Digitálne multimetre modely M830, M838, MV-63 a podobné sú široko distribuované; rádioamatéri ich používajú na kontrolu a konfiguráciu rôznych elektronických zariadení. Takéto zariadenia však majú, samozrejme, nevýhody a jednou z najvýznamnejších z hľadiska rádioamatéra je nemožnosť merania napätia v rádiovom frekvenčnom rozsahu.

Predpona k digitálnemu multimetru, ktorá je vyrobená vo forme vysokofrekvenčnej sondy, pomôže odstrániť túto nevýhodu. Má dostatočne veľkú vstupnú impedanciu (asi 50 kOhm), malú vstupnú kapacitu (nie viac ako 1 pF) a pracuje vo frekvenčnom rozsahu 0,1 ... 200 MHz as poklesom citlivosti - až 500 MHz. Spolu s multimetrom umožňuje merať prevádzkové napätie v rozsahu od 5 ... 10 mV do 10 V (rozsah 60 ... 65 dB), čo vo väčšine prípadov úplne stačí na amatérsku prax.

Hlavnou črtou zariadenia je, že výsledky merania sa nezobrazujú vo voltoch alebo milivoltoch, ale v relatívnych jednotkách - dBV, to znamená v decibeloch vzhľadom na úroveň napätia 1 V. Hneď je potrebné poznamenať, že relatívne jednotky merania sa široko používajú v meracej technike, napríklad na meranie výkonu - dBW (vzhľadom na 1 W), dBmW alebo dBm (vzhľadom na 1 mW) a na meranie napätia - dBμV (vzhľadom na 1 μV) alebo v tomto prípade , dBV (vzhľadom na 1 V).

Použitie takejto mernej jednotky s navrhovanou predponou má zjavné výhody. Po prvé, nie je potrebné prepínať meracie podrozsahy multimetra, pretože stačí jeden: prístroj je nastavený na hranicu 2 V jednosmerného napätia. Po druhé, je veľmi jednoduché určiť zisk štvorpólu v decibeloch, pretože výsledok záujmu sa získa ako rozdiel medzi dvoma hodnotami na vstupe a výstupe tohto štvorpólu. Po tretie, bude oveľa pohodlnejšie merať šírku pásma pri rôznych úrovniach rolovania: -3 dB, -6 dB, -40 dB alebo inak. Medzi nevýhody patrí nešírenie takej meracej jednotky ako dBV, ale je to celkom pohodlné a rýchlo si na to zvyknete. V tabuľke. 1 je znázornený vzťah medzi relatívnymi jednotkami merania hladín (dBV) a napätiami vo voltoch alebo milivoltoch pre záťaž s odporom 50 ohmov.


Schéma pripojenia sondy je znázornená na obr. 1. Vstupný zosilňovač s veľkou vstupnou impedanciou a nízkou vstupnou kapacitou je zostavený na špecializovanom čipe DA1 (balenie SOT23-5). Tento mikroobvod je vyrovnávací zosilňovač so ziskom, ktorý je možné nastaviť v rozsahu 1 ... 2, horná medzná frekvencia asi 200 MHz, veľká vstupná impedancia (3 MΩ pri nízkej frekvencii), nízka výstupná impedancia (6 Ω ) a malá vstupná kapacita (1 pf). Navyše má na vstupe zabudovanú prepäťovú ochranu. Odporový delič R2R3 poskytuje režim čipu pre priamy prúd. Na zvýšenie vstupného odporu zariadenia pri vysokej frekvencii a schopnosť pracovať so vstupným napätím do 10 V je na vstupe inštalovaný odpor R1.

Logaritmický detektor je vyrobený na čipe DA2. Prevádza vysokofrekvenčné striedavé vstupné napätie na jednosmerné napätie úmerné napätiu vstupného signálu. Transformačný zákon je logaritmický. Tento mikroobvod funguje pri vysokých frekvenciách až do 900 MHz v rozsahu úrovní vstupného signálu od -72 dBm do 16 dBm. Na kolíku 4 DA2 sa vytvorí konštantné napätie úmerné napätiu vstupného signálu so sklonom 25 mV / dB. To zaručuje odchýlku od zákona v rozmedzí ±1 dB v celom rozsahu vstupných napätí. Na čipe DA3 (balenie SOT23-5) je namontovaný regulátor napätia, z ktorého sú napájané prvé dva mikroobvody. Dióda VD1 chráni zariadenie pred nesprávnou polaritou napájacieho napätia.

Vďaka použitiu malých dielov na povrchovú montáž boli rozmery nástavca stylusu zmenšené. Väčšina dielov je uložená na doske z obojstrannej fóliovej sklolaminátovej dosky s hrúbkou 115 mm a rozmermi 10 × 70 mm, ktorej náčrt je na obr. 2. Tlmivky a kondenzátory SYU, S11 sú umiestnené na druhej strane. Väčšina oplechovania na druhej strane sa používa ako spoločný vodič a je pripojená cez hrany a otvory k spoločnému vodiču na montážnej strane. Doska je pripojená k multimetru dvojvodičovým tieneným vodičom, je tiež žiaduce priviesť napájacie napätie cez tienený kábel.

Na pripojenie k bodom ovládaného uzla sa na vstup zariadenia prispájkuje kovová sonda (XI), napríklad ihla na šitie, a kus ohybného mäkkého drôtu alebo malá svorka (X2) sa prispájkuje na spoločný drôt. Tabuľu je možné umiestniť do plastového puzdra od popisovača (viď foto na obr. 3), v tomto prípade je pre zníženie rušenia na doske nad mikroobvodmi DA1, DA2 potrebné osadiť fóliové sito.

