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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Calibrador de osciloscopio. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Tecnología de medición El dispositivo principal y más utilizado para estudiar la forma de onda de voltaje es un osciloscopio electrónico. Para no solo observar visualmente señales eléctricas, sino también medir sus parámetros, los osciloscopios se calibran mediante calibradores. El calibrador de amplitud está diseñado para calibrar o verificar la precisión de la calibración del eje vertical de la pantalla del osciloscopio en unidades de voltaje y el calibrador de duración, respectivamente, para el eje horizontal en unidades de tiempo. Muchos radioaficionados utilizan muchos osciloscopios fabricados en la URSS, que no han sido verificados hace mucho tiempo. Algunos no tienen un generador de señal de referencia incorporado. Otros modelos lo tienen, pero después de décadas sólo puedes confiar en él con mucha cautela. Por ejemplo, el osciloscopio S1-5 (SI-1) que tengo a mi disposición tiene un calibrador de amplitud incorporado. Pero, en primer lugar, genera una señal sinusoidal con una frecuencia de 50 Hz y, en segundo lugar, incluso durante su "infancia", el error al medir la amplitud de la señal en la sección de escala de 0,2...1,2 V era ±10%, lo que es demasiado según los estándares modernos. A la atención de los radioaficionados que tienen dispositivos similares, ofrecemos un calibrador para un osciloscopio con un error de medición determinado solo por las capacidades de los instrumentos de medición disponibles para los radioaficionados, en mi caso, el multímetro digital M890G, el principal error de medición de que es el error de la medida. El dispositivo genera una señal de onda cuadrada (meandro) con una oscilación de 2 V, frecuencia de 1 y 20 kHz. Esto permite utilizar el calibrador, por ejemplo, para ajustar la compensación de la sonda de alta frecuencia de un osciloscopio o para comprobar los parámetros dinámicos de amplificadores de potencia de audio. Como se mencionó anteriormente, el multímetro digital M890G se utiliza para configurar (y luego verificar periódicamente) el calibrador. El error relativo de medir el voltaje CC con el multímetro M890G, según los datos del pasaporte, es igual a ±0,5% del valor medido más/menos uno de los dígitos menos significativos, y la medición de frecuencia es ±1% del valor medido. valor más/menos uno de los dígitos menos significativos con una resolución de 10 Hz. Al medir el voltaje máximo a un límite de 2 V, el error absoluto es ±11 mV con una resolución de 1 mV, medir una frecuencia de 10 Hz es ±20 Hz y una frecuencia de 20 kHz es ±210 Hz. Desafortunadamente, el indicador del multímetro M890G, como la mayoría de los demás, sólo puede mostrar 3,5 dígitos. Por lo tanto, sólo se pueden garantizar las siguientes especificaciones del calibrador: amplitud de salida 1,999 V ±11 mV, frecuencia de salida 1 kHz ±20 Hz y 19,99 kHz ±210 Hz.
El circuito calibrador se muestra en la Fig. 1. La fuente de voltaje de precisión de 1,999 V (calibrador de amplitud) está ensamblada en un regulador de voltaje ajustable (DA317) LM1T. Este microcircuito mantiene un voltaje de referencia estable de 1,25 V entre la salida y el pin de control con alta precisión. Dado que el pin de control consume muy poca corriente, el voltaje de salida es UO=1,25(1±R3/R4). Normalmente, la resistencia de la resistencia R4 se elige en 240 ohmios. Pero en nuestro caso, para no tener en cuenta la corriente a través del pin de control y hacerla independiente de los cambios en la entrada y la carga, se debe tomar una corriente igual a la corriente de carga inicial de la salida del estabilizador a través de las resistencias R3, R4. (debe ser más de 10 mA, ya que el temporizador DA2 con una tensión de alimentación de 2 V consume una corriente de no más de 60 μA). Si la carga es insuficiente, el voltaje de salida aumentará [1]. El calibrador de duración está montado en un temporizador integrado ICM7555IN (DA2). Está fabricado con tecnología CMOS, por lo que el voltaje en su salida (pin 3) puede variar desde cero hasta el voltaje de alimentación. Además, este microcircuito también funciona con una tensión de alimentación de 2 V. El temporizador se enciende según un circuito generador típico. Los circuitos de sincronización R1C1 y R2C1 están conectados a la salida del temporizador. Esto garantiza una alta precisión en la formación de meandros, ya que la carga y descarga del condensador C1 se produce a través de la misma resistencia (ya sea R1 o R2). La frecuencia de los pulsos generados se puede calcular usando la fórmula f=0,7215/(R1•C1) [2]. La resistencia R6 protege el temporizador contra un cortocircuito en la salida. Teniendo en cuenta que la gran mayoría de osciloscopios tienen una impedancia de entrada de al menos 1 MOhm, esto prácticamente no tiene ningún efecto en la precisión de la calibración. La resistencia R5, junto con el transistor de bit del temporizador interno, forma una salida de onda cuadrada adicional de alta resistencia. Los condensadores C2 y C3 suavizan las sobretensiones en el voltaje de salida del estabilizador DA1 en los momentos en que cambia el temporizador DA2.
El calibrador se ensambla sobre una placa de circuito impreso hecha por ambos lados de una lámina de fibra de vidrio de 2 mm de espesor, cuyo dibujo se muestra en la Fig. 2. Al repetir el diseño, no existen requisitos especiales para los elementos. Lo principal es que la resistencia R3 es de varias vueltas (en la versión del autor, SP5-2). En lugar de uno importado, puede utilizar el temporizador nacional KR1441VI1. El condensador C1 es SGME-A con una tolerancia de ±1%, pero es posible utilizar otros condensadores con otras clasificaciones y con un TKE mínimo, especialmente porque la frecuencia calibrada de los pulsos de salida se establece mediante una selección de resistencias R1 y R2. . En la versión del autor, cada uno está compuesto por dos resistencias MLT-0,25 con una tolerancia de ±5%, conectadas en serie. Para ello existe espacio en la placa de circuito impreso. Condensador C2: cualquier cerámico, C3 - K53-1A o importado, de tamaño adecuado. El puente S1 se utiliza desde el dispositivo SVP del televisor ZUSTST. Configure el dispositivo de esta manera. Se suministra la tensión de alimentación y la resistencia ajustada R3 en la salida del estabilizador de tensión ajusta la tensión a 1,999 V, controlándola con un multímetro M890G al límite de 2 V. Esta operación es muy laboriosa. La resistencia de la resistencia ajustada debe aumentarse lentamente desde el mínimo hasta obtener el voltaje requerido. Luego, el multímetro se cambia a medición de frecuencia y la frecuencia de salida se establece en 1 y 2 kHz seleccionando las resistencias R1 y R19,99. Al configurar, es conveniente utilizar una resistencia multivuelta SP5-1VA con una resistencia de 10 kOhm, conectada en serie con una resistencia constante de 5,1 kOhm, para una frecuencia de 20 kHz y una resistencia multivuelta SP3-36. con una resistencia de 100 kOhm (de SVP TV 3USTST) con una resistencia constante de 180 kOhm conectada en serie para una frecuencia de 1 kHz. La funcionalidad del calibrador se mantiene cuando el voltaje de la batería GB1 (G6F22) se reduce a 5 V. Teniendo en cuenta que la corriente consumida por la carga es ligeramente superior a 10 mA y el calibrador se utiliza solo periódicamente, su capacidad dura mucho tiempo. Literatura
Autor: S. Semikhatsky
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