Налагодження широкосмугового підсилювача для вч вольтметра. Високочастотний вольтметр з лінійною шкалою

Налагодження широкосмугового підсилювача для вч вольтметра. Високочастотний вольтметр з лінійною шкалою

ВЧ вольтметр з лінійною шкалою
Роберт Акопов (UN7RX), м Жезказган Карагандинській обл., Казахстан

Одним з необхідних приладів в арсеналі радіоаматора-коротковолновіка, безумовно, є високочастотний вольтметр. На відміну від НЧ мультиметра або, наприклад, компактного ЖК осцилографа, такий прилад в продажу зустрічається рідко, та й вартість нового фірмового досить висока. Тому, коли назріла необхідність в такому приладі, він був побудований, причому зі стрілочним миллиамперметром як індикатор, який, на відміну від цифрового, дозволяє легко і наочно оцінювати зміни показань кількісно, \u200b\u200bа не шляхом порівняння результатів. Це особливо важливо при налагодженні пристроїв, де амплітуда вимірюваного сигналу постійно змінюється. У той же час точність вимірювання приладу при використанні певної схемотехніки виходить цілком прийнятною.

На схемі в журналі помилка: R9 повинен бути опором 4,7 МОм

ВЧ вольтметри можна розділити на три групи. Перші побудовані на базі широкосмугового підсилювача з включенням діодного випрямляча в ланцюг негативного ОС. Підсилювач забезпечує роботу випрямного елемента на лінійній ділянці ВАХ. У приладах другої групи застосовують найпростіший детектор з високоомним підсилювачем постійного струму (УПТ). Шкала такого ВЧ вольтметра на нижніх межах вимірювань нелінійна, що вимагає застосування спеціальних градуювальних таблиць або індивідуального калібрування приладу. Спроба в якійсь мірі линеаризировать шкалу і зрушити поріг чутливості вниз шляхом пропускання невеликого струму через діод проблему не вирішує. До початку лінійної ділянки ВАХ ці вольтметри є, по суті, індикаторами. Проте такі прилади, як у вигляді закінчених конструкцій, так і приставок до цифрового мультиметра, вельми популярні, про що свідчать численні публікації в журналах і мережі Інтернет.
Третя група приладів використовує линеаризацию шкали, коли лінеарізірующій елемент включений в ланцюг ОС УПТ для забезпечення необхідного зміни посилення в залежності від амплітуди вхідного сигналу. Подібні рішення нерідко використовують в вузлах професійної апаратури, наприклад, в широкосмугових високолінійних вимірювальних підсилювачах з АРУ, або вузлах АРУ широкосмугових ВЧ генераторів. Саме на такому принципі побудований описуваний прилад, схема якого з незначними змінами запозичена з.
При всій очевидній простоті ВЧ вольтметр має дуже непогані параметри і, природно, лінійну шкалу, що рятує від проблем з градуюванням.
Діапазон вимірюваної напруги - від 10 мВ до 20 В. Робоча частотна смуга - 100 Гц ... 75 МГц. Вхідний опір - не менше 1 МОм при вхідній ємності не більше декількох пикофарад, яка визначається конструкцією детекторной головки. Похибка вимірювань - не гірше 5%.
Лінеарізірующій вузол виконаний на мікросхемі DA1. Діод VD2 в ланцюга негативного ОС сприяє підвищенню посилення цієї ступені УПТ при малих значеннях вхідної напруги. Зниження вихідної напруги детектора компенсується, в результаті показання приладу набувають лінійну залежність. Конденсатори С4, С5 запобігають самозбудження УПТ і зменшують можливі наводки. Змінний резистор R10 служить для установки стрілки вимірювального приладу РА1 на нульову позначку шкали перед проведенням вимірювань. При цьому вхід детекторной головки повинен бути замкнутий. живлення приладу особливостей не має. Він виконаний на двох стабілізаторах і забезпечує двополярної напруги 2 × 12 В для живлення операційних підсилювачів (мережевий трансформатор на схемі умовно не показаний, але входить до складу набору для зборки).

Всі деталі приладу, за винятком деталей вимірювального щупа, змонтовані на двох друкованих платах з односторонньо фольгованого склотекстоліти. Нижче наведена фотографія плати УПТ, плати а харчування і вимірювального щупа.

Міліамперметр РА1 - М42100, з струмом повного відхилення стрілки 1 мА. Перемикач SA1 - ПГЗ-8ПЗН. Змінний резистор R10 - СП2-2, все підлаштування резистори - імпортні багатооборотні, наприклад 3296W. Резистори нестандартних номіналів R2, R5 і R11 можуть бути складені з двох, включених послідовно. Операційні підсилювачі можна замінити іншими, з високим вхідним опором і бажано з внутрішньої корекцією (щоб не ускладнювати схему). Всі постійні конденсатори - керамічні. Конденсатор СЗ змонтований безпосередньо на вхідному роз'ємі XW1.
Діод Д311А в ВЧ випрямлячі вибраний з міркування оптимальності максимально допустимого ВЧ напруги і ефективності випрямлення на верхній вимірюваної частотної кордоні.
Кілька слів про конструкції вимірювального щупа приладу. Корпус щупа виготовлений з склотекстоліти у вигляді трубки, поверх якої надітий екран з мідної фольги.

Усередині корпусу розміщена плата з фольгованого склотекстоліти, на якій змонтовані деталі щупа. Кільце з смужки лудженої фольги приблизно посередині корпусу призначене для забезпечення контакту з загальним проводом знімного подільника, який можна накрутити замість наконечника щупа.
Налагодження приладу починають з балансування ОУ DA2. Для цього перемикач SA1 встановлюють у положення «5 В», замикають вхід вимірювального щупа і підлаштування резистором R13 встановлюють стрілку приладу РА1 на нульову позначку шкали. Потім переключають прилад в положення «10 мВ», на його вхід подають таку ж напругу, і резистором R16 встановлюють стрілку приладу РА1 на останнє поділ шкали. Далі на вхід вольтметра подають напругу 5 мВ, стрілка приладу повинна бути приблизно на середині шкали. Лінійності показань домагаються підбіркою резистора R3. Ще кращої лінійності можна домогтися підбіркою резистора R12, проте слід мати на увазі, що це вплине на коефіцієнт посилення УПТ. Далі калібрують прилад на всіх піддіапазонах відповідними підлаштування резисторами. Як а зразкового напруги при градуюванні вольтметра автор використовував генератор Agilent 8648A (з підключеним до його виходу еквівалентом навантаження опором 50 Ом), що має цифровий вимірювач рівня вихідного сигналу.

Всю статтю з журналу Радіо №2, 2011 можна завантажити звідси
ЛІТЕРАТУРА:
1. Прокоф'єв І., Мілівольтметр-Q-метр. - Радіо, 1982, №7, с. 31.
2. Степанов Б., ВЧ головка до цифрового мультиметру. - Радіо, 2006, № 8, с. 58, 59.
3. Степанов Б., ВЧ вольтметр на діоді Шотткі. - Радіо, 2008, № 1, с. 61, 62.
4. Пугач А., Високочастотний мілівольтметр з лінійною шкалою. - Радіо, 1992, № 7, с. 39.

Вартість друкованих плат (щупа, основний плати і плати БП) з маскою і маркуванням: 80 грн.

Пропонований прилад призначений для вимірювання високих і низьких тонів напруги в аматорській РЕА.
Діапазон вимірюваних напруг 10мВ-10в
Частотний діапазон 1кгц- 500 ... 800 мегагерц
Роздільна здатність 10мВ при напрузі більш 20мВ
Вхідний опір - близько 80ком
Вхідна ємність 2-5 пф
Вольтметр дозволяє вимірювати напругу в щодо "високоомних" точках схеми (кварц, ПАР резонатор, коливальний контур в тому числі і в Сверхрегенератора) без істотного порушення роботи пристрою.
Пристрій приладу типове: детекторна головка на германієвих діод Д18 (Д20, ГД507) яка вимірює амплітуду напруги, високоомний повторювач на ОУ MCP6002, мікроконтролер з вбудованим АЦП і LED індикатор. Для корекції нелінійності діода в зоні малих напруга (0-100мв) мікроконтролер виробляє перерахунок за таблиці.
Для калібрування прилад має вбудований генератор симетричних прямокутних імпульсів з частотою близько 5кГц з розмахом практично рівним напрузі живлення мікросхем (4.95-5.05в) на другому ОУ мікросхеми MCP6002, висновок 7. Це дозволяє для настройки і калібрування обійтися звичайним мультиметром. Для цього вимірюємо напруга живлення U1 \u003d 5в, тоді розмах прямокутних імпульсів на виході ОУ складе ті ж U1, якщо прибрати постійну складову (а це робить конденсатор на вході детектора) то отримаємо меандр з амплітудою 0,5 * U1. Оскільки детектор амплітудний, його показання для меандру і синусоїди з тією ж амплітудою будуть однакові. Тому показання приладу для синусоїдального напрузі повинні бути 0,707 від амплітуди, тобто 0,707 * 0,5 * U1 що в моєму випадку склала 1,74в. Необхідні свідчення отримують підбором резисторів R16 і R7 при налаштуванні. Симетричний напруги колібратори перевіряється так само мультиметром, постійна напруга на виводі 7 мікросхеми MCP6002 має становити рівно 50% від напруги живлення 5в, це забезпечується застосуванням RAIL-TO-RAIL ОУ з великим вхідним опором і малим напругою зсуву.
Конструктивно прилад виконаний у вигляді щупа.
Схема вольтметра (не показані обмежувальні резистори 240 ом в лініях підключення сегментів індикатора, в друкованій платі вони стоять). Індікатори- із загальним катодом.

