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無線電子工学および電気工学の百科事典 LC回路をテストするためのNWTアタッチメント。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典
NWT 振幅周波数特性計はアマチュア無線家の間で広く使用されています。 （最も単純な回路ソリューションと比較して）その助けを借りて回路の品質係数の測定精度を向上させたいという願望から、コンパクトなプローブの形でNWTにアタッチメントを作成するというアイデアが生まれました。 さらに、回路の共振周波数、品質係数、および周波数応答を、個別に測定することも、構造物に直接設置することも、十分に高い精度で測定することが可能です。 もちろん、この場合、シリコンの pn 接合が開かないように、研究対象の回路の信号電圧が周波数応答グラフの -20 dB のレベルを超えないようにする必要があります。 プローブの外観を図に示します。 それを図1に、その図を図2に示します。 1. 入力抵抗が 2 MOhm、入力容量が約 1 pF の高インピーダンス バッファ アンプは、トランジスタ VT3、VT1985 を使用して組み立てられます。 このようなプローブの使用と設計の特徴は、コレクション「Radio Yearbook 400」に掲載されている B. Stepanov の記事「A simple resonance Indicator」に十分詳細に記載されています。 そこで説明されているデバイスと比較して、提案されたバージョンのプローブは優れた特性を備えています。 より高感度の NWT 検出器を使用することで、カップリング コンデンサの静電容量を大幅に (ほぼ 500 倍) 減らすことができ、研究対象の回路の品質係数に対する測定回路の影響が大幅に減少しました。 このおかげで、回路の品質係数 (最大 5 ～ 10) の測定誤差は、数百 kHz から 30 MHz までの周波数で 1 ～ XNUMX% を超えることはありません。 プローブは、たとえばワニ口クリップを使用して研究中の LC 回路に接続されます (図 XNUMX を参照)。
このようなプローブの入力容量は約 2 pF になる可能性がありますが、実際にはそのような値では、設備の寄生容量がすでに顕著な影響を及ぼします。 テスタープローブの入力インピーダンスが高いため、シールドが必要でした。 図では、 図 3 は、外部スクリーンがないと、特定の低レベルで周波数応答にノイズが現れることを示しています。 シールドハウジングにプローブを取り付けると、干渉がほぼ完全に除去され、入出力デカップリングが改善されますが、同時に入力容量が 4,9...5 pF に増加します。 プローブの入力接点が閉じている場合、アイソレーションは 62 MHz の周波数で少なくとも 20 dB になります。
回路の実際の共振周波数 f の測定精度を高めるには (これは、回路のペアリングをチェックまたは調整する場合などに重要です)、B. Stepanov の記事に記載されている式に従って補正を導入する必要があります。 、数値 3,5 の代わりに数値 2,5 を代入するだけです。 このプローブの場合は次のようになります。 f = fр（1 + 2,5 / C）、 ここでfp - 回路の共振周波数の測定値。 C は回路コンデンサの静電容量 (ピコファラッド) です。 プローブの設計の写真を図に示します。 4. テスト対象の回路をバイパスして検出器入力に直接信号が侵入するのを防ぐために、両面箔でコーティングされたグラスファイバーが使用され、取り付けは基板の両面の「スポット」で行われます。
共通シールド線の両側は1～10箇所（基板全域均等）のジャンパで接続されています。 カップリング コンデンサの接続点は間隔をあけて配置されています。高インピーダンス プローブの入力は基板の片側にあり、基板の反対側には固体シールド (「グランド」) があります。 NWT R15 出力の負荷抵抗のはんだ付けポイントは基板の反対側にあり、その反対側には固体シールド (「グランド」) があります。 カップリング コンデンサーの間には、ほぼ全長にわたって薄い金属シート スクリーンが取り付けられています。 基板にはんだ付けされ、黒い絶縁テープで覆われています。 デザインを繰り返す場合は、この追加スクリーンの代わりに、単純にボードを XNUMX ～ XNUMX mm 長くすることをお勧めします。 プローブの高インピーダンス バッファ アンプの大電流出力段 (約 30 mA) は、低インピーダンス負荷 (1,4 オーム) に最大 50 V の出力信号振幅を提供します。 これにより、NWT 検出器の最大ダイナミック レンジが実現されます。 アンプの設定は、抵抗 R2 を選択することによって、トランジスタ VT4 のコレクタに +5 ～ 3 V の定電圧を接続することになります。 プローブが電源から消費する電流は約 40 mA です。 回路上の実際の負荷は、出力抵抗が 50 オームの NWT ジェネレーターと、それに並列接続された抵抗が 1 オームの負荷抵抗 R51 (最終的には約 25 オーム) によって生成されます。 これらは、1 pF の容量を持つカップリング コンデンサ C1 を介してテスト対象の回路に接続されます。 回路の品質係数に対するこの回路の影響の程度は、B. Stepanov の記事に記載されている式を使用して評価できます。 望む人は、たとえば、V. Popov の著書「回路理論の基礎」 (モスクワ: 高等学校、1985 年) を見ることができますが、そこに記載されている公式を分析して、何が起こっているかの物理的意味を理解するのはやや困難です。 損失耐性の概念を使用すると、何が起こっているかの本質を理解しやすくなります。 総ループ損失抵抗 Rп 式によって決定することができます Rп=XL/Qн, ここでXL - そのコイルの誘導抵抗; Qн - 彼女の質の良さ。 負荷回路の損失抵抗Rп 無負荷回路 R の自身の損失の抵抗の合計に等しいк 負荷 R によってもたらされる損失н。 後者は、低抵抗信号源 R の抵抗をオンにする場合です。イスト 容量性分流器を通る電流は次と等しい Rн = Rイスト （Cセント/（からк+С〜で))2. 等高線容量Cの場合к 入力容量 C よりも大幅に大きい〜で、この式は次のように簡略化されます Rн = Rイスト （Cセント/とк)2, 回路に導入される抵抗は、カップリングと回路コンデンサの静電容量の比の二乗に比例して減少します。
発振回路のパラメータを測定する実際の例を考えてみましょう。発振回路は、Amidon の T50-6 リングに巻かれた高品質のインダクタと、容量 38 pF のコンデンサで構成されています。 1.フル回路容量 Сm = Cк+С〜で\u43d XNUMXpF。 2. 周波数応答グラフ (図 5) を使用して、共振周波数 f=18,189 MHz と品質係数 Q を決定します。н=237,76 (弱いとはいえ、依然として負荷がかかっている回路)。 3. NWT プログラムの「無線工学計算」タブに移動し、回路容量とその共振周波数を表のセルに入力し、コイルのインダクタンス L = 1,78 μH を求めます。 その誘導性リアクタンス XL==203,5オーム。 したがって、負荷回路の損失抵抗は、式 R を使用して計算されます。п = XL/Qн 0,86オームになります。 信号源である負荷によってもたらされる損失抵抗は、次の式を使用して求められます。 Rн = Rイスト （Cセント/（からк+С〜で))2. 要素のパラメータの既知の値をそれに代入すると、値Rが得られますн=0,0135 オーム。 ここから、無負荷回路自体の損失抵抗 R を求めます。к=0,847 オームおよび無負荷回路の品質係数 Qк= 240。 これらの明確な再計算を行わない品質係数の直接測定値は 237,76 に等しくなります。 ご覧のとおり、デバイスの低抵抗信号源の影響による測定誤差は無視でき、回路容量が大きいほど、または特性インピーダンスが高いほど小さくなります。 著者: セルゲイ・ベレネツキー (US5MSQ)
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