|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ Вимірювальна міні-лабораторія. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Початківцю радіоаматору Які вимірювальні прилади потрібні радіоаматору-початківцю? Вольтметр? - Так. Омметр? - Так. Генератор низької частоти? - Так. Імпульсний генератор для перевірки роботи каскадів на інтегральних мікросхемах? - Безперечно! Пробник для "продзвонювання" монтажу? - Неодмінно. І, звичайно, мрія радіоаматора – осцилограф, на екрані якого можна спостерігати "життя" електронних каскадів та вузлів. Ці прилади об'єднані в одному корпусі Артуром Месроповичем Пілтакяном - затятим радіоаматором зі шкільної лави, розробником багатьох радіоаматорських та промислових конструкцій у галузі телевізійної, вимірювальної та іншої техніки, автором десятків публікацій у періодичній пресі, у тому числі і в журналі "Радіо" книг для радіоаматорів. При розробці міні-лабораторії ставилося завдання максимально спростити вимірювальні прилади, що входять до неї, але при цьому забезпечити отримання параметрів, достатніх для практичної діяльності початківця радіоаматора. Зовнішній вигляд лабораторії показано на рис. 1, а своєрідна структурна схема – на рис. 2.
Один із важливих її приладів – осцилограф. Його вхідний опір становить приблизно 70 кОм, найменша амплітуда вхідного сигналу - 0,1 В. При амплітуді більше 5 В сигнал допустимо подавати безпосередньо на пластини, що відхиляють електроннопроменевої трубки. Діапазони частот розгортки - 60...600 та 600...6000 Гц. Генератор звукової частоти (3Ч) працює на фіксованій частоті близько 1 кГц і видає синусоїдальний сигнал напругою до 1,5 В. Також на фіксованій частоті працює генератор імпульсів, його максимальна амплітуда на виході досягає 15 В. Омметр дозволяє вимірювати опори в діапазонах 50 Ом. ..40 ком і 500 Ом ... 400 ком. Усі перелічені прилади живляться від загального блоку. Не потребує мережного живлення лише вольтметр із пробником. Він розрахований на вимірювання напруги постійного струму в межах 10, 100 і 1000 В. При використанні вольтметра як пробник у роботу вступає автономне джерело живлення - акумулятор. Розберемо пристрій та роботу всіх вузлів міні-лабораторії за її принциповою схемою (рис. 3).
Осцилограф (вузол А1). Основа його – електронно-променева трубка (ЕЛТ) VL1. Вона має нитку розжарення (висновки 1, 14), катод (2), керуючий електрод або модулятор (3), фокусуючий електрод або перший анод (4), другий анод (9) і дві пари так званих горизонтальних (10, 11) і вертикальних (7, 8) пластин, що відхиляють, розташованих взаємно перпендикулярно по осі ЕЛТ. Між катодом і другим анодом прикладена висока напруга, у нашому випадку 600 В. Нагрітий катод випромінює електрони, які під впливом плюсової напруги спрямовуються у бік другого анода, проходячи послідовно крізь отвори в модуляторі і електроді. Набравши швидкість, вони за інерцією проходять через отвір другого анода і, рухаючись між пластинами, що відхиляють, потрапляють, нарешті, на екран ЕПТ, викликаючи його свічення у вигляді яскравої плями. Негативно заряджені електрони прагнуть відштовхнутися один від одного, тому пляма не має чітких меж. Щоб замість розпливчастої плями отримати точку, що світиться, електронний потік повинен бути сфокусований. З цією метою на фокусуючий електрод подається постійна напруга зі змінного резистора R8 - переміщенням його двигуна домагаються потрібного фокусування. Для регулювання яскравості плями (далі зображення) використовують модулятор, подаючи на нього з двигуна змінного резистора R9 мінусову напругу. Чим воно більше, тим менше електронів потрапить на екран, тим менша яскравість точки. Якщо на пластинах немає напруги, точка розташується приблизно у центрі екрана. Але варто подати напругу, скажімо, на горизонтальні пластини (змінним резистором R5), точка переміститься по горизонталі у бік пластини з плюсовою напругою. Аналогічно поведеться точка при подачі напруги на вертикальні пластини (змінним резистором R1) - вона переміститься вгору чи вниз. Коли на горизонтальні пластини подають змінну напругу частотою 1 Гц, точка на екрані переміщається кожну секунду з крайнього лівого положення крайнє праве і назад. Збільшення частоти напруги призведе до появи на екрані суцільної горизонтальної лінії, довжина якої залежить від амплітуди напруги. Подібну картину вдасться спостерігати при подачі такого ж сигналу на вертикальні пластини, що відхиляють. Наявність двох пар пластин дозволяє переміщати точку на екрані у будь-якому напрямку, тобто "малювати" будь-які фігури. На практиці горизонтальні пластини живлять напругою, що нагадує формою зуб'я пили (його називають "пилкоподібним"), а на вертикальні подають досліджуваний сигнал, скажімо, синусоїдальної форми. При однаковій частоті обох сигналів на екрані з'явиться зображення одного періоду напруги синусоїдальної. При збільшенні частоти досліджуваної напруги вдвічі будуть два періоди, втричі - три і т. д. Щоб можна було підібрати потрібне число періодів, що спостерігаються, перебудовують частоту пилкоподібної напруги, роблячи її кратній частоті досліджуваного сигналу. А тепер про одне уточнення. Хоча розповідь йшла і йтиме про горизонтальні та вертикальні пластини, насправді їх навмисне поміняли місцями щодо звичайного положення, оскільки в реальній конструкції трубка повернута на 90°, щоб забезпечити більше зображення досліджуваного сигналу. Джерелом пилкоподібної напруги, що часто називається напругою розгортки, є генератор з регульованою частотою, виконаний на транзисторі VT1. Працює він так. Після включення живлення напруга на колекторі транзистора дорівнює нулю. Починають заряджатися конденсатори С4 та С5 (або С4 та С6 залежно від положення рухомого контакту перемикача SA2), транзистор закритий. Швидкість заряджання конденсаторів залежить від їх сумарної ємності та опору резисторів R12, R13. Як тільки напруга на колекторі досягне певного значення, транзистор лавинно відкриється і конденсатори розрядяться майже до нуля через ділянку колекторемітера. Напруга на колекторі знизиться практично до нуля, транзистор закриється, процес повториться. Зарядка конденсаторів відбувається майже за лінійним законом, розряджаються вони значно швидше. На колекторі транзистора в результаті утворюється пилкоподібна напруга, частоту якого встановлюють стрибкоподібним перемикачем SA2 і плавно - змінним резистором R13. Якщо увімкнено конденсатор С5, частоту можна змінювати від 600 до 6000 Гц, при включенні конденсатора С6 її вдасться регулювати від 60 до 600 Гц. Але амплітуди пилкоподібної напруги ще недостатньо для подачі його на пластини, що відхиляють. Тому воно надходить через розділовий конденсатор С7 і резистор обмежувальний R14 на підсилювальний каскад, виконаний на транзисторі VT2. Через резистор R15 на базу транзистора подається напруга з дільника R16, R17, що визначає разом з резистором R18 режим роботи транзистора. З резистора навантаження R19 пилкоподібна напруга надходить на перемикач SA3. У лівому за схемою положенні рухомого контакту перемикача напруга подається горизонтальні пластини. У правому положенні пластини можна подавати зовнішній сигнал з гнізда Х5. На вертикальні пластини досліджуваний сигнал амплітудою більше 10 подають через гніздо Х2, змінний резистор R20 і перемикач SA1 (його рухливий контакт повинен перебувати в показаному на схемі положенні). Частина сигналу знімається з двигуна змінного резистора R2 і надходить на основу транзистора генератора - це ланцюг синхронізації, що дозволяє "зупинити" зображення на екрані ЕЛТ. При дослідженні сигналів значно меншої амплітуди їх подають з двигуна змінного резистора через перемикач SA1 (його рухливі контакти тепер повинні бути в нижньому схемі положенні) на вхід підсилювача, виконаного на транзисторах VT3, VT4. Для підвищення вхідного опору першого підсилювача каскаду введені резистори R21, R24. Вихідний каскад підсилювача виконаний за такою самою схемою, що і аналогічний каскад генератора розгортки. З резистора навантаження R31 посилений сигнал надходить через конденсатор С10 на перемикач SA1. Конденсатор С15 запобігає самозбудженню підсилювача. Якщо сигнал великий, подають на гніздо Х4, а розмах зображення на екрані регулюють змінним резистором R25. Таким варіантом користуються, наприклад, при вимірі опорів резисторів омметром (про це пізніше). Блок живлення (вузол А2). Він містить два випрямлячі, які забезпечують напругу 600 В для живлення ЕЛТ, стабілізована напруга 240 В для живлення каскадів на транзисторах VT1, VT2, VT4, а також напруга 15 В для живлення каскаду на транзисторі VT3, генераторів і зовнішніх конструкцій, що перевіряються, Х1 (і, звісно, до гнізда ХЗ чи Х16, Х17). Трансформатор блоку живлення Т1 містить чотири обмотки: мережеву I, що підвищує II, напружену III і знижувальну IV. Напруга 600 знімають з випрямляча, виконаного за схемою подвоєння на діодах VD3, VD4 і фільтруючих конденсаторах С16, СП. Половина напруги цього випрямляча подається на параметричний стабілізатор із резисторів R32, R33 та стабілітронів VD1, VD2. У результаті виходить стабілізована напруга 240 В. За допомогою діодного мосту VD5 і фільтра C19R35C18 отримують напругу 15 - тільки у випадку показаного на схемі положення рухомих контактів перемикача SA5. Якщо ці контакти встановити в інше положення, змінна напруга з обмотки IV буде подано на омметр. У цьому варіанті сигнальний світлодіод HL1 гасне. Вольтметр із пробником (вузол A3). Вольтметр виконаний за звичайною схемою зі стрілочним індикатором РА1 та додатковими резисторами піддіапазонів вимірювань. Щоб спростити процес калібрування вольтметра, кожен додатковий резистор складається з двох послідовно з'єднаних - постійного та підстроювального. Вимірювана напруга подають на гніздо Х9 і один з гнізд Х6-Х8 залежно від потрібного піддіапазону. При використанні вольтметра як пробник, щупи включають в гнізда Х9 і Х10. Стрілки індикатора встановлюють на кінцевий поділ шкали - умовний нуль відліку - змінним резистором R36. Оскільки діапазон зміни опору цього резистора великий, пробник здатний працювати за значної розрядки акумулятора G1. Омметр (вузол А4). Він виконаний за класичною мостовою схемою, коли резистор (або іншу деталь, що має опір), що перевіряється, включають в плече діагоналі моста (гнізда Х14, Х15), на одну діагональ (крайні висновки змінного резистора R46) подають напругу, а з іншої (руховий резист) і гніздо Х46 – загальний провід) – знімають. Змінним резистором міст балансують, і за його шкалою відраховують значення опору. Індикатором балансу служить осцилограф, гніздо Х14 якого з'єднують із гніздом Х4 омметра. Коли міст виявиться збалансованим, зображення на екрані перетвориться на точку. Діапазон омметра встановлюють перемикачем SA6, який включає плече моста або резистор R44 (діапазон 500 Ом ... 400 кОм), або R45 (50 ОМ ... 40 кОм). Генератор ЗЧ (вузол А5). Одного транзистора VT5 виявилося достатньо будівництва цього генератора, видає коливання синусоїдальної форми однієї фіксованої частоти. Генерація коливань виникає завдяки зворотному зв'язку між колектором та базою транзистора через ланцюжок з резисторів R47 - R49 та конденсаторів С20, С21, С23. З резистора навантаження генератора R52 синусоїдальні коливання надходять через конденсатор С24 на змінний резистор R51 (регулятор амплітуди вихідного сигналу), з його движка - на гніздо X11. У це гніздо включають щуп, за допомогою якого подають сигнал на конструкцію, що перевіряється. Звичайно, загальний провід генератора (скажімо, гніздо Х16) з'єднують із таким самим проводом конструкції. Живлення на генератор подають вимикачем SA7. Генератор імпульсів (вузол А6). Він зібраний за схемою симетричного мультивібратора на транзисторах VT6, VT7, тому на виході генератора (на резистори R56) будуть спостерігатися імпульси з однаковими тривалістю і паузою (так званий "меандр"). З двигуна змінного резистора регульований вихідний сигнал надходить на гніздо Х13. Як і в попередньому генераторі, до гнізда підключають виносний щуп. Живлення на генератор прямокутних імпульсів подають вимикачем SA8. Деталі та конструкція. Мережевий трансформатор - саморобний, виконаний на магнітопроводі Ш 18x32. Обмотка I містить 1670 витків дроту ПЕВ-1 0,25, II – 1890 витків ПЕВ-1 0,15, III – 49 витків ПЕВ-1 0.75. IV – 100 витків ПЕВ-1 0.35. Оксидні конденсатори – К50-31 (C8. C14). К50-32 (C16, С17). К50-12 (З 18. С19). Конденсатор С9 - паперовий на напругу не нижче 500 В. С20-С27 - будь-які на напругу не менше 15 В, решта конденсаторів - плівкові, металоплівкові або паперові на напругу понад 200 В. Змінні резистори R13, R46 - типу СП-1 відповідно потужністю та 2 Вт. інші змінні та підлаштовані резистори - СПО-1, постійні резистори - МЛТ не нижче зазначеної на схемі потужності. Замість МД217 можна застосувати МД218, КД105Г. КД209В та інші випрямні діоди зі зворотною напругою не менше 800 В, а КД906А замінить будь-який діодний міст, розрахований на зворотну напругу більше 50 В. Замість 2С920А підійдуть інші послідовно з'єднані стабілітрони, сумарна напруга стабілізації яких становить 240. ..30 мА. Транзистор ГТ320Б можна замінити іншим із серій ГТ308, ГТ313, ГТ320, ГТ321, решта - на аналогічні за параметрами. Перемикачі – галетні. движкові або тумблери. Стрільний індикатор РА1 - М4248 або інший малогабаритний зі струмом повного відхилення стрілки 100 мкА. Джерело живлення G1 - акумулятор або електричний елемент напругою 1,5 В. Каркас корпусу вимірювальної лабораторії розміром 240x200x150 мм виготовлений з алюмінієвих куточків 15x15 мм. Лицьова панель укріплена на петлях і її можна повертати на 90° (рис. 4).
На цій панелі укріплені ЕЛТ зі світлозахисною рамкою, стрілочний індикатор, органи управління та гнізда. Частина деталей генератора розгортки змонтована на одній платі (рис. 5), підсилювача – на іншій (рис. 6), генераторів – на третій (рис. 7), блоку живлення – на четвертій (рис. 8). Всі плати вирізані з текстоліту, і на них розклепано металеві стійки або монтажні пелюстки.
Деталі вольтметра, пробника та омметра розміщують на планці з ізоляційного матеріалу, що прикріплюється металевим куточком до передньої панелі зсередини корпусу. Для установки акумулятора використовують простий тримач (рис. 9), виготовлений із пластмасового ковпачка від звичайної бульбашки з-під ліків.
Діаметр ковпачка повинен бути трохи більшим за діаметр акумулятора. З тонкої жерсті вирізають дві смужки довжиною 35...40 і шириною 4...5 мм і припаюють до них по відрізку багатожильного монтажного дроту в ізоляції. Потім нагрітою смужкою проколюють наскрізь ковпачок у нижній частині. Після остигання смужка виявляється надійно закріпленою в ковпачку. Далі кладуть на смужку акумулятор, проколюють над ним ковпачок другою розігрітою смужкою, притискають її з силою до акумулятора і утримують у такому положенні до охолодження смужки. Утримувач приклеюють до плати. Щоб розмістити деталі приладу всередині порівняно невеликого корпусу, використовують два рівні - основу та полицю (рис. 10). На підставі розміщують мережевий трансформатор, плату генераторів 3Ч та імпульсного, а також плату блоку живлення - її ставлять на стійки висотою приблизно 15 мм від основи.
