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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Accessoire NWT pour tester les circuits LC. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Technique de mesure Les compteurs de caractéristiques amplitude-fréquence des Territoires du Nord-Ouest sont largement utilisés par les radioamateurs. Le désir d'augmenter la précision de la mesure du facteur de qualité des circuits avec son aide (par rapport aux solutions de circuits les plus simples) m'a amené à l'idée de réaliser un accessoire au NWT sous la forme d'une sonde compacte. De plus, il est possible de mesurer avec une précision suffisamment élevée la fréquence de résonance, le facteur de qualité et la réponse en fréquence des circuits - à la fois séparément et installés directement dans les structures. Bien entendu, dans ce cas, il est nécessaire de s'assurer que la tension du signal sur le circuit étudié ne dépasse pas le niveau de -20 dB sur le graphique de réponse en fréquence, afin que les jonctions pn du silicium ne s'ouvrent pas. L'apparence de la sonde est représentée sur la Fig. 1, et son schéma est la Fig. 2. Un amplificateur tampon haute impédance avec une résistance d'entrée de 1 MOhm et une capacité d'entrée d'environ 2 pF est assemblé à l'aide des transistors VT1, VT3. L'utilisation d'une telle sonde et les caractéristiques de conception sont décrites de manière suffisamment détaillée dans l'article de B. Stepanov « Un simple indicateur de résonance », publié dans la collection « Radio Yearbook 1985 ». Par rapport au dispositif qui y est décrit, la version proposée de la sonde présente de meilleures caractéristiques. L'utilisation d'un détecteur NWT plus sensible a permis de réduire considérablement (presque quatre fois) la capacité des condensateurs de couplage, ce qui a considérablement réduit l'influence des circuits de mesure sur le facteur de qualité du circuit étudié. Grâce à cela, l'erreur de mesure du facteur de qualité du circuit (jusqu'à 400...500) ne dépasse pas 5...10 % à des fréquences allant de centaines de kilohertz à 30 MHz. La sonde est connectée au circuit LC étudié, par exemple à l'aide de pinces crocodiles (voir Fig. 1).
La capacité d'entrée d'une telle sonde peut être d'environ 2 pF, mais en pratique, à de telles valeurs, la capacité parasite de l'installation l'affecte déjà sensiblement. L'impédance d'entrée élevée de la sonde du testeur nécessitait son blindage. En figue. La figure 3 montre que sans écran externe, à certains niveaux bas, du bruit apparaît sur la réponse en fréquence. L'installation de la sonde dans le boîtier de blindage élimine presque complètement les interférences et améliore le découplage entrée-sortie, mais en même temps la capacité d'entrée augmente à 4,9...5 pF. Avec les contacts d'entrée de la sonde fermés, l'isolation sera d'au moins 62 dB à une fréquence de 20 MHz.
Pour augmenter la précision de la mesure de la fréquence de résonance réelle des circuits f (ceci est important, par exemple, lors de la vérification ou du réglage de l'appariement des circuits), il est nécessaire d'introduire une correction selon la formule donnée dans l'article de B. Stepanov , seulement au lieu du chiffre 3,5, remplacez-y le chiffre 2,5. Pour cette sonde, cela ressemble à ceci : f = fр(1+2,5/C), où fp - valeur mesurée de la fréquence de résonance du circuit ; C est la capacité du condensateur du circuit en picofarads. Une photo de la conception de la sonde est présentée sur la Fig. 4. Pour exclure la pénétration directe du signal, contournant le circuit testé, dans l'entrée du détecteur, de la fibre de verre recouverte d'une feuille double face est utilisée et l'installation est effectuée sur des « spots » des deux côtés de la carte.
