Comment convertir une fréquence en longueur d'onde ?

[lepido31]

Encore un autre essai sur mon voltmètre PM129B pour chercher sa stabilité: J'ai vu qu'il était construit avec un ICL7106 version CMS; J'ai donc regardé son datashhet et trouvé l'oscillateur. En jouant sur la valeur du RC (valeur de C passée de 100 à 220 pF en pin38) cela double le temps de raffraichissement mais le dernier digit n'est pas trés stable au dessus de 500 mv (plus ou mois 5 mv sans arret) alors que de 30 à 400 mv il est plutot à plus ou moins 2 digits. Je rappelle que mon multimètre en parallèle est parfaitement stable.
Le fait de changer le rapport d'entrée du PM129B ne change rien puisqu'il s'agit d'un pont diviseur. J'ai également tenté quelques capas de faible valeur sur ce pont diviseur sans résultat probant. Avez vous déjà eu ce souci svp ?
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[paulfjujo]

bonsoir Lepido31,

Il n'existe pas, à ma connaissance de PIC (HORS DSP,PIC24,PIC32 ) ayant une sortie analogique evoluée..
La serie PIC18FxxK22 n'a qu'un DAC sur 5 bits ! 32 echelons !

Un plus petit PIC genre PIC16F683 ou PIC12F1840 en DIP 8 serait trop juste pour faire l'affaire
(deja 4 sorties pour le SPI, 1 entree Freq)
alors qu'un 18F2xK22 DIP28 apporterait une tres grande souplesse d'adaptation
sortie LCD , ou UART , optionnelles, non indispensables ..
et couplé (liaison SPI 4 fils ) à un MAX531 Dac12bits en DIP14 avec ref interne 2,048V G=2 pour sortie 0 à 4096mV
ou un Max539 en DIP8.

mais se pose la large dynamique de mesure 30Khz ..30Mhz
il faut donc une commutation de gamme de mesure..
eventuellement automatique pour le niveau de sortie Analogique..
afin de faire correspondre au mieux les mV et les M
ex:
4096mV pour gamme 4096 M
4096mV pour gamme 409.6 M
4096mV pour gamme 40.96 M

mais encore faut-il que l'ensemble DAC et voltmetre soit suffisament stable (F(temperature)).
Quid de la gestion de l'affichage de la position de virgule sur l'afficheur voltmetre ?

A mon avis, si tu veux absolument conserver ton voltmetre comme affichage final
mieux vaut rester 100% en analogique , l'avantage du tout numerique étant fortement estompé.

[Antoane]

Bonjour,

Tu peux utiliser un PWM (10bit mini) associé à un filtre passe-bas (c'est (à vue d'oeil) la méthode de Tropique, en discret).
Avec un pic, les niveaux de sortie ne sont peut-être pas parfaitement connus (techno CMOS/bipolaire), aussi faudra-il peut-être utiliser l'ADC pour ajouter une contre-réaction.

[lepido31]

Merci pour vos explications concernant les PIC; Je croyais ces circuits plus "évolués" intégrant tout ce qu'il fallait et capables de sortir une tension analogique, mais ce n'est apparemment pas le cas et à mon gout bien plus complexe que la version analogique sur laquelle je vais rester. Tropique, merci pour ton schéma qui fonctionne pratiquement sans modif importante. Ca c'est franchement remarquable. Il ne me reste qu'à trouver comment stabiliser ce dernier digit sur mon voltmètre VOLTCRAFT PM129B. Si quelqu'un à un à une solution par rapport à son "coeur" ICL7106 ou une idée d'essai, je suis preneur. J'ai lu sur un vieux forum qu'il fallait ajouter un 4,7 uF en // sur une 100 Kohms sans savoir que quels composants il s'agit. Jusque la je n'ai réussi qu'à ralentir le rafraichissement en modifiant l'oscillateur (220 pF au lieu de100) On va finir par y arriver.
Bon dimanche à vous.

[Tropique]

Il ne me reste qu'à trouver comment stabiliser ce dernier digit sur mon voltmètre VOLTCRAFT PM129B.

Sur mon schéma, tu peux essayer d'augmenter C4, même si je n'y crois pas trop: c'est plutot une question d'alim/environnement/ronflette ou similaire.

Moi j'emploie les modules LCD low cost à quelques euros, style Velleman, et je n'ai pas ce genre de souci. Ca vaut peut-être la peine d'essayer.