До основи знизу прикріплюють дві дерев'яні планки перетином 15x15 мм та довжиною по 140 мм – вони замінюють ніжки корпусу. На полиці розміщують плати генератора розгортки та підсилювача. Щоб осцилографом було зручніше користуватися, перед екраном ЕЛТ встановлюють прозору шкалу з масштабною сіткою. Її виготовляють із органічного скла товщиною 1.5...2 мм за внутрішніми розмірами рамки з таким розрахунком, щоб вона вставлялася в рамку з певним зусиллям. Загостреним предметом, наприклад, товстою голкою, на шкалу наносять 10 горизонтальних рисок на рівній відстані один від одного. Щоб уникнути паралаксу, такі ж ризики завдають на протилежному боці. У ризики втирають пасту чорного кольору від кулькової авторучки. І ще один саморобний пристрій - шкала омметра (рис. 11), виготовлена з щільного паперу. Її притискають гайкою змінного резистора R46 до передньої панелі. На час градуювання омметра встановлюють таку ж чорнову шкалу, наносять на неї значення опорів еталонних резисторів, а потім переносять їх на основну шкалу.
З'єднання між платами та деталями виконують багатожильним монтажним проводом в ізоляції. Оскільки придбати панельку для ЕПТ складно, замість неї виготовляють із мідної фольги 11 контактів. До кожного контакту припаюють тонкий монтажний провід відповідної довжини. Поки нагрітий контакт, на нього натягують полівінілхлоридну трубку довжиною близько 25 мм. Контакт повинен надягати на ніжку-виведення із зусиллям. Перш ніж розпочати налагодження, слід ретельно перевірити монтаж та міцність усіх з'єднань. Потім, не включаючи прилад у мережу, встановлюють підстроювальними резисторами R41 - R43 межі вимірювання вольтметра, подаючи на його вхідні гнізда відповідну граничну напругу і контролюючи його зразковим вольтметром. На межі "1000" достатньо подати, скажімо, 200 В і резистором R41 встановити стрілку індикатора на відповідний поділ шкали. Замкнувши після цього гнізда Х9 та Х10. встановлюють змінним резистором R36 стрілку індикатора на кінцевий поділ шкали. Тепер пробником можна перевірити високовольтні та низьковольтні ланцюги живлення – чи немає в них замикань. Тільки після цього можна включити лабораторію в мережу та виміряти напругу між верхнім за схемою виведенням конденсатора С16 та загальним дротом. Причому потрібно дотримуватися особливої обережності та вимог техніки безпеки, оскільки напруга досягає декількох сотень вольт! Перевіряють також напругу між анодом стабілітрону VD1 і загальним дротом, і між плюсовим виведенням конденсатора С18 і загальним дротом. Якщо напруга відповідає зазначеним на схемі, приступають до перевірки та налагодження осцилографа. Перемикач SA1 переводять у положення "Підсилювач", SA3 - в положення "Розв.", двигун резистора R13 встановлюють приблизно в середнє положення, а резистора R20 - в нижнє за схемою. При повороті двигунів резисторів R9 "Яскравість" та R8 "Фокус" на екрані ЕЛТ повинна з'явитися лінія розгортки. Перевіряють дію регуляторів "Зміщення X" (R5) і "Зміщення У" (R1) - при повороті їх движків лінія повинна переміщатися вліво-вправо та вгору-вниз. Лінія розгортки повинна зберегтися і при встановленні перемикача SA1 у положення "Пластини". Можливо, замість лінії на екрані буде точка. Тоді повторно перевіряють монтаж генератора розгортки. Якщо проблеми не виявлені, перевіряють каскад на транзисторі VT1. Для цього від'єднують від генератора лівий за схемою виведення конденсатора С7 і замість нього підключають провідник, з'єднаний з гніздом Х5, а перемикач SA3 переводять в положення "Вх. X". Звичайно, на період всіх перепайок та підключень пристрій вимикають із мережі. Переміщенням движка резистора R13 з одного останнього положення в інше намагаються отримати на екрані лінію розгортки. Якщо за будь-яких положеннях двигуна резистора і перемикача SA2 на екрані залишається точка чи лінія розгортки (вона має бути довжиною 5... 10 мм) з'являється лише за крайнього правому за схемою становищі движка, замінюють транзистор VT1. Коли каскад почне працювати, відновлюють з'єднання С7 конденсатора і встановлюють перемикач SA3 в положення "Розв.". За відсутності лінії розгортки перевіряють монтаж та справність деталей каскаду на транзисторі VT2. Перевірити підсилювач вертикального відхилення нескладно за допомогою генератора 3Ч (він зазвичай починає працювати відразу). Гніздо Х2 з'єднують коротким провідником з гніздом Х11, подають живлення на генератор вимикачем SA7, двигун резистора R51 переводять у верхнє за схемою положення, перемикач SA1 переводять у положення "Підсилювач", резистором R20 встановлюють таке посилення, щоб зображення "картинки" з хаотично переміщують. зайняло весь екран. Потім регуляторами "Частота плавно" та "Синхронізація" домагаються нерухомого зображення кількох синусоїдальних коливань при обох положеннях перемикача SA2. На нижньочастотному діапазоні генератора (рухливий контакт перемикача SA2 у правому за схемою положенні) можуть спостерігатися більш стислі синусоїди в лівій частині зображення порівняно з правою результат нелінійності розгортки. Звичайно, трохи зменшити нелінійність можна точнішим підбором резисторів R14. R16 - R18, але в більшості випадків це не обов'язково. Дія регулятора "Усил. У2" перевіряють так. З'єднують коротким провідником гнізда Х4 і ХІ2, переводять перемикач SA3 в положення "Вх. X", а перемикач SA5 - "Ом". На екрані з'явиться вертикальна лінія, довжину якої можна змінювати змінними резисторами R25 і R46. Налагодження та перевірку осцилографа на цьому закінчують. Тепер за допомогою осцилографа можна перевірити форму сигналу генератора 3Ч, з'єднавши гнізда Х4 та Х11. Більш правильну форму синусоїди вдасться отримати підбором резистора R50. Аналогічно перевіряють форму прямокутних коливань генератора імпульсів, з'єднавши гнізда Х4 та Х13. Якщо забажаєте, симетрію "меандра" можна уточнити підбором резисторів R53 – R55. Завершальний етап налагодження лабораторії – градуювання омметра. З'єднують провідником гнізда Х4 та ХІ2. перемикач SA1 встановлюють у положення "Підсилювач", SA3 - "Вх. X". SA5 - "Ом", SA6 - в нижній за схемою. На лицьову панель кріплять "чорнову" шкалу, на виступаючий вал резистора надягають ручку-"дзьобик" з тонкою ризикою. У гнізда X14, X15 вставляють вилки, з'єднані монтажними проводами із затискачами "крокодил". Підбирають резистори з точним або можливо близьким опором 50,100,200 і т. д. до 40000 Ом. Підключаючи "крокодили" по черзі до кожного резистори, домагаються резистором R46 балансу моста - по найменшій довжині вертикальної лінії на екрані ЕЛТ. На шкалі проти ризику "дзьобика" відзначають значення опору. Аналогічно градуюють омметр на другому піддіапазоні (SA6 - у верхньому за схемою положенні), запасаючись резисторами відповідних опорів, після чого градуювання переносять на "чистову" шкалу. І останнє. Працюючи осцилографа ЭПТ розігрівається. Щоб її тепло не впливало на режим транзисторів довколишніх вузлів, на трубку бажано надіти циліндр, виготовлений з картону. Автор: А.Пілтакян, м.Москва
Шум транспорту затримує зростання пташенят
06.05.2024 Бездротова колонка Samsung Music Frame HW-LS60D
06.05.2024 Новий спосіб управління та маніпулювання оптичними сигналами
05.05.2024
▪ Транзистор із затвором 0,34-нм ▪ Мікропроцесорні протези кінцівок ▪ Термостійка сонячна панель із високим ККД
▪ розділ сайту Біографії великих вчених. Добірка статей ▪ стаття Абай Кунанбаєв. Знамениті афоризми ▪ стаття Монтажник підйомно-транспортного обладнання перервної дії Посадова інструкція ▪ стаття Бустер для електрогітари Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт
www.diagram.com.ua |
Дивіться інші статті розділу 
Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:
All languages of this page