РадиоКот :: Самодельная оснастка мастерской радиолюбителя.
РадиоКот >Лаборатория >Радиолюбительские технологии >Самодельная оснастка мастерской радиолюбителя.
«Сделать просто, всегда намного труднее,чем сделать сложно.»
Чем больше у радиолюбителя приборов, инструмента и оснастки, тем больше его творчество приносит положительных эмоций, удовлетворения и конечного результата. Инструмента много не бывает. Очень многое можно сделать самому и делается. При изготовлении приведенной оснастки поставил себе несколько принципов:
1. Простота изготовления.
2. Минимизировать станочные работы.
3. Максимально использовать покупной ширпотреб.
4. Использовать закрома.
1. Монтажный столик. Размеры: 320мм х 250мм.
Изготовлен для пайки SMD компонентов. Оказался в работе настолько удобным, что практически прирос к рабочему столу. Пайка, мелкий шрифт, точная резка наклеек….итд итп. Удобно, что ходовой инструмент находится рядом и не занимает место на рабочем столе. Повторяющим я рекомендую увеличить количество инструмента находящегося на боковой стенке. Будет под рукой и не загромождает рабочее пространство.
В процессе работы оказалось, что для удержания SMD элемента больше всего подходит обычная деревянная зубочистка.
Вид через линзу.
Линза не закреплена. Находится в кольце из 10мм фанеры и свободно лежит на стеклотекстолитовом кольце-плате светодиодов. Это удобнее чем жесткое крепление лины.
Кольцо с линзой свободно перемещается на D=6мм штанге в двух плоскостях, поворачиваться вокруг штанги и на 60мм может подниматься-опускаться. Этого вполне достаточно.
Конструкция подьемно-поворотной втулки простая.
Зубочистка — игла крепится на стальной штанге D=4мм изготовленной из спицы подвесного потолка.
На вращающейся подставке лежит паяльник. Кронштейн надежно держит паяльник от25 до 100Вт
С наружной стороны боковой стенки закреплен блок сетевых розеток.
В него вмонтирован выключатель подсветки, вход от сетевого адаптера и внутри находится простейший стабилизатор напряжения (на фото ошибка) на мс7805. Светодиоды подсветки запитаны через этот стабилизатор от стандарного сетевого адаптера. Ваять отдельный блок питания не вижу смысла. Блок розеток рекомендую установить на сколько хватит длинны боковой стенки, при работе всегда много приходится потребителей на 220в запитывать. Моих трех штук маловато.
Столик с первого дня стал самым удобным инструментом рабочего места. Рекомендую к изготовлению, особенно людям старшего поколения, у кого начались проблемы со зрением.
2. Моталка катушек трансформаторов ИБП.
Размеры: 230мм х 200мм
Изготовлена за один вечер, но качество изготовления катушек трансформаторов, удобство в работе не сравнимы с ручной намоткой. Трансформатор мотается не более часа и с удовольствием. Особенно повышается качество изготовления маленьких катушек. Защитный барьер без этой моталки всегда получался мерзопакостным.
Устанавливать счетчики, приводы, укладчики для таких катушек, с несколькими десятками витков, не рационально. Моталка настолько простая, что все понятно по фотографиям. Стойка и тройник моталки из магазина сантехники, подшипники из автомагазина. Станочные работы при изготовлении не применялись.
Подшипники вставлены в тройник, стянуты болтом и к нему припаяна ручка-крутилка.
Всё из магазина сантехники.
Резьбовая втулка плотно вкручивается в гнездо.
На стальной спице от подвесного потолка D=4мм нарезана резьба и спица припаяна к болту крутилки.
Крепление мотаемой катушки к оси можно сделать любым. Существует много различных вариантов.
Гнезда сверлились столярным пером до нужной глубины.
Моталка маленькая и очень удобная штука при изготовлении малогабаритных трансформаторов ИБП. Всегда мотал их без энтузиазма, с моталкой это стало удобно и быстро, не смотря на элементарную простоту конструкции. Качество укладки провода и изоляции не сравнимо с ручной намоткой. Это не только субьективная оценка, но и измерение параметров трансформаторов показывает улучшение качества их изготовления.
3. Подьемный столик для сверлилки.Размеры: 150мм х 150мм х 100мм
Подарили остов сверлилки. Отреставрировал. Заменил двигатель, вставил импульсный блок питания, освещение рабочей зоны, патрон итд. Но у сверлилки оказался врожденный дефект: большой горизонтальный люфт, подача сверла осуществляется реечным механизмом. Малой кровью исправить этот дефект невозможно. Но если гора не идет к Магомету, то Магомет идет к горе. Был сделан подьемный столик. Высота столика расчитана из эргономически соображений. Что бы руки опирались на рабочий стол при работе, но и глазам было хорошо видеть место сверления.
Столик поднимается на четырех стойках, это уменьшает люфты.
Стойки и втулки вклеены в поверхности столика.
Механизм подьема, микропереключатель питания установлены на Г образной стальной пластинке.
Микропереключатель управляет промежуточным реле питания электродвигателя. Поднимается столик-включается двигатель. Очень удобно.На кнопку микропереключателя давит винт вкрученный в верхнюю поверхность столика. На одной из фотографий он виден.
Когда отключен штекер, двигатель управляется выключателем сверлилки. На плате блока питания сделан дополнительно импульсный стабилизатор тока, для питания 1Вт светодиода освещения рабочей зоны.
Столик получился практически безлюфтовым, удобной высоты для работы, с автоматическим пуском двигателя. Руки и глаза при сверлении не устают, нет лишних движений.
Дополнительно к сверлилке сделан бокс для хранения мелких сверл. Бокс сделан в коробочке от духов. В комментариях не нуждается.
Выложил на сайт свои самоделки с целью показать, что многие приспособленя можно сделать очень быстро и дешево. С минимальным количеством станочных работ. У каждого радиолюбителя найдется в закромах масса хлама, который получит новую жизнь в ваших поделках. Время изготовления таких приспособлений окупится на первой же конструкции. Удовольствием от работы и её скоростью выполнения.
Через сайт хочу выразить большую благодарность моему другу Александру Ю. Автору всех станочных работ. По основной профессии фармацевту, в душе станочнику-ювелюру.
Все вопросы в Форум.
Как вам эта статья? | Заработало ли это устройство у вас? |
www.radiokot.ru
Моя домашняя лаборатория
Прибор-мечта. Но более-менее нормальный, например, от Agilent, стоит от полутора тысяч долларов и до неприличного выше. Для домашнего периодического применения это ставит почти непреодолимую преграду, обращаемся к низшей категории, осциллографам от GW Instek (нет в нашей местности Rigol-ов, правда, я и не особо старался найти), но цены тоже не вдохновляют — от 600 долларов.
Если честно, то намерений брать «настоящий» осциллограф не было, ввиду отсутствия задач, для которых потребуется даже минимально приличный осциллограф, плюс к тому, отсутствует и место для полноценных приборов. Поэтому было принято решение о приобретении малогабаритного устройства без встроенного экрана. А из трех мониторов на моем столе (реально на столе только одна двадцатка, 24-ка — над ним на поворотном кронштейне, пятнашка — где придется, как правило, на колонке) и четырех компьютерах, всегда можно определиться, куда подключить и на что выводить.
Бросаем взгляд на компьютерные приставки. Тут тоже выбор есть, диапазон цен $200-1000, но в нижней ценовой категории как-то совсем грустно. Практически — это собранный из DIY-набора 8-битный микроконтроллер в серийном корпусе. И повезет, если АЦП попадется 10-битный. Естественно, все подаются как спектроанализаторы, при 8-битах-то… О полосе пропускания в 100МГц можно только мечтать.
Краткий обзор рынка позволил сформулировать требования, которые бы были сбалансированы с выделяемым бюджетом (до 400 долларов):
2 канала;
полоса пропускания 25МГц;
работа в 64-битной ОС Windows Vista.
Как говорится, куда уж проще. Впрочем, для моих целей — устройства автоматики, низкочастотные АЦП-ЦАП и микроконтроллеры, измерение параметров питающих цепей и блоков питания в целом, этого вполне достаточно. Если интересующие вас частотные диапазоны перешагивают рубеж нескольких МГц, то все нижеизложенное про выбор и работу с осциллографом можно и не читать.
Но даже это в бюджет не влазит. Прошлым летом даже чуть не купил одноканальный английский PS 2104, в форм-факторе пробника http://www.picotech.com/handheld-oscilloscope.html. Но покупка не состоялась. Двухканальный PS 2205, со встроенным генератором сигналов, уже вылезал из бюджета, а у PS 2204 полоса всего 10МГц.
В это же время Velleman выходит на рынок со своим двухканальным PCSU100, с полосой 60МГц, но цена близка к $600, нет ясности и с поддержкой 64-битных ОС. В условиях ограниченного бюджета нет резона покупать что-нибудь новоиспеченное в момент анонса, нужно дождаться отзывов первых рискнувших купить.
В корпусе того же форм-фактора, что и у PCSU100, Velleman выпускает и сигнал-генератор PCGU1000, с ценой под $300.
