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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Capacimètre et EPS de condensateurs à oxyde - fixation au multimètre. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Technique de mesure L'auteur poursuit le sujet de la mesure des paramètres des condensateurs à oxyde à l'aide d'un accessoire pour les multimètres populaires de la série 83x. Comme dans les développements précédents, le décodeur est alimenté par le stabilisateur ADC interne du multimètre. La mesure de l'ESR (ESR) et de la capacité des condensateurs à oxyde peut être effectuée sans les dessouder de la carte. Les articles [1,2] décrivent un accessoire qui mesure l'ESR des condensateurs à oxyde. Ce serait beaucoup plus pratique si elle mesurait également leur capacité. Un schéma d'un tel préfixe est présenté sur la Fig. 1.
Principales caractéristiques techniques
Le préfixe se compose de deux mètres : EPS et capacité. Le type de mesure est sélectionné par le commutateur SA2. En position "ESR", on mesure l'ESR du condensateur connecté aux prises "Cx" (XS1, XS2), et en position "C", la capacité. La conception du circuit du compteur EPS, comme déjà mentionné ci-dessus, est tirée de [1, 2], il y a également une description du fonctionnement et du réglage. L'interrupteur SA2 (section SA2.2) a été ajouté pour déconnecter la prise XS2 du fil commun lors de la mesure de capacité et la connexion des bornes drain et source du transistor VT3 a été modifiée pour éliminer l'effet shunt de sa diode interne sur le précision de sa mesure. La réduction de la capacité du condensateur C6 à 0,22 microns a réduit le temps de stabilisation à 4 s. L'influence de la tension aux bornes du condensateur C9 sur la précision de la mesure EPS est exclue en réduisant la résistance de la résistance R3. Le capacimètre a été assemblé selon un schéma bien connu publié en 1983 par le magazine britannique "Wireless World" et en traduction russe - en 1984 par le magazine "Radio" [3]. La faible tension de sortie (3 V) et la faible capacité de charge du stabilisateur ADC du multimètre nécessitaient l'utilisation d'amplis opérationnels basse tension DA1-DA3 Rail-to-Rail et une consommation de courant ne dépassant pas 45 μA dans la capacité mètre [4]. La tension d'alimentation -3 V, nécessaire au fonctionnement du compteur, a été obtenue à partir d'un convertisseur de tension à haut rendement sur le microcircuit DA4, inclus selon un circuit type. Le générateur de fonctions, assemblé sur l'ampli opérationnel DA1.1, DA1.2, DA2.1, génère des signaux d'impulsions rectangulaires bipolaires en sortie du comparateur sur l'ampli opérationnel DA1.1 et triangulaires en sortie de l'intégrateur sur l'ampli opérationnel DA2.1, DA2, DA1.2. amp DA50, montré respectivement sur la Fig. 5, a et b. Le nœud sur DA0,5 est un onduleur qui fournit une rétroaction positive. La limite de mesure de capacité, en fonction de la fréquence du générateur (1, 1 ou 4 Hz), est sélectionnée par l'interrupteur SA2. L'amplitude des signaux triangulaires en sortie de l'intégrateur est donnée par le rapport des résistances RXNUMX et RXNUMX du comparateur. Elle est égale à XNUMX V.
