Термометр из мультиметра своими руками. Приставки к мультиметру схемы Приставка к мультиметру для проверки конденсаторов

Вам предложена приставка-металлоискатель к мультиметру типа DT-832 (или аналогичного), представляющая собой высококачественный генератор с объёмным контуром. Его можно его использовать в качестве достаточно чувствительного металлоискателя, способного обнаружить пятирублёвую монету на глубине более 10 см, а ведро или крышку люка на глубине полутора метра.

Принципиальная схема приставки показана на рисунке. Её задача в преобразовании степени воздействия на контур L1-С2 металлического предмета в постоянное напряжение на конденсаторе C3. Это напряжение измеряется мультиметром, и по его показаниям определяется наличие металлического предмета

Основа приставки ВЧ генератор на транзисторе VT1.Величина ПОС, приводящей к запуску генератора зависит от сопротивления резистора R1 (это резистор подстроечный). При помощи регулировки этого резистора генератор устанавливается в такой режим, когда он очень сильно зависит от параметров окружающей контур среды. А это приводит к изменению глубины возбуждения генератора от изменения параметров окружающей контур среды, что, в свою очередь, приводит к изменению тока, потребляемого генератором. Что, по закону Ома, приводит к изменению напряжения на генераторе, которое изменяется мультиметром.
К сожалению, такой способ не позволяет различать цветные и чёрные металлы.

Питается приставка от того же источника, что и мультиметр (для её подключения нужно припаять к колодки батареи два проводника разного цвета, которые выводить через щель между корпусом мультиметра и крышкой, либо установить на корпусе малогабаритный трехпроходной разъём) Измеряемое напряжение подается с точки соединения резисторов R1 и R2 на вход для измерения постоянного напряжения.

Контурная катушка имеет диаметр около 120 мм. Каркасом катушки служит круглый бокс для десяти компакт-дисков. Обмотка состоит из 250 витков провода диаметром 0.23мм (или около того), с отводом от 150-го (считая от коллектора VT1).Обмотку нужно уложить виток к витку, а затем, закрепить при помощи скотч-ленты. Катушка закреплена посредине на круглом корпусе, роль которого выполняет круглый пластмассовый пенал для карандашей. В этом пенале расположены все детали генератора. С мультиметром приставка связана трехпроходным экранированным кабелем.

Для обеспечения стабильности работы построечный резистор R1 желательно должен быть многооборотным.
Конденсаторы должны быть как можно более стабильными, использовать электролитические на месте C3 и C4 не рекомендуется из-за их нестабильности.
Транзистор, желательно выбрать с коэффициентом передачи не ниже 100.Транзистор может быть любой кремниевый общего применения, но удовлетворяющий этому требованию.
Налаживание состоит в следующем. Установите R1 в положение максимального сопротивления. Затем уменьшайте медленно сопротивление резистора и следите за показаниями прибора (имеются в виду абсолютные показания, а не по модулю, поскольку мультиметр будет показывать как отрицательные, так и положительные значения напряжения). Напряжение должно постепенно увеличиваться, а затем начать падать. С этого момента внимательно! Продолжая уменьшать сопротивление R1 найдите момент, когда показания прибора снова начнут расти. Затем, при дальнейшем уменьшении R1 они опять начнут падать. Теперь, вернитесь назад и установите R1 примерно в среднее положение между моментом, с которого показания растут, и с которого они начинают падать. Это и будет точка максимальной чувствительности прибора.

В процессе эксплуатации эту калибровку нужно периодически повторять, так как она будет сбиваться от понижения напряжения источника питания от его разряда.
Получить значительно большую чувствительность и стабильность можно, если питать приставку от отдельного стабилизированного источника постоянного тока напряжением 6-7V(от отдельной аналогичной батареи, но через стабилизатор).Использовать для питания приставки сетевой источник нежелательно, так как через него проникают различные сетевые помехи и наводки, которые, в общем, снижают чувствительность.

Если поэкспериментировать с числом витков катушки, положением отвода и ёмкостями конденсаторов C1 и C2,можно достигнуть значительной чувствительности. Параметры этих настроек сильно зависят от параметров используемого транзистора. Например, можно настроить прибор так, что пятирублёвую монету он будет чувствовать с 15-17 см.
Налаживая прибор, держитесь подальше от различных металлических предметов, типа батарей, водопроводных труб, выключите приборы, могущие создавать помехи (персональный компьютер, например).

Список радиоэлементов

В этой статье мы с вами будем собирать ESR-метр. В первый раз слышите слово “ESR”? А ну-ка бегом читать эту статью!

Для чего нужен ESR-метр

Итак, для чего нам вообще собирать ESR-метр? Для тех, кто поленился читать статью про ESR давайте вспомним, чем оно нам вредит. Дело в том, что сейчас почти во всей электронной аппаратуре используются импульсные блоки питания. В этих импульсных блоках питания “гуляют” высокие частоты и некоторые из этих частот проходят через электролитические конденсаторы. Если вы читали статью конденсатор в цепи постоянного и переменого тока , то наверняка помните, что высокие частоты конденсатор пропускает через себя почти без проблем. И проблем тем меньше, чем выше частота. Это, конечно, в идеале. В реальности же в каждом конденсаторе “спрятан” резистор. А какая мощность будет выделяться на резисторе?

P=I 2 xR

где

P – это мощность, Ватт

I – сила тока, Ампер

R – сопротивление, Ом

А как вы знаете, мощность, которая рассеивается на резисторе – это и есть тепло;-) И что тогда у нас получается? Конденсатор тупо превращается в маленькую печку)). Нагрев конденсатора – эффект очень нежелательный, так как при нагреве в лучшем случае он меняет свой номинал, а в худшем – просто раскрывается розочкой). Такие кондеры-розочки использовать уже нельзя.

Вздувшиеся электролитические конденсаторы – это большая проблема современной техники. Очень много отказов в работе электроники бывает именно по их вине. Визуально это проявляется в появлении припухлости в верхней части конденсатора. Видите небольшие прорези на шляпе этих конденсаторов? Это делается для того, чтобы такой конденсатор не разрывался от предсмертного шока и не забрызгивал всю плату электролитом, а ровнёхонько надрывал тонкую часть прорези и испускал тихий спокойных выдох. У советских конденсаторов таких прорезей не было, и поэтому если они и бахали, то делали это громко, эффектно и задорно)))

Но иногда бывает и так, что внешне такой конденсатор ничем не отличается от простых рабочих конденсаторов, а ESR очень велико. Поэтому, для проверки таких конденсаторов и был создан прибор под названием ESR-метр. У меня например ESR-метр идет в комплекте с Транзистор-метром :

Минус данного прибора в том, что им можно замерять ESR только демонтированных конденсаторов. Если замерять прямо на плате, то он выдаст полную ахинею.

Схема и сборка

В интернете очень давно гуляет схема простенького ESR-метра, а точнее – приставки к . С помощью нее можно спокойно замерить ESR конденсатора, даже не выпаивая его из платы. Давайте же рассмотрим схемку нашей приставки. Кликните по ней, и схема откроется в новом окне и в полный рост:

Вместо “Cx” (в штриховом прямоугольнике) мы здесь ставим конденсатор, у которого замеряем ESR.

Для того, чтобы не травить лишний раз платку, я взял и спаял на ней. На Али я взял целый набор этих макеток. Это получается даже дешевле, чем покупать фольгированный текстолит.

С обратной стороны макетной платы для связи радиоэлементов использовал провод МГТФ

Вы легко его узнаете по розовой окраске. Хотя бывают и другого цвета, но в основном розовый.

Что это за “фрукт”? МГТФ расшифровывается как М онтажный, Г ибкий, Т еплостойкий, в Ф торопластовой изоляции. Этот провод отлично подходит для электронных поделок, так как при пайке его изоляция не плавится. Это только один из плюсов.

Обратную сторону с проводами МГТФ я показывать не буду). Там ничего интересного нет).

После сборки макетная плата выглядит вот так:

Микросхемы по привычке всегда ставлю в панельки:

При своей стоимости, панельки позволяют быстро сменить микросхему. Особенно это актуально для дорогих микроконтроллеров. Вдруг понадобится МК для других целей?)

Для подачи питания с батарейки на платку, я воспользовался стандартной клеммой от старого мультиметра:

Как быть, если у вас нет такой клеммы, а подать питание с Кроны необходимо? В таком случае, у вас наверняка есть старая батарейка Крона, так ведь? Аккуратно вскрываем корпус, снимаем клеммы батарейки, подпаиваем проводки и у нас готова клемма для подключения к новой батарейке. На крайний случай их можно также купить на Али. Выбор огромный.

Прибор выполнен в виде приставки к любому цифровому мультиметру:

Здесь есть одно “но”. Так как мы измеряем на пределе 200 милливольт постоянного напряжения (DCV), то и значения мы получим не в Омах или миллиомах, а в милливольтах, которые затем, сверяясь со значениями полученными при калибровке прибора, мы должны будем перевести в Омы.

А вот и мой самопальный щуп :

Подобные приборы не любят длинных проводов-щупов, идущих к ножкам конденсатора, и поэтому я был вынужден сделать подобие пинцета, собранное из двух половинок фольгированного текстолита.

Внутри корпуса платка выглядит примерно вот так:

Провода, идущие к пинцету, закреплены каплей термоклея . Между щупами, идущими к мультиметру, стоит конденсатор керамика 100 нанофарад с целью снизить уровень помех. В схеме применен подстроечный резистор на 1,5 Килоома. С помощью этого резистора мы и будем калибровать наш приборчик.

Калибровка прибора

После того как все собрали, приступаем к калибровке (настройке) нашего ESR-метра пошагово:

1)Если у вас есть осциллограф , замеряем на измерительных щупах напряжение с частотой 120-180 КилоГерц. Если замеряемая частота не укладывается в этот диапазон, то меняем значение резистора R3.

2) Цепляем мультиметр и ставим его крутилку на измерение милливольт постоянного напряжения.

3) Берем резистор номиналом в 1 Ом и цепляем его к измерительным щупам. В данном случае, к нашему самопальному пинцету.

4) Добиваемся того, чтобы мультиметр показал значение в 1 милливольт, меняя значение подстроечного резистора R1

5) Теперь берем сопротивление 2 Ома, и не меняя значение R1 записываем показания мультиметра

6) Берем 3 Ома и снова записываем показания и тд. Думаю, до 8-10 Ом вам таблички хватит вполне.

Например, мы можем выставить соответствие 1 милливольт – это 1 Ом, и т. д., хотя я предпочел настроить 4,8 милливольт – 1 Ом, для того чтобы была возможность точнее измерять низкие значения сопротивления. При замыкании щупов – контактов пинцета на дисплее мультиметра значение 2,8 милливольт. Сказывается сопротивление проводов-щупов. Это у нас типа 0 Ом;-).

Приведу для ознакомления значения измерений низкоомных резисторов: при измерении резистора 0,68 Ом значения равны 3,9 милливольт, 1 ом – 4,8 милливольт, 2 Ома – 9,3 милливольта. У меня получилась вот такая табличка, которую я потом и наклеил на свой прибор

При измерении сопротивления в 10 Ом на экране уже показание 92,5 миллиВольт. Как мы видим, зависимость не пропорциональная.

После того, как я сделал замеры, смотрю в другую табличку:

Слева – номинал конденсатора, вверху – значение напряжения, на которое рассчитан этот конденсатор. Ну и, собственно, в таблице максимальное значение ESR конденсатора, который можно использовать в ВЧ схемах.

Давайте попробуем замерить ESR у двух импортных и одного отечественного конденсатора

Как вы видите, импортные конденсаторы обладают очень маленьким ESR. Советский конденсатор показывает уже большее значение. Оно и не удивительно. Старость не в радость).

Поправки к схеме

1) Для более-менее точных измерений, желательно, чтобы питание нашего ESR-метра было всегда стабильное. Если батарейка разрядится хотя бы на 1 Вольт, то показания ESR также будут уже с погрешностью. Так что лучше постарайтесь давать питание на ESR-метр всегда стабильное. Как я уже сказал, для этого можно использовать внешний блок питания или собрать схемку на 7809 микросхеме. Например, блок питания можно собрать по этой схеме.

2) Показания, которые выдает наша самоделка, не говорят о том, что наш самопальный прибор с великой точностью замеряет ESR. Скорее всего, его можно отнести к пробникам. А что делают пробники? Отвечают в основном на два вопроса: да или нет;-). В данном случае прибор “говорит”, можно ли использовать такой конденсатор или лучше все-таки поставить его в НЧ (Н изкоЧ астотную) схему.

Данный пробник может собрать любой, даже начинающий радиолюбитель, если у него вдруг возникнет потребность заняться ремонтами. А вот и видео его работы:

Приставка совместно с цифровым мультиметром серий М-83х, DT-83x позволяет проводить измерения малых активных сопротивлений с дискретностью 0,001 Ом. Как и предыдущие приставки, разработанные автором, она питается от внутреннего стабилизатора АЦП мультиметра.

Известно, что мультиметры серий М-83х, DT-83x обладают малой погрешностью измерения напряжения постоянного тока. Причём эту погрешность всегда можно минимизировать, откалибровав прибор подстройкой образцового напряжения (100 мВ). Поэтому, по мнению автора, разработка и повторение приставок для мультиметра, преобразующих ту или иную измеряемую величину в постоянное напряжение на его входе "VΩmA", могут представлять интерес для определённой части радиолюбителей как с финансовой точки зрения, так и с творческой. При доступности элементной базы и её стоимости из таких приставок можно собрать неплохой измерительный комплекс для домашней лаборатории, не прибегая к покупке дорогих измерительных приборов, причём зачастую с погрешностью измерений, приближающейся к погрешности самого мультиметра. Очередная такая приставка - миллиомметр - представлена ниже. Она позволяет измерять малые активные сопротивления резисторов, что особенно важно при их самостоятельном изготовлении из отрезков проводов с высоким удельным сопротивлением, например, для различных шунтов.