А уже в сентября 2008 года Velleman анонсирует новое изделие PCSGU250, двухканальный осциллограф со встроенным сигнал-генератором, в формате корпуса PCSU100. Параметры заметно хуже, чем у PCSU100 (в частности, полоса пропускания всего 12МГц), и генератор послабее, чем у упомянутого выше. Зато цена в районе $250. Опять же, первые отзывы говорили о стартовой сырости ПО. С выходом в 2009 году комплектного ПО PCLab2000LT rev.1.03 ситуация, вроде бы, улучшилась. Так как отсутствие осциллографа стало тормозить некоторые планы по баловству с микроконтроллерами, планка по пропускной способности была опущена и был приобретен PCSGU250 образца 2009 года, хотя бельгийцы уже успели немного поднять цену.
Распакованный PCSGU250
Как обычно, кроме самого изделия, имеется немного бесполезной макулатуры и бесполезный мини-диск с устаревшими версиями ПО. В комплект входит короткий USB-кабель (по нему устройство и запитывается, подключение внешнего источника питания не предусмотрено), пробник 60МГц с причиндалами и заглушками (в комплекте идет всего один, пришлось за $20 докупать второй; а у PCSU100 в комплекте сразу два таких), переходник BNC-RCA (пришлось докупить еще три штуки плюс разветвитель BNC-папа на две BNC-мамы, потратив почти пять долларов, так как интересно будет и аудио сигналы погонять) и треугольная пластмассовая опора для придания устойчивости.
Итак, что же можно выжать из PCSGU250?
Осциллограф
Максимальное входное напряжение (AC+DC) 30В. Нужно учесть, что «земля» — общая для компьютера и PCSGU250, поэтому, в необходимых случаях, нужно прибегать к гальванической развязке.
Вход имеет опцию развязки по переменному току сигнального провода и замыкания входа на землю.
Входное сопротивление/емкость 1МОм/10пФ.
Полоса пропускания — от постоянного тока до 12МГц (±3dB).
Чувствительность (разрешение) — 0.3мВ.
Вертикальная развертка — от 0.01 до 3В/дел.
Временная развертка — от 0.1мкс/дел. до 500мс/дел.
Шкала может быть отградуирована в RMS, dBV, dBm, p-p, частоте.
Есть опция расстановка маркеров по вертикальной и горизонтальной шкале. Комплектное ПО не расставляет значения шкал, в отличие от программы от Pico-tech для своих осциллографов той же ценовой категории. Можно получить только значения от пары маркеров. Конечно, немного привыкнув, неудобства исчезают (если материал не готовится для публичной презентации), но все же это неприятная недоработка производителя.
Имеется функция автоустановки и переключения вертикальной шкалы х10.
Запуск может быть осуществлен по сигналу с любого канала, по фронту или по спаду импульса.
Запись данных — 4К отсчетов на каждый канал, возможен экспорт в формат csv.
Частота сэмплирования от 250Гц до 25МГц.
Возможно задать построение по сумме или разности сигналов каждого канала, и, естественно, строить фигуры Лиссажу.
Сигнал-генератор
Диапазон частот — от 0.005Гц до 500КГц.
Амплитуда выходного сигнала от 100мВ до 10В на частоте 1КГц и нагрузке 600 Ом (в версии ПО 1.03 производитель в своем форуме отмечает, что мощность повышена, но конкретных цифр не прозвучало). Смещение можно задавать на уровне ±5В с шагом 10мВ.
Выходной импеданс 50Ом.
Форма сигнала — синусоида, прямоугольные, треугольные импульсы, импульсы из встроенной библиотеки, возможен импорт в библиотеку сигнала, подаваемого на осциллограф. Также доступна генерация сигнала произвольной формы по задаваемым точкам в окне редактирования или из текстового файла (до 512 точек). Квантование амплитуды — восьмибитное, типичный КНИ на синусоиде не превышает 1%.
Возможна даже генерация формы «на лету», подаваемая через порт RS-232 с внешнего по отношению к PCSGU250 и компьютеру источника.
Также можно запрограммировать любые последовательности сигналов с произвольными параметрами амплитуды, длительности и т.д. Максимальная длина списка в спецификации не оговаривается.
Есть опция программируемого генератора качающейся частоты.
Опорная частота генератора — 12.5МГц.
Фронт и спад импульсов прямоугольной формы — 0.2мкс. Практически это означает, что треугольный сигнал 500КГц уже больше похож на синусоиду, а прямоугольный — на полпути к ней. Кстати, примерно аналогичный по цене и функциям прибор PS 2404 от Pico-tech ограничен частотой 100КГц.
Графопостроитель (плоттер Бода)
Как правило, его в русскоязычной литературе называют плоттер Боде, по русской привычке «как пишется, так и произносится». К сожалению, это далеко не единичный случай. Например, благодаря слабообразованным техническим писателям, в обиход вошло слово «роутер», которое ни один иностранец не поймет, вместо правильного рутер. Я понимаю, что многие не совсем правильные исторические названия уже сложились, но современные неологизмы часто являют собой воинственную лингвистическую невежественность. Как бы вы отнеслись, к примеру, к названию известных французских автомарок Рено и Пежо, озвученных по тому же принципу «как пишется, так и произносится», в виде Ренаулт и Пеугот?
Построение таких зависимостей широко практикуется, например, в автоматике, при анализе цифровой и аналоговой фильтрации, в акустике, для построения АЧХ и ФЧХ.
Диапазон частот выбирается из значений 1КГц, 10КГц, 100КГц, 500КГц, при этом начальная частота предлагается от 10Гц, 100Гц, 1КГц или 10КГц.
Обеспечивается автоматическая синхронизация между генератором и осциллографом.
Вертикальная шкала градуируется в вольтах или децибелах.
Анализатор спектра
Частотный диапазон до 12МГц, разрешение — 2048, шесть видов FFT. Конечно, ограниченная полоса пропускания и низкая разрядность АЦП не позволяет говорить о сколько-нибудь серьезном применении этого режима в анализе сигналов. Но формально такая опция есть.
Регистратор данных
Возможна работа устройства в режиме регистратора, с временным интервалом от 20мс/дел. до 2000с/дел. Запись происходит с частотой от 100 отсчетов в секунду до 1 отсчета в 20 секунд.
Максимальная запись одного экрана может достигать 9.4 часа, автоматическая запись в файл может вестись в течение года.
Помимо автоматической записи данных, можно сохранять и скриншоты.
Общие параметры
Питание по шине USB, потребляемый ток 500мА, так что необходимо прямое подключение без всяких нонеймовских расширителей.
Размер : 205 х 55 х 174 мм.
Масса : 600г.
Корпус пластмассовый, имеет несимметричные выпуклости и вогнутости, для дополнительной устойчивости в вертикальном положении, помимо внутреннего груза, предусмотрена плоская треугольная пластмассовая опора, присоединяемая к тыльной части корпуса.
PCSGU250. Экстерьер
На передней панели — индикатор готовности (загорается, при установленной связи с компьютером, после запуска ПО PCLab2000LT), два BNC-коннектора осциллографа и BNC-коннектор выхода сигнал-генератора.
Отверстие для свежего воздуха
На тыльной стороне — разъем для USB-подключения, технологическое отверстие с видом на часть единственного внутреннего разъема (видимо, хотели поставить разъем внешнего питания, но сэкономили), шильдик с серийным номером и направляющая для придающей устойчивость в вертикальном положении пластмассовой опоры.
На шильдике — надпись, что изделие разработано в Европе, а произведено на Тайване. Желанию разобрать корпус и посмотреть внутреннее устройство и тип элементной базы, в первую очередь АЦП-ЦАП, противостоять не удалось. Кстати, это единственный вскрытый прибор из домашней лаборатории, по отношению к остальным желания посмотреть внутренности не возникало.
Корпус состоит из двух половинок и передней панели, стянутых пятью саморезами. Изнутри черная пластмасса покрашена в охровый цвет. Конструкция одноплатная, никаких дополнительных элементов прибор не содержит. К сборке корпуса и самой плате — никаких претензий. Все на месте, четко и аккуратно. По наклейке ОТК видно, что плата изготовлена в феврале 2009 года.
Общий вид на монтаж. Внешне все сделано почти идеально
«Сердцем» PCSGU250 служит микроконтроллер PIC18LF2450, работающий на частоте 4МГц:
Главный управленец — PIC18LF2450
Скорее всего, ему отведены функции генерации сигналов (судя по разводке, хорошо виден длинный путь дорожки от выходного разъема генератора до контроллера), внутреннего управления и обмена по USB, иначе частота была бы выбрана повыше, ведь PIC18LF2450 рассчитан на частоту до 48Мгц. Видимо, со всем остальным справляется пятидесятимегагерцовый «мозг» прибора, выполненный на ПЛИС от Xilinх, самой младшей модели XC3S50 из 50 тысяч вентилей:
Мозговой центр. В его недрах — около 10К 18-битной скоростной памяти, из которой по 4К 8-битных слов на канал служат буфером данных
Осталась теперь найти «руки», хватающие и оцифровывающие входной сигнал. Если идти от входных разъемов по направлению к ПЛИС, то проходим по паре реле в каждом канале, одно из которых служит для закорачивания входа на землю, второе — вначале подумалось, что оно выбирает режим «АС» или «DC», то есть учет или не учет постоянной составляющей сигнала, манипулируя разделительным конденсатором, но нет, оно срабатывает только при выборе двух наиболее детальных разрешений по вертикали — 10мВ/дел и 30мВ/дел. Далее несколько одиночных ОУ и по сдвоенному OPA2354 на канал. Последний рубеж перед ПЛИС и есть АЦП — сдвоенный восьмибитный AD9288:
8-битный АЦП. No comment
Число 40 означает максимальное число преобразований, в миллионах в секунду. Производитель (Analog Devices) позиционирует этот ЦАП, как решение в том числе и для «low cost» цифровых осциллографов, не забывая в спецификации упомянуть и о наличии 10-битного АЦП, совместимого по выводам с AD9288. Вообщем, используемые «руки» коротковаты. Кстати, в самом PIC18LF2450 содержится 10-канальный 10-битовый АЦП.