Фото друкованої плати:

Вхідна частина

Про всяк випадок фьюз конфігурації МК, деякі програматори установки з файлу не повністю виконують

Архів з файлами схеми, друкованої плати, кодами програми і прошивкою, таблицею корекції показань

Висока точність вимірювань величини ВЧ-напруги (до третього-четвертого знака) в радіоаматорського практиці, власне, і не потрібна. Більше важлива якісна складова (наявність сигналу досить високого рівня - чим більше, тим краще). Зазвичай, при вимірі ВЧ-сигналу на виході гетеродина (генератора), така величина не перевищує 1,5 - 2 вольт, а сам контур в резонанс налаштовують по максимальній величині ВЧ напруги. При налаштуваннях в трактах ПЧ сигнал покаскадно підвищується від одиниць до сотні мілівольт.

При налаштуваннях гетеродинов, трактів ПЧ досі часто застосовуються лампові вольтметри (типу ВК 7-9, В7-15 і ін.) З діапазонами вимірювань 1 - 3в. Високий вхідний опір і мала вхідна ємність в таких приладах є визначальним фактором, а похибка становить до 5-10% і визначається точністю застосовуваної стрілочний вимірювальної головки. Вимірювання таких же параметрів можна проводити за допомогою саморобних стрілочних приладів, схеми яких виконані на мікросхемах з польовими транзисторами на вході. Наприклад, в ВЧ мілівольтметрі Б.Степанова (2) вхідні ємність становить всього 3 пФ, опір на різних піддіапазонах (від 3 мВ до 1000 мВ) навіть в гіршому випадку не перевищує 100 кОм при похибки +/- 10% (визначається застосовуваної головкою і похибкою КВП для градуювання). При цьому вимірюється ВЧ напруга з верхньою межею частотного діапазону 30 мГц без явної частотної похибки, що цілком прийнятно в радіоаматорського практиці.


За схемотехнике пропонований прилад дуже простий, а мінімум застосовуваних комплектуючих знайдуться «в ящику» практично кожного радіоаматора. Власне, в схемі нічого нового немає. Застосування ОУ для таких цілей докладно описано в радіоаматорського літературі 80-90 років (1, 4). Використана широкораспространенная мікросхема К544УД2А (або УД2Б, УД1А, Б) з польовими транзисторами на вході (а значить і з високим вхідним опором). Можна застосовувати будь-які операційні підсилювачі інших серій з польовиком на вході і в типовому включенні, наприклад, К140УД8. Технічні характеристики мілівольтметра-вольтметра відповідають наведеним вище, оскільки основою приладу стала схема Б.Степанова (2).

У режимі вольтметра коефіцієнт посилення ОУ дорівнює 1 (100% ООС) і напруга вимірюється мікроамперметром до 100 мкА з додатковими опорами (R12 - R17). Вони, власне, і визначають піддіапазони приладу в режимі вольтметра. При зменшенні ООС (перемикачем S2 включаються резистори R6 - R8) Кус. зростає, відповідно підвищується чутливість операційного підсилювача, що дозволяє його використовувати в режимі мілівольтметра.

Особливістю пропонованої розробки є можливість роботи приладу в двох режимах - вольтметра постійного струму з межами від 0,1 до 1000 в, і мілівольтметра з верхніми межами піддіапазонів 12,5, 25, 50 мВ. При цьому в двох режимах використовується один і той же дільник (Х1, Х100), так що, наприклад, на піддіапазоні 25 мВ (0,025 в) із застосуванням множника Х100 можна вимірювати напругу 2,5 в. Для перемикання піддіапазонів приладу застосований один багатопозиційний двухплатний перемикач.