Основные технические характеристики

Интервал измерения, Ом..............0,001...1,999

Погрешность измерения сопротивления в интервале 0,2...1,999 Ом, %, не более * ..........................2

Напряжение питания, В............3

Ток потребления, мА, не более.......................2,5

__________
* Погрешность измерения тщательно налаженного устройства в указанном выше интервале практически сводится к погрешности мультиметра в режиме измерения постоянного напряжения на пределе 200 мВ через 5...10 мин после включения приставки при замкнутых измерительных зажимах.

Существуют два простых способа измерения низкоомных резисторов. Первый - подавать через измеряемый резистор небольшой ток (единицы мА) с последующим усилением падения напряжения на измеряемом резисторе. Однако это потребует применения в усилителе постоянного тока дорогостоящих и не всем доступных прецизионных ОУ с малым напряжением смещения нуля и его уходом от изменения температуры. Второй - более простой и менее затратный - подавать больший ток (например, 100 мА) и непосредственно измерять падение напряжения на резисторе. В случае наличия соответствующего источника постоянного тока (ИТ) так и поступают. На первый взгляд, при питании миллиомметра от АЦП мультиметра такой возможности нет. Но существует ещё и импульсный метод, когда ток от ИТ для измерения подают короткими во времени импульсами по отношению к их периоду. При этом средний ток измерения, как известно, снижается пропорционально скважности импульсной последовательности.

Этот метод, как и в некоторых предыдущих разработках, например , использован для измерения малых сопротивлений.

Схема приставки приведена на рис. 1. Рассмотрим работу приставки при подключённом к зажимам ХТ3, ХТ4 измеряемом резисторе R x .

Рис. 1. Схема приставки

На логическом элементе DD1.1 - триггере Шмитта (ТШ), элементах VD1, C1, R1, R2 собран генератор импульсов. Период повторения импульсов - 150...160 мкс, пауза - 3...4 мкс. При указанном на схеме включении диода VD1 генератор потребляет минимальный ток, что связано с особенностью разного потребления тока ТШ при его переходе из состояния логического нуля в логическую единицу и обратно . Когда напряжение на входе уменьшается от высокого уровня к низкому (на выходе уровень логического нуля), сквозной ток через выходные транзисторы ТШ в 2...4 раза больше, чем в обратном случае. Эта особенность, по наблюдениям автора, проявляется во всех ТШ буферизированной логики КМОП. Поэтому, если время разрядки конденсатора С1 сократить введением цепи VD1R2, средний ток потребления генератором импульсов при питании 3 В для серии 74НС будет равен 0,2 мА вместо 0,5...0,8 мА. Элементы DD1.2 и DD1.3 - инверторы, на выходе которых длительность импульсов равна 3...4 мкс, а пауза - 150...160 мкс. Они включены параллельно для повышения нагрузочной способности.

На транзисторе VT1 собран источник тока. Диод VD2 - термокомпенсирующий. Ток ИТ задан равным 100 мА. При таком токе на резисторе сопротивлением 2 Ом падение напряжения равно 200 мВ, что соответствует пределу измерения в мультиметре "200 mV". ИТ задаёт ток для измерения только при появлении паузы на выходе генератора импульсов на DD1.1, когда резистор R4 на время 3...4 мкс через этот выход подключён к общему проводу. "Ускоряющий" конденсатор С2 уменьшает время переключения транзистора VT1 для получения на измеряемом резисторе Rx прямоугольных импульсов. Инвертированные импульсы с выходов элементов DD1.2, DD1.3 поступают на затвор полевого транзистора VT2, включённого как синхронный детектор. На время действия импульса ток от ИТ проходит через измеряемый резистор, создавая на нём падение напряжения, которое через открытый транзистор VT2 синхронного детектора поступает на "запоминающий" конденсатор С4, заряжая его до падения напряжения на резисторе. Напряжение с конденсатора через клеммы XP2, XP3 поступает на вход "VΩmA" для измерения. По окончании импульса оба транзистора закрываются на время 150...160 мкс до появления следующего. Сглаживающий конденсатор С3 ёмкостью 220 мкФ устраняет в линии питания импульсный характер тока потребления приставкой, поддерживая его на уровне около 2,5 мА для встроенного стабилизатора напряжения +3 В АЦП мультиметра. Этот ток нетрудно определить, учитывая, что скважность импульсов на выходе инверторов DD1.2, DD1.3 равна 40...50 (100 мА/ (40...50)).

Узел на полевом транзисторе VT3 и элементах R8, C5 служит для ограничения тока зарядки конденсатора С3 от стабилизатора напряжения АЦП на уровне не более 3 мА с момента подачи питания в течение 5 с. При подаче питания напряжение на конденсаторе С5 начинает расти за счёт протекания зарядного тока через резистор R8. Когда оно достигнет порогового для транзистора VT3, последний начинает плавно открываться, обеспечивая ток зарядки конденсатора С3 на безопасном для стабилизатора АЦП уровне. Резистор R7 и диод VD3 обеспечивают разрядку конденсатора С5 после отключения питания.

Приставка собрана на плате из фольгированного с одной стороны стеклотекстолита. Чертёж печатной платы и расположение на ней элементов показаны на рис. 2. Фотография собранной приставки представлена на рис. 3.

Рис. 2. Чертёж печатной платы и расположение на ней элементов

Рис. 3. Фотография собранной приставки

Конденсаторы, резисторы и диоды - поверхностно монтируемые. Конденсаторы С1, С2, С4 - керамические типоразмера 1206, С3, С5 - танталовые типоразмеров С и В. Все резисторы - 1206. Немного подробнее следует сказать о транзисторе 2SA1286 (VT1) . Он заменим, например, 2SA1282, 2SA1282А с коэффициентом передачи тока h 21Э не менее 500 (дополнительный индекс G) . Возможна замена и на другие аналогичные с меньшим h 21Э (до 300), при этом сопротивление резистора R4 следует уменьшить до 1,8...2 кОм. Главное - проверить в документации или экспериментально, чтобы пологая часть выходной характеристики транзистора при токе коллектора I к 100 мА начиналась с напряжения U кэ не более 0,5 В. В противном случае на указанную погрешность измерения рассчитывать не придётся - она может быть существенно больше. Полевой транзистор IRLML2402 (VT2) заменим, например, FDV303N, а IRLML6302 (VT3) - BSS84. При иной замене следует учесть, что пороговое напряжение транзисторов, сопротивление открытого канала и входная ёмкость (Ciss) должны быть сопоставимы заменяемым.

Штырь ХР1 "NPNc" - подходящий от разъёма или отрезок лужёного провода подходящего диаметра. Отверстие под него в плате сверлят "по месту" после установки штырей ХР2, ХР3. Штыри ХР2 "VΩmA" и ХР3 "СОМ" - от щупов для мультиметра. Неразъёмные соединения XT 1, XT2 - лужёные пустотелые медные заклёпки, пропаянные с предназначенными для них контактными площадками на печатной плате. В заклёпки вставлены и пропаяны облуженные концы гибкого провода МГШВ сечением 0,5...0,75 мм 2 , заканчивающиеся зажимами XT3, XT4 типа "крокодил". Длина каждого провода - 10...12 см. Нижние внутренние поверхности "пасти" зажимов облуживают. Концы проводов, идущих к ним, облуживают, затем протаскивают в нижние "пасти" зажимов и припаивают. Припой следует нанести с излишком, который затем опиливают надфилем до уровня зубьев "крокодила", как показано на фотографии рис. 4.

Рис. 4. Зажимы с припоем

Приставка требует налаживания. При работе с ней переключатель рода работ мультиметра устанавливают в положение измерения постоянного напряжения на пределе "200 mV". Показания с учётом высвечиваемой запятой следует делить на 100. Перед подключением приставки к мультиметру следует проконтролировать потребляемый ею ток от другого источника питания напряжением 3 В, имеющего защиту по току, чтобы не вывести из строя встроенный маломощный стабилизатор напряжения питания АЦП в случае неисправности какого-либо элемента или случайного замыкания токоведущих дорожек платы.

Подключите приставку к мультиметру и замкните зажимы XT3, XT4, "закусив" их "пасти" с напаянными площадками друг на друга. Дайте установиться тепловому режиму транзистора VT1 в течение 5...10 мин. Несмотря на то что корпус транзистора холодный на ощупь, кристалл внутри корпуса даже от коротких импульсов тока 100 мА за это время нагреется и его температура стабилизируется. Для облегчения налаживания резисторы R3 и R6 на плате составлены из двух, соединённых параллельно. На рис. 2 они обозначены как R3’, R3” и R6’, R6”. Через 5...10 мин подберите резистор R6’ так, чтобы показания индикатора мультиметра оказались в интервале 0.+0,5 мВ, а затем подбором дополнительного резистора R6” большего сопротивления установите "чистый" ноль (±0 мВ). Далее, подключив к зажимам XT3, XT4 заведомо измеренный резистор R x , например, 1 Ом, резисторами R3’ и R3” установите соответствующие показания на индикаторе мультиметра. Для уменьшения погрешности измерений указанные операции следует повторить до получения нужного результата. На рис. 5 показана фотография приставки с мультиметром при измерении проволочного резистора С5-16МВ мощностью 2 Вт с номинальным сопротивлением 0,33 Ом и допуском ±5 %.

Рис. 5. фотография приставки с мультиметром

При изменении печатной платы свободные входы элементов микросхемы DD1 следует соединить с плюсовой линией питания или с общим проводом.

Чертёж печатной платы в формате Sprint LayOut 5.0 можно скачать .

Литература

1. Глибин С. Измеритель ЭПС - приставка к мультиметру. - Радио, 2011, № 8, с. 19, 20.

2. Глибин С. Замена микросхемы 74АС132 в измерителе ЭПС. - Радио, 2013, № 8, с. 24.

3. 74HC14, 74HCT14. Hex inverting Schmitt trigger. - URL: http://www.nxp.com/ documents/data_sheet/74HC_HCT14.pdf (6.04.15).

4. 2SA1286. - URL: http://pdf.datasheetcatalog.com/datasheets2/14/ 147003_1.pdf (6.04.15).

5. 2SA1282, 2SA1282A. - URL: http://pdf. datasheetcatalog.com/datasheets2/16/ 163185_2.pdf (6.04.15).

Дата публикации: 29.10.2015

Мнения читателей

• Юрий / 30.01.2018 - 08:37
  Меня заинтересовала,пиши мне на почту [email protected]
• Александр / 17.05.2017 - 22:40
  Кого интересует разводка плат в тестер,-пишите -sasha77760@Rambler,RU
• Александр / 17.05.2017 - 22:06
  Прекрасные схемы измеритель esr+ИЗМЕРИТЕЛЬ резисторов 0--1.999 ом, причем обе приставки умещаются внутри прибора, только нужно вывести разьемы и поставить 2 малогабаритных переключателя тоже внутри тестера!

Эта статья продолжает тему расширения возможностей популярных мультиметров серии 83x. Малый потребляемый приставкой ток позволяет питать её от внутреннего стабилизатора АЦП мультиметра. С помощью этой приставки можно измерять индуктивность катушек и дросселей, ёмкость конденсаторов без выпаивания их из платы.

Конструкции измерительных приставок к мультиметрам помимо различия схемных решений и методов измерений того или иного параметра различны ещё и по способности работать от собственного источника питания и без него, используя стабилизатор напряжения АЦП мультиметра. Приставки, питаемые от стабилизатора АЦП мультиметра, по мнению автора, более удобны в эксплуатации, особенно "вне дома". В случае необходимости их можно питать и от внешнего источника напряжением 3 В, например, от двух гальванических элементов. Конечно, встаёт вопрос о потребляемом такой приставкой токе, который не должен превышать нескольких миллиампер, но применение современной элементной базы в сочетании с оптимальной схемотехникой решает эту задачу. Впрочем, вопрос о потребляемом токе всегда был и будет актуален, особенно для измерительных приборов c автономным питанием, когда продолжительность работы от автономного источника зачастую определяет выбор прибора.

При разработке LC-метра основное внимание было уделено не только минимизации потребляемого тока, но и возможности измерения индуктивности катушек и дросселей, ёмкости конденсаторов без выпаивания их из платы. Такую возможность следует всегда учитывать при разработке подобных измерительных приборов. Можно привести немало примеров, когда радиолюбители в своих конструкциях, к сожалению, не обращают на это внимания. Если, например, измерять ёмкость конденсатора методом зарядки стабильным током, то уже при напряжении на конденсаторе более 0,3...0,4 В без выпайки его из платы достоверно определить ёмкость зачастую невозможно.

Принцип работы LC-метра не нов , он основан на вычислении квадрата измеренного периода собственных колебаний в резонансном LC-контуре, который связан с параметрами его элементов соотношениями

Т = 2π √LC или LC = (Т/2π) 2 .

Из этой формулы следует, что измеряемая индуктивность линейно связана с квадратом периода колебаний при неизменной ёмкости в контуре. Очевидно, что той же линейной зависимостью связана и измеряемая ёмкость при неизменной индуктивности, и для измерений индуктивности или ёмкости достаточно преобразовать период колебаний в удобную величину. Из приведённой выше формулы видно, что при неизменной ёмкости 25330 пФ или индуктивности 25,33 мГн для мультиметров серии 83х минимальная дискретность измерения - 0,1 мкГн и 0,1 пФ в интервалах 0...200 мкГн и 0...200 пФ соответственно, а частота колебаний при измеряемой индуктивности 1 мкГн равна 1 МГц.

Приставка содержит измерительный генератор, частота которого определяется LC-контуром и в зависимости от рода измерений - индуктивностью, подключённой к входным гнёздам катушки, или ёмкостью конденсатора, узел стабилизации выходного напряжения генератора, формирователь импульсов, делители частоты для расширения интервалов измерений и преобразователь периода повторения импульсов в напряжение, пропорциональное его квадрату, которое измеряет мультиметр.

Основные технические характеристики

Пределы измерения индуктивности.........200 мкГн; 2 мГн; 20 мГн; 200 мГн; 2 Гн; 20 Гн

Пределы измерения ёмкости..................200 пФ; 2 нФ; 20 нФ; 0,2 мкФ; 2 мкФ; 20 мкФ

Погрешность измерения на первых четырёх пределах от 0,1 предельного значения и выше, не более, % .........3

Погрешность измерения на пределах 2 мкФ и 2 Гн, не более, % ......................10

Погрешность измерения на пределах 20 мкФ и 20 Гн, не более, % ...................20

Максимальный потребляемый ток, не более, мА...........3

Погрешность измерения индуктивности на пределах 2 и 20 Гн зависит от собственной ёмкости катушки, её активного сопротивления, остаточной намагниченности магнитопровода, а ёмкости на пределах 2 и 20 мкФ - от активного сопротивления катушки в LC-контуре и ЭПС (ESR) измеряемого конденсатора.

Схема приставки приведена на рис. 1. В положении "Lx" переключателя SA1 измеряют индуктивность катушки, подключённой к гнёздам XS1, XS2, параллельно которой подключён конденсатор С1, а в положении "Cx" - ёмкость конденсатора, параллельно которому подключена катушка индуктивности L1. На транзисторах VT1, VT2 собран измерительный генератор синусоидального напряжения, частота которого, как уже сказано выше, определяется элементами LC-контура. Это усилитель, охваченный положительной обратной связью (ПОС). Первая ступень усилителя собрана по схеме с общим коллектором (эмиттерный повторитель), она обладает большим входным сопротивлением и малым выходным, а вторая - по схеме с общей базой (ОБ) - обладает малым входным и большим выходным сопротивлением. Тем самым достигнуто хорошее согласование при замыкании выхода второй с входом первой. Обе ступени неинвертирующие, поэтому такое соединение охватывает усилитель стопроцентной ПОС, которая в сочетании с высоким входным сопротивлением эмиттерного повторителя и выходным каскада с ОБ обеспечивает работу генератора на резонансной частоте LC-контура в широком интервале частот.

Рассмотрим работу LC-метра с подключённой к гнёздам XS1, XS2 "Lx, Cx" катушкой индуктивности или конденсатором. Напряжение с выхода генератора поступает на усилитель с высоким входным сопротивлением, собранный на транзисторе VT3, который усиливает его в пять раз, что необходимо для нормальной работы узла стабилизации выходного напряжения генератора. Узел стабилизации собран на диодах VD1, VD2, конденсаторах С3, С5 и транзисторе VT4. Он поддерживает выходное напряжение генератора на неизменном уровне около 100 мВ эфф., при котором можно проводить измерения без выпаивания элементов из платы, а также повышает устойчивость колебаний генератора на этом уровне. Выходное напряжение усилителя, выпрямленное диодами VD1, VD2 и сглаженное конденсатором С5, поступает на базу транзистора VT4. При амплитуде напряжения на выходе генератора менее 150 мВ этот транзистор открыт базовым током, протекающим через резистор R7, и на генератор подаётся полное напряжение питания +3 В (такое напряжение необходимо подать на генератор для его надёжного запуска, а также при измерении индуктивности 1...3 мкГн). Если при измерении амплитуда напряжения генератора станет больше 150 мВ, на выходе выпрямителя появится напряжение закрывающей транзистор VT4 полярности. Его коллекторный ток уменьшится, что приведёт к уменьшению напряжения питания генератора и восстановлению амплитуды его выходного напряжения до заданного уровня. В противном случае происходит обратный процесс.

Выходное напряжение усилителя на транзисторе VT3 через цепь С4,С6,R8 поступает на формирователь импульсов, собранный на транзисторах VT5 и VT6 по схеме триггера Шмитта с эмиттерной связью. На его выходе формируются прямоугольные импульсы с частотой генератора, малым временем спада (около 50 нс) и размахом, равным напряжению питания. Такое время спада необходимо для нормальной работы десятичных счётчиков DD1-DD3. Резистор R8 обеспечивает устойчивую работу триггера Шмитта на низких частотах. Каждый из счётчиков DD1 - DD3 делит частоту сигнала на 10. Выходные сигналы счётчиков поступают на переключатель пределов измерений SA2.

С подвижного контакта переключателя в зависимости от выбранного предела измерения "х1", "х10 2 ", "х10 4 " импульсные сигналы прямоугольной формы U и (рис. 2,а) поступают на преобразователь "период-напряжение", собранный на ОУ DA1.1, полевых транзисторах VT7-VT9 и конденсаторе С8. С приходом очередного импульса сигнала длительностью 0,5Т транзистор VT7 на это время закрывается. Напряжение с резистивного делителя R13R14 (около 2,5 В) поступает на неинвертирующий вход ОУ DA 1.1. На этом ОУ и транзисторе VT9 собран источник стабильного тока (ИТ). Ток ИТ 140 мкА задан параллельным включением резисторов R16 и R17 при замкнутых контактах выключателя SA3 (положение "х1") и в десять раз меньше - 14 мкА - резистором R16 при разомкнутых (положение "х10").

В момент прихода импульса длительностью 0,5T транзистор VT8 через дифференцирующую цепь С7R15 открывается на 5...7 мкс, разряжая за это время конденсатор С8, после чего закрывается и начинается зарядка конденсатора С8 стабильным током от ИТ (рис. 2,б). По окончании импульса транзистор VT7 открывается, замыкая резистор R13, и ток ИТ становится равным нулю. В течение следующего интервала 0,5T напряжение U1 на конденсаторе С8 остаётся до прихода следующего импульса неизменным и равным

U 1 = U С8 = I ИТ1 хТ/(2хС8) = К 1 хТ,

где К 1 = I ИТ1 /(2хС8) - постоянный коэффициент.

Из этого выражения следует, что напряжение на заряженном конденсаторе С8 пропорционально периодуТ поступающих импульсов. При этом напряжению 2 В соответствует максимальное значение измеряемого параметра на каждом пределе измерения. К конденсатору подключён вход буферного усилителя на ОУ DA1.2 с единичным коэффициентом усиления, входной ток которого ничтожно мал (единицы пикоампер) и не влияет на разрядку (и зарядку) конденсатора С8.

С выхода буферного усилителя оно поступает на следующий преобразователь - "напряжение-ток" на ОУ DA2.1. На этом ОУ и резисторах R18-R21 собран ещё один ИТ (ИТ2). Ток этого ИТ определяется входным напряжением, поступающим на левый по схеме вывод резистора R18, и его сопротивлением, а знак - от того, какой из резисторов (в нашем случае это R18 или R20) включён входным. ИТ нагружен на конденсатор С9. Во время действия входного импульса длительностью 0,5Т транзистор VT10 открыт и напряжение U 2 на конденсаторе С9 равно нулю (рис. 2,в). По окончании импульса транзистор закрывается и начинается зарядка конденсатора постоянным током от напряжения, поступающего на резистор R18 с буферного усилителя на ОУ DA1.2. Как видно из диаграммы (рис. 2,в), напряжение на конденсаторе линейно возрастает в виде пилы до появления через время 0,5Т следующего импульса. К моменту его появления напряжение на конденсаторе достигнет значения

U 2max = U С9max = I ИТ2 хТ/(2хС9) = U C8 xT/(2xR18xС9) = K 2 xU C8 xT = К 1 хК 2 хТ 2 ,

где К 1 , К 2 - постоянные коэффициенты; К 2 = 1/(2xR18xC9).

Из этого выражения следует, что амплитуда напряжения на конденсаторе С9 пропорциональна квадрату периода поступающих импульсов, т. е. линейно зависит от измеряемой индуктивности или ёмкости. Такое преобразование "в квадрат периода" логически понятно и без приведённого выражения, поскольку напряжение на конденсаторе С9 зависит линейно одновременно как от периода, так и от напряжения на входе ИТ, также зависящего линейно от периода. При этом напряжению U2max, равному 2 В, соответствует максимальное значение измеряемого параметра на каждом пределе измерения.

К конденсатору С9 подключён вход буферного усилителя на ОУ DA2.2. С его выхода напряжение пилообразной формы, уменьшенное до необходимого уровня делителем R22R23, поступает на вход "VΩmA" мультиметра (разъём XP2). Встроенная интегрирующая RC-цепь мультиметра, подключённая к входу АЦП (постоянная времени 0,1 с), и внешняя - R22C12 сглаживают импульсы пилообразной формы до среднего за период значения, которое равно четверти амплитудного. Так, при амплитуде "пилы" на разъёме XP2 "VΩmA" 0,8 В напряжение на входе АЦП мультиметра равно 200 мВ, что соответствует верхней границе измерения постоянного напряжения на пределе 200 мВ.

Приставка собрана на плате из фольгированного с двух сторон стеклотекстолита. Чертёж печатной платы показан на рис. 3, а расположение на ней элементов - на рис. 4.

Фотографии печатной платы представлены на рис. 5, 6. Штырь ХР1 "NPNC" - подходящий от разъёма. Штыри ХР2 "VΩmA" и ХР3 "СОМ" - от вышедших из строя измерительных щупов для мультиметра. Входные гнёзда XS1, XS2 - клеммник винтовой 350-02-021-12 серии 350 фирмы DINKLE. Переключатели движковые: SA1 - SS12D07; SA2, SA3 - серии MSS, MS, IS, например, MSS-23D19 (MS-23D18) и MSS-22D18 (MS-22D16) соответственно. Катушка L1 - самодельная, содержит приблизительно (уточняется при налаживании) 160 витков провода ПЭВ-2 0,2, намотанных в четырёх секциях по 40 витков на кольцевом магнитопроводе типоразмера 10x6x4,5 из феррита 2000НМ1, 2000НМ3 или N48 (EPCOS). Ферриты этих марок имеют низкий температурный коэффициент магнитной проницаемости. Использование ферритов других марок, например N87, приведёт к увеличению погрешности измерения ёмкости при изменении температуры уже на 5...10 о С.

Конденсаторы С1, С8 и С9 - плёночные импортные выводные на напряжение 63 В (например, WIMA, EPCOS). Отклонение ёмкости конденсаторов С8, С9 должно быть не более 5 %. Остальные - для поверхностного монтажа: С2, С10, С11 - типоразмера 0805; С4, С6, С7 - 1206; оксидные С3, С5, С12 - тан-таловые В. Все резисторы типоразмера 1206. Резисторы R13, R14, R16-R21 следует применить с допуском не более 1 %, причём резисторы R18, R20 и R19, R21 отобрать мультиметром с как можно близкими сопротивлениями в каждой паре. Зачастую - для отбора достаточно ленточной упаковки из 10...20 резисторов ряда Е24 пятипроцентного класса точности.

Транзисторы VT1 -VT5 должны иметь коэффициент передачи тока не менее 500, VT6 - от 50 до 200. Транзисторы BSS84 заменимы на IRLML6302, а IRLML2402 - на FDV303N. При иной замене следует учесть, что пороговое напряжение транзисторов должно быть не более 2 В, сопротивление открытого канала - не более 0,5 Ом, а входная ёмкость - не более 200 пФ при напряжении сток-исток 1 В. Микромощные ОУ AD8542ARZ заменимы, например, МСР602 или отечественными КФ1446УД4А. Последние желательно отобрать по напряжению смещения нуля не более 2 мВ для уменьшения погрешности измерения, когда его результат не превышает 10 % от установленного предела. Десятичные счётчики 74HC4017D высокоскоростной логики допустимо заменить аналогичными из серии 4000В фирмы NXP (PHILIPS) - HEF4017В. Применять аналогичные счётчики других фирм, тем более отечественные К561ИЕ8, не следует. При напряжении питания 3 В входная частота 1 МГц с измерительного генератора для таких счётчиков слишком велика, а длительность спада импульса на их входе (50 нс) - мала. Они могут такой сигнал "не почувствовать".

Выводы конденсаторов С8, С9, идущие к общему проводу, пропаивают с двух сторон печатной платы. Аналогично пропаивают выводы переключателя SA3 и вывод, идущий от подвижного контакта SA2, а также вилки ХР1-ХР3. Причём XP2 и XP3 крепят пайкой в первую очередь, а затем уже "по месту" сверлят отверстие и впаивают вилку ХР1. В отверстия площадок около истока транзистора VT10 и резистора R14 вставляют отрезки лужёного провода и пропаивают их с двух сторон. Перед монтажом у микросхем DD2, DD3 вывод 4 следует отогнуть или удалить.

При работе с LC-метром переключатель рода работ мультиметра устанавливают в положение измерения постоянного напряжения на пределе "200mV". Пределы измерений LC-метра, соответствующие положениям переключателей SA2, SA3, приведены в таблице.

Калибровку LC-метра проводят в зависимости от наличия необходимых приборов и квалификации. В простейшем случае понадобятся катушка с точно известной индуктивностью, значение которой близко к соответствующему пределу измерения, и такой же конденсатор с измеренной ёмкостью. Для исключения погрешности от входной ёмкости LC-метра ёмкость конденсатора должна быть не менее 1800 пФ (например, 1800 пФ, 0,018 мкФ, 0,18 мкФ). Приставку сначала подключают к автономному источнику питания напряжением 3 В и измеряют потребляемый ток, который не должен превышать 3 мА, а затем подключают к мультиметру. Далее устанавливают переключатель SA1 в положение "Lx" и подключают к гнёздам XS1, XS2 "Lx, Cx" катушку с известной индуктивностью. Переключатели SA2 и SA3 устанавливают на соответствующий предел и добиваются показаний на индикаторе, численно равными индуктивности (запятую индикатора не учитывают), подключая при необходимости параллельно конденсатору С1 дополнительный ёмкостью до 3300 пФ. У конденсаторов С1, С8, С9 на печатной плате предусмотрены площадки для распайки дополнительных типоразмера 0805 для поверхностного монтажа. Возможна более точная корректировка показаний изменением в небольших пределах сопротивления резистора R22 или R23. Аналогично калибруют LC-метр при измерении ёмкости, но соответствующие показания на индикаторе устанавливают, изменяя число витков катушки L1.

Измеряя ёмкость приставкой, необходимо учитывать её входную ёмкость, которая в авторском образце равна 41,1 пФ. Это значение отображает индикатор мультиметра, если установить переключатель SA1 в положение "Сх", а SA2 и SA3 - в положение "x1". При изменении топологии печатной платы соединения выводов конденсаторов С8 и С9 с выводами транзисторов VT9 и VT10 должны быть выполнены отдельными проводниками.

Приставку можно использовать как генератор фиксированных частот синусоидальной и прямоугольной формы. Синусоидальный сигнал напряжением 0,1 В снимают с эмиттера транзистора VT3, прямоугольный амплитудой 3В - с подвижного контакта переключателя SA2. Нужные частоты получают, подключая к входу приставки конденсаторы соответствующей ёмкости в положении "Cx" переключателя SA1.

Чертёж печатной платы в формате Sprint Layout 5.0 можно скачать .

Литература

1. Универсальный LC-генератор. - Радио, 1979, № 5, с. 58.

2. L-метр с линейной шкалой. - Радио, 1984, № 5, с. 58, 61.

Дата публикации: 15.12.2014

Мнения читателей

• camper / 19.05.2019 - 22:22
  Уже есть готовое решение http://www.ti.com/product/LDC1000
• Сергей / 15.12.2016 - 01:16
  Roman, это не очень просто. С указанными транзисторами генератор тянет где-то до 2...3 МГц. Надо менять их, например, на КТ363, КТ3128 и уменьшить R2. Возможно придётся поднять питание до 5В. То же касается и VT3, VT5, VT6, т. е. ставить с малой ёмкостью к-э для снижения эффекта Миллера. Как вариант, для расширения полосы частот вместо VT3 - дифференциальный каскад. Уменьшить сопротивление R12. Если просто увеличить C1 в 10 раз, то генератор навряд ли возбудится из-за слишком низкой добротности LC-контура.
• Roman / 13.10.2016 - 12:05
  Полностью присоединяюсь к комментарию Сергея Шибаева. Вопрос по поводу нижнего предела измерения индуктивности - я так понимаю минимум - 20мкГн. Можно ли сместить диапазон измерения вниз, до 0.2мкГн, в ущерб, скажем, верхнему пределу - ну не надо 20Гн мерять кому-то, и 2Гн тоже не надо... Ну или можно два изготовить, на разные диапазоны... Что для этого нужно? С уважением, Роман.
• Сергей / 12.01.2015 - 16:52
  Спасибо тёзка за отзыв. В №1 за 2015 год тоже неплохой прибор будет представлен.
• Сергей Шибаев / 18.12.2014 - 13:53
  Отличная разработка. Автору жму руку! С уважением Сергей Шибаев

Принципиальная схема самодельной приставки к мультиметру для измерения частоты в пределах 5Гц-20МГц.

В некоторых цифровых мультиметрах, например, MY64, MY68, М320, M266F имеется встроенная функция измерения частоты, благодаря чему мультиметр может использоваться как цифровой частотомер. К сожалению, недорогие мультиметры обычно могут измерять частоту не выше 2 кГц...1 МГц, кроме того, имеют низкую чувствительность.

Чтобы расширить диапазон измеряемых частот и повысить чувствительность прибора в режиме работы частотомером, можно изготовить несложное устройство на современных КМОП микросхемах.

Схема приставки

На рис. 1 представлена принципиальная схема активного входного щупа-делителя частоты, способного корректно работать в диапазоне входных частот 5 Гц...20 МГц. При построении таких узлов приходится сталкиваться с двумя противоречиями.

Для измерения низких частот устройство должно содержать формирователь сигналов прямоугольной формы из сигналов произвольной формы (компаратор), за которым следует триггер Шмитта.

Иначе частотомер может работать некорректно, из-за затянутых фронтов сигналов могут возникнуть ложные переключения логических элементов, счётчиков - частотомер будет показывать завышенные значения измеряемых частот.

Но формирователь сигналов прямоугольной формы и триггер Шмитта обычно плохо работают на частотах выше единиц...десятков МГц, поэтому в режиме измерения сигналов высоких частот входной сигнал подают на делитель частоты с выхода усилителя-ограничителя.

На вход устройства, о котором пойдёт речь, можно подавать сигнал амплитудой до 300 В при частоте до 30 кГц и амплитудой до 30 В при частоте сигнала 20 МГц (кратковременно) или амплитудой до 15 В, частота 20 МГц, непрерывно. В случае необходимости измерять частоту сигнала большей амплитуды, на вход активного щупа можно подключить дополнительный резистор.

Диоды VD1 - VD8 ограничивают амплитуду входных сигналов до 2 В, защищая VТ1 от пробоя изолятора затвора высоким входным напряжением или статическим электричеством. Таким образом, при измерении частоты сигналов амплитудой до 2 Вольт, щуп имеет входное сопротивление, примерно равное сопротивлению резистора R5 - 1,2 МОм.

Полевой транзистор с изолированным затвором VТ1 усиливает амплитуду входного сигнала примерно в 4 раза. Входная ёмкость щупа определяется ёмкостью монтажа и ёмкостью затвора VТ1, около 7 пФ. Конденсатор СЗ разделительный.

Усилительный каскад на VТ1 получает питание через LC фильтр L1C4.

Рис. 1. Принципиальная схема приставки-делителя к мультиметру для измерения частоты в пределах 5Гц-20МГц.

На высокочастотных транзисторах VТ2 -VТ4 собран предварительный формирователь сигналов прямоугольной формы. Минимальная амплитуда входного сигнала, при которой начинает работать формирователь, около 0,2 В. Для сравнения, мультиметр М320 начинает измерять частоту при амплитуде более 1,1 В. Режим работы формирователя устанавливают подстроечным резистором R16.

Конденсатор С10 повышает усиление каскада на VТЗ, VТ4. Узел на транзисторах VТ2 - VТ4 получает питание через LC фильтр L2C8C11.

С вывода коллектора VТ4 сигнал, формой близкой к прямоугольной, поступает на триггер Шмитта, реализованный на двух логических элементах 2И-НЕ DD1.1, DD1.2 и резисторах R6, R4. Корректирующая цепочка R3, С1 предотвращает ложные срабатывания триггера. Через буферный элемент DD1.3 сигнал прямоугольной формы поступает на вход «+1» двоично-десятичного счётчика DD2.

Счётчик DD2 в этой схеме работает как делитель частоты на 10. Сигнал частотой в 10 раз меньшей снимается не с выходов переноса, выводы 12 или 13, а с выхода «Q4» - вывод 6. Такое решение связано с тем, что сигнал на выводах 12, 13 очень короткий, что может негативно сказаться на работе подключенного к выходу щупа частотомера.

На выходе «Q4» форма сигнала близка к меандру. Резистор R10 и диоды VD9, VD10 защитные.

На логическом элементе DD1.4, ограничительном резисторе R12, диодах VD11, VD12, конденсаторах С9, С16 и красном кристалле светодиода HL1 собран индикатор наличия входного сигнала амплитудой более 0,2 В. При включении питания, HL1 светит зелёным цветом, при подаче на вход устройства входного сигнала цвет свечения HL1 меняется на жёлтый.

Диод VD13 защищает конструкцию от переполюсовки напряжения питания. При напряжении питания 5 В устройство потребляет ток около 12 мА при отсутствии сигнала на входе и около 35 мА при частоте входного сигнала 15 МГц. Для сравнения, аналогичный щуп-делитель частоты на двух ТТЛ микросхемах К155ЛАЗ, К155ИЕ9, собранный четверть века назад, потреблял ток 240 мА.

При напряжении питания 3,3 В верхняя граница измеряемых частот снижается до 4 МГц.

Детали и монтаж

Большинство деталей устройства установлены на монтажной плате размером 124x22 мм, монтаж двусторонний навесной. Общий минусовый провод идёт по бокам с обеих сторон платы по всей ёё длине, через каждые 15...20 мм между продольными шинами общего провода установлены проволочные перемычки, таким образом, топология общего провода напоминает «лесенку».

КМОП микросхемы серии ***74АС*** при напряжении питания 5 В работоспособны на частотах до 120 МГц. В этом устройстве вместо микросхемы IN74AC00N можно применить КР1554ЛАЗ или любую из серий ***74АС00*, ***74НС00*, ***74НСТ00*. Вместо микросхемы IN74AC192 подойдёт КР1554ИЕ6 или любая из серий ***74АС192*, ***74НС192*, ***74НСТ192*.

Для удобства монтажа предпочтительнее устанавливать микросхемы в корпусах DIP. Вместо полевого транзистора КП305Д подойдёт любой из серий КП305, 2П305. На время монтажа обязательно закорачивайте выводы этого транзистора проволочной перемычкой, иначе транзистор будет повреждён.

Резистором R8 устанавливают режим работы этого транзистора, при напряжении питания 5 В на выводе стока нужно установить напряжение 2...3 В относительно общего провода. Чтобы не повредить этот транзистор во время подбора R8 на его место можно установить резистор сопротивлением 1 кОм, к которому потом будет параллельно установлен добавочный резистор. Транзистор КП303И можно заменить на 2П303И, 2П303Д, КП303Д.

При выборе транзистора на место VТ2 учитывайте, что транзисторы серий 2П303, КП303 с буквенными индексами А, Б, В относятся к низкочастотным. Подбором сопротивления резистора R10 устанавливают режим работы этого транзистора. Вход щупа на время подбора сопротивлений резисторов R8, R10 должен быть закорочен.

Транзисторы 2SC9018 можно заменить на любые из SS9018, SS9016, КТ6113. Вместо диодов 1 N914 подойдут любые из 1 N4148, 1SS176, 1SS244, КД503, КД509, КД510, КД521, КД522. Диод 1N5393 можно заменить любым из 1 N5391 - 1 N5399, FR151 - FR157, КД258, КД257, КД226. Двукристальный светодиод L-59SURKNGKW можно заменить любым аналогичным красно-зелёным из серий L-59, L-119, L-239.

Конденсатор С14 любой алюминиевый оксидный или тантало-вый на напряжение не ниже 6 В. Конденсатор С2 высоковольтный керамический. Остальные конденсаторы керамические для навесного и поверхностного монтажа, не экономьте на блокировочных конденсаторах. Резисторы любые малогабаритные соответствующей мощности, в том числе SMD для поверхностного монтажа.

Дроссели готовые малогабаритные промышленного изготовления, намотанные на FI-образных ферритовых сердечниках. Чем больше индуктивность и чем меньше сопротивление обмоток этих дросселей, тем лучше.

Для конструкции использован корпус размерами 180x27x20 мм от генератора сетчатого поля для телевизоров УЛПЦТИ. Корпус частично экранирован самоклеящейся алюминиевой фольгой, электрически соединённой с общим проводом, точка подключения к общему проводу - резистор R5.

Если вам потребуется, чтобы этот щуп-делитель частоты работал на более высоких частотах, то в него необходимо установить дополнительный переключатель, который бы отключал входы DD1.3 от выхода DD1.2 и подключал их к выводу стока VT2. Также может потребоваться установка на место VT2 транзистора с большим начальным током стока.

Установка на место VT2 более высокочастотного транзистора из серий КП307, 2П307 может потребовать установки резистора R10 значительно меньшего сопротивления, что увеличит ток потребления, но также увеличит чувствительность щупа на высоких частотах. При наличии на монтажной плате свободного места, вместо восьми диодов VD1 - VD8, включенных параллельно-последовательно, можно установить 16 таких же диодов, что до 4 В увеличит напряжение, при котором источник сигналов не шунтируется защитными диодами. Выводы этих диодов должны быть как можно короче, чтобы уменьшить индуктивность защитной цепи.

Бутов А.Л.

Литература:

1. Бутов А.Л. Широкополосной формирователь для частотомера. - РК-2001-5.
2. Бутов А.Л. Формирователь импульсов прямоугольной формы. - РК-2002-9.
3. Петропавловский И.И., Прибыльский А.В., Троян А.А., Чувелев В.С. Логические ИС КР1533, КР1554.