Паспортная максимальная частота сэмплирования PCSGU250 25МГц.
На плате установлены также мультиплексор-демультиплексор 74HCT4051, не идентифицируемая микросхема с обозначением JM84AB DACO800LCM, рядом с ними сдвоенный ОУ LM6172 со скоростью нарастания напряжения 3000 В/мкс (для чего вдруг понадобилась такая скорость?). Впрочем, тут же находятся и совсем устаревшие ОУ TL081C. Ну и много другой разной мелочи. С обратной стороны платы установлены только несколько десятков SMD конденсаторов, строго под ПЛИС.
При вскрытом корпусе становится ясно, откуда берется масса в 600г — на дно корпуса, для повышения устойчивости, изнутри прикреплен кусочек сантиметровой брони:
Даже тут все аккуратно. Прямо как будто не в Китае собиралось
Проверка функциональности — осциллограф и генератор
Для приведения устройства в рабочее состояние необходимо подключить USB-кабель и установить последний драйвер с сайта http://www.velleman.be/be/en/download/files/ . Самостоятельно ОС Windows Vista 64 SP1 поиском в интернете драйвер не находит. Немножко ругнувшись на несертифицированность, система драйвер устанавливает, и появляется новое устройство — PCSGU250. При этом голубой огонек «READY» на передней панели по-прежнему не горит. Он загорается только после установки ПО PcLAB2000LT (последняя версия которой скачивается по той же ссылке) и первичной автоматической калибровки. Через первый час работы рекомендуется провести повторную калибровку.
Нажимаем кнопку «Run» и подсоединяем вход первого канала к выходу генератора, задав генерацию прямоугольных импульсов частотой 500КГц. На второй канал подаем сигнал с затвора первого попавшегося мосфета платы Asus Blitz Formula(в районе литиевой батарейки). Первый канал отображается синим цветом, второй — красным (все цвета можно переопределить).
Меандр 500КГц генератору уже не по зубам. Но и за это спасибо
Видно, что частоты сигналов примерно одинаковы, но на мосфет, работающий в цепи регулирования какого-то напряжения с помощью ШИМ, подаваемый сигнал (красный цвет) имеет больший коэффициент заполнения (меньшую скважность), чем меандр с генератора. Также на развертке 500нс/дел очень хорошо заметна неидеальность фронтов импульсов, хотя она примерно соответствует заявленным 200нс. Вообщем, на δ-функцию не потянет.
Неплохо было бы сравнить, как проявляются переходные процессы, хорошо заметные на красном графике, на аналоговом осциллографе с использованием того же щупа, но пока нет возможности.
Давайте попробуем произвести измерение, которое практически невозможно провести с помощью тестера или чисто программных средств диагностики и контроля. Речь пойдет о стартовом токе HDD. На корпусе и в ТТХ указывается потребление в стационарном режиме, и к ним нет никаких вопросов. Вот только одновременный старт нескольких дисковых накопителей может кратковременно нагрузить блок питания несколькими десятками ампер, что просто может привести к срабатыванию защиты блока питания. Перегрузка по току снизит и выходное напряжение, что, в итоге, приводит к высокоамплитудным переходным процессам в электрических цепях, и, как следствие, в механических системах HDD, что сопровождается неприятными звуковыми эффектами.
Для этого нам потребуется «вклиниться» в цепь питания +12В с помощью шунта с таким сопротивлением, которое бы не создавало при пусковых токах существенного падения напряжения (не более полувольта). Поэтому шунт должен быть 0.01Ω или меньше. На момент написания статьи, такого не оказалось, поэтому принято решение воспользоваться шунтом, входящим в состав тестера M890G. Как видно из принципиальной схемы тестера, при режиме измерения постоянного тока «20А» от одноименного вывода до общего провода стоит шунт в 0.01Ω, который мы и задействуем. Незнание класса точности шунта не должно беспокоить, поскольку основная проблема при больших токах лежит не в его точности, а в переходном сопротивлении подсоединений. Конструкция для подключения щупов к тестеру, на мой взгляд, неудовлетворительная, я бы предпочел зажим под винт. Поэтому, для дополнительной страховки от прерывания цепи создадим дополнительный шунт в виде мощного резистора 1Ω, к которому уже будем подключать и шунт 0.01Ω, и осциллограф.
Перманентный шунт во избежание перерыва по питанию 12В
Мы не можем подключить вход осциллографа для измерения падения напряжения непосредственно к резистору 1Ω, так как измерять будем на том же компьютере, к которому подключен осциллограф, то есть «земля» гальванически связана (если в доме правильное заземление и правильный электрик, то это будет так и для всех компьютеров, использующих трехпроводное питание).
Но при двухлучевом осциллографе задача решается просто — на каждый вход подается напряжение с одного из концов шунта, а измерение и индикация сигнала идет по разнице этих напряжений, для чего в меню «Math» выбираем соответствующую опцию:
Даем команду показывать сигнал как разницу по входам
Подключаем параллельно к шунту 1Ω тестер, установленный на измерение постоянного тока «20А» (т.е. шунт 0.01Ω), и к каждому выводу объединенного шунта свой вход осциллографа.
Попробуем сравнить, что получится, если подавать питание с контролируемого разъема на HDD WD5001ALS и Hitachi HDT725032VLA360 (по очереди):
WD5001ALS
Hitachi HDT725032VLA360
WD через 5 секунд (у Hitachi примерно то же), период уменьшился в сто раз
К сожалению, зарегистрировать первые пики, как они должны выглядеть, не очень получилось, а если это делать регистратором, то 100 сэмплов в секунду недостаточно, чтобы увидеть, что происходит. А происходит следующее — WD начинает высоамплитудными хаотичными импульсами, затем, в течение нескольких секунд, амплитуда тока на одном высоком уровне, из хаоса постепенно проступает быстро уменьшающийся период и к пяти секундам все заканчивается импульсным потреблением с эффективным значением, соответствующим ТТХ, период импульсов около20мкс.
Hitachi начинает серией импульсов, которые имеют гораздо большую длительность, быстрее увеличивает частоту и при некотором значении резко падает амплитуда, примерно до тех же значений, что и у WD и примерно с таким же периодом.
Что интересно, если оставить только один шунт в 1Ω, WD не запускается, а Hitachi – элементарно. Для точной оценки бросков тока нужно измерить сопротивление шунта и проводов вместе с переходным сопротивлением, но такой возможности пока нет.
При подключении SSD осциллограф даже не отреагировал.
На этом наш эксперимент с HDD закончим.
По любому каналу можно получить подробный отчет о параметрах периодического сигнала, вот как он выглядит для синусоиды 500Гц с параметрами генератора по умолчанию:
Отчет (динамический) о параметрах периодического сигнала
Форма генерируемых сигналов, помимо очевидных по пиктограммам синусоиды, прямоугольных и треугольных импульсов, может выбираться из библиотеки (которая легко расширяется):
Выбор из библиотеки форм импульсов
Вот как выглядит сигнал burst01 из библиотеки в редакторе формы импульсов:
burst01
По вопросу редактирования и создания форм сигналов в программе имеется подробная справка, все делается очень просто.
При этом для всех видов сигналов доступна точная подстройка:
Точная подстройка
Также имеется возможность настройки параметров генератора качающейся частоты, верхней частоты может достигать 1МГц (в параметрах не оговорена):
ГКЧ
Проверка функциональности — спектроанализатор
Анализатор спектра позволяет разложить сложный периодический сигнал (или нестационарный, ограниченный по временному интервалу) на сумму «одноголосных» синусоидальных гармонических колебаний. Разумеется, серьезные спектроанализаторы имеют широкое поле применения в исследовательской работе, в массе практических прикладных задач радиотехники, химии, медицины, военной разведки, криптографии и т.д. Если говорить о распознавании сигналов, то, если речь идет о десятке МГц, нужен, как минимум, 16 -битный АЦП, наш прибор для этого не годится. То же верно и для аудиотрактов, PCSGU250 вполне подходит по пропускной способности, но по разрядности опять не дотягивает. Однако, на что-то же он способен?
Можно определить, например, какими частотами загажено питание компьютера. Для этого подадим на вход осциллографа сигнал +5В с разъема MOLEX блока питания, постоянную составляющую на входе убираем, нажав кнопку «АС». Нужно также выбрать максимальную чувствительность по вертикали, так как амплитуда пульсаций блока питания, по крайней мере, под легкой нагрузкой, составляет около 30мВ. После этого жмем мышкой на кнопочку «Spectrum Analizer» и получаем спектральные линии сигнала. Выбираем для анализа достаточно широкий диапазон частот в 1.2МГц. На сигнал с максимальной амплитудой наводим маркеры для точного определения значений.
Спектр импульсного блока питания под импульсной нагрузкой
Горизонтальный синий пунктирный маркер показывает 73.44dB, имеется еще одна синяя линия, которая установлена на уровень 0dB. Она также может быть передвинута, и на экране будет показываться разница в dB между уровнями этих линий. Вертикальный маркер красного цвета показывает частоту 195.62КГц. На полученную точность до сотых внимания обращать не стоит, так как перемещение маркеров дискретное и привязано к разрешению экрана, шкале развертки и выбранному увеличению. При желании можно выяснить, что дает эти помехи — собственный инвертор БП, импульсные силовые схемы питания на материнской плате или платы расширения, но мы сейчас этим не будем заниматься.
Таким же образом можно определить текущую частоту в сети переменного тока (если только вы не в юрте посреди тундры), даже дистанционно, взявшись за щуп осциллографа пальцами и включив «Spectrum Analizer». Главная гармоника будет в районе 50Гц. В тундре, возможно, таким способом удастся определить частоту, на которой вещает радиостанция «Маяк» .
К сожалению, спектроанализатор PCSGU250 не пригоден для проверки высококачественного звукового тракта на вносимые искажения, так как достоверно узнать, какими гармониками обогатился спектр усилителя или звуковой карты, не получится — у современных аппаратов искажения и шум будут за пределами разрешающей способности анализатора.
Вот как выглядит спектр синусоидального сигнала 1КГц, сформированного генератором PCSGU250:
Спектр синусоидальных колебаний 1КГц встроенного генератора
Вторая и третья гармоники максимально заметны и находятся на уровне около -50dB, что типично для восьмибитного преобразования, уровень шумов (наводок, питания и ошибок квантования) около -55dB. Так что для аудиоаппаратуры без RMAA не обойтись. Да и RMAA далеко не панацея и не идеал. Хоть и используется боле высококачественное и многобитное преобразование с помощью современных аудиокарт, но область применения ограничена их специализацией и частотным звуковым диапазоном. Последствия дельта-сигма модуляции в виде выбросов в район 200КГц или самовозбуждение за пределами звукового диапазона останутся вне поля зрения таких измерителей.
Впрочем, искажения уровня около единицы процентов уже можно хорошо зафиксировать и с PCSGU250, что может пригодиться при анализе искажений акустических систем, проверки «модифицированного синуса» у блоков бесперебойного питания и прочих устройств с относительно высоким КНИ.
Вот как представлен спектр меандра 1КГц:
Спектр прямоугольных колебаний
Частокол из высокоамплитудных нечетных гармоник по плавной экспоненте спадает до уровня собственных шумов (это будет при частотах в районе нескольких МГц, в отличие, к примеру, от спектра треугольного сигнала, высшие гармоники которого затеряются на частотах в несколько сотен килогерц).
По крайней мере, одно полезное применение для этого спектроанализатора найдено — проверка качества цепей питания аппаратуры. С помощью несложного анализа можно, при необходимости, рассчитать параметры дополнительных фильтров, максимально устраняющих неслучайные импульсные помехи.
Да и некоторым аудиофилам, любящим скрутку из бескислородной меди толщиной в сварочный провод и с покрытием из чистого серебра, рассуждающим о влиянии проводов на звук, не мешает проверить по питанию, не работает ли в нестационарном режиме в радиусе пары сотен километров какая-нибудь военная РЛС.
Проверка функциональности — регистратор
В этом режиме два медленно изменяющихся сигнала, подаваемых на входы осциллографа, могут быть записаны в память или в файл в пределах одного экрана (по 4096 отсчетов на канал), или в файл «автоматического сохранения» (практически без ограничений), предварительно назначенный через опции меню «File». В последнем случае во время записи на экране под графиком показывается полный путь к файлу:
Идет запись полгерцевой синусоиды в файл
Впоследствии записанный файл можно загрузить и просмотреть визуально на экране.
Для максимально заявленной скорости регистрации 100 сэмплов в секунду уже пятигерцевая синусоида будет представляться как будто сделанная с четырехбитным квантованием. Частота в пол герца, как на приведенной выше иллюстрации, уже визуально хорошо восстанавливается. Впрочем, режим и предназначен для медленно меняющихся сигналов, к примеру, температуры, напряжения аккумулятора и т.д. Формат сохранения — текстовый, вот пример того, как выглядит такой файл:
Формат файла данных — текстовый
Уровень сигнала представляется целым положительным числом от 0 до 255, нулевой уровень сигнала соответствует числу 127, пересчет в вольты (а затем и в нужные смысловые единицы, если, например, снимается напряжение с терморезистора) происходит по масштабным параметрам, приведенным в начале файла.
Порядковый номер «N» 32-битный, то есть максимально хранимое число более четырех миллиардов, год записи со скоростью 100 отсчетов в секунду дает немногим более трех миллиардов отсчетов. Но можно записывать и со скоростью один отсчет в 20 секунд. Правда, использование такого прибора в качестве двухканального регистратора в течение даже нескольких суток вряд ли целесообразно, так как другие операции с ним будут недоступны, кроме того нужно ради этого все время держать компьютер включенным, что крайне энергонеэффективно. Для подобных целей существуют малогабаритные даталоггеры, зачастую размером с флэшку, работающие долгое время автономно и которые дня снятия данных подключаются к USB порту компьютера. Кроме того, более дешевое и функциональное решение можно достаточно легко собрать самостоятельно и практически на любом современном микроконтроллере.
Проверка функциональности — Bode plotter
Снимем АЧХ предварительного усилителя от NAD C355 BEE, который на моем рабочем столе коммутирует большинство аналоговых источников звука. Для этого нажимаем клавишу «Circuit analyzer», и получаем напоминание, что мы должны подсоединить выход генератора ко входу проверяемого устройства, а выход этого устройства — к первому входу осциллографа. Если интересует и ФЧХ, то дополнительно нужно соединить выход генератора и второй вход осциллографа, но это не обязательно. Вот как это выглядит:
Подготовка PCSGU250 к проверке АЧХ и ФЧХ аудиоаппаратуры
Так как нет по рукой кабеля BNC-to-BNC, пришлось задействовать все чет
overclockers.ru
Щуп с делителем к «Хамелеону» своими руками
РадиоКот >Лаборатория >Радиолюбительские технологии >Щуп с делителем к «Хамелеону» своими руками
Каждый Радиокот в той или иной мере имеет потребность в маленькой домашней радиолаборатории. И, естественно, маленьком, но функциональном арсенальчике радиоизмерительного оборудования. В нашей замечательной стране, давшей миру столько кулибиных, выдающихся учёных, деятелей и первооткрывателей, сегодня, к сожалению, таковых не потчуют. Цены на измерительное оборудование промышленного производства порой самые высокие в мире, а зарплаты… ну да вы сами знаете: «Кармашек у котёнка не больше напёрстка…» Ну да и ладно, в нашем случае пара рук да голова на плечах — куда более ценное оборудование, изготовим сами. И огромная благодарность тем ребятам, которые порою на энергии чистого энтузиазма занимаются разработкой, комплектовкой и рассылкой наборов для самостоятельного изготовления такого оборудования. Именно об этом и пойдёт сегодня речь.
Завёлся в моей домашней лаборатории новый зверёк — Хамелеон D. Вещь чудесная, но без удобного и функционального хвостика-щупа — малопригодная. Для его изготовления нам потребуются:
— обычный щуп от китайского мультиметра,
— 0,5 метра какого-нибудь тонкого коаксиального СВЧ кабеля,
— разъём типа мини-джек 3,5мм «стерео»,
— микропереключатель,
— тонкий контактный штырь от какого-нибудь совкового разъёма,
— кусочки термоусадочной трубки разных диаметров,
— «рассыпуха», несколько резисторов МЛТ-0,125 2МОм, smd конденсаторы типоразмера 1206 номиналами единицы-десятки пикофарад.
А также паяльник, скальпель, пинцет, плоскогубцы, кусачки, тестер с возможностью измерения емкостей от единиц пикофарад и сопротивлений до 10МОм, пара не очень кривых рук и неудержимое желание чего-то «замутить».
И так, приступим! Для начала нам потребуется подобрать тот самый подходящий СВЧ кабель. Как его подобрать? В первую очередь из имеющихся подбираем визуально по подходящему диаметру под наш щуп. Далее по сечению центральной жилы — чем она тоньше, тем лучше. Ну и в последнюю очередь по ёмкости между центральной жилой и оплёткой, опять же, чем меньше, тем лучше. Я нашёл в своих запасах кусочек вот такого кабеля от какого-то совкового СВЧ устройства.
Ёмкость 0,5 метрового куска составила около 30пФ. Лучше, думаю, могут быть параметры у кабелей внешних автомобильных GSM антенн(часто встречаются на «развалках» радиорынков). Идеальные параметры у кабелей высокочастотных щупов осциллографов. Там центральная жила вообще бывает в виде тончайшего стального волоска. Электрическое и волновое сопротивления, а также остальные параметры кабеля в данном случае нам мало интересны. Сразу подпаяем JACK 3,5мм, поскольку для дальнейших действий нам необходимо будет подключить кабель к осциллографу.
Теперь подготовим сам щуп. Аккуратно при помощи плоскогубцев вытягиваем из него штырь, разогреаем паяльником и очень аккуратно снимаем пластиковый цилиндрик (он нам пригодится). Далее вырезаем прямоугольное отверстие под микропереключатель. Должно получиться вот так:
Просверливаем сбоку отверстие, через которое пропустим «земляной» провод:
Теперь займёмся собственно делителем. У Хамелеона «D»версии входное сопротивление составляет 510кОм. Для реализации делителя напряжения на 10 нам необходимо увеличить это сопротивление в 10 раз 510кОм*10=5,1Мом. 510кОм у нас уже есть внутри самого осциллографа, поэтому в щупе нам потребуется 5,1МОм-510кОм=4,59МОм.
