FrequenzZaehlerLED - rudiswiki9

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Frequenzzähler 0.1 - 2400 MHz

Frequenzzähler 0.1 - 2400 MHz

Bei Ebay.de habe ich im September 2014 einen interessanten Frequenz-Zähler mit einem sehr günstigen Preis-/Leistungsverhältnis gesehen (12,25 EUR inkl. Versand aus China), siehe Link 1. In 15 Tagen war die Platine da, und konnte getestet werden.

Als Hersteller habe ich auf der Platine gefunden: SANJIAN STUDIO, Modell: PLJ-8LED-E2, siehe Link 4.

Auf den Bildern bei Ebay.de waren auf den Bildern zum Anschluss nur 2 Stecker zu sehen. Zum Glück wurden noch zwei 2-polige Kabel (20 cm) mit dem passenden Stecker mitgeliefert, für die Stromversorgung und den Eingang.

Für die Bedienung der 2 Tasten war leider keine Anleitung dabei. Über Internet Suche bin ich zu der Anleitung gekommen, siehe Links, aber sie war leider in chinesisch, davon später.

Eigenschaften

Microchip's PIC16F648A, 2.4 GHz frequency meter.
Using temperature-compensated voltage controlled crystal oscillator (2.5 ppm VC-TCXO).
Unique gate control and precise time algorithm (non-timed interrupt).
Gate (display refresh) time 0.01 seconds / 0.1 seconds / 1.0 seconds, real-time display frequency value.
Single-ended input design, three-channel frequency measurement (low channel / high channel / Auto Channel).
Dual frequency design, value and IF / down mode can be preset separately.
Using eight 0.56 inches (14,2 mm) high brightness digital display, eight adjustable brightness.
Circuit is simple and reasonable structure, two-button control, simple operation.
The settings are automatically saved, boot directly call. - Die Einstellungen werden beim Ausschalten gespeichert.

Beschreibungen

Gate time - Torzeit
- 0.01 s
- 0.1 s
- 1.0 s
Measurement channels (channels are low impedance)
Low channel
- Measuring range: 0.1 MHz ~ 60 MHz
- Accuracy: ± 100Hz (0.01 1s gate time)
  - ± 10Hz (0.1 second gate time)
  - ± 1Hz (1.0 second gate time)
Low channel sensitivity:
- 0.1 MHz ~ 10 MHz: better than 60mVpp
- 10 MHz ~ 60 MHz: better than 60mVpp
- 60 MHz ~ 75 MHz: Not tested
High channel (divided by 64)
- Measuring range: 20 MHz ~ 2.4 GHz
- Accuracy: ± 6400Hz (0.01 seconds gate)
  - ± 640Hz (0.1 1s gate time)
  - ± 64Hz (1.0 1s gate time)
High channel sensitivity:
- 20 MHz ~ 30 MHz: better than 100mVPP
- 30 MHz ~ 60 MHz: better than 50mVPP
- 60 MHz ~ 2.4GHz: not tested
Auto Channel
- Automatically selected according to the input signal frequency high or low channel channel, identifying the frequency of 60 MHz. Such as when the input signal amplitude is greater than 60 MHz shortage can not automatically select high channel, the channel should manually select high frequency measurement.
IF settings - Zwischenfrequenz Offset
- Einstellung Schrittweite: 100 Hz
- Einstellung Bereich: 0 ~ 99.9999 MHz
- Einstellung Berechnung: + / - zur gezählten Frequenz
Frequency reference
- Modul DSA535SA 13.000MHz voltage controlled, temperature compensated crystal oscillator (VC-TCXO), frequency stability of ± 2.5 ppm.
Operating voltage
- DC Input: DC 6V ~ 12V (with reverse polarity protection, Schaltregler)
Current - Stromaufnahme
- Maximum 160 mA (test conditions: ① DC12V power supply; ② red LED; ③ Helligkeit = 8)
- circa 130 mA, bei Helligkeit = 3
Eight LED display, the highest display eight digits.
8 LED Helligkeit Stufen, Voreinstellung: Maximale Helligkeit = 8 (normal = 3)
Physical Dimensions, Length × Width × Height: 125.5 mm × 25.5 mm × 21.5 mm
Gewicht: 46 g (netto)
Schnittstellen
- DC IN (Power Interface): HX2.54-2P socket
- RF IN (signal input): HX2.54-2P socket
- ICSP (programming interface): 2.54-6P Pin
Kabel
- 2 x XH2.54-2P, Länge 20cm

Vorverstärker 0.1 - 60 MHz

Der Vorverstärker soll ja im ungünstigsten Fall ein kleines (circa 100 - 300 mVss) Sinus Signal sicher in ein Rechteck mit TTL Pegel umsetzten. Leider wird die Empfindlichkeit im L-Kanal ab 20 MHz deutlich schlechter.

Integrierte Schaltungen

Vorverstärker: MOS FET BF998, Aufdruck MOW (Hersteller: Vishay), 2SC3356 NPN Transistor, Aufdruck R25 (Hersteller NEC)
Vorteiler 1:64: MB506
- No name chip not very sensible, better manufaturer: Fujitu)
Prozessor: PIC16F648A
TCXO: DSA535SA (Hersteller : KDS)
Schaltregler: LM2576 (Hersteller: Texas Instruments)

Eingang Empfindlichkeit

Die minimal Eingangsspannung wurde mit einem 100 MHz Oszillograph gemessen.

Dabei wurde eine stabile Frequenz mindestens 5 Sekunden angezeigt. Eine Umrechnung Tabelle Volt zu dBm findet man bei Link 3.

	Vorverstärker
Frequenz	Umin [mVss]	dBm	Terminierung
100 KHz	60	-20	50 Ohm
10 MHz	60	-20	50 Ohm
20 MHz	125	-14	50 Ohm
30 MHz	200	-10	50 Ohm
42 MHz	300	-7	50 Ohm
	Teiler 1:64
30 MHz	60	-22	50 Ohm
60 MHz	40	-24	50 Ohm
160 MHz	50	-22	50 Ohm

Gehäuse

Als Gehäuse hatte ich mir ausgesucht: Teko 10008 (Maße: 131 x 66 x 30 mm, bei reichelt.de 2,20 EUR, conrad.de 3,37 EUR).

Da ich aber gerade bei meiner Ständer Bohrmaschine einen Kreuztisch nachgerüstet hatte, kam mir der Gedanke, es mit 1,5 mm dickem Kupfer kaschiertem Pertinax zu versuchen. Das war nach einem halben Tag fertig, siehe Bild.

Abmessungen der Platten:
- Rückseite: 1 x 30 x 150 mm
- Oben/unten: 2 x 25 x 150 mm
- Seite: 2 x 30 x 26,5 mm
- Front: 1 x 25 x 30 mm
Noch ein paar Hinweise zum Nachbau.

Die Rückseite sollte zuerst 4 x 3,5 mm gebohrt werden. Die Maße gibt es auf der Zeichnung im Internet (ebay).

Buchsen:
- Hohlstecker-Buchse, Zentraleinbau, Øi= 2,1mm, (reichelt.de, HEBL 21, 0,22 EUR)
  - Bohrung 8 mm, Freiraum 11 mm Durchmesser
- oder Hohlstecker-Einbaubuchse, Plastik m. Stift 2,1mm (reichelt.de, HEBG 21, 0,24 EUR)
  - Abmessungen: 9 x 20 mm
- BNC-Einbaubuchse, 50 Ohm, Lötversion (reichelt.de, R141A 605, 1,75 EUR)
  - Bohrung 9,5 mm, Freiraum 17 mm Durchmesser

Die Frontplatte für die Buchsen bohren. Da geht es etwas eng zu. Die Bohrungen sollte man vorher planen. Dann die Buchsen montieren und die 2 Kabel anlöten. Das Kabel der Stromversorgung (Rot = 6-12 V) kann man auf 16 cm kürzen. Das Kabel für den Eingang kürzt man auf 6 cm, dabei ist zu beachten, dass der rote Draht an Masse der BNC Buchse gelegt werden muss.

Jetzt das Gehäuse an einigen Punkten innen zusammen löten.

Die Platine ist von unten geschraubt, mit 4 Stück M3 x 10 mm Schrauben. Innen wurde noch eine M4 Mutter als Abstand Halter aufgesetzt. Zur Montage habe ich die Schrauben in das Gehäuse gesteckt, und mit Klebeband fixiert. Dann das Gehäuse umgedreht, und die 4 Stück M4 Muttern aufgesetzt. Die Kabel an die Platine stecken, und die Platine auf die Schrauben setzen, und das Gehäuse umdrehen. Zum Schluss das Klebeband abziehen, und die Schrauben in die Gewindebolzen der Platine schrauben.

Zur besseren Standsicherheit und gegen verkratzen der Unterlage sollte man auf die Rückseite noch 4 Gummi Füße kleben.

Anleitung in Deutsch

Aus der chinesischen Anleitung, Link 2, konnte ich mit der Google Übersetzung die Bedienung entziffern, wie folgt:

Seite 6
Logik Schema 
Rot: Anzeige Zeichen, Blau: Blinkende Zeichen, ⬆︎ = nächster Wert (Taste unten)

Torzeit einstellen: 0,1 s ⬆︎ 1 s  ⬆︎ 0,01 s ⬆︎

Systemeinstellungen: SET Taste ↩︎ drücken (Taste oben)

1. IF Wert (Zwischenfrequenz, Auflösung: 100 Hz)
                         Schema

   mit SET Taste weiter
2. IF Subtraktion:       Plus IF ⬆︎ Minus IF (Anzeige Wert = IF Signal Frequenz ±)
                           SET       SET
                        Verlasse Einstellungen

   mit SET Taste weiter
3. Meßkanal Einstellung:  Automatik ⬆︎  Kanal L (<60 MHz) ⬆︎ Kanal H (>60 MHz)
                           CH  A       CH  L                CH  H
                            SET         SET                  SET  
                                  Verlasse Einstellungen

   mit SET Taste weiter
4. Anzeige Filter Einstellung:  dF ON ⬆︎  dF OFF  (Voreinstellung: ON)
                                 SET      SET
                            Verlasse Einstellungen

   ON:  Kanal L hat im Eingang ein Hochpass Filter mit 200 KHz Eckfrequenz.
        Kanal H hat im Eingang ein Hochpass Filter mit 30 MHz Eckfrequenz.
   OFF: Kanal L kann Signale messen kleiner 200 KHz.
        Kanal H kann Signale messen kleiner 30 MHz.
   Wenn kein Eingang Signal anliegt, kann die Anzeige willkürliche Zahlen anzeigen.
   Zweck des Filters:  Die willkürliche Anzeige bei offenem Eingang zu vermeiden.

   mit SET Taste weiter
5. Unterdrückt letzte Stelle:  J  ON ⬆︎  J OFF
                                SET      SET
                           Verlasse Einstellungen

   ON:  Unterdrückt die letzte Stelle
   OFF: Normale anzeige
   Zweck: Wenn die letzte Stelle flackert, kann man sie ausblenden.

   mit SET Taste weiter
6. LED Helligkeit Einstellung -> Zeige  1 ... 8  (Voreinstellung: 8)
                                      SET   SET
                                Verlasse Einstellungen 

Firmware Version auslesen: z.B. 2014.06.08
  PWR OFF: SET gedrückt halten -> PWR ON -> Anzeige Firmware Version -> SET loslassen -> Reset

Erfahrung

Der Automatik Modus bei der Umschaltung der Kanäle funktioniert nicht immer zuverlässig. Wenn man Frequenzen über 30 MHz mit kleinem Pegel zählen will, ist es besser, manuell in den High Kanal zu schalten.

Bei Frequenzen über 100 MHz kann es vorkommen, dass die Hunderter Stelle der Frequenz Anzeige nicht dargestellt wird. Dann muss man mit der ⬆︎ Taste die Torzeit verkürzen, bis die Hunderter Stelle angezeigt wird.

PIC Programmierung

Für die Programmierung des PIC16F648A ist eine ICSP (In Circuit Serial Programming) Schnittstelle vorgesehen, siehe Link 5. Das sind 6 Pin's im Raster 2,54 mm:

Vpp - Programmierspannung
+5 V - Versorgungsspannung
GND - 0 V
PGD - Programming Data (Umschaltung auf 2 Zwischenfrequenzen)
PGC - Programming Clock
AUX - Debugging

Über den Pin 4 und 3 (0 V) kann man noch Umschalten auf die Berechnung mit 2 Zwischenfrequenzen. Leider habe ich dazu keine Anleitung gefunden.

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-- RudolfReuter 2014-10-07 18:03:18

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