Veľa z vás vlastní tento zaujímavý a cenovo prijateľný dvojkanálový generátor signálu FeelTech FY600-30MHz. Jedná sa o veľmi zaujímavý prístroj, ktorý má špecifikácie porovnateľné s prístrojmi, ktoré sú o sto eur drahšie. Výrobca tohto prístroja však pri jeho výrobe nanešťastie urobil niekoľko úsporných opatrení, aby zrazil jeho predajnú cenu - a povedzme si to, že na úkor kvality, čo spôsobuje určité problémy pri jeho používaní.

Funkčný generátor FeelTech FY6600-30MHz si môžte zakúpiť prostredníctvom tohoto odkazu - klikni (Banggood)

Funkčný generátor FeelTech FY6600-30MHz si môžte zakúpiť prostredníctvom tohoto odkazu - klikni (Aliexpress)

Spočiatku sa žiaden z užívateľov nebude starať o nejakú presnosť, alebo iné aspekty, nakoľko sa bude s prístrojom iba zoznamovať, ale keď sa začnete zaoberať napríklad vysoko presnými oscilátormi, tak zistíte, že presnosť vstavaného čítača frekvencie kolíše na hrane presnosti a použiteľnosti. To sa dá pomerne ľahko "opraviť" nahradením hlavného oscilátora za iný typ, ale tiež je dobré vidieť, čo robili iní ľudia a čo iné je možné.

Na stránkach eevblog.com je obrovské množstvo príspevkov o tomto prístroji. Po prečítaní všetkých týchto informácií (a to trvalo niekoľko dní) bolo zozhodnuté, že je čas riešiť niekoľko najdôležitejších otázok.

Toto sú štyri hlavné problémy, ktoré nahlásilo veľa používateľov na fóre.

1. Veľmi slabý spínací zdroj bez uzemnenia. To by mohlo priviesť na výstupy BNC striedavé napätie.
2. Skreslenie tvaru vlny pri vyšších amplitúdach. Je to spôsobené výberom lacných a najmä koncepčne zastaraných operačných zosilňovačov. Je zaujímavé, že na PCB sú aj napriek tomu predpripravené pozície na inštaláciu omnoho lepších operačných zosilňovačov - prečo ich potom výrobca neosadil???
3. Pomerne slabý hlavný oscilátor so zlou presnosťou a výrazným posunom. Tento posun je spôsobený hlavne skutočnosťou, že oscilátor je príliš blízko k trom regulátorom napätia, ktoré sú dosť horúce a práve toto sálajúce teplo má hlavný podiel na jeho nestabilite a skreslení,
4. Útlmový obvod vo výstupnej časti má nesprávnu hodnotu odporu.

Takže poďme po poradí.

1. Napájací zdroj

O napájaní tohoto generátora sa na fóre, ale nielen na tomto fóre diskutovalo mnohokrát, pričom bolo ponúknutých niekoľko možností, ale existuje len niekoľko príkladov, keď bola zmena viac menej úspešne vykonaná. Rozhodnutie padlo navrhnúť úplne nový zdroj, ktorý by umožnil upraviť aj +/- 12V výstupy na +/- 15V. Nové výstupné operačné zosilňovače totižto potrebujú práve toto vyššie napätie, aby generovali priebeby bez skreslenia.

Keď som prechádzal zbierkou mojich komponentov, vybral som 24VA transformátor, ktorý by sa dal použiť. Transformátor má dve samostatné vinutia po 12VA a výstupom 15VAC. Obidve sekundárne vinutia sú chránené poistkami 0,8AT PTC. Primárna strana má dve samostatné vinutia po 115 V. Pretože má transformátor dve samostatné vinutia, využil som to a vytvoril som dva oddelené napájacie vetvy. Výhodou je, že môžete použiť úplné usmernené a oddelené bloky napájania. Zemnenie - spájal som všetky zemniace body na konektore smerujúcom k hlavnej doske, nikde inde. Chcel som sa tiež vyhnúť tomu, aby sa nevyhnutný šum zo spínania pochádzajúci z regulátora DC-DC čo najviac dostal na napájaciu vetvu -12V, ktorá nie je až tak podstatná. Pretože akýkoľvek šum na 12 V vetve môže a zaručene sa bude spolupodieľať na šume vo výstupnom signále. Po zmeraní konečných výsledkov som pridal ďalšiu indukčnosť 330nH na plusový vstup konvertora DC-DC, aby som zabránil prieniku väčšieho šumu z meniča späť do zdroja 12V. Táto pridaná indukčnosť nie je zobrazená na schéme, ktorá je nižšie.

Ako pridaný bonus berte hmotnosť transformátora, ktorá zabráni tomu, aby sa celý generátor posúval po stole, nakoľko samotná konštrukcia generátora je veľmi ľahká.