V zariadení je možné použiť aj niektoré ďalšie detaily: čip DA1 možno nahradiť AD8079 alebo operačným zosilňovačom AD9631, AD849, ale bude potrebné zmeniť topológiu dosky; okrem toho bude potrebné použiť bipolárne napájanie. Integrovaný stabilizátor DA3 je možné nahradiť 78L05 alebo podobným.Ako ochrannú diódu možno použiť akýkoľvek menší usmerňovač, polárne kondenzátory - tantalové pre povrchovú montáž, nepolárne - K10-17v alebo podobné importované. Pevné odpory - P1-12 a podobné dovážané, vyladené - 330W-3, POZ3 alebo SPZ-19, ale v druhom prípade bude potrebné zväčšiť rozmery dosky.


Nastavenie sa vykonáva v nasledujúcom poradí. K zariadeniu je pripojený RF generátor s výstupom kalibrovaným v dBV a zaťažený štandardnou záťažou a výstup je pripojený na vstup multimetra (limit merania - 2 V). Signál je dodávaný s frekvenciou 20 ... 30 MHz a úrovňou v rozsahu od -30 dBV do 0 dBV. meniace sa výstupné napätie RF generátor v rámci špecifikovaných limitov, regulujte výstupné napätie a pomocou ladeného odporu R6 nastavte strmosť výstupného signálu na 10 mV / dB. Potom sa privedie signál s napäťovou úrovňou 0 dBV a odpor R10 sa nastaví na nulové hodnoty na multimetri. Nastavenie sa musí niekoľkokrát opakovať. Potom musíte skontrolovať hodnoty vo frekvenčnom rozsahu a vstupné napätie. V tabuľke. Obrázok 2 zobrazuje hodnoty autorského usporiadania zariadenia, keď je na vstup privedený signál s napätím 1 V v širokom frekvenčnom rozsahu. Ako je zrejmé z tejto tabuľky, zariadenie je možné úspešne používať až do frekvencie 500 MHz zavedením vhodných úprav hodnôt multimetra. Výberom kapacity kondenzátora C1 môžete zmeniť nižšiu prevádzkovú frekvenciu zariadenia. Je nežiaduce, aby bola príliš nízka, pretože sa zvýši vplyv nízkofrekvenčných snímačov. Pre korekciu frekvenčnej odozvy pri vysokých frekvenciách je možné medzi pin 4 čipu DA1 a spoločný vodič nainštalovať kondenzátor s kapacitou od niekoľkých jednotiek do niekoľkých desiatok pikofaradov.

Nástavec sondy je možné napájať zo zdroja s napätím 8…20 V, odber prúdu je 12…15 mA. V tomto prípade by multimeter a sonda nemali byť prepojené cez silové obvody. Vstupné parametre sondy boli hodnotené pomocou prístroja na meranie indukčnosti a činiteľa kvality induktorov E4-11. Pri frekvencii 100 MHz sa meral kvalitatívny faktor induktora s pripojenou sondou a bez nej. Vstupný odpor bol 40 ... 45 kOhm, vstupná kapacita bola 0,6-0,7 pF.

LITERATÚRA
1. Afonsky A., Kudrevatykh E., Pleshkova T. Kompaktný multimetr M-830V. - Rádio, 2001, č. 9, s. 25-27.
2. Nechaev I. Indikátor sily poľa na čipe AD8307. - Rádio. 2003, číslo 3, s. 64, 65.

I. NECHAJEV, Kursk
„Rádio“ č. 11 2004

Frekvenčné počítadlá sú základným nástrojom každého rádioamatéra. Umožňujú vám merať dobu opakovania a trvanie pulzu, ako aj ďalšie dôležité ukazovatele. Na zvýšenie citlivosti frekvenčného čítača je potrebná špeciálna sonda, ktorú je možné zakúpiť na Aliexpress .

Diaľková sonda pre frekvenčný merač na Aliexpress: katalóg, foto

Ako sme povedali, frekvenčný čítač je dôležitý pre každého rádioamatéra. Dnes sú veľmi obľúbené zariadenia zostavené na mikrokontroléroch. Ich výroba je pomerne jednoduchá.

V závislosti od toho, ktorý mikrokontrolér sa používa, maximálna frekvencia merania sa môžu pohybovať od stoviek kilohertzov až po desiatky megahertzov. Pre stabilná prevádzka na vstup mikrokontroléra je potrebné privádzať signál s logickými úrovňami, preto má merač frekvencie zosilňovač vstupného signálu na operačnom zosilňovači alebo tranzistoroch, prípadne komparátor.

Na zvýšenie citlivosti frekvenčného merača sa zosilňovače a komparátory často vyrábajú vo forme špeciálnej vzdialenej sondy. Toto zariadenie si môžete kúpiť od Aliexpress .

Vstupná aktívna sonda pre frekvenčný merač na Aliexpress: katalóg, foto

Mnoho domácich digitálnych frekvenčných počítadiel má nízku vstupnú impedanciu, vysokú vstupnú kapacitu a nízku citlivosť. Všetky tieto faktory nepriaznivo ovplyvňujú presnosť merania frekvencie. Aby sa predišlo takýmto problémom, širokopásmová vstupná sonda s Aliexpress .

