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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 산화물 커패시터의 커패시턴스 미터 및 EPS - 멀티 미터에 부착. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전
저자는 널리 사용되는 83x 시리즈 멀티미터에 대한 부착물을 사용하여 산화물 커패시터의 매개변수를 측정하는 주제를 계속합니다. 이전 개발과 마찬가지로 셋톱박스는 멀티미터의 내부 ADC 안정기에 의해 구동됩니다. ESR(ESR) 및 산화물 커패시터의 커패시턴스를 보드에서 제거하지 않고도 측정할 수 있습니다. 기사 [1,2]에는 산화물 커패시터의 ESR을 측정하는 장치가 설명되어 있습니다. 용량까지 측정해 주면 훨씬 더 편리할 것 같습니다. 이러한 부착의 다이어그램이 그림 1에 나와 있습니다. XNUMX.
주요 기술 특성
부착물은 ESR과 커패시턴스라는 두 개의 미터로 구성됩니다. 측정 유형은 스위치 SA2를 사용하여 선택됩니다. "ESR" 위치에서는 "Cx" 소켓(XS1, XS2)에 연결된 커패시터의 ESR이 측정되고 "C" 위치에서는 커패시턴스가 측정됩니다. 위에서 언급한 ESR 미터의 회로 설계는 [1, 2]에서 따왔으며, 여기에는 작동 및 설정에 대한 설명도 나와 있습니다. 커패시턴스를 측정할 때 공통 와이어에서 소켓 XS2를 분리하기 위해 스위치 SA2.2(섹션 SA2)가 추가되었으며 트랜지스터 VT3의 드레인 및 소스 단자 연결이 변경되어 내부 다이오드의 션트 효과가 정확도에 미치는 영향을 제거했습니다. 그것의 측정. 커패시터 C6의 커패시턴스를 0,22미크론으로 줄이면 판독값을 설정하는 데 걸리는 시간이 4초로 단축되었습니다. ESR 측정의 정확도에 대한 커패시터 C9의 전압 영향은 저항 R3의 저항을 줄임으로써 배제됩니다. 커패시턴스 미터는 1983년 영국 잡지 "Wireless World"에 의해 출판되고 1984년 잡지 "Radio"에 의해 러시아어로 번역된 잘 알려진 방식에 따라 조립됩니다 [3]. 멀티미터 ADC 안정기의 낮은 출력 전압(3V)과 낮은 부하 용량을 위해서는 커패시턴스 미터에서 전류 소비가 1μA 이하인 저전압 DA3-DA45 레일-투-레일 연산 증폭기를 사용해야 했습니다. 4]. 미터 작동에 필요한 -3V 공급 전압은 표준 회로에 따라 연결된 DA4 칩의 고효율 전압 변환기에서 얻습니다. 연산 증폭기 DA1.1, DA1.2, DA2.1에 조립된 함수 발생기는 연산 증폭기 DA1.1의 비교기 출력에서 직사각형 모양의 양극 펄스 신호를 생성하고 적분기 출력에서 삼각형의 양극 펄스 신호를 생성합니다. 연산 증폭기 DA2.1에서 각각 그림에 표시됩니다. 2,a 및 b. DA1.2의 노드는 포지티브 피드백을 제공하는 인버터입니다. 발전기 주파수(50, 5 또는 0,5Hz)에 따른 커패시턴스 측정 한계는 스위치 SA1을 사용하여 선택됩니다. 적분기 출력의 삼각 신호의 진폭은 비교기의 저항 R1과 R4의 저항 비율로 지정됩니다. 2V와 같습니다.