Rozhodol som sa použiť regulátory napätia LM318 a LM338 pre analógové zdroje +/- 12..15V. Jedinou špecialitou v tomto obvode sú 10-otáčkové trimre, ktoré boli vymené za kvalitnejšie, pretože pôvodné sú "Made in China" - teda nie veľmi valnej kvality. Najhorší prípad pri nich nastane, ak bežec stratí kontakt a vytvorí oveľa vyššie výstupné napätie, ako ste chceli, a to by potenciálne mohlo spľahlivo zlikvidovať výstupné zosilňovače FY6600. Spôsob, akým som ich potom nastavil je taký, aby ste sa dostali tesne pod 12 V a tesne nad 15 V. V závislosti od tolerancie komponentov bude možno potrebné tu a tam nastaviť hodnotu tohto odporu. Je vhodné otestovať si nové zapojenie tak povediac "na nečisto" na breadborde. Moja úprava zdroja na nej aj zostala.

Pre napájanie + 5 V používané v digitálnych obvodoch bol vybraný jednoduchý DC-DC Buck prevodník, pretože pri normálnych lineárnych regulátoroch by sa tvorilo príliš veľa stratového tepla. Zámerom bolo aj vyhnutie sa pridaniu ventilátora. Tiež boli znovu použité niektoré komponenty zo starého zdroja, konkrétne sieťový filter a 5V tlmivka.

Moja jednotka stále "pomyselne pláva". Toto možno ľahko vyriešiť pomocou pripojenia BNC / USB k inému uzemnenému prístroju. Stále môžete k zadnej časti pridať 4mm konektor, pripevniť ho k uzemneniu a pomocou tohto prepojenia ho uzemniť.

Schéma zapojenia "nového" zdroja :

Schéma lineárnej časti zdroja.

Detail zdroja po úprave.

Hneď nad ľavým horným rohom transformátora vidíte dva malé chladiče, ktoré sú použité na troch regulátoroch pre rozptýlenie stratoveho tepla. Hneď nad ním môžete vidieť kovový oscilátor, ktorý je rovnako potrebné nahradiť. Osoba, ktorá robila návrh PCB, zjavne nemá potuchy o tepelnom účinku regulátorov na stabilitu a následnú presnosť oscilátora. ????

Nemal som miesto na prototypovej doske pre prevodník DC-DC, tak som ho prilepil na obojstrannú lepiacu pásku a prilepil ho na transformátor a presunul som ho z analógovej časti hlavnej dosky. Tieto DC-DC meniče sú notoricky známe svojim spínacím šumom zahlcujúcim výstupné napätie. Použitím indukcie 10uH zo starého zdroja a niekoľkých kondenzátorov na výstupe sa zvlnenie 25 mV znížilo na približne pri 1 MHz na približne 7 mV, čo by malo byť v poriadku.

2. Operačné zozilňovače

Jeden dvojitý výstupný zosilňovač boli nahradené dvoma samostatnými zosilňovačmi THS3095. Tiež bolo zvýšené +/- 12V na +/- 15V, aby som im dal viac priestoru. Výkon pri vyšších výstupných napätiach a pri vyšších frekvenciách je teraz oveľa lepší. Stále to nie je skvelé, ale oveľa lepšie, aspoň to stojí za tú malú investíciu a problémy s tým. Najlepší výkon je stále pri 5 V p-p a nižšom výstupnom napätí. Zaujímalo by ma, akú kvalitu signálu poskytujú modely s vyššou frekvenciou, ak je signál na type do 30 MHz nie príliš stabilný a kvalitný.

3. Oscilátor

Odporúčaným náhradným oscilátorom pre verziu CTS 50 MHz 50ppm CB3 je model D75J od spoločnosti Connor Winfield. Jedná sa o oscilátor kryštáľom riadeného oscilátora kryštálov (TCXO) s povrchovou montážou vo verzii 50 MHz, kalibrovaný na 25 stupňov pri 1 ppm a stabilitou 2 ppm. Neuveriteľná presnosť a stabilita! Pretože D75J je oscilátor s regulovanou teplotou, účinky blízkych regulátorov sú do značnej miery eliminované. Toto je obzvlášť dôležité, ak FY6600 používate aj ako čítač.

Aby som schladil niektoré horúce miesta  a to najmä pri troch regulátorov na doske v blízkosti oscilátora, pridal som na tieto tri regulátory dva malé prilepovacie chladiče určené pre Raspberry Pi. Teplota chladičov po viac ako dvoch hodinách je teraz okolo 46 ºC čo je viac než dobre.

Po inštalácii nového TCXO som zmeral presnosť oproti kalibrovanému oscilátoru. Frekvenciu tohto oscilátora som zmeral na 5 000 001,7 Hz. Je to veľmi blízko k kalibrovanej hodnote 5 000 002,1 Hz, ale tá továrenská kalibrácia bola už pred mnohými rokmi, hoci oscilátor sa nikdy nepoužíval. Či tak alebo onak, je to pozoruhodná presnosť a odčítanie za niekoľko hodín zmenilo iba 0,1 Hz. Nezdá sa, že by nárast teploty vo vnútri krytu FY malo nejaký podstatný účinok na jeho presnosť a stabilitu. Ďalším krokom je zmeranie výsledku pomocou GPS Disciplined Oscillator (GPSDO).