HF-Vorteiler-Tastkopf
Von Udo Wollmann
Viele digitale Multimeter verfügen heutzutage über einen
Frequenzmesseingang. Dieser ist jedoch für viele HF-technische
Anwendungen nur bedingt geeignet:
-ungeeignetes, nicht geschirmtes Anschlusskabel
-für Messungen kleiner HF-Spannungen zu unempfindlich
-für Messungen an Oszillatoren zu große kapazitive Belastung (Verstimmung des Oszillators)
Diese Eigenschaften haben mich veranlasst einen kleinen Tastkopf
aufzubauen, der die genannten Nachteile weitestgehend beseitigt. Die
Stromversorgung des Tastkopfes erfolgt über 4x AAA Zellen, die mit im
allseitig geschirmten Gehäuse untergebracht sind. Das Gehäuse besteht
aus U-förmigen Teilen von zusammengelötetem Leiterplattenmaterial.
Im oberen Teil des Schaltplanes ist eine einfache
Batteriekontrollschaltung dargestellt. IC 1.1 erkennt die Unterspannung
und aktiviert den Taktgeber IC 1.2, so dass die rote LED D3 zu blinken
beginnt. Die genaue Schaltschwelle ist unkritisch und kann durch die
Variation von D1 bzw. R1 eingestellt werden. Auch das verwendete
Exemplar des 4093 hat Einfluss auf die Schaltschwelle.
Die Schaltung selbst besteht aus einen Verstärker und einem Teiler. Die
erste Verstärker-Stufe arbeitet als Impedanzwandler. Anstelle des
2N4392 kann sicher auch der gute alte BF245 eingesetzt werden. Die
Arbeitspunkte von T1 und T2 sind so einzustellen, dass an den
Widerständen R4 bzw. R6 jeweils etwa die halbe Betriebsspannung
abfällt. Die zweite Stufe kann unmittelbar an den Vorwärtszähleingang
des 74HC192 gekoppelt werden. Dieser wurde ausgewählt, weil er bis 55
MHz verwendbar ist, was für die meisten Anwendungen ausreichend sein
sollte. Anstelle des regulären Zählerausganges Pin 12 habe ich
das Pin QD verwendet, da Pin 12 nur sehr schmale Impulse liefert, die
mit dem Oszi schlecht zu verfolgen sind.
Zu beachten ist, dass der Rückwärtszähleingang dieses ICs (Pin4) auf
+UB liegen muss. Der Teiler teilt insgesamt mit dem Faktor 1000:1, so
dass der MHz-Bereich in den Audio-Bereich fällt. Das hat mich
veranlasst, einen kleinen Miniaturlautsprecher mit einzubauen. Das
Abhören des Signales bringt zwei Vorteile mit sich:
-geringe Frequenzänderungen lassen sich leicht feststellen, da das
menschliche Gehör auf Frequenzänderungen sehr sensibel reagiert.
-Erkennung zu kleiner Eingangssignale: Ist das Eingangssignal zu klein,
kommt es infolge der nicht mehr perfekten Signaltriggerung zu einer
unsauberen Wiedergabe oder die Wiedergabe setzt ganz aus.
Bei einer Frequenz von 1 MHz war ein Signalpegel von etwa 20 mVeff am
Eingang ausreichend. Fehlzählungen durch Übersteuerung konnten bis zu
Ue = 3,0 Veff (1 MHz) nicht nachgewiesen werden. Höhere
Eingangsspannungen standen zum Test nicht zur Verfügung. Der
Lautsprecher kann bei Bedarf zu- bzw. abgeschaltet werden.
Für das Eingangskabel und auch das Kabel zum Messgerät sollte unbedingt
geschirmtes Kabel verwendet werden. Bei Bedarf kann das Kabel am
Eingang durch ein kurzes Stück Kupferdraht ersetzt werden, welches
unmittelbar in die BNC-Buchse gesteckt wird. (Erdanschluss für das
Testobjekt natürlich nicht vergessen!) Wer möchte, kann im Tastkopf
natürlich noch einen Mikrokontroller zur Batteriekontrolle und
Frequenzanzeige unterbringen. Damit wird der Tastkopf dann zum
eigenständigen Frequenz- bzw. Periodendauermessgerät.
