Калібратор осцилографа. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Вимірювальна техніка

 Коментарі до статті

Основний та найбільш широко застосовуваний прилад для дослідження форми напруги – електронний осцилограф. Для того, щоб не тільки візуально спостерігати електричні сигнали, але й вимірювати їх параметри, осцилографи калібрують за допомогою калібраторів. Калібратор амплітуди призначений для градуювання або перевірки точності градуювання вертикальної осі екрана осцилографа в одиницях напруги, а калібратор тривалості відповідно горизонтальної осі в одиницях часу.

У багатьох радіоаматорів знаходяться в експлуатації безліч осцилографів, вироблених ще в СРСР, причому давним-давно не повіряли. Деякі їх не мають вбудованого генератора еталонного сигналу. В інших моделей він є, але через десятиліття довіряти йому можна лише з великою обережністю. Наприклад, у наявному в моєму розпорядженні осцилограф С1-5 (СІ-1) є вбудований калібратор амплітуди. Але, по-перше, він формує синусоїдальний сигнал частотою 50 Гц, а по-друге, навіть за часів його "дитинства" похибка вимірювання амплітуди сигналів на ділянці шкали 0,2...1,2 В була ±10%, що за сучасним міркам дуже багато.

До уваги радіоаматорів, що мають подібні прилади, пропонується калібратор для осцилографа з похибкою вимірювань, яка визначається лише можливостями наявних у розпорядженні радіоаматорів вимірювальних приладів, у моєму випадку - цифрового мультиметра M890G, основна похибка вимірювання якого - похибка міри. Пристрій формує сигнал прямокутної форми (меандр) розмахом 2, частотою 1 і 20 кГц. Це дозволяє використовувати калібратор, наприклад, під час налаштування компенсації високочастотного щупа осцилографа або для перевірки динамічних параметрів підсилювачів потужності звукової частоти.

Як було сказано вище, для налагодження (а потім для періодичної повірки) калібратора використовується цифровий мультиметр M890G. Відносна похибка вимірювання постійної напруги мультиметром M890G, згідно з паспортними даними, дорівнює ±0,5% від вимірюваного значення плюс/мінус одиниця молодшого розряду, а вимірювання частоти - ±1% від вимірюваного значення плюс/мінус одиниця молодшого розряду з дискретністю 10 Гц. При вимірі максимальної напруги на межі 2 В абсолютна похибка дорівнює ±11 мВ при дискретності 1 мВ, вимірювання частоти 10ОО Гц – ±20 Гц, а частоти 20 кГц – ±210 Гц. На жаль, індикатор мультиметра M890G, як і більшості інших, дозволяє відобразити лише 3,5 розряду. Тому можна гарантувати тільки такі технічні характеристики калібратора: амплітуда вихідного сигналу 1,999 ±11 мВ, частота вихідного сигналу 1 кГц ±20 Гц і 19,99 кГц ±210 Гц.

Рис. 1. Схема калібратора

Схема калібратора показано на рис. 1. Джерело прецизійної напруги 1,999 (калібратор амплітуди) зібраний на регульованому стабілізаторі напруги LM317T (DA1). Ця мікросхема між виходом і керуючим висновком з високою точністю підтримує стабільну зразкову напругу 1,25 В. Оскільки виведення управління споживає дуже невеликий струм, вихідна напруга U_вих=1,25(1±R3/R4). Зазвичай опір резистора R4 вибирають рівним 240 Ом. Але в нашому випадку для того, щоб не враховувати струм через вивід, що управляє, і зробити його незалежним від змін на вході і в навантаженні, від виходу стабілізатора через резистори R3, R4 повинен відбиратися струм, рівний початковому струму навантаження (він повинен бути більше 10 мА, оскільки таймер DA2 при напрузі живлення 2 споживає струм не більше 60 мкА). Якщо навантаження недостатнє, напруга на виході збільшиться [1].

Калібратор тривалості зібраний на інтегральному таймер ICM7555IN (DA2). Він виконаний за технологією КМОП, тому напруга на його виході (висновку 3) може змінюватися від нуля до напруги живлення. Крім того, ця мікросхема працює і при напрузі живлення 2 Ст. Таймер включений за типовою схемою генератора. Часові ланцюги R1C1 і R2C1 підключені до виходу таймера. Цим забезпечується висока точність формування меандра, оскільки зарядка та розрядка конденсатора С1 відбуваються через один і той же резистор (або R1 або R2). Частоту імпульсів, що генеруються, можна розрахувати за формулою f=0,7215/(R1•C1) [2]. Резистор R6 захищає таймер від замикання виходу.

