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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Calibrador de osciloscópio. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Tecnologia de medição O principal e mais utilizado dispositivo para estudar a forma de onda de tensão é um osciloscópio eletrônico. Para não apenas observar visualmente os sinais elétricos, mas também medir seus parâmetros, os osciloscópios são calibrados por meio de calibradores. O calibrador de amplitude é projetado para calibrar ou verificar a precisão da calibração do eixo vertical da tela do osciloscópio em unidades de tensão, e o calibrador de duração, respectivamente, do eixo horizontal em unidades de tempo. Muitos rádios amadores usam muitos osciloscópios produzidos na URSS, que não foram verificados há muito tempo. Alguns não possuem um gerador de sinal de referência integrado. Outros modelos possuem, mas depois de décadas você só pode confiar nele com muita cautela. Por exemplo, o osciloscópio S1-5 (SI-1) que tenho à minha disposição possui um calibrador de amplitude integrado. Mas, em primeiro lugar, gera um sinal sinusoidal com frequência de 50 Hz e, em segundo lugar, ainda durante a sua “infância” o erro na medição da amplitude do sinal na secção da escala de 0,2...1,2 V foi de ±10%, o que é de acordo com demais para os padrões modernos. Ao conhecimento dos rádios amadores que possuem dispositivos semelhantes, oferecemos um calibrador para osciloscópio com erro de medição determinado apenas pelas capacidades dos instrumentos de medição disponíveis aos rádios amadores, no meu caso, o multímetro digital M890G, o principal erro de medição de qual é o erro da medida. O dispositivo gera um sinal de onda quadrada (meandro) com oscilação de 2 V, frequência de 1 e 20 kHz. Isso permite que o calibrador seja usado, por exemplo, ao ajustar a compensação da ponta de prova de alta frequência de um osciloscópio ou para verificar os parâmetros dinâmicos de amplificadores de potência de áudio. Conforme mencionado acima, o multímetro digital M890G é usado para configurar (e verificar periodicamente) o calibrador. O erro relativo de medição da tensão DC com o multímetro M890G, de acordo com os dados do passaporte, é igual a ±0,5% do valor medido mais/menos um dos dígitos menos significativos, e a medição da frequência é ±1% do valor medido valor mais/menos um dos dígitos menos significativos com resolução de 10 Hz. Ao medir a tensão máxima no limite de 2 V, o erro absoluto é de ±11 mV com uma resolução de 1 mV, medir uma frequência de 10 Hz é de ±20 Hz e uma frequência de 20 kHz é de ±210 Hz. Infelizmente, o indicador do multímetro M890G, como a maioria dos outros, permite exibir apenas 3,5 dígitos. Portanto, apenas as seguintes especificações do calibrador podem ser garantidas: amplitude de saída 1,999 V ±11 mV, frequência de saída 1 kHz ±20 Hz e 19,99 kHz ±210 Hz.
O circuito calibrador é mostrado na Fig. 1. A fonte de tensão de precisão de 1,999 V (calibrador de amplitude) é montada em um regulador de tensão ajustável LM317T (DA1). Este microcircuito mantém uma tensão de referência estável de 1,25 V entre a saída e o pino de controle com alta precisão. Como o pino de controle consome muito pouca corrente, a tensão de saída é UO=1,25(1±R3/R4). Normalmente, a resistência do resistor R4 é escolhida como 240 Ohms. Mas no nosso caso, para não levar em conta a corrente que passa pelo pino de controle e torná-la independente das mudanças na entrada e na carga, uma corrente igual à corrente de carga inicial deve ser retirada da saída do estabilizador através dos resistores R3, R4 (deve ser superior a 10 mA, pois o temporizador DA2 com tensão de alimentação de 2 V consome uma corrente não superior a 60 μA). Se a carga for insuficiente, a tensão de saída aumentará [1]. O calibrador de duração é montado em um temporizador integrado ICM7555IN (DA2). É feito com tecnologia CMOS, portanto a tensão em sua saída (pino 3) pode variar de zero até a tensão de alimentação. Além disso, este microcircuito também opera com uma tensão de alimentação de 2 V. O temporizador é ligado de acordo com um circuito gerador típico. Os circuitos de temporização R1C1 e R2C1 estão conectados à saída do temporizador. Isso garante alta precisão na formação de meandros, uma vez que a carga e a descarga do capacitor C1 ocorrem através do mesmo resistor (R1 ou R2). A frequência dos pulsos gerados pode ser calculada usando a fórmula f=0,7215/(R1•C1) [2]. O resistor R6 protege o temporizador contra curto-circuito na saída. Considerando que a grande maioria dos osciloscópios tem uma impedância de entrada de pelo menos 1 MOhm, isso praticamente não afeta a precisão da calibração. O resistor R5, junto com o transistor de bit temporizador interno, forma uma saída adicional de onda quadrada de alta resistência. Os capacitores C2 e C3 suavizam os surtos na tensão de saída do estabilizador DA1 nos momentos em que o temporizador DA2 comuta.
O calibrador é montado em uma placa de circuito impresso feita de folha de fibra de vidro com 2 mm de espessura em ambos os lados, cujo desenho é mostrado na Fig. 2. Ao repetir o projeto, não há requisitos especiais para os elementos. O principal é que o resistor R3 é multivoltas (na versão do autor - SP5-2). Em vez de importado, você pode usar o temporizador doméstico KR1441VI1. O capacitor C1 é SGME-A com tolerância de ±1%, mas é possível utilizar outros capacitores com outras classificações e com TKE mínimo, principalmente porque a frequência calibrada dos pulsos de saída é definida por uma seleção de resistores R1 e R2 . Na versão do autor, cada um é composto por dois resistores MLT-0,25 com tolerância de ±5%, conectados em série. Há espaço na placa de circuito impresso para isso. Capacitor C2 - qualquer cerâmico, C3 - K53-1A ou importado, de tamanho adequado. O Jumper S1 é usado no dispositivo SVP da TV ZUSTST. Configure o dispositivo assim. A tensão de alimentação é fornecida e o resistor R3 ajustado na saída do estabilizador de tensão ajusta a tensão para 1,999 V, monitorando-a com um multímetro M890G no limite de 2 V. Esta operação é muito trabalhosa. A resistência do resistor ajustado deve ser aumentada lentamente do mínimo até que a tensão necessária seja obtida. Em seguida, o multímetro muda para medição de frequência e a frequência de saída é definida para 1 e 2 kHz selecionando os resistores R1 e R19,99. Na configuração é conveniente utilizar um resistor multivoltas SP5-1VA com resistência de 10 kOhm, conectado em série com um resistor constante de 5,1 kOhm, para frequência de 20 kHz e um resistor multivoltas SP3-36 com resistência de 100 kOhm (do SVP TV 3USTST) com resistor constante de 180 kOhm em série para frequência de 1 kHz. A funcionalidade do calibrador é mantida quando a tensão da bateria GB1 (G6F22) é reduzida para 5 V. Considerando que a corrente consumida pela carga é pouco superior a 10 mA, e o calibrador é utilizado apenas periodicamente, sua capacidade dura por muito tempo. Literatura
Autor: S. Semikhatsky
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