Modele multimetrów cyfrowych M830, M838, MV-63 i podobne są szeroko rozpowszechnione; radioamatorzy używają ich do sprawdzania i konfigurowania różnych urządzeń elektronicznych. Ale takie urządzenia mają oczywiście wady, a jedną z najważniejszych z punktu widzenia radioamatora jest niemożność pomiaru napięcia w zakresie częstotliwości radiowych.

Prefiks multimetru cyfrowego, który jest wykonany w postaci sondy o wysokiej częstotliwości, pomoże wyeliminować tę wadę. Ma wystarczająco dużą impedancję wejściową (około 50 kOhm), małą pojemność wejściową (nie więcej niż 1 pF) i działa w zakresie częstotliwości 0,1 ... 200 MHz oraz ze spadkiem czułości - do 500 MHz. Wraz z multimetrem pozwala zmierzyć napięcie robocze w zakresie od 5 ... 10 mV do 10 V (zakres 60 ... 65 dB), co w większości przypadków wystarcza do praktyki amatorskiej.

Główną cechą urządzenia jest to, że wyniki pomiarów są wyświetlane nie w woltach lub miliwoltach, ale w jednostkach względnych - dBV, czyli w decybelach w odniesieniu do poziomu napięcia 1 V. Należy od razu zauważyć, że względne jednostki pomiary są szeroko stosowane w technice pomiarowej np. do pomiaru mocy - dBW (w stosunku do 1 W), dBmW lub dBm (w stosunku do 1 mW), oraz do pomiaru napięcia - dBμV (w stosunku do 1 μV) lub w tym przypadku , dBV (w stosunku do 1 V).

Zastosowanie takiej jednostki miary z proponowanym przedrostkiem ma oczywiste zalety. Po pierwsze, nie ma potrzeby przełączania podzakresów pomiarowych multimetru, wystarczy jedno: urządzenie jest ustawione na granicę napięcia 2 V DC. Po drugie, bardzo proste staje się określenie wzmocnienia kwadrypola w decybelach, ponieważ wynik zainteresowania uzyskuje się jako różnicę między dwiema wartościami na wejściu i wyjściu tego kwadrypola. Po trzecie, znacznie wygodniej będzie mierzyć szerokość pasma na różnych poziomach rolloff: -3 dB, -6 dB, -40 dB lub inaczej. Wady obejmują nierozprzestrzenianie takiej jednostki miary, jak dBV, ale jest to dość wygodne i szybko się do tego przyzwyczaisz. W tabeli. 1 pokazuje zależność między względnymi jednostkami miary poziomów (dBV) i napięciami w woltach lub miliwoltach dla obciążenia o rezystancji 50 omów.


Schemat mocowania sondy pokazano na ryc. 1. Wzmacniacz wejściowy o dużej impedancji wejściowej i niskiej pojemności wejściowej jest montowany na specjalistycznym układzie DA1 (pakiet SOT23-5). Ten mikroukład jest wzmacniaczem buforowym o wzmocnieniu, które można ustawić w zakresie 1 ... 2, górnej częstotliwości odcięcia około 200 MHz, dużej impedancji wejściowej (3 MΩ przy niskiej częstotliwości), niskiej impedancji wyjściowej (6 Ω ) i małą pojemność wejściową (1 pf). Dodatkowo posiada wbudowane zabezpieczenie przeciwprzepięciowe na wejściu. Dzielnik rezystancyjny R2R3 zapewnia tryb chipowy dla prąd stały. Aby zwiększyć rezystancję wejściową urządzenia przy wysokiej częstotliwości i możliwość pracy z napięciem wejściowym do 10 V, na wejściu zainstalowany jest rezystor R1.

Na chipie DA2 wykonany jest detektor logarytmiczny. Przekształca napięcie wejściowe AC wysokiej częstotliwości na napięcie stałe proporcjonalne do napięcia sygnału wejściowego. Prawo transformacji jest logarytmiczne. Ten mikroukład działa przy wysokich częstotliwościach do 900 MHz w zakresie poziomów sygnału wejściowego od -72 dBm do 16 dBm. Na styku 4 DA2 powstaje stałe napięcie, proporcjonalne do napięcia sygnału wejściowego o nachyleniu 25 mV / dB. Gwarantuje to odchylenie od prawa w granicach ±1 dB w całym zakresie napięć wejściowych. Regulator napięcia jest montowany na układzie DA3 (pakiet SOT23-5), z którego zasilane są dwa pierwsze mikroukłady. Dioda VD1 zabezpiecza urządzenie przed nieprawidłową polaryzacją napięcia zasilającego.

Dzięki zastosowaniu niewielkich rozmiarów części do montażu powierzchniowego zmniejszono wymiary mocowania igły. Większość części umieszczona jest na płycie wykonanej z dwustronnej folii z włókna szklanego o grubości 115 mm i wymiarach 10 × 70 mm, której szkic pokazano na ryc. 2. Dławiki i kondensatory SYU, S11 są umieszczone po drugiej stronie. Większość poszycia po drugiej stronie jest używana jako wspólny drut i jest połączona przez krawędzie i otwory ze wspólnym drutem po stronie montażowej. Płytka jest połączona z multimetrem dwużyłowym przewodem ekranowanym, pożądane jest również doprowadzenie napięcia zasilającego przewodem ekranowanym.

Aby połączyć się z punktami kontrolowanego węzła, na wejściu urządzenia lutuje się metalową sondę (XI), na przykład igłę do szycia, a do złącza lutuje się kawałek elastycznego miękkiego drutu lub mały zacisk (X2). wspólny przewód. Płytkę można umieścić w plastikowej obudowie od znacznika (patrz zdjęcie na ryc. 3), w tym przypadku, aby zmniejszyć zakłócenia na płytce nad mikroukładami DA1, DA2, konieczne jest zainstalowanie ekranu foliowego.

W urządzeniu można również zastosować inne szczegóły: układ DA1 można zastąpić AD8079 lub wzmacniaczem operacyjnym AD9631, AD849, ale trzeba będzie zmienić topologię płytki; dodatkowo konieczne będzie zastosowanie zasilacza bipolarnego. Zintegrowany stabilizator DA3 można zastąpić 78L05 lub podobnym.Jako diodę ochronną można użyć dowolnego małego prostownika, kondensatorów polarnych - tantalowych do montażu powierzchniowego, niepolarnych - K10-17v lub podobnych importowanych. Rezystory stałe - P1-12 i podobne importowane, dostrojone - 330W-3, POZ3 lub SPZ-19, ale w tym drugim przypadku wymiary płyty będą musiały zostać zwiększone.


Regulacja odbywa się w następującej kolejności. Urządzenie jest podłączone do generatora RF z wyjściem skalibrowanym w dBV i obciążonym standardowym obciążeniem, a wyjście jest połączone z wejściem multimetru (limit pomiaru - 2 V). Sygnał dostarczany jest z częstotliwością 20...30 MHz i poziomem od -30 dBV do 0 dBV. wymiana pieniędzy napięcie wyjściowe Generator RF w określonych granicach kontroluje napięcie wyjściowe i ustawia nachylenie sygnału wyjściowego na 10 mV/dB za pomocą dostrojonego rezystora R6. Następnie dostarczany jest sygnał o poziomie napięcia 0 dBV, a rezystor R10 jest ustawiony na odczyty zerowe na multimetrze. Ustawienie należy powtórzyć kilka razy. Następnie musisz sprawdzić odczyty w zakresie częstotliwości i napięciach wejściowych. W tabeli. Rysunek 2 przedstawia odczyty autorskiego układu urządzenia, gdy na wejście podawany jest sygnał o napięciu 1 V w szerokim zakresie częstotliwości. Jak widać z tej tabeli, urządzenie może być z powodzeniem wykorzystywane do częstotliwości 500 MHz, wprowadzając odpowiednie korekty wskazań multimetru. Wybierając pojemność kondensatora C1 można zmienić dolną częstotliwość roboczą urządzenia. Nie jest pożądane, aby była zbyt niska, ponieważ wpływ przetworników o niskiej częstotliwości będzie się zwiększał. Aby skorygować pasmo przenoszenia przy wysokich częstotliwościach, między pinem 4 układu DA1 a wspólnym przewodem można zainstalować kondensator o pojemności od kilku jednostek do kilkudziesięciu pikofaradów.

Przystawka sondy może być zasilana ze źródła prądu o napięciu 8…20 V, pobór prądu wynosi 12…15 mA. W takim przypadku multimetr i sonda nie powinny być połączone przez obwody zasilania. Parametry wejściowe sondy oceniano za pomocą urządzenia do pomiaru indukcyjności i współczynnika jakości wzbudników E4-11. Przy częstotliwości 100 MHz mierzono współczynnik jakości cewki indukcyjnej z podłączoną sondą i bez niej. Rezystancja wejściowa wynosiła 40 ... 45 kOhm, pojemność wejściowa wynosiła 0,6-0,7 pF.

LITERATURA
1. Afonsky A., Kudrevatykh E., Pleshkova T. Kompaktowy multimetr M-830V. - Radio, 2001, nr 9, s. 25-27.
2. Nieczajew I. Wskaźnik natężenia pola na chipie AD8307. - Radio. 2003, nr 3, s. 64, 65.

I. NIECZAJEW, Kursk
„Radio” nr 11 2004

Liczniki częstotliwości są niezbędnymi instrumentami dla każdego radioamatora. Pozwalają zmierzyć okres powtarzania i czas trwania impulsu, a także inne ważne wskaźniki. Aby zwiększyć czułość licznika częstotliwości, wymagana jest specjalna sonda, którą można kupić w Aliexpress .

Zdalna sonda do miernika częstotliwości na Aliexpress: katalog, zdjęcie

Jak powiedzieliśmy, licznik częstotliwości jest ważny dla każdego radioamatora. Dziś dużą popularnością cieszą się urządzenia montowane na mikrokontrolerach. Są stosunkowo łatwe w produkcji.

W zależności od używanego mikrokontrolera, maksymalna częstotliwość pomiary mogą wynosić od setek kiloherców do kilkudziesięciu megaherców. Do stabilna praca wejście mikrokontrolera musi być zasilane sygnałem o poziomach logicznych, więc miernik częstotliwości ma wzmacniacz sygnału wejściowego na wzmacniaczu operacyjnym lub tranzystorach lub komparator.

Aby zwiększyć czułość miernika częstotliwości, wzmacniacze i komparatory są często wykonywane w postaci specjalnej zdalnej sondy. Możesz kupić to urządzenie od Aliexpress .

Wejście aktywnej sondy do miernika częstotliwości na Aliexpress: katalog, zdjęcie

Wiele domowych cyfrowych liczników częstotliwości ma niską impedancję wejściową, wysoką pojemność wejściową i słabą czułość. Wszystkie te czynniki niekorzystnie wpływają na dokładność pomiaru częstotliwości. Aby uniknąć takich problemów, szerokopasmowa sonda wejściowa z Aliexpress .

Jest to sonda wejściowa o wysokiej czułości i kształtowaniu impulsy prostokątne. Charakteryzuje się wysoką impedancją wejściową i niską pojemnością wejściową. Urządzenie oszczędza warunki pracy od 2 Hz do 38 MHz. Dzięki temu można go używać w wielu sytuacjach, w których inne urządzenia zawodzą.

Sonda do miernika częstotliwości na Aliexpress: wyprzedaże, rabaty, darmowa dostawa

Bezpłatna wysyłka to także możliwość dużych oszczędności na zakupach. Aby zobaczyć towar, na przykład ta sama sonda do miernika częstotliwości, z Darmowa dostawa, musisz wybrać odpowiedni filtr pod paskiem wyszukiwania:

Darmowa wysyłka z Aliexpress

Sonda do miernika częstotliwości na Aliexpress: bestsellery i sklepy

Na Aliexpress jest wiele sklepów, w których można kupić sondę do miernika częstotliwości. Najbardziej wiarygodne z nich są.

Autor oferuje sondy zdalne rozszerzające granice pomiarowe miernika częstotliwości. Dzielą przez 100 częstotliwość mierzonego sygnału, mają wejścia różnicowe, aw jednym wariancie te same wyjścia. W drugim wariancie wyjście jest normalne, niezbalansowane. Napięcie zasilania sondy - 5 V, pobór prądu - 51 mA. Zbudowane są na analogowym komparatorze ADCMP553 i dzielnikach częstotliwości MC12080 i KS193IE3.

Na ryc. 1 przedstawia schemat sondy ze zbalansowanym wyjściem. Mierzony sygnał ze styków wejściowych poprzez obwody C1R1 i C2R2 podawany jest na symetryczne wejście komparatora napięcia ADCMP553 (DA1) wykonanego na tranzystorach polowych, których izolowane bramki są zabezpieczone diodami spolaryzowanymi zaporowo. Piny 1 i 2 DA1 sterują wewnętrznym „zatrzaskiem”, który pozwala ustalić stan wyjść komparatora we właściwym czasie. Przy połączeniu tych wyjść pokazanym na schemacie „zatrzask” jest wyłączony.

Ryż. 1. Schemat sondy ze zbalansowanym wyjściem

Jak ustalono eksperymentalnie, czułość komparatora ADCMP553 zależy od napięcia polaryzacji trybu wspólnego na jego wejściach, które pochodzi z wewnętrznego dodatniego źródła napięcia. Jeśli w obwodach wejściowych łączących je ze wspólnym przewodem nie ma rezystorów R3 i R5, napięcie na wejściach przekracza 3 V, a czułość komparatora jest zmniejszona. Maksymalną czułość osiąga się przy napięciu polaryzacji 1...1,15 V, które jest ustawiane przez dobór tych rezystorów.

Przy rezystancji 150 kΩ wskazanej na schemacie impedancja wejściowa sondy wynosi około 230 kΩ. Kołysanie sygnału wejściowego przy którym sonda pracuje stabilnie w paśmie częstotliwości od 1 MHz do 600 MHz wynosi co najmniej 0,3 V, 0,7 V przy częstotliwości 0,9 GHz oraz 1 V przy częstotliwości 1,2 GHz.

Maksymalna częstotliwość robocza komparatora ADCMP553, zgodnie z opis techniczny w , - tylko 800 MHz. Pomiędzy jego wejściami za pomocą złącza X1 można podłączyć rezystor R4 o rezystancji 51 omów. W tym przypadku impedancja wejściowa sondy spada do 1 kΩ, a pasmo rozszerza się w kierunku wysokich częstotliwości. Przy częstotliwościach od 0,6 GHz do 1 GHz czułość nie jest gorsza niż 0,3 V, przy częstotliwości 1,4 GHz - 0,7 V, przy częstotliwości 1,55 GHz - 1 V. Natomiast przy częstotliwościach poniżej 0,6 GHz licznik częstotliwości , do którego podłączona jest sonda, zawyża odczyty.

Rezystory R6 i R7 w obwodach wyjściowych komparatora (piny 5 i 6) są podłączone do wspólnego przewodu. Ich rezystancja nie wynosi 100 omów, zgodnie z zaleceniami, ale 390 omów, aby zapobiec przekroczeniu dopuszczalnego prądu wyjściowego. W takim przypadku rezystancja obciążenia nie jest przekroczona, ponieważ wejścia pierwszego dzielnika częstotliwości są połączone z wyjściami komparatora - mikroukładu MC12080 (DD1), który ma wejściową rezystancję różnicową mniejszą niż 100 omów.

Eksperymenty wykazały, że dzielnik ten działa na częstotliwościach od 1 MHz do 1,6 GHz, choć w jego dokumentacji obszar stabilnej pracy rozciąga się od 100 MHz do 1,1 GHz. Wejścia sterujące SW1-SW3 dzielnika MC12080 są połączone z plusem mocy, który ustawia jego współczynnik podziału na 10. Z wyjścia pierwszego dzielnika na wejście KS193IE3 wchodzi sygnał o amplitudzie 1,2 V ze stromymi spadkami (DD2) mikroukład - drugi dzielnik częstotliwości przez 10.

Płytka sondy jest połączona ze złączem wyjściowym X2 wiązką czterech przewodów o długości 80 cm Rezystor R11 znajduje się w bliskiej odległości od styków złącza. Złącze X2 jest przeznaczone do podłączenia do zbalansowanego wejścia zmodyfikowanego przeze mnie licznika częstotliwości FC250. Poprzez wiązkę sonda jest zasilana napięciem 5 V z regulatora napięcia dostępnego w FC250, a na wejścia różnicowe tego miernika częstotliwości, zmodyfikowane zgodnie z, odbierany jest sygnał przeciwfazowy o wahaniu 0,6 V z wyjść dzielnika DD2 sondy.

Ponieważ czas zliczania impulsów wejściowych w mierniku częstotliwości FC250 wynosi tylko 0,1 s, bez sondy dzielnikowej, na jego wskaźniku wyświetlana jest wartość częstotliwości w dziesiątkach herców (bez uwzględnienia kropki dziesiętnej). Biorąc pod uwagę podział częstotliwości przez sondę przez 100, będzie ona wyrażona w kilohercach.

Rysunek płytki rozważanej sondy pokazano na ryc. 2 i położenie części na nim - na ryc. 3. Rysowanie płytka drukowana dla złącza X2 i rezystora R11 jest dostępny na rys. XIII w. Płytki wykonane są z włókna szklanego o grubości 1,5 mm, pokryte folią z obu stron (dla płytki sondy) lub z jednej strony (dla płytki złącza). Krawędzie płytki sondy są „szczotkowane” cynowanym drutem miedzianym o średnicy 0,5 mm, który jest przylutowany do folii po obu stronach płytki. Z tego samego drutu są wykonane i przylutowane do folii pokazanej na ryc. 3 zworki. Styki wejściowe sondy wykonane są z twardego ocynowanego drutu o średnicy 0,75 mm.

Ryż. 2. Rysunek płytki sondy

Ryż. 3. Lokalizacja części na płytce sondy

Rezystor R4 - MLT-0,25. Przed przylutowaniem do pinów złącza męskiego X1 jego wyprowadzenia należy przyciąć na minimalną długość. Pozostałe rezystory i kondensatory mają rozmiary 0805 lub 1206 do montażu powierzchniowego. Złącze X1 - dowolna czteropinowa para wtyk-gniazdo o rastrze pinów 2,54 mm ułożona w jednym rzędzie (np. CHU-4 i CWF-4), w której pozostały tylko skrajne pary styków, a środkowe są usunięte. Widelec X2 - WF-4R. Obudowy złączy są przyklejone do odpowiednich płytek.

Pod obudowami mikroukładów DA1 i DD1 pokryj płytkę lakierem lub cienką warstwą kleju topliwego przed ich lutowaniem. Kondensator C8 i rezystor R9 są instalowane na płytce w trakcie ustawiania sondy.

Wkładając wtyczkę X2 z rezystorem R11 do odpowiedniego złącza miernika częstotliwości, wybiera się rezystancję rezystora R9, aż mikroukład DD2 przestanie liczyć, po czym kondensator C8 jest montowany na płytce. Następnie płyta główna sondy testowana w działaniu oraz płytki złączy są odtłuszczane i pokrywane lakierem odpornym na wilgoć. Płytka główna umieszczona jest w rurce termokurczliwej o średnicy 25/12,5 mm, a płytka złącza X2 umieszczona jest w tej samej rurce o średnicy 12,5/7 mm. Nie ma ekranowania sondy, co zwiększyłoby jej pojemność wejściową i zmniejszyło czułość. Wygląd zewnętrzny sondę pokazano na zdjęciu z ryc. cztery.

Ryż. 4. Wygląd sondy

Do pracy z miernikiem częstotliwości, który ma konwencjonalne niezrównoważone wejście, wykonano drugą wersję sondy, różniącą się tylko tym, że jej obwody wyjściowe są wykonane zgodnie z obwodem pokazanym na ryc. 5. Sonda ta jest podłączona do miernika częstotliwości wiązką trójprzewodową. Na końcu przewodu „Out” podłączonego do miernika częstotliwości nie ma obciążenia (rezystor R11). Poziomy sygnału wyjściowego - TTL. Rysunek płytki drukowanej tej sondy pokazano na ryc. 6. Znajdują się na nim elementy zgodnie z ryc. 7.

Ryż. 5. Schemat obwodów wyjściowych

Ryż. 6. Rysunek płytki drukowanej drugiej wersji sondy

Ryż. 7. Lokalizacja elementów na planszy

Na ryc. 8 przedstawia pomiar częstotliwości lokalnego oscylatora radia średniofalowego dostrojonego do stacji radiowej pracującej na częstotliwości 612 kHz. Zmierzona częstotliwość lokalnego oscylatora (1077 kHz) wynosi 465 kHz (wartość częstotliwości pośredniej odbiornika) powyżej częstotliwości nośnej stacji radiowej.

Ryż. 8. Pomiar częstotliwości lokalnego oscylatora odbiornika radiowego średniofalowego

Ryż. 9. Demonstracja działania sondy

Częstotliwość sygnału źródła, które wytwarza wokół siebie wystarczająco silne pole elektromagnetyczne (na przykład bezprzewodowy słuchawka), można zmierzyć bez podłączania do niego sondy, ale zamieniając jego zaciski wejściowe w antenę - wibrator półfalowy. Na ryc. 9 odbywa się to za pomocą krokodylków. Częstotliwość pracy nadajnika słuchawki wynosi 927076 kHz.

Literatura

1. Pojedyncze, szybkie komparatory PECL/LVPECL ADCMP551 /ADCMP552/ADCMP553. - URL: http://www.analog. com/media/en/dokumentacja-techniczna/data-sheets/ADCMP551_552_553.pdf (27.02.17).

2. Preskaler MC12080 1,1 GHz. - URL: http://www.nxp.com/assets/documents/data/en/data-sheets/MC12080.pdf (27.02.17).

3. Panshin A. Kształtownik przedwzmacniacza do licznika częstotliwości FC250. - Radio, 2015, nr 2, s. 18-20.

4. Panshin A. Udoskonalenie miernika częstotliwości FC250. - Radio, 2016, nr 3, s. 23, 24.

Data publikacji: 23.06.2017

Opinie czytelników

• Panshin A.V. / 30.07.2017 - 20:21
  W tekście artykułu znajduje się nieścisłość: trzeci akapit po rys.1. Mówi, że „miernik częstotliwości, do którego podłączona jest sonda, przeszacował”. Powinien brzmieć: "częstotomierz, do którego podłączona jest sonda z podłączonym do niej R4 przeszacowuje".

Sonda aktywna

Zobacz szczegółowy artykuł w VRL nr 95 s. 12

Sondy aktywne o niskiej pojemności wejściowej. I. Szyjanow.

________________________________________________________________________

http://nowradio. *****/pribory%20dly%20nastroyki%20KV-UKV%20apparatury. htm

http://*****/forum/pobierz/plik. php? id=16793

Konfiguracja odbiorników radiowych często wymaga sprawdzenia heterodyny pomiar parametrów generowanego przez niego napięcia RF. Niestety, może to być trudne do wykonania bezpośrednio za pomocą oscyloskopu RF lub miliwoltomierza. Pojemność wejściowa urządzenia, impedancja wejściowa, ma bardzo duży wpływ na pracę generatora mikroenergii (oscylatora lokalnego). Na przykład wejście popularnego oscyloskopu C1-65 o pojemności 30 pF i rezystancji 1 M może nie tylko zniekształcić wyniki pomiarów, ale nawet zakłócić generowanie lokalnego oscylatora. I jeszcze kabel koncentryczny o impedancji falowej 50 omów. Oczywiście można podłączyć wejście przez kondensator 1 pF, ale może to znacznie zniekształcić wynik pomiaru (poziom napięcia RF, który dociera do wejścia urządzenia pomiarowego może być zaniżony 100 razy lub więcej). Najlepiej stosować sondę aktywną, która jest wtórnikiem źródła na tranzystorze polowym wysokiej częstotliwości o pojemności wejściowej mniejszej niż 1 pF i rezystancji wejściowej większej niż 10 MΩ z rezystancją wyjściową 50 Ω. Taka sonda, wykonana w postaci oddzielnej, ekranowanej puszki, może być umieszczona w bezpośrednim sąsiedztwie punktu pomiarowego, podłączona do niego najkrótszymi przewodami, całkowicie eliminując wpływ rezystancji falowej przewodu pojemnościowego przyrządu i przyrządu. impedancja wejściowa kabla na wynik pomiaru. Co więcej, sam urządzenie pomiarowe może znajdować się w znacznej odległości od punktu pomiarowego (można użyć bardzo długich przewodów połączeniowych).

Schematyczny diagram aktywnej sondy na tranzystorze polowym BF998 pokazano na rysunku. Na schemacie tranzystor jest pokazany w obudowie, aby zrozumieć jego pinout. Pojemność wejściowa sondy wynosi około 0,7 pF, tworzą ją trzy połączone szeregowo kondensatory C1-C3. Impedancja wejściowa 10 megaomów. Zmierzone napięcie RF jest przykładane do pierwszej bramki tranzystora. Napięcie polaryzacji na tej bramce jest równe połowie napięcia zasilania i jest tworzone przez dzielnik rezystancyjny R2-R3. Napięcie polaryzacji jest doprowadzane do bramki przez rezystor R1 o rezystancji 10 MΩ. Pojemność wejściowa tranzystora BF998 wynosi 2,1 pF, zatem napięcie uzyskane w wyniku pomiaru należy pomnożyć przez 3. Obciążeniem jest rezystor R4, jego rezystancja powinna być taka sama jak rezystancja falowa kabla. Sonda pracuje w zakresie częstotliwości od 100 kHz do 1 GHz z nierównomiernością wzmocnienia napięcia nie większą niż 7 5dB. Przy częstotliwościach powyżej 1 GHz błąd znacznie wzrasta. Źródło zasilania to adapter sieciowy z konsoli do gier TV typu „Dandy” (stała wyjściowa niestabilne napięcie 8-11V) Napięcie jest stabilizowane na poziomie 5V przez zintegrowany stabilizator A1. Dioda VD1 służy do ochrony przed błędami złe połączenieźródło. Sonda może być również zasilana ze źródła laboratoryjnego o napięciu 8...20V. Konstrukcyjnie sonda jest wykonana w osłoniętej obudowie wadliwego tunera falowego telewizora LG.Montaż jest drukowany luzem za pomocą zdemontowanej płyty tego tunera. Montaż pierwszej bramki tranzystora polowego na R1 i kondensatorach C1-C3 należy wykonać „w powietrzu”, aby wykluczyć wpływ pojemności płytki drukowanej i obudowy ekranowanej na obwód wejściowy. Wejście - dwa przewody montażowe nie dłuższe niż 10 cm Przewód podłączony do C1 nie może stykać się z izolacją z płytą lub ekranem obudowy.

W przypadku zasilania 5 V lepiej użyć bf1005 lubbf1012 Sjest w Platanie.

Radiokonstruktor №12 2007

Aktywna sonda oscyloskopowa

Magazyn "Radio", numer 6, 1999

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

Wzmacniacze szerokopasmowe o wysokiej impedancji wejściowej, niskiej pojemności wejściowej i niskiej impedancji wyjściowej są stosowane w różne urządzenia. Jednym z zastosowań są sondy wejściowe do oscyloskopów i innego sprzętu pomiarowego. Jak pokazano w tym artykule, nowoczesne wzmacniacze operacyjne firmy Analog Device umożliwiają rozwiązanie tego problemu za pomocą prostych środków.

Oscyloskop to jeden z najbardziej wszechstronnych przyrządów, który umożliwia pomiar szerokiej gamy parametrów sygnału elektrycznego i często znacznie upraszcza procedurę konfiguracji. urządzenia elektryczne. W niektórych przypadkach jest po prostu niezastąpiony. Jednak wielu zna sytuację, w której podłączenie oscyloskopu do niestandardowego urządzenia prowadzi do naruszenia jego trybów. Wynika to przede wszystkim z pojemności i rezystancji wejścia oscyloskopu i jego kabla połączeniowego wprowadzonego do badanego obwodu.

Większość oscyloskopów używanych przez radioamatorów ma wysoką impedancję wejściową (1 MΩ) i pojemność wejściową 5 ... 20 pF. W połączeniu z połączeniowym, ekranowanym kablem wejściowym o długości około metra, całkowita pojemność wzrasta do 100 pF lub więcej. W przypadku urządzeń pracujących na częstotliwościach powyżej 100 kHz pojemność ta może mieć istotny wpływ na wyniki pomiarów.

Aby wyeliminować tę wadę, radioamatorzy używają nieekranowanego przewodu (jeśli poziom sygnału jest wystarczająco wysoki) lub specjalnej aktywnej sondy, która zawiera wzmacniacz o wysokiej impedancji wejściowej, zwykle wykonany na tranzystorach polowych. Zastosowanie takiej sondy znacznie zmniejsza ilość pojemności wprowadzonej do urządzenia. Wadą niektórych z nich jest jednak niskie wzmocnienie lub obecność przesunięcia poziomu na wyjściu, co utrudnia pomiar napięcia stałego. Ponadto mają wąski zakres częstotliwości pracy (do 5 MHz), co również ogranicza ich zastosowanie i wymaga krótkich kabli połączeniowych. Sonda opisana w ma lepsze parametry. Należy zauważyć, że wszystkie te sondy mogą efektywnie współpracować z oscyloskopami o wysokiej impedancji wejściowej.

Obecnie coraz powszechniejsze stają się oscyloskopy szerokopasmowe z zakresem częstotliwości pracy do 100 MHz i wyższym, z niską impedancją wejściową 50 omów, więc ich połączenie z niestandardowym urządzeniem często staje się prawie niemożliwe. Nie wszystkie wyposażone są w sondy aktywne, a zastosowanie dzielników rezystancyjnych prowadzi do zauważalnego spadku czułości.

Sonda aktywna, której opis przedstawia się czytelnikom, jest wolna od tych niedociągnięć. Współpracuje z różnymi oscyloskopami, których impedancja wejściowa może być niska - 50 Ohm lub wysoka rezystancja - do 1 MΩ, ma zakres częstotliwości roboczej 0 ... 80 MHz i dość wysoką impedancję wejściową przy niskie częstotliwości- 100 kiloomów. Jego współczynnik transmisji wynosi 1 lub 10, co oznacza, że ​​nie tylko nie tłumi, ale także wzmacnia sygnał. Zaletą sondy są jej niewielkie wymiary.

Takie parametry osiągnięto dzięki zastosowaniu nowoczesnego, szybkiego wzmacniacza operacyjnego firmy Analog Devices. W szczególności ta sonda wykorzystuje wzmacniacz operacyjny AD812AN (Chip - Dip - 180r Platan - 190r), który ma następujące główne cechy:

Górna częstotliwość robocza - nie mniej niż 100 MHz; rezystancja wejściowa - 15 MΩ przy pojemności wejściowej 1,7 pF; napięcie wejściowe - do + 13,5 V, a szybkość narastania napięcia wyjściowego wynosi 1600 V / μs; prąd wyjściowy (o rezystancji wyjściowej 15 omów) - do 50 mA; pobór prądu przy braku sygnału wejściowego - 6 mA.

Dodatkowo wzmacniacz operacyjny charakteryzuje się niskimi harmonicznymi (-90 dB przy 1 MHz i obciążeniem 1 kΩ) i niskim poziomem szumów (3,5 nV/^Hz), zabezpieczenie przed K3 (prąd ograniczony do 100 mA), rozpraszanie mocy w niewielkim opakowanie wystarczająco duże - 1 W. Należy do tego dodać, że cena mikroukładu zawierającego dwa wzmacniacze operacyjne o takich parametrach jest stosunkowo niska (3...4 USD).

Schemat aktywnej sondy pokazano na ryc. 1. Zasadniczo pasuje schemat standardowy włączenie systemu operacyjnego. Współczynnik transmisji KU zmienia się poprzez przełączenie SA1 elementów obwodu informacja zwrotna i ma dwie wartości: 1 i 10. Przełącznik SA2 wybiera tryb pracy: z wejściem "zamkniętym", gdy kondensator C1 jest włączony na wejściu i składowa stała napięcia nie przechodzi na wejście, lub z wejście "otwarte", gdy minie.

Ładowarki" href="/text/category/zaryadnie_ustrojstva/" rel="bookmark"> zasilacz o napięciu wyjściowym %12...15 V. Należy zauważyć, że prąd pobierany przy braku sygnału wynosi 10 ...15 mA, podczas pracy na obciążeniu o niskiej rezystancji, po doprowadzeniu sygnału prąd może wzrosnąć do 100 mA.

Literatura

1. Griszyn A. Aktywna sonda do oscyloskopu. - Radio, 1988, nr 12, s. 45.

2. Iwanow B. Oscyloskop jest Twoim asystentem (sonda aktywna). - Radio, 1989, nr 11, s. 80.

3. Turchinsky D. Aktywna sonda do oscyloskopu. - Radio, 1998, nr 6, s. 38.

Sonda RF oscyloskopu z SV = 0,5 pF

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

W przypadku pomiarów oscyloskopowych w urządzeniach o wysokiej częstotliwości pojemność wejściowa dzielnika może wprowadzać znaczne zniekształcenia do dostrojonego węzła (na przykład po podłączeniu sondy do obwodu generatora RF itp.). Dzielniki o stosunku 1:1 mają pojemność wejściową rzędu 100 pF lub więcej (pojemność kabla plus pojemność wejściowa oscyloskopu), co znacznie ogranicza zakres ich częstotliwości. Jednocześnie standardowe pasywne dzielniki 1:10 o pojemności wejściowej od 12 do 17 pF zmniejszają czułość oscyloskopu do 50 mV na działkę (przy maksymalnej czułości wejściowej 5 mV/działkę, typowej dla większości oscyloskopów przemysłowych), a także nadal mają zbyt dużą pojemność wejściową dla pomiarów bez zniekształceń w obwodach RF, gdzie pojemności pętli mogą mieć tę samą wartość.

Problem ten rozwiązuje zastosowanie do pomiarów specjalnych sond aktywnych produkowanych w tym celu (np. firmy Tektronix). Urządzenia te są jednak dość trudne do znalezienia, a ich cena (od 150 USD wzwyż) jest porównywalna z ceną dobrego używanego oscyloskopu. Jednocześnie samodzielne wykonanie prostej aktywnej sondy oscyloskopowej o małej pojemności wejściowej nie jest trudne, co autor wykonał.

Aktywna sonda oscyloskopowa jest przeznaczona do pomiaru zmienne napięcia w niskonapięciowych obwodach RF i ma następujące cechy:

Zakres mierzonych wartości amplitudy sygnału – od 10 mV do 10 V Pasmo przenoszenia– Liniowy od 10 kHz do 100 MHz z małym sygnałem Sygnał wyjściowy – odwrócony, z podziałką 1:2 Napięcie zasilania – 12 V (4*CR2025) lub źródło zewnętrzne Pojemność wejściowa – 0,5 pF (0,25 pF z zewnętrznym dzielnikiem 1: 10) Rezystancja wejściowa - 100 kOhm Pobór prądu - 10 mA Wymiary 60 x 33 x 16 mm

Wygląd wyprodukowanego urządzenia pokazano na zdjęciu.

Projekt instrumentu

Schemat ideowy sondy pokazano na rysunku. Urządzenie jest montowane na trzech niskoszumnych tranzystorach mikrofalowych 2SC3356 o częstotliwości odcięcia 7 GHz. Wzmocnienie napięcia wynosi około 23 dB. Wtórnik emitera wyjściowego służy do dodatkowego odizolowania wzmacniacza od obciążenia i można go pominąć, jeśli sonda jest używana z tym samym oscyloskopem. Ciąg diod LED, 9-woltowej diody Zenera i rezystora służy jako wskaźnik zasilania i wskaźnik progowy napięcia akumulatora. Napięcie zasilania 12 V jest konieczne i wystarczające, aby uzyskać maksymalną wartość amplitudy mierzonego sygnału do 5 V na wyjściu urządzenia, a tym samym zapewnić maksymalny zakres dynamiki do 50 dB podczas wykonywania pomiarów za pomocą ustawiony współczynnik odchylenia, począwszy od 5 mV na działkę (czułość większości oscyloskopów).

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

Ustanowienie

Ten etap pracy należy przeprowadzić bardzo ostrożnie, aby uzyskać pożądany rezultat.

Po zmontowaniu wzmacniacza należy najpierw dokładnie ustawić jego punkt pracy, dobierając rezystor 120 kiloomów, aby uzyskać maksymalną amplitudę niezniekształconego sygnału na wyjściu. W tym obwodzie i przy nowych bateriach tryb ten uzyskuje się poprzez ustawienie stałego napięcia od +5,2 do +5,3 wolta na emiterze drugiego tranzystora. Punkt pracy drugiego wtórnika emiterowego nie wymaga regulacji przy określonych wartościach rezystora. Następnie należy dokładnie dobrać wartość dolnego rezystora (w tym przypadku 20 kiloomów) dzielnika wejściowego, aby uzyskać wymaganą skalę (1:2) transmisji sygnału między wejściem a wyjściem urządzenia przy stosunkowo niskiej częstotliwości ( około 100 kHz). Należy pamiętać, że impedancja wejściowa wzmacniacza o określonych wartościach znamionowych części wynosi około 5 kiloomów (przy tej samej częstotliwości), więc w przypadku braku określonego rezystora wzmocnienie urządzenia będzie wyższe niż wymagane o około 3 dB ( tłumienie sygnału wejściowego wynosi (105/5) = 26 dB, podczas gdy całkowite wzmocnienie obwodu wynosi 23 dB, a wymagane wzmocnienie całego urządzenia musi być równe 0,5, czyli minus 6 dB). Wybór pojemności kompensacyjnych (0,5 pF równolegle z rezystorem 100 kiloomów i kondensatorem strojenia w dolnej gałęzi dzielnika wejściowego) odbywa się poprzez porównanie współczynnika przenoszenia przy dwóch częstotliwościach, na przykład 1 MHz i 30 MHz i dobieraj pojemności, aż do uzyskania pożądanego stałego wzmocnienia urządzenia. Następnie przeprowadza się ostateczną kontrolę urządzenia przy górnej częstotliwości roboczej, jeśli radioamator ma taką możliwość. Na koniec sprawdzana jest rzeczywista pojemność wejściowa sondy przy wysokiej częstotliwości (np. podłączając ją do obwodu o znanych parametrach pracującego generatora i monitorując zmianę częstotliwości sygnału wyjściowego za pomocą cyfrowego miernika częstotliwości lub odbiornika) . Przy prawidłowej konstrukcji urządzenia nie powinna ona znacząco odbiegać od wartości wskazanej na wykresie (całkowita pojemność wejściowa w sondzie autora, mierzona przy częstotliwości 20 MHz, wyniosła 0,505 pF).

Uwagi

Sonda ta została stworzona przez autora do pomiarów w obwodach sinusoidalnych sygnałów RF w obwodach generatorów i stopni wzmacniaczy obwodów tranzystorowych i generalnie rozwiązuje problem. Z tego powodu powyższy stosunek został dobrany w sondzie pomiędzy wszystkimi głównymi parametrami urządzenia – jego zakresem częstotliwości, wysoką czułością, odpowiednio dużą rezystancją wejściową i jak najmniejszą pojemnością wejściową miernika, a także małą obecne zużycie. Inżynieria radiowa jest zawsze kompromisem z wartościami granicznymi parametrów ustalonymi przez dewelopera.

Sonda aktywna do C1-94.

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

Aluminiowy "href="/text/category/aluminij/" rel="bookmark"> aluminiowy kubek z walidolu. Sonda jest podłączona do oscyloskopu dowolnym ekranowanym kablem wysokiej częstotliwości, najlepiej o małej średnicy.

Podczas regulacji sondy najpierw wybiera się rezystor R1 (jeśli to konieczne), aby zapewnić tryb pracy tranzystora VT2 wskazany na schemacie. Współczynnik transmisji ustawia się wybierając rezystor R4, a górną granicę szerokości pasma - wybierając kondensator C4. Dolna granica szerokości pasma zależy od pojemności kondensatora C1.

Wskazane jest sprawdzenie charakterystyki amplitudowo-częstotliwościowej sondy. Jeśli zostanie wykryty na nim wzrost przy częstotliwościach odpowiadających górnej granicy pasma przepustowego, konieczne będzie połączenie szeregowe rezystora 30 Ohm z kondensatorem C4

Zaczerpnięte stąd: http://www. *****/lcmeter3.htm

Miernik częstotliwości, miernik pojemności i indukcyjności - miernik FCL

Na tranzystorze VT1 montowany jest wzmacniacz sygnału miernika częstotliwości F1. Układ nie posiada żadnych cech poza rezystorem R8 (100 Ohm), który jest niezbędny do zasilania zewnętrznego wzmacniacza o małej pojemności wejściowej, co znacznie rozszerza zakres urządzenia. Jego schemat pokazano w Ryż. 2.

Podczas korzystania z urządzenia bez wzmacniacz zewnętrzny należy pamiętać, że jego wejście wynosi 5 woltów, dlatego w obwodzie sygnałowym potrzebny jest kondensator odsprzęgający.

Preskaler miernika częstotliwości F2 jest montowany zgodnie z typowym układem dla większości tych preskalerów, wprowadzono jedynie diody ograniczające VD3, VD4. Należy zauważyć, że w przypadku braku sygnału preskaler jest samowzbudny przy częstotliwościach około 800-850 MHz, co jest typowe dla dzielników wysokich częstotliwości. Samowzbudzenie znika, gdy na wejście zostanie podany sygnał ze źródła o impedancji wejściowej zbliżonej do 50 omów. Sygnał ze wzmacniacza i preskalera trafia do DD2.

Zdalna sonda do oscyloskopu.

http://forum. /indeks. php? showtopic=13268&st=440

Na ryc. 3 przedstawione Schemat obwodu wtórnik napięcia, wykonany w postaci sondy elektronicznej do oscyloskopu. Obwód repeatera zawiera cztery tranzystory. Dopasowana para tranzystorów polowych VT1, VT2 z kanałem n działa w stopniu różnicowym, tranzystor VT3 jest źródłem prądu dla określonego stopnia, a tranzystor VT4 jest zawarty w obwodzie wzmacniacza napięcia ze wspólnym emiterem.

Urządzenie działa w następujący sposób. Sygnał wejściowy podawany jest na bramkę tranzystora VT1. Wzmocnione napięcie tranzystor polowy VT1, idzie do bazy tranzystora VT4.Napięcie wyjściowe wzmacniacza jest pobierane z kolektor obciążenie - rezystor R10.W tym samym czasie napięcie wyjściowe jest podawane na bramkę drugiego tranzystora mechanizm różnicowy pary VT1, VT2. Głębokie ujemne sprzężenie zwrotne i duża rezystancja różnicowa źródła prądu zapewniają wzmocnienie bliskie jedności wtórnika. Wybierając prąd kolektora tranzystora VT4 (około 4 mA), zmniejsza się nieliniowość wtórnika w obszarze wysokiej częstotliwości. Stabilność temperatury urządzenia zapewnia głębokie ujemne sprzężenie zwrotne i wprowadzenie źródła prądu na tranzystorze VT3.

Główne cechy wtórnika napięciowego przedstawiono na ryc. 4. Krzywe 1-4 pokazują charakterystykę częstotliwościową urządzenia dla różnych wartości pojemności obciążenia. Wraz ze wzrostem pojemności od 15 do 100 pF, szerokość pasma przemiennika, mierzona przy 3 dB, zawęża się z 25 do 10 MHz. Powyższa pojemność obciążenia jest sumą pojemności kabla i pojemności wejściowej oscyloskopu.

Ryż. 3. Wariant obwodu wtórnika napięciowego - sonda do oscyloskopu

Należy pamiętać, że nowoczesne kable RF z izolacją polietylenową mają pojemność liniową, która wzrasta wraz ze spadkiem impedancji falowej. Na przykład typowa wartość pojemności liniowej kabla o impedancji falowej 50 Ohm wynosi PO ... 125 pF, przy rezystancji fali 75 Ohm - w granicach 60 ... 80 pF. Kable o wysokiej rezystancji i kable z izolacją półpowietrzną mogą mieć niższą pojemność na jednostkę długości, ale są stosunkowo niedostępne.

https://pandia.ru/text/79/067/images/image011_6.gif" alt="(!JĘZYK:589x432, 6.8Kb - 589x432, 6.8Kb" width="589" height="432">!}