Із застосуванням виносного ВЧ-пробника на германієвих діод ГД507А можна вимірювати ВЧ-напруга в тих же поддиапазонах з частотою до 30 мГц.
Діоди VD1, VD2 захищають стрілочний вимірювальний прилад від перегрузкок при роботі.
Ще однією особливістю захисту мікроамперметра при перехідних процесах, що виникають при включенні-виключенні приладу, коли стрілка приладу зашкалює і може навіть погнутися, є застосування релейного відключення микроамперметра і замикання виходу ОУ на навантажувальний резистор (реле Р1, С7 і R11). При цьому (при включенні приладу) на зарядку С7 потрібні частки секунди, тому реле спрацьовує із затримкою і мікроамперметр підключається до виходу ОУ на частки секунди пізніше. Якщо прилад С7 розряджається через лампу-індикатор дуже швидко, реле знеструмлюється і розриває ланцюг підключення мікроамперметра раніше, ніж повністю знеструмлять ланцюга живлення ОП. Захист власне ОУ здійснюється включенням по входу R9 і С1. Конденсатори С2, С3 є блокувальними і запобігають збудження ОУ.

Балансування приладу ( «установка 0») здійснюється змінним резистором R10 на піддіапазоні 0,1 в (можна і на більш чутливих піддіапазонах, але при включеному виносному пробники зростає вплив рук). Конденсатори бажані типу К73-хх, але при їх відсутності можна взяти і керамічні 47 - 68н. У виносному щупі-пробники застосований конденсатор КСВ на робочу напругу не менше 1000в.

Налаштування мілівольтметра-вольтметра проводиться в такій послідовності. Спочатку налаштовують дільник напруги. Режим роботи - вольтметр. Підлаштування резистор R16 (поддиапазон 10в) встановлюють на максимальний опір. На опорі R9, контролюючи зразковим цифровим вольтметром, встановлюють напругу від стабілізованого джерела живлення 10 в (положенні S1 - Х1, S3 - 10в). Потім в положенні S1 - Х100 підлаштування резисторами R1 і R4 по зразковому вольтметру встановлюють 0,1. При цьому в положенні S3 - 0,1 стрілка мікроамперметра повинна встановитися на останню відмітку шкали приладу. Співвідношення 100/1 (напруга на резисторі R9 - Х1 - 10в до Х100 - 0,1, коли положення стрілки настроюється приладу на останньому розподілі шкали на піддіапазоні S3 - 0,1) перевіряють і коригують кілька разів. При цьому обов'язкова умова: при перемиканні S1 зразкове напруга 10в міняти не можна.

Далі. У режимі вимірювання постійної напруги в положенні перемикача подільника S1 - Х1 і перемикача піддіапазонів S3 - 10в змінним резистором R16 встановлюють стрілку мікроамперметра на останнє поділ. Результатом (при 10 в на вході) повинні бути однакові показання приладу на піддіапазоні 0,1 - Х100 і поддиапазоне 10в - Х1.

Методика настройки вольтметра на піддіапазонах 0,3В, 1в, 3в і 10в колишня. При цьому положення движків резисторів R1, R4 в дільнику міняти не можна.

Режим роботи - мілівольтметр. На вході 5 ст. У положенні S3 - 50 мВ дільник S1 - Х100 резистором R8 встановлюють стрілку на останнє поділ шкали. Перевіряємо показання вольтметра: на піддіапазоні 10в Х1 або 0,1 Х100 стрелкка повинна бути на середині шкали - 5в.

Методика настройки на піддіапазонах 12,5 МВ, і 25мВ така ж, як і для піддіапазону 50мВ. На вхід подається відповідно 1,25в і 2,5в при Х 100. Перевірка показань проводиться в режимі вольтметра Х100 - 0,1, Х1 - 3в, Х1 - 10в. Слід врахувати, що коли стрілка мікроамперметра знаходиться в лівому секторі шкали приладу, похибка при вимірюваннях збільшується.

Особливість такої методики калібрування приладу: не потрібна наявність зразкового джерела живлення 12 - 100 мВ і вольтметра з нижньою межею вимірювання менше 0,1 в.

При калібрування приладу в режимі вимірювання ВЧ напруг виносним пробників на піддіапазони 12,5, 25, 50 мВ (при необхідності) можна побудувати коригувальні графіки або таблиці.

Прилад зібраний навісним монтажем в металевому корпусі. Його розміри залежать від розмірів застосовуваної вимірювальної головки і трансформатора блоку живлення. У наведеній схемі працює біполярний БП, зібраний на трансформаторі від імпортного магнітофона (первинна обмотка на 110в). Стабілізатор найкраще зібрати на МС 7812 і 7912 (або двох LM317), але можна і простіше - параметричний, на двох стабілітронах. Конструкція виносного ВЧ пробника і особливості роботи з ним детально описана в (2, 3).

Використовувана література:

1. Б.Степанов. Вимірювання малих ВЧ напруг. Ж. «Радіо», № 7, 12 - 1980, с.55, с.28.
2. Б.Степанов. Високочастотний мілівольтметр. Ж. «Радіо», № 8 - 1984, с.57.
3. Б.Степанов. ВЧ головка до цифрового вольтметру. Ж. «Радіо», № 8, 2006, с.58.
4. М.Дорофеев. Вольтомметр на ОУ. Ж. «Радіо», № 12, 1983, с.30.

При налагодженні аматорської зв'язковий апаратури, її ремонті або перевірці часто потрібно вимір напруги високої частоти в смузі до 30 МГц (КВ апарати) і навіть до сотень мегагерц (УКВ апарати).

Значення напруги досліджуваних сигналів зазвичай лежать в межах від десятків мілівольт до десятків вольт. Найбільш простий варіант виконання ВЧ вольтметра для таких вимірів - виносна головка з напівпровідниковим діодом до вольтметру постійного струму (наприклад, до цифрового мультиметру). Недолік такого рішення в тому, що при вимірюванні напруги менше 1 В (діюче значення) ефективність детектування знижується і для відліку вже не можна користуватися шкалами мультиметра без попередньої його калібрування разом з ВЧ головкою.

Саме тому в вимірювальних голівках таких приладів рекомендують використовувати германієві діоди, оскільки у них помітні значення струмів спостерігаються при менших значеннях напруги ніж у кремнієвих На рис. 1 показані ділянки прямих гілок вольт-амперних характеристик германієвого ВЧ діода (ГД507А), діода Шотки (ВАТ41) і звичайного кремнієвого (КД503А). Як видно, зміна струму через діод КД503А на два порядки (від 1 мА до 10 мкА) відбувається в дуже вузькій зоні напружень (0,5 ... 0,75 В). Іншими словами, вольтметр з вимірювальною головкою на звичайному кремнієвому діоді реєструвати ВЧ напруга менше 0, 5 В вже не буде.

У германієвого діода зміна струму в тих же межах відбувається при більш низьких значеннях напруги (0, 1 .. .0,3 В) і більш плавно. Саме це і дозволяє створювати з такими діодами вольтметри здатні вимірювати ВЧ напруги 0, 1 В і менше. Правда при таких значеннях напруги вольтметр вже не буде лине. Детально вольтметр на германієвих діод розглянуто в.

Необхідно відзначити два його нестачі (крім уже зазначеної нелінійності при малих напругах). По-перше у напівпровідникових приладів на основі германію характеристики помітно залежать від температури. В результаті калібрувальна крива кілька зміщується при зміні температури, і це зміщення особливо помітно при ВЧ напрузі менше 0,1 В. По-друге, у високочастотних германієвих діодів, як правило, невелика максимальну зворотню напругу, що не дозволяє вимірювати великі (десятки вольт) значення ВЧ напруги Нагадаємо, що при однополуперіодним випрямленні ВЧ напруга не повинна перевищувати приблизно однієї третини від максимально допустимої зворотної напруги діода.

Рішення завдання - застосувати в вимірювальної голівці діод Шотки. У нього пряма гілка вольт-амперної характеристики не така крута як у звичайного кремнієвого діода, і лежить помітно "лівіше". Як видно з рис. 1, зміна прямого струму через діод Шотки від 10 мкА до 1 мА відбувається при зміні напруги в межах 0, 2 ..0,4 В. Можна очікувати, що ВЧ вольтметр на основі такого діода також дозволить вимірювати мале ВЧ напруга хоча ефективність його випрямлення буде дещо гірше, ніж у вольтметра з германієвих діодом.

Схема внесений вимірювальної головки з діодом Шотки до поширеного мультиметру М832 (або іншим аналогічним з вхідним опором не менше 1 МОм) зображена на рис. 2. Як і в аналогічному пристрої з германієвих діодом, калібрують ВЧ вольтметр підбором резистора R1 - при подачі на вхід ВЧ напруги 2 В (діюче значення) показання мультиметра повинні бути також 2 В.

Залежність показань мультиметра від рівня ВЧ напруги на вході головки дана на рис. 3 (крива 1). Тут же для порівняння приведена і аналогічна залежність для головки з германієвих діодом (крива 2) Ділянки кривих 1 і 2 в інтервалі 0, 2 ... 2 В практично ідентичні. Як і слід було очікувати, при ВЧ напрузі, меншій 0, 2 В ефективність головки з діодом Шотки гірше, але все ж достатня для вимірювання напруги приблизно до 50 мВ.

Незначне ускладнення детекторной головки з діодом Шотки дозволяє зрушити нижню межу вимірювань до значень в кілька мілівольт. Спосіб цей не новий - його застосовували ще на зорі напівпровідникової

електроніки. Йдеться про пропущенні через діод невеликого постійного струму в прямому напрямку. Схема детекторной головки такого типу показана на рис. 4. Значення струму через вимірювальний діод VD1 визначається опором резистора R1 і в даному випадку приблизно дорівнює 20 мкА. При цьому падіння напруги на діоді буде близько 0, 2В. Для того щоб виключити його вплив на результати вимірі, на другий вхід мультиметра треба подати точно таке ж напруга. Його можна отримати за допомогою звичайного резистивного подільника, але краще це зробити введенням другого діода Шотки (VD2 на рис 4). Однакові напруги на обох діодах встановлюють змінним резистором R2 за нульовими показниками мультиметра за відсутності напруги на вході головки. Цей діод не використовується для вимірювання напруги, але якщо його помістити поруч з діодом VD1 (в тепловому контакті з ним), підвищиться температурна стабільність роботи вимірювальної головки. Це особливо важливо при вимірюванні найменших ВЧ напряжений. Справа в тому, що при зміні навколишньої температури зміни падіння напруги на обох діодах будуть приблизно однаковими і балансування головки не порушуватиме. Випробування головки показали, що її чутливість при малих напругах помітно підвищилася (в порівнянні з варіантом на рис. 2) а залежність показань мультиметра від ВЧ напруги на вході головки у неї практично збігається з аналогічному залежністю для головки з Німеччиною вим діодом (крива 2 на рис . 3).

Максимально допустимий зворотна напруга діодів Шотки ВАT41 - 100 В. Отже, максимальне ВЧ напруга, яке можна измерять головкою з таким діодом - приблизно 35 В (діюче значення). Ємність переходу діода при зворотному зміщенні 1 В не перевищує 2 пФ Вимірювання показали що у головки з діодом ВАТ41 немає частотної залежності показань, принаймні до 30 МГц на більш високій частоті перевірка не проводилася) Цей діод випускається з мініатюрному скляному корпусі без маркування на ньому висновок катода позначений на корпусі темною смужкою.

Діод ВАТ41 - один з найбільш распpocтраненних високочастотних діодів Шотки в скляному корпусі з дротяними висновками. Автор придбав його в московському магазині фірми "Чіп-і Діп". У жовтні минулого року роздрібна ціна була всього 7 руб 60 коп за штуку. У вимірювальної голівці можна застосувати і інші імпортні діоди, наприклад BAR28, 1N5711 або 1N6263. Всі три діода мають близькі характеристики. Вони трохи поступаються BAR41 по максимально допустимому зворотному напрузі (70 В), але мають помітно меншу ємність - близько 2 пФ при нульовій напрузі на діоді (!) І повинні працювати на частотах кілька сотень мегагерц.

З вітчизняних діодів Шотки в голівці можна застосувати КД922А, КД922В і КД923А. Однак у них помітно нижчі значення максимального допустимого зворотної напруги - у одного з найкращих них за цим параметром діода КД922Б воно всього 21 В.

