Eingangsstufe für Frequenzzähler DC-50MHz, +5V

Bei den hier wiederholt vorgestellten Frequenzzählern mit 
unterschiedlichen Lösungsansätzen tauchte immer wieder die Frage nach 
einer geeigneten Eingangsstufe auf.  Die hier vorgeschlagene Schaltung 
arbeitet von DC – 50MHz und kommt mit einer einzigen Versorgungsspannung 
+5VDC/25mA aus. Mit den Einstellmöglichkeiten von AC/DC-Kopplung, 
zuschaltbarer Tiefpass (ca. 100kHz) und Offset-Regler sollte man auch 
bei schwierigeren Signalformen einen stabilen Trigger bekommen. Die 
Eingangsempfindlichkeit ist in Stufen 0,03 – 0,1 – 0,3 – 1 – 3 – 10 Vrms 
umschaltbar. Die Eingangsimpedanz beträgt ca. 1M || 22pF.

Zur Schaltung von links nach rechts:

1. Signaleingang mit Schalter AC/DC-Kopplung
2. kompensierter Abschwächer mit 1 – 3 – 10 Stufung
3. symmetrischer Überspannungsschutz 440k || 500pF und 2 x 3 1N4148
4. JFET-Differenzstufe zur Impedanzwandlung, Anhebung der DC-Pegel, 
Tiefpassfilter und Offset-Regler
5. Differenzkomparator mit Hysterese, Trigger-LED und Signalausgang

Als Bauteile werden weitgehend SMD-Typen einseitig bestückt; die andere 
Seite der Leiterplatte ist zur besseren Schirmung als GND-Fläche 
ausgeführt. Um eine Spannungsfestigkeit von 100VDC zu erhalten, bestehen 
R1+C1 sowie R7+C7 aus einer Reihenschaltung.
Um den Ausgang des Komparators vom Eingang zu entkoppeln, liegen dessen 
Bauteile auf der anderen Platinenseite – weit vom Eingang entfernt. Beim 
ersten Musteraufbau habe ich die Platine nebst Schaltern+Poti in eine 
geschirmtes Gehäuse TEKO 372 eingebaut. Einen offenen Aufbau halte ich 
für möglich aber nicht sehr geschickt.

Als Impedanzwandler dient hier der PMBF J620 (2 x JFET). Er ist ein 
entscheidenes Bauteil, da er den Eingangspegel von GND-Potential auf ca. 
1,5V anhebt. Nur dadurch ist es möglich mit einer Spannungsversorgung 
von 5VDC auszukommen. Da zwei JFETs in einem kleinen Gehäuse sitzen, ist 
die Drift und Exemplarstreuung gering. Mit Trimmpoti POT1 wird der 
Nullpunkt abgeglichen, der durch das externe Offset-Poti entsteht. Zum 
Abgleich wird das Offset-Poti in Mittelstellung gebracht und dann POT1 
so verstellt, daß die LED von AUS auf EIN wechselt.
Anschließend dient die LED zur Kontrolle des richtigen Triggerpunktes 
und schaltet mit der fallenden Flanke des Eingangssignals EIN. Diese 
Schaltrichtung ist gewollt, da somit Eingangssignale mit +DC-Offset 
durch Rechtsdrehung (im Uhrzeigersinn) des Offset-Potis kompensiert 
werden. Der nachfolgende Zähler sollte somit auch auf die fallende 
Flanke am Eingang triggern, die in der Praxis zumeist steiler als eine 
(passive) steigende Flanke ausfällt. Als Beispiel: Hallsensor mit 
passiven Pullup.
Am Schaltverhalten und an der Helligkeit der LED kann man den 
Triggerpunkt finden und optimieren.

T1 aktiviert einen Tiefpass und könnte auch durch einen Schalter ersetzt 
werden. Er ist ein Kompromiss (RDSon, Cout), bietet aber den Vorteil des 
kompakten Aufbaus.

Wer sich noch nicht für den passender Frequenzzähler entschieden hat, 
findet ihn vielleicht hier: 
http://www.mino-elektronik.de/fmeter/neue_versionen.htm

Viel Erfolg!