Contor Lc pe atmega8 cu display nokia. Contor LC

Considerăm un circuit pentru măsurarea capacității condensatoarelor și inductanței bobinelor, realizat cu doar cinci tranzistoare și, în ciuda simplității și accesibilității sale, permite determinarea capacității și inductanței bobinelor cu o precizie acceptabilă pe o gamă largă. Există patru sub-domenii pentru condensatori și până la cinci sub-domeni pentru bobine. După o procedură de calibrare destul de simplă, folosind două trimmere, eroarea maximă va fi de aproximativ 3%, ceea ce, vedeți, nu este deloc rău pentru un produs de casă pentru radioamatori.

Vă propun să lipiți acest circuit simplu de contor LC cu propriile mâini. Baza produsului de casă pentru radioamatori este un generator realizat pe VT1, VT2 și componentele radio ale cablajului. Frecvența sa de funcționare este determinată de parametrii circuitului oscilator LC, care constă dintr-o capacitate necunoscută a condensatorului Cx și o bobină conectată în paralel L1, în modul de determinare a capacității necunoscute - contactele X1 și X2 trebuie închise și în modul de măsurare a inductanței Lx, este conectat în serie cu bobina L1 și condensatorul C1 conectat în paralel.

Prin conectarea unui element necunoscut la contorul LC, generatorul începe să funcționeze la o anumită frecvență, care este înregistrată de un contor de frecvență foarte simplu asamblat pe tranzistoarele VT3 și VT4. Valoarea frecvenței este apoi convertită în curent continuu, care deviază acul microampermetrului.

Ansamblu de circuit al contorului de inductanță. Este recomandat să păstrați firele de legătură cât mai scurte pentru a conecta elemente necunoscute. După finalizarea procesului de asamblare generală, este necesară calibrarea structurii în toate gamele.

Calibrarea se realizează prin selectarea rezistențelor rezistențelor de reglare R12 și R15 la conectarea la bornele de măsurare ale elementelor radio cu valori cunoscute anterior. Deoarece într-un interval valoarea rezistențelor de tăiere va fi una, iar în altul va fi diferită, este necesar să se determine ceva mediu pentru toate intervalele, iar eroarea de măsurare nu trebuie să depășească 3%.

Acest contor LC destul de precis este construit pe un microcontroler PIC16F628A. Proiectarea contorului LC se bazează pe un contor de frecvență cu un oscilator LC, a cărui frecvență se modifică în funcție de valorile măsurate ale inductanței sau capacității și este calculată ca rezultat. Precizia frecvenței ajunge la 1 Hz.

Releul RL1 este necesar pentru a selecta modul de măsurare L sau C. Contorul funcționează pe baza ecuațiilor matematice. Pentru ambele necunoscute LȘi C, Ecuațiile 1 și 2 sunt generale.

Calibrare

Când alimentarea este pornită, dispozitivul este calibrat automat. Modul de funcționare inițial este inductanța. Așteptați câteva minute pentru ca circuitele dispozitivului să se încălzească, apoi apăsați comutatorul de comutare „zero” pentru recalibrare. Ecranul ar trebui să arate valorile ind = 0,00. Acum conectați valoarea inductanței de testare, cum ar fi 10uH sau 100uH. Contorul LC ar trebui să afișeze o citire precisă. Există jumperi pentru a configura contorul Jp1~Jp4.

Proiectul contorului de inductanță prezentat mai jos este foarte ușor de replicat și constă dintr-un minim de componente radio. Domenii de măsurare a inductanței: - 10nG - 1000nG; 1 uG - 1000 uG; 1mG - 100mG. Domenii de măsurare a capacității:- 0,1pF - 1000pF - 1nF - 900nF

Dispozitivul de măsurare acceptă autocalibrarea atunci când este pornită alimentarea, eliminând posibilitatea erorilor umane în timpul calibrării manuale. Absolut, puteți recalibra contorul în orice moment prin simpla apăsare a butonului de resetare. Dispozitivul are selecția automată a domeniului de măsurare.

Nu este nevoie să utilizați componente radio de precizie sau costisitoare în proiectarea dispozitivului. Singurul lucru este că trebuie să aveți o capacitate „externă”, a cărei valoare nominală este cunoscută cu mare precizie. Doi condensatori cu o capacitate de 1000 pF ar trebui să fie de calitate normală, este recomandabil să folosiți polistiren, iar doi condensatori de 10 µF ar trebui să fie tantal.

Cuarțul trebuie luat exact la 4.000 MHz. Fiecare nepotrivire de frecvență de 1% va duce la o eroare de măsurare de 2%. Releu cu curent de bobină scăzut, deoarece Microcontrolerul nu este capabil să furnizeze un curent mai mare de 30 mA. Nu uitați să plasați o diodă în paralel cu bobina releului pentru a suprima curentul invers și a elimina saritura.

Placă de circuit imprimat și firmware pentru microcontroler din linkul de mai sus.

Răspuns

Lorem Ipsum este pur și simplu un text fals al industriei de tipărire și de tipărire. Lorem Ipsum a fost textul fals standard al industriei încă din anii 1500, când o imprimantă necunoscută a luat o bucătărie de tipărire și a amestecat-o pentru a face o carte cu specimene de tipar. A supraviețuit nu numai cinci http://jquery2dotnet.com/ secole. , dar și saltul în compunerea electronică, rămânând în esență neschimbat.A fost popularizat în anii 1960 odată cu lansarea foilor Letraset care conțineau pasaje Lorem Ipsum, iar mai recent cu software-ul de publicare desktop precum Aldus PageMaker care include versiuni de Lorem Ipsum.

CONTOR DE CAPACITATE SI INDUCTANTA

Diagrama contorului LC

Placă de circuit imprimat

Domenii de măsurare a inductanței:
10nH - 1000nH
1uH - 1000uH
1 mH - 100 mH

Domenii de măsurare a capacității:
0,1 pF - 1000 pF
1nF - 900nF

Un mare avantaj al dispozitivului este calibrarea automată la pornirea alimentării, care elimină erorile de calibrare, care sunt inerente unor circuite similare inductometre, în special cele analogice. Dacă este necesar, puteți recalibra în orice moment apăsând butonul de resetare.

Componentele dispozitivului

Componentele cu precizie excesivă sunt opționale, cu excepția unuia (sau mai multor) condensatoare, care sunt utilizate pentru calibrarea contorului. Cei doi condensatori de 1000 pF de la intrare ar trebui să fie de o calitate destul de bună. Polistirenul expandat este mai de preferat. Evitați condensatorii ceramici, deoarece unii pot avea pierderi mari.

Doi condensatori de 10 µF din generator ar trebui să fie tantal (au rezistență și inductanță ESR în serie scăzută). Un cristal de 4 MHz ar trebui să fie strict de 4.000 MHz și nu ceva apropiat de această valoare. Fiecare eroare de 1% în frecvența cristalului adaugă erori de 2% la măsurarea valorii inductanței. Releul ar trebui să furnizeze aproximativ 30 mA de curent de declanșare. Rezistorul R5 setează contrastul afișajului LCD al contorului LC. Dispozitivul este alimentat de o baterie obișnuită Krona, deoarece tensiunea este stabilizată în continuare de microcircuitul 7805.

Acest contor LC precis este construit cu componente ieftine care sunt foarte ușor de găsit în magazinele de radio. Gama contorului LC este destul de largă și este potrivită pentru măsurarea chiar și a valorilor foarte mici ale capacității și inductanței.

Placă de circuit imprimat - desen

Inductanță - domenii de măsurare:

10nH - 1000nH
1uH - 1000uH
1 mH - 100 mH

Domenii de măsurare a capacității:

0,1 pF - 1000 pF
1nF - 900nF

Un mare avantaj al dispozitivului este calibrarea automată atunci când alimentarea este pornită, astfel încât erorile de calibrare sunt excluse, ceea ce este inerent unor dispozitive similare, în special cele analogice. Dacă este necesar, puteți recalibra în orice moment apăsând butonul de resetare. În general, acest contor LC este complet automat. Firmware MK PIC16F628 .

Componentele dispozitivului

Cei doi condensatori de 10 µF din generator ar trebui să fie tantal (au rezistență și inductanță în serie scăzute). Un cristal de 4 MHz ar trebui să fie strict de 4.000 MHz și nu ceva apropiat de această valoare. Fiecare eroare de 1% în frecvența cristalului adaugă erori de 2% la măsurarea valorii inductanței. Releul ar trebui să furnizeze aproximativ 30 mA de curent de declanșare. Rezistorul R5 setează contrastul afișajului LCD al contorului LC. Dispozitivul este alimentat de o baterie obișnuită Krona, deoarece tensiunea este stabilizată în continuare de microcircuit 7805 .

Mi-am făcut cumva acest dispozitiv extrem de util și de neînlocuit, din cauza nevoii urgente de a măsura capacitatea și inductanța. Are o precizie de măsurare surprinzător de foarte bună, iar circuitul este destul de simplu, a cărui componentă de bază este microcontrolerul PIC16F628A.

Sistem:

După cum puteți vedea, principalele componente ale circuitului sunt PIC16F628A, un afișaj de sinteză a caracterelor (pot fi utilizate 3 tipuri de afișaj 16x01 16x02 08x02), un stabilizator liniar LM7805, un rezonator cuarț de 4 MHz, un releu de 5 V într-un pachet DIP , un comutator cu două secțiuni (pentru comutarea modurilor de măsurare L sau C).

Firmware pentru microcontroler:

Placă de circuit imprimat:

Fișier PCB în format sprint layout:

Placa originală este cablată pentru un releu într-un pachet DIP.

Nu aveam așa ceva și am folosit ceea ce aveam, un releu compact vechi care avea dimensiunea potrivită. Am folosit condensatori cu cupe de tantal ca condensatori de tantal. S-au folosit comutatorul modului de măsurare, comutatorul de alimentare și butonul de calibrare, odată scoase din vechile osciloscoape sovietice.

Cabluri de testare:

Ar trebui să fie cât mai scurt posibil.

În timpul asamblarii și instalării, am urmat aceste instrucțiuni:

Asamblați placa, instalați 7 jumperi. Mai întâi instalați jumperii sub PIC și sub releu și doi jumperi lângă pinii pentru afișaj.

Utilizați condensatori de tantal (în generator) - 2 buc.
10uF.
Cei doi condensatori de 1000pF ar trebui să fie din poliester sau mai bun (aproximativ toleranță nu mai mare de 1%).

Se recomandă utilizarea unui display iluminat din spate (rețineți că rezistența de limitare 50-100 Ohm nu este indicată pe diagramă, pinii 15, 16).
Instalați placa în carcasă. Conexiunea dintre placă și afișaj poate fi lipită la cererea dvs. sau realizată folosind un conector. Faceți firele din jurul comutatorului L/C cât mai scurte și rigide posibil (pentru a reduce interferența și pentru a compensa în mod corespunzător măsurătorile, în special pentru capătul L cu împământare).

Cuarțul trebuie utilizat la 4.000MHz, 4.1, 4.3 etc. nu pot fi utilizate.

Testare și calibrare:

Verificați instalarea pieselor pe placă.
Verificați setările tuturor jumperilor de pe placă.
Verificați dacă PIC-ul, diodele și 7805 sunt instalate corect.
Nu uitați să flashați PIC-ul înainte de a-l instala în contorul LC.
Porniți alimentarea cu grijă. Dacă este posibil, utilizați o sursă de alimentare reglată pentru prima dată. Măsurați curentul pe măsură ce tensiunea crește. Curentul nu trebuie să depășească 20 mA. Proba a consumat un curent de 8mA. Dacă nu este vizibil nimic pe afișaj, rotiți rezistența de reglare variabilă a contrastului. Afișajul ar trebui să arate „ Calibrare", apoi C=0,0pF (sau C= +/- 10pF).
Așteptați câteva minute („încălzire”), apoi apăsați butonul „zero” (Resetare) pentru a recalibra. Afișajul ar trebui să arate C=0,0pF.
Conectați condensatorul de „calibrare”. Pe afișajul contorului LC veți vedea citirile (cu eroare de +/- 10%).
Pentru a crește citirile capacității, închideți jumperul „4”, vezi imaginea de mai jos (aprox. 7 picior PIC). Pentru a scădea citirile capacității, închideți jumperul „3” (aproximativ 6 picior PIC) vezi imaginea de mai jos. Când valoarea capacității se potrivește cu valoarea de „calibrare”, scoateți jumperul. PIC-ul își va aminti calibrarea. Puteți repeta calibrarea de mai multe ori (până la 10.000.000).
Dacă există probleme cu măsurătorile, puteți utiliza jumperii „1” și „2” pentru a verifica frecvența generatorului. Conectați jumperul „2” (aprox. 8 pini PIC) și verificați frecvența „F1” a generatorului. Ar trebui să fie 00050000 +/- 10%. Dacă citirile sunt prea mari (aproape de 00065535), dispozitivul intră în modul „depășire” și afișează eroarea „depășire”. Dacă citirea este prea mică (sub 00040000), veți pierde precizia măsurării. Conectați jumperul „1” (aproximativ 9 pini PIC) pentru a verifica calibrarea frecvenței „F2”. Ar trebui să fie aproximativ 71% +/- 5% din „F1” pe care l-ați obținut prin conectarea jumperului „2”.
Pentru a obține cele mai precise citiri, puteți ajusta L până când obțineți F1 în jurul valorii de 00060000. Este de preferat să setați „L” = 82 µH pe un circuit de 100 µH (este posibil să nu cumpărați 82 µH;)).
Dacă afișajul arată 00000000 pentru F1 sau F2, verificați cablajul lângă comutatorul L/C - aceasta înseamnă că generatorul nu funcționează.
Funcția de calibrare a inductanței este calibrată automat atunci când are loc calibrarea capacității. (aprox. calibrarea are loc în momentul în care releul este activat când L și C din dispozitiv sunt închise).

Testsăritori

Verificare F2
verificare F1
Scade C
Măriți C

Cum se fac măsurători:

Modul de măsurare a capacității:

Mutați comutatorul de selectare a modului de măsurare în poziția „C”
Apăsați butonul „Zero”.
Mesajul „Setare! .tunngu.” așteptați până când apare „C = 0,00pF”.

Modul de măsurare a inductanței:

Porniți dispozitivul și așteptați până când pornește
Mutați comutatorul de selectare a modului de măsurare în poziția „L”.
Închidem firele de măsurare
Apăsați butonul „Zero”.
Mesajul „Setare! .tunngu.” așteptați până când apare „L = 0.00uH”.

Ei bine, asta este, lăsați întrebările și comentariile dvs. în comentariile de sub articol.

Acest articol continuă tema extinderii capacităților popularelor multimetre din seria 83x. Curentul scăzut consumat de set-top box îi permite să fie alimentat de la stabilizatorul ADC intern al multimetrului. Folosind acest atașament, puteți măsura inductanța bobinelor și bobinelor, capacitatea condensatoarelor fără a le scoate de pe placă.

Proiectele atașamentelor de măsurare pentru multimetre, pe lângă diferențele dintre modelele de circuite și metodele de măsurare a unuia sau altul parametru, diferă și prin capacitatea lor de a funcționa de la propria sursă de alimentare sau fără aceasta, folosind stabilizatorul de tensiune ADC al multimetrului. Set-top box-urile alimentate de stabilizatorul ADC al multimetrului, în opinia autorului, sunt mai convenabile de utilizat, în special „în afara casei”. Dacă este necesar, acestea pot fi alimentate de la o sursă externă de 3 V, de exemplu, de la două celule galvanice. Desigur, se pune întrebarea despre curentul consumat de un astfel de set-top box, care nu ar trebui să depășească câțiva miliamperi, dar utilizarea componentelor moderne în combinație cu circuite optime rezolvă această problemă. Cu toate acestea, problema consumului de curent a fost și va fi întotdeauna relevantă, mai ales pentru instrumentele de măsură cu alimentare autonomă, când durata de funcționare dintr-o sursă autonomă determină adesea alegerea dispozitivului.

La dezvoltarea contorului LC, atenția principală a fost acordată nu numai minimizării consumului de curent, ci și capacității de a măsura inductanța bobinelor și bobinelor și capacitatea condensatoarelor fără a le deslipi de pe placă. Această posibilitate ar trebui să fie întotdeauna luată în considerare la dezvoltarea unor astfel de instrumente de măsurare. Există multe exemple în care radioamatorii, din păcate, nu acordă atenție acestui lucru în designul lor. Dacă, de exemplu, măsurați capacitatea unui condensator prin încărcarea cu un curent stabil, atunci chiar și atunci când tensiunea de pe condensator este mai mare de 0,3...0,4 V fără a-l deslipi de pe placă, este adesea imposibil să se determine în mod fiabil capacitatea.

Principiul de funcționare al unui contor LC nu este nou; se bazează pe calcularea pătratului perioadei măsurate a oscilațiilor naturale într-un circuit LC rezonant, care este legat de parametrii elementelor sale prin relații

T = 2π √LC sau LC = (T/2π) 2.

Din această formulă rezultă că inductanța măsurată este legată liniar de pătratul perioadei de oscilație cu o capacitate constantă în circuit. Evident, aceeași dependență liniară leagă capacitatea măsurată cu o inductanță constantă, iar pentru a măsura inductanța sau capacitatea este suficient să convertiți perioada de oscilație într-o valoare convenabilă. Din formula de mai sus este clar că, cu o capacitate constantă de 25330 pF sau o inductanță de 25,33 mH pentru multimetrele din seria 83x, rezoluția minimă de măsurare este de 0,1 µH și 0,1 pF în intervalele de 0...200 µH și 0. ..200 pF în consecință, iar frecvența de oscilație cu o inductanță măsurată de 1 μH este egală cu 1 MHz.

Atașamentul conține un generator de măsurare, a cărui frecvență este determinată de circuitul LC și, în funcție de tipul de măsurare, de inductanța conectată la prizele de intrare ale bobinei sau de capacitatea condensatorului, o tensiune de ieșire a generatorului. unitate de stabilizare, un model de impuls, divizoare de frecvență pentru extinderea intervalelor de măsurare și un convertor de perioadă de repetare a impulsului într-o tensiune proporțională cu pătratul său, care este măsurată de un multimetru.

Principalele caracteristici tehnice

Limite de măsurare a inductanței.........200 µH; 2 mH; 20 mH; 200 mH; 2 Gn; 20 Gn

Limite de măsurare a capacității.................200 pF; 2 nF; 20 nF; 0,2 uF; 2 uF; 20 uF

Eroare de măsurare în primele patru limite de la 0,1 valoare limită și peste, nu mai mult, % .........3

Eroarea de măsurare între 2 μF și 2 H, nu mai mult, % ....................... 10

Eroare de măsurare în interval de 20 μF și 20 H, nu mai mult, % ........................... 20

Consumul maxim de curent, nu mai mult de, mA...........3

Eroarea de măsurare a inductanței în intervalul 2 și 20 H depinde de capacitatea proprie a bobinei, rezistența sa activă, magnetizarea reziduală a circuitului magnetic, iar capacitatea în intervalul 2 și 20 μF depinde de rezistența activă a bobinei. bobina din circuitul LC și ESR-ul condensatorului care se măsoară.

Diagrama de atașare este prezentată în Fig. 1. În poziția „Lx” a comutatorului SA1, măsurați inductanța bobinei conectate la prizele XS1, XS2, în paralel cu care este conectat condensatorul C1, iar în poziția „Cx” - capacitatea condensatorului, în paralel cu care este conectat inductorul L1. Tranzistoarele VT1, VT2 sunt utilizate pentru a asambla un generator de tensiune sinusoidal de măsurare, a cărui frecvență, așa cum sa menționat mai sus, este determinată de elementele circuitului LC. Acesta este un amplificator acoperit de feedback pozitiv (POS). Prima treaptă a amplificatorului este asamblată conform unui circuit cu un colector comun (urmare emițător), are o rezistență mare de intrare și ieșire scăzută, iar a doua - conform unui circuit cu o bază comună (CB) - are un nivel scăzut. rezistență mare de intrare și de ieșire. Astfel, se obține o bună coordonare atunci când ieșirea celui de-al doilea este închisă cu intrarea primului. Ambele trepte sunt neinversoare, astfel încât această conexiune acoperă amplificatorul unui PIC 100%, care, în combinație cu impedanța mare de intrare a emițătorului urmăritor și treapta de ieșire cu OB, asigură că generatorul funcționează la frecvența de rezonanță a Circuit LC pe o gamă largă de frecvențe.

Să luăm în considerare funcționarea unui contor LC cu un inductor sau un condensator conectat la prize XS1, XS2 "Lx, Cx". Tensiunea de la ieșirea generatorului este alimentată la un amplificator cu o impedanță mare de intrare, asamblat pe un tranzistor VT3, care îl amplifică de cinci ori, ceea ce este necesar pentru funcționarea normală a unității de stabilizare a tensiunii de ieșire a generatorului. Unitatea de stabilizare este asamblată pe diode VD1, VD2, condensatoare C3, C5 și tranzistor VT4. Menține tensiunea de ieșire a generatorului la un nivel constant de aproximativ 100 mV rms, la care se pot face măsurători fără a dezlipi elementele de pe placă și, de asemenea, crește stabilitatea oscilațiilor generatorului la acest nivel. Tensiunea de ieșire a amplificatorului, rectificată de diodele VD1, VD2 și netezită de condensatorul C5, este furnizată la baza tranzistorului VT4. Când amplitudinea tensiunii la ieșirea generatorului este mai mică de 150 mV, acest tranzistor este deschis de curentul de bază care curge prin rezistorul R7, iar tensiunea de alimentare completă de +3 V este furnizată generatorului (această tensiune trebuie aplicată generatorului). pentru pornirea sa fiabilă, precum și la măsurarea inductanței 1.. .3 µH). Dacă în timpul măsurării amplitudinea tensiunii generatorului devine mai mare de 150 mV, la ieșirea redresorului va apărea o tensiune de polaritate care închide tranzistorul VT4. Curentul colectorului său va scădea, ceea ce va duce la o scădere a tensiunii de alimentare a generatorului și la restabilirea amplitudinii tensiunii sale de ieșire la un anumit nivel. În caz contrar, are loc procesul invers.

Tensiunea de ieșire a amplificatorului de pe tranzistorul VT3 prin circuitul C4, C6, R8 este furnizată unui model de impulsuri asamblat pe tranzistoarele VT5 și VT6 folosind un circuit de declanșare Schmitt cu cuplare emițător. La ieșirea sa, se formează impulsuri dreptunghiulare cu frecvența generatorului, un timp scurt de dezintegrare (aproximativ 50 ns) și o oscilație egală cu tensiunea de alimentare. Acest timp de cădere este necesar pentru funcționarea normală a contoarelor zecimale DD1-DD3. Rezistorul R8 asigură funcționarea stabilă a declanșatorului Schmitt la frecvențe joase. Fiecare dintre contoarele DD1 - DD3 împarte frecvența semnalului la 10. Semnalele de ieșire ale contoarelor sunt trimise la limitatorul de măsurare SA2.

De la contactul în mișcare al comutatorului, în funcție de limita de măsurare selectată „x1”, „x10 2”, „x10 4”, semnalele de impuls dreptunghiulare U și (Fig. 2a) sunt furnizate convertorului de tensiune de perioadă asamblat la op- amp DA1.1, tranzistoare cu efect de câmp VT7-VT9 și condensator C8. Odată cu sosirea următorului impuls de semnal cu o durată de 0,5 T, tranzistorul VT7 se închide pentru acest timp. Tensiunea de la divizorul rezistiv R13R14 (aproximativ 2,5 V) este furnizată la intrarea neinversoare a amplificatorului operațional DA 1.1. O sursă de curent stabilă (IT) este asamblată folosind acest amplificator operațional și tranzistorul VT9. Curentul IT de 140 μA este stabilit prin conectarea în paralel a rezistențelor R16 și R17 cu contactele comutatorului SA3 închise (poziția „x1”) și de zece ori mai puțin - 14 μA - prin rezistența R16 cu contactele deschise (poziția „x10”).

În momentul sosirii unui impuls cu durata de 0,5 T, tranzistorul VT8 se deschide prin circuitul de diferențiere C7R15 timp de 5...7 μs, descarcând condensatorul C8 în acest timp, după care se închide și începe încărcarea condensatorului C8 cu un stabil. curent din IT (Fig. 2,b). La sfârșitul impulsului, tranzistorul VT7 se deschide, închiderea rezistenței R13, iar curentul IT devine zero. În următorul interval de 0,5T, tensiunea U1 pe condensatorul C8 rămâne neschimbată și egală cu

U 1 = U C8 = I IT1 xT/(2xC8) = K 1 xT,

unde K 1 = I IT1 / (2xC8) este un coeficient constant.

Din această expresie rezultă că tensiunea de pe condensatorul încărcat C8 este proporțională cu perioada T a impulsurilor de intrare. În acest caz, o tensiune de 2 V corespunde valorii maxime a parametrului măsurat la fiecare limită de măsurare. Intrarea unui amplificator tampon pe amplificatorul operațional DA1.2 cu un câștig unitar este conectată la condensator, al cărui curent de intrare este neglijabil (mai mulți picoamperi) și nu afectează descărcarea (și încărcarea) condensatorului C8.

De la ieșirea amplificatorului tampon, trece la următorul convertor - „tensiune-curent” la op-amp DA2.1. Un alt IT (IT2) este asamblat folosind acest amplificator operațional și rezistențele R18-R21. Curentul acestui IT este determinat de tensiunea de intrare furnizată la borna stângă a rezistorului R18 din diagramă și rezistența acestuia, iar semnul depinde de care dintre rezistențe (în cazul nostru este R18 sau R20) este pornit ca intrare. IT este încărcat pe condensatorul C9. În timpul acțiunii unui impuls de intrare cu o durată de 0,5 T, tranzistorul VT10 este deschis și tensiunea U2 pe condensatorul C9 este zero (Fig. 2, c). La sfârșitul impulsului, tranzistorul se închide și condensatorul începe să se încarce cu curent continuu de la tensiunea furnizată la rezistorul R18 de la amplificatorul tampon la amplificatorul operațional DA1.2. După cum se poate observa din diagramă (Fig. 2, c), tensiunea de pe condensator crește liniar sub forma unui ferăstrău până când următorul impuls apare după un timp de 0,5 T. Până când apare, tensiunea pe condensator va atinge valoarea

U 2max = U C9max = I IT2 xT/(2xC9) = U C8 xT/(2xR18xC9) = K 2 xU C8 xT = K 1 xK 2 xT 2,

unde K1, K2 sunt coeficienți constanți; K2 = 1/(2xR18xC9).

Din această expresie rezultă că amplitudinea tensiunii pe condensatorul C9 este proporțională cu pătratul perioadei impulsurilor de intrare, adică depinde liniar de inductanța sau capacitatea măsurată. Această transformare „la pătratul perioadei” este logic de înțeles chiar și fără expresia de mai sus, deoarece tensiunea condensatorului C9 depinde liniar atât de perioadă, cât și de tensiunea la intrarea IT, care depinde și liniar de perioadă. În acest caz, o tensiune U2max egală cu 2 V corespunde valorii maxime a parametrului măsurat la fiecare limită de măsurare.

Intrarea amplificatorului tampon la amplificatorul operațional DA2.2 este conectată la condensatorul C9. De la ieșire, o tensiune dinți de ferăstrău, redusă la nivelul cerut de divizorul R22R23, este furnizată la intrarea „VΩmA” a multimetrului (conector XP2). Circuitul RC integrator încorporat al multimetrului, conectat la intrarea ADC (constantă de timp 0,1 s), și cel extern - R22C12 netezește impulsurile dinți de ferăstrău la o valoare medie pe perioadă, care este egală cu un sfert din amplitudine. Deci, cu amplitudinea „fierăstrăului” la conectorul XP2 „VΩmA” de 0,8 V, tensiunea la intrarea ADC al multimetrului este de 200 mV, ceea ce corespunde limitei superioare a măsurării tensiunii continue la limita de 200 mV. .

Consola este asamblată pe o placă din folie de fibră de sticlă pe ambele părți. Desenul plăcii de circuit imprimat este prezentat în Fig. 3, iar locația elementelor de pe acesta este în Fig. 4.

Fotografiile plăcii de circuit imprimat sunt prezentate în Fig. 5, 6. Pin XP1 "NPNC" - potrivit de la conector. Pinii XP2 „VΩmA” și XP3 „COM” provin de la cabluri de test ale multimetrului eșuate. Mufe de intrare XS1, XS2 - bloc terminal cu șurub 350-02-021-12 seria 350 de la DINKLE. Comutatoare glisante: SA1 - SS12D07; SA2, SA3 - seria MSS, MS, IS, de exemplu, MSS-23D19 (MS-23D18) și respectiv MSS-22D18 (MS-22D16). Bobina L1 este de casă, conține aproximativ (de specificat în timpul setarii) 160 de spire de sârmă PEV-2 0,2, bobinată în patru secțiuni de 40 de spire pe un miez magnetic inel de dimensiune standard 10x6x4,5 din ferită 2000NM1, 2000NM3 sau N48 ( EPCOS). Feritele din aceste clase au un coeficient de temperatură scăzut de permeabilitate magnetică. Utilizarea feritelor de alte mărci, de exemplu N87, va duce la o creștere a erorii de măsurare a capacității atunci când temperatura se schimbă cu 5...10 o C.

Condensatoarele C1, C8 și C9 sunt condensatoare cu film importate pentru o tensiune de 63 V (de exemplu, WIMA, EPCOS). Abaterea capacității condensatoarelor C8, C9 nu trebuie să fie mai mare de 5%. Restul sunt pentru montaj la suprafata: C2, C10, C11 - marimea 0805; C4, C6, C7 - 1206; oxid C3, C5, C12 - tantal B. Toate rezistențele au dimensiunea 1206. Rezistoarele R13, R14, R16-R21 trebuie utilizate cu o toleranță de cel mult 1%, iar rezistențele R18, R20 și R19, R21 trebuie selectate cu un multimetru cu cele mai apropiate rezistențe posibile în fiecare pereche. Adesea, un pachet de bandă de 10...20 de rezistențe din seria E24 cu o clasă de precizie de cinci procente este suficient pentru selecție.

Tranzistoarele VT1 -VT5 trebuie să aibă un coeficient de transfer de curent de cel puțin 500, VT6 - de la 50 la 200. Tranzistoarele BSS84 sunt interschimbabile cu IRLML6302 și IRLML2402 cu FDV303N. Când înlocuiți altfel, trebuie luat în considerare faptul că tensiunea de prag a tranzistorilor nu trebuie să fie mai mare de 2 V, rezistența pe canal deschis nu trebuie să fie mai mare de 0,5 Ohm, iar capacitatea de intrare nu trebuie să fie mai mare de 200 pF la o tensiune de scurgere la sursă de 1 V. Amplificatoarele operaționale de microputere AD8542ARZ sunt înlocuibile, de exemplu, MSR602 sau KF1446UD4A domestice. Este recomandabil să îl selectați pe acesta din urmă cu o tensiune de compensare zero de cel mult 2 mV pentru a reduce eroarea de măsurare atunci când rezultatul său nu depășește 10% din limita setată. Contoarele zecimale 74HC4017D logice de mare viteză pot fi înlocuite cu altele similare din seria 4000B de la NXP (PHILIPS) - HEF4017B. Nu ar trebui să utilizați contoare similare de la alte companii, în special cele autohtone K561IE8. Cu o tensiune de alimentare de 3 V, frecvența de intrare de 1 MHz de la generatorul de măsurare este prea mare pentru astfel de contoare, iar timpul de decădere a impulsului la intrarea lor (50 ns) este scurt. Este posibil să nu „simți” un astfel de semnal.

Terminalele condensatoarelor C8, C9, mergând la firul comun, sunt lipite pe ambele părți ale plăcii de circuit imprimat. În mod similar, bornele comutatorului SA3 și terminalul care vine de la contactul mobil SA2, precum și mufa XP1-XP3, sunt lipite. Mai mult decât atât, XP2 și XP3 sunt asigurate mai întâi prin lipire, apoi se găsește o gaură „la loc” și se lipiază mufa XP1. Bucăți de sârmă cositorită sunt introduse în găurile plăcuțelor de lângă sursa tranzistorului VT10 și a rezistenței R14 și lipite pe ambele părți. Înainte de instalare pe microcircuite DD2, DD3, pinul 4 trebuie îndoit sau îndepărtat.

Când lucrați cu un contor LC, comutatorul pentru tipul de funcționare al multimetrului este setat în poziția de măsurare a tensiunii continue la limita de „200mV”. Limitele de măsurare ale contorului LC corespunzătoare pozițiilor comutatoarelor SA2, SA3 sunt date în tabel.