Наявність у мультиметра М832 в розетці для вимірювань параметрів транзисторів стабілізованої напруги - близько 3 В, і те, що для головки потрібно струм лише кілька десятків мікроампер, наводить на думку використовувати його для живлення головки. Однак оскільки мультиметр при вимірах ВЧ напруга не з'єднується із загальним проводом (він фактично включений в діа гоналом моста), неможливо це зробити безпосередньо. Використовувати в цьому випадку будь-які електронні пристрої (Наприклад як це зроблено в) недоцільно. Два додаткових гальванічні елементи типу АА забезпечать роботу вимірювальної головки протягом дуже тривалого времені, навіть не вимикаючи, оскільки споживаний струм можна порівняти з потоком саморазрядкі елементів. При харчуванні головки від двох елементів АА опір резисторів R1 і R3 (рис 4) слід зменшити до 300 кОм. Зменшення струму через діод до 10 мкА не позначається на характетиками вимірювальної головки.

коомная і струм через діод обмежений, перевищення максимально допустимого вхідного напруги не призводить до негайного виходу діода з ладу. Але при цьому вольтметр також перестає бути лінійним (занижує результати вимірювань). Це явище іноді призводить до курйозів на кшталт "КСВ залежить від рівня потужності передавача", хоча КСВ звичайно не змінюється. Просто в цьому випадку діодний вольтметр в вимірювальному вузлі КСВ метра при підвищенні потужності виходить за предели лінійного випрямлення ВЧ напруги.

Борис Степанов

ЛІТЕРАТУРА

1. Степанов Б. ВЧ головка до цифрового

мультиметру. - Радіо, 2006, № 8, с. 58, 59.

2 Бірюков С. Приставка до мультиметру для вимірювання температури. - Радіо, 2001 № 1, с. 54, 55.

Ще одна приставка до мультиметру -ВЧ вольтметр на діоді Шотки.

На сторінках нашого сайту вже наводилося опис приладу, Теоретичною основою якого стали публікації Б.Степанова в журналі «Радіо» (див. Список літератури в кінці замітки). У той час як вимірювальних головок застосовувалися аналогові стрілочні прилади. У 90-х роках ХХ і першому десятилітті ХХІ століття в зв'язку з масовим поширенням малогабаритних і недорогих цифрових мультиметров, почалося їх широке застосування в радіоаматорського практиці.

У 2006 році в журналі «Радіо» №8 Б.Степанов привів схему ВЧ головки до цифрового мультиметру з досить гарною лінійністю для застосування на частотах до 30 мГц та чутливістю до 0,1 В і менше. У ній застосовується германієвого діод ГД507.

У «Радіо» №1 - 2008, с. 61-62, Б.Степанов в статті «ВЧ вольтметр на діоді Шотки» привів схему пробника з діодами BAT -41. Автором була реалізована ідея: при пропущенні через діод невеликого постійного струму в прямому напрямку вольтметр з таким пробником (головкою) вже дозволяє вимірювати ВЧ напруга до 50 мВ.

Кілька слів про технологію виготовлення пробника. Корпус виконаний з лудженої пружною жерсті (розрізаний і зігнутий корпус СКД-24). Посередині його розділяє перегородка з односторонньо фольгованого склотекстоліти. На стороні перегородки, де залишилася фольга, поверхневим монтажем виконана схема ВЧ пробника (рис.1, 3).

рис.1

Два діода Шотки для мінімізації температурної залежності (падіння напруги) розміщені щільно один до одного в загальній ПХВ-трубці. З іншого боку перегородки - відсік живлення. За розмірами в нього входить два елементи живлення типу АА.

рис.2

З'єднання пробника з мультиметром здійснюється двожильний екранованим проводом (рис.2). Після балансування пробника з допомогою резистора R 2 проводять вимір ВЧ напруги. Його відлік здійснюється за шкалою вольтметра 200 (2000) мВ.

рис.3


рис.4

рис.5

заздалегідь інформуємо радіоаматорів- повне авторське опис роботи цієї конструкції, її теоретичне обгрунтування і практичне втілення Ви можете знайти в зазначеному в замітці номері журналу «Радіо».

література:

1. Б.Степанов. Вимірювання малих ВЧ напруг. Ж. «Радіо», № 7, 12 - 1980, с.55, с.28.

2. Б.Степанов. Високочастотний мілівольтметр. Ж. «Радіо», № 8 - 1984, с.57.

3. Б.Степанов. ВЧ головка до цифрового вольтметру. Ж. «Радіо», № 8, 2006, с.58.

4. Б.Степанов. ВЧ вольтметр на діоді Шотки. «Радіо», №1 - 2008, с. 61-62.

 

 

Це цікаво: