Дифференциальный пробник для осциллографа своими руками

Самый простой в изготовлении осциллографический пробник-генератор и щуп с делителем своими руками.

Ремонт щупа 1:100 для осциллографа из СССР и его апгрейд. Как он устроен и работает.

Щуп для осциллографа DSO-138.

Дифференциальные пробники для осциллографов

Компания «Точный прибор» реализует дифференциальные пробники для осциллографов и другое контрольно-измерительное оборудование. Вся продукция проходит проверку и имеет необходимые сертификаты. Доставка заказа осуществляется по территории России и СНГ. На все товары действует гарантия сроком от 12 до 60 месяцев.

Дифференциальные пробники для осциллографов – устройства, предназначенные для безопасного измерения плавающего потенциала устройства. Дифференциальный пробник (ДП), представляющий собой инструментальный усилитель, выход которого подключается к входу осциллографа, а дифференциальные входы могут быть подключены к любым точкам отлаживаемого устройства.

Назначение, особенности

Использование данных устройств позволяет «снять» сигнал, а также минимизировать воздействие синфазных помех и обеспечить для него низкие шумовые составляющие.

Ослабление входного сигнала до требуемого уровня осуществляется с помощью переключателя аттенюатора, имеющегося в приборе. Это позволяет установить оптимальный режим усилителя, благодаря чему появляется возможность предотвратить перегрузку устройства.

Дифференциальные пробники для осциллографов выбираются с учетом их функциональных возможностей, а также варианта исполнения и следующих эксплуатационных характеристик:

максимальное напряжение (выходное и входное);
требования к электропитанию, габариты и вес;
выходной и входной импеданс, время нарастания;
параметры аттенюатора, полоса частот.

Также следует обратить внимание на комплектацию, в частности — проверить наличие соединительного провода, сетевого адаптера, необходимых зажимов (IC, «крокодил»), изолированного кабеля и пр.

Купить дифференциальные пробники для осциллографов

Обращайтесь в компанию «Точный прибор». В ассортименте представлено контрольно-измерительное оборудование устройства с разными функциональными характеристиками, что позволяет подобрать модель для конкретных условий эксплуатации.

Вся линейка сертифицирована, на каждый прибор предоставляется продолжительная (от 1 до 5 лет) официальная гарантия. Чтобы купить высоковольтные дифференциальные пробники для осциллографов прямо сейчас, закажите их через сайт или по контактному телефону.

Связаться с нашими специалистами по вопросам приобретения и поставки оборудования, а также проконсультироваться по возникшим вопросам вы можете, воспользовавшись указанными на сайте контактными данными:

по телефонам +7 (812) 407-20-81 и +7 (499) 638-28-18;
по электронной почте info@prof-pribori.ru;
через форму обратной связи.

Цифровой осциллографический пробник «ChameIeon_D»

Щуп с делителем к «Хамелеону» своими руками

Для его изготовления нам потребуются:

— обычный щуп от китайского мультиметра,

— 0,5 метра какого-нибудь тонкого коаксиального СВЧ кабеля,

— разъём типа мини-джек 3,5мм «стерео»,

— микропереключатель,

— тонкий контактный штырь от какого-нибудь совкового разъёма,

— кусочки термоусадочной трубки разных диаметров,

— «рассыпуха», несколько резисторов МЛТ-0,125 2МОм, smd конденсаторы типоразмера 1206 номиналами единицы-десятки пикофарад.

А также паяльник, скальпель, пинцет, плоскогубцы, кусачки, тестер с возможностью измерения емкостей от единиц пикофарад и сопротивлений до 10МОм, пара не очень кривых рук и неудержимое желание чего-то «замутить».

И так, приступим! Для начала нам потребуется подобрать тот самый подходящий СВЧ кабель. Как его подобрать? В первую очередь из имеющихся подбираем визуально по подходящему диаметру под наш щуп.

Далее по сечению центральной жилы — чем она тоньше, тем лучше. Ну и в последнюю очередь по ёмкости между центральной жилой и оплёткой, опять же, чем меньше, тем лучше.

Я нашёл в своих запасах кусочек вот такого кабеля от какого-то совкового СВЧ устройства.

Ёмкость 0,5 метрового куска составила около 30пФ. Лучше, думаю, могут быть параметры у кабелей внешних автомобильных GSM антенн(часто встречаются на «развалках» радиорынков). Идеальные параметры у кабелей высокочастотных щупов осциллографов.

Там центральная жила вообще бывает в виде тончайшего стального волоска. Электрическое и волновое сопротивления, а также остальные параметры кабеля в данном случае нам мало интересны.

Сразу подпаяем JACK 3,5мм, поскольку для дальнейших действий нам необходимо будет подключить кабель к осциллографу.

Теперь подготовим сам щуп. Аккуратно при помощи плоскогубцев вытягиваем из него штырь, разогреаем паяльником и очень аккуратно снимаем пластиковый цилиндрик (он нам пригодится). Далее вырезаем прямоугольное отверстие под микропереключатель. Должно получиться вот так:

Просверливаем сбоку отверстие, через которое пропустим «земляной» провод:

Теперь займёмся собственно делителем. У Хамелеона «D»версии входное сопротивление составляет 510кОм. Для реализации делителя напряжения на 10 нам необходимо увеличить это сопротивление в 10 раз 510кОм*10=5,1Мом. 510кОм у нас уже есть внутри самого осциллографа, поэтому в щупе нам потребуется 5,1МОм-510кОм=4,59МОм.

Для устойчивости к высокому входному напряжению это сопротивление лучше всего составить из двух приблизительно по 2,295МОм. Где же взять резисторы с таким причудливым номиналом? Наберитесь терпения, мы изготовим их самостоятельно. Точнее модернизируем имеющиеся МЛТ0,125 номиналом 2МОм.

Накручиваем выводы резистора на щупы мультиметра, включаем мультиметр в режим измерения сопротивления и, неспеша, очень аккуратно, начинаем скальпелем соскабливать сначала эмаль, затем резистивный слой, всё время следя за показаниями мультиметра.

Заканчиваем процесс, когда значение сопротивления станет равным 2,29-2,3 мегаома.

Второй резистор будем подгонять по чуть другой методике. Паяем его последовательно с подогнанным и ко входу осциллогафа. Подаём постоянное напряжение непосредственно на вход осциллографа, отмечаем показания.

Далее выставляем чувствительность в 10 раз больше и подаём это же напряжение через резисторы (я для этого использовал стабилизированный источник 9В). Теперь так же не спеша и аккуратно скальпелем начинаем скоблить второй резистор.

Заканчиваем процесс, когда луч опустится до нашей отметки.

Если со скоблением «переусердствовали», берём «свеженький» резистор и начинаем скоблить заново. Я поначалу пытался тереть абразивной бумагой «нулёвкой» и испортил два резистора, поэтому настоятельно рекомендую скоблить только скальпелем — так процесс протекает более медленно и управляемо.

С делителем по постоянному напряжению разобрались. Теперь приступим к подбору реактивной составляющей делителя и компенсации влияния ёмкости кабеля. Для этого нам потребуется ГЕНЕРАТОР СИГНАЛОВ СПЕЦИАЛЬНОЙ ФОРМЫ. Страшно? Ничего, у меня его тоже нету, но в нашем Хамелеоне есть импульсный преобразователь, который, как нельзя к стати, даст нам нужный сигнал

Двухканальный дифференциальный пробник для осциллографа

При отладке и ремонте электрического оборудования время от времени появляется потребность узреть форму сигнала U(t) меж 2-мя узлами схемы, ни один из которых не подключен к общему проводу.

Это требуется при анализе кодовых последовательностей интерфейсов RS-485 и CAN, контроле сигналов на балансных входах и выходах звукоусилительной аппаратуры, оценке работы верхнего плеча силовых мостовых инверторов и т. п. Использовать в таких случаях обыденный осциллограф проблемно, т.

к. один из выводов его входа должен быть подключен к общему проводу отлаживаемого устройства.

Решить описанную делему позволяет дифференциальный пробник (ДП), представляющий из себя инструментальный усилитель, выход которого подключается к входу осциллографа, а дифференциальные входы могут быть подключены к хоть каким точкам отлаживаемого устройства. Работать с осциллографом, к входу которого подключен ДП, так же просто и комфортно, как определять напряжение вольтметром.

В особенности полезен ДП при работе с устройствами, имеющими конкретную связь с электронной сетью 220/380 В. Корпус осциллографа по правилам электробезопасности должен быть заземлён.

Это создаёт предпосылки для маленьких замыканий, если по ошибке подключить к участку схемы, находящемуся под фазным напряжением, щуп осциллографа, связанный с его корпусом.

Внедрение ДП стопроцентно избавляет обозначенную опасность.

Большая часть современных осциллографов – двухканальные. Внедрение двухканального ДП, присоединенного к входам обеих каналов осциллографа, позволяет определять временные соотношения и сдвиг фазы меж 2-мя сигналами, не заботясь о задержке, вносимой ДП.

Многие конторы, изготавливающие осциллографы, предлагают ДП в качестве функции, приобретаемой за дополнительную плату. Характеристики этих ДП очень высоки, да и цены часто превосходят цена экономного ЦЗО.

Предлагается самодельный двухканальный ДП, отличающийся от «фирменных» более узенькой полосой пропускания, составляющей 0 – 800 кГц. Цена девайсов для двухканального варианта ДП не превосходит 1000 руб, для одноканального – 700 руб, что приблизительно в 10 раз дешевле самых доступных ДП, имеющихся на рынке.

Внешний облик самодельного ДП представлен на фото.

Схема электронная принципная ДП представлена на рисунке.

Каналы А и Б отличаются только нумерацией выводов применяемых микросхем. Разглядим работу канала А.

Главным элементом, определяющим все характеристики ДП, является инструментальный усилитель AD622AN. Он включен по стандартной схеме, рекомендованной изготовителем. Выключатель SA1 позволяет избрать коэффициент усиления – 1 (SA1 разомкнут) либо 10 (SA1 замкнут).

Вместе с входным делителем на 100, собранным на резисторах R1…R4, R7, R9, это обеспечивает для ДП два коэффициента передачи 1:10 либо 1:100. Конденсаторы С1…С6 обеспечивают частотную компенсацию делителя.

Последовательное соединение резисторов и конденсаторов, образующих делитель, употребляется для увеличения электронной прочности.

Резисторы R5 и R6, вместе с защитными элементами, входящими в состав микросхемы DA1, увеличивают защищённость входа ДП при исследовании малых сигналов – когда делитель не употребляется. Подстроечный резистор R8 служит для балансировки входа ДП.

На микросхемах DA2.1, DA3.1, DA3.2 собрано устройство, сигнализирующее о вероятном ограничении сигнала. Если напряжение на выходе DA1 окажется больше +10 В либо меньше –10В, то компаратор DA3.1 либо DA3.2 переключится и его выходной транзистор раскроется.

Чтоб светодиод HL2 сиял и в том, и в другом случаях, выходы этих компараторов объединены в «монтажное ИЛИ».

Амплитудные сенсоры сигнализатора имеют соотношение T заряда / Т разряда приблизительно 1/400, по этому он корректно реагирует на импульсные сигналы с большой скважностью.

Конструкция и детали

ДП собран на макетной плате размером 87 х 56, которая помещена в стандартный железный корпус G0473 конторы «Gainta».

Около выводов питания усилителей AD622AN следует расположить блокирующие конденсаторы. Провода, идущие к выключателям SA1 и SA2, не следует делать длинноватыми – их полезно попарно перевить. В целом усилители AD622AN работают очень стабильно, склонности к генерации не обнаруживают, по этому никаких особенных требований к расположению их «обвязки» нет.

Элементы входных делителей R1…R4, R20… R23, С1…С4, С9…С12 помещены в маленькие пластмассовые корпуса размером 45х30х12.

Каждый канал ДП настраивается под собственный делитель, по этому следует нанести на их маркировку «Канал А» и «Канал Б».

Кабель длиной 50 см, соединяющий делители с разъёмами XS1 и XS2, представляет собой витую пару из проводов МГТФ 0,2, которую следует поместить в термоусадочную трубку либо в узкий кембрик, а потом в экранирующую оплётку, поверх которой также следует одеть кембрик либо трубку из силикона.

Идеальнее всего, естественно, использовать готовый 2-х жильный микрофонный кабель, если такой имеется. Входные клипсы подключены к делителям при помощи отрезков провода МГТФ 0,2 длиной по 30 см. Экспериментально испытано, что ни переменное напряжение 600 В 50 Гц ни неизменное напряжение 1000 В не вызывает пробоя изоляции щупов, также других частей делителей.

Резисторы R1…R4, R7, R9, R10, R20… R23, R26, R28 и R29 следует использовать однопроцентные – С2-23, MF-25 и т. п. Подстроечные резисторы R8 и R27 – многооборотные – СП5-3, СП5-14 либо 3266 BOWRNS.

Если ДП будет изготавливаться в одноканальном варианте, то в качестве DA2 и DA3 следует использовать микросхемы TL081 и LM393 соответственно.

Налаживание

К входам ДП следует подключить штатные входные делители. Выходы ДП подключить к входам каналов «Y» осциллографа при помощи 2-х кабелей BNC — BNC. Установить в обеих каналах ДП коэффициент передачи 1:10.

Заземлить все входные клипсы ДП, не считая входа «+» канала А, т. е. подключить их к общему проводу (корпусу) ДП.

Подать на вход «+» канала А прямоугольные импульсы частотой 1 кГц с выхода калибратора осциллографа.

Подстраивая конденсаторы C1 и С2 достигнуть неискажённой передачи фронтов прямоугольных импульсов. При всем этом следует стремиться к тому, чтоб ёмкость C1 и C2 были приблизительно равными. Потом следует заземлить вход «+» канала А и подать тот же сигнал на вход «-» канала А — настроить частотную компенсацию его делителя. Ту же функцию следует сделать с входами канала Б.

Для балансировки входов ДП требуется звуковой генератор, способный выдать синусоидальный сигнал амплитудой в несколько 10-ов вольт. При его отсутствии полностью можно использовать сетевое напряжение 220В. Подразумевается, что изготовленные Вами делители выдерживают такое напряжение и Вы в этом уже удостоверились.

Устанавливаем коэффициент передачи в обеих каналах ДП 1:100.

Подключаем оба входа канала А (вход «+» и вход «-») к фазному проводу 220В, а общий провод ДП (корпус) к нулевому проводу – не спутайте!!! Вращая ось подстроечного резистора R8 добиваемся мало вероятной амплитуды сигнала на дисплее осциллографа. У меня вышло от пика до пика меньше 1 mВ. Проделываем подобные процедуры с каналом Б. На этом наладка ДП закончена.

Опыт использования ДП

Как самодельный ДП заработал мне, естественно, захотелось поставить какой-либо красивый опыт с его ролью. Я собрал мультивибратор на КМОП микросхеме 561-й серии и «подвесил» его к фазному проводу сети 220 вольт. Вышла вот такая схема.

Мультивибратор производит «полезный сигнал», который благодаря делителю R2, R3 имеет амплитуду около 1 В. При помощи ДП попытаемся рассмотреть этот сигнал на фоне синфазной помехи с напряжением питающей сети (двойной размах более 600 В).

Задачка усложняется тем, что источником помехи является настоящая городская электросеть, напряжение в какой очень отличается от синусоидального и содержит полностью осязаемые высокочастотные составляющие.

Вот, что я увидел на дисплее осциллографа.

По моим оценкам сигнал достаточно незапятнанный, т. е. ДП удачно совладал со собственной задачей.

Эксплуатация ДП показала, что он работает полностью надёжно, но перед проведением ответственных измерений всё же следует инспектировать и, по мере надобности, корректировать балансировку. Видимо это связано с низкой временной стабильностью резисторов, использованных в делителях.

В заключении желаю порекомендовать всем, кто захотит повторить эту конструкцию, прочесть фирменные руководящие материалы по применению микросхемы AD622.

В их содержатся полезные сведения о допустимых уровнях синфазной и дифференциальной составляющей входного сигнала, зависимости коэффициента ослабления синфазного сигнала (КОСС либо CMR) и наибольшего размаха выходного сигнала от частоты и т. д.

Неведение этих «тонкостей» может привести к серьёзным погрешностям в оценке результатов измерения либо даже к повреждению ДП.

Перечень радиоэлементов

Обозначение Тип Номинал Количество ПримечаниеМагазинМой блокнот DA1, DA4 Инструментальный усилительAD622AN2 Поиск в win-sourceВ блокнотDA2 Операционный усилитель TL082 1 Поиск в win-sourceВ блокнотDA3 Компаратор LM339 1 Поиск в win-sourceВ блокнотVD1-VD4 Диодик КД522Б 4 Поиск в win-sourceВ блокнотС1-С4, С9-С12 Подстроечный конденсатор4-20 пФ8 Поиск в win-sourceВ блокнотС5, С6, С13, С14 Конденсатор200 пФ4 Поиск в win-sourceВ блокнотС7, С8, С15, С16 Электролитический конденсатор10 мкФ 25 В4 Поиск в win-sourceВ блокнотС17, С20 Электролитический конденсатор220 мкФ 25 В2 Поиск в win-sourceВ блокнотС18, С19, С21, С22 Конденсатор0.1 мкФ4 Поиск в win-sourceВ блокнотR1-R4, R20-R23 Резистор 1 МОм 8 Поиск в win-sourceВ блокнотR5, R6, R14, R24, R25, R33 Резистор 1 кОм 6 Поиск в win-sourceВ блокнотR7, R9, R26, R28 Резистор 20 кОм 4 Поиск в win-sourceВ блокнотR8, R27 Переменный резистор330 Ом2 Поиск в win-sourceВ блокнотR10, R29 Резистор 5.6 кОм 2 Поиск в win-sourceВ блокнотR11, R30 Резистор 50 Ом 2 Поиск в win-sourceВ блокнотR12, R13, R31, R32 Резистор 10 кОм 4 Поиск в win-sourceВ блокнотR15, R18, R34, R37 Резистор 330 кОм 4 Поиск в win-sourceВ блокнотR16, R17, R35, R36 Резистор 100 кОм 4 Поиск в win-sourceВ блокнотR19, R38-R40 Резистор 4.7 кОм 4 Поиск в win-sourceВ блокнотHL1, HL2 СветодиодКИПД21Г-К2 Поиск в win-sourceВ блокнотHL3, HL4 СветодиодКИПД21Г-Л2 Поиск в win-sourceВ блокнотXS1, XS3, XS5 РазъемDIN415243 Поиск в win-sourceВ блокнотXS2, XS4 РазъемBNC502 Поиск в win-sourceВ блокнотSA1, SA2 Выключатель2 Поиск в win-sourceВ блокнотMультивибратор на КМОП 561-й серииD1 Логическая ИСК561ЛЕ51 Поиск в win-sourceВ блокнотС1 Конденсатор10 нФ1 Поиск в win-sourceВ блокнотR1 Резистор 62 кОм 1 Поиск в win-sourceВ блокнотR2 Резистор 8.2 кОм 1 Поиск в win-sourceВ блокнотR3 Резистор 1 кОм 1 Поиск в win-sourceВ блокнот Батарея9 В1 Поиск в win-sourceВ блокнот DP 8001 Поиск в win-sourceВ блокнот ЦЗО1 Поиск в win-sourceВ блокнотДобавить все

Скачать перечень частей (PDF)

AD622.pdf (161 Кб)
Осциллограф

Выбери свой пробник при покупке осциллографа InfiniiVision 3000T

21 Марта 2018

Покупая любую модель осциллографа Keysight серии InfiniiVision 3000T с пакетом опций DSOXT3APPBNDL, в период с 1 марта по 31 августа, пробник на ваш выбор будет включен в стандартный комплект поставки.

Осциллографы InfiniiVision серии X помогут выполнить работу по отладке устройств гораздо быстрее. Они отличаются самой высокой скоростью обновления сигналов на экране, что позволяет выявлять редкие аномалии сигнала, интуитивно понятный интерфейс пользователя упрощает проведение измерений, а широкий набор измерительных приложений и опций позволит решить любую измерительную задачу.

В период с 1 марта по 31 августа компания Keysight предлагает воспользоваться специальным предложением: при покупке осциллографа серии InfiniiVision 3000T с пакетом опций DSOXT3APPBNDL пробник на ваш выбор будет включен в стандартный комплект поставки. С надежным осциллографическим пробником выполнять точные измерения будет еще проще.

Выберите один из указанных ниже пробников при покупке осциллографа InfiniiVision 3000T серии X и пакета опций:

N2796A
Пробник Keysight N2796A представляет собой недорогой активный несимметричный пробник с полосой пропускания 2 ГГц, который может использоваться для широкого круга измерительных задач. Активные пробники имеют более плоскую частотную характеристику и более узкий диапазон входных напряжений, чем пассивные пробники, что обеспечивает наиболее точные измерения и отображение сигнала даже в случае низкоскоростных сигналов.

N2818A
Пробник Keysight N2818A – это дифференциальный пробник с полосой пропускания 200 МГц. Дифференциальные пробники прекрасно подходят для измерения сигналов мощных устройств, сигналов в шинах системы электрооборудования автомобиля, а также при проектировании цифровых схем.

N2820A
Пробник Keysight N2820A – это двухканальный высокочувствительный пробник постоянного и переменного тока, который может подключаться сразу к двум осциллографическим каналам, что обеспечивает возможность одновременного отображения сигналов с большим и малым коэффициентом вертикального отклонения и позволяет получить широкий динамический диапазон измерений — от 50 мкА до 5А. Идеально подходит для захвата и анализа слабого тока в тестируемой схеме.

N7020A
Пробник шин электропитания N7020A с полосой пропускания 2 ГГц используется для оценки целостности питания при измерении шумов, пульсаций и переходных процессов в шинах электропитания постоянного тока, для которых требуется высокая —порядка милливольт — чувствительность. Благодаря коэффициенту ослабления 1:1 и диапазону смещения пробника ± 24 В, этот уникальный пробник позволит повысить точность и повторяемость измерений.

В акции участвуют следующие модели осциллогрофов InfiniiVision 3000T серии Х

DSOX3012T Осциллограф: 100 МГц, 2 аналоговых канала
MSOX3012T Осциллограф смешанных сигналов: 100 МГц, 2 аналоговых и 16 цифровых каналов
DSOX3014T Осциллограф: 100 МГц, 4 аналоговых канала
MSOX3014T Осциллограф смешанных сигналов: 100 МГц, 4 аналоговых и 16 цифровых каналов
DSOX3022T Осциллограф: 200 МГц, 2 аналоговых канала
MSOX3022T Осциллограф смешанных сигналов: 200 МГц, 2 аналоговых и 16 цифровых каналов
DSOX3024T Осциллограф: 200 МГц, 4 аналоговых канала
MSOX3024T Осциллограф смешанных сигналов: 200 МГц, 4 аналоговых и 16 цифровых каналов
DSOX3032T Осциллограф: 350 МГц, 2 аналоговых канала
MSOX3032T Осциллограф смешанных сигналов: 350 МГц, 2 аналоговых и 16 цифровых каналов
DSOX3034T Осциллограф: 350 МГц, 4 аналоговых канала
MSOX3034T Осциллограф смешанных сигналов: 350 МГц, 4 аналоговых и 16 цифровых каналов
DSOX3052T Осциллограф: 500 МГц, 2 аналоговых канала
MSOX3052T Осциллограф смешанных сигналов: 500 МГц, 2 аналоговых и 16 цифровых каналов
DSOX3054T Осциллограф: 500 МГц, 4 аналоговых канала
MSOX3054T Осциллограф смешанных сигналов: 500 МГц, 4 аналоговых и 16 цифровых каналов
DSOX3102T Осциллограф: 1 ГГц, 2 аналоговых канала
MSOX3102T Осциллограф смешанных сигналов: 1 ГГц, 2 аналоговых и 16 цифровых каналов
DSOX3104T Осциллограф: 1 ГГц, 4 аналоговых канала
MSOX3104T Осциллограф смешанных сигналов: 1 ГГц, 4 аналоговых и 16 цифровых каналов

Дифференциальный пробник Micsig DP10013 100MHz 50X/500X

Приветствую тебя дорогой читатель муськи, в этом обзоре речь пойдёт о весьма специфической, но очень полезной вещи для владельцев осциллографа.

В данной статье Вас ожидает

Обзор
Разборка
Примеры использования могущие быть полезными для самоделкиных

Как говориться милости прошу под CUT.

Перед тем как начать основную часть обзора,пожалуй следует немного поговорить о том что же это такое дифференциальный пробник, а заодно и напомнить что за зверь осциллограф.

Теоретическую часть пожалуй начнём даже с вольтметра.Вольтметр это прибор измеряющий напряжение (разность потенциалов).Всё просто: два вывода подсоединяются к источнику напряжения на экране отображается значение измеряемого напряжения.(На картинке мультиметр работающий в режиме вольтметра)Двигаемся далее.

Осциллограф чем-то напоминает вольтметр, однако он не просто отображает значение напряжения, а показывает как оно изменяется во времени.Грубо говоря рисует график зависимости напряжения от времени.

Результат отображается на сетке где (горизонтальные деления это время, вертикальные значение напряжения)Всё это хорошо, скажите Вы, но причём тут дифференциальный пробник? Подойдём чуть ближе к сути вопроса.

Когда измерения выполняются простым портативным мультиметром (как на фото) то он «весит в воздухе» и не связан с какими либо электрическими цепями, при его подключении к двум точкам схемы для измерения напряжения (разности потенциалов между этими точками) необходимо соблюдать одно правило — измеряемое напряжение не должно быть выше того на которое рассчитан вольтметр (мультиметр).

С осциллографом всё сложнее… Начнём с того что на измерительном щупе осциллографа 2 вывода — земля и измерительный вход. Если осциллограф многоканальный (а обычно это минимум 2 канала), то все земли щупов связаны между собой и землёй осциллографа, кроме того, если осциллограф стационарный (работает не от АКБ), то его земля (а соответственно и щупы) соединена с заземлением.

Поэтому нельзя многоканальным осциллографом пытаться производить измерения нескольких сигналов относительно разных точек для разных каналов т.к. будет короткое замыкание щупами. А если в добавок устройство работает от сети то можно землю щупов (провод заземления) усадить на часть схемы находящейся под фазой.

Для избежания подобных ситуаций и применяется дифференциальный пробник, оба его входа не связанны с землёй (он работает как «висящий в воздухе» мультиметр и спокойно измеряет разность потенциалов между двумя произвольными точками, а выходной сигнал идёт относительно земли осциллографа.
На этом думаю с вводной теорией можно закончить и начать уж наконец обзор.
Дифференциальный пробник поставляется в пластиковом чемоданчике.Всё очень аккуратно для каждого предмета есть свой вырез.В комплекте Дифференциальный пробник. USB кабель для питания пробника. Набор различных наконечников.

Инструкция ( )

Доступны три вида наконечников хватало, кусало и тыкалка Захват крокодил и наконечник-щуп с распорками под банан.Все принадлежности достаточно качественные.Захваты могут захватить достаточно большой провод.Однако большой размер не мешает им безопасно ухватится за ножки корпуса TO220
Наконечник-щуп сделан с распорками под разъём банан и имеет изолирующий наконечник.Кончик наконечника не закрывает полностью щуп, у этого решения есть какое-то назначение которое я пока не разгадал.(для прокола провода наконечник туповат, а для ограничения соскальзывания с ножек кончик мог бы быть и пониже.)Крокодил здоровый и зубастый с изоляцией.Пробник с не отсоединяемыми проводами.

Входные провода мягкие на ощупь, но сами жилы провода жестковаты, поэтому гибкость хромает.Заявлена силиконовая изоляция, цифра в 150С меня смутила, но тест паяльником на 275С был пройден, оплавления нет.Выходной провод обычный (плавиться) с изолированным разъёмом под BNC.

На передней части дифференциального пробника всего две кнопки, режим делителя x50 и x500.При работе подсвечивается зелёным кнопка выбранного режима.

(Долгое одновременное зажатие кнопок подстраивает нуль)На торцах входной разъём USB B для питания, а сбоку выходной USB (для запитывания других устройств)На обратной стороне только наклейка с серийником.

Разборка

Для разборки необходимо отклеить наклейки, и открутить винты.Хочу заметить что подразумевается что устройство не будут разбирать, однако производитель установил в корпус металлические вставки с резьбой видно что не экономил (приятно).На данном фото видна отлитая в корпусе изолирующая вставка между входами.

Откручиваем экранирующую накладку и видим каскад резисторов и реле выбирающее режим деления(50/500).На обратной стороне платы почти ничего нет.Фото крупным планом.Внутренности не вызывают опасения, всё сделано аккуратно, следов неотмытого флюса нет.

Пришло время включить пробник, но перед этим скажу что в определённых ситуациях его можно заменить двумя каналами осциллографа не подключая земли щупов, и выполнить математическую функцию A-B.Например сетевое напряжение будет выглядеть так.Очень не удобно много шумов и занято целых (а порой и единственных) два канала.Ниже сигнал с пробника.

Пробник вносит задержки в прохождение сигнала до 4 нс, это видно на следующих картинках (пробник и обычный щуп подсоединены к одному источнику сигнала, жёлтая полоса щуп, синяя пробник.)
А теперь немного практического применения.Первым делом возьмём трансформатор и посмотрим на входное и выходное напряжения.

(теория говорит что сигналы будут синфазные с разной амплитудой практика это подтверждает)
Далее попробуем собрать простую схемку для детектирования наличия сетевого напряжения в цепи.При подаче переменного напряжения наблюдаем меандр на выходе, можно даже на её основе реализовать детектор перехода через нуль.

Единственный и самый главный минус это низкий КПД почти вся потребляемая энергия уходит на нагрев.
Если необходимо просто определять подано переменное напряжение или нет, то можно повторить упрощённую схему дешёвого светодиодного драйвера.

Нагрев отсутствует, но единственный минус это сдвиг фазы выходного сигнала относительно фазы входного сетевого напряжения.Заключение. Данный дифференциальный пробник не разочаровал своим качеством, цена для простого обывателя может показаться очень высокой, но ближайшие конкуренты имеют более высокие цены.

Мне не понравились жестковатые силиконовые провода (силиконовые щупы от мультиметра ведут себя как шёлковая нить) и вообще как мне кажется интереснее конструкция была бы с разъёмами типа банан, а не с висящими проводами.К минусам можно отнести малое количество пределов делителя (хотелось бы х20/х50/х200/х500).

К плюсам можно отнести хороший комплект поставки и питание от USB, лично я напрямую запитываю пробник от осциллографа что избавляет от геморроя с батарейками.Если у Вас есть потребность в подобном девайсе, то советую приглянуться к данной модели, вполне себе неплохой вариант по соотношению цена/качество. Обновление По просьбе комментаторов

сигнал через дифференциальный пробник 5 МГцтот-же сигнал через родной пробник осциллографа

Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.

Планирую купить +9 Добавить в избранное Обзор понравился +55 +74

Осциллографические пробники и аксессуары

Радиоизмерительные приборы > Осциллографические пробники и аксессуары

до 39 КВ!Измеряй безопасно!

Для консультаций звоните специалистам! см. техподдержку

Щупы, ВЧ-пробники, высоковольтные пробники, токовые пробники, дифференциальные пробники, делители, активные пробники, сумки, аксессуары для осциллографов

Pintek Electronic Co., LTD. (Taiwan) – мировой лидер производства высоковольтных устройств для измерительной техники и осциллографии. На сегодняшний день аналоговые осциллографы под маркой Pintek, являются одними из самых популярных и качественных приборов.

Pintek бесспорный лидер по созданию высоковольтной измерительной аппаратуры. Ее достижениями является разработка и выпуск высоковольтных усилителей, делителей, осциллографических пробников, испытательных установок и др.

Московская компания “Прибортех” на протяжении нескольких лет успешно представляет продукцию мирового бренда Pintek на российском рынке прибористики.

Всего устройств: 17DP-100 Дифференциальный пробник

Дифференциальный пробник: позволяет гальванически развязывать каналы осциллографа. Частота до 100 МГц. Макс. вх. напр. 6,5 кВ. Входной импеданс 54 МОм/1,2 пФ. Коэффициенты деления 100/200/500/1000. Питание 9 В / внешний источник 6-9 В.

Производитель: Pintek

Цена: 39 590 руб.Подробнее…ЗаказатьDP-14K Дифференциальный пробник

Широкий диапазон частот, высокое входное напряжение! Дифференциальный пробник: позволяет гальванически развязывать каналы осциллографа. Частота до 75 МГц. Макс. вх. напр. 14 кВ. Входной импеданс 100 МОм/1,3 пФ. Коэффициенты деления 200/400/1000/2000. Питание 9 В / внешний источник 6-9 В.

Производитель: Pintek

Цена: 31 849 руб.Подробнее…ЗаказатьDP-150 pro Дифференциальный пробник

Дифф. пробник для осциллографов, обесп. гальв. развязку каналов. Предназначен для обеспечения безопасного измерения в высоковольтной и импульсной аппаратуре. Широчайший диапазон частот 0-150 МГц, макс. вх. напр. 8КВ АС, 5kВ DC, аттенюатор x10, x30, x100, x300, x1000.

Производитель: Pintek

Цена: 51 131 руб.Подробнее…ЗаказатьDP-200 pro Дифференциальный пробник

Дифф. пробник для осциллографов, обесп. гальв. развязку каналов. Предназначен для обеспечения безопасного измерения в высоковольтной и импульсной аппаратуре. Широчайший диапазон частот 0-200 МГц, макс. вх. напр. 1,6КВ, аттенюатор x20, x50, x100, x200

Производитель: Pintek

Цена: 68 476 руб.Подробнее…ЗаказатьDP-20K Дифференциальный пробник

Широкий диапазон частот, высокое входное напряжение! Дифференциальный пробник: позволяет гальванически развязывать каналы осциллографа. Частота до 20 МГц. Макс. вх. напр. 20 кВ. Входной импеданс 118 МОм/1,2 пФ. Коэффициенты деления 300/600/1500/3000. Питание 9 В / внешний источник 6-9 В.

Производитель: Pintek

Цена: 44 990 руб.Подробнее…ЗаказатьЭкономное решение!
DP-25 Дифференциальный пробник

Дифференциальный пробник: позволяет гальванически развязывать каналы осциллографа. Частота до 25 МГц. Макс. вх. напр. 1,0 кВ. Входной импеданс 27 МОм/2,5 пФ. Коэффициенты деления 20/50/200. Питание 9 В или внешний источник

Производитель: Pintek

Цена: 17 500 руб.Подробнее…ЗаказатьDP-50 Дифференциальный пробник

Дифференциальный пробник: позволяет гальванически развязывать каналы осциллографа. Частота до 50 МГц. Макс. вх. напр. 6,5 кВ. Входной импеданс 54 МОм/1,2 пФ. Коэффициенты деления 100/200/500/1000. Питание 9 В / внешний источник 6-9 В.

Производитель: Pintek

Цена: 25 926 руб.Подробнее…ЗаказатьСтраницы: следующая →

Двухканальный дифференциальный пробник для осциллографа

Использовать в таких случаях обычный осциллограф затруднительно, т.к. один из выводов его входа должен быть подключен к общему проводу отлаживаемого устройства.

Решить описанную проблему позволяет дифференциальный пробник (ДП), представляющий собой инструментальный усилитель, выход которого подключается к входу осциллографа, а дифференциальные входы могут быть подключены к любым точкам отлаживаемого устройства. Работать с осциллографом, к входу которого подключен ДП, так же просто и удобно, как измерять напряжение вольтметром.

Это создаёт предпосылки для коротких замыканий, если по ошибке подключить к участку схемы, находящемуся под фазным напряжением, щуп осциллографа, связанный с его корпусом.

Использование ДП полностью устраняет указанную опасность.

Большинство современных осциллографов – двухканальные. Использование двухканального ДП, подключенного к входам обеих каналов осциллографа, позволяет измерять временные соотношения и сдвиг фазы между двумя сигналами, не заботясь о задержке, вносимой ДП.

Многие фирмы, изготавливающие осциллографы, предлагают ДП в качестве опции, приобретаемой за дополнительную плату. Параметры этих ДП весьма высоки, но и цены зачастую превышают стоимость бюджетного ЦЗО.

Предлагается самодельный двухканальный ДП, отличающийся от «фирменных» более узкой полосой пропускания, составляющей 0 – 800 кГц. Стоимость комплектующих для двухканального варианта ДП не превышает 1000 руб, для одноканального – 700 руб, что примерно в 10 раз дешевле самых доступных ДП, имеющихся на рынке.

Внешний вид самодельного ДП представлен на фотографии.

Схема электрическая принципиальная ДП представлена на рисунке.

Каналы А и Б отличаются только нумерацией выводов используемых микросхем. Рассмотрим работу канала А.

Совместно с входным делителем на 100, собранным на резисторах R1…R4, R7, R9, это обеспечивает для ДП два коэффициента передачи 1:10 или 1:100. Конденсаторы С1…С6 обеспечивают частотную компенсацию делителя.

Последовательное соединение резисторов и конденсаторов, образующих делитель, используется для повышения электрической прочности.

Резисторы R5 и R6, совместно с защитными элементами, входящими в состав микросхемы DA1, повышают защищённость входа ДП при исследовании малых сигналов – когда делитель не используется. Подстроечный резистор R8 служит для балансировки входа ДП.

Чтобы светодиод HL2 светился и в том, и в другом случаях, выходы этих компараторов объединены в «монтажное ИЛИ».

Амплитудные детекторы сигнализатора имеют соотношение T заряда / Т разряда примерно 1/400, по этому он корректно реагирует на импульсные сигналы с большой скважностью.

Конструкция и детали

ДП собран на макетной плате размером 87 х 56, которая помещена в стандартный металлический корпус G0473 фирмы «Gainta».

Возле выводов питания усилителей AD622AN следует расположить блокирующие конденсаторы. Провода, идущие к выключателям SA1 и SA2, не следует делать длинными – их полезно попарно перевить. В целом усилители AD622AN работают весьма устойчиво, склонности к генерации не обнаруживают, по этому никаких особых требований к расположению их «обвязки» нет.

Элементы входных делителей R1…R4, R20… R23, С1…С4, С9…С12 помещены в небольшие пластмассовые корпуса размером 45х30х12.

Каждый канал ДП настраивается под свой делитель, по этому следует нанести на них маркировку «Канал А» и «Канал Б».

Кабель длиной 50 см, соединяющий делители с разъёмами XS1 и XS2, представляет собой витую пару из проводов МГТФ 0,2, которую следует поместить в термоусадочную трубку или в тонкий кембрик, а затем в экранирующую оплётку, поверх которой также следует одеть кембрик или трубку из силикона. Лучше всего, конечно, использовать готовый 2-х жильный микрофонный кабель, если таковой имеется.

Входные клипсы подключены к делителям с помощью отрезков провода МГТФ 0,2 длиной по 30 см. Экспериментально проверено, что ни переменное напряжение 600 В 50 Гц ни постоянное напряжение 1000 В не вызывает пробоя изоляции щупов, а также других элементов делителей.

Резисторы R1…R4, R7, R9, R10, R20… R23, R26, R28 и R29 следует использовать однопроцентные – С2-23, MF-25 и т.п. Подстроечные резисторы R8 и R27 – многооборотные – СП5-3, СП5-14 или 3266 BOWRNS.

Если ДП будет изготавливаться в одноканальном варианте, то в качестве DA2 и DA3 следует использовать микросхемы TL081 и LM393 соответственно.

Налаживание

К входам ДП следует подключить штатные входные делители. Выходы ДП подключить к входам каналов «Y» осциллографа с помощью 2-х кабелей BNC – BNC. Установить в обеих каналах ДП коэффициент передачи 1:10.

Заземлить все входные клипсы ДП, кроме входа «+» канала А, т.е. подключить их к общему проводу (корпусу) ДП.

Подать на вход «+» канала А прямоугольные импульсы частотой 1 кГц с выхода калибратора осциллографа.

Подстраивая конденсаторы C1 и С2 добиться неискажённой передачи фронтов прямоугольных импульсов. При этом следует стремиться к тому, чтобы ёмкость C1 и C2 были примерно равными. Затем следует заземлить вход «+» канала А и подать тот же сигнал на вход «-» канала А – настроить частотную компенсацию его делителя. Ту же процедуру следует проделать с входами канала Б.

Для балансировки входов ДП требуется звуковой генератор, способный выдать синусоидальный сигнал амплитудой в несколько десятков вольт. При его отсутствии вполне можно использовать сетевое напряжение 220В. Предполагается, что сделанные Вами делители выдерживают такое напряжение и Вы в этом уже убедились.

Устанавливаем коэффициент передачи в обеих каналах ДП 1:100.

Подключаем оба входа канала А (вход «+» и вход «-») к фазному проводу 220В, а общий провод ДП (корпус) к нулевому проводу – не перепутайте!!! Вращая ось подстроечного резистора R8 добиваемся минимально возможной амплитуды сигнала на экране осциллографа. У меня получилось от пика до пика меньше 1 mВ. Проделываем аналогичные процедуры с каналом Б. На этом наладка ДП закончена.

Опыт использования ДП

Как только самодельный ДП заработал мне, конечно, захотелось поставить какой-нибудь эффектный опыт с его участием. Я собрал мультивибратор на КМОП микросхеме 561-й серии и «подвесил» его к фазному проводу сети 220 вольт. Получилась вот такая схема.

Мультивибратор вырабатывает «полезный сигнал», который благодаря делителю R2, R3 имеет амплитуду около 1 В. С помощью ДП попытаемся разглядеть этот сигнал на фоне синфазной помехи с напряжением питающей сети (двойной размах более 600 В).

Задача усложняется тем, что источником помехи является реальная городская электросеть, напряжение в которой сильно отличается от синусоидального и содержит вполне ощутимые высокочастотные составляющие. Вот, что я увидел на экране осциллографа.

По моим оценкам сигнал довольно чистый, т.е. ДП успешно справился со своей задачей.

Эксплуатация ДП показала, что он работает вполне надёжно, но перед проведением ответственных измерений всё же следует проверять и, при необходимости, корректировать балансировку. Видимо это связано с невысокой временной стабильностью резисторов, использованных в делителях.

В заключении хочу посоветовать всем, кто захочет повторить эту конструкцию, прочитать фирменные руководящие материалы по применению микросхемы AD622.

В них содержатся полезные сведения о допустимых уровнях синфазной и дифференциальной составляющей входного сигнала, зависимости коэффициента ослабления синфазного сигнала (КОСС или CMR) и максимального размаха выходного сигнала от частоты и т.д.

Незнание этих «тонкостей» может привести к серьёзным погрешностям в оценке результатов измерения или даже к повреждению ДП.

Список радиоэлементов

ОбозначениеТипНоминалКоличествоПримечаниеМагазинМой блокнот
DA1, DA4

Инструментальный усилитель
AD622AN
2
Поиск в Utsource
В блокнот

DA2

Операционный усилитель

TL082

1
Поиск в Utsource
В блокнот

DA3

Компаратор

LM339

1
Поиск в Utsource
В блокнот

VD1-VD4

Диод

КД522Б

4
Поиск в Utsource
В блокнот

С1-С4, С9-С12

Подстроечный конденсатор
4-20 пФ
8
Поиск в Utsource
В блокнот

С5, С6, С13, С14

Конденсатор
200 пФ
4
Поиск в Utsource
В блокнот

С7, С8, С15, С16

Электролитический конденсатор
10 мкФ 25 В
4
Поиск в Utsource
В блокнот

С17, С20

Электролитический конденсатор
220 мкФ 25 В
2
Поиск в Utsource
В блокнот

С18, С19, С21, С22

Конденсатор
0.1 мкФ
4
Поиск в Utsource
В блокнот

R1-R4, R20-R23

Резистор

1 МОм

8
Поиск в Utsource
В блокнот

R5, R6, R14, R24, R25, R33

Резистор

1 кОм

6
Поиск в Utsource
В блокнот

R7, R9, R26, R28

Резистор

20 кОм

4
Поиск в Utsource
В блокнот

R8, R27

Переменный резистор
330 Ом
2
Поиск в Utsource
В блокнот

R10, R29

Резистор

5.6 кОм

2
Поиск в Utsource
В блокнот

R11, R30

Резистор

50 Ом

2
Поиск в Utsource
В блокнот

R12, R13, R31, R32

Резистор

10 кОм

4
Поиск в Utsource
В блокнот

R15, R18, R34, R37

Резистор

330 кОм

4
Поиск в Utsource
В блокнот

R16, R17, R35, R36

Резистор

100 кОм

4
Поиск в Utsource
В блокнот

R19, R38-R40

Резистор

4.7 кОм

4
Поиск в Utsource
В блокнот

HL1, HL2

Светодиод
КИПД21Г-К
2
Поиск в Utsource
В блокнот

HL3, HL4

Светодиод
КИПД21Г-Л
2
Поиск в Utsource
В блокнот

XS1, XS3, XS5

Разъем
DIN41524
3
Поиск в Utsource
В блокнот

XS2, XS4

Разъем
BNC50
2
Поиск в Utsource
В блокнот

SA1, SA2

Выключатель
2
Поиск в Utsource
В блокнот

Mультивибратор на КМОП 561-й серии

Логическая ИС
К561ЛЕ5
1
Поиск в Utsource
В блокнот

С1

Конденсатор
10 нФ
1
Поиск в Utsource
В блокнот

Резистор

62 кОм

1
Поиск в Utsource
В блокнот

Резистор

8.2 кОм

1
Поиск в Utsource
В блокнот

Резистор

1 кОм

1
Поиск в Utsource
В блокнот

Батарея
9 В
1
Поиск в Utsource
В блокнот

DP 800
1
Поиск в Utsource
В блокнот

ЦЗО
1
Поиск в Utsource
В блокнот

Добавить все

Скачать список элементов (PDF)

Прикрепленные файлы:

Источник

При отладке и ремонте электронного оборудования иногда возникает потребность увидеть форму сигнала U(t) между двумя узлами схемы, ни один из которых не подключен к общему проводу. Это требуется при анализе кодовых последовательностей интерфейсов RS-485 и CAN, контроле сигналов на балансных входах и выходах звукоусилительной аппаратуры, оценке работы верхнего плеча силовых мостовых инверторов и т.п. Использовать в таких случаях обычный осциллограф затруднительно, т.к. один из выводов его входа должен быть подключен к общему проводу отлаживаемого устройства.

Особенно полезен ДП при работе с устройствами, имеющими непосредственную связь с электрической сетью 220/380 В. Корпус осциллографа по правилам электробезопасности должен быть заземлён. Это создаёт предпосылки для коротких замыканий, если по ошибке подключить к участку схемы, находящемуся под фазным напряжением, щуп осциллографа, связанный с его корпусом. Использование ДП полностью устраняет указанную опасность.

Многие фирмы, изготавливающие осциллографы, предлагают ДП в качестве опции, приобретаемой за дополнительную плату. Параметры этих ДП весьма высоки, но и цены зачастую превышают стоимость бюджетного ЦЗО.

Внешний вид самодельного ДП представлен на фотографии.

Схема электрическая принципиальная ДП представлена на рисунке.

Каналы А и Б отличаются только нумерацией выводов используемых микросхем. Рассмотрим работу канала А.

Основным элементом, определяющим все параметры ДП, является инструментальный усилитель AD622AN. Он включен по стандартной схеме, рекомендованной изготовителем. Выключатель SA1 позволяет выбрать коэффициент усиления – 1 (SA1 разомкнут) или 10 (SA1 замкнут). Совместно с входным делителем на 100, собранным на резисторах R1…R4, R7, R9, это обеспечивает для ДП два коэффициента передачи 1:10 или 1:100. Конденсаторы С1…С6 обеспечивают частотную компенсацию делителя. Последовательное соединение резисторов и конденсаторов, образующих делитель, используется для повышения электрической прочности. Резисторы R5 и R6, совместно с защитными элементами, входящими в состав микросхемы DA1, повышают защищённость входа ДП при исследовании малых сигналов – когда делитель не используется. Подстроечный резистор R8 служит для балансировки входа ДП.

На микросхемах DA2.1, DA3.1, DA3.2 собрано устройство, сигнализирующее о возможном ограничении сигнала. Если напряжение на выходе DA1 окажется больше +10 В или меньше –10В, то компаратор DA3.1 или DA3.2 переключится и его выходной транзистор откроется. Чтобы светодиод HL2 светился и в том, и в другом случаях, выходы этих компараторов объединены в «монтажное ИЛИ». Амплитудные детекторы сигнализатора имеют соотношение T заряда / Т разряда примерно 1/400, по этому он корректно реагирует на импульсные сигналы с большой скважностью.

Источник питания ДП должен обеспечивать стабилизированное напряжение +/- 15В при токе 15 mA. Я использую простейший трансформаторный блок питания на микросхемах LM7815 и LM7915, схему которого не привожу в силу её банальности.

Конструкция и детали

Каждый канал ДП настраивается под свой делитель, по этому следует нанести на них маркировку «Канал А» и «Канал Б». Кабель длиной 50 см, соединяющий делители с разъёмами XS1 и XS2, представляет собой витую пару из проводов МГТФ 0,2, которую следует поместить в термоусадочную трубку или в тонкий кембрик, а затем в экранирующую оплётку, поверх которой также следует одеть кембрик или трубку из силикона. Лучше всего, конечно, использовать готовый 2-х жильный микрофонный кабель, если таковой имеется. Входные клипсы подключены к делителям с помощью отрезков провода МГТФ 0,2 длиной по 30 см. Экспериментально проверено, что ни переменное напряжение 600 В 50 Гц ни постоянное напряжение 1000 В не вызывает пробоя изоляции щупов, а также других элементов делителей.

Если ДП будет изготавливаться в одноканальном варианте, то в качестве DA2 и DA3 следует использовать микросхемы TL081 и LM393 соответственно.

Налаживание

К входам ДП следует подключить штатные входные делители. Выходы ДП подключить к входам каналов «Y» осциллографа с помощью 2-х кабелей BNC — BNC. Установить в обеих каналах ДП коэффициент передачи 1:10. Заземлить все входные клипсы ДП, кроме входа «+» канала А, т.е. подключить их к общему проводу (корпусу) ДП. Подать на вход «+» канала А прямоугольные импульсы частотой 1 кГц с выхода калибратора осциллографа.

Подстраивая конденсаторы C1 и С2 добиться неискажённой передачи фронтов прямоугольных импульсов. При этом следует стремиться к тому, чтобы ёмкость C1 и C2 были примерно равными. Затем следует заземлить вход «+» канала А и подать тот же сигнал на вход «-» канала А — настроить частотную компенсацию его делителя. Ту же процедуру следует проделать с входами канала Б.

Устанавливаем коэффициент передачи в обеих каналах ДП 1:100. Подключаем оба входа канала А (вход «+» и вход «-») к фазному проводу 220В, а общий провод ДП (корпус) к нулевому проводу – не перепутайте!!! Вращая ось подстроечного резистора R8 добиваемся минимально возможной амплитуды сигнала на экране осциллографа. У меня получилось от пика до пика меньше 1 mВ. Проделываем аналогичные процедуры с каналом Б. На этом наладка ДП закончена.

Опыт использования ДП

Мультивибратор вырабатывает «полезный сигнал», который благодаря делителю R2, R3 имеет амплитуду около 1 В. С помощью ДП попытаемся разглядеть этот сигнал на фоне синфазной помехи с напряжением питающей сети (двойной размах более 600 В). Задача усложняется тем, что источником помехи является реальная городская электросеть, напряжение в которой сильно отличается от синусоидального и содержит вполне ощутимые высокочастотные составляющие. Вот, что я увидел на экране осциллографа.

По моим оценкам сигнал довольно чистый, т.е. ДП успешно справился со своей задачей.

В заключении хочу посоветовать всем, кто захочет повторить эту конструкцию, прочитать фирменные руководящие материалы по применению микросхемы AD622. В них содержатся полезные сведения о допустимых уровнях синфазной и дифференциальной составляющей входного сигнала, зависимости коэффициента ослабления синфазного сигнала (КОСС или CMR) и максимального размаха выходного сигнала от частоты и т.д. Незнание этих «тонкостей» может привести к серьёзным погрешностям в оценке результатов измерения или даже к повреждению ДП.

Список радиоэлементов

Обозначение	Тип	Номинал	Количество	Магазин	Мой блокнот
DA1, DA4	Инструментальный усилитель	AD622AN	2	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
DA2	Операционный усилитель	TL082	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
DA3	Компаратор	LM339	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
VD1-VD4	Диод	КД522Б	4	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
С1-С4, С9-С12	Подстроечный конденсатор	4-20 пФ	8	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
С5, С6, С13, С14	Конденсатор	200 пФ	4	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
С7, С8, С15, С16	Электролитический конденсатор	10 мкФ 25 В	4	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
С17, С20	Электролитический конденсатор	220 мкФ 25 В	2	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
С18, С19, С21, С22	Конденсатор	0.1 мкФ	4	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R1-R4, R20-R23	Резистор	1 МОм	8	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R5, R6, R14, R24, R25, R33	Резистор	1 кОм	6	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R7, R9, R26, R28	Резистор	20 кОм	4	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R8, R27	Переменный резистор	330 Ом	2	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R10, R29	Резистор	5.6 кОм	2	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R11, R30	Резистор	50 Ом	2	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R12, R13, R31, R32	Резистор	10 кОм	4	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R15, R18, R34, R37	Резистор	330 кОм	4	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R16, R17, R35, R36	Резистор	100 кОм	4	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R19, R38-R40	Резистор	4.7 кОм	4	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
HL1, HL2	Светодиод	КИПД21Г-К	2	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
HL3, HL4	Светодиод	КИПД21Г-Л	2	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
XS1, XS3, XS5	Разъем	DIN41524	3	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
XS2, XS4	Разъем	BNC50	2	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
SA1, SA2	Выключатель		2	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
	Mультивибратор на КМОП 561-й серии
D1	Логическая ИС	К561ЛЕ5	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
С1	Конденсатор	10 нФ	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R1	Резистор	62 кОм	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R2	Резистор	8.2 кОм	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R3	Резистор	1 кОм	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
	Батарея	9 В	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
	DP 800		1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
	ЦЗО		1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
					Добавить все

^{Скачать список элементов (PDF)}

Входная емкость современных осциллографов составляет порядка 30…50 пФ. При измерениях к ней добавляется емкость соединительного кабеля, и суммарная входная емкость достигает 100…150 пФ. Это может привести к существенному искажению результатов измерений и неправильной настройке, например, фильтров-пробок выходных каскадов усилителей записи магнитофонов. Вот почему при проведении исследований в цепях, критичных к вносимой емкости измерительного прибора, необходимо применять специальные согласующие устройства, имеющие большое входное сопротивление и небольшую емкость.

Для большинства практических работ необходимы два основных вида устройств: для гармонических сигналов малой амплитуды (1…50 мВ) с коэффициентом передачи К>1 и для сигналов большой амплитуды (до 10…20 В), позволяющие передавать постоянную составляющую сигнала и имеющие коэффициент передачи К=0,2…0,5.

Широкое распространение в последние годы быстродействующих аналоговых и цифровых микросхем, работающих при сравнительно больших напряжениях (ОУ широкого применения, микросхемы серии К561-до 15 В), выявило необходимость устройства, работающего в широком диапазоне напряжений с возможностью передачи постоянной составляющей сигнала.

Схема такого устройства в виде щупа приведена на рис. 1. Он выполнен по классической схеме истокового повторителя с использованием транзистора МОП-структуры и содержит минимальное количество деталей. Диапазон рабочих частот составляет О…5 МГц. Питание осуществляется от любого источника тока напряжением 7…15 В, например, аккумуляторной батареи 7Д-0,115-У1.1 или гальванических батарей «Крона», «Корунд». Входная емкость щупа — не более 4 пФ, входное сопротивление — не менее 3 МОм. Выходное напряжение при Uвх=0 co-ставляет 2,5 В. Диапазон входных напряжений в области отрицательных значений (до отсечки) — 7 В, в области положительных значений (до начала ограничения) составляет 13 В при Uпит=9В и 26В при Uпит=15В.

Коэффициент передачи в указанном диапазоне частот составляет 0,4.

Резисторы R1 и R2 образуют входной делитель напряжения, конденсатор С1 служит для частотной компенсации.

Ввиду значительного разброса параметров конкретных экземпляров транзисторов характеристики конструкций щупов также могут отличаться в основном по напряжению отсечки и коэффициенту передачи. Для получения максимального рабочего диапазона в области отрицательных значений входных напряжений необходимо применять транзисторы с максимальным (по абсолютной величине) напряжением отсечки. Автором был применен транзистор с Uзи oтc=4,2 В. Большинство транзисторов КП305И имеют меньшее значение Uзи отс, поэтому при необходимости напряжение отсечки щупа может быть увеличено путем уменьшения коэффициента передачи входного делителя, например, увеличив сопротивление резистора R1. Впрочем, для многих измерений, где требуется настройка по максимуму или минимуму напряжения, значение напряжения отсечки щупа не является существенным, поскольку настройку можно проводить по положительной полуволне сигнала.

Щуп собран в корпусе от фломастера. Монтаж объемный, без применения дополнительных конструктивных элементов. Выводы радиоэлементов соединены непосредственно между собой. Щуп подключают к осциллографу экранированным кабелем длиной не более 30 см.

Монтируя щуп, следует принимать меры по предупреждению пробоя полевого транзистора статическим электричеством и наводками от сети.

Настройка устройства заключается в калибровке для получения требуемого коэффициента передачи и подборе емкости конденсатора С1. Проведение калибровки потребует применения регулируемого источника постоянного тока и вольтметра. Подбором сопротивления резистора R1 устанавливают коэффициент передачи К=0,4 (или 0,5), при этом учитывают начальное напряжение смещения на выходе.

При подборе емкости конденсатора С1 необходим генератор прямоугольных импульсов с амплитудой сигнала на выходе 2…10 В и частотой следования 1…10 кГц. Для обеспечения крутых фронтов можно использовать триггерный делитель частоты, например, на микросхемах серий К155, К176, К561. Изменением емкости конденсатора С1 частотной компенсации добиваются получения на экране осциллографа прямоугольных импульсов без завала фронтов, амплитуда выбросов на фронтах должна быть не более 10 % от амплитуды импульсов. Слишком большая емкость вызывает значительные выбросы по фронтам, недостаточная — их затягивание.

На корпус изготовленной конструкции необходимо нанести надписи параметров устройства — входной емкости, сопротивления и коэффициента передачи.

При проведении измерений с отсчетом постоянной составляющей осциллограф необходимо скорректировать по уровню отсчета. Для этого следует замкнуть вход щупа и луч осциллографа установить на нулевую отметку.

Современные осциллографы обычно имеют несколько входов со стандартным коаксиальным (BNC) или специализированным разъемом, конструкция которого зависит, прежде всего, от полосы частот тракта вертикального отклонения . У широкополосных осциллографов входное сопротивление может выбираться равным 50 Ом для наблюдения сигналов в режиме согласования или быть большим (чаще всего, 1 МОм с параллельной емкостью в единицы-десятки пФ). При подаче сигнала непосредственно на 50-омный (или высокоомный) вход обычно реализуется стандартная чувствительность и полоса частот осциллографа. Однако, как правило, исследуемый объект располагается на некотором удалении от осциллографа и для подключения к нему последнего приходится использовать специальные согласующие устройства — пробники.

Со времен применения массовых аналоговых осциллографов с узкой полосой частот исследуемых сигналов (до десятков МГц) у большей части пользователей сохранилось этакое снисходительно-пренебрежительное отношение к применению осциллографических пробников. Нередко они используются без учета прямого назначения и ряда технических характеристик этих важных устройств. Часто при работе с одним осциллографом используются пробники от другого осциллографа. Даже примитивная коррекция пробников проводится нерегулярно.

К сожалению, такое отношение к пробникам является следствием примитивности лабораторного оборудования многих наших школ, ВУЗов и университетов. В них до сих пор можно встретить старые (порою, давно списанные) осциллографы времен СССР, метрологическое обеспечение которых давно уже не проводится. Пробники изнашиваются намного быстрее осциллографов и, по существу, являются заменяемыми в процессе эксплуатации устройствами. Неквалифицированный ремонт пробников не гарантирует сохранение их метрологических и частотновременных параметров.

В наше время такое отношение к применению осциллографов и пробников совершенно недопустимо и свидетельствует о низкой профессиональной подготовке тех, кто работает с осциллографами по старинке. И связано это с резким улучшением метрологических, частотно-временных и иных показателей современных осциллографов и совершенствованием пробников,которые превратились в специализированные, весьма тонкие и, порою — дорогие устройства. Так, стоимость некоторых типов пробников (к счастью, далеко не всех) может достигать нескольких тысяч долларов. От пробников часто в решающей мере зависит не только погрешность измерения параметров сигнала, но и просто корректность отображения формы наблюдаемых сигналов. Фактически пробники стали неотъемлемой частью осциллографа, вынесенной за пределы его корпуса.

Чаще всего дешевые пробники входят в комплект осциллографа и производятся той же фирмой, которая выпускает осциллографы.

Но и в этом случае поставляемые с современными многоканальными осциллографами пробники нередко составляют заметную часть стоимости этих приборов. Некоторые фирмы выпускают пробники, которые могут использоваться с различными (в основном, бюджетными) осциллографами. Ниже детально рассмотрены основные виды пробников, применяемых для работы с современными (в основном, цифровыми) осциллографами.

Обычно пробники используются для реализации следующих целей:

Удаленного подключения осциллографа к объекту исследования;

Уменьшения чувствительности каналов вертикального (иногда и горизонтального) отклонения и исследования сигналов повышенного уровня (пассивные пробники);

Развязки измерительных цепей от узлов осциллографа (оптические пробники);

Большого ослабления сигнала и исследования сигналов в высоковольтных цепях(высоковольтные пробники);

Увеличения входного сопротивления и уменьшения входной емкости (компенсированные делители и пробники-повторители);

Коррекции амплитудно-частотной характеристики системы «пробник-осциллограф»;

Получения осциллограмм тока (токовые пробники);

Выделения противофазных сигналов и подавления синфазных сигналов (дифференциальные пробники);

Повышения чувствительности осциллографов (активные пробники);

Специальных целей (например, согласования выходов источников широкополосных сигналов с 50-омным входом осциллографа).

Простейшим и давно применяемым типом пробников являются пассивные пробники с компенсированным делителем напряжения (рис. 1). Делитель напряжения строится на резисторах R1 и R2, причем R2 может быть просто входным сопротивлением осциллографа.

Рис. 1. Схема компенсированного делителя

Параметры делителя на постоянном токе вычисляются по формулам:

R BX = R 1 + R 2 , и К д =R 2 /(R 1 + R 2).

Например, если R2 = 1 МОм и R1 = 9 МОм, то имеем R ВХ = 10 МОм и К Д = 1/10. Таким образом, входное сопротивление увеличено в 10 раз, но в 10 раз падает и уровень напряжения, поступающего на вход осциллографа.

В общем случае (на переменном токе) для коэффициента передачи делителя можно записать выражение:

где τ
1 = R 1 C 1 и τ
2 = C 2 R 2 .

Если τ
1 = τ
2 , то значение K Д определяется из (1) как:

Таким образом, при равенстве постоянных времени τ
1 и τ
2 коэффициент передачи делителя перестает зависеть от частоты и равен его значению на постоянном токе. Такой делитель называют компенсированным. Емкость C 2 — это общая емкость кабеля, монтажа и входная емкость осциллографа. Практически, для достижения условия компенсации емкость С (или C 2) нужно подстраивать, например с помощью подстроечного конденсатора переменной емкости — триммера (рис. 2.). Регулировка выполняется специальной пластиковой отверткой, входящей в комплект аксессуаров пробников. Комплектация пробника включает в себя разные наконечники, переходники, цветные наклейки и другие полезные «мелочи».

Рис. 2. Конструкция стандартного пассивного пробника HP-9250 на основе частотно-компенсированного делителя

При компенсации искажения прямоугольного импульса (меандра), обычно генерируемого встроенным в осциллограф калибратором, отсутствуют (рис. 3). При спаде вершины импульса наблюдается недокомпенсация, а при нарастании — перекомпенсация. Характер осциллограмм при этом также показан на рис. 3 (сняты осциллографом TDS2024 с пробником P2200 ). Рекомендуется проводить компенсацию при максимально большом изображении осциллограммы соответствующего канала.

Рис. 3. Осциллограммы импульсов калибратора осциллографа Tektronix TDS2024 при разной степени компенсации (сверху вниз): нормальной компенсации, перекомпенсации и недокомпенсации

Рекомендация 1
. При работе с многоканальным осциллографом применяйте пробники индивидуально для каждого канала. Для этого пометьте (если это уже не сделано на заводе) пробники наклейками разного цвета, обычно соответствующими цветам линий осциллограмм.

Для делителя 1:10 резистор R1 должен быть равен 9R 2 . Это означает, что емкость C 1 должна быть в 9 раз меньше входной емкости C 2 . Входная емкость делителя определяется последовательным соединением С 1 и C 2:

Приближенное значение справедливо при К Д >> 1 и С 1

При К Д = 10 входная емкость делителя почти в 10 раз меньше входной емкости осциллографа. Следует помнить, что в С 2 входит не только истинная входная емкость осциллографа, но и емкость С 1 увеличивается на величину емкости монтажа. Поэтому на самом деле уменьшение входной емкости делителя по сравнению с входной емкостью осциллографа будет не столь заметным.Тем не менее, именно это и объясняет заметное уменьшение искажений фронтов импульсов при работе с делителем.

Увеличение активной составляющей входного сопротивления делителя не всегда полезно, поскольку ведет к изменению нагрузки на испытуемое устройство и получению разных результатов при отсутствии делителя и при его применении. Поэтому делители часто проектируются так, чтобы входное сопротивление осциллографа оставалось неизменным как при работе без делителя, так и при работе с ним. В этом случае делитель не увеличивает входное сопротивление осциллографа, но все же уменьшает входную емкость.

Большинство пробников позволяет увеличить максимальное исследуемое напряжение на постоянном токе и низкой частоте с десятков вольт до 500…600 В. Однако на высоких частотах реактивная мощность (и активная, выделяемая на сопротивлении потерь конденсаторов пробника) резко растет и нужно снижать максимальное напряжение на входе пробника (рис. 4). Если не учитывать это обстоятельство, то можно просто вывести пробник из строя.

Рис. 4. Зависимость максимального напряжения на входе пробника от частоты

Разновидностью пассивных пробников являются высоковольтные пробники . Обычно они имеют коэффициент деления 1/100 или 1/1000 и входное сопротивление 10 МОм или 100 МОм. Маломощные резисторы делителя пробника обычно выдерживают без пробоя напряжения до 500…600 В. Поэтому в высоковольтных пробниках резистор R1 (и конденсатор C1) приходится выполнять с применением последовательно включенных компонентов. Это увеличивает размеры измерительной головки пробника.

Вид высоковольтного пробника Tektronix P6015A показан на рис. 5. Пробник имеет корпус с хорошей изоляцией с выступающим кольцом, предотвращающим соскальзывание пальцев к цепи, осциллограмма напряжения которой снимается. Пробник можно использовать при напряжении до 20 кВ (на постоянном токе) и до 40 кВ (при импульсах большой скважности). Частотный диапазон осциллографа с таким пробником ограничен 75 МГц, чего с избытком достаточно для измерений в высоковольтных цепях.

Рис. 5. Внешний вид высоковольтного пробника Tektronix P6015A

Рекомендация 4.
При работе с высоковольтными пробниками соблюдайте максимально возможные меры предосторожности. Вначале подключите провод заземления, а лишь затем подключите иглу пробника к точке, осциллограмму напряжения на которой нужно получить. Рекомендуется закрепить пробник и вообще убрать руки от него при проведении измерений.

Высоковольтные пробники выпускаются как для цифровых, так и для аналоговых осциллографов. Например, для широкополосных аналоговых осциллографов серии ACK-7000 и АСК-8000 выпускается пробник HV-P30 с полосой частот до 50 МГц, коэффициентом деления 1/100, максимальным напряжением синусоиды (от пика до пика) 30 кВ и максимальным напряжением импульсного сигнала до 40 кВ. Входное сопротивление пробника составляет 100 МОм, входная емкость — 7 пФ, длина кабеля — 4 м, выходной разъем типа BNC. Другой пробник, HV-P60 с коэффициентом деления 1/2000, может применяться при максимальных напряжениях до 60 кВ для синусоидального и до 80 кВ — для импульсного сигналов. Входное сопротивление пробника равно 1000 МОм, входная емкость — 5 пФ. О качестве этих изделий красноречиво говорит их высокая цена.

Часто пассивные пробники используются для коррекции амплитудно-частотной характеристики осциллографов. Иногда это коррекция, рассчитанная на расширение полосы частот, но чаще решается обратная задача — сужение полосы частот для уменьшения влияния шума при наблюдении сигналов малого уровня и устранения быстрых выбросов на фронтах импульсных сигналов. Такими пробниками (P2200) комплектуются массовые осциллографы серий «Tektronix TDS1000B/2000B». Внешний вид пробника показан на рис. 6.

Рис. 6. Пассивный пробник P2200 с встроенным фильтром низких частот в положении переключателя деления напряжений 1/10

Основные параметры пробников приведены в табл. 1.

Таблица 1. Основные параметры пассивных пробников P2200

К д	R вх , МОм	С вх , пФ	f макс , МГц	U вхмакс , В

Из табл. 1 хорошо видно, что применение пробника с коэффициентом деления 1/1 целесообразно только при исследовании низкочастотных устройств, когда достаточно полосы частот до 6,5 МГц. Во всех других случаях целесообразно работать с пробником при коэффициенте деления 1/10. При этом входная емкость уменьшается со 110 пФ до примерно 15 пФ, а полоса частот расширяется с 6,5 МГц до 200 МГц. Осциллограммы меандра с частотой 10 МГц, показанные на рис. 7, получены с помощью осциллографа TDS2024В с пробниками P2200. Они хорошо иллюстрируют степень искажения осциллограмм при коэффициенте деления 1/10 и 1/1. В обоих случаях использовалось стандартное включение пробников с зацепляющейся насадкой и длинным проводом заземления (10 см) с «крокодилом». Меандр с временем нарастания 5 нс был получен от генератора Tektronix AFG3101.

Рис. 7. Осциллограммы импульсов (меандра) с частотой 10 МГц при коэффициенте деления 1/10 (верхняя осциллограмма) и 1/1 (нижняя осциллограмма)

Нетрудно заметить, что в обоих случаях осциллограммы наблюдаемого сигнала (а он у генераторов AFG3101 на частоте 10 МГц близок к идеальному и имеет гладкие вершины без намека на «звон») сильно искажены. Однако характер искажения разный. При положении делителя 1/10 форма сигнала близка к меандру и имеет фронты малой длительности, но искажена затухающими колебаниями, возникающими из-за индуктивности длинного заземляющего провода (рис. 8). А в положении делителя 1/1 затухающие колебания пропали, но явно заметно значительное возрастание постоянной времени системы «пробник-осциллограф». В результате вместо меандра наблюдаются пилообразные импульсы с экспоненциальными нарастанием и спадом.

Рис. 8. Схема включения пробника к нагрузке RL

Приведем типовые данные схемы (рис. 8): внутреннее сопротивление источника сигнала R I = 50 Ом, сопротивление нагрузки R L >>R I , входное сопротивление пробника R P = 10 МОм, входная емкость пробника C P = 15 пФ. При таких параметрах элементов схемы она вырождается в последовательный колебательный контур, содержащий сопротивление R ≈ R I , индуктивность земляного провода L ≈ L G (порядка 100-120 нГ) и емкость C ≈ C P .

Если на вход такого контура подать идеальный перепад напряжения E, то временная зависимость напряжения на C (и входе осциллографа) будет иметь вид:

где α = R/2L, и δ= √ (1/LC — R 2 /4L 2).

Расчеты показывают, что эта зависимость может иметь значительный выброс при больших L и малых R, что и наблюдается на верхней осциллограмме рис. 7. При α/δ = 1 этот выброс составляет не более 4 % от амплитуды перепада, что является вполне удовлетворительным показателем. Для этого величину L = L G надо выбирать равной:

Например, если C =15 пФ и R = 50 Ом, то L = 19 нГ Для уменьшения L до такой величины (с типовой порядка 100-120 нГ для земляного провода длиной 10 см) надо укоротить земляной (возможно и сигнальный) провод до длины менее 2 см. Для этого следует снять насадку с головки пробника и отказаться от использования стандартного земляного провода. Начало пробника в этом случае будет представлено контактной иглой и цилиндрическим земляной полоской (рис. 9) с малой индуктивностью.

Рис. 9. Головка пробника со снятым наконечником (слева) и переходник к коаксиальному разъему (справа)

Эффективность применяемых для борьбы со «звоном» мер иллюстрирует рис. 10. На нем показаны осциллограммы 10 МГц меандра при обычном включении пробника и включении со снятой насадкой и без длинного провода земли. Хорошо видно практически полное устранение явных затухающих колебательных процессов на нижней осциллограмме. Небольшие колебания на вершине связаны с волновыми процессами в соединительном коаксиальном кабеле, который в таких пробниках работает без согласования на выходе, что порождает отражения сигнала.

Рис. 10. Осциллограммы 10 МГц меандра при обычном включении пробника (верхняя осциллограмма) и включении со снятой насадкой и без длинного провода земли (нижняя осциллограмма)

Рекомендация 6
. Для получения осциллограмм с предельно малыми временами нарастания и «звоном» необходимо принять меры по предельному уменьшению индуктивности измеряемой цепи: удаляют насадку пробника и подключают пробник с помощью иглы и цилиндрической заземляющей вставки. Принимают все возможные меры по уменьшению индуктивности цепи, сигнал в которой наблюдается.

Важными параметрами системы «пробник-осциллограф» является время нарастания системы (на уровнях 0,1 и 0,9) и полоса частот или максимальная частота (на уровне спада чувствительности на 3 дБ). Если воспользоваться известным значением резонансной частоты контура

f 0 = 1/(2π√(LC))

то можно выразить значение R через резонансную частоту контура, определяющую предельную частоту тракта отклоняющей системы:

Нетрудно доказать, что время достижения напряжением u(t) значения E амплитуды перепада будет равно:

t p = 2,2RC. (7)

Это значение обычно и принимают за время установления пробника с оптимальной переходной характеристикой. Общее время нарастания осциллографа с пробником можно оценить как:

t 0 = √(t 2 осц + t 2 р) , (8)

где t осц — время нарастания осциллографа (при подаче сигнала прямо на вход соответствующего канала). Верхняя граничная частота f макс (она же и полоса частот) определяется как

f макс = 0,35/t 0 . (9)

К примеру, осциллограф, имеющий t 0 = 1 нс, имеет f макс = 350 МГц. Иногда множитель 0,35 увеличивают до 0,4…0,45, поскольку АЧХ многих современных осциллографов с f макс > 1 ГГц отличается от гауссовской, для которой характерен множитель 0,35.

Не стоит забывать о еще одном важном параметре пробников — времени задержки сигнала t з. Это время определяется, прежде всего, погонным временем задержки (на 1 м длины кабеля) и длиной кабеля. Оно обычно составляет от единиц до десятков наносекунд.

К нужным точкам исследуемых устройств пробник может подключаться с помощью различных наконечников, насадок, зацепок и «микро-крокодилов» которые часто входят в комплект аксессуаров пробника. Однако, для наиболее точных измерений, пробник необходимо подключать с помощью первичной иглы или двух игл (см. рис. 11). При разработке высокочастотных и импульсных устройств на печатной плате для этого предусматриваются специальные контактные площадки или металлизированные отверстия.

Рис. 11. Подключение пробника к контактным площадкам печатной платы исследуемого устройства

Особенно актуально стало сейчас подключение пробников к контактным площадкам миниатюрных печатных плат, гибридных и монолитных интегральных микросхем . Держать в руках пробники в этом случае неудобно, а соскальзывание иглы с контактной площадки может вызвать замыкание или даже механическое повреждение устройства. Специальные наконечники позволяют подключать пробники к выводам микросхем и контактным выводам печатных плат даже при их малых размерах (рис. 12).

Рис. 12. Специальные наконечники пробников для подключения к микросхемам и контактным выводам печатных плат

Рекомендация 8.
Необходимо продумать способ подключения пробника к контрольным точкам исследуемого устройства (схемы) и фиксацию измерительной головки пробника. Непродуманное применение пробника может не только сильно исказить осциллограмму в контрольной точке, но и повредить испытуемое устройство, например, микросхему.

Конструкции пассивных пробников и приспособлений к ним (аксессуаров) постоянно совершенствуются. На рис. 13 показано начало эволюции пробников ведущей в разработке и производстве осциллографов корпорации Tektronix . Пока описанные выше пробники относились к их первому поколению — на основе стандартного 50-омного коаксиального разъема BNC (рис. 13а).

Рис. 13. Интерфейсы пробников XX века корпорации Tektronix

С ростом полосы частот пробника приходится применять улучшенные изолирующие и проводящие материалы, а также специальные цепи коррекции переходной и частотной характеристик. Кроме того, возникла необходимость передачи осциллографу данных о типе применяемых пробников о меняющихся в ходе работы коэффициентах деления.

Некоторые осциллографы, например, Tektronix TDS1000B/2000B,способны распознавать коэффициенты деления обычных пробников. Есть пробники, например, пассивные Tektronix P6105A, P6106, P6158, конструкция разъема которых предусматривает выдачу сигнала (Readout) о коэффициенте деления пробника (рис. 13б). На рис. 14 показан внешний вид одного из таких пассивных пробников P6109.

Рис. 14. Внешний вид пассивного пробника P-6109 c выводом Readout

Однако более мощные осциллографы могут работать с большим набором пробников, поэтому задача их распознавания, а также их коэффициентов деления приобрела актуальный характер. В связи с этим компанией Tektronix была создана специальная архитектура и конструкция пробников, обеспечивающая двухсторонний обмен информацией между осциллографом и пробником,необходимый не только для точной передачи преобразованных пробником сигналов и данных о пробнике на вход осциллографа, но и передачу данных от осциллографа к пробнику при дистанционном управлении устройствами.

Выпускаются пассивные, активные, дифференциальные и оптические пробники этого типа. Широкое применение нашли и пробники с интерфейсом TekProbe, созданные в 1986 г. (рис. 13в). Для съема данных об установленном коэффициенте деления используются пружинящие штыри-пины с остриями, контактирующие с контактными площадками входного разъема каналов осциллографа. Аналогичные по назначению пробники выпускаются и другими производителями осциллографов.

Особым видом пробников являются «оптические пробники». Есть два вида таких пробников: для приема оптического излучения (например, от лазерных импульсных источников излучения)и пробники, использующие оптроны (комбинацию светодиода и фотодиода) для гальванической развязки от «земли» осциллографа. Часто этого достаточно для снятия осциллограммы напряжения между двумя любыми точками устройства (схемы). На рис. 15 показан внешний вид оптических пробников Tektronix P6701B.

Рис. 15. Внешний вид оптических пробников Tektronix P6701B

Рекомендация 9
. Для измерений напряжений между двумя контрольными точками устройства (схемы) можно использовать пробники с гальванической(оптической) развязкой от земли осциллографа. Необходимо учесть, что есть альтернативный вариант таких измерений с помощью дифференциальных пробников (см. ниже). Однако они применяются при исследовании низковольтных устройств.

Часто возникает необходимость в осциллографировании не напряжений, а токов. Для этого используется включение в разрыв цепи низкоомного шунта и преобразование тока в напряжение в соответствии с формулой U = RI. Например, если чувствительность осциллографа равна 5 мВ/дел, то при сопротивлении шунта R = 1 Ом получаем чувствительность по току 5 мА/дел. Этот метод имеет целый ряд недостатков:

Шунт включается в разрыв цепи, что требует отключения устройства и проведения монтажных работ;

Прецизионный шунт является дорогим и редким изделием;

При измерении больших токов шунт надо делать очень низкоомным;

Возможен разогрев шунта;

Даже малая индуктивность шунта создает большую постоянную времени L/R, что удлиняет фронты наблюдаемых импульсов тока и ограничивает полосу наблюдаемых частот.

В связи с этим были созданы бесконтактные токовые пробники, принцип действия которых основан на регистрации магнитного поля, появляющегося вокруг проводника при пропускании через него тока (рис. 16). Для повышения чувствительности головка пробника выполняется в виде токового трансформатора, принцип действия которого хорошо известен.

Рис. 16. Принцип контроля тока в проводнике по его магнитному полю

На рис.17 показан внешний вид токового пробника TCP202 с интерфейсом TekProbe с максимальным измеряемым током (постоянным и переменным) до 15 А. Измерительная головка пробника построена по аналогии с токовыми клещами, давно применяемыми в мультиметрах с бесконтактным измерением тока с помощью токового трансформатора. Но она более миниатюрна и предназначена для измерения малых токов.

Рис. 17. Токовый пробник Tektronix TCP202 с интерфейсом TekProbe

С помощью отжима «токовых клещей» их можно разомкнуть и вставить в отверстие провод, ток в котором измеряется и наблюдается. Для увеличения чувствительности и измерения малых токов можно создать обмотку из провода, содержащую несколько витков (рис. 18). Для измерения суммарных и разностных токов возможна вставка в отверстие измерительной головки двух проводников. Значения чувствительности для того или иного способа измерений можно найти в описании пробника. При использовании специального калибратора тока погрешность измерения тока после калибровки составляет ±1% для токов от 0,05 до 5 А и ±2% для токов от 5 до 15 А.

Рис. 18. Измерительная головка пробника Tektronix TCP202

При отказе от измерения постоянного тока можно существенно расширить диапазон измеряемых токов. Tektronix, к примеру, выпускает токовые пробники A621 с диапазоном токов от 0,1 до 2000 А в диапазоне частот от 5 Гц до 50 кГц с диаметром токовых клещей 54 мм. Такие пробники используются для контроля токов в мощных энергетических установках, например подстанциях и силовых трансформаторах.

Рекомендация 10.
При измерениях средних и больших токов (от единиц мА до тысяч А) разумно применять специальные бесконтактные токовые пробники на основе датчиков магнитного поля, возникающего вокруг проводника с током. Повышение чувствительности достигается созданием обмотки датчика из одного или нескольких витков. Необходимо обратить внимание на такие важные параметры токовых датчиков, как диапазон измеряемых токов, погрешность измерений и частотный диапазон (он обычно уже, чем у пробников напряжения).

Владимир Дьяконов (г. Смоленск)

Активный Щуп

Активные щупы с малой входной ёмкостью. И. Шиянов.

________________________________________________________________________

http://nowradio. *****/pribory%20dly%20nastroyki%20KV-UKV%20apparatury. htm

http://*****/forum/download/file. php? id=16793

Налаживание радиоприемных устройств часто требует проверки гетеродинов измерения параметров генерируемою им ВЧ-напряжения. К сожалению, сделать это непосредственно с помощью ВЧ — осциллографа или милливольтметра бывает затруднительно. Очень большое влияние из работу микромощного генератора (гетеродина) оказывает входная емкость прибора, входное сопротивление. Например, вход популярного осциллографа С1-65 емкостью 30 pF и сопротивлением 1М может не только исказить результаты измерения, но даже сорвать генерацию гетеродина. А тут еще и коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 50 Ом. Конечно, можно подключить вход через конденсатор 1 pF, но это может очень сильно исказить результат измерения (уровень ВЧ-напряжения достигший входа измерительного прибора может быть и 100 раз и более заниженным). Лучше всего пользоваться активным щупом, представляющим собой истоковый повторитель на высокочастотном полевом транзисторе имеющим входную емкость менее 1 pF, и входном сопротивлением более 10 МОм при выходном сопротивлении 50 Ом. Такой щуп, выполненный в виде отдельной экранированной коробки можно расположить в непосредственной близости от точки измерения, соединить с ней кратчайшими проводниками, полностью исключив влияние волнового сопротивления кабеля емкости прибора и кабеля входного сопротивления прибора на результат измерения. Более того, сам измерительный прибор может быть расположен на значительном расстоянии от точки измерения (можно использовать очень длинный соединительный кабель).

Принципиальная схема активного щупа на полевом транзисторе BF998 показана на рисунке. На схеме транзистор показан в корпусе так чтобы была понята его цоколёвка. Входная емкость щупа примерно 0,7 pF она образована тремя последовательно включенными конденсаторами С1-С3. Входное сопротивление 10 мегаом. Измеряемое ВЧ напряжение поступает на первый затвор транзистора. Напряжение смещения на этом затворе равно половине напряжения питания и создано резистивным делителем R2-R3. На затвор напряжение смещение подается через резистор R1 сопротивлением 10 Мом. Входная емкость транзистора BF998 равна 2,1 pF, поэтому напряжение, полученное в результате измерения нужно умножать на 3. Нагрузкой является резистор R4 его сопротивление должно быть таким как волновое сопротивление кабеля. Щуп работает в частотном диапазоне от 100 kHz до 1 GHz с неравномерностью коэффициента передачи по напряжению не более 7 5dB. На частотах более 1 GHz погрешность значительно возрастает. Источником питания служит сетевой адаптер от телеигровой приставки типа «Денди» (выходное постоянное нестабильное напряжение 8-11V) Напряжение стабилизируется на уровне 5V интегральным стабилизатором А1. Диод VD1 служит для защиты от ошибочного неправильного подключения источника. Питать щуп можно и от лабораторного источника напряжением 8…20V. Конструктивно щуп выполнен в экранированном корпусе неисправного всеволнового тюнера телевизора «LG» Монтаж печатно-объемным используя демонтированную плату данного тюнера. Монтаж первого затвора полевого транзистора на R1 и конденсаторы С1-С3 нужно сделать «на воздухе», чтобы исключить влияние емкости печатной платы и экранированного корпуса на входную цепь. Вход — два монтажных провода длиной не более 10 см. Провод, соединенный с С1 не должен соприкасаться изоляцией с платой или экраном корпуса.

Для питания 5V лучше использовать BF
1005 или
BF
1012
S
есть в Платане.

Радиоконструктор №12 2007г

Активный Щуп Осциллографа

Журнал «Радио», номер 6, 1999г.

http://www. *****/literature/radio/199906/p28_29.html

Широкополосные усилители с высоким входным сопротивлением, малой входной емкостью и низким выходным сопротивлением используются в различных устройствах. Одно из применений — входные щупы для осциллографов и другой измерительной аппаратуры. Как показано в этой статье, современные ОУ фирмы Analog Device позволяют решить эту задачу простыми средствами.

Осциллограф является одним из наиболее универсальных приборов, позволяющих измерять самые различные параметры электрического сигнала, а зачастую и значительно упрощать процедуру настройки электронных устройств. В некоторых случаях он просто незаменим. Однако многим знакома ситуация, когда подключение осциллографа к настраиваемому устройству приводит к нарушению его режимов. Виной тому в первую очередь служат вносимые в исследуемую цепь емкость и сопротивление входа осциллографа и его соединительного кабеля.

Большинство осциллографов, используемых радиолюбителями, имеют высокое входное сопротивление (1 МОм) и входную емкость 5…20 пФ. В сочетании с соединительным экранированным входным кабелем длиной около метра суммарная емкость возрастает до 100 пФ и более. Для устройств, работающих на частотах выше 100 кГц, такая емкость может оказать существенное влияние на результаты измерений.

Для устранения этого недостатка радиолюбители пользуются неэкранированным проводом (если уровень сигнала достаточно большой) или специальным активным щупом, в состав которого входит усилитель с высоким входным сопротивлением, выполненный, как правило, на полевых транзисторах . Применение такого щупа значительно снижает величину вносимой в устройство емкости. Однако недостатками некоторых из них являются низкий коэффициент передачи или наличие на выходе сдвига уровня, затрудняющего измерение постоянного напряжения. Кроме того, они имеют узкий диапазон рабочих частот (до 5 МГц), что также ограничивает их применение и требует коротких соединительных кабелей. Несколько лучшие параметры имеет щуп, описанный в . Следует отметить, что все эти щупы могут эффективно работать и с осциллографами, имеющими высокое входное сопротивление.

В настоящее время все большее распространение получают широкополосные осциллографы с диапазоном рабочих частот до 100 МГц и выше, имеющие низкое входное сопротивление — 50 Ом, поэтому их подключение к настраиваемому устройству зачастую становится практически невозможным. Не все из них комплектуются активными щупами, а применение резистивных делителей приводит к заметному снижению чувствительности.

Активный щуп, описание которого предлагается вниманию читателей, свободен от указанных недостатков. Он работает с различными осциллографами, входное сопротивление которых может быть низкоомным — 50 Ом или высокоомным — до 1 МОм, имеет диапазон рабочих частот 0…80 МГц и достаточно высокое входное сопротивление на низких частотах — 100 кОм. Его коэффициент передачи — 1 или 10, т. е. он не только не ослабляет, но и усиливает сигнал. К достоинствам щупа можно отнести и его небольшие габариты.

Таких параметров удалось достигнуть за счет применения современного быстродействующего ОУ фирмы Analog Devices. В частности, в данном щупе использован ОУ AD812AN (Чип – Дип – 180р Платан – 190р), который имеет следующие основные характеристики:

Верхняя рабочая частота — не менее 100 МГц; входное сопротивление — 15 МОм при входной емкости 1,7 пФ; входное напряжение — до +
13,5 В, а скорость нарастания выходного напряжения — 1600 В/мкс; выходной ток (при выходном сопротивлении 15 Ом) — до 50 мА; потребляемый ток в отсутствии входного сигнала — 6 мА.

Кроме того, ОУ имеет низкий уровень гармоник (-90 дБ на частоте 1 МГц и нагрузке 1 кОм) и малый уровень шума (3,5 нВ/^Гц), защиту от К3 (ток ограничен до 100 мА), рассеиваемая небольшим корпусом мощность достаточно велика — 1 Вт. К этому следует добавить, что цена микросхемы, содержащей два ОУ с такими параметрами, относительно невысока ($3…4).

Схема активного щупа приведена на рис. 1. В основном она соответствует стандартной схеме включения ОУ. Коэффициент передачи КU изменяется переключением SA1 элементов цепи обратной связи и имеет два значения: 1 и 10. Переключателем SA2 выбирают режим работы: с «закрытым» входом, когда на входе включен конденсатор С1 и постоянная составляющая напряжения на вход не проходит, или с «открытым» входом, когда она проходит.

Зарядные устройства» href=»/text/category/zaryadnie_ustrojstva/» rel=»bookmark»>блок питания с выходным напряжением %12…15 В. Надо заметить, что потребляемый ток при отсутствии сигнала составляет 10…15 мА, при работе на низкоомную нагрузку при подаче сигнала ток может возрастать до 100 мА.

Литература

1. Гришин А.
Активный щуп для осциллографа. — Радио, 1988, # 12, с. 45.

2. Иванов Б.
Осциллограф — ваш помощник (активный щуп). — Радио, 1989, # 11, с. 80.

3. Турчинский Д.
Активный щуп к осциллографу. — Радио, 1998, # 6, с 38.

Осциллографический ВЧ пробник с Свх = 0.5 пф

http://www. *****/ot07_19.htm

При осциллографических измерениях в высокочастотных устройствах входная емкость делителя может вносить значительные искажения в настраиваемый узел (например, при подключении пробника к контуру ВЧ генератора и т. п.). Делители с коэффициентом 1:1 имеют входную емкость порядка 100 пф и более (емкость кабеля плюс входная емкость осциллографа), что существенно ограничивает их частотный диапазон. В то же время стандартные пассивные делители 1:10 с входной емкостью 12 – 17 пф снижают чувствительность осциллографа до 50 мВ на деление (при максимальной чувствительности по входу равной 5 мВ / деление, типичной для большинства промышленных осциллографов), а также имеют все еще слишком большую входную емкость для проведения неискажающих измерений в ВЧ цепях, где емкости контуров могут иметь такое же значение.

Данная проблема решается использованием для измерений специальных активных пробников, выпускаемых для этой цели (например, фирмой Tektronix). Однако, эти устройства довольно трудно найти и их цена (от $150 и выше) сопоставима с ценой хорошего б/у осциллографа. В то же время не представляет большой сложности самостоятельно изготовить простой активный осциллографический пробник с малой входной емкостью, что и было сделано автором.

Активный осциллографический пробник предназначен для измерений переменных напряжений в низковольтных ВЧ схемах и имеет следующие характеристики:

Диапазон измеряемых амплитудных значений сигнала – от 10 мВ до 10 В Частотная характеристика – линейна от 10 КГц до 100 МГц при малом сигнале Выходной сигнал – инвертированный, с коэффициентом деления 1:2 Напряжение питания – 12 вольт (4 * CR2025) или внешний источник Входная емкость – 0.5 пф (0.25 пф с внешним делителем 1: 10) Входное сопротивление – 100 килоом Потребляемый ток – 10 мА Размеры 60 х 33 х 16 мм

Внешний вид изготовленного прибора приведен на фото.

Конструкция прибора

Принципиальная схема пробника приведена на рисунке. Прибор собран на трех малошумящих СВЧ транзисторах 2SC3356 с граничной частотой 7 ГГц. Коэффициент усиления по напряжению составляет около 23 дб. Выходной эмиттерный повторитель служит для дополнительной развязки усилителя от нагрузки и может быть исключен, если пробник будет использоваться с одним и тем же осциллографом. Цепочка из светодиода, стабилитрона на 9 вольт и резистора служит индикатором включения и пороговым индикатором напряжения батареи питания. Питающее напряжение 12 вольт необходимо и достаточно для того, чтобы получать на выходе прибора максимальное амплитудное значение измеряемого сигнала до 5 вольт, и тем самым обеспечивать максимальный динамический диапазон до 50 дб при проведении измерений с установкой коэффициента отклонения, начиная от 5 мВ на деление (чувствительность большинства осциллографов).

https://pandia.ru/text/79/067/images/image004_5.jpg» width=»750″ height=»373 src=»>

Налаживание

Этот этап работы должен быть проведен весьма тщательно для получения нужного результата.

После сборки усилителя необходимо прежде всего точно установить его рабочую точку подбором резистора на 120 килоом для получения максимальной амплитуды неискаженного сигнала на выходе. В данной схеме и при свежих элементах питания этот режим достигается при установке постоянного напряжения от +5.2 до +5.3 вольта на эмиттере второго транзистора. Рабочая точка второго эмиттерного повторителя не требует настройки при указанных номиналах резисторов. Далее следует точно подобрать значение нижнего по схеме резистора (в данном случае 20 килоом) входного делителя для получения требуемого маштаба (1: 2) передачи сигнала между входом и выходом прибора на относительно низкой частоте (порядка 100 КГц). Заметим, что входное сопротивление усилителя при указанных номиналах деталей составляет около 5 килоом (на той же частоте), так что при отсутствии указанного резистора коэффициент передачи устройства будет выше требуемого примерно на 3 дб (величина ослабления входного сигнала равняется (105 / 5) = 26 дб, в то время как общий коэффициент усиления схемы равен 23 дб, а требуемый коэффициент передачи всего устройства должен быть равен 0.5, т. е. минус 6 дб). Подбор компенсирущих емкостей (0.5 пф параллельно резистору на 100 килоом, и подстроечный конденсатор в нижней ветви входного делителя) осуществляется путем сравнения коэффициента передачи на двух частотах, например, 1 МГц и 30 МГц, и подбора емкостей до получения нужного постоянного коэффициента передачи устройства. Далее производится окончательная проверка устройства на верхней рабочей частоте, если у радиолюбителя имеется такая возможность. В заключение проверяется фактическая входная емкость пробника на высокой частоте (например, подключением его к контуру с известными параметрами работающего генератора и контролем изменения частоты выходного сигнала по цифровому частотомеру или приемнику). При правильном выполнении конструкции прибора она не должна существенно отличаться от указанного на схеме значения (суммарная входная емкость в изготовленном автором пробнике, измеренная на частоте 20 МГц, составила 0.505 пф).

Замечания

Данный пробник создавался автором для измерений в цепях синусоидальных ВЧ сигналов в контурах генераторов и усилительных каскадов транзисторных схем, и он в целом решает поставленную задачу. Именно по этой причине в пробнике и был выбрано указанное выше соотношение между всеми основными параметрами прибора – его частотным диапазоном, высокой чувствительностью, достаточно большим входным сопротивлением и минимально возможной входной емкостью измерителя, а также небольшим потребляемым током. Радиотехника – это всегда компромисс при заданных разработчиком предельных значениях параметров.

Активный щуп для С1-94.

http://*****/izmeren/369-tri-pristavki-k-s1-94.html

Алюминий» href=»/text/category/alyuminij/» rel=»bookmark»>алюминиевый стаканчик из-под валидола. С осциллографом щуп соединяют любым высокочастотным экранированным кабелем, желательно небольшого диаметра.

При налаживании щупа сначала подбирают (если это понадобится) резистор R1, чтобы обеспечить указанный на схеме режим работы транзистора VT2. Коэффициент передачи устанавливают подбором резистора R4, а верхнюю границу полосы пропускания — подбором конденсатора С4. Нижняя граница полосы пропускания зависит от емкости конденсатора С1.

Желательно проверить амплитудно-частотную характеристику щупа. Если на ней будет обнаружен подъем иа частотах, соответствующих верхней границе полосы пропускания, придется включить последовательно с конденсатором С4 резистор сопротивлением 30Ом

Взято отсюда: http://www. *****/lcmeter3.htm

Частотометр, измеритель ёмкости и индуктивности – FCL-meter

На транзисторе VT1 собран усилитель сигнала частотометра F1. Схема особенностей не имеет за исключением резистора R8 (100 Ом), необходимого для питания выносного усилителя с малой входной ёмкостью, во многом расширяющего область применения прибора. Его схема показана на рис. 2
.

При пользовании прибором без внешнего усилителя необходимо помнить, что его вход находится под напряжением 5 Вольт, и поэтому необходим развязывающий конденсатор в сигнальной цепи.

Предделитель частотометра F2 собран по типовой для большинства подобных прескалеров схеме, лишь введены ограничительные диоды VD3, VD4. Необходимо заметить, что при отсутствии сигнала предделитель самовозбуждается на частотах около 800-850 МГц, что является типичным для высокочастотных делителей. Самовозбуждение пропадает с подачей на вход сигнала от источника с входным сопротивлением близким к 50 Ом. Сигнал с усилителя и прескалера поступает на DD2.

Выносной щуп к осциллографу.

http://forum. /index. php? showtopic=13268&st=440

На рис. 3 представлена принципиальная схема повторителя напряжения, выполненного в виде электронного щупа к осциллографу. Схема повторителя содержит четыре транзистора. Согласованная пара полевых транзисторов VT1, VT2 с n-каналом работает в дифференциальном каскаде, транзистор VT3 является источником тока для указанного каскада, а транзистор VT4 включен в схему усилителя напряжения с общим эмиттером.

Устройство работает следующим образом. Входной сигнал подается на затвор транзистораVT1. Напряжение, усиленное полевым транзистором VT1, поступает на базу транзистора VT4.Выходное напряжение повторителя снимается с коллекторной нагрузки — резистора R10.Одновременно выходное напряжение прикладывается к затвору второго транзистора дифференциальной пары VT1, VT2. Глубокая отрицательная обратная связь и большое дифференциальное сопротивление источника тока обеспечивают близкий к единице коэффициент передачи повторителя. Выбором тока коллектора транзистора VT4 (около 4 мА) снижается нелинейность повторителя в области высоких частот. Температурная стабильность устройства обеспечивается за счет глубокой отрицательной обратной связи и введения источника тока на транзисторе VT3.

Основные характеристики повторителя напряжения представлены на рис. 4. Кривыми 1 -4 показана амплитудно-частотная характеристика устройства для различных значений емкости нагрузки. С увеличением емкости от 15 до 100 пФ полоса пропускания повторителя, измеренная на уровне 3 дБ, сужается от 25 до 10 МГц. Указанная выше емкость нагрузки складывается из емкости кабеля и входной емкости осциллографа.

Рис. 3. Вариант схемы повторителя напряжения — щупа к осциллографу

Необходимо иметь в виду, что современные радиочастотные кабели с полиэтиленовой изоляцией имеют погонную емкость, увеличивающуюся с уменьшением волнового сопротивления. Так, например, типичное значение погонной емкости кабеля с волновым сопротивлением 50 Ом равно ПО…125 пФ, с волновым сопротивлением 75 Ом — в пределах 60…80 пФ. У высокоомных кабелей и кабелей с полувоздушной изоляцией погонная емкость может быть ниже, однако они сравнительно малодоступны

https://pandia.ru/text/79/067/images/image011_6.gif» alt=»589×432, 6,8Kb — 589×432, 6,8Kb» width=»589″ height=»432″>

Как изготовить кабель-щуп для низкочастотного виртуального осциллографа?

О том, как изготовить простой низкочастотный кабель-щуп для осциллографа. https://сайт/

Подобный кабель целесообразно изготовить, даже имея набор профессиональных кабелей. Благодаря тонкому, гибкому проводу и небольшим габаритам, он может стать хорошей альтернативой громоздким и неудобным промышленным кабелям. Конечно, область применения ограничивается ремонтом аудиотехники, но если использовать виртуальный осциллограф на основе аудиокарты, то более серьёзный кабель может никогда и не понадобится.

Самые интересные ролики на Youtube

Близкие темы.

Конструкция и детали.

В качестве корпуса для щупа подойдёт оболочка от фломастера или маркера. Экранированный провод тоже сгодится любой, хотя лучше выбрать более эластичный.

На чертеже изображён щуп в разрезе. https://сайт/

Остриё – цыганская игла.
Защитная трубка – кембрик.
Втулка – сталь или латунь.
Стопорный винт – М3, сталь.
Корпус – оболочка маркера.
Кабель – провод экранированный.
Отверстие в корпусе – Ø3мм.
Втулка – М3, латунь.
Общий провод.
Скоба – узел крепления общего провода, латунь.
Шайба – М3, сталь.
Зажим – латунь.
Стопорный винт – М3, сталь.
Отверстие в заглушке – Ø3мм.
Заглушка – оболочка маркера.
Защитная трубка – кембрик.

Втулка поз.3 вклеена в отверстие оболочки маркера. Диаметр отверстие во втулке поз.3 чуть больше диаметра иглы.

Стопорный винт поз.4 фиксирует иглу во втулке поз.3.

Экранирующая оплётка кабеля припаяна к втулке поз.12, а центральный провод к игле поз.1.

Стопорный винт поз.13 фиксирует кабель во втулке поз.12.

Втулка поз.8 вкручивается в зажим поз.12, предварительно пройдя через отверстия поз.7, поз.14 и отверстие в шайбе поз.11. Таким образом, втулка поз.8 обеспечивает соединение всех элементов конструкции.

На этой картинке можно увидеть, как выглядят внутренности щупа в реальности.

Вот, что получилось.

Нужен был щуп для осциллографа, чтоб смотреть форму напряжения 700 вольт переменного тока. Цены в магазинах серьёзные — придется потратить кучу денег, что-то от 3000р. Поэтому и взялся за этот проект. Стоимость деталей около 200 рублей. Схема несложная и если найдёте указанные микросхемы — соберёте за пару дней.

Недостатки
— малая частота сигналов, которые мы можно исследовать без искажений. Для прямоугольника 20 кГц будет предел. Если настроить с некоторым сдвигом фазы, то синус можно смотреть около 50 кГц.
Преимущества
— полная гальваническая развязка до 3 кВ.

Таким образом, этот прибор отлично пойдёт для инженеров по энергетике. Конечно, не в лаборатории, а в рабочей диагностике высоковольтных линий.

Основа конструкции — гальванически изолированный усилитель ACPL-790
. Отсюда основное ограничение частот работы зонда. Усилитель питается от изолированного преобразователя напряжения. Входной сигнал (максимум 300 мВ) снимается с резисторного делителя напряжения.

В представленном экземпляре рассчитано на 2,5 кВ постоянного тока на входе. У AD620
скорость нарастания сигнала на выходе микросхемы 0,3 В/мкс.

Питание усилителя измерения также от преобразователя, обеспечивающего двухполярное напряжение ±5 В. На входе 20 резисторов в 2 полосы. При высоких напряжениях на них выделится большая мощность, при 2,5 кВ около 3 Вт.

Плата имеет размер 100×65 мм и подходит для небольшого пластикового корпуса. Производство печатной платы — китайское (по акции за 10 штук размером 100×100 меньше 10 долларов).

Калибровка
: использовалось напряжение обычной 220 В сети и качественный цифровой мультиметр. Настраиваем подстроечники до тех пор, пока на экране осциллографа не получим показания Vrms
, подобные данным эталонного мультиметра.

Источник

Ниже представлен проект USB-осциллографа, который вы сможете собрать своими руками. Возможности USB-осциллографа минимальны, но для многих радиолюбительских задач вполне сойдет. Также, схема данного USB-осциллографа может использоваться как основа для построения более серьезных схем. В основе схемы стоит микроконтроллер Atmel Tiny45.

Осциллограф имеет два аналоговых входа и питается от USB-интерфейса. Один вход задействован через потенциометр, что позволяет уменьшать уровень входного сигнала.

ПО для микроконтроллера tiny45 написано на Си и скомпилировано при помощи WinAVR и V-USB разработки Obdev, который реализует со стороны микроконтроллера HID-устройства.
В схеме не используется внешний кварц, а программно задействована частота от USB 16.5 МГц. Естественно не стоит ожидать от этой схемы дискретизации 1Gs/s.

Осциллограф работает по USB через HID-режим, не требующий установки каких-либо специальных драйверов. Софт для windows написан с использованием .NET C#. Взяв за основу мой исходник программы, вы можете дополнить ПО как вам нужно.

Принципиальная схема USB-осциллографа очень проста!

Список используемых радиоэлементов:
1 светодиод (любой)
1 резистор для светодиода, от 220 до 470 Ом
2 резистора 68 Ом для USB D+ & D-линий
1 резистор 1.5K для определения USB-устройства
2 стабилитрона 3.6V для выравнивания USB-уровней
2 конденсатора 100нФ и 47мкФ
2 фильтрующих конденсатора на аналоговых входах (от 10нФ до 470нФ), можно и без них
1 или 2 потенциометра на аналоговых входах, для уменьшения уровня входного напряжения (если нужно)
1 USB-разъем
1 микроконтроллер Atmel Tiny45-20.

В архиве содержатся файлы печатной платы под Eagle, прошивка, исходники на Си включающие USB-библиотеки и HID, программа для windows (не требует установки) и ее исходник на C#.

Осциллограф — это незаменимый помощник в мастерской радиолюбителя. С его помощью можно наблюдать форму сигнала, измерить длительность, частоту, амплитуду. Цифровой осциллограф способен запомнить изображение на экране, выводить на экран сопутствующую информацию о сигнале и многое другое.

Стоит осциллограф дорого, особенно цифровой, а вот сделать его из набора не сложно и не дорого.

Как-то на днях купил я недорого набор для сборки цифрового осциллографа в китайском интернет магазине GEARBEST

Набор пришёл довольно быстро (около 2 нед) с подробной инструкцией, схемой на английском. Было всё понятно, т.к. описание в картинках подробно расписано шаг за шагом.

Принципиальная схема цифрового осциллографа DSO 138

Характеристики осциллографа

Тип: набор DIY цифровой осциллограф

Материал: PCB плата, 2,4″ дисплей + все необходимые компоненты

Входное напряжение: DC 9V (стабилизированное)

Ток потребления: 120 мА

Ширина полосы входного сигнала: 0-200KHz

Чувствительность: 10 мВ / дел — 5В / Div (1 — 2 — 5 прогрессивный способ) электронное регулируемое вертикальное смещение

Частота дискретизации: 1Msps

Входное сопротивление: 1MОм

Макс. входное напряжение: 50Vpp (1:1 щуп)

Буфер: 1024 Bytes

Диапазон времени: 10 микросекунд / Div — 50s / Div (1 — 2 — 5 прогрессивный способ)

Точность: 12 бит

Размеры Размер экрана: 52 х 40 мм

Размер печатной платы: 117 х 76 мм

Вес и размер упаковки Вес продукта: 0,120 кг

Вес упаковки: 0,50 кг

Размер продукта (Д х Ш х В ) : 10 х 5 х 2 см

Размер упаковки (Д х Ш х В ) : 13,5 х 7,5 х 9,0 см

Подробное описание сборки набора осциллографа

Этот набор сложнее, чем рассматриваемый ранее набор частотомера, но при аккуратной и внимательной сборке работает сразу без проблем.

На печатной плате уже был припаян прошитый микроконтроллер. Это 32 битный микроконтроллер, базирующийся на ARM 32-bit Cortex™ — M3 ядре. Максимальная частота работы 72 МГц, также он имеет 2 x 12-bit, 1 μs АЦП. Есть в других наборах уже впаяны все smd детали. В моём только микроконтроллер, но остальные я сам впаял без особого труда остро заточенным паяльником и в очках с подсветкой. Все smd детали были по количеству на одну больше для запаса на случай потери такой крохотульки 🙂

Шаг 1.

Чтобы было удобнее, пока на плате нет других деталей, первым делом я впаял все smd компоненты. Микроконтроллер (квадратик с выводами четырёх сторон), как я писал, был уже впаян.

Паяем аккуратно и не перегреваем микросхемы. Держать паяльник на одной ножке не более 2 сек! Используем припой (тонкая проволока с канифолью внутри) и паяльную пасту. Следим чтобы не перемыкали вывода между собой и в тоже время хорошо припаяны к контактным площадкам.

Шаг 2.

Далее я припаял все пассивные компоненты (сопротивления, дросселя и конденсаторы).

Тут без особых комментариев. Вставляем деталь согласно прилагаемой инструкции в печатную плату, обрезаем лишний отрезок вывода и хорошо припаиваем. Вокруг контактных площадок с обратной стороны платы близко подходит экранный слой. Поэтому паяйте аккуратно, чтобы припой не замкнул на экранный слой и соседние дорожки.

Немного о маркировке керамических конденсаторов: эти конденсаторы маркируются также как и резисторы. Первые две цифры — это число, третья цифра — количество нулей после числа. Например 121 — это 120 пф, 203 — это 22 000 пф или 22нф, 104 — это 100000 пф или 100 нф или 0,1 мкф.

У электролитических конденсаторов есть полярность. Не путаем + и — !

Шаг 3.

Далее паяем всё оставшееся: диоды, транзисторы, кварц, светодиод, кнопки, разъёмы, переключатели…

При пайке транзисторов и диодов, так же как и микросхемы — не перегреваем! Держать паяльник на одной ножке не более 2-3 сек!

Диоды имеют катод и анод, поэтому при пайке смотрим на кольцо с одного краю (это катод). Не путаем так же установку транзисторов! Внимательно смотрим маркировку, они похожи на микросхемы — стабилизаторы 78L05 и 79L05

Разъёмы и переключатели хоть и блестят, но паяются плохо. Я предварительно зачистил ножки мелкой наждачкой.

При пайке кварца надо немного приподнять от платы, т.к. он металлический и может замкнуть контактные площадки. Можно подложить под него диэлектрик.

Шаг 4.

К плате дисплея нужно припаять только три разъёма.

После того как всё припаяно промываем плату спиртом не нужной зубной щёткой или ватным диском.

Шаг 5.

После того как плату просушили, ещё раз проверяем качество пайки.

После перед под соединением дисплея к основной плате припаяем две перемычки. Сделать их можно из откусанных выводов.

Шаг 6.

Подключаем питание. Источник питания: постоянное стабилизированное напряжение 9 В с максимальным током не менее 200 мА.

Проверяем соответствия на разъёме 9 В.
Проверяем в контрольной точке 3,3 В.
Если всё нормально, выключаем питание и устанавливаем перемычку JP4.

Шаг 7.

Вставляем дисплей в разъёмы (3 шт).

Подключаем ко входу щуп (есть в комплекте) и включаем питание.

Если всё правильно, видим на экране сайт производителя, версию прошивки и номер дисплея:

Далее, через несколько секунд появляется шкала и синусоида, даже при не подключенных никуда щупе и включенном переключателе на максимальную чувствительность — 10мВ

Вверху два разъёма: вход сигнала и питание.

Слева находятся переключатели: измерение постоянной и переменной составляющей (открытый и закрытый вход).

Второй и третий переключатели — входной аттенюатор прибора (чувствительность) и аттенюатор после входного усилителя. Они позволяют выбрать масштаб по оси напряжения. Если выбран 1 Вольт, то это означает, что в этом режиме размах в одну масштабную клетку экрана будет равен напряжению в 1 Вольт.

С помощью второго переключателя выбираем напряжение, а третьего множитель. При помощи этих переключателей можно выбрать девять фиксированных уровней входного напряжения (от 10 мВ до 5 В).

Светодиод — индикатор наличия и синхронизации сигнала.

Справа — кнопки управления: запоминание, выбор, установки параметров (смещение, синхронизация, размах). Все изменения отображаются на экране по кругу. Нижняя кнопка — сброс.

Таблица напряжений в контрольных точках

Подстроечными конденсаторами устанавливаем правильную форму отображаемого сигнала. Для этого нужно подать источник прямоугольных импульсов. Лучше это сделать один раз с фабричного генератора стандартных сигналов. Можно подать сигнал от внутреннего генератора (фото ниже). Для этого подсоединяем красный «крокодил» щупа на перемычку J2 (вверху платы). Конденсаторами выравниваем чёткие прямоугольные формы.

Надеюсь, что обзор данного конструктора-осциллографа был интересен и окажется полезным при сборке. Удачи!

А.В.Зотов, Волгоградская обл.

Кто заинтересовался набором можете пройти на сайт магазина: GEARBEST.com

П О П У Л Я Р Н О Е:

Бисером называются мелкие круглые или граненые шарики, короткие трубочки из стекла, фарфора, пластмассы, керамики, металла с отверстием для низания. Они могут иметь самые разные формы и размеры. Бисер, изготовленный в виде коротких трубочек, называется рубленым или просто рубкой. Подробнее…

Увеличение срока службы и повышение надёжности.

Как увеличить срок службы стиральной машины? Как избежать поломок? Как правильно эксплуатировать стиральную машину-автомат? Об этом и пойдет речь в этой статье. Эта статья поможет вам ближе познакомиться с вашей стиральной машиной и узнать: как максимально продлить её срок службы.

Кухонная вытяжка – сегодня стала одним из необходимых атрибутов кухни. Она представляет собой корпус из металла или пластика, иногда с деревянными или стеклянными вставками, оснащённая электровентилятором с разными ступенями оборотов и системой фильтров.

Установив на кухню вытяжку Вы позаботитесь о борьбе с жиром и копотью, чтобы кухню содержать в чистоте и после каждой готовки не устраивать генеральную уборку.

Перед тем, как купить вытяжку нужно обратить внимание: какие бывают вытяжки, как она работает и на её принцип действия.

При настройке собранных электронных схем, особенно цифровых, необходимо бывает проводить различные измерения. Для этого можно пользоваться различными пробниками, например логическим пробником, самым простым, состоящим из светодиода, токоограничительного резистора, и проводков оканчивающихся с одного конца щупом, а с другого крокодилом. С его помощью мы можем убедиться, присутствует ли у нас логическая единица, или ноль, например на ножке МК, или выводе Ардуино. Я же решил пойти дальше, собрать то, что думаю заинтересует простотой сборки многих новичков, позволит получить полезные знаний из теории, посмотреть на форму сигнала, например, как это выглядит при мигании того же светодиода, и конечно же им можно будет проверить наличие логического ноля или единицы, на ножке МК. В общем, решил собрать простейший осциллографический пробник, с подключением к компьютеру по USB порту.

Данная схема является иностранной разработкой, откуда впоследствии она перекочевала в Рунет, и разошлась по множеству сайтов. В поисках детальной информации при его сборке, обошел множество сайтов, не меньше 10-12. На всех них были только краткое описание, переведенное и содранное с забугорного сайта и прошивка для скачивания, с примером выставления фьюзов. Ниже представлена схема этого осциллографического пробника:

Схема usb осциллографа-пробника

Я сознательно не называю его чисто осциллографом, потому что он не дотягивает до этого звания. Давайте разберем подробнее, что же он представляет из себя. Бюджет устройства составляет всего 250, максимум 300 рублей, и его сборку может позволить себе любой школьник или студент. Как наглядного пособия, для отработки навыков пайки, прошивания МК, в общем, для отработки всех навыков, необходимых для самостоятельного конструирования цифровых устройств. Если кто-то сразу загорелся и собрался немедленно бежать в магазин, за покупкой радиодеталей, подождите, у этого осциллографического пробника, есть несколько существенных минусов. У него очень неудобный софт, оболочка, в которой собственно мы и будем наблюдать наш сигнал. На следующем фото показано, как я ловлю момеху от пальца:

Сказать, что оболочка сырая, это значит ничего не сказать… Даже оболочки для использования, в качестве низкочастотного осциллографа на звуковой карте, существенно обходят ее по своим возможностям. На следующем фото, на короткое время касаюсь щупами выводов батарейки:

Начнем с того, что показания у нас выводятся в милливольтах, и шкалы по напряжению, соответствующей реальным значениям, попросту нет. Но и это еще не все. Схема устройства, как мы можем увидеть, посмотрев на рисунок со схемой, основана на МК Tiny 45.

В данном устройстве не применяется внешний быстродействующий АЦП, и это её существенный недостаток. Это означает, что при измерении сигнала с частотой, на которую наш пробник – осциллограф не рассчитан, мы получим на экране, просто прямую линию… Недавно мне потребовалось провести ремонт пульта дистанционного управления, диагностика показала, что и питание приходит, и дорожки все целые, и контакты на плате, вместе с резиновыми кнопками почищены, все безрезультатно, пульт не подавал признаков жизни. На местном радиофоруме, мне предложили заменить керамический резонатор, на котором кстати не было ни трещин, ни каких других внешних признаков, по которым можно было бы решить, что деталь неисправна. Решил послушать совета, сходил в магазин и купил новый керамический резонатор на 455 кГц, стоимостью всего 5 рублей, перепаял его, и пульт сразу “ожил”.

К чему я это рассказываю? А к тому, что после сборки этого пробника, пришла в голову мысль проверить на пульте генерацию тактового сигнала. Не тут-то было. Пробник-осциллограф показал, на одной ножке резонатора условно низкий уровень, на другой высокий, и вывел прямую линию. Не справившись даже с частотой 455 кГц. Теперь, когда вы предупреждены о его минусах, вы можете сами определиться для себя, нужен ли вам такой осциллографический пробник. Если все же да, то продолжаем чтение). Входное сопротивление обоих каналов осциллографа равно 1 МОм.

Для этой цели нам будет нужно приобрести и запаять подстроечные резисторы на 1 МОм, делитель сигнала 110. Соответственно сопротивления делителя, у нас должны составлять 900 и 100 КилоОм. Я решил использовать 2 канала осциллографа, так как был в наличии разъем – гнезда, распаянные на плате, два тюльпана, и разница в стоимости деталей для меня составляла, по сути, только стоимость подстроечного резистора. Другое дело, что оба канала оказались не идентичны по своим показаниям. Как мы видим на схеме один канал был рассчитан на работу с делителем, а другой нет. Ну да это не беда, если потребуется, чтобы и этот канал работал без делителя, нам достаточно выкрутить положения движка подстроечного резистора в ноль, тем самым подав сигнал с выхода, напрямую на ножку МК. Это может быть полезным при измерении сигналов, на двух линиях с низкой амплитудой. На следующем фото показано, как я снимаю сигнал с мультивибратора:

Также мы можем, покрутив регулятор подстроечного резистора, выставить, какой делитель нам требуется, 110, 125, 150, 1100, или любой другой, измерив мультиметром сопротивление, между центральным выводом и крайними выводами подстроечного резистора. Это может потребоваться для измерения формы сигнала, с большой амплитудой напряжения. Для этого нужно будет лишь подсчитать, получившиеся соотношения сопротивлений делителя. Есть еще один важный нюанс, на иностранном сайте автора схемы, при выборе фьюзов указано, что нужно перевести фьюз – бит Reset Disable в положение включено. Как мы помним, отключение этого фьюз – бита, прекращает возможность последовательного программирования. Фьюзы которые нужно изменить, показаны на следующем рисунке:

В данной схеме Pin 1 Reset не используется как Pin, поэтому нам изменять этот фьюз-бит не обязательно. Но на одном из форумов, для более стабильной работы осциллографа – пробника, рекомендовали притянуть Pin Reset через резистор 10 килоОм к плюсу питания, что я и сделал. Также, когда искал информацию по нему, ни на одном из сайтов я не нашел понятного и доступного объяснения, насчет источника тактирования МК Tiny 45. Так вот, в этой схеме МК тактируется не от внутреннего RC – генератора, не от кварцевого резонатора, а от внешнего тактового сигнала, подаваемого на МК от USB порта. Логично предположить, что выбрав этот источник тактирования, МК перестанет у нас быть виден, в оболочке для прошивания, при отключении от USB порта, поэтому сначала залейте прошивку, а затем внимательно выставляйте фьюз биты.

Давайте разберем схему осциллографа более подробно, на сигнальных линиях USB порта D+ и D-, установлены согласующие резисторы на 68 Ом. Изменять их номинал не рекомендую. Между сигнальными жилами и землей, рекомендовано для снижения помех, установить керамические конденсаторы на 100 наноФарад. Такой же конденсатор на 100 наноФарад, нужно установить параллельно электролитическому, на 47 микроФарад, установленному по цепям питания +5 вольт и земля. Между землей и сигнальными линиями, должны быть установлены стабилитроны на 3.6 Вольта. Я правда поставил на 3.3 вольта, все работает нормально. Предусмотрена индикация включения на светодиоде, включенном последовательно с резистором 220-470 Ом.

Номинал в данном случае не критичен, и от него зависит только яркость свечения светодиода. Я установил на 330 Ом, яркость свечения достаточная. В схеме установлен резистор номинала 1.5-2.2 килоОма, для определения устройства операционной системой.

Подпаивайте провода USB кабеля к плате ориентируясь по распиновке кабеля, а не по расположению на схеме осциллографа. На схеме очередность следования жил указана произвольно. Также из несущественных недостатков, по отзывам пользовавшихся, после перезагрузки Windows, нам потребуется переткнуть осциллограф заново в USB порт. Не забудьте снять фьюз – бит делитель тактовой частоты на 8 CKDIV 8. Данный осциллограф не требует для своей работы, каких-то сторонних драйверов, и определяется как Hid устройство, аналогично мышке или клавиатуре. При первом подключении, устройство определится как Easylogger. На следующем рисунке, приведен список необходимых для сборки деталей.

Существует 6 версий программы Usbscope, оболочки, в которой собственно мы и наблюдаем график. Первые три версии не поддерживают 64-битные операционные системы Windows. Начиная с четвертой версии Usbscope, поддержка обеспечена. Для работы программы на компьютер должен быть установлен Netframework. На сайте автора были выложены исходники прошивки, и исходники программы-оболочки, так что возможно найдутся умельцы, которые смогут дополнить софт. Какое-же практическое использование данного осциллографа, неужели только как игрушка? Нет, данный прибор используется в автоделе домашними умельцами, как бюджетная замена дорогому осциллографу, для настройки автомобильных систем зажигания, расхода топлива и подобных нужд.

Видимо частота работы в автоделе достаточно низкая, и данного пробника минимально хватает, хотя бы для разовых работ. Для подключения к измеряемой схеме спаял два щупа, использовав для этого, с целью снизить уровень помех, экранированный провод, тюльпаны или разъем RCA. Это обеспечивает легкое подключение и отсоединение щупов от осциллографа.

Один из проводов – щупов осциллографа, оканчивается для измерения щупом от мультиметра для сигнальной жилы, и крокодилом для подключения к земле.
Второй щуп оканчивается крокодилами разных цветов, и для сигнальной жилы и для земли.

Вывод: сборка данного пробника, целесообразна, скорее как наглядное пособие, для изучения формы низкочастотных сигналов. Для практических целей, например для проверки и настройки импульсных блоков питания, в частности работы ШИМ контроллеров, данный пробник не годится однозначно, так как не может обеспечить необходимого быстродействия. Поэтому не может являться заменой, даже самому простому советскому осциллографу, и даже простым осциллографам с Али экспресс.

Скачать архив со схемой, прошивкой, скрином фьюзов и оболочкой осциллографического пробника, можно по ссылке. Всем успехов, специально для Радиосхемы – AKV.

Источник

Внешний вид самодельного ДП представлен на фотографии.

Схема электрическая принципиальная ДП представлена на рисунке.

Каналы А и Б отличаются только нумерацией выводов используемых микросхем. Рассмотрим работу канала А.

Конструкция и детали

Налаживание

Устанавливаем коэффициент передачи в обеих каналах ДП 1:100. Подключаем оба входа канала А (вход «+» и вход «-») к фазному проводу 220В, а общий провод ДП (корпус) к нулевому проводу – не перепутайте. Вращая ось подстроечного резистора R8 добиваемся минимально возможной амплитуды сигнала на экране осциллографа. У меня получилось от пика до пика меньше 1 mВ. Проделываем аналогичные процедуры с каналом Б. На этом наладка ДП закончена.

Опыт использования ДП

По моим оценкам сигнал довольно чистый, т.е. ДП успешно справился со своей задачей.

15 янв 2012

01:28 pm — Дешевый дифференциальный щуп к осциллографу.

Продающиеся дифференциальные щупы к осциллографу стоят от 5 тысяч рублей.
Они нужны что бы просматривать два независимых сигнала на одном осциллографе.
Для большинства случаев их свойства слишком хорошие: полоса пропускания больше 20 МГц, хотя многие осциллографы даже такой сигнал показать правильно не смогут.
Поэтому я себе сделал щуп на микросхемах lm318, он без искажений пропускает сигнал до 100 кГц, что достаточно для ремонта большинства импульсных БП, а если вместо осциллографа используется звуковая плата компьютера, то большего не надо в любом случае, ибо она пропускает только до 200кГц:)
Стоимость всех деталей около 100 рублей, хотя я точно не считал.

Схема щупа.

При желании щуп можно улучшить:
-добавить балансировку, сейчас может быть сдвиг приведенный ко входу равным 1В, что для сигналов в больше 100В несущественно;
-добавить фильтр низкой частоты, что бы подавлять выброс ЛАХ на частотах около 1МГц, вызванной широкой пропускания и задержкой распространения сигнала LM318.
Теоретически, можно обойтись одним ОУ или широкополосным инструментальным усилителем, но здесь будут мешать емкостные связи между электродами щупов, от которых сложно избавиться.

Если нужна полоса пропускания несколько МГц, то в этой схеме надо заменить LM318 на AD818 и убрать конденсаторы по 10пФ, которые нужны LM318 для подавления возбуждения.
Только тогда цена щупа будет больше 700 рублей, ибо AD818 стоит 120р, а LM318 только 15.

Два активных делителя подключенных к наконечникам щупа можно выполнить по схеме предложенной И. Нечаевым в журнале Радио.

Такая схема имеет смысл только с м/с аналогичными AD812: токовой обратной связью. С микросхемами аналогичными LM318 или AD818 лучше моя схема, ибо у инвертирующего усилителя лучше частотные свойства, чем у неинвертирующего.
Сделать дифференциальный усилитель на AD812 не получиться, ибо инвертирующий вход AD812 имеет низкое сопротивление.

From:	Dmitriy Eremenko
Date:	13, Август 2016 10:16 pm

From:	zepete
Date:	14, Август 2016 12:45 pm

From:	zepete
Date:	14, Август 2016 02:56 pm

From:	zepete
Date:	14, Август 2016 04:00 pm

From:	Dmitriy Eremenko
Date:	14, Август 2016 05:23 pm

From:	zepete
Date:	14, Август 2016 08:58 pm

From:	Dmitriy Eremenko
Date:	15, Август 2016 04:41 pm

From:	zepete
Date:	15, Август 2016 07:39 pm

Щуп собран на отрезке фольгированного стеклотестолита и помещен в металлическую трубку, выполняющую роль экрана. Чтобы не вызывать аварийных ситуаций, когда и если щуп падает на включенное испытуемое устройство, трубка покрыта термоусадкой. Без покрытия заготовка выглядит вот так:

Щуп в разобранном виде:

Конструкции могут быть разными. Просто нужно учитывать некоторые вещи:

Если выполняете щуп без делителя, т.е. он не содержит в себе больших сопротивлений и переключателей, т.е. элементов подверженных электромагнитным наводкам, то целесообразно экранированный провод щупа протягивать до самой иглы. В этом случае дополнительная экранировка элементов вам не понадобится и щуп можно выполнять из любого диэлектрика. Например использовать один из щупов для тестера.
Если в щупе выполнен делитель, то когда вы берете его в руки, вы неизбежно будете увеличивать наводки и помехи. Т.е. потребуется экранировка элементов делителя.

В моем случае соединение трубки с экраном (точнее с обратной стороной стеклотестолита) выполнено припаиванием пружинки на тектолит, которая и создает контакт между экраном и платой щупа.

В качестве иглы использовал «Папу» от разъема типа ШР. Но ее можно выполнить и из любого другого подходящего стержня. Разъем от ШР удобен тем, что его «Маму» можно впаять в зажим, который можно будет при необходимости надевать на щуп.

Подбор провода

Отдельного упоминания заслуживает подбор провода. Правильный провод выглядит так:

Миниджек 3,5 мм расположен рядом для масштаба

Правильный провод представляет из себя более-менее обычный экранированный провод, с одним существенным отличием – центральная жила у него одна. Очень тонкая и выполнена из стальной проволоки, а то и проволоки с высоким удельным сопротивлением. Почему именно так поясню немного позже.

Такой провод не сильно распространен и найти его достаточно непросто. В принципе, если вы не работаете с высокими частотами порядка десятка мегагерц, особой разницы, использовав обычный экранированный провод, вы можете и не ощутить. Встречал мнение, что на частотах ниже 3-5 МГц выбор провода не критичен. Ни подтвердить, ни опровергнуть не могу – нет практики на частотах выше 1 МГц. В каких случаях это может сказываться тоже скажу позже.

Самодельные осциллографы нечасто имеют полосу пропускания в несколько мегагерц, поэтому используйте тот провод, который найдете. Просто стремитесь подобрать такой, у которого центральные жилы потоньше и их поменьше. Встречал мнение, что центральная жила должна быть потолще, но это явно из серии «вредных советов». Малое сопротивление проводу осциллографа без надобности. Там токи в наноамперах.

И важно понимать, чем ниже собственная емкость изготовленного щупа, тем лучше. Это связано с тем, что когда вы подключаете щуп к исследуемому устройству, вы тем самым подключаете дополнительную емкость.

Если подключаете напрямую на выход логического элемента либо в ИБП, т.е. к достаточно мощному источнику сигнала, имеющему достаточно малое собственное сопротивление, то все будет отображаться нормально. Но если в цепи есть значительные сопротивления, то емкость щупа будет сильно искажать форму сигнала, т.к. будет заряжаться через это сопротивление. А это означает, что вы уже не будете уверены в достоверности осциллограммы. Т.е. чем ниже собственная емкость щупа, тем шире диапазон возможных применений вашего осциллографа.

Принципиальные схемы щупов

Собственно схема щупа, которую я применил, предельно проста:

Это делитель на 10 для осциллографа с входным сопротивлением 1 мегом. Сопротивление лучше составить из нескольких, соединенных последовательно. Переключатель просто замыкает напрямую добавочное сопротивление. А подстроечный конденсатор позволяет согласовать щуп с конкретным прибором.

Пожалуй вот более правильная схема, которую стоило бы рекомендовать:

Она явно лучше по допустимому напряжению, так как пробивное напряжение резисторов и конденсаторов СМД обычно принимают за 100 вольт. Встречал утверждения, что они выдерживают и 200-250 вольт. Не проверял. Но если вы исследуете достаточно высоковольтные цепи, стоит применить именно такую схему.

Я ее никогда не делал, рекомендаций по настройке (подбору конденсаторов С2, С3, С4) дать не могу.

Немного обещанной теории

Емкость прямо пропорциональна площади проводников и обратно пропорциональна расстоянию между ними. Там еще есть коэффициент, но для нас это не важно сейчас.

Имеем два проводника. Центральная жила и экран провода. Расстояние между ними определяется диаметром провода. Площадь экрана сильно снизить не получится. Да и не надо. Остается снижать ПЛОЩАДЬ ПОВЕРХНОСТИ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЖИЛЫ.

Т.е. снижать ее диаметр насколько это технически целесообразно без потери механической прочности.

Ну а чтобы повысить эту самую прочность при уменьшении диаметра надо выбрать материал попрочнее.

Провод можно представить так:

Распределенная емкость по длине провода. Ну а чем больше будет удельное сопротивление материала центральной жилы, тем меньшее влияние соседние участки (соседние емкости) будут оказывать друг на друга. Поэтому целесообразен провод с высоким удельным сопротивлением. По этой же самой причине нецелесообразно делать провод щупа слишком длинным.

Разъемы рассматривать не буду. Лишь скажу, что оптимальным для осциллографа считаю разъемы BNC. Они чаще всего и применяются. Миниджек, аудиоразъем я бы применять не рекомендовал (хотя сам применяю, в силу того, что не использую осциллограф в цепях со значительными напряжениями). Он опасен. Дернули провод при проведении исследований цепей с хорошим напряжением. Что происходит далее? А далее миниджек, скользя по гнезду, может вызвать замыкание. И даже если в силу разных причин ничего не произошло, на самом миниджеке будет присутствовать это напряжение. А если он упадет к вам на колени? А там открытый центральный контакт и земля рядом.

Лето, жарко, любите работать в трусах? Выбирайте BNC (не реклама). BNC тем и хорош. Его не выдернешь просто так. А даже если и случилось – он закрытый. Ничего опасного произойти не должно, то что в трусах, не пострадает))

Дополнительную информацию можно почерпнуть из цикла статей Входные узлы самодельных осциллографов. Так, теорией поутомлялись, теперь

Щуп № 2

Он хорош тем, что его можно вставить так:

Или вот так, ему безразлично, он свободно крутится.

Устроен он примерно так:

Единственное, что на нем еще будет сделано. Отверстие для выхода провода земли из щупа будет залито каплей термоклея, чтобы сложнее было вырвать его при случайном рывке и провод будет зафиксирован в рукоятке отрезком спички, заточенным под пологий клин.

Чтобы не оборвать и не открутить центральную жилу. Кстати это самый простой способ «лечить» дешевые китайские щупы для тестера, чтобы провод не отламывался от наконечника.

На что стоит обратить внимание: Экран доходит почти до самого наконечника. Не должно быть под пальцами значительного по площади открытого участка центральной жилы, иначе вы будете любоваться наводками с рук на дисплее ослика.

Специально для сайта Радиосхемы — Тришин А.О. Г. Комсомольск-на Амуре. Август 2018 г.

Обсудить статью САМОДЕЛЬНЫЙ ЩУП ДЛЯ ОСЦИЛЛОГРАФА

GSM прослушка — схема отличного жучка, переделанного из обычного недорогого мобильника.

Adblock detector

Источник

Дифференциальный пробник для осциллографа своими руками

Самый простой в изготовлении осциллографический пробник-генератор и щуп с делителем своими руками.

Ремонт щупа 1:100 для осциллографа из СССР и его апгрейд. Как он устроен и работает.

Щуп для осциллографа DSO-138.

Дифференциальные пробники для осциллографов

Назначение, особенности

Купить дифференциальные пробники для осциллографов

Цифровой осциллографический пробник «ChameIeon_D»

Двухканальный дифференциальный пробник для осциллографа

Перечень радиоэлементов

Выбери свой пробник при покупке осциллографа InfiniiVision 3000T

Дифференциальный пробник Micsig DP10013 100MHz 50X/500X

Осциллографические пробники и аксессуары

Двухканальный дифференциальный пробник для осциллографа

Список радиоэлементов

Прикрепленные файлы:

Список радиоэлементов

Теги:

Самые интересные ролики на Youtube

Близкие темы.

Конструкция и детали.

Принципиальная схема цифрового осциллографа DSO 138

Характеристики осциллографа

Подробное описание сборки набора осциллографа

Таблица напряжений в контрольных точках

П О П У Л Я Р Н О Е:

Увеличение срока службы и повышение надёжности.

Схема usb осциллографа-пробника

15 янв 2012

01:28 pm — Дешевый дифференциальный щуп к осциллографу.

Подбор провода

Принципиальные схемы щупов

Немного обещанной теории

Щуп № 2

Добавить комментарий Отменить ответ