Приставка к осциллографу для измерения тока

Приставка к осциллографу для наблюдения характеристик транзисторов

На рис. 83, а изображена схема приставки для наблюдения на экране осциллографа характеристик транзисторов. Переменный резистор R1 предназначен для регулировки тока базы. К экрану прикладывают лист кальки и обводят характеристику. Типичная характеристика коллекторного перехода показана на рис. 83, б.

Рис. 83. Приставка к осциллографу для наблюдения характеристик транзисторов:

а — принципиальная электрическая схема для транзисторов р-п-р, а для п-р-п следует поменять полярность включения элементов Б и Д1; б — основная характеристика; в — семейство характеристик.

Вертикальная ось — ток коллектора, горизонтальная — напряжение коллектора. Наклон кривой определяет область насыщения. На горизонтальной части кривой выбирают рабочую точку для усилителя класса А. На рис. 83, в кроме линин горизонтальной развертки 1 изображена характеристика обратного тока коллектора при токе базы /, равном нулю (кривая 2), а также выходные характеристики при токах базы 0,2. 1 мА. Характеристики, полученные с помощью осциллографа, можно сравнить с приведенными в справочниках.

Транзисторы, предназначенные для работы в двухтактных каскадах, должны иметь близкие параметры. В нашем примере показан транзистор структуры п-р-п, включенный по схеме ОЭ. Так же можно исследовать и р-п-р транзистор, соответствующим образом подключив его к приставке (в схемах ОЭ, ОБ или ОК),

Три приставки к С1-94

Если в вашем распоряжении есть осциллограф С1-94, его возможности можно значительно расширить с помощью предлагаемых приставок.

Активный щуп.

Входная емкость осциллографа С1-94 с делителем 1 : 1 существенна (150 пФ) для высоких частот, поэтому полное входное сопротивление осциллографа на таких частотах часто оказывается слишком низким. Улучшить этот показатель поможет активный щуп, разработанный И. Нечаевым из г. Курска.
Схема активного щупа приведена на рис. 78. Его входной каскад выполнен на полевом транзисторе (VT1) с изолированным затвором. Для защиты транзистора от перегрузок входным напряжением в цепи затвора установлены диоды VD1 и VD2.

Со стока полевого транзистора исследуемый щупом сигнал поступает на выходной каскад, собранный на биполярном транзисторе VT2. В этом каскаде применена отрицательная обратная связь по напряжению через резистор R4 и конденсатор С4, благодаря чему щуп обладает малым выходным сопротивлением, широкой полосой пропускания и хорошо работает на кабель длиной до 1,5 м.
Коэффициент передачи щупа достигает 1, входная емкость — 5… 6 пФ, входное сопротивление — 250 кОм, полоса пропускания (по уровню — 3 дБ) —0,01 … 10 МГц. На вход щупа можно подавать сигнал амплитудой не более 3 В.

Для щупа подойдут транзисторы КП301Б—КП301Г, КП304 (VT1), КТ315А—КТ315Г, КТ316, КТ342 с любым буквенным индексом (VT2). Диоды могут быть любые кремниевые маломощные с минимальными емкостью и обратным током.

Конструкция щупа зависит от используемых деталей. Например, автор разместил детали на печатной плате размерами 55X15 мм из стеклотекстолита и поместил плату в алюминиевый стаканчик из-под валидола. С осциллографом щуп соединяют любым высокочастотным экранированным кабелем, желательно небольшого диаметра.

При налаживании щупа сначала подбирают (если это понадобится) резистор R1, чтобы обеспечить указанный на схеме режим работы транзистора VT2. Коэффициент передачи устанавливают подбором резистора R4, а верхнюю границу полосы пропускания — подбором конденсатора С4. Нижняя граница полосы пропускания зависит от емкости конденсатора С1.

Желательно проверить амплитудно-частотную характеристику щупа. Если на ней будет обнаружен подъем иа частотах, соответствующих верхней границе полосы пропускания, придется включить последовательно с конденсатором С4 резистор сопротивлением 30… 60 Ом.

Двухканальный электронный коммутатор.

Его также разработал И. Нечаев. Коммутатор (рис. 79) состоит из двух электронных ключей, выполненных на транзисторах VT1, VT2 и устройства управления, в котором используются транзисторы VT2, VT3 и микросхемы DM, DD2. Исследуемые сигналы подаются через конденсаторы С1 и С2 на переменные резисторы R1 и R2 регулировки усиления по каналам. С движков резисторов сигналы поступают на электронные ключи. Если на затвор полевого транзистора подать уровень логической 1 (>4 В), сопротивление его канала будет большим (>1МОм) и входной сигнал не поступит на выход коммутатора. Если же на затворе будет напряжение, соответствующее уровню логического 0, сопротивление канала не превысит 1 кОМ и входной сигнал пройдет на выход коммутатора практически без ослабления. Управляющие напряжения на затворы транзисторов ключей подаются с прямого и инверсного выходов триггера DD2.1, поэтому на вход осциллографа будет поступать то один, то другой исследуемый сигнал. Коммутатор работает в двух режимах «Поочередно» и «Одновременно», устанавливаемых переключателем SA1. Рассмотрим их подробнее.

В режиме «Поочередно», когда контакты переключателя находятся в показанном на схеме положении, частота коммутации определяется длительностью развертки осциллографа. Происходит это так. Пилообразное напряжение с контакта 1 разъема ШЗ (см. схему осциллографа С1-94) поступает на гнездо XS3 коммутатора и далее на формирователь импульсов, собранный на транзисторах VT3 VT4 и логическом элементе DD1.3. Формирователь вырабатывает импульсы положительной полярности, совпадающие по времени и длительности с импульсами обратного хода развертки. Эти импульсы через контакты переключателя SA1 подаются на вход триггера DD2.1 и переводят его (а значит, и ключи) каждый раз в новое состояние. Таким образом, исследуемые сигналы поступают на выход устройства поочередно.

Поскольку коммутация происходит во время обратного хода луча, моменты переключения коммутатора на экране осциллографа не видны и создается полная иллюзия работы с «двухлучевым» осциллографом. Такой режим наиболее удобен, так как частота коммутации синхронизируется частотой развертки, которая, в свою очередь, синхронизирована исследуемым сигналом. В этом режиме коммутатор позволяет наблюдать на экране сигналы частотой до 300 кГц.
В режиме «Одновременно» на вход триггера поступают импульсы с генератора, собранного на элементах DD1.1 и DD1.2. Частота коммутации при этом вдвое меньше частоты следования импульсов генератора и равна 40…50 кГц, исследуемые сигналы наблюдаются на экране одновременно, и электронный луч в моменты переключения коммутатора не гасится. Такой режим не очень удобен, поэтому им целесообразно пользоваться при исследовании сигналов частотой в несколько десятков герц.

Взаимное положение осциллограмм сигналов устанавливают переменным резистором R7, а амплитуду сигналов—переменными резисторами R1 и R2.

В коммутаторе можно применить транзисторы КТ315, КТ301, КТ316 с любыми буквенными индексами (VT3, VT4), КП103И— КП103Л с напряжением отсечки тока стока не более 2,5 В (VT1, VT2). Диод VD1 —любой из серий Д2, Д9. Катушку L1 выполняют на кольце типоразмера К7Х4х1,5 из феррита 2000НМ, она содержит 50… 60 витков провода ПЭВ-2 0,12. Переключатель SA1— МТ-1 или другой малогабаритный.

Налаживание коммутатора сводится в основном к подбору конденсатора С4 для обеспечения устойчивой работы формирователя импульсов и триггера при различных длительностях развертки. Частоту коммутации в режиме «Одновременно» можно изменить подбором конденсатора СЗ либо изменением индуктивности катушки L1.

Измеритель емкости.

Когда понадобиться измерить емкость конденсатора или подобрать два одинаковых, по емкости конденсатора, сделать это можно косвенным путем — по длительности зарядки проверяемого конденсатора через постоянный резистор между двумя высокоточными уровнями напряжения. При таких условиях время зарядки строго пропорционально емкости. Развертка осциллографа С1-94, обладающая достаточной линейностью и стабильностью, позволяет использовать его для измерения временных интервалов.

Москвич И. Боровик разработал на основе упомянутого принципа приставку (рис. 80) для измерения емкости полярных и неполярных конденсаторов от 500 пФ до 50 000 мкФ с погрешностью ±5…7%. Проверяемый конденсатор находится под напряжением, близким к ±1,3 В, размах переменного напряжения на нем не превышает 40 MB. Питание на приставку поступает из блока питания осциллографа, для чего во входной разъем Ш1 в пустующие гнезда 4 и 5 вставляют подходящие контакты и соединяют их с контактами 8, 9 платы У1. Не исключен, конечно, вариант питания приставки от автономного источника.

Приставка представляет собой мультивибратор на микросхеме DA1 с усилителем выходного тока—комплементарным эмиттерным повторителем на транзисторах VT1, VT2. Подключение проверяемого конденсатора к зажимам ХТ1, ХТ2 вызывает автогенерацию. Длительность выходного импульса прямо пропорциональна емкости этого конденсатора. Элементы приставки подобраны так, что длительности импульса 10 мкс соответствует емкость 1 мкФ (или 1000 пФ на другом поддиапазоне, устанавливаемом переключателем SB1). Размах импульса на выходе приставки — около 10 В. Осциллограф работает в ждущем режиме с внутренним запуском фронтом сигнала.

Ключевые теги: Б.С. Иванов. Приставки к осциллографу

ВЧ приставка к осциллографу

Простое устройство, схема которого показана на рис.1, дает возможность наблюдать на экране низкочастотного осциллографа форму колебаний высокой частоты. Приставка представляет собой, по существу, приемник прямого преобразования. преобразующий исходные высокочастотные колебания в относительно низкую промежуточную частоту, значение которой лежит в пределах полосы пропускания осциллографа. Гетеродин приставки выполнен на транзисторах VI (собственно генератор), V3 (буферный усилитель) и V4 (эмиттерный повторитель). Каких-либо схемных особенностей он не имеет. Следует лишь отметить, что применение двух буферных каскадов в сочетании с резистивным аттенюатором ВЧ напряжения генератора (резистор R3 — входное сопротивление каскада на транзисторе V3) позволяет избежать искажения осциллограммы исследуемого сигнала из-за паразитной частотной модуляции частоты генератора этим сигналом.

Указанные на схеме номиналы частотоопределяющих элементов соответствуют частоте гетеродина 25 МГц. что позволяет. например, наблюдать на экране осциллографа с полосой пропускания до 5 МГц форму высокочастотных колебаний сигналов с частотой 20. 30 МГц. Смеситель Ul — обычный диодный кольцевой смеситель, его схема приведена на рис. 2.

Исследуемый сигнал через высокочастотный широкополосный трансформатор Т1 н через дополнительный резистивный аттенюатор подается на вход смесителя.

При налаживании устройства следует снять его амплитудную характеристику по входному сигналу и найти тем самым максимальное значение исследуемого сигнала, которое можно подавать на приставку. Со смесителем Ul типа SRA1 этот уровень (на выводе /) достигал -3 дБм, т. е. 160 мВ (входное сопротивление смесителя 50 Ом).

Смотрите так же:  Для чего заземление на люстре

Трансформатор Т1 выполнен на ферритовом кольце FT-37-75 с внешним диаметром 9,6 мм. Первичная обмотка представляет собой центральную жилу коаксиального кабеля, пропущенную через кольцо, а вторичная содержит 31 виток и выполнена проводом диаметром 0,3 мм. Она равномерно размещена по периметру кольца. Такой трансформатор ослабляет исследуемый сигнал примерно на 30 дБ.

Полное ослабление исследуемого сигнала (с учетом резистивного аттенюатора) составляет 50 дБ, что позволяет, например, анализировать сигнал передатчиков любительских станций с мощностью до 50 Вт. Полоса пропускания трансформатора — от 0,5 до 100 МГц.

Потерн в смесителе составляют около 10 дБ, поэтому максимальный уровень сигнала, поступающего на осциллограф, будет составлять (в зависимости от параметров конкретного экземпляра смесителя) 20. 50 мВ. поэтому осциллограф должен иметь соответствующую чувствительность.

Примечание. В устройстве можно применить отечественные полупроводниковые приборы: КП303В . КД503Б (V2 на рис. 1), КТ325, КТ355, КТ368 (V3. V4) и КД503Б (VI-V4 на рис. 2). Трансформаторы Т1. Т’2 (рис. 2) кольцевого смесителя можно выполнить на ферритовых кольцах типоразмера К10х х5х3 с магнитной проницаемостью 50. 100. Данные обмоток можно заимствовать из описания аналогичного узла трансивера «Радио-76», опубликованного в «Радио» 1976, N 6, 7. Такой же магнигопровод можно использовать и для трансформатора Т1 на рис. 1.

Приставка к осциллографу для измерения тока

© И. НЕЧАЕВ, г. Курск
(РАДИО N1, 1994г.)

В последнее время в радиолюбительской практике широко стали применяться визуальные методы проведения контроля характеристик, основанные на использовании панорамных индикаторов. С их помощью удается намного оперативнее производить регу-лировку таких весьма сложных радиотехнических устройств, как фильтры, усилители, радиоприемники, телевизоры, антенны. Однако приобрести такой прибор промышленного изготовления не всегда возможно, да и стоит он недешево.

Между тем, без особых затрат можно сделать аналогичный по функциональному назначению прибор в виде приставки к осциллографу. Такая приставка должна содержать генератор качающейся частоты (ГКЧ), генератор напряжения для развертки осциллографа и выносную детекторную головку. Схема такой приставки показана на рис. 1.

При разработке приставки ставилась цель создать простую, малогабаритную и удобную для повторения конструкцию. Правда, из-за смей простоты она, конечно, не лишена некоторых недостатков, но ее и следует рассматривать лишь как базовую конструкцию. По мере добавления других узлов можно будет расширить функциональные возможности и сервисные удобства прибора.

Предлагаемая приставка предназначена для настройки различных электронных устройств в диапазоне частот 48. 230 МГц, т.е. в телевизионном диапазоне МВ. Однако эта конструкция позволяет изменять диапазон ее рабочих частот, и тогда она сможет работать в диапазоне ДМВ (300. 900 МГц), первой промежуточной частоты спутникового телевидения (800. 1950 МГц) или на радиолюбительских KB диапазонах.

Основное достоинство такой приставки заключается в том, что весь диапазон частот перекрывается с помощью одного ГКЧ (это удобно при настройке широкополосных устройств, например антенных усилителей, селекторов каналов телевизоров и т.п.), предусмотрена возможность установки верхней и нижней частот диапазона качания независимо друг от друга двумя ручками управления. Это позволяет быстро устанавливать необходимый участок рабочего диапазона. К недостаткам же устройства следует отнести нелинейную зависимость напряжения развертки и изменение его амплитуды при изменении диапазона рабочих частот.

Приставка состоит из ГКЧ, собранного на транзисторах VT2 VT3, буферного усилителя на транзисторе VT4.Ha элементах DA1, DA2, DA4,001 собран генератор треугольного напряжения, на микросхеме DA5 и транзисторе VT1-стабилизатор тока для питания ГКЧ, а на микросхеме DA3-усилитель напряжения для развертки осциллографа.

Генератор ВЧ собран по схеме мультивибратора с индуктивной нагрузкой. Такое схемотехническое решение позволило обеспечить перекрытие всего диапазона (коэффициент перекрытия по частоте примерно 5) без переключении частотозадающих элементов. Достигнуто это изменением тока через транзисторы, при этом изменяются параметры их проводимости и диффузионные емкости, что позволяет варьировать частоту такого генератора в широких пределах. Так, при изменении тока от 50 до 1,5 мА частота изменяется от 48 до 230 МГц. Но для повышения стабильности частоты и возможности управления генератором ВЧ, его следует питать от стабилизатора тока.

Управляющее напряжение для стабилизатора тока формируется на конденсаторе С3, усиливается микросхемой DA5 и ее выходной сигнал управляет током, протекающим через транзистор VT1 (и транзисторы генератора ВЧ). Элементы DA1, DA2, DM и DD1 обеспечивают периодическую перезарядку конденсатора. Цикл перезарядки зависит от положений

движков резисторов R2 и R4. Поступающее на резисторы напряжение стабилизировано параметрическим стабилизатором R1 VD1. Усилители постоянного тока DA1 и DA2 выполняют роль компараторов напряжения — в качестве образцового использовано напряжение падения на резисторе R14, а переключающие напряжения определяются положениями резисторов R2 и R4.

В исходном состоянии конденсатор С3 разряжен, поэтому на резисторе R14 и на выводах компараторов 3 DA1 и 2 DA2 будет напряжение, близкое к нулю. В этом случае на входе R триггера DD1 будет высокий логический уровень, а на выходе S — низкий, соответственно на прямом выходе триггера будет низкий уровень, а на инверсном — высокий. В таком состоянии на выходе микросхемы DA4 будет напряжение 10. 11 В и начнется зарядка конденсатора СЗ через резистор R11.

Увеличение напряжения на конденсаторе приводит к увеличению тока через генератор ВЧ и к уменьшению генерируемой частоты. Когда падение напряжения на резисторе R14 сравняется с напряжением на движке резистора R4, на выходе компаратора DA2 появится низкий логический уровень, но состояние триггера не изменится и процесс зарядки конден-сатора продолжится.

При увеличении напряжения на резисторе R14 до уровня напряжения на движке резистора R2, на выходе компаратора DA1 появится высокий логический уровень, состояние триггера изменится на противоположное, поэтому на выходе микросхемы DM будет напряжение -10. -11 В и начнется разрядка конденсатора С3. При этом компаратор DA1 переключится в состояние с низким логическим уровнем на выходе, но триггер не перебросится и конденсатор С3 продолжит разрядку.

При разрядке конденсатора до напряжения срабатывания компаратора DA2, на его выходе появится высокий логический уровень, триггер переключится, на выходе микросхемы DA4 будет напряжение 10. 11 В — снова начнется зарядка конденсатора СЗ.

Таким образом, изменил напряжение на движках резисторов R2 и R4, можно изменять напряжения на входах компараторов, между которыми происходит перезарядка конденсатора СЗ, т.е. диапазон изменения тока, протекающего через генератор ВЧ, а значит, и диапазон изменения его частоты. Так как эти напряжения можно устанавливать независимо друг от друге, то обеспечивается независимая установка верхней и нижней частот диапазона качания частоты генератора.

На конденсаторе СЗ формируется треугольное напряжение, а не пилообразное, как это обычно бывает в подобных устройствах. Поэтому частота ГКЧ перестраивается вверх и вниз с одинаковой скоростью. Это позволило устранить необходимое в таких случаях устройство гашения обратного хода луча, что, конечно же, упрощает конструкцию.

Следует отметить, что линейность треугольного напряжения будет невысокой, но вполне удовлетворительной. Если линейность имеет важное значение, то в цепи зарядки конденсатора вместо резистора R11 следует включить стабилизатор тока, выполненный по схеме, приведенной на рис. 2.

Буферный усилитель на транзисторе VT4 обеспечивает развязку между генератором ВЧ и нагрузкой, а также формирует необходимый уровень выходного напряжения: на выходе XS1 он составляет 100 мВ, а на выходе XS2 -10 мВ.

Для синхронизации развертки осциллографа использовано падение напряжения на резисторе R14, оно пропорционально изменению частоты (поскольку оба являются функцией тока через транзисторы генератора), но с обратной зависимостью — большее напряжение на резисторе соответствует меньшему значению частоты. Поэтому его подают на инвертирующий усилитель (микросхема DA3) с регулируемым коэффициентом передачи. На его выходе формируется напряжение для синхронизации развертки осциллографа, имеющее прямую зависимость между напряжением и частотой. Амплитуда этого напряжения устанавливается резистором R10.

Все радиоэлементы приставки размещены на печатной плате. Она изготовлена из двустороннего фольгирован-ного текстолита. Свободная от элементов сторона оставлена металлизированной и соединена с другой стороной фольгой по периметру платы. Эта сторона одновременно является и передней панелью устройства, а детали закрываются корпусом, лучше металлическим.

В устройстве можно применить элементы следующих типов: ОУ- К140УД6 или К140УД7 (с буквенными индексами А и Б), цифровая микросхема — К561ТМ2, 564ТВ1 или другие микросхемы серий К561, 564, содержащих RS-триггер. Кроме того, триггер можно собрать и на основе логических элементов микросхем К561ЛА7, К561ЛЕ5 и др.

Транзистор VT1 — КТ603 (с буквенными индексами А — Г); КТ608 (А. Б) КТ630 (А, Б), КТ815 (А — Г), КТ817 (А — Г); VT2 и VT3 -КТ3123А, КТ3123В, а при уменьшении диапазона перестройки и КТ363Б, при использовании транзисторов КТ3101А.КТ3124А. КТ3132А схему генератора надо изменить в соответствии со схемой на рис. 4; VT4 — КТ368 (А,Б), КТ399А. КТ3101А, КТ3124А или им аналогичные.

Стабилитрон — КС147А, КС156А. Резисторы R2, R4, R10 — СП, СПО, СП4-1, остальные — МЛТ. Конденсаторы С1.СЗ — К50-6, К53-1, К52-1.С7-КД, КГ, остальные -КМ, КЛС, КД.

Гнезда XS1, XS2 любые высокочастотные, например телевизионные. Катушки L1, L2 бескаркасные, намотаны на оправке диаметром 2 мм и содержат по 5 витков провода диаметром 0,5 мм, длина намотки 15 мм.

Схема выносной детекторной головки приведена на рис. 5. В ней можно применить высокочастотные детекторные диоды — КД419А, ГД507А или аналогичные им. Все элементы размешены в корпусе от фломастера и соединения между ними должны иметь минимальную длину. С осциллографом она соединяется экранированным проводом.

Смотрите так же:  Духовка срабатывает узо

Налаживание устройства начинают с генератора ВЧ. Для этого временно нижний по схеме вывод резистора R11 отсоединяют от микросхемы DA4 и подключают его к движку резистора R2. К гнезду XS1 подключают частотомер, затем, вращая резистор R2, измеряют диапазон изменения частоты генератора- коэффициент его перекрытия по частоте дол-жен быть не менее 5. Если это так, то устанавливают границы диапазона за счет одновременного изменения числа витков катушек или сжимая и разжимая витки. Если коэффициент перекрытия оказался меньше, то можно попытаться увеличить его за счет уменьшения номинала резисторов R3 и R5 на 20. 30 %.

После этого все соединения восстанавливают и убеждаются в работоспособности генератора треугольного напряжения. Для этого контролируют напряжение на резисторе R14 при вращении резисторов R2 и R4.

Затем подключают приставку к осциллографу и резистором R10 устанавливают развертку по горизонтали на весь экран.

После этого к гнезду XS1 подключают нагрузку (резистор 75 или 50 Ом) и детекторную головку, а ее выход-на «Вход Y» осциллографа. При этом на экране должна появиться кривая, отражающая частотную зависимость выходного напряжения. Подбором номиналов элементов С7, С10, R13 и мест подключения последних к L2 добиваются напряжения около 100 мВ при ее неравномерности не более 30 %. В конструкции автора конденсатор С7 был подключен к первому, а резистор R13 — к третьему витку катушки L2, считая от нижнего по схеме вывода.

В заключение проводят градуировку шкал резисторов R2 и R4. Для этого на вход подключенной к разъему XS1 детекторной головки через резистор сопротивлением 200. 300 Ом подают сигнал с эталонного генератора. С частотой, например, 100 МГц и изменяют его амплитуду до получения аккуратной метки ив кривой. После этого ручкой «Fн» совмещают начало развертки с этой меткой и делают отметку на шкале. Затем ручкой «Fs» совмещают конец развертки с этой меткой и также делают отметку уже на шкале этого резистора. Аналогично градуируют шкалу для других частот.

Для питания приставки использован двуполярный стабилизированный источник питания, обеспечивающий ток по плюсовой шит до 100 мА и по минусовой — до 10 мА..

И. НЕЧАЕВ, г. Курск
(РАДИО N1, 1994г.)

Приставка к осциллографу для измерения частотных характеристик

Приставка к осциллографу для измерения частотных характеристик

В последнее бремя в радиолюбительской практике широко стали применяться визуальные методы проведения контроля характеристик, основанные на использовании панорамных индикаторов. С их помощью удается намного оперативнее производить регулировку таких весьма сложных радиотехнических устройств, как фильтры, усилители, радиоприемники, телевизоры, антенны. Однако приобрести такой прибор промышленного изготовления не всегда возможно, да и стоит он недешево. Между тем, без особых затрат можно сделать аналогичный по функциональному назначению прибор в виде приставки к осциллографу. Такая приставка должна содержать генератор качающейся частоты (ГКЧ), генератор напряжения для развертки осциллографа и выносную детекторную головку. Схема такой приставки показана на рис.1. При разработке приставки ставилась цель создать простую, малогабаритную и удобную для повторения конструкцию. Правда, из-за своей простоты она, конечно, не лишена некоторых недостатков, но ее и следует рассматривать лишь как базовую конструкцию. По мере добавления других узлов можно будет расширить функциональные возможности и сервисные удобства прибора.

Предлагаемая приставка предназначена для настройки различных электронных устройств в диапазоне частот 48. 230 МГц, т.е. в телевизионном диапазоне MB. Однако эта конструкция позволяет изменять диапазон ее рабочих частот, и тогда она сможет работать в диапазоне ДМВ (300. 900 МГц), первой промежуточной частоты спутникового телевидения (800. 1950 МГц) или на радиолюбительских KB диапазонах. Основное достоинство такой приставки заключается в том, что весь диапазон частот перекрывается с помощью одного ГКЧ (это удобно при настройке широкополосных устройств, например антенных усилителей, селекторов каналов телевизоров и т.п.), предусмотрена возможность установки верхней и нижней частот диапазона качания независимо друг от друга двумя ручками управления. Это позволяет быстро устанавливать необходимый участок рабочего диапазона. К недостаткам же устройства следует отнести нелинейную зависимость напряжения развертки и изменение его амплитуды при изменении диапазона рабочих частот.

Приставка состоит из ГКЧ, собранного на транзисторах VT2 VT3, буферного усилителя на транзисторе VT4. Hа элементах DA1, DA2, D4, DD1 собран генератор треугольного напряжения, на микросхеме DA5 и транзисторе VT1 -стабилизатор тока для питания ГКЧ, а на микросхеме DA3 — усилитель напряжения для развертки осциллографа. Генератор ВЧ собран по схеме мультивибратора с индуктивной нагрузкой. Такое схемотехническое решение позволило обеспечить перекрытие всего диапазона (коэффициент перекрытия по частоте примерно 5) без переключении частотозадающих элементов. Достигнуто это изменением тока через транзисторы, при этом изменяются параметры их проводимости и диффузионные емкости, что позволяет варьировать частоту такого генератора в широких пределах. Так, при изменении тока от 50 до 1,5 мА частота изменяется от 48 до 230 МГц. Но для повышения стабильности частоты и возможности управления генератором ВЧ, его следует питать от стабилизатора тока.

Управляющее напряжение для стабилизатора тока формируется на конденсаторе С3, усиливается микросхемой DA5 и ее выходной сигнал управляет током, протекающим через транзистор VT1 (и транзисторы генератора ВЧ). Элементы DA1, DA2, DA4 и DD1 обеспечивают периодическую перезарядку конденсатора. Цикл перезарядки зависит от положений движков резисторов R2 и R4. Поступающее на резисторы напряжение стабилизировано параметрическим стабилизатором R1 VD1. Усилители постоянного тока DA1 и DA2 выполняют роль компараторов напряжения — в качестве образцового использовано напряжение падения на резисторе R14, а переключающие напряжения определяются положениями резисторов R2 и R4.

В исходном состоянии конденсатор С3 разряжен, поэтому на резисторе R14 и на выводах компараторов 3 DA1 и 2 DA2 будет напряжение, близкое к нулю. В этом случае на входе R триггера DD1 будет высокий логический уровень, а на выходе S — низкий, соответственно на прямом выходе триггера будет низкий уровень, а на инверсном — высокий. В таком состоянии на выходе микросхемы DA4 будет напряжение 10. 11 В и начнется зарядка конденсатора С3 через резистор R11. Увеличение напряжения на конденсаторе приводит к увеличению тока через генератор ВЧ и к уменьшению генерируемой частоты. Когда падение напряжения на резисторе R14 сравняется с напряжением на движке резистора R4, на выходе компаратора DA2 появится низкий логический уровень, но состояние триггера не изменится и процесс зарядки конденсатора продолжится.

При увеличении напряжения на резисторе R14 до уровня напряжения на движке резистора R2, на выходе компаратора DA1 появится высокий логический уровень, состояние триггера изменится на противоположное, поэтому на выходе микросхемы DA4 будет напряжение -10. -11 В и начнется разрядка конденсатора С3. При этом компаратор DA1 переключится в состояние с низким логическим уровнем на выходе, но триггер не перебросится и конденсатор С3 продолжит разрядку. При разрядке конденсатора до напряжения срабатывания компаратора DA2, на его выходе появится высокий логический уровень, триггер переключится, на выходе микросхемы DA4 будет напряжение 10. 11 В — снова начнется зарядка конденсаторе С3. Таким образом, изменяя напряжение на движках резисторов R2 и R4, можно изменять напряжения на входах компараторов, между которыми происходит перезарядка конденсатора С3, т.е. диапазон изменения тока, протекающего через генератор ВЧ, а значит, и диапазон изменения его частоты. Так как эти напряжения можно устанавливать независимо друг от друга, то обеспечивается независимая установка верхней и нижней частот диапазона качания частоты генератора.

На конденсаторе С3 формируется треугольное напряжение, а не пилообразное, как это обычно бывает в подобных устройствах. Поэтому частота ГКЧ перестраивается вверх и вниз с одинаковой скоростью. Это позволило устранить необходимое в таких случаях устройство гашения обратного хода луча, что, конечно же, упрощает конструкцию. Следует отметить, что линейность треугольного напряжения будет невысокой, но вполне удовлетворительной. Если линейность имеет важное значение, то в цепи зарядки конденсатора вместо резистора R11 следует включить стабилизатор тока, выполненный по схеме, приведенной на рис.2.

Буферный усилитель на транзисторе VT4 обеспечивает развязку между генератором ВЧ и нагрузкой, а также формирует необходимый уровень выходного напряжения: на выходе XS1 он составляет 100мВ, а на выходе ХS2 -10мВ.

Для синхронизации развертки осциллографа использовано падение напряжения на резисторе R14, оно пропорционально изменению частоты (поскольку оба являются функцией тока через транзисторы генератора), но с обратной зависимостью-большее напряжение на резисторе соответствует меньшему значению частоты. Поэтому его подают на инвертирующий усилитель (микросхема DA3) с регулируемым коэффициентом передачи. На его выходе формируется напряжение для синхронизации развертки осциллографа, имеющее прямую зависимость между напряжением и частотой. Амплитуда этого напряжения устанавливается резистором R10.

Все радиоэлементы приставки размещены на печатной плате. Она изготовлена из двустороннего фольгированного текстолита. Свободная от элементов сторона оставлена металлизированной и соединена с другой стороной фольгой по периметру платы. Эта сторона одновременно является и передней панелью устройства, а детали закрываются корпусом, лучше металлическим.

В устройстве можно применить элементы следующих типов: ОУ-К140УД6 или К140УД7 (с буквенными индексами А и Б), цифровая микросхема — К561ТМ2, 564ТВ1 или другие микросхемы серий К561, 564, содержащих RS-триггер. Кроме того, триггер можно собрать и на основе логических элементов микросхем К561ЛА7, К561ЛЕ5 и др. Транзистор VT1 — КТ603 (с буквенными индексами А — Г); КТ608 (А, Б) КТ630 (А. Б), КТ815 (А — Г), КТ817 (А — Г); VT2 и VT3 -КТ3123А, КТ3123В, а при уменьшении диапазона перестройки и КТ363Б, при использовании транзисторов КТ3101А, КТ3124А, КТ3132А схему генератора надо изменить в соответствии со схемой на рис.3; VT4 — КТ368 (А,Б), КТ399А, К73101А, КТ3124А или им аналогичные. Стабилитрон — КС147А, КС156А. Резисторы R2, R4, R10 — СП, СПО, СП4-1, остальные — МЛТ. Конденсаторы С1,С3 — К50-6, К53-1, К52-1, С7-КД, КТ, остальные — КМ, КЛС, КД. Гнезда XS1, XS2 любые высокочастотные, например телевизионные. Катушки L1, L2 бескаркасные, намотаны на оправке диаметром 2 мм и содержат по 5 витков провода диаметром 0,5 мм, длина намотки 15 мм.

Смотрите так же:  Как проверить свечу зажигания мультиметром

Схема выносной детекторной головки приведена на рис.4. В ней можно применить высокочастотные детекторные диоды — КД419А, ГД507А или аналогичные им. Все элементы размещены в корпусе от фломастера и соединения между ними должны иметь минимальную длину. С осциллографом она соединяется экранированным проводом.

Налаживание устройства начинают с генератора ВЧ. Для этого временно нижний по схеме вывод резистора R11 отсоединяют от микросхемы DA4 и подключают его к движку резистора R2. К гнезду XS1 подключают частотомер, затем, вращая резистор R2, измеряют диапазон изменения частоты генератора — коэффициент его перекрытия по частоте должен быть не менее 5. Если это так, то устанавливают границы диапазона за счет одновременного изменения числа витков катушек или сжимая и разжимая витки. Если коэффициент перекрытия оказался меньше, то можно попытаться увеличить его за счет уменьшения номинала резисторов R3 и R5 на 20. 30%. После этого все соединения восстанавливают и убеждаются в работоспособности генератора треугольного напряжения. Для этого контролируют напряжение на резисторе R14 при вращении резисторов R2 и R4. Затем подключают приставку к осциллографу и резистором R10 устанавливают развертку по горизонтали на весь экран. После этого к гнезду XS1 подключают нагрузку (резистор 75 или 50 Ом) и детекторную головку, а ее выход-на «Вход Y» осциллографа. При этом на экране должна появиться кривая, отражающая частотную зависимость выходного напряжения. Подбором номиналов элементов С7, С10, R13 и мест подключения последних к L2 добиваются напряжения около 100 мВ при ее неравномерности не более 30%. В конструкции автора конденсатор С7 был подключен к первому, а резистор R13 — к третьему витку катушки L2, считая от нижнего по схеме вывода.

В заключение проводят градуировку шкал резисторов R2 и R4. Для этого на вход подключенной к разъему XS1 детекторной головки через резистор сопротивлением 200. 300 Ом подают сигнал с эталонного генератора. С частотой, например, 100 МГц и изменяют его амплитуду до получения аккуратной метки на кривой. После этого ручкой «Fн» совмещают начало развертки с этой меткой и делают отметку на шкале. Затем ручкой «Fв» совмещают конец развертки с этой меткой и также делают отметку уже на шкале этого резистора. Аналогично градуируют шкалу для других частот.

Для питания приставки использован двуполярный стабилизированный источник питания, обеспечивающий ток по плюсовой шине до 100 мА и по минусовой — до 10 мА.

Рис. 2Рис. 3

Рис. 4

Измеритель тока насыщения катушек индуктивности

Доброго времени суток, уважаемое Сообщество!
Часто в практике построения разного рода преобразователей используются дроссели. И практически всегда к ним, кроме прочего, предъявляется одно важное требование: они не должны входить в насыщение. Хорошо, если дроссель покупной и заранее известны его параметры (но и им не всегда можно верить). А если он самодельный? А если это дроссель/трансформатор для флайбека/полумоста или ещё чего? В таком случае может помочь несложная приставка к осциллографу, позволяющая измерить ток насыщения той или иной катушки индуктивности с магнитопроводом. Сразу оговорюсь, конструкция не новая, разработка не моя, и на авторство не претендую, но некоторые доработки в исходные схемы всё же внёс. У кого появился интерес – добро пожаловать под кат.

Прототипами для создания схемы послужили схемы из журнала Схемотехника за 2002 год, №6, стр. 7 и отсюда
Получился некий симбиоз двух схем:

Кратко о самой схеме. На DD1, R3-R5, C1, VD1 собран стандартный генератор прямоугольных импульсов. При указанных номиналах период составляет 10 мс, длительность импульса в зависимости от положения движка R5 10…300 мкс. Генератор может быть собран, например на NE555. На VT1, R1, R2 собрана защита по току, которая прерывает импульс, как только ток через индуктивность превысит значение около 6А. Если перемычка XS1 снята, защита отключается и тут уже надо быть внимательным, чтобы ничего не сжечь. Через розетку XP1 выводится сигнал синхронизации для осциллографа (впрочем, как показала практика, он практически не нужен – мой С1-94 спокойно синхронизируется по самому сигналу с датчика тока). На VT2, VT3 собран драйвер затвора VT4. Отдельно хочется сказать о транзисторах 8050. У нас на рынке (Минск, Ждановичи) попадаются транзисторы с маркировкой S8050 и HE8050 и что самое гадкое, они имеют разную цоколёвку, так что будьте внимательны. Сигнал для осциллографа снимается с шунта 0,1 Ом 1% (выход, соответственно, 0,1В/А). Диод VD3 «принимает» на себя энергию, запасённую в катушке, когда транзистор закрывается. Диод VD2 служит для отфильтровывания питания для цифровой части.
Конденсаторы С5-С7 являются накопительными, именно благодаря им можно «вкачивать» в индуктивность большие токи, питаясь при этом от маломощного источника. С5 обязателен, ибо электролиты не выдержат таких токов и долго не проживут, а керамика имеет весьма низкое ЭПС. Конденсаторы так же желательно LowESR.
Методика работы проста. Подключаем осциллограф, исследуемую индуктивность, регулятор длительности импульса заводим в минимум, перемычку ограничения тока на уровне 6А ставим. Подключаем питание. От катушки может послышаться 100 Гц гудение, особенно, если она не залита лаком. На осциллографе мы должны наблюдать линейно нарастающее напряжение (примеры ниже). Плавно увеличиваем длительность импульса, и, соответственно, максимальный ток. Как только осциллограмма начнёт загибаться вверх – вот она – граница перехода в насыщение. Значит при токе выше этого эксплуатировать индуктивность уже нельзя.
Трассировка платы:

Фото собранной платы:

Выводные компоненты использованы потому, что а) их тоже надо куда-то девать; б) задача миниатюризации не ставилась.

Практика использования показала, что в течение небольшого времени с приставки можно снимать до 45А. Доказательством тому служит осциллограмма, снятая с ДГС и блока питания АТХ (индуктивность обмотки около 50 мкГн):


10А/дел.
Видно, что чёткой границы насыщения нет. При этом транзистор начинает греться, да и падение на шунте становится неприлично большим – 4,5В, что транзистору никак не помогает – уменьшается напряжение исток-затвор. Так что такие измерения (при больших токах) проводить нужно очень кратковременно.
Вот другой дроссель (намотанный на гантельке диаметром 9 мм (500 мкГн):

1А/дел.
Пока осциллограмма линейна – дроссель можно использовать. Как только она начинает загибаться вверх – магнитопровод входит в насыщение – такого режима следует избегать. Здесь насыщение происходит при токе чуть более 1А.

Также необходимо отметить, что при помощи этой приставки можно приблизительно измерять индуктивность. Для этого существует предельно простая формула:

где Uпит – напряжения питания, ΔI – приращение тока за время Δt. Напряжение в вольтах, ток в амперах, время в микросекундах – ответ получим в микрогенри.
Разумеется, такие измерения следует проводить только на линейной части осциллограммы.
В корпус приставку устанавливать не планируется. Только сделаю «поддон» из нефольгированного стеклотекстолита или оргстекла, чтоб случайно его на что-нибудь металлическое не положить.
Проект был создан в Altium Designer, файл PDF со схемой, общим видом, проводящим рисунком и шелкографией прикладываю.
На сим всё, спасибо за внимание)

  • Измеритель тока,
  • насыщение,
  • дроссель,
  • индуктивность,
  • осциллограф
  • +17
  • 14 марта 2013, 19:48
  • AndreW_91
  • 1

Комментарии ( 49 )

Вставь в статью трассировку в виде картинки.
дельта I – приращение тока за время дельта t Дельту можно написать как &Dеlta;

(только при копипасте замени букву «е» в Delta — она там русская, иначе срабатывает парсер и код превращается в ΔI).
Проект был создан в Altium Designer, файл PDF со схемой, общим видом, проводящим рисунком и шелкографией прикладываю. Где? Не вижу.

Похожие статьи:

  • Защитное заземление устройство и принцип действия Охрана труда и БЖД Охрана труда и безопасность жизнедеятельности Защитное заземление Защитным заземлением называют преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических не-токоведущих частей […]
  • Как найти длину провода формула Как найти длину провода формула Расчеты по формулам более точны, чем по таблицам, и необходимы тех случаях, когда в таблицах отсутствуют нужные данные. Сопротивление провода (в омах) вычисляется по формуле р-удельное сопротивление (по […]
  • Диаметр медного провода для плавкой вставки Калькулятор расчета диаметра провода для плавких вставок предохранителей Роль проводника в предохранителе выполняет плавкая вставка, которая при нормальном рабочем токе обеспечивает достаточную проводимость. Но, в случае чрезмерного […]
  • 1 а диаметр провода кольца 2 мм Физика дома Задача из раздела «Подготовка к ЕГЭ по физике» по теме «Закон электромагнитной индукции Фарадея». 11 класс Медное кольцо из провода диаметром 2 мм расположено в однородном магнитном поле, магнитная индукция которого меняется […]
  • Длина одного провода 20 см другого 16 м площадь сечения и материал Длина одного провода 20 см,другого 1,6 м.Площадь сечения и материал проводов одинаковы.У какого провода сопротивление Ответ или решение 1 Исходные данные: l1 (длина первого провода) = 20 см = 0,2 м; l2 (длина второго провода) = 1,6 м; S1 […]
  • Инвертор 12 220 схема простая Простой самодельный инвертор напряжения 12-220В на двух транзисторах В настоящее время интернет пестрит всевозможными схемами инверторов 12-220 Вольт, которые построены на микросхемах серии TL и полевых транзисторах и нет ни одной схемы […]