저항성 전압 분배기 R10R11에 의해 진폭이 50mV로 감소된 이러한 신호는 연산 증폭기 DA2.2에 조립된 단일 전압 이득을 갖는 버퍼 증폭기에 공급됩니다. 출력 신호는 측정된 커패시터 C에 공급됩니다.х, 그 중 한 핀은 소켓 XS1에 연결됩니다. 이 신호의 진폭을 사용하면 대부분의 경우 보드에서 커패시터를 제거하지 않고도 측정을 수행할 수 있습니다. 측정중인 커패시터의 다른 단자가 연결된 소켓 XS2는 저항 R17을 통해 연산 증폭기 DA3.2의 반전 입력에 연결됩니다. 커패시터가 연결되면 이 연산 증폭기와 저항 R18은 미분기를 형성하며 출력에서 다극 사다리꼴 펄스가 나타납니다(그림 2c). 버퍼 증폭기의 출력 전류와 동일한 미분기의 최대 입력 전류는 동일한 저항 R18(R17)에 의해 제한됩니다. 동기 검출기는 절연 게이트가 있는 VT4 전계 효과 트랜지스터에 조립됩니다. 여기서는 [3]에서와 같이 pn 접합이 있는 전계 효과 트랜지스터를 사용하는 것이 낮은 공급 전압으로 인해 불가능합니다. 연산 증폭기 DA3.1과 전계 효과 트랜지스터 VT1을 기반으로 한 비교기는 동기 검출기의 상태를 제어합니다. 커패시터 C가 연결된 순간부터 작동을 고려해 봅시다х. 연산 증폭기 DA1.1 (그림 2, a)의 비교기 출력에 음극성의 직사각형 펄스가 나타나면 트랜지스터 VT1이 열리고 +3V 공급 전압이 비반전 입력에 공급됩니다. 연산 증폭기 DA3.1에 조립된 비교기. 약 +3V의 전압이 나타나고 출력에 유지되므로(그림 2d) 트랜지스터 VT4가 닫힙니다. 비교기와 트랜지스터 VT4의 이 상태는 함수 발생기의 출력에서 저항 R3.1를 통해 비반전 입력 DA12로 들어오는 삼각 펄스의 양극성에도 불구하고 유지됩니다. 삼각 펄스의 극성이 변할 때, 전압이 0에서 -2 V로 선형적으로 변하기 시작하면(그림 2, b), 트랜지스터 VT1은 이미 닫혀 있고(게이트 전압 + 3 V) 출력에서 입력 네거티브 펄스의 비교기는 tH3M 시간에 설정되고 유지되며 전압은 약 -3V입니다(그림 2d). 동기 검출기의 트랜지스터 VT4가 열립니다. 이 순간 미분기 출력의 양극성 사다리꼴 펄스는 이미 가장 평평한 상단을 가지고 있으며 알려진 바와 같이 진폭 값은 측정된 커패시턴스 C에 비례합니다.х. 연산 증폭기 DA1.1의 출력에 음 극성의 다음 직사각형 펄스가 나타나면 프로세스가 반복됩니다. 저항 R2를 통해 검출기 출력 (그림 19, c, e)에서 감지 된 사다리꼴 펄스 부분은 커패시터 C9에 공급되어 진폭 값 (그림 2, f)으로 빠르게 충전됩니다. 저항은 충전 전류를 제한합니다. 커패시터 C9에는 커패시턴스 C에 비례하는 일정한 전압이 있습니다.х, 저항 R16의 저항과 멀티미터의 입력 저항(1MOhm)으로 구성된 분배기를 통해 측정을 위한 "VΩmA" 입력으로 이동합니다. 콘솔은 양쪽이 유리섬유 호일로 만들어진 보드에 조립되어 있습니다. 인쇄 회로 기판 도면은 그림 3에 나와 있습니다. 4, 그 위에 있는 요소의 위치는 그림 5에 나와 있습니다. 1. 조립된 콘솔의 사진은 Fig. 2. 단일 핀 XP3 "NPNc" - 커넥터에 적합합니다. 핀 XP1 "VΩmA" 및 XP2 "COM"은 실패한 멀티미터 테스트 리드에서 나온 것입니다. 입력 소켓 XS350, XS02 - DINKLE의 나사식 터미널 블록 021-12-350-1 시리즈 2. 스위치 SA23, SA19는 MSS, MS, IS 시리즈의 슬라이더입니다(예: 각각 MSS-23D18(MS-22D18) 및 MSS-22D16(MS-2D3)). 커패시터 C63, C1은 4V 전압용 수입 필름 출력입니다. 다른 모든 커패시터는 표면 실장용입니다. 커패시터 C7, C1206-C8 - 세라믹 크기 0808, C9 - 11, C1206-CXNUMX - 탄탈륨 B. 모든 저항기는 크기 XNUMX입니다. BSS84 트랜지스터는 IRLML6302와, IRLML2402는 FDV303N과 상호 교환 가능합니다. 그렇지 않은 경우 교체할 경우 임계 전압, 개방 채널 저항 및 입력 커패시턴스(C)를 고려해야 합니다.ISS) 트랜지스터는 교체되는 트랜지스터와 동일해야 합니다. IRLML6346 트랜지스터는 기사 [1]에 설명되어 있습니다. 예를 들어 AD8442AR 연산 증폭기를 LMV358IDR로 교체해 보겠습니다. 이러한 교체의 경우 커패시터 C2-C4의 커패시턴스는 여러 번 증가해야 하며(예: 각각 1, 0,1 및 0,01μF) 저항 R5의 저항은 동일한 양만큼 감소해야 합니다. 국산 연산 증폭기 KF1446UD4A를 사용하는 것도 가능하지만 셋톱박스에서 소모하는 전류가 1mA 증가하게 된다.
인쇄 회로 기판의 양면에 접촉 패드가 있는 위치에 있는 보호 다이오드 VD3, VD4, 미세 회로 DA4 및 스위치 SA2의 단자는 양면에 납땜되어 있습니다. 핀 XP1 - XP3은 동일한 방식으로 납땜되고 XP2, XP3은 먼저 납땜으로 고정된 다음 구멍을 "제자리"에 뚫고 핀 XP1을 납땜합니다. 주석 도금 와이어 조각이 보드의 저항 R11 하단 단자 근처 구멍에 삽입되고 양쪽이 납땜됩니다. 설치하기 전에 DA7 칩의 4번 핀을 구부리거나 줄여야 합니다. 부착물 작업 시 멀티미터 작동 유형 스위치는 200mV 한계에서 직류 전압을 측정하는 위치로 설정됩니다. 교정하기 전에 셋톱 박스를 먼저 3V 전압의 자율 전원에 연결하고 3mA를 초과하지 않는 전류 소비를 측정한 다음 멀티미터에 연결합니다. 그런 다음 스위치 SA2를 "C"(그림 1의 다이어그램에 따라 더 낮은 위치)로 설정하고 알려진 커패시턴스를 가진 산화물 커패시터를 소켓 XS1, XS2에 연결합니다. 스위치 SA1은 적절한 한계로 설정되고 저항 R5는 표시기에서 원하는 판독값을 얻는 데 사용됩니다. 스위치가 중간 위치에 있으면 판독값에 10을, 상단 위치에 100을 곱해야 합니다. 측정 오류를 줄이려면 커패시터 C2-C4의 커패시턴스를 각 한계에서 선택해야 합니다. 보드에는 크기 0805의 추가 세라믹 커패시터를 설치하기 위한 접촉 패드가 있습니다. 설치를 용이하게 하기 위해 보드의 저항기 R5는 직렬로 연결된 4개로 구성됩니다(그림 5에서는 R5' 및 RXNUMX''로 지정됨). ESR 미터의 교정은 기사 [1]에 설명되어 있습니다. "Cx" 소켓이 닫혀 있을 때 저항 R14, R15가 5 판독값을 설정할 수 없는 경우[3] 이는 통과 커패시턴스가 작은 VT2.2 트랜지스터와 스위치 섹션 SA0805의 닫힌 접점의 최종 저항을 설치할 때 가능합니다. .6, 트랜지스터의 게이트-드레인 단자를 수십 피코패럿 용량의 병렬 세라믹 커패시터에 연결하고 조정을 반복해야 합니다. 인쇄 회로 기판에는 크기 3300의 커패시터용 접촉 패드가 있습니다. 그림에서. 그림 XNUMX은 공칭 용량이 XNUMXμF인 커패시터를 측정할 때 멀티미터가 부착된 장치를 보여줍니다.
셋톱박스를 자주 사용하면 SA2 스위치 접점이 마모될 수 있습니다. SA2.2 섹션의 폐쇄 접점 저항이 불안정하면 ESR 측정 오류가 증가합니다. 이 경우 기계적 접점 SA2.2 대신 개방 채널 저항이 6346Ω 이하인 IRLML2(VT0,05)과 유사한 스위칭 전계 효과 트랜지스터를 사용하는 것이 좋습니다. 트랜지스터의 소스 단자는 공통 와이어에 연결되고, 드레인은 트랜지스터 VT2의 소스 단자에, 게이트는 DD14의 핀 1에 연결됩니다. Sprint LayOut 5.0 형식의 PCB 파일은 ftp://ftp.radio.ru/pub/2015/01/ESR-C-meter.zip에서 다운로드할 수 있습니다. 문학
저자: S. Glibin
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