Calibrarea contorului LC se realizează în funcție de disponibilitatea instrumentelor și calificărilor necesare. În cel mai simplu caz, veți avea nevoie de o bobină cu o inductanță cunoscută cu precizie, a cărei valoare este apropiată de limita de măsurare corespunzătoare și de același condensator cu o capacitate măsurată. Pentru a elimina eroarea de la capacitatea de intrare a contorului LC, capacitatea condensatorului trebuie să fie de cel puțin 1800 pF (de exemplu, 1800 pF, 0,018 μF, 0,18 μF). Set-top box-ul este mai întâi conectat la o sursă de alimentare autonomă cu o tensiune de 3 V și se măsoară consumul de curent, care nu trebuie să depășească 3 mA, apoi se conectează la un multimetru. Apoi, setați comutatorul SA1 în poziția „Lx” și conectați o bobină cu o inductanță cunoscută la prizele XS1, XS2 „Lx, Cx”. Comutatoarele SA2 și SA3 sunt setate la limita corespunzătoare și realizează citiri pe indicator care sunt numeric egale cu inductanța (virgula indicatorului nu este luată în considerare), dacă este necesar, conectând în paralel cu condensatorul C1 o capacitate suplimentară de până la 3300 pF. Condensatorii C1, C8, C9 au plăcuțe pe placa de circuit imprimat pentru dezlipirea dimensiunilor suplimentare 0805 pentru montare la suprafață. Este posibilă ajustarea mai precisă a citirilor prin modificarea rezistenței rezistenței R22 sau R23 în limite mici. Un contor LC este calibrat în același mod atunci când se măsoară capacitatea, dar citirile corespunzătoare de pe indicator sunt setate prin schimbarea numărului de spire ale bobinei L1.

Când se măsoară capacitatea unui set-top box, este necesar să se țină cont de capacitatea sa de intrare, care în eșantionul autorului este de 41,1 pF. Această valoare este afișată de indicatorul multimetrului dacă setați comutatorul SA1 în poziția „Cx” și SA2 și SA3 în poziția „x1”. La schimbarea topologiei plăcii de circuit imprimat, conexiunile dintre bornele condensatoarelor C8 și C9 cu bornele tranzistoarelor VT9 și VT10 trebuie realizate cu conductori separati.

Set-top box-ul poate fi folosit ca generator de frecvențe fixe de forme sinusoidale și dreptunghiulare. Un semnal sinusoidal cu o tensiune de 0,1 V este îndepărtat de la emițătorul tranzistorului VT3, un semnal dreptunghiular cu o amplitudine de 3V este îndepărtat de la contactul mobil al comutatorului SA2. Frecvențele necesare sunt obținute prin conectarea condensatoarelor de capacitate adecvată la intrarea set-top box-ului în poziția „Cx” a comutatorului SA1.

Un desen al unei plăci de circuit imprimat în format Sprint Layout 5.0 poate fi descărcat.

Literatură

1. Generator LC universal. - Radio, 1979, nr. 5, p. 58.

2. L-metru cu scară liniară. - Radio, 1984, nr. 5, p. 58, 61.

Data publicării: 15.12.2014

Opiniile cititorilor

rulota / 19.05.2019 - 22:22
Există deja o soluție gata făcută http://www.ti.com/product/LDC1000
Sergey / 15.12.2016 - 01:16
Roman, nu e foarte simplu. Cu tranzistoarele indicate, generatorul trage undeva până la 2...3 MHz. Este necesar să le schimbați, de exemplu, la KT363, KT3128 și să reduceți R2. Poate fi necesar să măriți puterea la 5V. Același lucru este valabil și pentru VT3, VT5, VT6, adică instalați cu o capacitate mică pentru a reduce efectul Miller. Opțional, pentru a extinde banda de frecvență, în loc de VT3, utilizați o etapă diferențială. Reduceți rezistența R12. Dacă pur și simplu creșteți C1 de 10 ori, este puțin probabil ca generatorul să fie excitat, deoarece factorul Q al circuitului LC este prea scăzut.
Roman / 13.10.2016 - 12:05
Sunt complet de acord cu comentariul lui Serghei Shibaev. Întrebare despre limita inferioară a măsurării inductanței - după cum am înțeles, minimul este de 20 μH. Este posibil să se schimbe intervalul de măsurare în jos la 0,2 μH, în detrimentul, să zicem, limitei superioare - ei bine, nu este nevoie să măsori 20 Hn pentru cineva și nici nu este nevoie de 2 Hn... Ei bine , sau puteți face două, pentru game diferite... Pentru ce este necesar acest lucru? Cu respect, Roman.
Sergey / 01.12.2015 - 16:52
Mulțumesc omonim pentru feedback-ul tău. La Nr.1 pentru 2015 va fi prezentat și un aparat bun.
Sergey Shibaev / 18.12.2014 - 13:53
Mare dezvoltare. Îi strâng mâna autorului! Cu stimă, Serghei Shibaev