[lepido31]

Bonsoir Tropique,
J'ai bien avancé dans mon projet, mais il me reste encore à résoudre un problème électronique. Pour tester un fréquencemetre couplé à mon ondemètre, je le fais précéder par un petit ampli avec 2N2222 à collecteur commun afin d'amplifier l'amplitude du signal (mon petit géné sort 4V max)qui va attaquer mon entrée diviseuse à base de HEF4017. Si j'ai bien quelques 8V d'amplitude alternative jusque vers 800 KHz, lorsque je monte la fréquence, à partir de 1,2 MHz l'amplitude s'écroule à quelques centaines de mv insuffisante pour l'entrée de mon fréquencemetre. Aurais tu une astuce de ton cru ou encore mieux un petit schéma pour que ce montage à collecteur commun et transistor unique fonctionne correctement entre 150 KHz et 10 MHz stp ?
Merci à toi et bonne soirée.

[Tropique]

En principe, un étage collecteur commun n'amplifie pas, du moins pas la tension: il adapte l'impédance. La bande passante en petits signaux doit être largement plus grande que 10MHz, même avec un transistor bien plus lent que le 2N2222. Par contre, en grands signaux, il se peut que le courant de polar soit insuffisant pour charger et décharger toutes les capas parasites.
Il vaudrait mieux que tu postes un schéma de ton circuit actuel, avec ce qu'il y a devant et après, pour avoir une base quantitative de discussion

[lepido31]

Voici qui est fait. Lors de mes essais, j'ai commencé à déconnecter D1 car il me semble que le signal d'entrée (4,5 v d'amplitude) part à la masse, à moins que cela ne soit volontaire pour limiter l'entrée de la gate à 0,6v ? Cela a eu pour effet d'augmenter un peu l'amplitude au point A (6,5 V) mais seulement pour une fréquence inférieure à 1 MHz. Je trouve toujours 0,8 v d'amplitude par exemple à 4 MHz.
Second essai: J'ai mis l'entrée signal directement avant le condensateur C5, sans beaucoup plus de succès pour un signal supérieur à 1,2 MHz.
Troisième essai: j'ai réduit la résistance de collecteur du 2N2222 jusqu'aux limites de Ice max. La aussi cela augmente un peu l'amplitude de sortie mais cela s'écroule progressivement après 1,2 MHz, ce que mon entrée de 4017 ne peut pas gérer. Je reste persuadé que je peux me passer de ce transistor à effet de champ et utilisant un seul transistor bipolaire. Une petite idée siouplait ?

[DAUDET78]

Retire R10
Met D1 entre la grille de Q1 et le drain de Q1 (cathode sur le drain)

Ca donne quoi ?

PS : le mieux, c'est d'utiliser un comparateur rapide !

[Tropique]

Ce montage est un horrible petit canard, qui cumule à peu près tout ce qu'on peut faire de pire. Entre parenthèses, ce n'est pas un collecteur commun, c'est un émetteur commun précédé d'un buffer en drain commun.

Même avec 10Vpp à l'entrée, la sortie n'arrive pas à décoller:
FxPre1.png

En réarrangeant un peu mieux les composants, on doit avoir en sortie un signal suffisant pour le 4017 avec 100mVpp d'entrée:
FxPre2.png

Il vaut mieux ne pas enlever les diodes de protection, simplement les mettre d'une manière qui ne gêne pas.


On voit qu'on garde un gain >20dB jusqu'à pas loin de 10MHz.
FxPre3.png


Les performances effectives vont beaucoup dépendre de la capacité de charge, symbolisée par C3. Il faut essayer de minimiser le cablage à cet endroit

[lepido31]

Merci à tous pour cette correction. Interrogation personnelle: R2 fait bien 1,6 ohms ou c'est une erreur car cette valeur me semble bien faible ?

[DAUDET78]

1e6 = 1000000 !

[lepido31]

OK et merci pour la précision. Dernier point avant mon expérimentation: Faut il garder R13 en série sur le 15 v d'alim et C6 en filtrage ou alimenter directement le montage par du 15 v sans ces composants ?

[Tropique]

OK et merci pour la précision. Dernier point avant mon expérimentation: Faut il garder R13 en série sur le 15 v d'alim et C6 en filtrage

C'est préférable

[lepido31]

Bonjour Tropique,
Aprés quelques essais, en voici les résultats: Mon ampli buffer modifié selon tes (vos) préconisations sort bien maintenant son signal d'amplitude à 14 v. Cependant, il n'a pas la même forme que le signal d'entrée qui possède des durées équivalentes de créneaux montants et descendants. En sortie, je récupère des créneaux montants 5 fois moins longs en temps que les descendants. On croirait des impulsions. Ce n'est peut être pas gènant pour la division qui suit avec les 4017 mais cela me semble bizarre. Aurais tu une petite idée sur ce point ?
Et si comme préconisé par Daudet78 je montais un LM331 en comparateur à hystérésis à la place de cet glute, cela serait il préférable ?
Autre "pépin" dù à mes essais: Dans la précipitation, j'ai balancé ce signal boosté directement en entrée de mon ondemètre et il n'a pas du tout apprécié. Je crois qu'un signal de cette amplitude a été fatal aux 74HCXXX. Hier soir, je n'ai pas eu le temps de pousser plus loin mes investigations, mais me confirmes tu ce détail par la théorie ?
Pour le signal d'entrée de cet ondemètre, j'avais pensé mettre une diode en série puis une zener inférieure à 5 v ensuite pour limiter l'amplitude. Qu'en penses tu stp ?

[DAUDET78]

je montais un LM331 en comparateur à hystérésis à la place de cet glute, cela serait il préférable ?

Le LM331 n'est pas un comparateur. Si tu parles du LM311, il n'est pas assez rapide

Pour le signal d'entrée de cet ondemètre, j'avais pensé mettre une diode en série puis une zener inférieure à 5 v ensuite pour limiter l'amplitude.

Non, tu casses la bande passante . Une Zener, c'est aussi une grosse capacité parasite !

[Tropique]

Bonjour Tropique,
Aprés quelques essais, en voici les résultats: Mon ampli buffer modifié selon tes (vos) préconisations sort bien maintenant son signal d'amplitude à 14 v. Cependant, il n'a pas la même forme que le signal d'entrée qui possède des durées équivalentes de créneaux montants et descendants. En sortie, je récupère des créneaux montants 5 fois moins longs en temps que les descendants. On croirait des impulsions.

Maintenant, avec la forte amplification disponible il est probable que l'amplitude d'entrée est suffisante pour saturer complètement l'ampli.

Ce n'est peut être pas gènant pour la division qui suit avec les 4017 mais cela me semble bizarre

.
Pour un circuit digital c'est sans importance tant que les Ton et Toff entrent dans les specs du circuit

Autre "pépin" dù à mes essais: Dans la précipitation, j'ai balancé ce signal boosté directement en entrée de mon ondemètre et il n'a pas du tout apprécié. Je crois qu'un signal de cette amplitude a été fatal aux 74HCXXX. Hier soir, je n'ai pas eu le temps de pousser plus loin mes investigations, mais me confirmes tu ce détail par la théorie ?

Ce n'est pas très conseillé, mais normalement avec la 1K il aurait du survivre.

Pour le signal d'entrée de cet ondemètre, j'avais pensé mettre une diode en série puis une zener inférieure à 5 v ensuite pour limiter l'amplitude. Qu'en penses tu stp ?

Voir réponse de Daudet.
L'étage de sortie peut être alimenté sur le même 5V que le 74HC (avec des valeurs corrigées), cela règlera complètement le problème

[lepido31]

Je pense que cela rentre effectivement dans les specs du 4017 car il divise correctement ensuite. Lorsque tu parles de l'étage de sortie, je suppose qu'il s'agit de remplacer l'alimentation 15v de la R6 du collecteur de QI par le 5,35 v de l'ondemètre ? Je vois bien que cela limitera l'amplitude de mon signal d'entrée à 5,35 V mais cela sera il suffisant ?
Ne faufrait il pas également réduire la valeur de R2 (ondemètre) de 100K à 10K ?

[Tropique]

Je pense que cela rentre effectivement dans les specs du 4017 car il divise correctement ensuite. Lorsque tu parles de l'étage de sortie, je suppose qu'il s'agit de remplacer l'alimentation 15v de la R6 du collecteur de QI par le 5,35 v de l'ondemètre ? Je vois bien que cela limitera l'amplitude de mon signal d'entrée à 5,35 V mais cela sera il suffisant ?

Pourquoi voudrais-tu diminuer le signal sous les niveaux logiques?

Ne faufrait il pas également réduire la valeur de R2 (ondemètre) de 100K à 10K ?

Non

[lepido31]

Bonsoir Tropique,
Je sèche maintenant depuis quelques temps car mes 4017 ne veulent plus compter. Avec tes modifications de l'ampli de signal, j'ai bien un signal propre de 5v d'amplitude. Lorsque je l'injecte sur mon premier 4017 en pin 14 je n'ai rien en pin 11 diviseur par 10; J'ai reconnecté le 15 V sur la résistance de 1K du collecteur du 2N2222 sans davantage de résultat. Dans le doute j'ai mis un coup d'oscillo et me suis aperçu que sur ce signal de 14 V d'amplitude j'avais une composante continue de 7v. J'ai donc placé un condensateur de 0,1 µF en série sur l'entrée pour y remédier sans résultat car c'est le 4017 qui génère cette composante. Est ce normal ? J'ai remplacé trois fois ce CI d'entrée avec le même phénomène.
Aurais tu stp une piste de recherche sur mon problême ?
Je me demande également si je ne ferais pas mieux d'utiliser un comparateur rapide. Connais tu une référence qui supporte 10 MHz ?
Merci pour ton aide et bonne soirée. Stéphane

[Tropique]

Tu commences à me perdre: tu parles de l'ondemètre, puis du fréquencemètre, tu changes de tension d'alim... Toi tu sais de quoi tu parles, mais pour les autres ce n'est pas évident.
Ce serait bien à chacun de tes "problèmes" de donner la configuration exacte que tu utilises (schéma). Circuit d'entrée, de sortie, etc sans oublier de préciser la version exacte des composants que tu utilises: un CD4017 alimenté en 5V va commencer à ramer grave à partir de 1MHz, alors qu'un 74HC4017 dans les mêmes conditions montera facilement à des dizaines de MHz. Chaque détail compte.
Tu dis aussi que tes 4017 "ne veulent plus compter"; donc ils comptaient avant? Dans quelles conditions?

[lepido31]

C'est vrai Tropique. Avec le nez dans le guidon j'ai l'impression que tout le monde partage mon monde, et j'en oublie des infos primordiale à la compréhension de tous, avec mes humbles excuses.
Je ne vais plus te parler de mon ondemètre car tout est nickel de ce coté. Mon souci vient maintenant de mon fréquencemètre.
En essayant d'être clair: Lors d'un de mes essais avec l'ampli de signal d'origine (voir post plus haut en page 2) qui était alimenté en +15v, j'avais envoyé mon signal issu du collecteur du 2n2222 sur mon entrée pin 14 du 74hc4017 (U2 sur le schéma de mon fréquencemètre plus haut). Ce dernier (et les autres, U3, U4, U5) comptaient correctement jusqu'à environ 1,2 MHz puis bloquaient ensuite pour des fréquences plus hautes.
Sur tes conseils suite à tes simulations, j'ai modifié cet ampli (position de D1, R4, R6, C4...) toujours alimenté en +15v et n'ai pas eu le temps de relever les oscillogrammes car mon CI 74HC4017 (U2) n'a pas aimé du tout. Comme tu l'as préconisé, j'ai détourné l'alimentation + 15v de R6 (résistance de collecteur 1K du transistor de sortie de l'ampli signal) vers une alim de +5v afin que l'amplitude du signal soit limitée à 5v.
Cet ampli délivre bien maintenant un signal propre d'amplitude 5 v entre 150 KHz et 10 MHz.
Par précaution, j'ai ajouté un condensateur de 0,1 µF en série entre cette sortie d'ampli et l'entrée pin 14 (U2) de mon MC14017 (remplacant de mon 74HC4017 qui avait flambé).
Comme je te le disais, je me suis aperçu que c'est le MC14017 qui génère une composante continue de 7v, ce qui me semble bizarre car il lui faut bien un seuil de signal bas pour qu'il puisse détecter les créneaux non ?
D'autre part, je n'avais pas pensé aux différences de bandes passantes en fonction des références des CI. Peut être faut il que je fasse d'autres essais avec des 74HC4017 au lieu des MC14017.
Voila Tropique, en espérant avoir été plus clair cette fois ci et en espérant que tu puisses me donner d'autres pistes de recherche.
Merci à toi. Stéphane.

[Tropique]

Cet ampli délivre bien maintenant un signal propre d'amplitude 5 v entre 150 KHz et 10 MHz.

Ce problème là est réglé donc, il ne faut plus toucher à cette partie.

Par précaution, j'ai ajouté un condensateur de 0,1 µF en série entre cette sortie d'ampli et l'entrée pin 14 (U2) de mon MC14017 (remplacant de mon 74HC4017 qui avait flambé).

Plusieurs choses: avec un signal de forte amplitude (>75% de la tension d'alim), ce condo n'est pas nécessaire. Mais si tu veux quand même le mettre, il faut une polar comme pour l'ondemètre, sinon ça risque de faire un peu n'importe quoi.
Le MC14017 n'est pas du tout équivalent au 74HC4017, il est beauocoup plus lent, et également plus affecté par un rapport cyclique non-unitaire. Puisque tu as opté pour du 5V, le HC serait préférable

Comme je te le disais, je me suis aperçu que c'est le MC14017 qui génère une composante continue de 7v, ce qui me semble bizarre car il lui faut bien un seuil de signal bas pour qu'il puisse détecter les créneaux non ?

Probablement l'effet du condensateur, mais s'il est alimenté en 5V, je ne vois pas trop comment ça peut arriver

[lepido31]

Le principe de mettre un condo en entré était justement pour supprimer la composante continue en entrée du 4017. Si je rajoute une polarisation, je ré-injecte une composante continue en entrée. Pourquoi cela pourrait il faire "n'importe quoi" sans cette polar stp ?
Pour la suite de mes essais, je vais aller acheter des 74HC4017 pour lever le doute de ce coté. Je tenterai ensuite de jouer entre polarisation et condensateur d'entrée, puis alimentation +5 et +15 v ensuite.
Je te tiens au jus.
A+

[lepido31]

Bonjour Tropique,
Avant d'aller acheter des 74HC7017, j'ai trouvé dans mon stock des HEF4017. Je n'arrive pas à m'y retrouver avec ces datasheets et les fréquences max.
Ces HEF4017 pourraient ils gérer une fréquence de 10 MHz stp ?

[Tropique]

Comme toujours, la réponse est dans la datasheet;
http://www.nxp.com/documents/data_sheet/HEF4017B.pdf
A 5V, la fréquence garantie est de 6MHz. En typique, c'est 12MHz, mais c'est au ras des pâquerettes et sans certitude; il vaut mieux un 74HC4017

[lepido31]

Merci pour ton info. Je cherchais des MHz et la datasheet donne des µs, voila pourquoi je ne l'ai pas vu.
En parlant de +5v, il s'agit seulement de l'amplitude de mon signal d'entrée en pin 14 du 4017. Ce 4017 reste lui alimenté en +15v, ce qui expliquerait peut être ma composante continue de 7v trouvée après le condensateur de liaison sans pont de polarisation ensuite. Je vais polariser cette entrée avec une 100k /+ et une 120K /- après avoir remplacé mes MC14017 par des 74HC4017 et refaire mes essais.
A bientôt pour le compte-rendu !!!
Stéphane

[Tropique]

Merci pour ton info. Je cherchais des MHz et la datasheet donne des µs, voila pourquoi je ne l'ai pas vu.

?????
Les MHz sont marqués en toutes lettres

En parlant de +5v, il s'agit seulement de l'amplitude de mon signal d'entrée en pin 14 du 4017. Ce 4017 reste lui alimenté en +15v,

Tu commences à comprendre pourquoi je t'ai demandé un schéma exact et complet de ta configuration: tu ne l'as pas fait, et on continue joyeusement à pédaler dans la semoule....

[lepido31]

Tout à fait. Ceci dit, avec les deux schémas que j'ai posté (ampli et fréquencemètre) plus le tient pour l'ondemètre, je pensais que cela suffisait. Le temps de réunir tout ça (ce sont des schémas séparés) et je le posterai trés prochainement, c'est promis car une vue d'ensemble s'impose !!!
Suite des essais d'hier soir: Je suis allé chercher quelques 74HC4017. J'ai également polarisé l'entrée de mon compteur pin 14 du 74HC4017 (fréquencemètre). A la mise sous tension, ce 74HC4017 s'est transformé en radiateur car mes "ex" MC14017 étaient eux alimentés en +15 v, ce que n'a pas apprécié un TTL (3 à 6 v sur le datasheet après vérif tardive). Donc reprise de l'alim, remplacement du TTL malheureux et remise sous tension....sans résultat en sortie du 74HC4017. Coup d'oscillo sur le signal d'entrée trés propre réglé à 300 KHz, avec un détail qui m'avait échappé: Presque autant de créneaux positifs que négatifs. Comme la datasheet du 74HC4017 parle d'un signal bas à -0,5 v mini et que je me retrouve aux environs de -2v, voila peut étre pourquoi cela ne compte pas.
Je n'ai pas encore eu le temps de jouer sur mes deux résistance de polarisation (120K entre entrée signal et +5v, 100K entre entrée signal et masse) pour obtenir le bas de mes créneaux à la masse, mais crois tu que c'est la bonne piste ?

[Tropique]

Quand on verra le schéma complet, avec alims et le reste on pourra aviser, sinon je ne dis plus rien ou l'hécatombe va continuer....