Главная Введение Новости Магазин Блог

Активный щуп.

Как вы знаете из предыдущего разговора, активный щуп необходим для значительного уменьшения входной емкости осциллографа (а точнее, входного щупа при осциллографических измерениях) и повышения его входного сопротивления. Активным же щупом он называется потому, что собран на активных элементах - транзисторах.

Предлагаемый активный щуп (рис. 110) рассчитан на работу в диапазоне частот 0...15 МГц и обладает входным сопротивлением 6 МОм при входной емкости около 10 пФ. Если же к щупу подключают насадку-делитель 1: 10, входная емкость уменьшается до 2 пФ. Амплитуда входного сигнала,контролируемого с помощью активного щупа, не должна превышать 2 В, а с насадкой-делителем - 20 В. Если же щупом контролировать сигнал частотой ниже 5 МГц, предельная амплитуда может быть больше - до 8 В (с насадкой-делителем - до 80 В).

На транзисторах VT1 - VT3 собран повторитель сигнала, обеспечивающий большое входное сопротивление щупа и передачу сигнала по коаксиальному кабелю ко входу осциллографа.

Питается активный щуп от двуполярного источника напряжением по 12 В и потребляет 15 мА. Питание подается через разъем ХРЗ. Благодаря такому питанию выходное напряжение щупа при отсутствии входного сигнала равно нулю. Этого добиваются подстроечным резистором R2. А нужный коэффициент передачи щупа (он должен быть точно 1) устанавливают подбором резистора R4.

Входная вилка ХР1 используется для подключения насадок (их две), а ХР2 представляет собой зажим "крокодил", соединяемый с щупом гибким монтажным проводом, - его подключают во время измерений к общему проводу конструкции.

Одна из насадок (1:1) - самый обыкновенный переходник (рис. 111), соединяемый с помощью гнезда XS2 с вилкой ХР1 щупа. Вилкой же ХР5 касаются контролируемых точек конструкции. Вторая насадка (1:10) -компенсированный делитель входного сигнала. При работе с ней гнездо XS3 соединяют с вилкой ХР1, вилку ХР7 - с общим проводом, а вилкой ХР6 касаются исследуемых цепей.

Для питания щупа можно использовать батареи (правда, это менее удобно )или небольшой блок, собранный, например, по приведенной на рис. 112 схеме. Он состоит из понижающего трансформатора с переменным напряжением на вторичной обмотке 10...11 В и двух однополупериодных выпрямителей со стабилизаторами напряжения. Один выпрямитель (на диоде VD1) рассчитан на получение плюсового напряжения, другой - минусового(на диоде VD2). Через розетку XS4 питание поступает на разъем ХРЗ щупа.

В щупе можно использовать, кроме указанных на схеме, транзисторы КПЗОЗА (VT1). КТ361А - КТ361Д (VT2), КТ315А - КТ315И, КТ312А - КТ312В (VT3). Конденсаторы - КД, КЛС, КМ, постоянные резисторы - МЛТ-0,125, или МЛТ-0,25, подстроечный R2 - СП5-16 или другой малогабаритный. В блоке питания диоды могут быть любые выпрямительные с обратным напряжением не менее 35 В; транзисторы - любые другие маломощные соответствующей структуры; оксидные конденсаторы - любые малогабаритные, на номинальное напряжение не ниже указанного на схеме. Вместо стабилитронов Д814Д подойдут Д813.

Детали щупа, кроме выключателя SA и конденсатора С1, монтируют на печатной плате (рис. 113) из двустороннего фольгированного стеклотекстолита. Затем плату (1 на рис. 114) устанавливают в металлическом цилиндрическом корпусе 2 подходящих размеров, например в стаканчике из-под валидола. В Т-образный вырез платы впаивают латунный винт 3 (М2, М2,5). В дне стаканчика сверлят отверстие и выводят через него жгут 4 из проводников питания и экранированного провода выхода щупа. Длина жгута - 1...1.5 м. Сбоку на стаканчике крепят малогабаритный выключатель, к контактам которого припаивают конденсатор С1. Общий провод соединяют со стаканчиком, а через отверстие в боковой стенке стаканчика выводят гибкий монтажный провод и припаивают его к зажиму "крокодил". Первая насадка (1:1) выполнена на базе пластмассовой крышки 5 от флакона. В крышку вставляют стальную иглу 6 (это

Осциллограф ОМЛ-2М

Осциллограф ОМЛ-2М

Осциллограф ОМЛ-2М

Осциллограф ОМЛ-2М

вилка ХР5), к которой припаивают втулку 7 (гнездо XS2) с такой же резьбой, что и на винте 3. Иглу с втулкой фиксируют в крышке эпоксидным клеем или шпаклевкой 8.

Аналогично выполнена и вторая насадка (1:10), только на краю крышки 5 наклеивают фольгу 9, которая имитирует вилку ХР7 и при ввинчивании насадки в щуп касается его металлического стаканчика, т. е. общего провода устройств. Но, конечно, монтируют насадку и заливают ее клеем (или шпаклевкой) только после подбора помеченных на схеме деталей при налаживании щупа. Правда после заливки емкость монтажа несколько изменится, но ошибка в коэффициенте делении будет незначительная.

Детали блока питания размещают в подходящем пластмассовом корпусе (рис.115), на верхней крышке которого крепят разъем XS4, а через отверстие в боковой стенке выводят сетевой шнур с вилкой ХР8 на конце. Под разъем XS4 подбирают ответную часть - разъем ХРЗ и подпаивают к его выводам проводники питания щупа. Оплетку экранированного провода соединяют с вилкой ХР4, а жилу провода - с гнездом XS1. При работе с активным щупом в гнездо вставляют входной щуп осциллографа, а с вилкой соединяют "земляной" щуп.

Налаживание активного щупа начинают с того, что к по выходу подключают милливольтметр постоянного тока или осциллограф, работающий и режиме открытого входа. Подав на щуп питание, добиваются перемещением движка подстроечного резистора R2 нулевого напряжения на выходе.

Затем на вход щупа подают (при замкнутых контактах выключателя SA1,соответствующих режиму открытого входа) постоянное напряжение 2...3 В. Подбором резистора R4 добиваются такого же напряжения и на выходе щупа,что будет соответствовать единичному коэффициенту передачи устройства. Нелишне будет после этого проверить сохранность нулевого уровня выходного напряжении и при необходимости скорректировать его подстроечным резистором.

Далее к щупу подключают насадку-делитель и подают на ее вход (конечно,относительно зажима ХР2) сигнал частотой 50 Гц с генератора импульсов,описанного ранее. Контролируя выходное напряжение щупа, подбирают резистор R7 такого сопротивления, чтобы коэффициент деления насадки был равен ровно 10.

После этого на вход насадки подают импульсный сигнал частотой 2 кГц и подбором конденсатора С5 добиваются правильной формы импульсов - такой, как и на входе делителя. Вот теперь делитель станет компенсированным и его детали можно закреплять эпоксидным клеем (или шпаклевкой) в крышке.

Активный щуп готов к работе. Но предварительно вы, конечно, захотите убедиться в его высоких параметрах, о которых было сказано выше. Это несложно сделать даже с помощью лишь одного осциллографа - ведь у него есть выход пилообразного напряжения, которое вы уже научились использовать в качестве контрольного. Вот и подключите к гнезду на задней стенке осциллографа переменный резистор (рис. 116, а), а к нему - входной щуп. Установите чувствительность осциллографа 1 В/дел., а длительность развертки. скажем, 1 мс/дел. Установите движок переменного резистора в нижнее по схеме положение. Ручками длины и смещения развертки установите начало развертки в нижнем левом углу масштабной сетки, а ширину развертки - равной длине масштабной сетки. Измерьте высоту изображения (рис. 117, а) - предположим, она будет равна четырем делениям.

Плавно поворачивая ручку переменного резистора, уменьшите высоту изображения вдвое. Теперь можно сказать, что входное сопротивление осциллографа равно задействованной части сопротивления переменного резистора. Не изменяя положения движка резистора, подключите активный щуп (рис.116, б) с первой насадкой (1:1). Вы убедитесь, что высота изображения осталась почти равной прежним четырем делениям. Такой результат свидетельствует о высоком входном сопротивлении активного щупа. Если захотите точно измерить его, включите последовательно с переменным резистором постоянный, сопротивлением 4...5 МОм, и добейтесь уменьшения высоты изображения вдвое, а затем измерьте получившееся сопротивление -оно и будет равно входному сопротивлению активного щупа.

Входную емкость щупа тоже несложно оценить. Для этого нужно заменить переменный резистор конденсатором переменной емкости или подстроечным с максимальной емкостью 20... 50 пФ, и проделать такую же операцию что ив предыдущем случае - подбором емкости конденсатора добиться уменьшения высоты изображения вдвое, а затем измерить получившуюся емкость. Но вэтом варианте следует значительно уменьшить длительность развертки, установив ее равной. например, 1 мкс/дел. Для сравнения измерьте входную емкость активного щупа со второй насадкой (1:10) - она будет значительно ниже.

Осциллограф ОМЛ-2М

Осциллограф ОМЛ-2М

Осциллограф ОМЛ-2М

Осциллограф ОМЛ-2М