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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Sonda activa para osciloscopio. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Tecnología de medición La capacitancia de entrada de los osciloscopios modernos es de aproximadamente 30...50 pF. Al medir, se le agrega la capacitancia del cable de conexión y la capacitancia de entrada total alcanza 100 ... 150 pF. Esto puede provocar una distorsión significativa de los resultados de la medición y configuraciones incorrectas, por ejemplo, filtros de muesca de las etapas de salida de los amplificadores de grabación de grabadoras. Por eso, al realizar investigaciones en circuitos que son críticos para la capacitancia introducida del dispositivo de medición, es necesario usar dispositivos de adaptación especiales que tengan una gran resistencia de entrada y una pequeña capacitancia. Para la mayoría de los trabajos prácticos, se necesitan dos tipos principales de dispositivos: para señales armónicas de baja amplitud (1 ... 50 mV) con un coeficiente de transferencia K > 1 y para señales de gran amplitud (hasta 10 ... con una transmisión coeficiente K=20...0,2. El uso generalizado en los últimos años de microcircuitos analógicos y digitales de alta velocidad que funcionan con voltajes relativamente altos (amplificadores operacionales para uso amplio, microcircuitos de la serie K561, hasta 15 V) ha revelado la necesidad de un dispositivo que funcione en un voltaje amplio. rango con la capacidad de transmitir un componente de señal constante.
Un diagrama de dicho dispositivo en forma de sonda se muestra en la Fig. 1. Está hecho de acuerdo con el circuito seguidor de fuente clásico que usa un transistor MOS y contiene un número mínimo de partes. El rango de frecuencia de funcionamiento es de O...5 MHz. La energía se suministra desde cualquier fuente de corriente con un voltaje de 7 ... 15 V, por ejemplo, una batería de almacenamiento 7D-0,115-U1.1 o baterías galvánicas Krona, Korund. La capacitancia de entrada de la sonda no es superior a 4 pF, la resistencia de entrada no es inferior a 3 MΩ. La tensión de salida en Uin=0 es de 2,5 V. El rango de tensiones de entrada en la zona de valores negativos (antes del corte) es de 7 V, en la zona de valores positivos (antes del inicio de la limitación ) es 13 V en Upit=9V y 26V en Upit=15V. El coeficiente de transmisión en el rango de frecuencia especificado es 0,4. Las resistencias R1 y R2 forman el divisor de voltaje de entrada, el capacitor C1 se usa para la compensación de frecuencia. Debido a la variación significativa en los parámetros de transistores específicos, las características de los diseños de las sondas también pueden diferir principalmente en el voltaje de corte y el coeficiente de transferencia. Para obtener el rango operativo máximo en la región de los voltajes de entrada negativos, es necesario usar transistores con el voltaje de corte máximo (en valor absoluto). El autor usó un transistor con Uzi otc = 4,2 V. La mayoría de los transistores KP305I tienen un valor más bajo de Uzi ots, por lo tanto, si es necesario, se puede aumentar el voltaje de corte de la sonda reduciendo la ganancia del divisor de entrada, por ejemplo, aumentando la resistencia de la resistencia R1. Sin embargo, para muchas medidas que requieren ajuste a la tensión máxima o mínima, el valor de la tensión de corte de la sonda no es significativo, ya que el ajuste se puede realizar sobre la media onda positiva de la señal. La sonda se ensambla en un estuche con un rotulador. La instalación es volumétrica, sin el uso de elementos estructurales adicionales. Las conclusiones de los elementos de radio están conectadas directamente entre sí. La sonda se conecta al osciloscopio con un cable blindado de no más de 30 cm. El diseño utilizó resistencias tipo MLT-0,125. El condensador C1 es constructivo, está hecho con un cable PEV con un diámetro de 0,15 ... 0,35 mm. El cable debe soldarse al terminal izquierdo (según el diagrama) de la resistencia R1 y enrollarse 12 vueltas en el terminal derecho. La capacitancia se selecciona cambiando el número de vueltas. Al final de la puesta a punto del condensador así obtenido, limpiar la pista con una lija de grano fino, estañarla y soldarla en una capa fina (para eliminar la inductancia parásita). Al montar la sonda, se deben tomar medidas para evitar la ruptura del transistor de efecto de campo por la electricidad estática y la interferencia de la red. La configuración del dispositivo consiste en calibrar para obtener el coeficiente de transferencia requerido y seleccionar la capacitancia del capacitor C1. La calibración requerirá el uso de una fuente de alimentación de CC regulada y un voltímetro. Al seleccionar la resistencia de la resistencia R1, el coeficiente de transferencia se establece en K = 0,4 (o 0,5), teniendo en cuenta el voltaje de polarización inicial en la salida. Al seleccionar la capacitancia del capacitor C1, se requiere un generador de pulso rectangular con una amplitud de señal de salida de 2 ... 10 V y una tasa de repetición de 1 ... 10 kHz. Para proporcionar frentes empinados, puede usar un divisor de frecuencia de disparo, por ejemplo, en microcircuitos de las series K155, K176, K561. Al cambiar la capacitancia del condensador de compensación de frecuencia C1, se obtienen pulsos rectangulares en la pantalla del osciloscopio sin bloquear los frentes, la amplitud de las sobretensiones en los frentes no debe ser superior al 10% de la amplitud del pulso. Demasiada capacitancia provoca sobretensiones significativas a lo largo de los frentes, insuficiente: su ajuste. En el cuerpo de la estructura fabricada, es necesario colocar inscripciones sobre los parámetros del dispositivo: capacitancia de entrada, resistencia y coeficiente de transferencia. Al realizar mediciones con una lectura del componente de CC, el osciloscopio debe corregirse para el nivel de lectura. Para hacer esto, cierre la entrada de la sonda y ajuste el haz del osciloscopio a cero. Autor: A. Grishin, Moscú; Publicación: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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