Ide o vstupnú sondu s vysokou citlivosťou a tvarovačom obdĺžnikové impulzy. Vyznačuje sa vysokou vstupnou impedanciou a nízkou vstupnou kapacitou. Zariadenie uloží pracovné podmienky od 2 Hz do 38 MHz. To umožňuje jeho použitie v mnohých situáciách, keď iné zariadenia zlyhajú.

Sonda pre merač frekvencie na Aliexpress: výpredaje, zľavy, doprava zadarmo

Bezplatná doprava tiež umožňuje veľa ušetriť na nákupoch. Ak chcete vidieť tovar, napríklad rovnaká sonda pre merač frekvencie, s doprava zdarma, musíte vybrať príslušný filter pod panelom vyhľadávania:

Doprava zdarma cez Aliexpress

Sonda pre merač frekvencie na Aliexpress: najpredávanejšie a obchody

Na Aliexpress je veľa obchodov, kde sa dá kúpiť sonda na merač frekvencie. Najspoľahlivejšie z nich sú.

Autor ponúka vzdialené sondy, ktoré rozširujú limity merania frekvenčného merača. Delia 100 frekvenciu meraného signálu, majú diferenciálne vstupy a v jednom variante rovnaké výstupy. V druhom variante je výstup normálny, nevyvážený. Napájacie napätie sondy - 5 V, odber prúdu - 51 mA. Sú postavené na analógovom komparátore ADCMP553 a frekvenčných deličoch MC12080 a KS193IE3.

Na obr. 1 je znázornená schéma sondy s vyváženým výstupom. Meraný signál zo vstupných kontaktov cez obvody C1R1 a C2R2 je privádzaný na symetrický vstup napäťového komparátora ADCMP553 (DA1), vyhotovený na tranzistoroch s efektom poľa, ktorých izolované hradla sú chránené spätne predpätými diódami. Piny 1 a 2 DA1 ovládajú internú „západku“, ktorá vám umožňuje opraviť stav výstupov komparátora v správnom čase. Pri pripojení týchto výstupov znázornených na schéme je "západka" deaktivovaná.

Ryža. 1. Schéma sondy s vyváženým výstupom

Ako sa experimentálne zistilo, citlivosť komparátora ADCMP553 závisí od predpätia spoločného režimu na jeho vstupoch, ktoré pochádza z vnútorného zdroja kladného napätia. Ak vo vstupných obvodoch nie sú žiadne odpory R3 a R5, ktoré ich spájajú so spoločným vodičom, napätie na vstupoch je viac ako 3 V a citlivosť komparátora sa zníži. Maximálna citlivosť sa dosiahne pri predpätí 1 ... 1,15 V, ktoré je nastavené výberom týchto odporov.

Pri odpore 150 kΩ uvedenom na diagrame je vstupná impedancia sondy približne 230 kΩ. Rozkmit vstupného signálu, pri ktorom sonda stabilne pracuje vo frekvenčnom pásme od 1 MHz do 600 MHz, je minimálne 0,3 V, 0,7 V pri frekvencii 0,9 GHz a 1 V pri frekvencii 1,2 GHz.

Maximálna pracovná frekvencia komparátora ADCMP553, podľa technický popis v , - iba 800 MHz. Medzi jeho vstupy môžete pomocou konektora X1 pripojiť rezistor R4 s odporom 51 ohmov. V tomto prípade sa vstupná impedancia sondy zníži na 1 kOhm a pásmo sa rozširuje smerom k vysokým frekvenciám. Pri frekvenciách od 0,6 GHz do 1 GHz nie je citlivosť horšia ako 0,3 V, pri frekvencii 1,4 GHz - 0,7 V, pri frekvencii 1,55 GHz - 1 V. Pri frekvenciách pod 0,6 GHz však čítač frekvencie , ku ktorému je pripojená sonda, nadhodnocuje namerané hodnoty.

Rezistory R6 a R7 vo výstupných obvodoch komparátora (piny 5 a 6) sú pripojené k spoločnému vodiču. Ich odpor nie je 100 ohmov, ako sa odporúča, ale 390 ohmov, aby sa zabránilo prekročeniu prípustného výstupného prúdu. V tomto prípade nie je prekročený odpor záťaže, pretože vstupy prvého frekvenčného deliča sú pripojené k výstupom komparátora - mikroobvodu MC12080 (DD1), ktorý má vstupný diferenciálny odpor menší ako 100 ohmov.

Experimenty ukázali, že tento delič pracuje na frekvenciách od 1 MHz do 1,6 GHz, hoci v jeho dokumentácii oblasť stabilnej prevádzky siaha od 100 MHz do 1,1 GHz. Riadiace vstupy SW1-SW3 deliča MC12080 sú pripojené na výkon plus, ktorý nastavuje jeho deliaci pomer na 10. Z výstupu prvého deliča vstupuje na vstup KS193IE3 signál s amplitúdou 1,2 V so strmými poklesmi. (DD2) mikroobvod - druhý delič frekvencie o 10.

Doska sondy je pripojená k výstupnému konektoru X2 zväzkom štyroch vodičov dĺžky 80 cm, v tesnej blízkosti kontaktov konektora je umiestnený rezistor R11. Konektor X2 je určený na pripojenie k symetrickému vstupu frekvenčného čítača FC250, ktorý som upravil. Cez zväzok je sonda napájaná napájacím napätím 5 V z regulátora napätia dostupného v FC250 a diferenciálne vstupy tohto frekvenčného merača, upraveného v súlade s, prijímajú protifázový signál s výkyvom 0,6 V. z výstupov deliča DD2 sondy.

Keďže doba počítania vstupných impulzov vo frekvenčnomere FC250 je len 0,1 s, bez deliacej sondy jeho indikátor zobrazuje hodnotu frekvencie v desiatkach hertzov (ak sa neberie do úvahy desatinná čiarka). Ak vezmeme do úvahy delenie frekvencie sondou číslom 100, bude vyjadrená v kilohertzoch.

Nákres dosky uvažovanej sondy je na obr. 2 a umiestnenie častí na ňom - ​​na obr. 3. Kreslenie vytlačená obvodová doska pre konektor X2 a rezistor R11 je dostupný na obr. 13. stor. Dosky sú vyrobené zo sklolaminátu hrúbky 1,5 mm, obojstranne potiahnuté fóliou (pre dosku sondy) alebo z jednej strany (pre dosku konektorov). Okraje dosky sondy sú "očesané" pocínovaným medeným drôtom o priemere 0,5 mm, ktorý je z oboch strán dosky priletovaný k fólii. Z rovnakého drôtu sú vyrobené a prispájkované k fólii znázornenej na obr. 3 prepojky. Vstupné kontakty sondy sú vyrobené z tvrdého pocínovaného drôtu s priemerom 0,75 mm.

Ryža. 2. Výkres dosky sondy

Ryža. 3. Umiestnenie dielov na doske sondy

Rezistor R4 - MLT-0,25. Pred spájkovaním na kolíky samčieho konektora X1 by sa jeho vodiče mali skrátiť na minimálnu dĺžku. Zvyšné odpory a kondenzátory sú veľkosti 0805 alebo 1206 pre povrchovú montáž. Konektor X1 - ľubovoľný štvorkolíkový pár zástrčka-zásuvka s rozstupom kolíkov 2,54 mm usporiadaných v jednom rade (napríklad CHU-4 a CWF-4), v ktorom sú ponechané iba extrémne páry kontaktov a stredné. sú odstránené. Vidlica X2 - WF-4R. Puzdrá konektorov sú prilepené k príslušným doskám.

Pod skrinky mikroobvodov DA1 a DD1 pred spájkovaním pokryte dosku lakom alebo tenkou vrstvou tavného lepidla. Kondenzátor C8 a odpor R9 sú inštalované na doske v procese nastavovania sondy.

Zasunutím zástrčky X2 s odporom R11 do zodpovedajúceho konektora frekvenčného merača sa zvolí odpor odporu R9, kým sa mikroobvod DD2 neprestane počítať, potom sa na dosku namontuje kondenzátor C8. Potom sa hlavná doska sondy otestuje v akcii a spojovacie dosky sa odmastia a potiahnu lakom odolným voči vlhkosti. Hlavná doska je umiestnená v teplom zmrštiteľnej trubici s priemerom 25/12,5 mm a doska konektora X2 je umiestnená v rovnakej trubici s priemerom 12,5/7 mm. Nie je zabezpečené tienenie sondy, zvýšilo by to jej vstupnú kapacitu a znížilo citlivosť. Vzhľad sonda je znázornená na fotografii na obr. štyri.

Ryža. 4. Vzhľad sondy

Pre prácu s frekvenčným meračom, ktorý má konvenčný nevyvážený vstup, bola vyrobená druhá verzia sondy, ktorá sa líši iba tým, že jej výstupné obvody sú vyrobené podľa obvodu znázorneného na obr. 5. Táto sonda je pripojená k meraču frekvencie pomocou trojvodičového zväzku. Na konci "Out" vodiča pripojeného k meraču frekvencie nie je žiadna záťaž (rezistor R11). Úrovne výstupného signálu - TTL. Nákres plošného spoja tejto sondy je na obr. 6. Prvky sú na ňom umiestnené v súlade s obr. 7.

Ryža. 5. Schéma výstupných obvodov

Ryža. 6. Nákres plošného spoja druhej verzie sondy

Ryža. 7. Umiestnenie prvkov na doske

Na obr. 8 je znázornené meranie frekvencie lokálneho oscilátora stredovlnného rádia naladeného na rádiovú stanicu pracujúcu na frekvencii 612 kHz. Nameraná frekvencia lokálneho oscilátora (1077 kHz) je 465 kHz (hodnota medzifrekvencie prijímača) nad nosnou frekvenciou rádiostanice.

Ryža. 8. Meranie frekvencie lokálneho oscilátora stredovlnného rádiového prijímača

Ryža. 9. Ukážka činnosti sondy

Frekvencia signálu zdroja, ktorý okolo seba vytvára dostatočne silné elektromagnetické pole (napríklad bezdrôtový slúchadlo), možno merať bez pripojenia sondy k nemu, ale otočením jeho vstupných svoriek na anténu - polvlnový vibrátor. Na obr. 9 sa to robí pomocou krokodílových sponiek. Pracovná frekvencia vysielača mikrotelefónu je 927076 kHz.

Literatúra

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

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

3. Panshin A. Predzosilňovač-tvarovač pre frekvenčný čítač FC250. - Rádio, 2015, č. 2, s. 18-20.

4. Panshin A. Spresnenie frekvenčného merača FC250. - Rádio, 2016, č. 3, s. 23, 24.

Dátum publikácie: 23.06.2017

Názory čitateľov

• Panshin A.V. / 30.07.2017 - 20:21
  V texte článku je nepresnosť: 3. odsek za obr.1. Hovorí, že "frekvenčný merač, ku ktorému je sonda pripojená, je nadhodnotený." Malo by znieť: "frekvenčný merač, ku ktorému je pripojená sonda s R4 k nej pripojeným, nadhodnocuje."

Aktívna sonda

Pozri podrobný článok vo VRL č.95 str.12

Aktívne sondy s nízkou vstupnou kapacitou. I. Šijanov.

________________________________________________________________________

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

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

Nastavenie rádiových prijímačov často vyžaduje kontrolu heterodyny meranie parametrov ním generovaného RF napätia. Bohužiaľ, môže byť ťažké to urobiť priamo s RF osciloskopom alebo milivoltmetrom. Vstupná kapacita zariadenia, vstupná impedancia, má veľmi veľký vplyv na činnosť mikrogenerátora výkonu (lokálneho oscilátora). Napríklad vstup obľúbeného osciloskopu C1-65 s kapacitou 30 pF a odporom 1 M dokáže nielen skresliť výsledky merania, ale dokonca narušiť generovanie lokálneho oscilátora. A potom je tu koaxiálny kábel s vlnovou impedanciou 50 ohmov. Samozrejme, môžete vstup pripojiť cez kondenzátor 1 pF, čo však môže značne skresliť výsledok merania (úroveň RF napätia, ktorá sa dostane na vstup meracieho zariadenia, môže byť 100-krát alebo viac podhodnotená). Najlepšie je použiť aktívnu sondu, čo je sledovač zdroja na vysokofrekvenčnom tranzistore s efektom poľa so vstupnou kapacitou menšou ako 1 pF a vstupným odporom väčším ako 10 MΩ s výstupným odporom 50 Ω. Takáto sonda, vyrobená vo forme samostatnej tienenej skrinky, môže byť umiestnená v bezprostrednej blízkosti meracieho bodu, pripojená k nemu najkratšími vodičmi, čím sa úplne eliminuje vplyv vlnového odporu kapacitného kábla prístroja a prístroja. vstupný impedančný kábel na výsledku merania. Navyše sám seba meracie zariadenie môžu byť umiestnené v značnej vzdialenosti od meracieho bodu (možno použiť veľmi dlhé prepojovacie káble).

Schematický diagram aktívnej sondy na tranzistore s efektom poľa BF998 je znázornený na obrázku. Na diagrame je tranzistor znázornený v puzdre, aby bolo možné pochopiť jeho pinout. Vstupná kapacita sondy je približne 0,7 pF, tvoria ju tri sériovo zapojené kondenzátory C1-C3. Vstupná impedancia 10 megaohmov. Namerané RF napätie je privedené na prvé hradlo tranzistora. Predpätie na tomto hradle sa rovná polovici napájacieho napätia a vytvára ho odporový delič R2-R3. Predpätie je privedené na bránu cez odpor R1 s odporom 10 MΩ. Vstupná kapacita tranzistora BF998 je 2,1 pF, takže napätie získané ako výsledok merania sa musí vynásobiť 3. Záťažou je odpor R4, jeho odpor by mal byť rovnaký ako vlnový odpor kábla. Sonda pracuje vo frekvenčnom rozsahu od 100 kHz do 1 GHz s nerovnomernosťou zosilnenia napätia maximálne 7 5 dB. Pri frekvenciách nad 1 GHz sa chyba výrazne zvyšuje. Zdroj energie je sieťový adaptér z TV hernej konzoly typu „Dandy“ (výstupné konštantné nestabilné napätie 8-11V) Napätie je stabilizované na úrovni 5V integrovaným stabilizátorom A1. Dióda VD1 slúži na ochranu pred chybou nesprávne pripojenie zdroj. Sonda môže byť napájaná aj z laboratórneho zdroja s napätím 8 ... 20V. Konštrukčne je sonda vyrobená v tienenom puzdre chybného celovlnného tunera televízora LG.Montáž je tlačená hromadne pomocou demontovanej dosky tohto tunera. Montáž prvého hradla tranzistora s efektom poľa na R1 a kondenzátory C1-C3 je potrebné vykonať "vo vzduchu", aby sa vylúčil vplyv kapacity plošného spoja a tieneného puzdra na vstupný obvod. Vstup - dva montážne vodiče nie dlhšie ako 10 cm Vodič pripojený k C1 sa nesmie dostať do kontaktu s izoláciou s doskou alebo obrazovkou skrinky.

Pre 5V napájanie je lepšie použiť bf1005 respbf1012 Sje v Platane.

Rádiokonštruktér №12 2007

Aktívna sonda osciloskopu

Časopis "Rádio", číslo 6, 1999

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

Používajú sa širokopásmové zosilňovače s vysokou vstupnou impedanciou, nízkou vstupnou kapacitou a nízkou výstupnou impedanciou rôzne zariadenia. Jednou z aplikácií sú vstupné sondy pre osciloskopy a iné meracie zariadenia. Ako je uvedené v tomto článku, moderné operačné zosilňovače od Analog Device umožňujú vyriešiť tento problém jednoduchými prostriedkami.

Osciloskop je jedným z najuniverzálnejších nástrojov, ktorý vám umožňuje merať širokú škálu parametrov elektrického signálu a často značne zjednodušuje postup nastavenia. elektronické zariadenia. V niektorých prípadoch je jednoducho nenahraditeľná. Mnohí však poznajú situáciu, keď pripojenie osciloskopu k vlastnému zariadeniu vedie k porušeniu jeho režimov. Je to spôsobené predovšetkým kapacitou a odporom vstupu osciloskopu a jeho prepojovacieho kábla zavedeného do skúmaného obvodu.

Väčšina osciloskopov používaných rádioamatérmi má vysokú vstupnú impedanciu (1 MΩ) a vstupnú kapacitu 5 ... 20 pF. V kombinácii s prepojovacím tieneným vstupným káblom dlhým asi meter sa celková kapacita zvýši na 100 pF alebo viac. Pre zariadenia pracujúce pri frekvenciách nad 100 kHz môže mať táto kapacita významný vplyv na výsledky merania.

Na odstránenie tohto nedostatku používajú rádioamatéri netienený drôt (ak je úroveň signálu dostatočne vysoká) alebo špeciálnu aktívnu sondu, ktorá obsahuje zosilňovač s vysokou vstupnou impedanciou, zvyčajne vyrobený na tranzistoroch s efektom poľa. Použitie takejto sondy výrazne znižuje množstvo kapacity zavedenej do zariadenia. Nevýhodou niektorých z nich je však nízky zisk alebo prítomnosť posunu úrovne na výstupe, čo sťažuje meranie jednosmerného napätia. Okrem toho majú úzky rozsah prevádzkovej frekvencie (do 5 MHz), čo tiež obmedzuje ich použitie a vyžaduje krátke prepojovacie káble. Sonda opísaná v má o niečo lepšie parametre. Je potrebné poznamenať, že všetky tieto sondy môžu efektívne pracovať s osciloskopmi, ktoré majú vysokú vstupnú impedanciu.

V súčasnosti sa čoraz viac rozširujú širokopásmové osciloskopy s pracovným frekvenčným rozsahom do 100 MHz a vyšším, s nízkou vstupnou impedanciou 50 ohmov, takže ich pripojenie k vlastnému zariadeniu sa často stáva takmer nemožným. Nie všetky sú vybavené aktívnymi sondami a použitie odporových deličov vedie k výraznému zníženiu citlivosti.

Aktívna sonda, ktorej popis sa ponúka čitateľom, je zbavená týchto nedostatkov. Pracuje s rôznymi osciloskopmi, ktorých vstupná impedancia môže byť nízkoodporová - 50 Ohm alebo vysokoodporová - do 1 MΩ, má pracovný frekvenčný rozsah 0 ... 80 MHz a dosť vysokú vstupnú impedanciu pri nízke frekvencie- 100 kOhm. Jeho prenosový koeficient je 1 alebo 10, to znamená, že signál nielen nezoslabuje, ale aj zosilňuje. Medzi výhody sondy patria jej malé rozmery.

Takéto parametre boli dosiahnuté použitím moderného vysokorýchlostného operačného zosilňovača od Analog Devices. Táto sonda používa najmä operačný zosilňovač AD812AN (Chip - Dip - 180r Platan - 190r), ktorý má tieto hlavné charakteristiky:

Horná pracovná frekvencia - nie menej ako 100 MHz; vstupný odpor - 15 MΩ so vstupnou kapacitou 1,7 pF; vstupné napätie - až + 13,5 V a rýchlosť prechodu výstupného napätia je 1600 V / μs; výstupný prúd (s výstupným odporom 15 ohmov) - do 50 mA; spotreba prúdu pri absencii vstupného signálu - 6 mA.

Operačný zosilňovač má navyše nízke harmonické (-90 dB pri 1 MHz a záťaž 1 kΩ) a nízky šum (3,5 nV / ^ Hz), ochranu proti K3 (prúd obmedzený na 100 mA), stratový výkon pri malom dostatočne veľké balenie - 1W. K tomu treba dodať, že cena mikroobvodu obsahujúceho dva operačné zosilňovače s takýmito parametrami je relatívne nízka (3...4 doláre).

Schéma aktívnej sondy je znázornená na obr. 1. V podstate sa zhoduje štandardná schéma zapnutie OS. Prepínaním SA1 prvkov obvodu sa mení koeficient prenosu KU spätná väzba a má dve hodnoty: 1 a 10. Prepínač SA2 volí prevádzkový režim: so „zatvoreným“ vstupom, keď je na vstupe zapnutý kondenzátor C1 a na vstup neprechádza jednosmerná zložka napätia, alebo s príp. "otvorený" vstup, keď prejde.

Nabíjačky" href="/text/category/zaryadnie_ustrojstva/" rel="bookmark">napájací zdroj s výstupným napätím %12...15 V. Treba si uvedomiť, že spotrebovaný prúd pri absencii signálu je 10 ...15 mA, pri prevádzke na nízkoodporovej záťaži sa pri privedení signálu môže prúd zvýšiť až na 100 mA.

Literatúra

1. Grishin A. Aktívna sonda pre osciloskop. - Rádio, 1988, # 12, s. 45.

2. Ivanov B. Osciloskop je váš pomocník (aktívna sonda). - Rádio, 1989, # 11, s. 80.

3. Turchinsky D. Aktívna sonda pre osciloskop. - Rádio, 1998, # 6, s. 38.

Osciloskopová RF sonda s SV = 0,5 pF

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

Pri meraniach osciloskopom vo vysokofrekvenčných zariadeniach môže vstupná kapacita deliča vniesť do ladeného uzla značné skreslenia (napríklad pri pripojení sondy k obvodu RF generátora a pod.). Rozdeľovače s pomerom 1:1 majú vstupnú kapacitu rádovo 100 pF alebo viac (kapacita kábla plus vstupná kapacita osciloskopu), čo výrazne obmedzuje ich frekvenčný rozsah. Štandardné pasívne deliče 1:10 so vstupnou kapacitou 12 až 17 pF zároveň znižujú citlivosť osciloskopu na 50 mV na dielik (s maximálnou vstupnou citlivosťou 5 mV / dielik, typická pre väčšinu priemyselných osciloskopov), a tiež stále majú príliš veľkú vstupnú kapacitu na neskresľujúce merania v obvodoch RF, kde môžu mať kapacity slučky rovnakú hodnotu.

Tento problém je vyriešený použitím na meranie špeciálnych aktívnych sond vyrobených na tento účel (napr. Tektronix). Tieto zariadenia je však dosť ťažké nájsť a ich cena (od 150 dolárov a viac) je porovnateľná s cenou dobre používaného osciloskopu. Zároveň nie je veľmi ťažké samostatne vyrobiť jednoduchú aktívnu osciloskopovú sondu s malou vstupnou kapacitou, čo urobil autor.

Aktívna sonda osciloskopu je určená na meranie premenlivé napätia v nízkonapäťových RF obvodoch a má nasledujúce vlastnosti:

Rozsah hodnôt amplitúdy meraného signálu – od 10 mV do 10 V frekvenčná odozva– Lineárny od 10 kHz do 100 MHz s malým signálom Výstupný signál – invertovaný, s deliacim pomerom 1:2 Napájacie napätie – 12 voltov (4 * CR2025) alebo externý zdroj Vstupná kapacita – 0,5 pF (0,25 pF s externým deličom 1: 10) Vstupný odpor - 100 kOhm Spotreba prúdu - 10 mA Rozmery 60 x 33 x 16 mm

Vzhľad vyrobeného zariadenia je znázornený na fotografii.

Dizajn nástroja

Schematický diagram sondy je znázornený na obrázku. Zariadenie je zostavené na troch nízkošumových mikrovlnných tranzistoroch 2SC3356 s medznou frekvenciou 7 GHz. Napäťový zisk je asi 23 dB. Výstupný emitorový sledovač slúži na dodatočnú izoláciu zosilňovača od záťaže a môže byť vynechaný, ak je sonda použitá s rovnakým osciloskopom. Reťazec LED, 9 voltová zenerova dióda a odpor slúžia ako indikátor zapnutia a indikátor prahu napätia batérie. Napájacie napätie 12 voltov je potrebné a postačujúce na to, aby sa na výstupe zariadenia získala maximálna hodnota amplitúdy meraného signálu do 5 voltov a tým sa zabezpečil maximálny dynamický rozsah až 50 dB pri vykonávaní meraní pomocou nastavený koeficient odchýlky od 5 mV na dielik (citlivosť väčšiny osciloskopov).

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

Založenie

Táto fáza práce sa musí vykonať veľmi opatrne, aby sa dosiahol požadovaný výsledok.

Po zložení zosilňovača je najprv potrebné presne nastaviť jeho pracovný bod výberom 120 kiloohmového odporu, aby sa získala maximálna amplitúda neskresleného signálu na výstupe. V tomto obvode a s čerstvými batériami sa tento režim dosiahne nastavením konštantného napätia od +5,2 do +5,3 voltov na emitore druhého tranzistora. Pracovný bod druhého sledovača emitora nevyžaduje nastavenie so špecifikovanými hodnotami odporu. Ďalej by ste mali presne vybrať hodnotu dolného odporu (v tomto prípade 20 kiloohmov) vstupného deliča, aby ste získali požadovanú mierku (1: 2) prenosu signálu medzi vstupom a výstupom zariadenia pri relatívne nízkej frekvencii ( približne 100 kHz). Všimnite si, že vstupná impedancia zosilňovača so špecifikovanými menovitými hodnotami častí je asi 5 kiloohmov (pri rovnakej frekvencii), takže pri absencii špecifikovaného odporu bude zosilnenie zariadenia vyššie, ako je požadované, asi o 3 dB ( útlm vstupného signálu je (105 / 5) = 26 dB, pričom celkový zisk obvodu je 23 dB a požadovaný zisk celého zariadenia musí byť rovný 0,5, teda mínus 6 dB). Výber kompenzačných kapacít (0,5 pF paralelne so 100 kiloohmovým odporom a ladiacim kondenzátorom v spodnej vetve vstupného deliča) sa vykonáva porovnaním prenosového koeficientu na dvoch frekvenciách, napríklad 1 MHz a 30 MHz a výberom kapacít, kým sa nedosiahne požadovaný konštantný zisk zariadenia. Ďalej sa vykoná konečná kontrola zariadenia na hornej prevádzkovej frekvencii, ak má rádioamatér takúto príležitosť. Nakoniec sa skontroluje skutočná vstupná kapacita sondy pri vysokej frekvencii (napríklad pripojením k obvodu so známymi parametrami bežiaceho generátora a sledovaním zmeny frekvencie výstupného signálu pomocou digitálneho merača frekvencie alebo prijímača) . Pri správnom návrhu zariadenia by sa nemal výrazne líšiť od hodnoty uvedenej na diagrame (celková vstupná kapacita v autorom vyrobenej sonde, meraná pri frekvencii 20 MHz, bola 0,505 pF).

Poznámky

Táto sonda bola vytvorená autorom pre merania v obvodoch sínusových RF signálov v obvodoch generátorov a zosilňovacích stupňov tranzistorových obvodov a vo všeobecnosti problém rieši. Práve z tohto dôvodu bol v sonde zvolený vyššie uvedený pomer medzi všetkými hlavnými parametrami zariadenia - jeho frekvenčným rozsahom, vysokou citlivosťou, dostatočne veľkým vstupným odporom a čo najnižšou vstupnou kapacitou meracieho prístroja, ako aj malým terajšia konzumácia. Rádiotechnika je vždy kompromisom s hraničnými hodnotami parametrov stanovených vývojárom.

Aktívna sonda pre C1-94.

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

Hliníkový "href="/text/category/aluminij/" rel="bookmark"> hliníková miska z validolu Sonda sa pripojí k osciloskopu ľubovoľným vysokofrekvenčným tieneným káblom, najlepšie s malým priemerom.

Pri nastavovaní sondy najskôr vyberte (ak je to potrebné) rezistor R1, aby ste zabezpečili prevádzkový režim tranzistora VT2 uvedený v schéme. Koeficient prenosu sa nastavuje výberom odporu R4 a horná hranica šírky pásma - výberom kondenzátora C4. Spodná hranica šírky pásma závisí od kapacity kondenzátora C1.

Odporúča sa skontrolovať amplitúdovo-frekvenčnú charakteristiku sondy. Ak sa na ňom zistí nárast pri frekvenciách zodpovedajúcich hornej hranici priepustného pásma, bude potrebné zapojiť 30 Ohm rezistor do série s kondenzátorom C4

Prevzaté odtiaľto: http://www. *****/lcmeter3.htm

Merač frekvencie, merač kapacity a indukčnosti - FCL-meter

Na tranzistore VT1 je zostavený zosilňovač signálu frekvenčného merača F1. Obvod nemá žiadne vlastnosti, okrem odporu R8 (100 Ohm), ktorý je potrebný na napájanie externého zosilňovača s malou vstupnou kapacitou, čo značne rozširuje rozsah zariadenia. Jeho schéma je znázornená na ryža. 2.

Pri použití zariadenia bez externý zosilňovač treba si uvedomiť, že jeho vstup je 5 voltov, a preto je v signálovom obvode potrebný oddeľovací kondenzátor.

Preddelička frekvenčného merača F2 je zostavená podľa typického obvodu pre väčšinu týchto preddeličiek, zavedené sú len obmedzujúce diódy VD3, VD4. Treba si uvedomiť, že pri absencii signálu sa preddelička samobudí pri frekvenciách cca 800-850 MHz, čo je typické pre vysokofrekvenčné deličy. Samobudenie zmizne, keď sa na vstup privedie signál zo zdroja so vstupnou impedanciou blízkou 50 ohmov. Signál zo zosilňovača a preddeličky ide do DD2.

Vzdialená sonda k osciloskopu.

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

Na obr. 3 prezentované schému zapojenia napäťový sledovač, vyrobený vo forme elektronickej sondy k osciloskopu. Obvod zosilňovača obsahuje štyri tranzistory. Zladený pár tranzistorov s efektom poľa VT1, VT2 s n-kanálom pracuje v diferenciálnom stupni, tranzistor VT3 je zdrojom prúdu pre špecifikovaný stupeň a tranzistor VT4 je zahrnutý v obvode zosilňovača napätia so spoločným emitorom.

Zariadenie funguje nasledovne. Vstupný signál sa privádza na bránu tranzistora VT1. Napätie zosilnené tranzistor s efektom poľa VT1, ide na základňu tranzistora VT4.Výstupné napätie opakovača je prevzaté z zberateľ záťaž - rezistor R10.Výstupné napätie je zároveň privedené na hradlo druhého tranzistora diferenciál párov VT1, VT2. Hlboká negatívna spätná väzba a veľký rozdielový odpor zdroja prúdu poskytujú takmer jednotný zisk sledovača. Výberom kolektorového prúdu tranzistora VT4 (asi 4 mA) sa zníži nelinearita sledovača vo vysokofrekvenčnej oblasti. Teplotná stabilita zariadenia je zabezpečená hlbokou negatívnou spätnou väzbou a zavedením zdroja prúdu na tranzistor VT3.

Hlavné charakteristiky sledovača napätia sú znázornené na obr. 4. Krivky 1-4 znázorňujú frekvenčnú odozvu zariadenia pre rôzne hodnoty zaťažovacej kapacity. Keď sa kapacita zvýši z 15 na 100 pF, šírka pásma opakovača, meraná pri 3 dB, sa zužuje z 25 na 10 MHz. Vyššie uvedená zaťažovacia kapacita je súčtom kapacity kábla a vstupnej kapacity osciloskopu.

Ryža. 3. Variant obvodu sledovača napätia - sonda k osciloskopu

Treba mať na pamäti, že moderné RF káble s polyetylénovou izoláciou majú lineárnu kapacitu, ktorá sa zvyšuje s klesajúcou vlnovou impedanciou. Takže napríklad typická hodnota lineárnej kapacity kábla s vlnovou impedanciou 50 Ohm je PO ... 125 pF, s vlnovým odporom 75 Ohm - v rozmedzí 60 ... 80 pF. Vysokoodporové káble a káble s polovzduchovou izoláciou môžu mať nižšiu kapacitu na jednotku dĺžky, ale sú relatívne nedostupné.

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