Щуп для осциллографа своими руками
Добавил пользователь Алексей Ф. Обновлено: 05.10.2024
Для большинства практических работ необходимы два основных вида устройств: для гармонических сигналов малой амплитуды (1. 50 мВ) с коэффициентом передачи К>1 и для сигналов большой амплитуды (до 10. 20 В), позволяющие передавать постоянную составляющую сигнала и имеющие коэффициент передачи К=0,2. 0,5.
Широкое распространение в последние годы быстродействующих аналоговых и цифровых микросхем, работающих при сравнительно больших напряжениях (ОУ широкого применения, микросхемы серии К561-до 15 В), выявило необходимость устройства, работающего в широком диапазоне напряжений с возможностью передачи постоянной составляющей сигнала.
Коэффициент передачи в указанном диапазоне частот составляет 0,4.
Резисторы R1 и R2 образуют входной делитель напряжения, конденсатор С1 служит для частотной компенсации.
Ввиду значительного разброса параметров конкретных экземпляров транзисторов характеристики конструкций щупов также могут отличаться в основном по напряжению отсечки и коэффициенту передачи. Для получения максимального рабочего диапазона в области отрицательных значений входных напряжений необходимо применять транзисторы с максимальным (по абсолютной величине) напряжением отсечки. Автором был применен транзистор с Uзи oтc=4,2 В. Большинство транзисторов КП305И имеют меньшее значение Uзи отс, поэтому при необходимости напряжение отсечки щупа может быть увеличено путем уменьшения коэффициента передачи входного делителя, например, увеличив сопротивление резистора R1. Впрочем, для многих измерений, где требуется настройка по максимуму или минимуму напряжения, значение напряжения отсечки щупа не является существенным, поскольку настройку можно проводить по положительной полуволне сигнала.
Щуп собран в корпусе от фломастера. Монтаж объемный, без применения дополнительных конструктивных элементов. Выводы радиоэлементов соединены непосредственно между собой. Щуп подключают к осциллографу экранированным кабелем длиной не более 30 см.
В конструкции применены резисторы типа МЛТ-0,125. Конденсатор С1 конструктивный, его выполняют проводом ПЭВ диаметром 0,15. 0,35 мм. Провод нужно подпаять к левому (по схеме) выводу резистора R1 и намотать 12 витков на правый вывод. Подбор емкости производят изменением числа витков. По окончании настройки на полученном таким образом конденсаторе мелкозернистой шкуркой зачистить дорожку, залудить ее и пропаять тонким слоем (для устранения паразитной индуктивности).
Монтируя щуп, следует принимать меры по предупреждению пробоя полевого транзистора статическим электричеством и наводками от сети.
Настройка устройства заключается в калибровке для получения требуемого коэффициента передачи и подборе емкости конденсатора С1. Проведение калибровки потребует применения регулируемого источника постоянного тока и вольтметра. Подбором сопротивления резистора R1 устанавливают коэффициент передачи К=0,4 (или 0,5), при этом учитывают начальное напряжение смещения на выходе.
При подборе емкости конденсатора С1 необходим генератор прямоугольных импульсов с амплитудой сигнала на выходе 2. 10 В и частотой следования 1. 10 кГц. Для обеспечения крутых фронтов можно использовать триггерный делитель частоты, например, на микросхемах серий К155, К176, К561. Изменением емкости конденсатора С1 частотной компенсации добиваются получения на экране осциллографа прямоугольных импульсов без завала фронтов, амплитуда выбросов на фронтах должна быть не более 10 % от амплитуды импульсов. Слишком большая емкость вызывает значительные выбросы по фронтам, недостаточная - их затягивание.
На корпус изготовленной конструкции необходимо нанести надписи параметров устройства - входной емкости, сопротивления и коэффициента передачи.
При проведении измерений с отсчетом постоянной составляющей осциллограф необходимо скорректировать по уровню отсчета. Для этого следует замкнуть вход щупа и луч осциллографа установить на нулевую отметку.
Здравствуйте форумчане! Может кому пригодится. Собрал на днях доп. шнуры для мотортестера Диамаг 2 (уж очень нужны), покупать "заводские" не стал не вижу смысла т.к. в продаже сумматора под иглы нет, во всяком случае я не нашёл, а щуп игла стоит 850 р., по моему мнению не стоит она этих денег! Сделал сам, один вечер с перекурами и всё готово, иглы у супруги скомуниздил, провод купил 2 по 3м (сумматор) + 2м (щуп) рублей 30 отдал, БНС разъёмы были ещё от Hantec 1008 остались, да и Hantec 1008 на полке в коробке лежит почти новый (не знаю кому продать, брал для начала деятельности, но он по хорошему слабоват, так как смотрелка пойдёт), ну а дальше руки, паяло, время, немного мата и вуаля:
Сумматор тоже с резисторами (по 10кОм 5 шт) влепил их в мыльницу, громоздко конечно получилось но бог с ним самый не потеряется среди других шнурков и проводков:
иглы не стал припаивать, поставил крокодилы, иглы отдельно с припаянными мамами (воткнул куда надо и крокодил к неё)
При ремонте аппаратуры требуется оценить характер сигналов, измерить их амплитуду. Импортные дорогие осциллографы могут работать с сигналами амплитудой до 1000 Вольт.
Многие радиолюбители и СЦ ввиду того что хорошее оборудование очень и очень дорого стоит ("брэнды" типа Актаком я к хорошему не отношу) используют старые осциллографы "СССР-овской постройки". Самый популярный диапазон по соотношению цена/ возможности 10МГц.
Основная проблема советских "измерительных машин" в относительно малых измеряемых амплитудах сигналов. Например у с1-67 это 60 В максимум. Очень часто этого не хватает.
Для расширения диапазона измерения напряжений применяются делители для щупов 1 к 3 , 1 к 10 , 1 к 100.
На фото ниже представлена схема заводского делителя напряжения 1:10 для осциллографа. Rвх ~ 10МОм
Советских делителей напряжения для осциллографов выпущено великое множество , на любой "вкус и цвет". Встроенные в щуп, отдельный, прямоугольный, цилиндрический, с подстройкой , без подстройки.
Существуют насадки с 50 омной нагрузкой - она является эквивалентом реальной нагрузки испытываемого устройства. Ее необходимо применять в тех случаях, когда выходное сопротивление устройства равно 50 Ом. Это стандарт применяемый в построении всей радиочастотной аппаратуры, кроме ТВ (там 75 Ом).
Схему составил как я это понимаю, такой насадки у меня пока нет. Подскажите если знаете как правильно.
При использовании насадки с нагрузкой, отпадает необходимость подключать эквивалент (50 Омный) нагрузки. Например, при измерении коэффициента усиления одного из усилителей радиопередатчика УКВ.
При применении здесь обычного щупа, измерение будет не точным, амплитуда будет завышена, так как линия не согласована. По этому, совет из моей практики нельзя подключать КСВ метр к трансиверу с неисправной антенной - " выжгете " AD (амплитудный детектор) - вся мощность в него уйдет.
Высокоомные делители СССР стоят недорого за б/у, их полно на авито по цене от 300р. Их необходимо использовать при измерениях в контрольных точках каскадов устройств и измерении напряжений питания. Вышеописанную нагрузку 50 Ом тут использовать нельзя, так как "просадит" сигнал а при подаче высоковольтного напряжения сгорит.
Кстати на фото Б/У делитель, резисторы придется заменить, один на 150к в обрыве.
Многие щупы для осциллографов производства СССР содержат делители напряжения, все это в основном б/у. Наиболее часто встречаются стандартные делители 10МОм. Это высокоомные делители, используемые для измерения сигналов в каскадах устройств. Например, в комплекте осциллографов С1-94, С1-65 были регулируемые делители встроенные в щупы.
Можно купить новое - и мпортные щупы могут содержать в себе регулируемый делитель. сожалению на яндекс маркет такого нет, потом сделаю фото, добавлю в статью.