Ces signaux, dont l'amplitude est réduite par un diviseur de tension résistif R10R11 à 50 mV, sont envoyés à un amplificateur tampon avec un coefficient de transfert de tension unité, monté sur un ampli opérationnel DA2.2. Le signal de sa sortie est envoyé au condensateur mesuré Cх, dont une sortie est connectée à la prise XS1. Avec une telle amplitude de ce signal, il est dans la plupart des cas possible d'effectuer des mesures sans souder le condensateur de la carte. La prise XS2, à laquelle est connectée l'autre sortie du condensateur mesuré, est connectée via une résistance R17 à l'entrée inverseuse de l'ampli opérationnel DA3.2. Lorsqu'un condensateur est connecté, cet amplificateur opérationnel et la résistance R18 forment un différenciateur, à la sortie duquel apparaissent des impulsions trapézoïdales bipolaires (Fig. 2, c). Le courant d'entrée maximum du différenciateur, égal au courant de sortie de l'amplificateur tampon, est limité par la même résistance R18 (R17 Un détecteur synchrone est monté sur un transistor à effet de champ VT4 à grille isolée. L'utilisation ici d'un transistor à effet de champ avec une jonction pn, comme dans [3], est impossible en raison de la faible tension d'alimentation. Le comparateur sur l'ampli opérationnel DA3.1 et le transistor à effet de champ VT1 contrôlent l'état du détecteur synchrone. Considérons son fonctionnement à partir du moment où le condensateur C est connectéх. Avec l'apparition d'une impulsion rectangulaire de polarité négative à la sortie du comparateur sur l'ampli opérationnel DA1.1 (Fig. 2, a), le transistor VT1 s'ouvre et la tension d'alimentation +3 V est fournie au non inverseur entrée du comparateur monté sur l'ampli-op DA3.1. A sa sortie, une tension d'environ +3 V apparaît et est maintenue (Fig. 2, d), le transistor VT4 est donc fermé. Cet état du comparateur et du transistor VT4 est également maintenu avec une polarité positive de l'impulsion de forme triangulaire provenant de la sortie du générateur de fonctions vers l'entrée non inverseuse DA3.1 via la résistance R12. Lorsque la polarité de l'impulsion triangulaire change, lorsque la tension commence à changer linéairement de 0 à -2 V (Fig. 2, b), le transistor VT1 est déjà fermé (la tension à sa grille est de + 3 V) et la sortie du comparateur à partir de l'impulsion négative d'entrée est réglé et maintenu pendant le temps tH3M, la tension est d'environ -3 V (Fig. 2d). Le transistor VT4 du détecteur synchrone s'ouvre. A ce moment, l'impulsion trapézoïdale de polarité positive à la sortie du différenciateur a déjà le sommet le plus plat, et la valeur de son amplitude, comme on le sait, est proportionnelle à la capacité mesurée Cх. Avec l'avènement de la prochaine impulsion rectangulaire de polarité négative à la sortie de l'ampli opérationnel DA1.1, le processus est répété. Les parties détectées des impulsions trapézoïdales provenant de la sortie du détecteur (Fig. 2c, e) via la résistance R19 sont introduites dans le condensateur C9, qui est rapidement chargé jusqu'à leur valeur d'amplitude (Fig. 2f). La résistance limite le courant de charge. Du condensateur C9 tension constante proportionnelle à la capacité Cх, à travers le diviseur formé par la résistance de la résistance R16 et la résistance d'entrée du multimètre (1 MΩ), entre dans l'entrée "VΩmA" pour la mesure. Le préfixe est assemblé sur une planche en fibre de verre laminée des deux côtés. Le dessin du PCB est illustré à la fig. 3, et l'emplacement des éléments dessus - sur la Fig. 4. Des photographies de la console assemblée sont présentées sur la fig. 5. XP1 à broche unique "NPNc" - adapté au connecteur. Broches XP2 "VΩmA" et XP3 "COM" - provenant de sondes de test défaillantes pour le multimètre. Prises d'entrée XS1, XS2 - bornier à vis 350-02-021-12 de DINKLE série 350. Commutateurs SA1, SA2 - séries coulissantes MSS, MS, IS, par exemple MSS-23D19 (MS-23D18) et MSS-22D18 (MS-22D16), respectivement. Condensateurs C2, C3 - sortie film importé pour une tension de 63 V. Tous les autres condensateurs sont destinés à un montage en surface. Condensateurs C1, C4-C7 - céramique taille 1206, C8 - 0808, C9-C11 - tantale B. Toutes les résistances - taille 1206. Les transistors BSS84 sont interchangeables avec IRLML6302 et IRLML2402 avec FDV303N. Pour tout autre remplacement, il convient de prendre en compte que la tension de seuil, la résistance du canal ouvert et la capacité d'entrée (Ciss) les transistors doivent être les mêmes que ceux à remplacer. Le transistor IRLML6346 est décrit dans l'article [1]. L'ampli-op AD8442AR sera remplacé, par exemple, par LMV358IDR. Dans le cas d'un tel remplacement, la capacité des condensateurs C2-C4 doit être augmentée plusieurs fois (par exemple, 1, 0,1 et 0,01 μF, respectivement), et la résistance de la résistance R5 doit être réduite du même montant. Il est également possible d'utiliser l'OU KF1446UD4A domestique, mais le courant consommé par le préfixe augmentera de 1 mA.
Les conclusions des diodes de protection VD3, VD4, de la puce DA4 et du commutateur SA2 aux endroits où se trouvent leurs plots des deux côtés du circuit imprimé sont soudées des deux côtés. Les broches XP1 - XP3 sont soudées de la même manière, et XP2, XP3 sont fixées par soudure en premier lieu, puis un trou est percé "en place" et la broche XP1 est soudée. Un morceau de fil étamé est inséré dans le trou près de la résistance inférieure R11 sur la carte de sortie et soudé des deux côtés. Avant le montage, la broche 7 de la puce DA4 doit être pliée ou raccourcie. Lorsque vous travaillez avec un préfixe, le commutateur du type de travail du multimètre est réglé sur la position de mesure de la tension continue à la limite de 200 mV. Avant l'étalonnage, le décodeur est d'abord connecté à une alimentation indépendante de 3 V et la consommation de courant est mesurée, qui ne doit pas dépasser 3 mA, puis connectée à un multimètre. Ensuite, placez l'interrupteur SA2 sur la position "C" (inférieure selon le schéma de la Fig. 1) et connectez un condensateur à oxyde avec une capacité mesurée connue aux prises XS1, XS2. Le commutateur SA1 est réglé sur la limite appropriée et la résistance R5 atteint les lectures souhaitées sur l'indicateur. Si l'interrupteur est en position médiane, les lectures doivent être multipliées par 10, en position supérieure selon le schéma - par 100. Pour réduire l'erreur de mesure, la capacité des condensateurs C2-C4 doit être sélectionnée à chaque limite. La carte fournit des plages de contact pour l'installation de condensateurs céramiques supplémentaires de taille 0805. Veuillez noter que pour faciliter le réglage, la résistance R5 sur la carte est composée de deux résistances connectées en série (sur la figure 4, elles sont désignées R5' et R5''. ). L'étalonnage du compteur EPS est décrit dans l'article [1]. Si les résistances R14, R15 ne parviennent pas à mettre à zéro les lectures avec les prises fermées "Cx" [5], et cela est possible lors de l'installation d'un transistor VT3 avec une faible capacité de débit et la résistance finale des contacts fermés de la section de commutation SA2.2, il faut connecter en parallèle les bornes grille-drain du transistor un condensateur céramique d'une capacité de plusieurs dizaines de picofarads et répéter le réglage. Le circuit imprimé du condensateur de taille 0805 est doté de plages de contact. Sur la fig. 6 montre un préfixe avec un multimètre lors de la mesure d'un condensateur d'une capacité nominale de 3300 microfarads.
En cas d'utilisation fréquente de l'accessoire, les contacts de l'interrupteur SA2 peuvent être sujets à l'usure. L'instabilité de la résistance des contacts fermés de la section SA2.2 entraînera une augmentation de l'erreur de mesure de l'ESR. Dans ce cas, il est conseillé d'utiliser un transistor à effet de champ de commutation, similaire au IRLML2.2 (VT6346), avec une résistance à canal ouvert ne dépassant pas 2 Ohm, au lieu des contacts mécaniques SA0,05. La borne source du transistor est connectée à un fil commun, le drain est connecté à la borne source du transistor VT2, la grille est connectée à la borne 14 DD1. Le fichier PCB au format Sprint LayOut 5.0 peut être téléchargé à partir de ftp://ftp.radio.ru/pub/2015/01/ESR-C-meter.zip. littérature
Auteur : S. Glibin
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