Polskie częstościomierze i liczniki cyfrowe
Wraz z rozwojem elektroniki bardzo szybko zaszła potrzeba pomiaru częstotliwości, czasu trwania i ilości impulsów elektrycznych.
Jak radzono sobie we wczesnym okresie rozwoju elektroniki, wspomniano w artykule
„pierwsza cyfrowa aparatura pomiarowa wykonana na tranzystorach” natomiast w tym dziale opiszemy dokładniej rodzaje urządzeń przeznaczonych do pomiaru częstotliwości i czasu.
W okresie lat 60-tych opracowano kilka typów częstościomierzy wykonanych w technice tranzystorów germanowych.
Z literatury znany jest częstościomierz PFL4 opracowany przez ZOPAN, następnie wprowadzone zostały bardziej znane
modele PFL16, PFL16A oraz ich uproszczone wersje.
PFL17 posiadające mniej o jedną dekadę liczącą i PFL18 posiadający mniej o dwie dekady liczące, co przekłądało się na mniejszą dokładność pomiarową.
Elpo w tym czasie opracowało rozbudowany częstościomierz C552 oraz model C546 o mniejszej rozdzielczości pomiarowej.
Oba częstościomierze Elpo, podobnie jak wcześniej wspomniane urządzenia ZOPANu, były wykonane w technice opartej o tranzystory germanowe.
Kolejnym etapem, były częstościomierze zrealizowane na wczesnych układach TTL
Elpo a potem Meratronik wprowadził na początku lat 70-tych modele C549 oraz C549A
Wczesne egzemplarze częstościomierza C549 produkcji Elpo różniły się nieco od produkowanych później.
Różnice polegały na zastosowaniu innego rodzaju przełączników, innym wyglądzie czerwonego filtra lamp nixie, oraz innym typem zastosowanych lamp nixie.
We wczesnych egzemplarzach stosowano lampy Phillipsa, póżniej montowano już dobrze znane Z566M produkcji DDR.
Nieco póżniej ZOPAN wprowadził częstościomierze wyposażone w wysokostabilny wzorzec GWM5-1
PFL20, PFL21, PFL22, KZ2025 mające sporo cech wspólnych.
PFL23 i PFL30 były konstrukcjami o mniejszej dokładności pomiarowej i rozdzielczości.
Wyżej wymienione częstościomierze posiadały wyświetlacze oparte na lampach nixie.
Na przełomie lat 80-tych wprowadzono modele KZ2026A oraz PFL28A wykorzystujące już wyświetlacze LED
Nieliczne KZ2026A prawdopodobnie z początku produkcji, posiadały wyświetlacze LED w kolorze zielonym, co w tamtym okresie było nowością na rynku krajowym.
Oba te częstościomierze były również zbliżone konstrukcyjnie do swoich poprzedników z lampami nixie, różniły się
jednak maksymalną częstotliwością pracy co wynikało z zastosowania różnych układów dzielników częstotliwości umieszczonych we wkładce wzmacniaczy wejściowych. PFL28A miał najwyższą z całej serii, maksymalną częstotliwość, wynoszącą nieco powyżej 200MHz
W pierwszej połowie lat 80-tych ZOPAN opracował również serię prostszych częstościomierzy PFL34.
Częstościomierze ZOPAN PFL34
PFL34 podobnie jak KZ2026 był produkowany na samym początku rónież z wyświetlaczem w kolorze zielonym.
Ewolucją PFL34 był opracowany pod koniec lat 80-tych i tym samym u schyłku produkcji ZOPANu, częstościomierz PFL-35
z deklarowaną maksymalną częstotliwością 1GHz w praktyce jednak mierzący do około 1,3GHz
Jest to jeden z ciekawszych częstościomierzy ZOPANu właśnie z uwagi na pasmo uzyskane za pomocą preskalera opartego o importowane układy dzielników.
Częstościomierz ZOPAN PFL35
PFL35 nie jest jednak jedynym częstościomierzem ZOPANu z tak wysoko pracującym wejściem pomiarowym.
Model KZ2131 był wprowadzony prawdopodobnie jeszcze w pierwszej połowie lat
80-tych i częściowo został oparty o elektronikę z modelu PFL30C, jednak z dołożonym w miejsce prostego kwarcu, wzorcem
TXCO, oraz preskalerem opartym o zachodnie układy produkcji Motoroli który umożliwiał pracę częstościomierza do 500MHz
Częstościomierz ZOPAN KZ-2131
Jako że jesteśmy przy częstościomierzach wysokiej częstotliwości, należy wspomnieć Meratronik C556
Ten niezwykle kompaktowy częśtościomierz to projekt z początku lat 80-tych, wyróżniający się
bardzo zwartą konstrukcją, oraz hybrydowym dzielnikiem częstotliwości opracowanym przez Wojskową Akademię Techniczną.
Częstościomierz ten umożliwiał pomiary do ponad 500MHz
Kilka lat temu trafiłem na polskie częstościomierze z zawrotnym pasmem 3GHz których nie byłem w stanie zydentyfikować, jednak szukając informacji o innych urządzeniach, natknąłem się na wyjaśnienie zagadki w dokumencie Instytutu Radioelektroniki Politechniki Warszawskiej. Temat jest na tyle ciekawy że zatrzymam się przy nim nieco dłużej. Poniżej link do żródła: https://www.ire.pw.edu.pl/wp-content/uploads/materia%C5%82y-jubileuszowe/40-IR.pdf
Na stronie 23 dokumentu PDF opisana jest historia zagadkowych częstościomierzy, wcześniej jednak można znależć ważne historycznie informacje:
„Ważnym osiągnięciem Instytutu w owym okresie było osiągnięcie wiodącej roli w kraju w opracowywaniu wybranych typów aparatury pomiarowej. Przykładem mogą być tu częstościomierze (…) Przyrządy te były produkowane przez Zakład ZOPAN oraz przez MERATRONIK”
„opracowanie przetwornika cyfrowo-analogowego PCA1 dla Zakładu Opracowań i Produkcji Aparatury Naukowej ZOPAN”
Więc jasno widać że Instytut Radioelektroniki opracowywał urządzenia dla Zopanu i Meratronika.
Dalej można przeczytać właśnie o zagadkowych częstościomierzach:
„Równocześnie w grupie mikrofalowej prowadzone były prace pozwalające na rozszerzenie zakresu mierzonych
częstotliwości do gigaherca. Dalsze podwyższenie tego zakresu, do 3 GHz, stało się możliwe w latach osiemdziesiątych dzięki tzw. preskalerom (scalonym dzielnikom częstotliwości).
(…) W zespole prof. T. Morawskiego skonstruowano i sprzedano wiele modeli częstościomierzy mikrofalowych (prace nagrodzone tytułem Mistrza Techniki – Warszawa 1989 i nagrodą Ministra Postępu Technicznego i Wdrożeń), jednak przygotowana dla ZOPAN i MERATRONIK dokumentacja nie została wdrożona wobec zmian w gospodarce i przemyśle po 1990 roku”
Szczególnie smutna końcówka wyżej cytowanego tekstu daje do myślenia… NIemniej jednak zdjęcie z dokumentu przedstawia te właśnie częstościomierze w charakterystycznych kolorowych obudowach rozwiewając wątpliwości co do ich pochodzenia.
Na kolejne opracowania elektronicznych mierników wysokiej częstotliwości trzeba było poczekać do początku lat 90-tych kiedy w
Eurece opracowano mikroprocesorowy chęstościomierz E480 z pasmem 1,2GHz i zielonym wyświetlaczem LED
Częstościomierz E480 miał nowoczesną konstrukcję i podobnie jak miernik RLC E330, wykonany jest w eleganckiej nowoczesnej obudowie plastkowej z napylonym wewnątrz ekranowaniem.
Mikroprocesorowe przyrządy produkcji Eureka
Co do obudowy, to jest to ciekawostka gdyż prawdopodobnie została ona zaadoptowana z innego projektu innego producenta.
Szukając, natrafiłem na wzmiankę o komputerowym systemie pomiarowym VIRT którego urządzenia wykonane były właśnie w tych charakterystycznych obudowach.
Kolejnym sprzętem w takiej obudowie był programator pamięci EPROM Uniprog firmy WG oraz kasownik pamięci EPROM E100
Może któryś z czytelników zna historię tych obudów? Jeśli tak, bardzo proszę o informację!
