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無線電子工学および電気工学の百科事典 オシロスコープ校正器。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典
電圧波形を研究するために主に最も広く使用されているデバイスは、電子オシロスコープです。電気信号を視覚的に観察するだけでなく、そのパラメータを測定するために、オシロスコープはキャリブレータを使用して校正されます。振幅校正器は、オシロスコープ画面の垂直軸の電圧単位での校正と、持続時間校正器の水平軸の時間単位での校正の精度をそれぞれ校正またはチェックするように設計されています。 多くのアマチュア無線家は、長い間検証されていないソ連製のオシロスコープを多数使用しています。基準信号発生器を内蔵していないものもあります。他のモデルにもそれはありますが、何十年も経つと、それを信頼するには細心の注意が必要です。たとえば、私が自由に使える S1-5 (SI-1) オシロスコープには、振幅校正器が内蔵されています。しかし、第一に、周波数 50 Hz の正弦波信号を生成します。第二に、その「幼少期」であっても、0,2 ～ 1,2 V のスケール セクションでの信号振幅の測定誤差は ±10% でした。現代の基準からするとあまりにも当てはまります。 同様の機器を所有するアマチュア無線家のために、アマチュア無線家が利用できる測定器の能力によってのみ決定される測定誤差を備えたオシロスコープの校正器を提供します。私の場合は、M890G デジタル マルチメーターで、主な測定誤差は、測定誤差です。それは測定の誤差です。このデバイスは、振幅 2 V、周波数 1 および 20 kHz の方形波信号 (蛇行) を生成します。これにより、オシロスコープの高周波プローブの補償を調整したり、オーディオパワーアンプの動的パラメータをチェックしたりする場合などに、キャリブレータを使用することができます。 上で述べたように、M890G デジタル マルチメータはキャリブレータのセットアップ (および定期的なチェック) に使用されます。パスポートデータによると、M890G マルチメータを使用した DC 電圧測定の相対誤差は、測定値の ±0,5% プラス/マイナス 1 桁の最下位桁に等しく、周波数の測定値は測定値の ±10% です。値プラス/マイナス 2 Hz の分解能の最下位桁の 11 つ。 1 V の制限で最大電圧を測定する場合、絶対誤差は 10 mV の分解能で ±20 mV、20 Hz の周波数の測定では ±210 Hz、890 kHz の周波数の測定では ±3,5 Hz です。残念ながら、M1,999G マルチメーターのインジケーターは、他のほとんどのインジケーターと同様に、11 桁しか表示できません。したがって、校正器の仕様は出力振幅 1 V ±20 mV、出力周波数 19,99 kHz ±210 Hz および XNUMX kHz ±XNUMX Hz のみ保証されます。
キャリブレータ回路を図に示します。 1. 1,999 V の高精度電圧源 (振幅キャリブレータ) は、LM317T 調整可能電圧レギュレータ (DA1) に組み込まれています。このマイクロ回路は、出力と制御ピンの間で 1,25 V の安定した基準電圧を高精度に維持します。制御ピンの消費電流は非常に少ないため、出力電圧は UO=1,25(1±R3/R4)。通常、抵抗器 R4 の抵抗値は 240 オームに選択されます。ただし、この場合、制御ピンを流れる電流を考慮せず、入力と負荷の変化から独立させるために、初期負荷電流と等しい電流を抵抗器 R3、R4 を介してスタビライザー出力から取得する必要があります。 (電源電圧 10 V の DA2 タイマーの消費電流は 2 μA 以下であるため、60 mA 以上である必要があります)。負荷が不足すると出力電圧が上昇します[1]。 持続時間校正器は、ICM7555IN (DA2) 統合タイマー上に組み込まれています。 CMOS テクノロジーを使用して作られているため、出力 (ピン 3) の電圧はゼロから電源電圧まで変化します。さらに、このマイクロ回路は 2 V の電源電圧でも動作します。タイマーは、一般的な発電機回路に従ってオンになります。タイミング回路 R1C1 と R2C1 はタイマー出力に接続されています。これにより、コンデンサ C1 の充電と放電が同じ抵抗 (R1 または R2) を介して行われるため、蛇行形成の高精度が保証されます。生成されるパルスの周波数は、式 f=0,7215/(R1・C1) を使用して計算できます [2]。抵抗 R6 はタイマーが出力を短絡しないように保護します。 大部分のオシロスコープの入力インピーダンスが少なくとも 1 MOhm であることを考慮すると、これは校正精度に事実上影響を与えません。抵抗 R5 は、内部タイマー ビット トランジスタとともに、追加の高抵抗方形波出力を形成します。コンデンサ C2 と C3 は、タイマ DA1 が切り替わる瞬間のスタビライザ DA2 の出力電圧のサージを平滑化します。
キャリブレータは、両面が厚さ 2 mm のグラスファイバー フォイルで作られたプリント基板上に組み立てられます。その図を図に示します。 2. 設計を繰り返す場合、要素に特別な要件はありません。主なことは、抵抗器 R3 がマルチターンであることです (著者のバージョン - SP5-2)。輸入タイマーの代わりに国産タイマーKR1441VI1を使用することもできます。コンデンサ C1 は公差 ±1% の SGME-A ですが、特に出力パルスの校正周波数は抵抗 R1 および R2 の選択によって設定されるため、他の定格および最小 TKE の他のコンデンサを使用することも可能です。 。著者のバージョンでは、それぞれが ±0,25% の誤差を持つ 5 つの MLT-2 抵抗器で構成され、直列に接続されています。プリント基板上にはこのためのスペースがあります。コンデンサ C3 - 任意のセラミック、C53 - K1-1A または輸入品、適切なサイズ。ジャンパ SXNUMX は、ZUSTST TV の SVP デバイスから使用されます。 このようにデバイスをセットアップします。電源電圧が供給され、電圧安定器の出力にある調整された抵抗 R3 が電圧を 1,999 V に設定し、M890G マルチメーターで 2 V の限界値を監視します。この操作は非常に骨の折れる作業です。調整された抵抗の抵抗値は、必要な電圧が得られるまで最小値からゆっくりと増加させる必要があります。次に、マルチメータが周波数測定に切り替えられ、抵抗 R1 と R2 を選択することによって出力周波数が 1 および 19,99 kHz に設定されます。設定する場合、周波数 5 kHz の場合、抵抗値 1 kOhm のマルチターン抵抗器 SP10-5,1VA と 20 kOhm の定抵抗器と直列に接続したマルチターン抵抗器 SP3-36VA を使用すると便利です。周波数 100 kHz に対して直列に接続された 3 kOhm の定抵抗器を備えた 180 kOhm の抵抗を備えた 1 (SVP TV XNUMXUSTST から)。 GB1 (G6F22) 電池の電圧が 5 V に低下しても、校正器の機能は維持されます。負荷の消費電流が 10 mA をわずかに超えること、および校正器が定期的にのみ使用されることを考慮すると、その容量は XNUMX 時間持続します。長い間。 文学
著者: S. セミハツキー
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