בדיקה פעילה על מגבר הפעלה לאוסילוסקופ. תכנית, תיאור

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / ערכות של מכשירים רדיו-אלקטרוניים וחשמליים

בדיקה פעילה במגבר ההפעלה לאוסילוסקופ. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / טכנולוגיית מדידה

מגברים רחבי פס עם עכבת כניסה גבוהה, קיבול כניסה נמוך ועכבת פלט נמוכה משמשים במגוון יישומים. יישום אחד הוא כבדיקות קלט עבור אוסילוסקופים וציוד מדידה אחר. כפי שמוצג במאמר זה, מגברי הפעלה מודרניים של מכשירים אנלוגיים מאפשרים לך לפתור בעיה זו באמצעים פשוטים.

אוסילוסקופ הוא אחד המכשירים המגוונים ביותר המאפשרים למדוד מגוון רחב של פרמטרים של אות חשמלי, ולעתים קרובות לפשט משמעותית את ההליך להגדרת מכשירים אלקטרוניים. במקרים מסוימים זה פשוט שאין לו תחליף. עם זאת, רבים מכירים את המצב כאשר חיבור אוסילוסקופ למכשיר המוגדר מוביל להפרה של המצבים שלו. הסיבה לכך היא בעיקר הקיבול וההתנגדות של כניסת האוסילוסקופ וכבל החיבור שלו המוכנסים למעגל הנבדק.

לרוב האוסילוסקופים המשמשים חובבי רדיו יש עכבת כניסה גבוהה (1 MOhm) וקיבול כניסה של 5...20 pF. בשילוב עם כבל כניסה מסוכך מחבר באורך של כמטר, הקיבול הכולל גדל ל-100 pF או יותר. עבור מכשירים הפועלים בתדרים מעל 100 קילו-הרץ, לקיבול הזה יכולה להיות השפעה משמעותית על תוצאות המדידה.

כדי לבטל את החיסרון הזה, חובבי רדיו משתמשים בחוט לא מסוכך (אם רמת האות גדולה מספיק) או בבדיקה אקטיבית מיוחדת, הכוללת מגבר עם עכבת כניסה גבוהה, המיוצר בדרך כלל עם טרנזיסטורי אפקט שדה [1-3]. השימוש בבדיקה כזו מפחית באופן משמעותי את כמות הקיבול המוכנס למכשיר. עם זאת, החסרונות של חלק מהם הם רווח נמוך או נוכחות של שינוי רמה במוצא, מה שמקשה על מדידת מתח DC. בנוסף, יש להם טווח תדרי פעולה צר (עד 5 מגה-הרץ), מה שגם מגביל את השימוש בהם ומצריך כבלי חיבור קצרים. לבדיקה המתוארת ב-[2] יש פרמטרים מעט טובים יותר. יש לציין שכל הגשושיות הללו יכולות לעבוד ביעילות גם עם אוסילוסקופים בעלי עכבת כניסה גבוהה.

נכון לעכשיו, אוסילוסקופים רחבי פס עם טווח תדרי פעולה של עד 100 מגה-הרץ ומעלה, בעלי עכבת כניסה נמוכה של 50 אוהם, הופכים נפוצים יותר ויותר, כך שחיבורם למכשיר מותאם אישית הופך לרוב כמעט בלתי אפשרי. לא כולם מצוידים בבדיקות אקטיביות, והשימוש במחלקים התנגדות מוביל לירידה ניכרת ברגישות.

הבדיקה הפעילה, שתיאורה מובא לידיעת הקוראים, נקייה מחסרונות אלה. הוא עובד עם אוסילוסקופים שונים, שעכבת הכניסה שלהם יכולה להיות עכבה נמוכה - 50 אוהם או עכבה גבוהה - עד 1 MOhm, בעלת טווח תדרים הפעלה של 0...80 מגה-הרץ ועכבת כניסה גבוהה למדי בתדרים נמוכים - 100 קילו אוהם. מקדם השידור שלו הוא 1 או 10, כלומר. זה לא רק לא מחליש, אלא גם מחזק את האות. היתרונות של הגשש כוללים את מימדיו הקטנים.

פרמטרים כאלה הושגו באמצעות שימוש במגבר הפעלה מודרני מהיר מבית Analog Devices. בפרט, בדיקה זו משתמשת במגבר ההפעלה AD812AN, בעל המאפיינים העיקריים הבאים:

תדר הפעלה עליון - לפחות 100 מגה-הרץ; התנגדות כניסה - 15 MOhm עם קיבול קלט של 1,7 pF; מתח כניסה - עד +13,5 V, וקצב העלייה של מתח המוצא - 1600 V/μs; זרם פלט (עם התנגדות פלט של 15 אוהם) - עד 50 mA; צריכת הזרם בהיעדר אות כניסה היא 6 mA.

בנוסף, המגבר בעל רמה נמוכה של הרמוניות (-90dB בתדר של 1 מגה-הרץ ועומס של 1 קילו אוהם) ורמת רעש נמוכה (3,5 nV/^Hz), הגנה מ-K3 (הזרם מוגבל ל- 100 mA), הספק מתפזר על ידי מארז קטן די גדול - 1 W. יש להוסיף לכך שמחיר מיקרו-מעגל המכיל שני מגברים אופ עם פרמטרים כאלה נמוך יחסית (3...4$).

הדיאגרמה של הגשושית הפעילה מוצגת באיור. 1. בעיקרון זה מתאים למעגל חיבור ה-Op-amp הסטנדרטי. מקדם ההעברה KU משתנה על ידי החלפת רכיבי SA1 של מעגל המשוב ויש לו שני ערכים: 1 ו- 10. מתג SA2 בוחר את מצב הפעולה: עם כניסה "סגורה", כאשר הקבל C1 מופעל בכניסה והמתח הקבוע הרכיב לא עובר לקלט, או עם כניסה "פתוחה" " כשהיא עוברת.

בדיקה פעילה במגבר ההפעלה לאוסילוסקופ

תגובת התדר של הגשושית כאשר היא פועלת על עומס עם התנגדות של 50 אוהם ביחסי העברה שונים מעט שונה. עבור Ku=1 יש לו עלייה קלה (עד 20...25%) בתדרים של 20...45 מגה-הרץ ויורד לרמה של 0,7 בתדרים של 70...80 מגה-הרץ ולרמה של 0,3 ב-100 מגה-הרץ. עבור Ku=10, תגובת התדר שטוחה עד 20 מגה-הרץ ויורדת בצורה חלקה ל-7 בתדר של 40 מגה-הרץ, ובתדר של 100 מגה-הרץ היא יורדת ל-3.

כאשר מחברים את הגשושית לאוסילוסקופ או למד תדרים עם התנגדות כניסה גבוהה (בדרך כלל Rin = 1 MOhm) באמצעות כבל בתדר גבוה באורך 1 מ', המשרעת של מתח המוצא המקסימלי של מגבר ההפעלה מגיעה ל-12 V (ב-Upit = +15 V) בתדרים של עד 10...15 מגה-הרץ ויורד בצורה חלקה ל-3 וולט בתדרים של 30...40 מגה-הרץ. כאשר הבדיקה מועמסת על כניסת ההתנגדות הנמוכה (Rin = 50 אוהם) של האוסילוסקופ, מתח המוצא המרבי הוא 4 וולט בתדרים של עד 1 מגה-הרץ ויורד ל-0,5 וולט בתדרים 30...40 מגה-הרץ. יש לציין במיוחד שהנוכחות של מצב הגברה מאפשרת לך לצפות באותות כניסה עם משרעת של 10...200 µV על מסך האוסילוסקופ עם רגישות של 300 mV לחלוקה!

התנגדות קטנה יחסית R3 (100 קילו אוהם) מותקנת בכניסת המגבר. זה נעשה מכיוון שזרם הכניסה של מגבר ההפעלה הוא שבריר של µA וההטיה ברמת מתח DC במוצא היא במקרה זה כ-50 mV ב-Ku = 1 או 500 mV ב-Ku = 10. עלייה בהתנגדות זו תוביל לעלייה מקבילה בהטיה. כפי שמראה התרגול של מדידת אותות פס רחב, התנגדות כניסה של הגשושית של כ-100 קילו אוהם מספיקה למדי. אפשר להגדיל אותו ל-1 MOhm על ידי שינוי R3 בהתאם, אבל זה יוביל להשלכות שצוינו לעיל. בתדרים גבוהים, התנגדות הכניסה קטנה יותר והיא בעיקר קיבולית באופייה, אך הדבר אינו משפיע על הליך המדידה, שכן מעגלים בעלי התנגדות גבוהה נדירים בתדרים גבוהים.

לגבי העיצוב. רוב חלקי הגשושית מונחים על לוח מעגלים מודפס עשוי פיברגלס נייר כסף דו צדדי, שסקיצה שלו מוצגת באיור. 2. בצד אחד שלו ממוקמים ה-Op-amp וכל הנגדים, בצד השני - קבלים C2-C5. חיבורים בין דפנות ההרכבה נעשים עם מוליכים דרך חורים בלוח. המתגים מותקנים על גוף הבדיקה, והקבל C1 מותקן ישירות על SA1.

בדיקה פעילה במגבר ההפעלה לאוסילוסקופ

גוף הגשוש (איור 3) מורכב מצינור פלסטיק 1 (מטוש בקוטר של כ-18 מ"מ), המוכנס לתוך מעטפת מתכת 2. בתוך הצינור יש לוח 3, עליו מתגים SA1 ו-SA2 (4 ו-5) מותקנים. חוטי חיבור וחשמל - 6 - מוציאים החוצה דרך תחתית הצינור. החוט המשותף של הלוח מחובר למעטפת, וחוט לפין המתכת X1 - 7 מוציא החוצה דרך החור שבו. הכל פנימי חיבורים חייבים להיעשות עם חוט באורך מינימלי, וחיבורים חיצוניים - מעגלי חשמל ואות - מסוככים בהתאמה וכבל RF.

בדיקה פעילה במגבר ההפעלה לאוסילוסקופ

מכיוון שלא נעשה שימוש באחד משני מגבר ההפעלה במיקרו-מעגל, הכניסות שלו (פינים 5 ו-6) מחוברות לחוט משותף.

הגדרת ההתקן מסתכמת בהגדרת ההגבר הנדרש, אשר בעת הפעלת הגשש עם אוסילוסקופ בעל עכבת כניסה גבוהה, מוגדר ל-10 בתדר של 10 מגה-הרץ על-ידי בחירת הנגד R1 (עם SA1 סגור). אם הבדיקה משמשת עם אוסילוסקופ עם כניסת עכבה נמוכה, חלק מאותות המוצא נדחק בנגד התואם R5. לכן, הנגד R6 מוכנס למעגל, ועל ידי בחירת ההתנגדות שלו (עם SA1 פתוח), מקדם השידור מוגדר ל-1. כאשר SA1 סגור (מצב רגישות גבוהה), מקדם ההגבר מוגדר ל-10 על ידי בחירת הנגד R1.

המכשיר משתמש בנגדים MLT, C2-10, C2-33, P1-12, קבלים C1-C3 מסדרת KM או קבלים אחרים בגודל קטן (K10-17, K10-47), C4, C5 - קבוצות K52 או דומות . ניתן להשתמש במגברי הפעלה רחבי פס AD812AR או AD817AN, AD818AN מאותה חברה, שהם זולים יותר בשל רצועת תדרים קטנה יותר (50 מגה-הרץ), אך השימוש בהם יוביל גם להפחתת תחום תדרי ההפעלה.

כדי להפעיל את הגשש, נדרש ספק כוח מיצב דו-קוטבי עם מתח מוצא של %12...15 V. יש לציין שצריכת הזרם בהיעדר אות היא 10...15 mA; כאשר פועלים על עומס בעל עכבה נמוכה, כאשר מופעל אות, הזרם יכול לעלות ל-100 mA.

ספרות

Grishin A. בדיקה פעילה לאוסילוסקופ. - רדיו, 1988, מס' 12, עמ'. 45.
Ivanov B. Oscilloscope - העוזר שלך (בדיקה פעילה). - רדיו, 1989, מס' 11, עמ'. 80.
Turchinsky D. בדיקה פעילה לאוסילוסקופ. - רדיו, 1998, מס' 6, עמ' 38.

מחבר: I. Nechaev, קורסק

ראה מאמרים אחרים סעיף טכנולוגיית מדידה.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

עור מלאכותי לחיקוי מגע 15.04.2024

בעולם טכנולוגי מודרני בו המרחק הופך להיות נפוץ יותר ויותר, חשוב לשמור על קשר ותחושת קרבה. ההתפתחויות האחרונות בעור מלאכותי על ידי מדענים גרמנים מאוניברסיטת Saarland מייצגים עידן חדש באינטראקציות וירטואליות. חוקרים גרמנים מאוניברסיטת Saarland פיתחו סרטים דקים במיוחד שיכולים להעביר את תחושת המגע למרחקים. טכנולוגיה חדשנית זו מספקת הזדמנויות חדשות לתקשורת וירטואלית, במיוחד עבור אלה שמוצאים את עצמם רחוקים מיקיריהם. הסרטים הדקים במיוחד שפיתחו החוקרים, בעובי של 50 מיקרומטר בלבד, ניתנים לשילוב בטקסטיל וללבוש כמו עור שני. סרטים אלה פועלים כחיישנים המזהים אותות מישוש מאמא או אבא, וכמפעילים המשדרים את התנועות הללו לתינוק. הורים הנוגעים בבד מפעילים חיישנים המגיבים ללחץ ומעוותים את הסרט הדק במיוחד. זֶה ... >>

פסולת חתולים של Petgugu Global 15.04.2024

טיפול בחיות מחמד יכול להיות לעתים קרובות אתגר, במיוחד כשמדובר בשמירה על ניקיון הבית שלך. הוצג פתרון מעניין חדש של הסטארטאפ Petgugu Global, שיקל על בעלי החתולים ויעזור להם לשמור על ביתם נקי ומסודר בצורה מושלמת. הסטארט-אפ Petgugu Global חשפה אסלת חתולים ייחודית שיכולה לשטוף צואה אוטומטית, ולשמור על הבית שלכם נקי ורענן. מכשיר חדשני זה מצויד בחיישנים חכמים שונים המנטרים את פעילות האסלה של חיית המחמד שלכם ופועלים לניקוי אוטומטי לאחר השימוש. המכשיר מתחבר למערכת הביוב ומבטיח פינוי פסולת יעיל ללא צורך בהתערבות של הבעלים. בנוסף, לאסלה קיבולת אחסון גדולה הניתנת לשטיפה, מה שהופך אותה לאידיאלית עבור משקי בית מרובי חתולים. קערת המלטה לחתולים של Petgugu מיועדת לשימוש עם המלטה מסיסת במים ומציעה מגוון זרמים נוספים ... >>

האטרקטיביות של גברים אכפתיים 14.04.2024

הסטריאוטיפ שנשים מעדיפות "בנים רעים" כבר מזמן נפוץ. עם זאת, מחקר עדכני שנערך על ידי מדענים בריטים מאוניברסיטת מונאש מציע נקודת מבט חדשה בנושא זה. הם בדקו כיצד נשים הגיבו לאחריות הרגשית של גברים ולנכונותם לעזור לאחרים. ממצאי המחקר עשויים לשנות את ההבנה שלנו לגבי מה הופך גברים לאטרקטיביים לנשים. מחקר שנערך על ידי מדענים מאוניברסיטת מונאש מוביל לממצאים חדשים לגבי האטרקטיביות של גברים לנשים. בניסוי הראו לנשים תצלומים של גברים עם סיפורים קצרים על התנהגותם במצבים שונים, כולל תגובתם למפגש עם חסר בית. חלק מהגברים התעלמו מההומלס, בעוד שאחרים עזרו לו, כמו לקנות לו אוכל. מחקר מצא שגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב היו מושכים יותר לנשים בהשוואה לגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב. ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

אנטיקוורקים וסיבוב פרוטונים 03.04.2019

לפרוטונים יש תנע זוויתי משלהם, המכונה ספין. חלק מהספין הזה מגיע בים מתפוצץ של חלקיקים: קווארקים ואנטי-קווארקים שנמצאו בתוך הפרוטון, על פי תוצאות חדשות של פיזיקאים.

באופן מפתיע, הסוג הפחות נפוץ של אנטיקוורק, העליון, תורם יותר לסיבוב הפרוטון מאשר הסוג הרב יותר, התחתון.

קווארקים קיימים בסוגים רבים: הנפוצים שבהם נקראים קווארקים למעלה ולמטה. פרוטונים מורכבים משלושה קווארקים עיקריים: שניים למעלה ואחד למטה. אבל לפרוטונים יש גם "ים" או סביבה של קווארקי מעבר ואנטי-קווארקים מסוגים שונים, כולל למעלה, למטה וזנים אחרים.

מדידות קודמות הראו שסיבובי הקווארקים בים זה תורמים לסיבוב הכולל של הפרוטון. תוצאה חדשה של התנגשות פרוטונים במאיץ חלקיקים בשם Relativistic Heavy Ion Collider, או RHIC, מאשרת רעיון זה, אומרת הפיזיקאית אלקה-קרוליין אשנאואר מהמעבדה הלאומית ברוקהייבן באפטון, ניו יורק.

ים הפרוטון מכיל יותר אנטי-קווארקים מטה מאשר אנטי-קווארקים למעלה. אבל, בניגוד לשכל הישר, התברר שרוב סיבוב הפרוטון מתרחש עקב אנטיקווארקים למעלה ולא למטה. למעשה, אנטיקווקים מטה מסתובבים בכיוון ההפוך, ומקטינים מעט את הסיבוב הכולל של הפרוטון.

עוד חדשות מעניינות:

▪ סוללת ביולוגית מימן

▪ Ultrabook Lenovo Yoga 2 Pro עם מסך IPS 3200x1800

▪ רמקולים בלתי נראים לרכב

▪ קיר סולארי

▪ היה כוכב לכת יהלום במערכת השמש

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ חלק של האתר אנציקלופדיה גדולה לילדים ולמבוגרים. בחירת מאמרים

▪ מאמר מאת אוריפידס. פרשיות מפורסמות

▪ מאמר איך תולעת אדמה אוכלת? תשובה מפורטת

▪ מאמר פיסטוק אמיתי. אגדות, טיפוח, שיטות יישום

▪ מאמר DC/DC המייצר שני מתחים. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ מאמר כיצד לשפר את איכות הקליטה. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר