va evolua lent, am timp sa gasesc toate piesele. Mai ales ca durata de executie a cablajelor este mare (am deja un cablaj in executie la cineva de pe forum -- sunt curios cum va iesi).

[validae]

Am să caut și eu mîine, pe la serviciu mai țineam pe undeva un mic stoc de TTL-uri noi.Dacă găsesc exact ce căutați, vă ajut cu plăcere.

[surubarila]

Sanatate permanenta ! Si eu am prin pod cutiute cu CDB-uri IPRS , le caut si daca am 475 vi le donez.Frumoase vremurile alea.....