На фото ниже представлена схема заводского делителя напряжения 1:10 для осциллографа. Rвх (при подключении к осциллу) - 1 МОм, Свх прибл. 40 пФ.
В этой статье мы рассмотрим очень нужную в практике радиолюбителя конструкцию – активный щуп для осциллографа.
Очень многим знакома ситуация, когда подключение осциллографа к настраиваемому устройству приводит к нарушению его режимов. Виной тому в первую очередь служат вносимые в исследуемую цепь емкость и сопротивление входа осциллографа. Большинство осциллографов, используемых радиолюбителями, имеют высокое входное сопротивление – 1 МОм и емкость входа 15-20 пФ. В сочетание с соединительным экранированным кабелем длиной около метра суммарная емкость возрастает до 100 и более пФ. Для устройств работающих на частоте более 100 кГц, такая емкость может оказать существенное влияние на результаты измерений. Для устранения этого недостатка радиолюбители пользуются или не экранированным проводом или активными щупами. Активный щуп, предлагаемый в этой статье, может работать с различными осциллографами, входное сопротивление которых может быть низким – 50 Ом или высоким – 1 МОм. Его коэффициент передачи 1 или 10. То есть он не только не ослабляет, но и усиливает сигнал. К достоинствам можно отнести и малые габариты. Таких параметров удалось добиться в результате применения быстродействующего операционного усилителя.
Верхняя рабочая частота не менее 100 МГц, входное сопротивление 15 МОм, входная емкость 1,7 пФ, входное напряжение до ± 13,5 вольт, потребляемый ток в отсутствии сигнала 6 мА. Следует особо отметить, что наличие режима усиления позволяет наблюдать на экране осциллографа с чувствительностью 10 мВ на деление входные сигналы с амплитудой 200…300 мкВ.
Большинство деталей щупа размещено на печатной плате из двухстороннего фольгированного стеклотекстолита. Соединения между сторонами монтажа выполняют проводниками через отверстия в плате. Переключатели устанавливают на корпусе щупа, а конденсатор непосредственно на SA1.
Корпус щупа состоит из пластмассового корпуса 1 (от фломастера диаметром около 18 мм) который вставлен в металлический кожух 2. Внутри корпуса размещена плата 3, на нем укреплены переключатели SA1, SA2 (4 и 5), через дно выведены соединительный и питающие провода 6. Общий провод платы соединен с кожухом, а через отверстие в нем выведен провод для металлического штыря Х1 – 7. Все внутренние соединения надо делать проводом минимальной длины, а внешние – цепи питания и сигнала – соответственно экранированным и ВЧ кабелем. Так как в микросхеме один из двух усилителей не используется его входы (выводы 5 и 6) соединены с общим проводом.
Налаживание устройства сводится к установке требуемого коэффициента усиления, который при работе щупа с осциллографом с высоким входным сопротивлением устанавливают равным 10 на частоте 10 МГц подбором резистора R1 (при замкнутом SA1). Если щуп используется с осциллографом с низкоомным входом, часть выходного сигнала гасится на согласующем резисторе R5. Поэтому в схему вводят резистор R6 и подбирают его сопротивление (при разомкнутым SA1), устанавливают коэффициент передачи равный 1. При замкнутом SA1 (режим повышенной чувствительности) установку коэффициента усиления равного 10, производят подбором резистора R1.
В устройстве применены резисторы МЛТ, С2-10, С2-33, Р1-12, конденсаторы – С1-С3 серии КМ или другие малогабаритные (К10-17, К10-47), С4 и С5 группы К52 или аналогичные. Можно использовать широкополосные ОУ AD812AR, AD817AN, AD818AN той же фирмы, которые дешевле из-за меньшей полосы частот, но их применение приведет и к сокращению рабочих частот. Для питания щупа необходим двухполярный стабилизированный источник питания с выходным напряжением ± 12…15 вольт. Потребляемый ток щупа в процессе работы может достигать 100 мА.
Читайте также: