Уважаемые посетители! Форум CQHAM.RU существует исключительно за счет показа рекламы. Мы будем благодарны, если Вы не будете блокировать рекламу на нашем Форуме. Просим внести cqham.ru в список исключений для Вашего блокировщика рекламы.
RSS лента

UR7HBP

NWT-7 оснастка (7)

Оценить эту запись
Щуп-приставка к NWT для тестирования контуров.

Приветствую всех.
Желание повысить точность измерения добротности контуров по сравнению с предложенной мной ранее простейшей схемой http://www.cqham.ru/forum/showthread...=1#post 1206653
- это с одной стороны, а с другой - максимально использовать преимущество и удобство «холодной» настройки ВЧ/ПЧ трактов приемников, расмотренную ранее в
http://www.cqham.ru/forum/showthread...=1#post 1208192

привели меня к мысли сделать приставку к NWT – тестер контуров в виде компактного щупа (или, если угодно, пробника), способного с достаточно высокой точностью измерять резонансную частоту, добротность и АЧХ контуров, причём как отдельно взятых, так и установленных непосредственно в конструкциях – ламповых, на кремниевых транзисторах и ИМС( разумеется, что в этом случае надо следить, чтобы напряжение сигнала на контуре не превышало уровня -20 дБ – дабы не открывались кремниевые p-n переходы). Схема щупа-тестера контуров в приложении. Принцип действия, особенности конструкции и способы применения достаточно подробно изложены в статье Б.Степанов. Простой индикатор резонанса (см. приложение). По сравнению с описанным там прибором, предлагаемый Вашему вниманию вариант тестера имеет лучшие характеристики. Применение более чуствительного детектора NWT позволило существенно ( в 4 раза) уменьшить емкость конденсаторов связи, что в купе с более низким выходным сопротивлением генератора NWT снизило в 36 раз степень влияния измерительных цепей на добротность контура. Благодаря этому погрешность измерения добротности контура вплоть до максимальной возможных на практике величин (до 400-500) во всём диапазоне ( от сотен кГц до 30 МГц) не превышает 5-10%!!! Входная емкость щупа также уменьшилась, но не намного – составляет 4.9 - 5,0 пФ. Хотя по теории она не должна превышать 2 пФ, но на практике при таких величинах заметно сказывается паразитная емкость монтажа. Первые свои опыты я проводил на стенде со свободно висящий над стендом на расстоянии примерно 4-5 см контуром и то даже в таком виде собственная емкость составила примерно 3,3 пф. Измерять, конечно можно было и так, но уровень помех был довольно высок, особенно на НЧ части диапазона (см. графики АЧХ).
Установка пробника в экранированный корпус (см. фото, смонтировано на платке из двухслойного стеклотекстолита на пятачках по методу Жутяева, межу входными конденсаторами впаян дополнительный экранчик, дабы исключить прямое, в обход контура, проникновение сигнала на вход детектора, что приведёт к дополнительной погрешности измерения - в результате при замкнутых входных контактах развязка на частоте 20 МГц порядка - 62дБ) практически полностью убрало помехи (см. графики АЧХ со щупом), но входная емкость возросла до 4,9-5,0 пФ. Поэтому для повышения точности реальной резонансной частоты контуров (что важно, например при проверке/настройке сопряжения контуров) надо вводить поправку по формуле, приведённой в конце статьи Степанова, только вместо числа 3,5 надо поставить число 2,5.
Рассмотрим схему тестера подробнее.
На транзисторах Т1,T2 собран высокоомный буферный усилитель с входным сопротивлением 1М и входной емкостью примерно 3 пФ. Большой ток выходного каскада (примерно 30 мА) обеспечивает нормальную сигнала напряжением вплоть до 1Вэфф (амплитуда 1,4В) на низкоомную нагрузку (50 ом), что и обеспечивает практически максимальный ДД детектора NWT. К испытуемому контуру этот усилитель подключён через емкость 1 пФ, которая с входной емкостью образует емкостной делитель ¼ или по сопротивлению 1/16, т.о. со стороны буферного усилителя нагрузка на контур эквивалентна параллельно включённому сопротивлению примерно 16 Мом, что в десятки раз превышает резонансное сопротивление любых реально реализуемых на практике контуров и им можно полностью пренебречь. Фактически реальную нагрузку контуру создаёт генератор - источник сигнала, имеющий низкое выходное сопротивление и подключенный к испытуемому контура также через конденсатор связи малой емкости Ссв=1пФ.
Очень степень влияния этой цепи на добротность контура можно по приведённым в статье формулам (кто хочет поглубже копнуть - смотрим более серьёзную литературу, например Попов В.П. Основы теории цепей. 1985 стр. 122-125 и т.п.), но они несколько сложны для анализа и понимания физического смысла происходящего.
Проще будет, если воспользоваться понятием сопротивление потерь. Если помните Rп=XL/Qн.
Сопротивление потерь нагруженного контура Rп равно сумме сопротивлений собственных потерь ненагруженного контура Rк и потерь при внесённых нагрузкой Rн.
Т.о. Rп=Rк+Rн,
а последнее для нашего случае включения через емкостной делитель равно Rист*(Ссв/(Ск+Свх))^2. Если контурная емкость Ск существенно больше входной емкости Свх=5пФ, то эта формула упрощается до всем знакомой Rн=Rист*(Ссв/Ск)^2 – внесённое в контур сопртивление уменьшается пропорционально квадрату соотношения емкостей связи и контурной.
Ну а теперь о том, как всё это нам использовать для повышения точности измерения добротности контура рассмотрим на реальном примере измерения тестером контура, сотоящего из высокодобротной катушки, намотанной на Амидоне Т50-6 и конденсатора 38пф.
1. Полная емкость контура Сm=Ск+Свх=38+5=43пФ.
2.. Сканируем АЧХ (см. приложение), по графику определяем резонасную частоту и добротность (хоть и слабо, но всё-таки нагруженного контура) Qн=237,76, Fm=18,189 Мгц.
3. Переходим на закладку «Радиотехнические расчёты» (см. рис.), вбиваем найденные контурную емкость и резонансную частоту и находим индуктивность катушки L=1,78 мкГн и её индуктивное сопротивление XL=203,50 ом.
4. Измеренное сопротивление потерь нагруженного контура Rп=203,5 ом/237,76=0,86 ом,
а привнесённое нагрузкой-источником сигнала сопротивление потерь Rн=Rист*(Ссв/(Ск+Свх))^2=25 ом*(1пФ/(38пФ+5пФ))^2=0,0135 ом
Отсюда находим сопротивление потерь собственно ненагруженного контура Rк=Rп-Rн=0,86ом-0,0135 ом=0,847ом и добротность ненагруженного контура Qк=XL/Rк=203,5ом/0,847ом =240
Напомню, что непосредственно измеренное значение, бех этих уточняющих пересчётов, 237,76.
Как видим погрешность измерений из-за влияния низкоомного сигнала невелика и будет тем меньше, чем больше емкость контура или выше его волновое (характеристическое) сопротивление.
P.S. Таким же путём (вычитанием из найденного сопротивлениея собственных потерь контура сопротивления потерь конденсатора) при известных потерях в конденсаторе (в справочниках, как правило, указывают тангенс потерь – величина, обратная добротности, поэтому сопротивление потерь конденсатора = XC*тангенс) можно попробовать оценить и конструктивную добротность непосредственно катушки.
Миниатюры

Вложения
Категории
Без категории

Комментарии