Для устойчивости к высокому входному напряжению это сопротивление лучше всего составить из двух приблизительно по 2,295МОм. Где же взять резисторы с таким причудливым номиналом? Наберитесь терпения, мы изготовим их самостоятельно. Точнее модернизируем имеющиеся МЛТ0,125 номиналом 2МОм. Накручиваем выводы резистора на щупы мультиметра, включаем мультиметр в режим измерения сопротивления и, неспеша, очень аккуратно, начинаем скальпелем соскабливать сначала эмаль, затем резистивный слой, всё время следя за показаниями мультиметра. Заканчиваем процесс, когда значение сопротивления станет равным 2,29-2,3 мегаома.
Второй резистор будем подгонять по чуть другой методике. Паяем его последовательно с подогнанным и ко входу осциллогафа. Подаём постоянное напряжение непосредственно на вход осциллографа, отмечаем показания. Далее выставляем чувствительность в 10 раз больше и подаём это же напряжение через резисторы (я для этого использовал стабилизированный источник 9В). Теперь так же не спеша и аккуратно скальпелем начинаем скоблить второй резистор. Заканчиваем процесс, когда луч опустится до нашей отметки.
Если со скоблением «переусердствовали», берём «свеженький» резистор и начинаем скоблить заново. Я поначалу пытался тереть абразивной бумагой «нулёвкой» и испортил два резистора, поэтому настоятельно рекомендую скоблить только скальпелем — так процесс протекает более медленно и управляемо.
С делителем по постоянному напряжению разобрались. Теперь приступим к подбору реактивной составляющей делителя и компенсации влияния ёмкости кабеля. Для этого нам потребуется ГЕНЕРАТОР СИГНАЛОВ СПЕЦИАЛЬНОЙ ФОРМЫ. Страшно? Ничего, у меня его тоже нету, но в нашем Хамелеоне есть импульсный преобразователь, который, как нельзя к стати, даст нам нужный сигнал 🙂 Для начала выведем этот сигнал, просто подпаяв кусочек лужёнки с обратной стороны платы Хамелеона на площадку, являющуюся общей для дросселя, диода Шоттки и стока полевого транзистора. Включаем Хамелеон и фиксируем размах сигнала.
Выставляем чувствительность по напряжению в десять раз большей, подпаиваем параллельно резисторам подстроечный конденсатор 4-30пФ и подпаиваем вход кабеля к нашему «паровозу». Обязательно даём цепочке остыть перед началом подстройки, поскольку ёмкость керамических конденсаторов связана с температурой так называемым ТКЕ (температурным коэфициентом ёмкости), поэтому все манипуляции с конденсаторами мы должны выполнять, только предварительно дав им остыть. Аккуратно вращая диск конденсатора добиваемся показаний с тем же размахом.
Отпаиваем конденсатор, даём ему остыть до комнатной температуры и измеряем ёмкость. Умножаем её на два, поскольку мы составим её из двух последовательно включённых конденсаторов. У меня получилось 11-12пФ, соответственно взял два конденсатора по 22пФ. Теперь аккуратно скальпелем счищаем эмаль с выводных чашечек резисторов, лудим и паяем к ним конденсаторы.
Проверяем чего получилось.
Чес-слово валерьянку не пил! Но то ли подстроечнику не дал остыть, то ли 2х2 неправильно умножил, в общем итоге сильно промахнулся. Отпаял конденсаторы и поставил по 12пФ, далее после очередного измерения добавил к ним ещё по 3пФ впараллель.
Производим контрольную проверку нашего делителя. Сначала фиксируем размах сигнала без дополнительной цепочки,
затем выставляем в десять раз большую чувствительность и проверяем с подключенной цепочкой
Получилось!
Приступаем к сборке нашего щупа. Нанизываем на провода термоусадки, зачищаем провода (я использовал МГТФ) и проводим все пайки. Тщательно промываем нашу цепочку и места пайки спиртобензином или ацетоном, покрываем электропрочным нитролаком (рекомендую цапон-лаком, но за неимением такового покрыл прозрачным маникюрным).
Даём лаку высохнуть и покрываем повторно. После просушки продолжаем сборку. Пропускаем провода в щуп и выводим из нужных отверстий, усаживаем термоусадку на кабеле и аккуратно «затягиваем» нашу конструкцию внутрь корпуса щупа. Все неэкранированные провода должны быть как можно короче, дабы не ловить лишние сигналы и не вносить дополненительные ёмкости. Крайне аккуратно припаиваем переключатель так, чтобы флюс и паяльный материал не попали внутрь. Влажной в растворителе ваткой снимаем остатки флюса и аккуратно лакируем места пайки, следя чтобы лак не попал внутрь.
Садим переключатель в подготовленное для него отверстие.
Наконец дошло дело и до нашего пластмассового цилиндрика, стянутого по-горячему с родного штыря. Вставляем в него наш предварительно укороченный до нужной длины и заново заточенный штырь-контакт. Если он будет тоньше отверстия в цилиндрике (как и в моём случае), обожмите его слоем-двумя термоусадки так, чтобы он плотно вошёл в цилиндрик. Припаиваем и промываем.
Вставляем цилиндрик со штырём на место.
Осталось только надеть и обжать термоусадку на кабель и корпус щупа, и припаять разъём типа «крокодил» к земляному проводу. И… Вуаля!!!
Вот схема того, что у меня получилось.
В принципе, по описанной технологии можно подобрать делитель практически к любому измерительному прибору. Следует только помнить, что Z-характеристики, приведённые ко входу щупа, будут состоять из суммы таковых у самого щупа и прибора, к которому он подключён. Так, чем, меньшая ёмкость кабеля будет подобрана, тем меньшая суммарная ёмкость будет приведена к щупу измерительного прибора и тем меньшее влияние он будет вносить в исследуемую схему.
Ну, теперь можно и миской погрохотать 🙂
Все вопросы в Форум.
Как вам эта статья? | Заработало ли это устройство у вас? |
www.radiokot.ru
Простые схемы для начинающих радиолюбителей для пайки в домашних условиях
Сделать своими руками простейшие электронные схемы для использования в быту можно, даже не имея глубоких познаний в электронике. На самом деле на бытовом уровне радио – это очень просто. Знания элементарных законов электротехники (Ома, Кирхгофа), общих принципов работы полупроводниковых устройств, навыков чтения схем, умения работать с электрическим паяльником вполне достаточно, чтобы собрать простейшую схему.
Паяльник
Мастерская радиолюбителя
Какой сложности схему ни пришлось бы выполнять, необходимо иметь минимальный набор материалов и инструментов в своей домашней мастерской:
- Паяльник;
- Бокорезы;
- Пинцет;
- Припой;
- Флюс;
- Монтажные платы;
- Тестер или мультиметр;
- Материалы и инструменты для изготовления корпуса прибора.
Не следует приобретать для начала дорогие профессиональные инструменты и приборы. Дорогая паяльная станция или цифровой осциллограф мало помогут начинающему радиолюбителю. В начале творческого пути вполне достаточно простейших приборов, на которых и нужно оттачивать опыт и мастерство.
Мультиметр
С чего начинать
Радиосхемы своими руками для дома должны по сложности не превышать того уровня, каким Вы владеете, иначе это будет означать лишь потраченное время и материалы. При недостатке опыта лучше ограничиться простейшими схемами, а по мере накопления навыков усовершенствовать их, заменяя более сложными.
Обычно большинство литературы из области электроника для начинающих радиолюбителей приводит классический пример изготовления простейших приемников. Особенно это относится к классической старой литературе, в которой нет столько принципиальных ошибок по сравнению с современной.
Обратите внимание! Данные схемы были рассчитаны на огромные мощности передающих радиостанций в прошлое время. Сегодня передающие центры используют меньшую мощность для передачи и стараются уйти в диапазон более коротких волн. Не стоит тратить время на попытки сделать рабочий радиоприемник при помощи простейшей схемы.
Радиосхемы для начинающих должны иметь в своем составе максимум пару-тройку активных элементов – транзисторов. Так будет легче разобраться в работе схемы и повысить уровень знаний.
Что можно сделать
Что можно сделать, чтобы и было несложно, и можно было использовать на практике в домашних условиях? Вариантов может быть множество:
- Квартирный звонок;
- Переключатель елочных гирлянд;
- Подсветка для моддинга системного блока компьютера.
Простейший звонок
Важно! Не следует конструировать устройства, работающие от бытовой сети переменного тока, пока нет достаточного опыта. Это опасно и для жизни, и для окружающих.
Довольно несложные схемы имеют усилители для компьютерных колонок, выполненные на специализированных интегральных микросхемах. Устройства, собранные на их основе, содержат минимальное количество элементов и практически не требуют регулировки.
Часто можно встретить схемы, которые нуждаются в элементарных переделках, усовершенствованиях, которые упрощают изготовление и настройку. Но это должен делать опытный мастер с тем расчетом, чтобы итоговый вариант был более доступен новичку.
На чем выполнять конструкцию
Большинство литературы рекомендует выполнять конструирование простых схем на монтажных платах. В настоящее время с этим совсем просто. Существует большое разнообразие монтажных плат с различными конфигурациями посадочных отверстий и печатных дорожек.
Принцип монтажа заключается в том, что детали устанавливаются на плату в свободные места, а затем нужные выводы соединяются между собой перемычками, как указано на принципиальной схеме.
Схема на монтажной плате
При должной аккуратности такая плата может послужить основой для множества схем. Мощность паяльника для пайки не должна превышать 25 Вт, тогда риск перегреть радиоэлементы и печатные проводники будет сведен к минимуму.
Припой должен быть легкоплавким, типа ПОС-60, а в качестве флюса лучше всего использовать чистую сосновую канифоль или ее раствор в этиловом спирте.
Радиолюбители высокой квалификации могут сами разработать рисунок печатной платы и выполнить его на фольгированном материале, на котором затем паять радиоэлементы. Разработанная таким образом конструкция будет иметь оптимальные габариты.
Оформление готовой конструкции
Глядя на творения начинающих и опытных мастеров, можно придти к выводу, что сборка и регулировка устройства не всегда являются самым сложным в процессе конструирования. Порой правильно работающее устройство так и остается набором деталей с припаянными проводами, не закрытое никаким корпусом. В настоящее время уже можно не озадачиваться изготовлением корпуса, потому что в продаже можно встретить всевозможные наборы корпусов любых конфигураций и габаритов.
Унифицированный корпус
Перед тем, как начинать изготовление понравившейся конструкции, следует полностью продумать все этапы выполнения работы: от наличия инструментов и всех радиоэлементов до варианта выполнения корпуса. Совсем неинтересно будет, если в процессе работы выясниться, что не хватает одного из резисторов, а вариантов замены нет. Работу лучше выполнять под руководством опытного радиолюбителя, а, в крайнем случае, периодически контролировать процесс изготовления на каждом из этапов.
Видео
Оцените статью:jelectro.ru
| Автор(ы): | Ломанович В. А. 15.06.2008 |
| Описание: | Книга рассчитана на широкий круг радиолюбителей. В ней описаны ряд самодельных измерительных приборов и простой стабилизированный блок питания для домашней радиолюбительской лаборатории. Изготовление описанных приборов вполне доступно радиолюбителю средней квалификации. Для их постройки не требуется дефицитных материалов и деталей. Рассказывается о принципе действия различных измерительных устройств и приводится методика использования их при налаживании всевозможных радиолюбительских конструкций. |
| Оглавление: | Предисловие [3] 1. Электроизмерительные приборы Введение [5] Амперметры, миллиамперметры и микроампермегры постоянного тока [6] Вольтметры постоянного тока [10] Омметры [12] Вольтметры переменного тока [13] Ламповые вольтметры [23] Транзисторные вольтметры [28] 2. Простой авометр Введение [29] Схема авометра [34] Конструкция и детали [35] Налаживание и градуировка авометра [37] 3. Многопредельный электроизмерительный прибор с чувствительным индикаторам Принципиальная схема [47] Детали и монтаж прибора [51] Налаживание и градуировка [52] 4. Универсальный измерительный прибор Схема прибора [54] Конструкция и детали [57] Налаживание и градуировка [58] 5. Испытатель полупроводниковых приборов — сигнал-генератор Введение [59] Испытатель полупроводниковых приборов [62] Принципиальная схема прибора [65] Детали [66] Монтаж и налаживание [67] Эксплуатация прибора в режиме сигнал-генератора [71] 6. Прибор для проверки мощных транзисторов Принципиальная схема [72] Конструкция, детали и монтаж прибора [75] Налаживание прибора [76] Эксплуатация прибора [77] 7. Низкочастотный генератор Принципиальная схема [79] Конструкция и детали генератора [85] Налаживание и градуировка генератора [87] 8. Резонансные частотомеры Принципиальная схема волномеров [90] Детали и монтаж [91] Налаживание и градуировка [95] 9. Комбинированный гетеродинный индикатор резонанса Принципиальная схема [102] Детали и конструкция [106] Налаживание и градуировка [116] Работа с прибором [120] 10. Низковольтный стабилизированный источник питания с регулируемым выходным напряжением Полупроводниковые стабилизаторы питания и тока [126] Принципиальная схема источника питания [132] Монтаж и детали [134] Налаживание прибора [138] |
| Формат: | djvu |
| Размер: | 5276945 байт |
| Язык: | РУС |
| Рейтинг: | 19 |
| Открыть: | Ссылка (RU) Ссылка (FR) |
www.nehudlit.ru
Простые приборы для радиолюбителей | Мастер Винтик. Всё своими руками!
Радиолюбительские приборы-помощники
В процессе изготовления радиолюбительских схем, при её настройке, а также при регулировке аппаратуры радиолюбителю необходим целый набор измерительных приборов. В первую очередь понадобятся: мультиметр, осциллограф, генераторы высокой и низкой (звуковой) частот, цифровой частотомер, универсальный высокочастотный вольтметр с высокоомным входом…
Сейчас многие приборы можно купить, а некоторых и можно не найти в продаже. Их самостоятельное изготовление не отличается большой трудностью и вполне доступно радиолюбителям.
В число таких приборов-помощников входят:
- индикатор высокочастотного поля,
- индикатор излучения,
- прибор для проверки транзисторов,
- ВЧ и универсальный вольтметр.
Схемы приборов построены на старой советской элементной базе, поэтому многие компоненты можно заменить на современные аналоги.
Принципиальная схема индикатора поля
На рисунке показана схема простого индикатора напряженности поля. Индикатор высокочастотного поля используют для обнаружения излучения-передатчика и грубого измерения частоты колебаний, а также как индикатор напряженности поля при согласовании выхода передатчика с сопротивлением излучения антенны. Индикатор представляет собой детекторный приемник, нагрузкой которого служит микроамперметр на ток полного отклонения стрелки 100 мкА.
Главная особенность этого индикатора — отсутствие питания. Стрелка индикаторной головки отклоняется от наводящего в антенне ВЧ поля.
Прибор собирают на изоляционной плате. Антенна — тонкий металлический штырь длиной 20 — 30 см. Для диапазона 25 — 31 МГц контурную катушку L1 заматывают на каркасе диаметром 12 мм. Она содержит 12 — 14 витков провода ПЭВ-1, Конденсатор С1 — подстроечнный с воздушным диэлектриком. Ось ротора выводят на переднюю панель и снабжают лимбом с нанесенной шкалой, проградуированной в Мегагерцах.
Принципиальная схема индикатора излучения
На рисунке, выше представлена схема индикатора излучения передатчика с визуальным контролем. Для контроля использована небольшая лампочка, рассчитанная на напряжение 1 В или светодиод. В случае использования светодиода, нужно последовательно подключить сопротивление 30-100Ом.
Индикатор представляет собой детекторный приемник с двухкаскадным усилителем постоянного тока на транзисторах МП16Б (или им аналогичных отечественных или зарубежных). В цепь коллектора выходного транзистора VT3 включена индикаторная лампа.
Индикатор смонтирован на изоляционной плате и вместе с батареями питания размещен в пластмассовом футляре подходящих размеров. Каждую батарею питания можно составить из 3-x аккумуляторов по 1,2в.
Приближенно проградуировать шкалу индикатора поля можно по сигналу от измерительного генератора высокой частоты. К его выходу подключают отрезок провода длиной 30 см. Вблизи этого провода располагают штыревую антенну градуируемого индикатора поля.
Схема вольтметра постоянного напряжения
Вольтметр измеряет постоянные напряжения величиной до 100 В. Он выполнен по мостовой схеме на транзисторах — Т1 и Т2. В одну диагональ моста включен измерительный прибор, в другую — источник питания.
Регулировка вольтметра состоит из двух этапов. Сначала, изменяя значения резисторов R4 и R5, добиваются равенства напряжений на коллекторах транзисторов Т1 и Т2. Затем с помощью переменного резистора R6 устанавливают стрелку измерительного прибора на ноль.
Измеряемое напряжение через резисторы R1, R2 и R3 подается на базу транзистора Т1. При этом нарушается равновесие моста, и через миллиамперметр начинает протекать ток, пропорциональный напряжению.
Резисторы R1 — R3 подбирают с точностью ±5%.
Эту схему можно использовать как приставку к авометру с малым входным сопротивлением.
Схема универсального вольтметра
Универсальный вольтметр, схема которого изображена на рисунке прост изготовлении и налаживании.
Входное сопротивление его около 2 МОм на пределе измерения постоянного напряжения 1 В и 4,5 МОм на остальных пределах (10, 100, 1000 В). Напряжение высокой и звуковой частот можно измерять в пределах от 0,1 до 25 В. Транзисторы VT1 и VT2 образуют парафазный истоковый повторитель. Измеряемое напряжение приложено к затворам транзисторов и одновременно к цепи R5, R14. В результате между затвором и истоком каждого транзистора действует половина измеряемого напряжения, но с разной полярностью. Это приводят к тому, что в одном плече ток стока уменьшается, в другом — увеличивается я между точками а и б появляется разность потенциалов, отклоняющая стрелку микроамперметра РА1 пропорционально приложенному напряжению.
Детекторная цепь C1,VD1,R7, C2 предназначена для измерения напряжения ЗЧ. А напряжение ВЧ измеряют с помощью выносной головки, схема которой показана на рисунке слева. Питают прибор от батареи с напряжением 9 В.
Транзисторы для вольтметра должны быть подобраны близкими по параметрам. Для подборки транзисторов можно воспользоваться устройством, схема которого изображена на рисунках, ниже.
Схема проверки маломощных биполярных транзисторов
Одно из условий безотказной работы аппаратуры радиоуправления — применение в ней проверенных радиоэлементов и особенно транзисторов. Известно, что разброс параметров транзисторов одного типа может быть трехкратным и более. Например, у транзистора значение коэффициента передачи по постоянному току h31Э может находиться в пределах 40—160. В ряде случаев при изготовлении аппаратуры устанавливают ограничения на параметры применяемых транзисторов. Обычно это относится к значениям h31Э.
Часто при построении схем необходимо подобрать пары одинаковых по параметрам транзисторов.
У маломощных транзисторов обычно проверяют обратный или так называемый неуправляемый ток коллектора Iкбо при отключенном эмиттерном выводе, а также h31э в схеме с заземленным эмиттером.
На рисунке, ниже приведена схема стенда для проверки маломощных транзисторов как с р-n-р, так и с n-р-n переходами. I кбо измеряется непосредственно микроамперметром ИП-1 с пределом до 100 мкА. У микроамперметра ИП-1 должна быть шкала с нулем посередине. h31э определяется как отношение измеренного тока коллектора Iк к установленному по прибору ИП-1 значению тока Iо в цепи базы транзистора. Ток в цепи базы устанавливается с помощью переменных резисторов R3, («грубо») и R2 («точно»). При точном измерении шунт прибора отключают кнопкой Kн1.
Схема проверки биполярных транзисторов средней мощности
Транзисторы средней мощности необходимо проверять при рабочем коллекторном токе (0,5 — 1,0 А и более). При подборе пар одинаковых транзисторов, необходимых для качественной работы оконечных каскадов усилителей и других схем. Эти измерения можно сделать с помощью простого стенда (см. схему ниже).
Чтобы не усложнять коммутацию, подключение измерительных приборов осуществляют гибкими проводами с одиночными штыревыми разъемами. На схеме (в скобках) показана полярность подключения батареи и приборов при проверке транзисторов со структурой типа p-n-р.
Подключение к выводам транзистора следует осуществлять с помощью зажимов «крокодил», подпаянных к гибким проводам. Транзисторы проверяют в течение короткого промежутка времени в связи с тем, что при больших токах коллектора происходит нагрев транзистора, а это ведет к изменению его параметров и увеличению погрешности измерений.
Проверяемый транзистор можно крепить на теплоотводящий радиатор, но это усложнит процесс проверки. В качестве источника питания следует применить мощный стабилизированный источник низковольтного напряжения или составить батарею из аккумуляторов.
Схема проверки полевых транзисторов
Проверку полевых транзисторов можно проводить на стенде, схема которого приведена на рисунке ниже. С помощью этого стенда осуществляют подбор пар одинаковых транзисторов.
Полярность подключения батарей Б1, Б2 и измерительных приборов показана для случая проверки полевых транзисторов с р-каналом и п-р переходом (например, КП103). При проверке полевых транзисторов с n-каналом и р-п переходом (например КП303) необходимо указанную полярность изменить на обратную.
С помощью такого стенда можно снять выходные и проходные характеристики полевых транзисторов. На рисунках приведена выходная характеристика полевого транзистора КП303Д и проходные характеристики этого же транзистора. Пунктирной линией изображена динамическая проходная характеристика при включенном в цепь истока резисторе с сопротивлением 560 Ом. Рабочая точка находится в средней части линейного участка этой характеристики.
ВНИМАНИЕ! При проверке полевых транзисторов с МОП-структурой необходимо соблюдать осторожность, поскольку они подвержены влиянию статического электричества! Их следует подключать с предварительно закороченными (гибким неизолированным проводником) выводами, которые подсоединяют к стенду при выключенном питании. Затем с вывода транзистора снимают закорачивающие проводники и включают питание.
После этого проверяют транзистор. Отключение такого транзистора ведут в обратном порядке, а именно, выключают питание, закорачивают выводы и после этого отсоединяют его от стенда.
Конструкции стендов для проверки транзисторов могут быть произвольными. Рекомендуется монтировать их на панелях из стеклотекстолита или другого изоляционного листового материала. На стенде следует поместить его принципиальную схему. Для удобства пользования производят гравировку у выводов гнезд и других элементов стенда или вместо гравировки можно приклеить бумажные полоски с надписями.
Используемая литература: М.Е.Васильченко, А.В.Дьяков «Радиолюбительская телемеханика» и журнал «Моделист конструктор»
П О П У Л Я Р Н О Е:
- Малогабаритный электроскоп
- Схема преобразователя температура — частота
- Схема прибора для проверки транзисторов
Малогабаритный электроскоп с индикацией знака электростатического заряда тела.
Предлагаемый прибор непосредственно показывает знак электростатического заряда тела. Принципиальная схема прибора приводится на рисунке ниже. Подробнее…
По предложенной, ниже схеме можно собрать простой преобразователь температуры в частоту.
Он работает в температурном диапазоне от 0 до 100 °F (-20°С до +40°С) и преобразует в частоту в пределах от 0 до 1 кГц.
Подробнее…
Прибор для проверки коэффициента усиления мощных и маломощных транзисторов своими руками
Хотя сейчас много в продаже различных приборов и мультиметров, измеряющих коэффициент усиления транзисторов, но любителям что-нибудь мастерить и паять можно порекомендовать несколько несложных схем и доработку.
Данный прибор для проверки транзисторов позволяет точно замерять ряд следующих параметров…
Подробнее…
— н а в и г а т о р —
Популярность: 6 514 просм.
ПОДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ
www.mastervintik.ru
Несколько Полезных Схем Для Лаборатории Радиолюбителя — Измерительная техника — Инструменты
1. ПРИБОР ДЛЯ ПРОВЕРКИ КВАРЦЕВЫХ РЕЗОНАТОРОВ.
Очень часто в руках радиолюбителя оказываются детали с демонтажа неисправной аппаратуры, работоспособность и параметры которых зачастую не известны. Например, выдирая из под лака кварцевый резонатор в металлическом корпусе можно оставить его без маркировки. Кроме того бывают миниатюрные кварцевые резонаторы и без маркировки, либо с маркировкой сокращенной или плохо читаемой.
В этом случае необходим прибор, который не только покажет работоспособность резонатора, но и его частоту. На рисунке 1 показана схема очень простой приставки к частотомеру. Практически это каскад генератора с кварцевой стабилизацией частоты. На транзисторе VT1 выполнена схема генератора. Обратная связь необходимая для генерации осуществляется посредством емкостей С1 и С2 (практически, это емкостный трансформатор сигнала между эмиттером и базой). Чтобы генератор заработал нужно между базой и общим минусом подключить кварцевый (или керамический) резонатор. Генератор возбудится на частоте основного резонанса кварцевого резонатора (это нужно учесть при проверке гармониковых резонаторов, так как частота на частотомере может оказаться в разы ниже указанной номинальной для данного резонатора). Сигнал с коллектора транзистора подается на вход любого цифрового частотомера, способного измерять частоту не ниже предполагаемой. Вместо частотомера можно подключить осциллограф и определить частоту приблизительно по эпюре рассчитав
её из периода.
Налаживания для данной схемы обычно не требуется. В некоторых случаях может потребоваться подбор сопротивления R1 для установления режима работы транзистора по постоянному току, при котором происходит уверенный запуск генератора.
Эту же схему, с небольшой доработкой, можно использовать для предварительной настройки контуров. Небольшая доработка заключается в том, что колебательный контур к базе транзистора нужно подключать через разделительный конденсатор, так как катушка контура в отличие от кварцевого резонатора имеет малое сопротивление и при её непосредственном подключении напряжение на базе транзистора упадет так что ни о какой генерации можно будет даже не мечтать.
На рисунке 2 приведена схема портативного варианта данного прибора. С его помощью уже нельзя будет определить частоту резонанса резонатора, но зато в полевых условиях радиорынка вполне можно определить работоспособность резонатора. Здесь переменное напряжение с выхода генератора поступает на диодный детектор, а с него на транзисторный ключ, в коллекторной цепи которого есть светодиод. Зажигание свето-диода говорит о работоспособности кварцевого резонатора.
С помощью этих приборов (рис.1, рис.2) можно проверить резонаторы частотой не выше 30 МГц (да и 30 МГц не всегда, — оптимально не выше 15 МГц). Впрочем можно проверять и высокочастотные резонаторы, так как они обычно гармониковые, просто здесь заработают на какой-то низшей гармонике. А вот для резонаторов на ПАВ данная схема не пригодна.
2. ПРОБНИК ДЛЯ РЕМОНТА УНЧ.
Для регулировки и налаживания трактов УНЧ применяются достаточно качественные генераторы, осциллографы и другие приборы. Но при ремонте зачастую нужно знать не параметры проходящего через тракт сигнала, а сам факт его прохождения. Многие ремонтники просто прикасаются отверткой или пинцетом к сигнальным точкам и слушают фон переменного тока, который из их тела по отвертке поступает в тракт. Однако, этот весьма популярный способ не всегда эффективен, особенно при ремонте современной аппаратуры, имеющей качественное подавление сигнала фона с частотой сети. Да и сам процесс не очень удобен, так как снимать сигнал можно только с самого выхода аппарата, — с динамиков, прослушивая их.
