Главная

Иногда в радиолюбительском конструировании возникает потребность определения добротности (Q) колебательного контура. Чем можно измерить, каким прибором? Обычно для таких целей применяют приборы измерители добротности RLC, которыми можно измерением декремента затухания в нем свободных колебаний определить значение добротности (Q) колебательного контура [1].

Как быть если у вас нет такого прибора, поэтому попробуем рассмотреть возможность изготовления приставки к осциллографу, как более простого решения. При построении данной приставки мы должны оговрить условия для нашего случая, когда амплитуда свободных колебаний упадет до 5 % от первоначальной величины, число колебаний связано с добротностью следующим простым соотношением:

N_5% »3/ p*Q »Q

Таким образом, величина добротности колебательного контура с учетом погрешностей проводимых измерений пропорционально связана с числом колебаний затухающего процесса. Число колебаний можно определить, измерив, длительность процесса затухания до уровня 5 % от первоначального (T_5%) и длительности одного периода колебаний (t):

N = T_5%/ t = T_5%* f

Схемотехническая реализация приставки для определения добротности по такой методике показана на рисунке 1. Она состоит из генератора ударного возбуждения с измеряемым колебательным контуром и устройства управления генератором.

Рис.1.

Генератор выполнен на тринисторе VS1, а устройство управления представляет собой триггер Шмитта на транзисторах VT2, VT3 и эмиттерный повторитель на транзисторе VT4. Обмотка трансформатора, питающая генератор, и обмотка, с которой на триггер подается управляющий сигнал, должны быть включены противофазно.

Во время положительного полупериода открывается диод VD1 и происходит зарядка конденсатора С1 до амплитудного значения. В следующий полу период диод VD1 закрывается, но открывается диод VD3 и запускается триггер. Через транзистор VT4 открывается тринистор VS1. Конденсатор С1 разряжается на колебательный контур LC (подключается к клеммам XS1 и XS2), и в нем возникают экспоненциально затухающие свободные колебания. Процесс повторяется с частотой 50 Гц, который создает на экране осциллографа неподвижное изображение.

Чтобы на колебательный контур не оказывали влияние входные цепи осциллографа, он подключается через истоковый повторитель VT1 с входным сопротивлением около 10 МОм и входной емкостью порядка 1,5 пФ.

Тринистор с максимально допустимым обратным напряжением (U_RM > 600В) оказывает шунтирующее действие на колебательный контур, эквивалентное резистору с сопротивлением 800 кОм, что ограничивает измерение параметра добротности величиной 400. Шунтирующее действие тринистора с меньшим допустимым напряжением увеличивается.

Возможности приставки можно расширить, если ввести в нее эталонные катушку индуктивности L_E (5 мкГн) и конденсатор С_Е (500 пФ). В этом случае можно будет определять параметры составляющих элементов для работы в радиочастотных диапазонах. Например, если требуется определить емкость конденсатора, его следует подключить к клеммам XS1 и XS2.

Переключатель SA2 установить в положение “С” (включается эталонная катушка LE) и по осциллографу определить длительность одного периода затухающих колебаний. Из соотношения f = 1/t можно определить резонансную частоту составленного колебательного контура. Емкость испытуемого конденсатора вычисляется по формуле:

C = 25330/ f² L (пФ) , где:

• f — частота, МГц;
• L — индуктивность L_E, мкГн.

Аналогично (при положении SA2 в положении “L”) можно вычислить индуктивность испытуемой катушки по формуле:

L = 25330/ f²C (мкГн), где:

• С — емкость С_E, пФ.

Современные осциллографы позволяют с достаточной для практики степенью точности измерять временные параметры.

Детали

В данном устройстве можно произвести замену полупроводниковых приборов отечественными в следующем порядке:

• диоды — VD1—VD3 заменить на диоды групп КД102 — КД105 с любыми буквенными индексами;
• VD4 — VD7 — лучше использовать однофазный мост групп КЦ402Е — КЦ405Е (возможно и с другими буквенными индексами) или дискретные диоды, указанные выше;
• стабилизатор D1 — микросхемного использования КР142ЕН8Б, КР142ЕН8Д;
• транзисторы VT1 — КП303А, VT2— VT4 — КТ315Б.

Материал подготовил Ю. Погребан, (UA9XЕХ).

1. Радио, телевизия, електроника - 1991, № 2 — 3, с. 2 — 3

Главная