Ostatnim znanym częstościomierzem Eureki był E490 z pasmem 1GHz wyświetlaczem LCD wykonany już w innej, bardziej standardowej, metalowej obudowie oraz wyposażony w interfejs komunikacyjny RS232
Częstościomierz Eureka E490
Częstościomierz Eureka E490
Możliwości pomiarowe tego częstościomierza również są imponujące. Kto wie, może Eureka przy produkcji E480 i E490, korzystała z opracowań Instytutu Radioelektroniki Politechniki Warszawskiej?
W przyszłości produkty Eureki będą opisane w osobnym artykule, gdyż
wyżej wymienione częstościomierze są przykładem możliwości jakich innym przedsiębiorstwom nie dane było doczekać.
Ale wracając do częstościomierzy…
Meratronik opracował na przełomie lat 80-tych, jeszcze kilka ciekawych modeli częstościomierzy uniwersalnych.
Były nimi C570 oraz podobnie wyglądający, jednak zupełnie inny konstrukcyjnie C571. Oba te częstościomierze miały maksymalną częstotliwość pracy 50MHz
Przy C571 należy zatrzymać się nieco dłużej, gdyż jego działanie jest odmienne
od innych znanych krajowych częstościomierzy z tamtego okresu.
Klasyczny schemat działania częstościomierza, polega na pomiarze ilości impulsów w określonym odcinku czasu.
Wzorcowy odcinek czasu, w którym częstościomierz liczy impulsy, jest uzyskiwany poprzez dzielenie
sygnału z generatora wzorcowego w cyfrowych dzielnikach częstotliwości.
Aby uzyskać dużą rozdzielczość pomiaru, odcinki czasu muszą być długie aby pomieścić
odpowiednią ilość okresów mierzonej częstotliwości.
Jednak gdy chcemy mierzyć małe częstotliwości, wymagane są bardzo długie okresy pomiarowe, zatem odświerzanie wyniku mierzonej częstotliwości, jest powolne.
Gdy wymagany jest szybki pomiar niskich częstotliwości, na przykład podczas regulacji czy strojenia urządzeń elektronicznych, pomiary
klasycznymi częstościomierzami, byłyby powolne i niewygodne.
Pomiar częstotliwości C571 polega na zliczeniu impulsów częstotliwości mierzonej, oraz zliczeniu w tym samym okresie pomiarowym, impulsów częstotliwości wzorcowej. Następnie układ cyfrowy dzieli przez siebie obie zliczone wartości a wynikiem tego dzielenia jest wartość częstotliwości mierzonego sygnału.
Powyższa metoda eliminuje konieczność długich okresów pomiarowych, jednak wymaga zupełnie innego podejścia oraz zaimplementowanie bloków logicznych znanych z techniki komputerowej, między innymi arytmometru oraz współpracującego z nim układu pamięci.
Ponadto C571 umożliwa komunikację z komputerem za pomocą dodatkowego interfejsu Meratronik I101 z portem IEC-625 (europejski odpowiednik GPIB)
Kolejnym częstościomierzem umożliwiającym współpracę z komputerem za pomocą interfejsowego urządzenia I101, był C573 wykonany w małej obudowie. Umożliwiał on również zdalne sterowanie fukkcjami pomiaorwymi przez komputer.
Krajowe przedsiębiorstwa produkowały również inne specjalizowane urządzenia zliczające.
Meratronik C554 był licznikiem ze wstępnym ustawianiem wartości za pomocą nastawnika dekadowego.
Przeznaczony był prawdopodobnie do specjalistycznych zastosowań, nie trafiłem jednak na przykład typowego zastosowania tego przyrządu.
Podobnym, jednak bardziej rozbudowanym licznikiem był PEL11 produkowany przez ZOPAN
Licznik ten umożliwiał wstępne ustawianie wartości oraz liczenie w dół i wgórę od tych wartości, przyrząd również miał specjalistyczne zastosowanie np. przy badaniach fizycznych.
Interesującym urządzeniem liczącym jest również timer C553 produkowany przez Meratronik i będący tak naprawdę laboratoryjnym zegarem cyfrowym z funkcją stopera.
Podobnie jak częstościomierze C549A, C553 miał wyjścia cyfrowe umożliwiające sterowanie urządzeń zewnętrznych.
W dzisiejszych czasach przyrządy zbudowane na dużych lampach nixie Z566M padają ofiarą osób pozyskujących te
lampy do budowy własnych zegarów cyfrowych, mało kto jednak wie że taki zegar przed laty został opracowany i był produkowany seryjnie.
