Ο παλμογράφος κατέχει μια ιδιαίτερη θέση στο εργαστήριο μέτρησης ενός ραδιοερασιτέχνη, καθώς σας επιτρέπει να "δείτε" τις διεργασίες που συμβαίνουν σε καταρράκτες ηλεκτρονικών συσκευών. Αλλά μερικές φορές το κύκλωμα εισόδου ενός παλμογράφου, το οποίο έχει μια ορισμένη αντίσταση και χωρητικότητα, μπορεί να εισάγει παραμορφώσεις στα παρατηρούμενα σήματα. Στη συνέχεια, ένας ενεργός καθετήρας συνδέεται με τον παλμογράφο - ένα είδος συσκευής ταιριάσματος, το κύκλωμα εισόδου του οποίου έχει σημαντικά υψηλότερη αντίσταση και χαμηλότερη χωρητικότητα σε σύγκριση με το κύκλωμα εισόδου του παλμογράφου. Ένας τέτοιος ανιχνευτής περιγράφεται σε αυτό το άρθρο.
Δημοσιεύτηκε μια περιγραφή ενός ενεργού ανιχνευτή χαμηλής χωρητικότητας που κατασκευάστηκε σε ένα τρανζίστορ πεδίου με μονωμένη πύλη. Αν και ο καθετήρας έχει σχεδιαστεί για να λειτουργεί με σήματα σχετικά μεγάλου πλάτους, για παράδειγμα, με τα επίπεδα μικροκυκλωμάτων CMOS, μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για τη μελέτη μικρών σημάτων - εξάλλου, οι σύγχρονοι παλμογράφοι έχουν υψηλή ευαισθησία.
Ο αισθητήρας, κατασκευασμένος σε τρανζίστορ πεδίου KP305I, έχει καλά χαρακτηριστικά συχνότητας. Ταυτόχρονα, η χρήση ενός τέτοιου τρανζίστορ προκαλεί ορισμένους περιορισμούς τόσο στην κατασκευή του καθετήρα όσο και κατά την εργασία με αυτόν. Είναι γνωστό ότι οι μονωμένες πύλες των τρανζίστορ διαπερνώνται εύκολα από στατικό ηλεκτρισμό ή αγωγούς τάσης δικτύου. Επιπλέον, τα ηλεκτρικά χαρακτηριστικά του καθετήρα καθορίζονται σε μεγάλο βαθμό από τις παραμέτρους του τρανζίστορ που χρησιμοποιείται.
Η γκάμα των βιομηχανικά παραγόμενων μονωμένων τρανζίστορ πύλης είναι μικρή και είναι κατάλληλη μόνο η ομάδα I της σειράς KP305, από την οποία είναι δυνατή η επιλογή δειγμάτων με κατάλληλες παραμέτρους. Είναι σχεδόν αδύνατο να παραχθούν αρκετοί ανιχνευτές με διαφορετικά χαρακτηριστικά. Η χρήση ενός τρανζίστορ φαινομένου πεδίου με μια πύλη στον ανιχνευτή r-n μετάβασησας επιτρέπει να εξαλείψετε τους αναφερόμενους περιορισμούς. Η δυνατότητα μιας τέτοιας αντικατάστασης βασίζεται στη δημοσίευση στο . Η μεγάλη γκάμα τρανζίστορ που παράγονται με μια τέτοια πύλη σάς επιτρέπει να επιλέγετε εύκολα αντίγραφα με τις απαραίτητες παραμέτρουςγια την παραγωγή ανιχνευτών με διαφορετικά χαρακτηριστικά.
Το ηλεκτρικό κύκλωμα του προτεινόμενου καθετήρα φαίνεται στο Σχ. 1 - είναι παρόμοιο με το διάγραμμα που δίνεται. Ο ανιχνευτής είναι ένας απλός ακόλουθος πηγής, το φορτίο του οποίου είναι η αντίσταση R3. Οι αντιστάσεις R1, R2 σχηματίζουν έναν διαιρέτη τάσης εισόδου.
Στην πράξη, είναι απαραίτητο να πραγματοποιηθούν διάφορες μετρήσεις. Ως εκ τούτου, συνιστάται να έχετε πολλούς ανιχνευτές κατασκευασμένους στα διαδεδομένα τρανζίστορ KP302AM και στη σειρά KPZ0Z και να τροφοδοτούνται από σταθερή τάση 9 V. Χαρακτηριστικά συχνότηταςΑυτά τα τρανζίστορ είναι κάπως χειρότερα από αυτά του KP305, επομένως οι ανιχνευτές που συναρμολογούνται σε αυτά είναι επίσης κατώτεροι σε χαρακτηριστικά. Η χωρητικότητα εισόδου του ακολούθου αποστράγγισης καθορίζεται πρακτικά από την χωρητικότητα διέλευσης του τρανζίστορ και για το KP302, KPZ0Z είναι μεγαλύτερη από αυτή του KP305. Επιπλέον, με μεγάλα σήματα εισόδου, το τρανζίστορ μπορεί να καταλήξει σε λειτουργία πόλωσης προς τα εμπρός όταν ανάβει διασταύρωση p-nπύλη και το ρεύμα αρχίζει να ρέει μέσα από αυτό. Για ένα τρανζίστορ, αυτή η λειτουργία δεν είναι επικίνδυνη, καθώς το ρεύμα περιορίζεται από την αντίσταση R1, αλλά η αντίσταση εισόδου του αισθητήρα μειώνεται και γίνεται ίση με την αντίσταση της αντίστασης R1. Ο πίνακας δείχνει τα κύρια χαρακτηριστικά πολλών τύπων ανιχνευτών και τις παραμέτρους των τρανζίστορ στα οποία συναρμολογούνται. Εδώ το Uzi.otc είναι η τάση αποκοπής του τρανζίστορ. Is.init - αρχικό ρεύμα αποστράγγισης. Uo - σταθερή τάση στην έξοδο του αισθητήρα απουσία σήματος εισόδου. Io - κατανάλωση ρεύματος ανιχνευτή στην τάση Uo; +Umax και -Umax - μέγιστο και ελάχιστο τάση εισόδου, στον οποίο ο συντελεστής μετάδοσης (Kper) του καθετήρα μειώνεται σε επίπεδο 0,7 από την ονομαστική τιμή.
Ο κύριος παράγοντας που καθορίζει το εύρος λειτουργίας στην περιοχή των αρνητικών τάσεων εισόδου είναι η τιμή της τάσης αποκοπής του τρανζίστορ. Στην περιοχή των θετικών τάσεων εισόδου, το εύρος λειτουργίας μπορεί να επεκταθεί αυξάνοντας την τάση τροφοδοσίας του αισθητήρα.
Στο Σχ. δίνονται 2 χαρακτηριστικά μετάδοσηςδύο αντίγραφα ανιχνευτών με τάση τροφοδοσίας 9 και 15 V. Η αύξηση της τάσης τροφοδοσίας είναι πιο αποτελεσματική για έναν ανιχνευτή κατασκευασμένο σε τρανζίστορ με μεγάλη τιμή lo (Εικ. 2, β) παρά στην περίπτωση χρήσης τρανζίστορ με μικρό lo (Εικ. 2, α).
Η αντίσταση R3 επιλέγεται με τέτοια αντίσταση ώστε να διασφαλίζονται τα δυναμικά χαρακτηριστικά του καθετήρα. Με υψηλή αντίσταση της αντίστασης, αρχίζει να εμφανίζεται το αποτέλεσμα της «σύροντας» τις μειώσεις του παλμού. Η τροφοδοσία οποιουδήποτε αισθητήρα μπορεί να είναι αυτόνομη, για παράδειγμα, από μια μπαταρία τύπου Korundum, 7D-0.125, αλλά στις περισσότερες περιπτώσεις είναι βολικό να τροφοδοτείται από τη συσκευή υπό δοκιμή.
Η εγκατάσταση του καθετήρα είναι ογκομετρική - οι ακροδέκτες των ραδιοστοιχείων συνδέονται απευθείας μεταξύ τους (Εικ. 3). Εάν ο αισθητήρας προορίζεται να λειτουργεί με σήματα μεγάλου και μικρού πλάτους, για να τον προστατεύει από παρεμβολές, συνιστάται να τοποθετήσετε τα μέρη του σε μια οθόνη, η οποία μπορεί να κατασκευαστεί από ένα μεταλλικό πλεγμένο καλώδιο κατάλληλης διαμέτρου. Ο καθετήρας συνδέεται με τον παλμογράφο χρησιμοποιώντας ομοαξονικό καλώδιο ή θωρακισμένο καλώδιο του ελάχιστου επιτρεπόμενου μήκους (σύμφωνα με τις συνθήκες λειτουργίας του καθετήρα).
Ο αισθητήρας χρησιμοποιεί αντιστάσεις MLT-0.125. Μια αντίσταση με αντίσταση 22 MOhm (σε ορισμένα αντίγραφα) είναι μικρού μεγέθους, όπως αυτές που χρησιμοποιούνται στα ηλεκτρονικά ρολόγια χειρός. Ο πυκνωτής C1 είναι ο ίδιος μικροσκοπικός ή σπιτικός, κατασκευασμένος απευθείας στην αντίσταση R1. Για να γίνει αυτό, η αντίσταση τυλίγεται σε ένα στρώμα διηλεκτρικής μεμβράνης (κατά προτίμηση φθοριοπλαστικό) και ένα κομμάτι προστατευτικής πλεξούδας από το ομοαξονικό καλώδιο τοποθετείται από πάνω, το οποίο στη συνέχεια συγκολλάται στον δεξιό ακροδέκτη της αντίστασης R1 σύμφωνα με το διάγραμμα. Το άκρο του σύρματος PEV 0,15...0,35 συγκολλάται στον αριστερό ακροδέκτη αυτής της αντίστασης και το καλώδιο τυλίγεται σε μια οθόνη που βρίσκεται πάνω από την αντίσταση.
Η χωρητικότητα του πυκνωτή ρυθμίζεται αλλάζοντας τον αριθμό των στροφών του καλωδίου - η ρύθμιση του αισθητήρα μειώνεται πρακτικά σε αυτήν τη λειτουργία. Θα χρειαστείτε μια ορθογώνια γεννήτρια παλμών που παρέχει πλάτος σήματος εξόδου 2...5 V σε συχνότητα επανάληψης 1...10 kHz. Οι παλμοί βαθμονόμησης που παρέχονται στην είσοδο του αισθητήρα πρέπει να έχουν απότομες ακμές. Με την αλλαγή της χωρητικότητας του πυκνωτή, επιτυγχάνεται η παρουσία απότομων ανεβάσματα και πτώσεις παλμών στην οθόνη του παλμογράφου. Σε αυτή την περίπτωση, το πλάτος των εκπομπών στα μέτωπα δεν πρέπει να υπερβαίνει το 10% του πλάτους του παλμού.
Βιβλιογραφία
- Grishin A. Ενεργός ανιχνευτής για παλμογράφο. - Ραδιόφωνο, 1988, αρ. 12, σ. 45.
- Mezhlumyan A. Ασυνήθιστος τρόπος λειτουργίας τρανζίστορ εφέ πεδίου. - Ραδιόφωνο, 1991, Νο 3, σελ. 58-61.
Η χωρητικότητα εισόδου των σύγχρονων παλμογράφων είναι περίπου 30...50 pF. Κατά τη διάρκεια των μετρήσεων, προστίθεται η χωρητικότητα του καλωδίου σύνδεσης και η συνολική χωρητικότητα εισόδου φτάνει τα 100...150 pF. Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε σημαντική παραμόρφωση των αποτελεσμάτων των μετρήσεων και λανθασμένη ρύθμιση, για παράδειγμα, βύσματα φίλτρου των σταδίων εξόδου των ενισχυτών εγγραφής μαγνητοφώνων. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο, κατά τη διεξαγωγή έρευνας σε κυκλώματα κρίσιμα για την εισαγόμενη χωρητικότητα εργαλείο μέτρησης, είναι απαραίτητο να χρησιμοποιηθούν ειδικές συσκευές αντιστοίχισης που έχουν υψηλή σύνθετη αντίσταση εισόδου και μικρή χωρητικότητα.
Για τους περισσότερους πρακτική δουλειάχρειάζονται δύο κύριοι τύποι συσκευών: για αρμονικά σήματα μικρού πλάτους (1...50 mV) με συντελεστή μετάδοσης K>1 και για σήματα μεγάλου πλάτους (έως 10...20 V), που επιτρέπουν τη μετάδοση σταθερή συνιστώσα του σήματος και με συντελεστή μετάδοσης Κ =0,2...0,5.
Ευρέως διαδεδομένο σε τα τελευταία χρόνιαυψηλής ταχύτητας αναλογική και ψηφιακά τσιππου λειτουργούν σε σχετικά υψηλές τάσεις (ευρέως χρησιμοποιούμενοι op-amp, μικροκυκλώματα της σειράς K561 έως 15 V), αποκάλυψε την ανάγκη για μια συσκευή που λειτουργεί σε μεγάλο εύρος τάσης με δυνατότητα μετάδοσης ενός στοιχείου DC του σήματος.
Ένα διάγραμμα μιας τέτοιας συσκευής με τη μορφή ανιχνευτή φαίνεται στο Σχ. 1. Γίνεται σύμφωνα με κλασικό σχέδιοακόλουθος πηγής που χρησιμοποιεί τρανζίστορ MOS και περιέχει έναν ελάχιστο αριθμό εξαρτημάτων. Το εύρος συχνοτήτων λειτουργίας είναι O...5 MHz. Η ισχύς παρέχεται από οποιαδήποτε πηγή ρεύματος με τάση 7...15 V, για παράδειγμα, μπαταρία 7D-0.115-U1.1 ή γαλβανικές μπαταρίες "Krona", "Korund". Η χωρητικότητα εισόδου του καθετήρα δεν είναι μεγαλύτερη από 4 pF, η αντίσταση εισόδου δεν είναι μικρότερη από 3 MOhm. Η τάση εξόδου στο Uin = 0 είναι 2,5 V. Το εύρος των τάσεων εισόδου στην περιοχή των αρνητικών τιμών (πριν από την αποκοπή) είναι 7 V, στην περιοχή των θετικών τιμών (πριν από την έναρξη του περιορισμού) είναι 13 V σε Upit = 9V και 26 V σε Upit = 15V.
Ο συντελεστής μετάδοσης στην καθορισμένη περιοχή συχνοτήτων είναι 0,4.
Οι αντιστάσεις R1 και R2 σχηματίζουν έναν διαιρέτη τάσης εισόδου, ο πυκνωτής C1 χρησιμεύει για αντιστάθμιση συχνότητας.
Λόγω της σημαντικής διασποράς στις παραμέτρους συγκεκριμένων περιπτώσεων τρανζίστορ, τα χαρακτηριστικά των σχεδίων του ανιχνευτή μπορεί επίσης να διαφέρουν κυρίως στην τάση αποκοπής και στον συντελεστή μετάδοσης. Για να αποκτήσετε το μέγιστο εύρος λειτουργίας στην περιοχή των αρνητικών τάσεων εισόδου, είναι απαραίτητο να χρησιμοποιήσετε τρανζίστορ με μέγιστη (σε απόλυτη τιμή) τάση αποκοπής. Ο συγγραφέας χρησιμοποίησε ένα τρανζίστορ με Uzi otc = 4,2 V. Τα περισσότερα τρανζίστορ KP305I έχουν χαμηλότερη τιμή Uzi otc, επομένως, εάν είναι απαραίτητο, η τάση αποκοπής του αισθητήρα μπορεί να αυξηθεί μειώνοντας τον συντελεστή μετάδοσης του διαιρέτη εισόδου, για παράδειγμα, αυξάνοντας την αντίσταση της αντίστασης R1. Ωστόσο, για πολλές μετρήσεις όπου απαιτείται προσαρμογή στη μέγιστη ή ελάχιστη τάση, η τιμή της τάσης αποκοπής του καθετήρα δεν είναι σημαντική, αφού η ρύθμιση μπορεί να γίνει χρησιμοποιώντας το θετικό μισό κύμα του σήματος.
Ο καθετήρας συναρμολογείται σε περίβλημα μαρκαδόρου με μύτη. Η εγκατάσταση είναι τρισδιάστατη, χωρίς τη χρήση πρόσθετων δομικών στοιχείων. Οι ακροδέκτες των ραδιοστοιχείων συνδέονται απευθείας μεταξύ τους. Ο καθετήρας συνδέεται με τον παλμογράφο με θωρακισμένο καλώδιο μήκους όχι μεγαλύτερου από 30 cm.
Κατά την εγκατάσταση του καθετήρα, θα πρέπει να λαμβάνονται μέτρα για την αποφυγή καταστροφής του τρανζίστορ φαινομένου πεδίου από στατικό ηλεκτρισμό και παρεμβολές από το δίκτυο.
Η εγκατάσταση της συσκευής συνίσταται στη βαθμονόμηση για να ληφθεί ο απαιτούμενος συντελεστής μετάδοσης και στην επιλογή της χωρητικότητας του πυκνωτή C1. Η βαθμονόμηση θα απαιτήσει τη χρήση ρυθμιζόμενης πηγής συνεχές ρεύμακαι ένα βολτόμετρο. Επιλέγοντας την αντίσταση της αντίστασης R1, ρυθμίζεται ο συντελεστής μεταφοράς K = 0,4 (ή 0,5), ενώ λαμβάνεται υπόψη η αρχική τάση πόλωσης στην έξοδο.
Κατά την επιλογή της χωρητικότητας του πυκνωτή C1, απαιτείται μια ορθογώνια γεννήτρια παλμών με πλάτος σήματος εξόδου 2...10 V και συχνότητα επανάληψης 1...10 kHz. Για να εξασφαλίσετε απότομες ακμές, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα διαιρέτη συχνότητας σκανδάλης, για παράδειγμα, σε μικροκυκλώματα της σειράς K155, K176, K561. Με την αλλαγή της χωρητικότητας του πυκνωτή αντιστάθμισης συχνότητας C1, επιτυγχάνουμε ορθογώνιους παλμούς στην οθόνη του παλμογράφου χωρίς πτώση των άκρων, το πλάτος των υπερτάσεων στα άκρα δεν πρέπει να είναι μεγαλύτερο από το 10% του πλάτους του παλμού. Η υπερβολική χωρητικότητα προκαλεί σημαντικές υπερτάσεις κατά μήκος των μετώπων, ενώ η ανεπαρκής χωρητικότητα προκαλεί την καθυστέρηση τους.
Στο σώμα της κατασκευασμένης δομής είναι απαραίτητο να επισημάνετε τις παραμέτρους της συσκευής - χωρητικότητα εισόδου, αντίσταση και συντελεστής μετάδοσης.
Όταν εκτελείτε μετρήσεις με ένδειξη εξαρτήματος DC, ο παλμογράφος πρέπει να ρυθμιστεί στο επίπεδο ανάγνωσης. Για να το κάνετε αυτό, βραχυκυκλώστε την είσοδο του αισθητήρα και ρυθμίστε τη δέσμη του παλμογράφου στο μηδέν.
Η χωρητικότητα εισόδου των σύγχρονων παλμογράφων είναι περίπου 30...50 pF. Κατά τη διάρκεια των μετρήσεων, η χωρητικότητα του καλωδίου σύνδεσης προστίθεται σε αυτό και η συνολική χωρητικότητα εισόδου φτάνει τα 100...150 pF. Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε σημαντική παραμόρφωση των αποτελεσμάτων της μέτρησης και σε λανθασμένες ρυθμίσεις, για παράδειγμα, των βυσμάτων φίλτρων στα στάδια εξόδου των ενισχυτών εγγραφής μαγνητοφώνου. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο, κατά τη διεξαγωγή έρευνας σε κυκλώματα που είναι κρίσιμα για την εισαγόμενη χωρητικότητα της συσκευής μέτρησης, είναι απαραίτητο να χρησιμοποιηθούν ειδικές συσκευές αντιστοίχισης που έχουν υψηλή αντίσταση εισόδου και μικρή χωρητικότητα.
Για τις περισσότερες πρακτικές εργασίες, χρειάζονται δύο κύριοι τύποι συσκευών: για αρμονικά σήματα μικρού πλάτους (1...50 mV) με συντελεστή μετάδοσης K>1 και για σήματα μεγάλου πλάτους (έως 10...20 V) , επιτρέποντας τη μετάδοση της συνιστώσας DC του σήματος και έχοντας συντελεστή μετάδοσης Κ=0,2...0,5.
Η ευρεία χρήση τα τελευταία χρόνια αναλογικών και ψηφιακών μικροκυκλωμάτων υψηλής ταχύτητας που λειτουργούν σε σχετικά υψηλές τάσεις (ευρεία ενισχυτές λειτουργίας, μικροκυκλώματα της σειράς K561 έως 15 V) έχει αποκαλύψει την ανάγκη για μια συσκευή που λειτουργεί σε μεγάλο εύρος τάσης με δυνατότητα για τη μετάδοση μιας συνιστώσας DC του σήματος.
Ένα διάγραμμα μιας τέτοιας συσκευής με τη μορφή ανιχνευτή φαίνεται στο Σχ. 1. Είναι κατασκευασμένο σύμφωνα με το κλασικό κύκλωμα ακολούθου πηγής χρησιμοποιώντας τρανζίστορ MOS και περιέχει έναν ελάχιστο αριθμό εξαρτημάτων. Το εύρος συχνοτήτων λειτουργίας είναι O...5 MHz. Τροφοδοτείται από οποιαδήποτε πηγή ρεύματος με τάση 7...15 V, για παράδειγμα, μπαταρία 7D-0.115-U1.1 ή γαλβανικές μπαταρίες "Krona", "Korund". Η χωρητικότητα εισόδου του καθετήρα δεν είναι μεγαλύτερη από 4 pF, η αντίσταση εισόδου δεν είναι μικρότερη από 3 MOhm. Η τάση εξόδου στο Uin = 0 είναι 2,5 V. Το εύρος των τάσεων εισόδου στην περιοχή των αρνητικών τιμών (πριν από την αποκοπή) είναι 7 V, στην περιοχή των θετικών τιμών (πριν από την έναρξη του περιορισμού) είναι 13 V σε Upit = 9V και 26 V σε Upit = 15V.
Ο συντελεστής μετάδοσης στην καθορισμένη περιοχή συχνοτήτων είναι 0,4.
Οι αντιστάσεις R1 και R2 σχηματίζουν έναν διαιρέτη τάσης εισόδου, ο πυκνωτής C1 χρησιμεύει για αντιστάθμιση συχνότητας.
Λόγω της σημαντικής διασποράς στις παραμέτρους συγκεκριμένων περιπτώσεων τρανζίστορ, τα χαρακτηριστικά των σχεδίων του ανιχνευτή μπορεί επίσης να διαφέρουν κυρίως στην τάση αποκοπής και στον συντελεστή μετάδοσης. Για να αποκτήσετε το μέγιστο εύρος λειτουργίας στην περιοχή των αρνητικών τάσεων εισόδου, είναι απαραίτητο να χρησιμοποιήσετε τρανζίστορ με μέγιστη (σε απόλυτη τιμή) τάση αποκοπής. Ο συγγραφέας χρησιμοποίησε ένα τρανζίστορ με Uzi otc = 4,2 V. Τα περισσότερα τρανζίστορ KP305I έχουν χαμηλότερη τιμή Uzi otc, επομένως, εάν είναι απαραίτητο, η τάση αποκοπής του αισθητήρα μπορεί να αυξηθεί μειώνοντας τον συντελεστή μετάδοσης του διαιρέτη εισόδου, για παράδειγμα, αυξάνοντας την αντίσταση της αντίστασης R1. Ωστόσο, για πολλές μετρήσεις όπου απαιτείται προσαρμογή στη μέγιστη ή ελάχιστη τάση, η τιμή της τάσης αποκοπής του καθετήρα δεν είναι σημαντική, αφού η ρύθμιση μπορεί να γίνει χρησιμοποιώντας το θετικό μισό κύμα του σήματος.
Ο καθετήρας συναρμολογείται σε περίβλημα μαρκαδόρου με μύτη. Η εγκατάσταση είναι τρισδιάστατη, χωρίς τη χρήση πρόσθετων δομικών στοιχείων. Οι ακροδέκτες των ραδιοστοιχείων συνδέονται απευθείας μεταξύ τους. Ο καθετήρας συνδέεται με τον παλμογράφο με θωρακισμένο καλώδιο μήκους όχι μεγαλύτερου από 30 cm.
Κατά την εγκατάσταση του καθετήρα, θα πρέπει να λαμβάνονται μέτρα για την αποφυγή καταστροφής του τρανζίστορ φαινομένου πεδίου από στατικό ηλεκτρισμό και παρεμβολές από το δίκτυο.
Η εγκατάσταση της συσκευής συνίσταται στη βαθμονόμηση για να ληφθεί ο απαιτούμενος συντελεστής μετάδοσης και στην επιλογή της χωρητικότητας του πυκνωτή C1. Η βαθμονόμηση θα απαιτήσει τη χρήση ενός ρυθμιζόμενου τροφοδοτικού DC και ενός βολτόμετρου. Επιλέγοντας την αντίσταση της αντίστασης R1, ρυθμίζεται ο συντελεστής μεταφοράς K = 0,4 (ή 0,5), ενώ λαμβάνεται υπόψη η αρχική τάση πόλωσης στην έξοδο.
Κατά την επιλογή της χωρητικότητας του πυκνωτή C1, απαιτείται μια ορθογώνια γεννήτρια παλμών με πλάτος σήματος εξόδου 2...10 V και συχνότητα επανάληψης 1...10 kHz. Για να εξασφαλίσετε απότομες ακμές, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα διαιρέτη συχνότητας σκανδάλης, για παράδειγμα, σε μικροκυκλώματα της σειράς K155, K176, K561. Με την αλλαγή της χωρητικότητας του πυκνωτή αντιστάθμισης συχνότητας C1, επιτυγχάνουμε ορθογώνιους παλμούς στην οθόνη του παλμογράφου χωρίς πτώση των άκρων, το πλάτος των υπερτάσεων στα άκρα δεν πρέπει να είναι μεγαλύτερο από το 10% του πλάτους του παλμού. Η υπερβολική χωρητικότητα προκαλεί σημαντικές υπερτάσεις κατά μήκος των μετώπων, ενώ η ανεπαρκής χωρητικότητα προκαλεί την καθυστέρηση τους.
Στο σώμα της κατασκευασμένης δομής είναι απαραίτητο να επισημάνετε τις παραμέτρους της συσκευής - χωρητικότητα εισόδου, αντίσταση και συντελεστής μετάδοσης.
Όταν εκτελείτε μετρήσεις με ένδειξη εξαρτήματος DC, ο παλμογράφος πρέπει να ρυθμιστεί στο επίπεδο ανάγνωσης. Για να το κάνετε αυτό, βραχυκυκλώστε την είσοδο του αισθητήρα και ρυθμίστε τη δέσμη του παλμογράφου στο μηδέν.
Οι περισσότεροι παλμογράφοι έχουν σύνθετη αντίσταση εισόδου 1 megohm και χωρητικότητα 20 pf. Με τη χρήση ενός διαιρέτη 1Χ10, η αντίσταση αυξάνεται στα 10 MΩ και η χωρητικότητα πέφτει σε αρκετά picofarads. Ωστόσο, ακόμη και τέτοιες παράμετροι μπορούν να αλλάξουν τις παραμέτρους του μετρούμενου κυκλώματος, παράγοντας αναξιόπιστες μετρήσεις. Το καθήκον αυτού του καθετήρα είναι να εισάγει ένα ελάχιστο σφάλμα στο κύκλωμα μέτρησης. Για να γίνει αυτό, η αντίσταση του ανιχνευτή θα πρέπει να τείνει στο άπειρο και η χωρητικότητα στο μηδέν. Για την απόκτηση τέτοιων παραμέτρων, απαιτείται λειτουργικός ενισχυτής ακριβείας και σχεδιαστικά κόλπα, ειδικότερα, η βελόνα του ανιχνευτή δεν αγγίζει την πλακέτα και, περνώντας από το φθοριοπλαστικό κύκλωμα, συγκολλάται απευθείας στα πόδια του μικροκυκλώματος. Οπως και τελεστικος ΕΝΙΣΧΥΤΗΣΕπιλέχθηκε το ευρέως χρησιμοποιούμενο CA3140. Εδώ είναι οι παράμετροι που μας ενδιαφέρουν από το φύλλο δεδομένων:
Επειδή δεν έχω την ευκαιρία να ελέγξω τόσο υψηλές παραμέτρους, θα χρησιμοποιήσω ελαφρώς μειωμένα δεδομένα φύλλου δεδομένων. Τότε οι παράμετροι του προϊόντος θα είναι οι εξής:
- Αντίσταση εισόδου - 1 Όγκος
- Χωρητικότητα εισόδου - 5 pF
- Κέρδος - 1:10 και 1:1
- Μέγιστη τάση εισόδου 12 βολτ
- Ανώτατο όριο τάση εξόδου- 8 βολτ
- Μέγιστη συχνότητα λειτουργίας - 1 MHz
Το κύκλωμα είναι τόσο απλό όσο μια μπότα από τσόχα, επομένως δεν υποδεικνύει πυκνωτές μπλοκαρίσματος για την παροχή ρεύματος και τσοκ κοινής λειτουργίας στο καλώδιο τροφοδοσίας. Οι αντιστάσεις κοπής ρυθμίζουν τη μετατόπιση DC και το κέρδος σε λειτουργία 1:10.
Έτσι μοιάζει η τελική κατασκευή, με το καλώδιο γείωσης με τον κροκόδειλο στο άκρο να μην είναι κολλημένο.
Μια καλή πηγή φθοριοπλαστικών μπόλων είναι οι σύνδεσμοι SMA σε αυτό το σχέδιο, είναι συγκολλημένο στο σύνολό του. Σημαντικό βήμαείναι να πλύνετε την πλακέτα με οινόπνευμα, χωρίς αυτό μπορείτε να ξεχάσετε τις εξαιρετικά υψηλές αντιστάσεις και μερικές φορές ακόμη και να πάρετε μια συσκευή που δεν λειτουργεί.
Χρειαζόμουν έναν ανιχνευτή για έναν παλμογράφο για να κοιτάξω την κυματομορφή τάσης των 700 βολτ εναλλασσόμενο ρεύμα. Οι τιμές στα καταστήματα είναι σοβαρές - θα πρέπει να ξοδέψετε πολλά χρήματα, κάτι από 3000 ρούβλια. Γι' αυτό ανέλαβα αυτό το έργο. Το κόστος των ανταλλακτικών είναι περίπου 200 ρούβλια. Το κύκλωμα είναι απλό και αν βρείτε τα υποδεικνυόμενα μικροκυκλώματα, μπορείτε να το συναρμολογήσετε σε μερικές μέρες.
- Ελαττώματα- σήματα χαμηλής συχνότητας που μπορούμε να μελετήσουμε χωρίς παραμόρφωση. Για ένα ορθογώνιο, τα 20 kHz θα είναι το όριο. Εάν έχει διαμορφωθεί με κάποια μετατόπιση φάσης, τότε το ημίτονο μπορεί να προβληθεί στα 50 kHz περίπου.
- Πλεονεκτήματα- Πλήρης γαλβανική μόνωση έως 3 kV.
Έτσι, αυτή η συσκευή είναι ιδανική για μηχανικούς ενέργειας. Όχι βέβαια στο εργαστήριο, αλλά στη λειτουργική διάγνωση γραμμών υψηλής τάσης.
Η βάση του σχεδιασμού είναι ένας γαλβανικά απομονωμένος ενισχυτής ACPL-790. Εξ ου και ο κύριος περιορισμός στις συχνότητες του ανιχνευτή. Ο ενισχυτής τροφοδοτείται από έναν απομονωμένο μετατροπέα τάσης. Σήμα εισόδου(μέγιστο 300 mV) αφαιρείται από τον διαιρέτη τάσης της αντίστασης.
Το παρουσιαζόμενο παράδειγμα έχει σχεδιαστεί για είσοδο DC 2,5 kV. U AD620ο ρυθμός μετατόπισης σήματος στην έξοδο του μικροκυκλώματος είναι 0,3 V/μs.
Ο ενισχυτής μέτρησης τροφοδοτείται επίσης από έναν μετατροπέα που παρέχει διπολική τάση ±5 V. Υπάρχουν 20 αντιστάσεις σε 2 λωρίδες στην είσοδο. Στο υψηλές τάσειςΘα παράγουν πολλή ισχύ, στα 2,5 kV περίπου 3 W.
Η σανίδα έχει διαστάσεις 100x65mm και χωράει σε μια μικρή πλαστική θήκη. Παραγωγή πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος- Κινέζικα (σε πώληση για 10 κομμάτια μεγέθους 100x100 λιγότερο από 10 $).
Βαθμονόμηση: χρησιμοποιήθηκε κανονική τάση δικτύου 220 V και ψηφιακό πολύμετρο υψηλής ποιότητας. Ρυθμίζουμε τα τρίμερ μέχρι να λάβουμε ενδείξεις στην οθόνη του παλμογράφου Vrms, παρόμοια με τα δεδομένα του πολύμετρου αναφοράς.
Φόρτωση...