Схема пробника, показанная на рисунке 3 как будто два в одном, — она может работать и как генератор, пропускающий сигнал на вход или сигнальные точки УНЧ. При этом прослушивать сигнал можно через динамики ремонтируемого аппарата. И как контрольный УНЧ, который позволяет прослушать сигнал на каком-то этапе схемы, например, при неисправности УНЧ, отсутствии динамиков и в других случаях.
Схема предельно проста и представляет собой УНЧ двухкаскадный на двух транзисторах с общим эмиттером и емкостными межкаскадными связями. Режим «генератор/ УНЧ» переключается переключателем S1. На схеме он показан в положении «УНЧ». В этом положении сигнал от источника сигнала поступает через конденсатор С1 на первый каскад, усиливается, и затем — на второй каскад на транзисторе VT2. С его коллектора сигнал поступает на звукоизлучатель В1 в качестве которого используется электромагнитный капсюль от высокоомных наушников «ТОН-1». Таким вот образом, перемещаясь щупом (щуп подключен к С1), например, по коллекторам транзисторов каскадов УНЧ можно проследить прохождение сигнала, предварительно поданного на вход от другого генератора (или «от пинцета»).
В режиме генерации переключатель S1 в противоположном показанному на схеме положении. При этом меняется нагрузка второго каскада, — вместо звукоизлучателя сюда подключается нагрузочный резистор R4, и обратная связь с него через конденсатор С4 на вход первого каскада. Пробник превращается в генератор и импульсы 34 через конденсатор С1 поступают на схему.
Недостаток пробника в том что он не может одновременно как генератор подавать на вход УНЧ сигнал и в то же время как контрольный УНЧ прошедший через проверяемый тракт сигнал озвучивать. Но это решается просто, — сделайте два таких пробника, без переключателя S1, один соберите так чтобы всегда работал как генератор, а второй — как контрольный УНЧ.
Вместо звукоизлучателя от наушников «ТОН» можно попробовать что-то более современное и низкоомное. Но это может потребовать подбора сопротивления R3. Хотя, можно использовать и наоборот «более высокоомное» средство, такое как пьезоэлектрический звукоизлучатель, включив параллельно ему резистор сопротивлением 1-3 кОм. Правда звучание будет отвратительное.
3. ЛОГИЧЕСКИЙ ПРОБНИК.
Занимаясь схемами на цифровых микросхемах многие радиолюбители пользуются импульсными осциллографами. Конечно, когда нужно увидеть импульсы, определить их форму, период, это необходимо. Но в большинстве случаев импульсный осциллограф работает как индикатор логического нуля (линия внизу или посредине) и единицы (линия в верхней части экрана), а так же высокоомное состояние, которое тестируется как шум переменного тока электросети на экране при прикосновении пальцем к металлической части щупа. Даже современный и миниатюрный осциллограф слишком громоздок (или дорог) для того чтобы им определять логические уровни. С этой задачей весьма успешно справится простейший логический пробник, схема которого показана на рис. 4. Пробник собран на логической микросхеме типа К561ЛЕ5. Такой выбор обусловлен широким диапазоном питания данной микросхемы (практически от 3 до 25V, хотя «по паспорту» от 5 до 15), большим входным сопротивлением (то есть ничего нигде не шунтирует). К тому же пробник питается от источника питания проверяемой схемы, поэтому на логические уровни настраивается, можно так выразиться, автоматически.
Первым идет элемент D1.1. Резистор R1 включен между его входом и выходом, поэтому он находится в пограничном состоянии, то есть на его выходе примерно половина напряжения питания, аналогично и на его входе, но очень «высокоомно». Поэтому если щуп никуда не подключен или подключен, но к точке, изолированной вследствие обрыва, повреждения микросхемы, или находящейся в высокоомном состоянии, напряжение на выходе данного элемента будет около половины напряжения питания. То есть не будет сильно отличаться от напряжения в точке соединения резисторов R2 и R3. А поэтому оба светодиода HL1 и HL2 окажутся в таком положении, когда ток через них либо не протекает вообще, либо он слишком слаб чтобы вызвать сколь-нибудь заметного свечения. Таким образом, когда не нуль и не единица оба светодиода не горят.
Если на входе логический ноль, то на выходе элемента D1.1 будет, соответственно, логическая единица. Значит ток будет протекать через R3 и светодиод HL2, который будет гореть индицируя логический ноль. При этом светодиод HL2 будет под обратным напряжением и гореть не будет. При логической единице на входе, на выходе D1.1 — ноль, теперь светодиоды поменялись ролями, — HL1 горит так как через него протекает ток через резистор R2, а светодиод HL2 гореть не будет, так как он под обратным напряжением.
В принципе, для логического пробника можно бы и этой схемой ограничиться, — так
одним элементом D1.1 и светодиодами. Нуль и единицу показывают, высокоомное состояние тоже, и даже импульсы, если они не очень уж несимметричные, — горят оба или мигают поочередно, в зависимости от частоты. Но, в цифровых схемах не всегда бывают строго симметричные импульсы. Очень часто импульсы короткие и с большим периодом. А самую большую пакость создают паразитные исключительно короткие импульсы, — «волосы», которые вдруг возникают неоткуда и портят работу схемы и нервы ремонтника. Здесь нужна схема, которая реагировала бы на любые импульсы, даже самые короткие и отображала их наличие способом, нормально согласуемым с человеческим зрением.
Любой импульс, любой длительности, поступая на вход схемы попадает на одно-вибратор на элементах D1.2-D1.3, который формирует импульс фиксированной длительности, достаточной для заметного на глаз загорания светодиода HL3. Таким образом, для данного щупа не остаются незамеченными никакие импульсы, пусть даже очень короткие, никакие паразитные «волосы», и в этом смысле он даже эффективнее простого (не запоминающего) импульсного осциллографа.
Можно светодиоды использовать любые индикаторные, например, АЛ307. Получится интересно если вместо HL1 и HL2 поставить один двухцветный двунаправленный. Тогда, например, в зависимости от подключения, при логическом нуле его цвет будет зеленый, а при единице — красный. А вот при симметричных импульсах — желтый или будет переливаться от зеленого до красного.
Диод VD1 нужен только для того чтобы не перепутать полярность подключения к источнику питания исследуемой схемы и этим не вывести пробник из строя. Продолжительность вспышки HL3 можно установить как угодно — подбором сопротивления резистора R4.
Недостаток схемы в относительно большом токе потребления по цепи питания (один-два десятка миллиампер), так как нужно питать светодиоды, поэтому для исследования схем с очень экономичным питанием (например, от компактной солнечной батареи, дисковых миниатюрных элементов или ионистора) этот пробник вряд ли пригоден.
4. СИНУСОИДАЛЬНЫЙ ГНЧ.
В любой радиолюбительской лаборатории должен быть синусоидальный генератор низкой частоты. Он необходим для проверки, ремонта и налаживания УНЧ и различных НЧ-тратов.
Сейчас наиболее простой способ — собрать схему на операционном усилителе с мостом Томсона (рис.5) в цепи задания частоты. Операционный усилитель включен с двупо-лярным питанием. При использовании ОУ КР140УД708 напряжение питания может быть от ±10 до ±15V, причем величины положительного и отрицательного напряжений должны быть одинаковыми по модулю. Схема, показанная на рисунке 5 не имеет никаких особенностей, и даже можно сказать, является типовой.
Для получения неискаженной (не ограниченной синусоиды) коэффициент передачи ОУ должен стабильно поддерживаться. Его устанавливают при налаживании подстройкой подстроечного резистора R4, включенного между инверсным входом и выходом ОУ (в цепи ООС). Другая составляющая цепи ООС — маломощная лампа накаливания Н1. Она при работе схемы не горит, не служит для индикации, — её задача работать как терморезистор с положительным ТКС. Как известно, лампа содержит спираль из металла с высоким удельным сопротивлением. Чем больше ток через спираль, тем больше её нагрев, и соответственно, больше сопротивление, так как нагрев металла приводит к увеличению его сопротивления. Вот это и используется для автоматического снижения коэффициента усиления при увеличении амплитуды выходного сигнала, и автоматического повышения коэффициента усиления при снижении амплитуды выходного сигнала. Конечно можно использовать и терморезистор с положительным ТКС, но лампу приобрести легче (такие лампочки используются в схемах подсветки полей приборных панелей относительно современных автомобилей).
Переменные резисторы R1.1 и R1.2 -сдвоенный переменный резистор. Их нужно распаять так, чтобы сопротивления обоих частей одновременно увеличивались или уменьшались при соответствующем направлении вращения ротора.
Сдвоенным переменным резистором, -плавная настройка частоты в пределах выбранного поддиапазона. Поддиапазоны выбираются переключателем S1, он так же сдвоенный, переключает конденсаторы.
Если не заниматься подгонкой диапазонов и частот перестройки (пользоваться частотомером в качестве шкалы), то налаживание заключается только в установки такого коэффициента передачи ОУ при котором синусоидальный сигнал не искажен. Делают это подстройкой резистора R4. Лучше всего пользоваться осциллографом и по нему следить за формой сигнала. Однако, при отсутствии осциллографа можно сделать настройку приблизительно. Подключить на выходе ОУ милливольтметр переменного тока и подстроить R4 так чтобы он показывал напряжение 1V. Обычно при таком выходном напряжении сигнал не искажен.
Лыжин Р.
cxema.my1.ru