Les deux côtés du fil de blindage commun sont reliés entre eux par des cavaliers à quatre ou cinq endroits (uniformément sur toute la surface de la carte). Les points de connexion des condensateurs de couplage sont espacés - l'entrée de la sonde haute impédance est d'un côté et du côté opposé de la carte se trouve un blindage solide (« masse »). Le point de soudure de la résistance de charge de la sortie NWT R1 est situé de l'autre côté de la carte, et en face, sur le côté opposé, se trouve un blindage solide (« masse »). Un mince écran en tôle est installé entre les condensateurs de couplage sur presque toute leur longueur. Il est soudé à la carte et recouvert de ruban électrique noir. Lors de la répétition du design, au lieu de cet écran supplémentaire, je recommande simplement de rallonger la carte de 10...15 mm. L'étage de sortie à courant élevé de l'amplificateur tampon à haute impédance de la sonde (environ 30 mA) fournit une amplitude de signal de sortie allant jusqu'à 1,4 V dans une charge à faible impédance (50 ohms). Cela permet d'atteindre la plage dynamique maximale du détecteur NWT. La configuration de l'amplificateur revient à installer une tension constante de +2...4 V sur le collecteur du transistor VT5, en sélectionnant la résistance R3. Le courant consommé par la sonde à partir de la source d'alimentation est d'environ 40 mA. La charge réelle sur le circuit est créée par un générateur NWT avec une résistance de sortie de 50 Ohms et une résistance de charge R1 avec une résistance de 51 Ohms connectée en parallèle (au final - environ 25 Ohms). Ils sont connectés au circuit testé via un condensateur de couplage C1 d'une capacité de 1 pF. Le degré d'influence de ce circuit sur le facteur de qualité du circuit peut être évalué à l'aide des formules données dans l'article de B. Stepanov. Quiconque le souhaite peut consulter, par exemple, le livre de V. Popov « Fundamentals of Circuit Theory » (Moscou : Higher School, 1985), mais les formules qui y sont données sont quelque peu difficiles à analyser et à comprendre la signification physique de ce qui se passe. Il sera plus facile de comprendre l'essence de ce qui se passe si nous utilisons le concept de résistance aux pertes. Résistance de perte totale de boucle Rп peut être déterminé par la formule Rп=XL/Qн, où XL - résistance inductive de sa bobine ; Qн - sa bonne qualité. Résistance de perte du circuit chargé Rп égal à la somme des résistances des pertes propres du circuit non chargé Rк et pertes introduites par la charge Rн. Ce dernier pour notre cas d'activation de la résistance de la source de signal à faible résistance REst à travers le diviseur de courant capacitif est égal à Rн = REst (CSt./(DEк+Сdans))2. Si la capacité du contour Cк nettement supérieure à la capacité d'entrée Cdans, cette formule se simplifie en Rн = REst (CSt./DEк)2, La résistance introduite dans le circuit diminue proportionnellement au carré du rapport des capacités des condensateurs de couplage et du circuit.
Considérons un exemple réel de mesure des paramètres d'un circuit oscillant, composé d'un inducteur de haute qualité enroulé sur un anneau T50-6 d'Amidon et d'un condensateur d'une capacité de 38 pF. 1. Pleine capacité du circuit Сm = Cк+Сdans\u43d XNUMX pF. 2. À l'aide du graphique de réponse en fréquence (Fig. 5), nous déterminons la fréquence de résonance f=18,189 MHz et le facteur de qualité Q.н=237,76 (bien que faiblement, mais toujours un circuit chargé). 3. Accédez à l'onglet « Radio Engineering Calculations » du programme NWT, entrez la capacité du circuit et sa fréquence de résonance dans les cellules du tableau et trouvez l'inductance de la bobine L = 1,78 μH. Sa réactance inductive XL= = 203,5 ohms. Ainsi, la résistance de perte du circuit chargé, calculée à l'aide de la formule Rп = XL/Qн sera de 0,86 Ohm. La résistance de perte introduite par la charge, la source du signal, est trouvée à l'aide de la formule Rн = REst (CSt./(DEк+Сdans))2. En y substituant les valeurs connues des paramètres des éléments, on obtient la valeur Rн=0,0135 Ohm. De là, nous trouvons la résistance de perte du circuit non chargé lui-même Rк=0,847 Ohm et le facteur de qualité du circuit non chargé Qк= 240. La valeur directement mesurée du facteur de qualité, sans ces recalculs éclaircissants, est égale à 237,76. Comme nous pouvons le constater, l'erreur de mesure due à l'influence d'une source de signal à faible résistance dans notre appareil est négligeable et sera d'autant plus faible que la capacité du circuit est grande ou que son impédance caractéristique est élevée. Auteur : Sergey Belenetsky (US5MSQ)
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