Aufbau und Bedienung des Frequenzzählers FAU-100
Beschreibung
Das Frequenzdisplay zählt Frequenzen bis 100MHz und zeigt sie bis auf die 10Hz-Stelle an. Als Zeitbasis wird der Prozessor-Quarz mit 11,0592MHz
verwendet. Der Abgleich erfolgt durch einmalige manuelle Berechnung des Fehlers und Eingabe des entsprechenden Korrekturwertes, der dauerhaft
abgespeichert wird.

Es können bis zu 4 Offsets (Zwischenfrequenzen) eingespeichert werden, die bei Bedarf zum Zählergebnis addiert oder von diesem subtrahiert werden
können. Manchmal läuft die Rx/Tx-Frequenz eines Tranceivers umgekehrt zur VFO-Frequenz, d.h. höhere Rx/Tx-Frequenzen bedeuten niedrigere
VFO-Frequenzen. In diesem Fall muß die Oszillator-frequenz von der ZF subtrahiert werden, was der CD-100 ebenfalls berechnen kann. Die Aktivierung
der Offsets geschieht mittels einem ‚0V-Signal‘ (Brücke nach GND) an dem entsprechenden Pin der Pfostenreihe W7. Eine Besonderheit ist die
Möglichkeit, einen Grenzwert zu programmieren, bei dem die Umschaltung zwischen Addition und Subtraktion automatisch erfolgt. So erübrigt es sich,
bei Bandwechsel auch den Zähler umschalten zu müssen.

Wird ein Vorteiler verwendet, kann dessen Teilverhältnis als Faktor von 2...256 eingegeben werden. Mit diesem wird das Zählergebnis multipliziert und die
Anzeige stellt automatisch den richtigen Wert dar.

Über eine serielle Schnittstelle kann das Zählergebnis ausgelesen werden und ist somit, beispielsweise einem PC, zugänglich.

Ist die Funktion ‚Zählen‘ aktiviert, werden Impulse (1/0-Flanken) am AUX1-Eingang mit einer max. Frequenz von ca. 5kHz gezählt. Wird der Eingang
AUX2 auf GND geschaltet, erfolgt die Zählung rückwärts.

Alle Eingaben erfolgen menügesteuert über 2 Drucktaster, die sich auf der 100*80mm großen Leitelatte befinden. Das 80*36mm große Display ist über
ein steckbares Flachbandkabel mit der Leiterplatte verbunden und kann auch abgesetzt montiert werden. Alle Programmierungen werden in einem
EEPROM gespeichert, können beliebig oft überschrieben werden und bleiben auch beim Abschalten der Versorgungsspannung erhalten.
Technische Daten
Betriebsspannung: 11....16 Volt
Stromaufnahme: ca. 70mA
Eingangsempfindlichkeit: 45mV bis 70MHz, 90mV bis 100 MHz
Genauigkeit: 6*10E-6 ± 2 Digit
Torzeit: 80mS
Meßrate: ca. 6 Messungen in einer Sekunde
Eingangswiderstand: ca. 500 Ohm
Offset (Zwischenfrequenz): 4 Stück, jeweils im Bereich von 10 Hz...9999 MHZ mit 10Hz Auflösung.
Vorteiler: Der Teilerfaktor als Multiplikator von 2 bis 256
Abgleich: Einmalige Eingabe des Fehlers zum Sollwert über die Drucktaster
Serieller Anschluß: Bei ‚Antriggerung‘ mit einem beliebigen Zeichen sendet das Modul den aktuellen
Wert in der Anzeige als 9-stelligen ASCII-String nach außen. Format:9600Bd,8N1.
Impulse zählen: 1 separater Eingang, steuerbar: vorwärts – rückwärts max. Zählwert 999.999.999,
max. Zählfrequenz ca. 5 kHz.
Abmessungen: Leiterplatte 100*80 mm, Anzeigemodul 80*36 mm, Ziffernhöhe 6,5 mm.
Aufbau
Das Bestücken und Löten der einseitigen Leiterplatte dürfte dank der geringen Packungsdichte keine Probleme bereiten. Da fast alle IC’s und auch das
Display CMOS-Schaltkreise sind, ist zu beachten, daß diese sehr empfindlich gegen statische Aufladungen und sonstige Spannungen, die während der
Verarbeitung das Bauteil treffen könnten, sind. Bitte einschlägige Schutzvorschriften beachten !

Der Mikrocontroller (IC1) sollte auf einen Sockel gesetzt werden, während man bei IC4 und IC3 auf diesen besser verzichtet.

Werden die Taster zur Programmierung öfter benötigt, können diese auch ‚nach außen‘ verlegt werden. Zusätzliche Taster werden hierzu einfach zu den
vorhandenen parallel geschaltet.

Dafür und für alle anderen Eingänge (außer dem ‚HF‘-Input) gilt: Vorsicht, diese Anschlüsse gehen direkt an den Prozessor, es darf an diese nie eine
Spannung angelegt werden, sie sind immer nur nach Masse (GND) zu schalten. Dafür kann ein Schalter, Transistor oder Optokoppler verwendet
werden. Vorsicht auch vor ‚vagabundierender‘ HF beim Senden.

Das Display wird mittels einem Flachbandkabel und dem Pfostensteckverbinder mit der Zählerplatine verbunden. Der Steckerverbinder ist in
Schneid-Klemmtechnik ausgeführt. Zur Montage des Kabels wird dieses mit der markierten Seite bündig zur Seite mit dem Pfeil, eingeführt.
Anschließend wird die Klemmvorrichtung mit einem kleinen Schraubstock o.ä. zusammengedrückt, bis die Haltelaschen einklicken. Der markierte Draht
des Kabels ist Pin1, dieser wird mit Pin 1 des Displays verbunden, Pin 2 mit Pin 2 u.s.w. bis Pin 6. Pin 7 des Flachbandkabels wird dann mit Pin 11 des
Displays verbunden, Pin 8 mit Pin 12 , Pin 9 mit Pin 13 und Pin 10 mit Pin 14.

Am besten verdeutlicht dies nachfolgendes Bild:
Montage des Flachbandkabels am Stecker und Display


Das Display kann mit den mitgelieferten Winkeln und Schrauben direkt an der Leiterplatte befestigt werden oder auch abgesetzt von der Zählerplatine an
einer Frontplatte.
Inbetriebnahme

Nachdem die Leiterplatte fertig aufgebaut und das Display angeschlossen ist, kann die Betriebsspannung angelegt werden. Wer ganz vorsichtig ist, kann
dies zunächst über einen Vorwiderstand von ca. 47Ohm tun. Die Stromaufnahme sollte nicht über 75mA liegen, am IC1 Pin 40 sind die intern
stabilisierten 5V zu kontrollieren. Auf dem Display sollte kurz die Begrüßung CD-100 , H a l l o ! und danach die Anzeige 0.000.00 MHz erscheinen.
Erscheint keine Anzeige, befindet sich evtl. der Trimmer R1 zur Kontrasteinstellung am Linksanschlag. In diesem Fall ist dieser nach rechts zu drehen.

ACHTUNG ! Niemals das Display bei angelegter Betriebsspannung ziehen oder stecken !

Ein am Eingang (In) angelegtes Signal sollte nun angezeigt werden. Hierzu kann ein Dipmeter verwendet werden, dessen Signal über 2...4
Koppelwindungen am Eingang eingespeist wird. Die Koppelwindungen bitte nicht direkt an den Eingang-Pins anbringen, sondern über ein kurzes Stück
abgeschirmte Leitung, da andernfalls Eigenschwingungen auftreten können.


Eingaben, Menü


Allgemeines

Durch Betätigen des roten Tasters (SW1) gelangt man zu den verschiedenen Eingabemöglichkeiten, die nachfolgend beschrieben sind. Der Taster kann
festgehalten oder immer erneut gedrückt werden um sich nacheinander alle Möglichkeiten anzeigen zu lassen, bis man wieder bei der ursprünglichen
Anzeige landet. Die gewünschte Auswahl wird mittels des grünen Tasters (SW2) getroffen.

Bei der Eingabe von Zahlen schaltet der rote Taster auf die nächste Stelle. Befindet man sich auf der letzten, erfolgt beim erneuten Betätigen die
Abspeicherung. Der grüne Taster schaltet alle Ziffern nacheinander von 0...9 durch.

Befindet man sich einem Menüpunkt und möchte die laufende Eingabe ohne Anspeicherung abbrechen, so kann dies jederzeit durch Abschalten der
Betriebsspannung erreicht werden.



Abgleich

Den roten Taster solange betätigen, bis Abgleich ? im Display erscheint. Nun den grünen Taster kurz drücken und es erscheint ein Vorzeichen
abwechselnd mit blinkendem Fragezeichen gefolgt von einer 4-stelligen Zahl, z.B. +0000 . Betätigt man den grünen Taster erneut, wechselt das + in -
und umgekehrt. Mit dem roten Taster gelangt man zur nächsten Stelle, hier blinkt das Fragezeichen abwechselnd mit der aktuellen Ziffer. Mit dem grünen
Taster kann nun die gewünschte Zahl von 0...9 eingestellt werden. Und so weiter, sind alle 5 Stellen eingestellt, wird der rote Taster gedrückt und die
Abspeicherung wird bestätigt. Wird aus Versehen der rote Taster vorher zu lange betätigt und die Abspeicherung erfolgt bevor alle Stellen eingegeben
wurden, muß der gesamte Vorgang wiederholt werden.

Nun zur eigentlichen Kalibrierung. Hierfür wird eine Signalquelle mit genauer und bekannter Frequenz, möglichst > 10 MHz und ein Taschenrechner
benötigt. Durch Ankoppeln der Signalquelle wird die Frequenz zur Anzeige gebracht und der Kalibrierungsfaktor nach folgender Formel berechnet:

Faktor = ((Sollfrequenz : Anzeigewert) - 1) * 10 000 000

Dabei sollte ein max. 4-stelliges Ergebnis herauskommen, welches, wie zuvor beschrieben, einzugeben ist. Die letzte Stelle wird bei Bedarf auf- oder
abgerundet.

Beispiel:

Sollfrequenz 12.000.000 MHz

Anzeigewert 11.998.34 MHz

Faktor = ((12.000.00 : 11.998.34) - 1) * 10 000 000 = +1384

Hinweise:

Wird der Kalibrierungsfaktor neu berechnet, muß zuvor auf jeden Fall der alte Wert gelöscht, d.h. auf 0000 gesetzt werden !
Die Kalibrierung sollte bei ‚Betriebstemperatur' durchgeführt werden.
Die fertig aufgebaute Baugruppe wird abgeglichen geliefert.


Eingabe der Offsets (Zwischenfrequenzen)

Den roten Taster solange betätigen, bis der gewünschte Offset 1...4 im Display erscheint. Nun den grünen Taster kurz drücken und es erscheint der alte
eingetragene Wert, bzw. 0000.000.00 MHz beim ersten Mal. Die höchste Stelle erscheint abwechselnd mit blinkendem Fragezeichen. Mit dem grünen
Taster kann nun die gewünschte Zahl von 0...9 eingestellt werden. Zur nächsten Stelle gelangt man mit dem roten Taster. Sind alle Stellen eingestellt
(blinkendes ? steht an letzter Stelle), wird der rote Taster gedrückt und die Abspeicherung wird bestätigt.


Eingabe eines Grenzwertes

Diese erfolgt ebenso wie die Eingabe eines Offsets. Zusätzlich wird nach dem Abspeichern des Grenzwertes nach dem Mode gefragt. Hier kann eine
Zahl von 0 bis 4 eingegeben werden, danach ist zur Abspeicherung der rote Taster zu drücken. Die Erläuterung der einzelnen Modi befindet sich unter
Bedienung - Automatische Umschaltung...


Eingabe eines Vorteiler-Faktors

Hier kann eine 3-stellige Zahl von 000 bis 255 eingegeben werden. Zwar gestattet die Eingabe auch größere Werte, diese führen aber zu undefiniertem
Verhalten. 000 schaltet die Berechnung ab, während 001 den Faktor 256 repräsentiert.


Normierung

Wird dieser Menüpunkt angewählt, erscheint die zusätzliche Frage: Sicher ? Nein:rot .

Betätigt man nun die rote Taste, geschieht nichts und man kommt zum nächsten Menüpunkt. Ein Betätigen der grünen Taste löscht ALLE
eingespeicherten Werte, einschließlich der Kalibrierung. Die Wirkung zeigt sich erst nach dem Aus- und wieder Einschalten der Betriebsspannung.


Stellenzahl

Wird das Zählergebnis bis auf die unterste (10Hz) Stelle ausgegeben, läßt es sich kaum vermeiden, daß diese Stelle ständig springt (flackert). Da
meistens die Anzeige bis auf die 100Hz - Stelle ausreicht, ist es möglich, die 10Hz -Stelle abzuschalten. Hierzu wählt man im Menü den Punkt
Stellenzahl ? aus, und gelangt dann zur Aufforderung:

100Hz -> gruen. Ein Druck auf die grüne Taste schaltet hier die 10Hz Stelle aus, b.z.w. ein Betätigen der roten Taste wieder ein.


Zählen

Nach der Wahl dieser Funktion mit dem grünen Taster wird nach dem Mode gefragt. Hier ist z. Zt. nur ein Mode implementiert. Das bedeutet, die
Zählfunktion wird durch Eingabe eines Modes 1...4 aktiviert und mit Mode 0 wieder deaktiviert