Зважаючи на те, що переважна більшість осцилографів мають вхідний опір не менше 1 МОм, це практично не позначається на точності калібрування. Резистор R5 разом із внутрішнім розрядним транзистором таймера утворює додатковий високоомний вихід прямокутного сигналу. Конденсатори З2 і З3 згладжують сплески вихідної напруги стабілізатора DA1 в моменти перемикання таймера DA2.

Рис. 2. Креслення плати калібратора

Калібратор зібраний на друкованій платі із фольгованого з двох сторін склотекстоліту товщиною 2 мм, креслення якої наведено на рис. 2. При повторенні конструкції особливих вимог до елементів не пред'являється. Головне, щоб резистор R3 був багатооборотним (в авторському варіанті – СП5-2). Замість імпортного можна застосувати вітчизняний таймер КР1441ВІ1. Конденсатор С1 - СГМЕ-А з допуском ±1 %, але можливе застосування інших конденсаторів з іншими номіналами і з мінімальним ТКЕ, тим більше, що калібрована частота вихідних імпульсів встановлюється добіркою резисторів R1 і R2. В авторському варіанті кожен складається з двох резисторів МЛТ-0,25 з допуском ±5%, послідовно з'єднаних. Місце на друкованій платі для цього передбачено. Конденсатор С2 – будь-який керамічний, С3 – К53-1А або імпортний, що підходить за розмірами. Перемичка S1 використана від пристрою СВП телевізора ЗУСЦТ.

Налагоджують пристрій так. Подають напругу живлення і підстроєним резистором R3 на виході стабілізатора напруги встановлюють напругу 1,999, контролюючи його мультиметром M890G на межі 2 В. Ця операція дуже копітка. Опір підстроєного резистора слід повільно збільшувати від мінімуму до отримання необхідної напруги. Потім мультиметр перемикають на вимірювання частоти та підбором резисторів R1 і R2 встановлюють вихідну частоту 1 і 19,99 кГц. При налаживании удобно пользоваться многооборотным резистором СП5-1ВА сопротивлением 10 кОм, последовательно включенным с постоянным резистором 5,1 кОм, для частоты 20 кГц и многооборотным резистором СП3-36 сопротивлением 100 кОм (от СВП телевизора 3УСЦТ) с последовательно включенным постоянным резистором 180 кОм для частоти 1 кгц.

Працездатність калібратора зберігається при зниженні напруги батареї GB1 (G6F22) до 5 В. Враховуючи, що струм, що споживається навантаженням, трохи більше 10 мА, а калібратор використовується лише періодично, її ємності вистачає надовго.

література

1. Хоровіц П., Хілл У. Мистецтво схемотехніки, т. 3. - М: Світ, 1993.
2. Алексенко А. Р., Коломбет Є. А., Стародуб Г. І. Застосування прецизійних аналогових мікросхем. - М: Радіо і зв'язок, 1985.

Автор: С. Семихатський

Дивіться інші статті розділу Вимірювальна техніка.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих ​​для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву Побито рекорд по довжині лінії квантового зв'язку 25.04.2022 Китайські вчені встановили новий світовий рекорд із довжини квантової захищеної лінії зв'язку. Вона становила 102,2 км, побивши попередній показник 18 км. Правда, в такій мережі швидкість передачі була дуже низькою - 0,54 біта в секунду, але все ж таки достатньою для шифрування текстових повідомлень і телефонних дзвінків на відстані 30 км. Результати роботи в кінцевому підсумку можуть призвести до створення захищеного від злому зв'язку, оскільки будь-яку спробу прослуховування квантової лінії може миттєво виявити. Та сама дослідницька група встановила попередній рекорд. Тепер вона покращила свою мережу. Поліпшення дозволили їм подовжити лінію з 28,3 км до рекордних 102,2 км. Експеримент показує, що прямий квантово-безпечний зв'язок між містами через оптоволокно можливий з використанням сучасних технологій.

Інші цікаві новини:

▪ Надлегкі самохідні поїзди на сонячній енергії

▪ Мазь проти зміїних укусів

▪ Електричний сміттєвоз Mack

▪ Музичний та математичний дар взаємопов'язані

▪ Тіло посилює звук

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Вузли радіоаматорської техніки. Добірка статей

▪ стаття Дубина народної війни Крилатий вислів

▪ стаття Хто такий іхтіолог? Детальна відповідь

▪ стаття Тимьян Кочі. Легенди, вирощування, способи застосування

▪ стаття Система дистанційного автозапуску двигуна мобільним телефоном. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Норми випробувань електрообладнання та апаратів електроустановок споживачів. Максимально допустимі зазори у підшипниках ковзання електродвигунів. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024