Wyświetlacz do generatora Zopan PG-20 czyli niesforne kropki

Jakieś 2 lata temu z hakiem nabyłem na znanym portalu aukcyjnym generator sygnałowy Zopan PG-20. Sprzęt to dość leciwy, ale cena była symboliczna więc się skusiłem. Sprzedający podał w opisie aukcji, że czasem zanika sygnał wyjściowy... Po otrzymaniu paczki i zgłębieniu szczegółów stanu urządzenia udało mi się ustalić, że urządzenie pochodzi z demobilu wojskowego i kiedyś pojawiło się w ofertach sprzedaży jako wybrakowane. Płytki nosiły liczne znamiona "napraw", których jakość mocno odbijała się na funkcjonowaniu generatora. Nieco poświęconego czasu pozwoliło na wykorzystanie PG-20 podczas prac z konstruowaniem urządzeń radiowych jednak  z czasem zaczął odmawiać posłuszeństwa i wtedy doposażyłem się w generator Adret 740A z syntezą PLL.

"Zopek" (bo tak go czasem nazywam) przeleżał przeszło rok i nadeszła pora aby zadecydować o jego dalszym losie. Wyjścia były w sumie dwa: podjęcie kolejnej próby naprawy lub kasacja. Wybrałem pierwszą możliwość. O ile niesforną automatykę poziomu sygnału wyjściowego udało się jakoś okiełznać, to podczas wielogodzinnych testów pojawił się kolejny problem związany z wyświetlaczami miernika częstotliwościomierza.

Po którymś włączeniu na jednym z wyświetlaczy przestał świecić jeden segment - niby nic, ale jest to trochę denerwujące. Oryginalne pole odczytowe było zbudowane z 6 sterowanych sekwencyjnie wyświetlaczy CQZP-12 wyprodukowanych przez POLAM. Wyświetlacze w sumie typowe, zbliżone rozmiarem do obudów DIL 14, o zachowanym rozkładzie wyprowadzeń wg standardu przemysłowego i niestety niezbyt wysokiej jakości. Ich największym wrogiem była temperatura pracy i "żyłowanie" jasności dużym prądem pracy diod. Do najjaśniej świecących z resztą też nie należały. Jak się okazuje podobne wyświetlacze innych producentów można stosunkowo łatwo kupić lecz problemem może okazać się kropka dziesiętna. CQZP-12 posiada kropkę po lewej stronie, podczas gdy większość dostępnych wyświetlaczy ma kropkę po prawej stronie...

Bohaterowie postu - moduły PL W i PL AL generatora Zopan PG20 oraz zdemontowane wyświetlacze CQZP12.

Naprawa płytki wyświetlacza
Sam posiadam w swoich zapasach pewną ilość wyświetlaczy Hewlett-Packard 5082-7611 i tych wyświetlaczy postanowiłem użyć. Bez większych problemów wylutowałem stare wyświetlacze i zastąpiłem nowymi. Kropki przekrosowałem na odpowiednie miejsca Kynarem przecinając uprzednio niektóre ścieżki na płytce wskaźników. Niestety tak spreparowany moduł nie wyświetlał kropki dziesiętnej gdy częstotliwość była mniejsza niż 1MHz. Trochę głupio to wyglądało w połączeniu z napisem "MHz" na płycie czołowej - przecież częstotliwość zmierzona była wtedy wyrażona w hercach a nie w tysiącach gigaherców.

Schenat płytki wyświetlaczy PG20 PL W (Zopan).

Widok zmodyfikowanej płytki wyświetlacza od strony elementów.

Widok zmodyfikowanej płytki wyświetlacza od strony lutowania.

Zero na początku
Miernik wbudowany w generator PG-20 posiada automatyczną zmianę zakresów. Wskazania z najniższego zakresu pomiaru częstotliwości (f < 1MHz) są wyświetlane bez zera przed kropką w formacie .123456 . Ponieważ kropki z przyczyn technicznych nie dało się wyświetlić na wyświetlaczach 5082-7611 postanowiłem pomanipulować nieco wynikiem, tak aby wyświetlany wynik na tym zakresie zawierał zero na pierwszej pozycji. Przykładowa postać takiego wyniku to 0.12345 .

Pomysł okazał się dobry, bo wynik w takiej postaci dawałby się w pełni wyświetlić na nowych wyświetlaczach. Ma on jedną wadę polegającą na zmniejszeniu dokładności pomiaru (najmniej znacząca cyfra określa dziesiątki herców, zamiast jednostek jak w oryginalnym rozwiązaniu). Do większości zastosowań jest ona jednak wystarczająca.

Przeróbka płytki automatyki licznika
Na stronie 34 instrukcji generatora znajdziemy schemat płytki automatyki licznika. Płytka zawiera generator kwarcowy i dzielniki częstotliwości 7490 (IC501-IC504). Sygnał zegarowy 0,5Hz (tg=1s) jest otrzymywany na nóżce 9 IC511. Właśnie ten sygnał jest wykorzystywany podczas bramowania gdy mierzona jest częstotliwość jest mniejsza niż 1MHz. Przy zakresie do 10MHz czas bramkowania wynosi tg=100ms. Sygnały podstawy czasu są przełączane przez bramki układu IC505. Na wyjściu bramki NOR (p.8) pojawia się sygnał podstawy czasu wybrany przez licznik pierścieniowy zbudowany na układach IC509, IC510, 1/2 IC511. Przełączanie podstawy czasu następuje w przypadku przepełnienia licznika miernika częstotliwości. Powrót do najniższego zakresu determinuje sygnał z wyjścia bramki IC506 (p.6).

Schemat płytki automatyki licznika PG20 PL AL (Zopan).

Aby uzyskać wyświetlanie zera na początku wskazania na zakresie do 1MHz wystarczy zmienić długość bramki z tg=1s na tg=100ms dla tego zakresu. Licznik nie będzie się wtedy przepełniał więc nie nastąpi zmiana zakresu. Nastąpi ona dopiero wtedy, gdy mierzona częstotliwość będzie miała wartość od 10MHz wzwyż (nastąpi przepełnienie licznika).

Jak to zrobić? Trzeba przerwać połączenie pomiędzy wyprowadzeniem 9 IC511 (bramka 1s) a wyprowadzeniem 13 IC505. Potem trzeba wykonać nowe połączenie pomiędzy wyprowadzeniami 2 (bramka 100ms) i 13 IC505. Dodatkowo aby uzyskać prawidłowe wyświetlanie kropki połączyć kropkę nowego wyświetlacza z rezystorem R717 na płytce wyświetlacza a wolną końcówkę R715 zostawić niepodłączoną. Teraz kropka będzie wyświetlana podczas pracy na nowym najniższym zakresie.

Płytka automatyki licznika - widok od strony elementów.

Płytka automatyki licznika - widok od strony lutowania. Widoczna modyfikacja połączeń IC505.

A oto króciutki film pokazujący działanie miernika po wprowadzeniu zmian: