Digitální multimetry modely M830, M838, MV-63 a podobné jsou široce distribuovány; radioamatéři je používají ke kontrole a konfiguraci různých elektronických zařízení. Ale taková zařízení mají samozřejmě nevýhody a jednou z nejvýznamnějších z hlediska radioamatéra je nemožnost měření napětí v radiofrekvenčním rozsahu.

Předpona k digitálnímu multimetru, která je vyrobena ve formě vysokofrekvenční sondy, pomůže tuto nevýhodu odstranit. Má dostatečně velkou vstupní impedanci (asi 50 kOhm), malou vstupní kapacitu (ne více než 1 pF) a pracuje ve frekvenčním rozsahu 0,1 ... 200 MHz a s poklesem citlivosti - až 500 MHz. Spolu s multimetrem umožňuje měřit provozní napětí v rozsahu od 5 ... 10 mV do 10 V (rozsah 60 ... 65 dB), což ve většině případů pro amatérskou praxi zcela stačí.

Hlavním rysem zařízení je, že výsledky měření se nezobrazují ve voltech nebo milivoltech, ale v relativních jednotkách - dBV, tedy v decibelech vzhledem k napěťové hladině 1 V. Je třeba hned poznamenat, že relativní jednotky měření se široce používají v měřicí technice, například pro měření výkonu - dBW (vztaženo na 1 W), dBmW nebo dBm (vztaženo k 1 mW) a pro měření napětí - dBμV (vztaženo k 1 μV) nebo v tomto případě , dBV (vztaženo k 1 V).

Použití takové měrné jednotky s navrženou předponou má zjevné výhody. Za prvé, není třeba přepínat dílčí rozsahy měření multimetru, protože stačí jeden: zařízení je nastaveno na hranici 2 V DC napětí. Za druhé, je velmi jednoduché určit zisk kvadripólu v decibelech, protože výsledek zájmu se získá jako rozdíl mezi dvěma hodnotami na vstupu a výstupu tohoto kvadripólu. Za třetí, bude mnohem pohodlnější měřit šířku pásma na různých úrovních rolloff: -3 dB, -6 dB, -40 dB nebo jinak. Mezi nevýhody patří nešíření takové jednotky měření, jako je dBV, ale je to docela pohodlné a rychle si na to zvyknete. V tabulce. 1 ukazuje vztah mezi relativními jednotkami měření úrovní (dBV) a napětími ve voltech nebo milivoltech pro zátěž s odporem 50 ohmů.


Schéma připojení sondy je znázorněno na Obr. 1. Vstupní zesilovač s velkou vstupní impedancí a nízkou vstupní kapacitou je osazen na specializovaném čipu DA1 (pouzdro SOT23-5). Tento mikroobvod je oddělovací zesilovač se ziskem, který lze nastavit v rozsahu 1 ... 2, horní mezní frekvence asi 200 MHz, velká vstupní impedance (3 MΩ při nízké frekvenci), nízká výstupní impedance (6 Ω ) a malou vstupní kapacitu (1 pf). Navíc má na vstupu zabudovanou přepěťovou ochranu. Odporový dělič R2R3 zajišťuje režim čipu pro stejnosměrný proud. Pro zvýšení vstupního odporu zařízení při vysoké frekvenci a schopnosti pracovat se vstupním napětím až 10 V je na vstupu instalován rezistor R1.

Logaritmický detektor je vyroben na čipu DA2. Převádí vysokofrekvenční střídavé vstupní napětí na stejnosměrné napětí úměrné napětí vstupního signálu. Transformační zákon je logaritmický. Tento mikroobvod je provozuschopný na vysokých frekvencích až 900 MHz v rozsahu úrovní vstupního signálu od -72 dBm do 16 dBm. Na pinu 4 DA2 se vytvoří konstantní napětí, úměrné napětí vstupního signálu se strmostí 25 mV / dB. To zaručuje odchylku od zákona v rozmezí ±1 dB v celém rozsahu vstupních napětí. Na čipu DA3 (balení SOT23-5) je namontován regulátor napětí, ze kterého jsou napájeny první dva mikroobvody. Dioda VD1 chrání zařízení před nesprávnou polaritou napájecího napětí.

Díky použití malých dílů pro povrchovou montáž byly rozměry nástavce stylusu zmenšeny. Většina dílů je umístěna na desce z oboustranné folii sklolaminátu o tloušťce 115 mm a rozměrech 10 × 70 mm, jejíž náčrt je na Obr. 2. Tlumivky a kondenzátory SYU, S11 jsou umístěny na druhé straně. Většina pokovení na druhé straně se používá jako společný vodič a je připojena přes hrany a otvory ke společnému vodiči na montážní straně. Deska je připojena k multimetru dvouvodičovým stíněným vodičem, je také žádoucí přivádět napájecí napětí přes stíněný kabel.

Pro připojení k bodům řízeného uzlu je na vstupu zařízení připájena kovová sonda (XI), například šicí jehla, a kus ohebného měkkého drátu nebo malá svorka (X2) je připájena k společný drát. Desku lze umístit do plastového pouzdra od popisovače (viz foto na obr. 3), v tomto případě je pro omezení rušení na desce nad mikroobvody DA1, DA2 nutné osadit fóliové stínění.

V zařízení lze také použít některé další detaily: čip DA1 lze nahradit AD8079 nebo operačním zesilovačem AD9631, AD849, ale bude nutné změnit topologii desky; navíc bude nutné použít bipolární napájení. Integrovaný stabilizátor DA3 lze nahradit 78L05 nebo podobným.Jako ochrannou diodu lze použít jakýkoli menší usměrňovač, polární kondenzátory - tantalové pro povrchovou montáž, nepolární - K10-17v nebo podobné importované. Pevné odpory - P1-12 a podobné importované, naladěné - 330W-3, POZ3 nebo SPZ-19, ale ve druhém případě bude nutné zvětšit rozměry desky.


Nastavení se provádí v následujícím pořadí. Zařízení je připojeno k RF generátoru s výstupem kalibrovaným v dBV a zatíženým standardní zátěží a výstup je připojen ke vstupu multimetru (mez měření - 2 V). Signál je dodáván s frekvencí 20 ... 30 MHz a úrovní v rozsahu od -30 dBV do 0 dBV. měnící se výstupní napětí RF generátor v rámci specifikovaných limitů, regulujte výstupní napětí a nastavte strmost výstupního signálu na 10 mV / dB pomocí laděného rezistoru R6. Poté je přiveden signál s napěťovou úrovní 0 dBV a rezistor R10 je nastaven na nulové hodnoty na multimetru. Nastavení je nutné několikrát opakovat. Poté musíte zkontrolovat hodnoty ve frekvenčním rozsahu a vstupní napětí. V tabulce. Obrázek 2 ukazuje odečty autorského rozložení zařízení při přivedení signálu o napětí 1 V na vstup v širokém frekvenčním rozsahu. Jak je patrné z této tabulky, lze zařízení úspěšně používat až do frekvence 500 MHz zavedením vhodných úprav odečtů multimetru. Výběrem kapacity kondenzátoru C1 můžete změnit spodní pracovní frekvenci zařízení. Je nežádoucí, aby byla příliš nízká, protože se zvýší vliv nízkofrekvenčních snímačů. Pro korekci frekvenční odezvy při vysokých frekvencích lze mezi pin 4 čipu DA1 a společný vodič nainstalovat kondenzátor s kapacitou od několika jednotek do několika desítek pikofaradů.

Nástavec sondy lze napájet ze zdroje o napětí 8…20 V, odběr proudu je 12…15 mA. V tomto případě by multimetr a sonda neměly být propojeny přes silové obvody. Vstupní parametry sondy byly hodnoceny pomocí zařízení pro měření indukčnosti a činitele jakosti induktorů E4-11. Při frekvenci 100 MHz byl měřen činitel jakosti induktoru s připojenou sondou a bez ní. Vstupní odpor byl 40 ... 45 kOhm, vstupní kapacita byla 0,6-0,7 pF.

LITERATURA
1. Afonsky A., Kudrevatykh E., Pleshkova T. Kompaktní multimetr M-830V. - Rozhlas, 2001, č. 9, s. 25-27.
2. Nechaev I. Indikátor síly pole na čipu AD8307. - Rádio. 2003, č. 3, s. 64, 65.

I. NECHAJEV, Kursk
„Rádio“ č. 11 2004

Frekvenční čítače jsou základním nástrojem každého radioamatéra. Umožňují měřit dobu opakování a trvání pulzu, stejně jako další důležité ukazatele. Pro zvýšení citlivosti frekvenčního čítače je nutná speciální sonda, kterou lze zakoupit na Aliexpress .

Dálková sonda pro měřič frekvence na Aliexpress: katalog, foto

Jak jsme řekli, frekvenční čítač je důležitý pro každého radioamatéra. Dnes jsou velmi populární zařízení sestavená na mikrokontrolérech. Jsou poměrně snadno vyrobitelné.

V závislosti na tom, který mikrokontrolér se používá, maximální frekvence měření se mohou pohybovat od stovek kilohertzů do desítek megahertzů. Pro stabilní provoz na vstup mikrokontroléru je potřeba přivádět signál s logickými úrovněmi, takže měřič frekvence má zesilovač vstupního signálu na operačním zesilovači nebo tranzistorech, případně komparátor.

Pro zvýšení citlivosti frekvenčního měřiče se zesilovače a komparátory často vyrábějí ve formě speciální vzdálené sondy. Toto zařízení můžete zakoupit od Aliexpress .

Vstupní aktivní sonda pro měřič frekvence na Aliexpress: katalog, foto

Mnoho podomácku vyrobených digitálních frekvenčních čítačů má nízkou vstupní impedanci, vysokou vstupní kapacitu a špatnou citlivost. Všechny tyto faktory nepříznivě ovlivňují přesnost měření frekvence. Aby se předešlo takovým problémům, použijte širokopásmovou vstupní sondu s Aliexpress .

Jedná se o vstupní sondu s vysokou citlivostí a tvarovačem obdélníkové impulsy. Vyznačuje se vysokou vstupní impedancí a nízkou vstupní kapacitou. Zařízení uloží pracovní podmínky od 2 Hz do 38 MHz. To umožňuje jeho použití v mnoha situacích, kdy jiná zařízení selhávají.

Sonda pro měřič frekvence na Aliexpress: výprodeje, slevy, doprava zdarma

Doprava zdarma také umožňuje hodně ušetřit na nákupech. K vidění zboží např. stejná sonda pro měřič frekvence, s doprava zdarma, musíte pod vyhledávací lištou vybrat příslušný filtr:

Doprava zdarma s Aliexpress

Sonda pro měřič frekvence na Aliexpress: nejprodávanější a obchody

Na Aliexpress je spousta obchodů, kde se dá koupit sonda pro měřič frekvence. Nejspolehlivější z nich jsou.


Autor nabízí vzdálené sondy, které rozšiřují meze měření frekvenčního měřiče. Dělí 100 kmitočet měřeného signálu, mají diferenciální vstupy a v jedné variantě stejné výstupy. U druhé varianty je výstup normální, nesymetrický. Napájecí napětí sondy - 5 V, odběr proudu - 51 mA. Jsou postaveny na analogovém komparátoru ADCMP553 a frekvenčních děličích MC12080 a KS193IE3.

Na Obr. 1 ukazuje schéma sondy s vyváženým výstupem. Měřený signál ze vstupních kontaktů přes obvody C1R1 a C2R2 je přiveden na symetrický vstup napěťového komparátoru ADCMP553 (DA1), vyrobený na tranzistorech s efektem pole, jejichž izolovaná hradla jsou chráněna diodami s reverzním předpětím. Piny 1 a 2 DA1 ovládají vnitřní „západku“, která vám umožňuje opravit stav výstupů komparátoru ve správný čas. Při připojení těchto výstupů znázorněných na schématu je "západka" deaktivována.

Rýže. 1. Schéma sondy s vyváženým výstupem

Jak bylo experimentálně zjištěno, citlivost komparátoru ADCMP553 závisí na předpětí v součinném režimu na jeho vstupech, které pochází z vnitřního zdroje kladného napětí. Pokud ve vstupních obvodech nejsou žádné odpory R3 a R5, které je spojují se společným vodičem, je napětí na vstupech větší než 3 V a citlivost komparátoru je snížena. Maximální citlivosti je dosaženo při předpětí 1 ... 1,15 V, které je nastaveno výběrem těchto rezistorů.

Při odporu 150 kΩ uvedeném na diagramu je vstupní impedance sondy asi 230 kΩ. Rozkmit vstupního signálu, při kterém sonda stabilně pracuje ve frekvenčním pásmu od 1 MHz do 600 MHz, je minimálně 0,3 V, 0,7 V na frekvenci 0,9 GHz a 1 V na frekvenci 1,2 GHz.

Maximální pracovní frekvence komparátoru ADCMP553, dle technický popis v , - pouze 800 MHz. Mezi jeho vstupy lze pomocí konektoru X1 zapojit rezistor R4 s odporem 51 ohmů. V tomto případě se vstupní impedance sondy sníží na 1 kOhm a pásmo se rozšíří směrem k vysokým frekvencím. Při frekvencích od 0,6 GHz do 1 GHz není citlivost horší než 0,3 V, při frekvenci 1,4 GHz - 0,7 V, při frekvenci 1,55 GHz - 1 V. Při frekvencích pod 0,6 GHz však čítač frekvence, ke kterému je sonda připojena, nadhodnocuje odečty.

Rezistory R6 a R7 ve výstupních obvodech komparátoru (piny 5 a 6) jsou připojeny ke společnému vodiči. Jejich odpor není 100 ohmů, jak je doporučeno, ale 390 ohmů, aby nedošlo k překročení povoleného výstupního proudu. V tomto případě není překročen zatěžovací odpor, protože vstupy prvního frekvenčního děliče jsou připojeny k výstupům komparátoru - mikroobvodu MC12080 (DD1), který má vstupní diferenciální odpor menší než 100 ohmů.

Experimenty ukázaly, že tento dělič pracuje na frekvencích od 1 MHz do 1,6 GHz, ačkoliv v jeho dokumentaci oblast stabilního provozu sahá od 100 MHz do 1,1 GHz. Řídicí vstupy SW1-SW3 děliče MC12080 jsou připojeny k power plus, který nastaví svůj dělicí poměr na 10. Z výstupu prvního děliče vstupuje na vstup KS193IE3 signál s amplitudou 1,2 V se strmými poklesy. (DD2) mikroobvod - druhý dělič frekvence o 10.

Deska sondy je připojena k výstupnímu konektoru X2 svazkem čtyř vodičů o délce 80 cm, v těsné blízkosti kontaktů konektoru je umístěn rezistor R11. Konektor X2 je určen pro připojení k symetrickému vstupu frekvenčního čítače FC250, který jsem upravil. Přes kabelový svazek je sonda napájena napájecím napětím 5 V z regulátoru napětí dostupného v FC250 a diferenciální vstupy tohoto frekvenčního měniče, upraveného v souladu s, přijímají protifázový signál s výkyvem 0,6 V. z výstupů děliče DD2 sondy.

Vzhledem k tomu, že doba počítání vstupních pulsů ve frekvenčním měřiči FC250 je pouze 0,1 s, bez dělicí sondy zobrazuje jeho indikátor hodnotu frekvence v desítkách hertzů (pokud se nebere v úvahu desetinná čárka). Vezmeme-li v úvahu dělení frekvence sondou 100, bude vyjádřena v kilohertzech.

Výkres desky uvažované sondy je na obr. 2 a umístění dílů na něm - na Obr. 3. Kreslení tištěný spoj pro konektor X2 a rezistor R11 je k dispozici na Obr. 13. stol. Desky jsou vyrobeny ze sklolaminátu tloušťky 1,5 mm, z obou stran potaženy fólií (pro desku sondy) nebo z jedné strany (pro desku konektoru). Okraje desky sondy jsou "obroušeny" ​​pocínovaným měděným drátem o průměru 0,5 mm, který je připájen k fólii z obou stran desky. Ze stejného drátu jsou vyrobeny a připájeny k fólii znázorněné na obr. 3 propojky. Vstupní kontakty sondy jsou vyrobeny z tvrdého pocínovaného drátu o průměru 0,75 mm.

Rýže. 2. Nákres desky sondy

Rýže. 3. Umístění dílů na desce sondy

Rezistor R4 - MLT-0,25. Před připájením na kolíky samčího konektoru X1 by měly být jeho vývody zkráteny na minimální délku. Zbývající odpory a kondenzátory jsou velikosti 0805 nebo 1206 pro povrchovou montáž. Konektor X1 - libovolný čtyřkolíkový pár zástrčka-zásuvka s roztečí 2,54 mm kolíků uspořádaných v jedné řadě (například CHU-4 a CWF-4), ve kterých jsou ponechány pouze krajní páry kontaktů a střední. jsou odstraněny. Vidlice X2 - WF-4R. Pouzdra konektorů jsou nalepena na příslušné desky.

Pod pouzdra mikroobvodů DA1 a DD1 před pájením zakryjte desku lakem nebo tenkou vrstvou tavného lepidla. Kondenzátor C8 a rezistor R9 jsou instalovány na desce v procesu nastavování sondy.

Zasunutím zástrčky X2 s rezistorem R11 do odpovídajícího konektoru frekvenčního měřiče se volí odpor rezistoru R9, dokud mikroobvod DD2 nepřestane počítat, načež se na desku namontuje kondenzátor C8. Poté se hlavní deska sondy testuje v akci a konektorové desky jsou odmaštěny a potaženy lakem odolným proti vlhkosti. Hlavní deska je umístěna v teplem smrštitelné bužírce o průměru 25/12,5 mm a ve stejné trubici o průměru 12,5/7 mm je umístěna i konektorová deska X2. Není zajištěno stínění sondy, zvýšilo by to její vstupní kapacitu a snížilo citlivost. Vzhled sonda je znázorněna na fotografii na obr. čtyři.

Rýže. 4. Vzhled sondy

Pro práci s frekvenčním měřičem, který má konvenční nesymetrický vstup, byla vyrobena druhá verze sondy, lišící se pouze tím, že její výstupní obvody jsou vyrobeny podle obvodu znázorněného na Obr. 5. Tato sonda je připojena k měřiči frekvence pomocí třívodičového svazku. Na konci vodiče "Out" připojeného k měřiči frekvence není žádná zátěž (rezistor R11). Úrovně výstupního signálu - TTL. Nákres plošného spoje této sondy je na Obr. 6. Prvky jsou na něm umístěny v souladu s Obr. 7.

Rýže. 5. Schéma výstupních obvodů

Rýže. 6. Nákres plošného spoje druhé verze sondy

Rýže. 7. Umístění prvků na desce

Na Obr. 8 ukazuje měření frekvence lokálního oscilátoru středovlnného rádia naladěného na rádiovou stanici pracující na frekvenci 612 kHz. Naměřená frekvence lokálního oscilátoru (1077 kHz) je 465 kHz (hodnota mezifrekvence přijímače) nad nosnou frekvencí radiostanice.

Rýže. 8. Měření frekvence lokálního oscilátoru středovlnného rádiového přijímače

Rýže. 9. Ukázka činnosti sondy

Frekvence signálu zdroje, který kolem sebe vytváří dostatečně silné elektromagnetické pole (například bezdrátového sluchátko), lze měřit bez připojení sondy k němu, ale otočením jeho vstupních svorek do antény - půlvlnného vibrátoru. Na Obr. 9 to se provádí pomocí krokosvorek. Pracovní frekvence vysílače sluchátka je 927076 kHz.

Literatura

1. Vysokorychlostní komparátory PECL/LVPECL s jedním zdrojem ADCMP551 /ADCMP552/ADCMP553. - URL: http://www.analog. com/media/en/technical-documentation/data-sheets/ADCMP551_552_553.pdf (27.02.17).

2. Předdělička MC12080 1,1 GHz. - URL: http://www.nxp.com/assets/documents/data/en/data-sheets/MC12080.pdf (02/27/17).

3. Panshin A. Tvarovač předzesilovače pro frekvenční čítač FC250. - Rozhlas, 2015, č. 2, s. 18-20.

4. Panshin A. Upřesnění frekvenčního měřiče FC250. - Rozhlas, 2016, č. 3, s. 23, 24.


Datum publikace: 23.06.2017

Názory čtenářů
  • Panshin A.V. / 30.07.2017 - 20:21
    V textu článku je nepřesnost: 3. odstavec za obr.1. Píše se tam, že "frekvenční měřič, ke kterému je sonda připojena, se přeceňuje." Mělo by znít: "frekvenční měřič, ke kterému je připojena sonda s R4 k ní připojené, se přeceňuje."

Aktivní sonda

Viz podrobný článek ve VRL č. 95 str. 12

Aktivní sondy s nízkou vstupní kapacitou. I. Šijanov.

________________________________________________________________________

http://nowradio. *****/přibory%20dly%20nastroyki%20KV-UKV%20přístroje. htm

http://*****/forum/download/file. php? id=16793

Nastavení rádiových přijímačů často vyžaduje kontrolu heterodyny měření parametrů jím generovaného vf napětí. Bohužel to může být obtížné provést přímo s RF osciloskopem nebo milivoltmetrem. Vstupní kapacita zařízení, vstupní impedance, má velmi velký vliv na činnost mikrogenerátoru (lokálního oscilátoru). Například vstup oblíbeného osciloskopu C1-65 s kapacitou 30 pF a odporem 1 M dokáže nejen zkreslit výsledky měření, ale dokonce narušit generování lokálního oscilátoru. A pak je tu koaxiální kabel s vlnovou impedancí 50 ohmů. Vstup samozřejmě můžete zapojit přes kondenzátor 1 pF, ale to může značně zkreslit výsledek měření (úroveň RF napětí, která se dostane na vstup měřicího zařízení, může být 100krát i vícekrát podhodnocena). Nejlépe je použít aktivní sondu, což je sledovač zdroje na vysokofrekvenčním tranzistoru s efektem pole se vstupní kapacitou menší než 1 pF a vstupním odporem větším než 10 MΩ s výstupním odporem 50 Ω. Takovou sondu, vyrobenou ve formě samostatné stíněné krabičky, lze umístit v bezprostřední blízkosti místa měření, připojit k němu nejkratšími vodiči, zcela eliminuje vliv vlnového odporu kapacitního kabelu přístroje a přístroje. vstupní impedanční kabel na výsledku měření. Navíc sám sebe měřící zařízení může být umístěn ve značné vzdálenosti od místa měření (lze použít velmi dlouhé propojovací kabely).

Schematický diagram aktivní sondy na tranzistoru BF998 s efektem pole je na obrázku. Na schématu je tranzistor znázorněn v pouzdře tak, aby bylo pochopeno jeho pinout. Vstupní kapacita sondy je přibližně 0,7 pF, je tvořena třemi sériově zapojenými kondenzátory C1-C3. Vstupní impedance 10 megaohmů. Naměřené vf napětí je přivedeno na první hradlo tranzistoru. Předpětí na tomto hradle se rovná polovině napájecího napětí a je tvořeno odporovým děličem R2-R3. Předpětí je přivedeno na hradlo přes rezistor R1 s odporem 10 MΩ. Vstupní kapacita tranzistoru BF998 je 2,1 pF, takže napětí získané jako výsledek měření je nutné vynásobit 3. Zátěží je rezistor R4, jeho odpor by měl být stejný jako vlnový odpor kabelu. Sonda pracuje ve frekvenčním rozsahu od 100 kHz do 1 GHz s nerovnoměrností zesílení napětí maximálně 7 5 dB. Při frekvencích nad 1 GHz se chyba výrazně zvyšuje. Zdroj energie je síťový adaptér z TV herní konzole typu „Dandy“ (výstupní konstantní nestabilní napětí 8-11V) Napětí je stabilizováno na úrovni 5V integrovaným stabilizátorem A1. Dioda VD1 slouží k ochraně proti chybám špatné připojení zdroj. Sonda může být napájena i z laboratorního zdroje s napětím 8 ... 20V. Konstrukčně je sonda vyrobena ve stíněném pouzdře vadného celovlnného tuneru LG TV. Montáž prvního hradla tranzistoru s efektem pole na R1 a kondenzátory C1-C3 je nutné provést "ve vzduchu", aby se vyloučil vliv kapacity plošného spoje a stíněného pouzdra na vstupní obvod. Vstup - dva montážní vodiče ne delší než 10 cm Vodič připojený k C1 nesmí přijít do kontaktu s izolací s deskou nebo stíněním pouzdra.

Pro 5V napájení je lepší použít bf1005 popřbf1012 Sje v Plataně.

Radioconstructor №12 2007

Aktivní sonda osciloskopu

Časopis "Rádio", číslo 6, 1999

http://www. *****/literature/radio/199906/p28_29.html

Používají se širokopásmové zesilovače s vysokou vstupní impedancí, nízkou vstupní kapacitou a nízkou výstupní impedancí různá zařízení. Jednou z aplikací jsou vstupní sondy pro osciloskopy a další měřicí zařízení. Jak je uvedeno v tomto článku, moderní operační zesilovače od Analog Device umožňují vyřešit tento problém jednoduchými prostředky.

Osciloskop je jedním z nejuniverzálnějších nástrojů, který umožňuje měřit širokou škálu parametrů elektrického signálu a často značně zjednodušuje postup nastavení. elektronická zařízení. V některých případech je prostě nenahraditelná. Mnozí však znají situaci, kdy připojení osciloskopu k vlastnímu zařízení vede k porušení jeho režimů. Je to dáno především kapacitou a odporem vstupu osciloskopu a jeho propojovacího kabelu zavedeného do zkoumaného obvodu.

Většina osciloskopů používaných radioamatéry má vysokou vstupní impedanci (1 MΩ) a vstupní kapacitu 5 ... 20 pF. V kombinaci s propojovacím stíněným vstupním kabelem o délce cca metr se celková kapacita zvýší na 100 pF i více. U zařízení pracujících na frekvencích nad 100 kHz může mít tato kapacita významný dopad na výsledky měření.

K odstranění tohoto nedostatku radioamatéři používají nestíněný vodič (pokud je úroveň signálu dostatečně vysoká) nebo speciální aktivní sondu, jejíž součástí je zesilovač s vysokou vstupní impedancí, obvykle vyrobený na tranzistorech s efektem pole. Použití takové sondy výrazně snižuje množství kapacity zavedené do zařízení. Nevýhodou některých z nich je však nízké zesílení nebo přítomnost posunu úrovně na výstupu, což ztěžuje měření stejnosměrného napětí. Navíc mají úzký pracovní frekvenční rozsah (až 5 MHz), což také omezuje jejich použití a vyžaduje krátké propojovací kabely. Sonda popsaná v má o něco lepší parametry. Je třeba poznamenat, že všechny tyto sondy mohou efektivně pracovat s osciloskopy, které mají vysokou vstupní impedanci.

V současné době se stále více rozšiřují širokopásmové osciloskopy s pracovním frekvenčním rozsahem do 100 MHz a vyšším, s nízkou vstupní impedancí 50 ohmů, takže jejich připojení na zakázkové zařízení se často stává téměř nemožné. Ne všechny jsou vybaveny aktivními sondami a použití odporových děličů vede ke znatelnému snížení citlivosti.

Aktivní sonda, jejíž popis je čtenářům nabídnut, je prosta těchto nedostatků. Pracuje s různými osciloskopy, jejichž vstupní impedance může být nízkoodporová - 50 Ohm nebo vysokoodporová - až 1 MΩ, má pracovní frekvenční rozsah 0 ... 80 MHz a dosti vysokou vstupní impedanci při nízké frekvence- 100 kOhm. Jeho přenosový koeficient je 1 nebo 10, to znamená, že nejen že neztlumí, ale také zesílí signál. Mezi výhody sondy patří její malé rozměry.

Těchto parametrů bylo dosaženo použitím moderního vysokorychlostního op-amp od Analog Devices. Tato sonda používá zejména operační zesilovač AD812AN (Chip - Dip - 180r Platan - 190r), který má následující hlavní charakteristiky:

Horní pracovní frekvence - ne méně než 100 MHz; vstupní odpor - 15 MΩ se vstupní kapacitou 1,7 pF; vstupní napětí - až + 13,5 V a rychlost přeběhu výstupního napětí je 1600 V / μs; výstupní proud (s výstupním odporem 15 ohmů) - až 50 mA; proudová spotřeba při absenci vstupního signálu - 6 mA.

Operační zesilovač má navíc nízké harmonické (-90 dB při 1 MHz a zatížení 1 kΩ) a nízký šum (3,5 nV / ^ Hz), ochranu proti K3 (proud omezený na 100 mA), ztrátový výkon v malém dostatečně velké balení - 1W. K tomu je třeba dodat, že cena mikroobvodu obsahujícího dva operační zesilovače s takovými parametry je relativně nízká (3...4 $).

Schéma aktivní sondy je na Obr. 1. V podstatě to odpovídá standardní schéma zapnutí OS. Přepínáním SA1 obvodových prvků se mění koeficient přenosu KU zpětná vazba a má dvě hodnoty: 1 a 10. Přepínač SA2 volí provozní režim: se „uzavřeným“ vstupem, kdy je na vstupu sepnut kondenzátor C1 a na vstup neprochází stejnosměrná složka napětí, nebo se "otevřený" vstup, když projde.

Nabíječky" href="/text/category/zaryadnie_ustrojstva/" rel="bookmark"> napájecí zdroj s výstupním napětím %12...15 V. Nutno podotknout, že odebíraný proud při absenci signálu je 10 ...15 mA, při provozu na zátěži s nízkým odporem může při přivedení signálu proud vzrůst až na 100 mA.

Literatura

1. Grishin A. Aktivní sonda pro osciloskop. - Rádio, 1988, # 12, str. 45.

2. Ivanov B. Osciloskop je váš asistent (aktivní sonda). - Rádio, 1989, # 11, str. 80.

3. Turchinsky D. Aktivní sonda pro osciloskop. - Rádio, 1998, # 6, s. 38.

Osciloskopová RF sonda s SV = 0,5 pF

http://www. *****/ot07_19.htm

Pro měření osciloskopem ve vysokofrekvenčních zařízeních může vstupní kapacita děliče vnést do laděného uzlu značné zkreslení (např. při připojení sondy k obvodu RF generátoru apod.). Děliče s poměrem 1:1 mají vstupní kapacitu řádově 100 pF nebo více (kapacita kabelu plus vstupní kapacita osciloskopu), což výrazně omezuje jejich frekvenční rozsah. Standardní pasivní děliče 1:10 se vstupní kapacitou 12 až 17 pF zároveň snižují citlivost osciloskopu na 50 mV na dílek (s maximální vstupní citlivostí 5 mV / dílek, typické pro většinu průmyslových osciloskopů), a také stále mají příliš velkou vstupní kapacitu pro nezkreslující měření v obvodech RF, kde mohou být kapacity smyčky stejné hodnoty.

Tento problém je řešen použitím pro měření speciálních aktivních sond vyráběných pro tento účel (např. firmou Tektronix). Tato zařízení se však shánějí poměrně těžko a jejich cena (od 150 $ a výše) je srovnatelná s cenou dobrého použitého osciloskopu. Samostatně vyrobit jednoduchou aktivní osciloskopovou sondu s malou vstupní kapacitou přitom není příliš obtížné, což provedl autor.

K měření je určena aktivní osciloskopová sonda proměnná napětí v nízkonapěťových RF obvodech a má následující vlastnosti:

    Rozsah hodnot amplitudy měřeného signálu – od 10 mV do 10 V frekvenční odezva– Lineární od 10 kHz do 100 MHz s malým signálem Výstupní signál – invertovaný, s dělicím poměrem 1:2 Napájecí napětí – 12 voltů (4 * CR2025) nebo externí zdroj Vstupní kapacita – 0,5 pF (0,25 pF s externím děličem 1: 10) Vstupní odpor - 100 kOhm Spotřeba proudu - 10 mA Rozměry 60 x 33 x 16 mm

Vzhled vyrobeného zařízení je zobrazen na fotografii.

Design nástroje

Schematické schéma sondy je na obrázku. Zařízení je sestaveno na třech nízkošumových mikrovlnných tranzistorech 2SC3356 s mezní frekvencí 7 GHz. Napěťový zisk je asi 23 dB. Výstupní emitorový sledovač slouží k dodatečné izolaci zesilovače od zátěže a lze jej vynechat, pokud je sonda použita se stejným osciloskopem. Řetězec LED, 9V zenerova dioda a rezistor slouží jako indikátor zapnutí a indikátor prahu napětí baterie. Napájecí napětí 12 voltů je nutné a dostatečné pro získání maximální hodnoty amplitudy měřeného signálu do 5 voltů na výstupu zařízení a tím zajištění maximálního dynamického rozsahu až 50 dB při provádění měření s odchylkou nastavit koeficient, počínaje 5 mV na dílek (citlivost většiny osciloskopů).

https://pandia.ru/text/79/067/images/image004_5.jpg" width="750" height="373 src=">


Zřízení

Tato fáze práce musí být provedena velmi pečlivě, aby se dosáhlo požadovaného výsledku.

Po sestavení zesilovače je nejprve nutné přesně nastavit jeho pracovní bod volbou 120kiloohmového odporu pro získání maximální amplitudy nezkresleného signálu na výstupu. V tomto obvodu a s čerstvými bateriemi je tohoto režimu dosaženo nastavením konstantního napětí od +5,2 do +5,3 voltů na emitoru druhého tranzistoru. Pracovní bod druhého sledovače emitoru nevyžaduje nastavení se specifikovanými hodnotami odporu. Dále byste měli přesně zvolit hodnotu spodního rezistoru (v tomto případě 20 kiloohmů) vstupního děliče, abyste získali požadované měřítko (1:2) přenosu signálu mezi vstupem a výstupem zařízení při relativně nízké frekvenci ( asi 100 kHz). Všimněte si, že vstupní impedance zesilovače se zadanými jmenovitými hodnotami dílů je asi 5 kiloohmů (při stejné frekvenci), takže při absenci specifikovaného odporu bude zesílení zařízení vyšší, než je požadováno, asi o 3 dB ( útlum vstupního signálu je (105 / 5) = 26 dB, přičemž celkový zisk obvodu je 23 dB a požadovaný zisk celého zařízení musí být roven 0,5, tedy minus 6 dB). Výběr kompenzačních kapacit (0,5 pF paralelně s rezistorem 100 kOhm a ladícím kondenzátorem ve spodní větvi vstupního děliče) se provádí porovnáním koeficientu přenosu na dvou frekvencích, například 1 MHz a 30 MHz a výběr kapacit, dokud není dosaženo požadovaného konstantního zisku zařízení. Dále se provádí závěrečná kontrola zařízení na horní pracovní frekvenci, pokud má radioamatér takovou možnost. Nakonec se zkontroluje skutečná vstupní kapacita sondy na vysoké frekvenci (například připojením k obvodu se známými parametry běžícího generátoru a sledováním změny frekvence výstupního signálu pomocí digitálního frekvenčního měřiče nebo přijímače) . Při správném návrhu zařízení by se neměla výrazně lišit od hodnoty uvedené na schématu (celková vstupní kapacita v autorem vyrobené sondě, měřená na frekvenci 20 MHz, byla 0,505 pF).

Poznámky

Tato sonda byla autorem vytvořena pro měření v obvodech sinusových RF signálů v obvodech generátorů a zesilovacích stupňů tranzistorových obvodů a obecně problém řeší. Právě z tohoto důvodu byl v sondě zvolen výše uvedený poměr mezi všemi hlavními parametry zařízení - jeho frekvenčním rozsahem, vysokou citlivostí, dostatečně velkým vstupním odporem a co nejnižší vstupní kapacitou měřiče, jakož i malou aktuální spotřeba. Radiotechnika je vždy kompromisem s mezními hodnotami parametrů stanovenými vývojářem.

Aktivní sonda pro C1-94.

http://*****/izmeren/369-tri-pristavki-k-s1-94.html

Hliníkový "href="/text/category/aluminij/" rel="bookmark"> hliníkový kelímek z validolu. Sonda se k osciloskopu připojuje libovolným vysokofrekvenčním stíněným kabelem, nejlépe malého průměru.

Při nastavování sondy se nejprve zvolí (v případě potřeby) rezistor R1, aby byl zajištěn provozní režim tranzistoru VT2 uvedený ve schématu. Koeficient přenosu je nastaven výběrem odporu R4 a horní hranice šířky pásma - výběrem kondenzátoru C4. Spodní hranice šířky pásma závisí na kapacitě kondenzátoru C1.

Je vhodné zkontrolovat amplitudově-frekvenční charakteristiku sondy. Pokud je na něm detekován nárůst na frekvencích odpovídajících horní hranici propustného pásma, bude nutné zapojit 30 Ohm rezistor do série s kondenzátorem C4

Převzato odtud: http://www. *****/lcmeter3.htm

Měřič frekvence, měřič kapacity a indukčnosti - FCL-metr

Na tranzistoru VT1 je sestaven signálový zesilovač frekvenčního měřiče F1. Obvod nemá žádné vlastnosti, kromě rezistoru R8 (100 Ohm), který je nutný pro napájení externího zesilovače s malou vstupní kapacitou, což značně rozšiřuje pole působnosti zařízení. Jeho schéma je znázorněno na rýže. 2.

Při použití zařízení bez externí zesilovač je třeba mít na paměti, že jeho vstup je 5 voltů, a proto je v signálovém obvodu zapotřebí oddělovací kondenzátor.

Předdělička frekvenčního měřiče F2 je sestavena podle typického zapojení pro většinu těchto předděliček, jsou zavedeny pouze omezovací diody VD3, VD4. Nutno podotknout, že při absenci signálu je předdělička samobuzení na frekvencích cca 800-850 MHz, což je typické pro vysokofrekvenční děliče. Samobuzení zmizí, když je na vstup přiveden signál ze zdroje se vstupní impedancí blízkou 50 ohmů. Signál ze zesilovače a předděličky jde do DD2.

Vzdálená sonda k osciloskopu.

http://fórum. /index. php? showtopic=13268&st=440

Na Obr. 3 předloženo Kruhový diagram napěťový sledovač, vyrobený ve formě elektronické sondy k osciloskopu. Obvod opakovače obsahuje čtyři tranzistory. Sladěná dvojice tranzistorů s efektem pole VT1, VT2 s n-kanálem pracuje v diferenciálním stupni, tranzistor VT3 je zdrojem proudu pro daný stupeň a tranzistor VT4 je součástí obvodu napěťového zesilovače se společným emitorem.

Zařízení funguje následovně. Vstupní signál je přiveden na hradlo tranzistoru VT1. Napětí zesíleno tranzistor s efektem pole VT1, jde do báze tranzistoru VT4.Výstupní napětí opakovače se odebírá z kolektor zátěž - rezistor R10.Současně je výstupní napětí přivedeno na hradlo druhého tranzistoru rozdíl páry VT1, VT2. Hluboká negativní zpětná vazba a velký rozdílový odpor zdroje proudu poskytují téměř jednotný zisk sledovače. Volbou kolektorového proudu tranzistoru VT4 (asi 4 mA) se sníží nelinearita sledovače ve vysokofrekvenční oblasti. Teplotní stabilita zařízení je zajištěna hlubokou negativní zpětnou vazbou a zavedením zdroje proudu na tranzistor VT3.

Hlavní charakteristiky sledovače napětí jsou uvedeny na Obr. 4. Křivky 1-4 ukazují frekvenční odezvu zařízení pro různé hodnoty zatěžovací kapacity. Jak se kapacita zvyšuje z 15 na 100 pF, šířka pásma opakovače, měřená při 3 dB, se zužuje z 25 na 10 MHz. Výše uvedená zatěžovací kapacita je součtem kapacity kabelu a vstupní kapacity osciloskopu.

Rýže. 3. Varianta obvodu sledovače napětí - sonda k osciloskopu

Je třeba mít na paměti, že moderní RF kabely s polyetylenovou izolací mají lineární kapacitu, která se zvyšuje s klesající vlnovou impedancí. Takže například typická hodnota lineární kapacity kabelu s vlnovou impedancí 50 Ohm je PO ... 125 pF, s vlnovým odporem 75 Ohm - v rozmezí 60 ... 80 pF. Vysokoodporové kabely a kabely s polovzduchovou izolací mohou mít nižší kapacitu na jednotku délky, ale jsou relativně nepřístupné.

https://pandia.ru/text/79/067/images/image011_6.gif" alt="(!LANG:589x432, 6,8Kb – 589x432, 6,8Kb" width="589" height="432">!}