فرکانس متر، ظرفیت و اندوکتانس متر - FCL-meter

ابزاری با کیفیت و تخصصی در دستان توانا رمز موفقیت در کار و رضایت از نتیجه آن است.

در آزمایشگاه یک طراح رادیویی آماتور (و به ویژه یک اپراتور رادیویی موج کوتاه)، علاوه بر مولتی متر و اسیلوسکوپ دیجیتال "معمولی"، همچنین مکانی برای ابزارهای اندازه گیری خاص تر - ژنراتورهای سیگنال، متر پاسخ فرکانس، تحلیلگرهای طیف وجود دارد. ، پل های RF و غیره چنین دستگاه هایی معمولاً از دستگاه هایی خریداری می شوند که با پول نسبتاً کمی (در مقایسه با دستگاه های جدید) از بین رفته اند و جایگاه شایسته ای را در میز طراح اشغال می کنند. ساختن آنها در خانه، حداقل برای یک آماتور معمولی، عملا غیرممکن است.

در عین حال، تعدادی دستگاه وجود دارد که تکرار مستقل آنها نه تنها ممکن است، بلکه به دلیل نادر بودن، خاص بودن یا الزامات آنها برای ابعاد کلی و پارامترهای جرمی ضروری است. اینها انواع ضمیمه ها برای مولتی متر و GIR، تستر و فرکانس متر هستند، L.C. متر و غیره. به لطف افزایش در دسترس بودن اجزای قابل برنامه ریزی و PIC - میکروکنترلرها به طور خاص، و همچنین حجم عظیمی از اطلاعات در مورد استفاده از آنها دراینترنت ، طراحی و ساخت مستقل آزمایشگاه رادیویی خانگی به یک تلاش بسیار واقعی تبدیل شده است که برای بسیاری قابل دسترسی است.

دستگاهی که در زیر توضیح داده شده است به شما امکان می دهد فرکانس های نوسان الکتریکی را در محدوده وسیعی اندازه گیری کنید، همچنین ظرفیت خازنی و القایی قطعات الکترونیکی را با دقت بالا اندازه گیری کنید. این طرح دارای حداقل ابعاد، وزن و مصرف انرژی است که امکان استفاده از آن را هنگام کار بر روی سقف، تکیه گاه و در شرایط مزرعه فراهم می کند.

مشخصات فنی:

فرکانس سنج متر L.C.

ولتاژ تغذیه، V: 6…15

مصرف جریان، mA: 14…17 15*

محدودیت های اندازه گیری، در حالت:

F 1، مگاهرتز 0.01…65**

F 2، مگاهرتز 10…950

از 0.01 pF ... 0.5 µF

L 0.001 µH…5 H

دقت اندازه گیری، در حالت:

F 1 + 1 هرتز

F 2 +-64 هرتز

C 0.5٪

L 2…10 %***

دوره نمایش، ثانیه، 1 0.25

حساسیت، mV

F 1 10…25

F 2 10… 100

ابعاد، میلی متر: 110x65x30

* – در حالت خود کالیبراسیون بسته به نوع رله تا 50 میلی آمپر به مدت 2 ثانیه.

** - حد پایین را می توان به واحدهای هرتز گسترش داد، به زیر مراجعه کنید. بالا بسته به میکروکنترلر تا 68 مگاهرتز

اصل عمل:

در حالت فرکانس متر، دستگاه طبق یک روش اندازه گیری شناخته شده کار می کند PIC - میکروکنترلر تعداد نوسانات در واحد زمان با محاسبه اضافی تقسیم کننده اولیه که چنین عملکرد بالایی را تضمین می کند. در حالتاف 2، یک تقسیم کننده فرکانس بالا خارجی اضافی 64 متصل شده است (با یک اصلاح جزئی برنامه، امکان استفاده از تقسیم کننده با ضریب متفاوت وجود دارد).

هنگام اندازه گیری اندوکتانس ها و خازن ها، دستگاه مطابق با اصل تشدید عمل می کند که به خوبی در شرح داده شده است. به اختصار. عنصری که اندازه گیری می شود در یک مدار نوسانی با پارامترهای شناخته شده قرار می گیرد که بخشی از مولد اندازه گیری است. با تغییر فرکانس تولید شده طبق فرمول معروف f 2 = 1/4 π 2 LC مقدار مورد نظر محاسبه می شود. برای تعیین پارامترهای خود مدار، یک ظرفیت اضافی شناخته شده به آن متصل می شود و اندوکتانس مدار و ظرفیت آن، از جمله خازن ساختاری، با استفاده از همین فرمول محاسبه می شود.

نمودار شماتیک:

مدار الکتریکی دستگاه نشان داده شده است برنج. 1. اجزای اصلی زیر را می توان در مدار تشخیص داد: اندازه گیری ژنراتور روشن D.A. 1، حالت تقویت کننده ورودی F 1 به VT 1، تقسیم کننده حالت ورودی (پیش مقیاس کننده) F 2–DD 1، سوئیچ سیگنال به DD 2، واحد اندازه گیری و نشانگر روشن است DD 3 و LCD و همچنین یک تثبیت کننده ولتاژ.

ژنراتور اندازه گیری بر روی یک تراشه مقایسه مونتاژ می شود L.M. 311. این مدار به خوبی خود را به عنوان یک مولد فرکانس تا 800 کیلوهرتز ثابت کرده است و سیگنال خروجی نزدیک به موج مربعی را ارائه می دهد. برای اطمینان از خوانش های پایدار، ژنراتور نیاز به بار مقاومتی و پایدار دارد.

عناصر تنظیم کننده فرکانس ژنراتور سیم پیچ اندازه گیری هستند L 1 و خازن C 1، و همچنین یک خازن مرجع با سوئیچ میکروکنترلرسی 2. بسته به حالت کار L 1 به پایانه ها متصل می شود XS 1 به صورت سری یا موازی

سیگنال خروجی ژنراتور از طریق یک مقاومت جداکنندهآر 7 به سوئیچ می رسد DD 2 CD 4066.

در ترانزیستور VT 1 تقویت کننده سیگنال فرکانس متر مونتاژ شدهاف 1. مدار هیچ ویژگی خاصی جز مقاومت نداردآر 8، برای تغذیه یک تقویت کننده خارجی با ظرفیت ورودی کم لازم است، که دامنه کاربرد دستگاه را تا حد زیادی گسترش می دهد. نمودار آن در نشان داده شده است برنج. 2.

هنگام استفاده از دستگاه بدون تقویت کننده خارجی، باید به خاطر داشت که ورودی آن با ولتاژ 5 ولت است و بنابراین یک خازن جداکننده در مدار سیگنال مورد نیاز است.

پیش مقیاس کننده فرکانس متراف 2 طبق یک طرح معمولی برای اکثر پیش مقیاس کننده های مشابه مونتاژ می شود، فقط دیودهای محدود کننده معرفی شده اند. VD 3، VD 4. لازم به ذکر است که در صورت عدم وجود سیگنال، پیش مقیاس کننده در فرکانس های حدود 800-850 مگاهرتز خود تحریک می شود که برای تقسیم کننده های فرکانس بالا معمول است. هنگامی که سیگنالی از منبعی با مقاومت ورودی نزدیک به 50 اهم به ورودی اعمال می شود، خود تحریکی ناپدید می شود. سیگنال تقویت کننده و پیش مقیاس کننده به سمت DD 2.

نقش اصلی در دستگاه متعلق به میکروکنترلر است DD 3 PIC 16 F 84 A . این میکروکنترلر نه تنها به دلیل پارامترهای فنی خوب و قیمت پایین، بلکه به دلیل سهولت در برنامه نویسی و فراوانی پارامترهای مختلف برای استفاده از آن چه از سوی سازنده و چه از سوی شرکت، از محبوبیت بسیار زیاد و شایسته ای در بین طراحان برخوردار است.میکروچیپ و همچنین همه کسانی که از آن در طراحی های خود استفاده کردند. کسانی که مایل به کسب اطلاعات دقیق هستند می توانند به سادگی از هر موتور جستجو استفاده کنند.اینترنت، کلمات PIC، PIC 16 F 84 یا MicroChip را وارد کنید . نتیجه جستجو را دوست خواهید داشت.

سیگنال از DD 2 به درایور می رود که روی ترانزیستور ساخته شده است VT 2. خروجی درایور مستقیماً به ماشه اشمیت موجود در میکروکنترلر متصل است. نتیجه محاسبه بر روی یک صفحه نمایش الفبایی با یک رابط نمایش داده می شود HD 44780. میکروکنترلر با فرکانس 4 مگاهرتز کلاک می شود در حالی که سرعت آن 1 میلیون است. عملیات در ثانیه این دستگاه امکان برنامه ریزی در مدار را از طریق یک کانکتور فراهم می کند ISCP (در برنامه نویسی سریال مدار ). برای این کار باید جامپر را بردارید XF 1، در نتیجه مدار تغذیه میکروکنترلر را از بقیه مدار جدا می کند. بعد، برنامه نویس را به کانکتور متصل می کنیم و برنامه را "تثبیت" می کنیم، پس از آن فراموش نمی کنیم که جامپر را نصب کنیم. این روش مخصوصاً هنگام کار با میکروکنترلرها در بسته‌بندی روی سطح ( SOIC).

حالت ها توسط سه کلید دکمه ای کنترل می شوند SA 1–SA 3 و در ادامه به تفصیل توضیح داده خواهد شد. این سوئیچ‌ها نه تنها حالت مورد نظر را روشن می‌کنند، بلکه گره‌هایی را که در این حالت درگیر نیستند، خاموش می‌کنند و مصرف انرژی کلی را کاهش می‌دهند. روی ترانزیستور VT 3 کلید کنترل مونتاژ شده برای رله اتصال خازن مرجعج 2.

تراشه DA 2 یک تثبیت کننده 5 ولتی با کیفیت بالا با ولتاژ باقیمانده کم و نشانگر باتری کم است. این تراشه به طور ویژه برای استفاده در دستگاه های با جریان کم و باتری طراحی شده است. یک دیود در مدار تغذیه نصب شده است V.D. 7 برای محافظت از دستگاه در برابر معکوس شدن قطبیت. نباید از آنها غافل شد!!!

هنگام استفاده از یک نشانگر که نیاز به ولتاژ منفی دارد، طبق نمودار لازم است برنج. 3یک منبع ولتاژ منفی را جمع آوری کنید. منبع تا 4- ولت را در صورت استفاده به عنوان 3 فراهم می کند VD 1, 3 VD 2 دیود ژرمانیوم یا با مانع شاتکی.

مدار برنامه نویس JDM ، اصلاح شده برای برنامه ریزی در مدار، در نشان داده شده است برنج. 4. جزئیات بیشتر در مورد برنامه نویسی در زیر در بخش مربوطه مورد بحث قرار خواهد گرفت.

جزئیات و طراحی:

اکثر قطعات مورد استفاده در دستگاه نویسنده برای نصب مسطح (SMD) طراحی شده اند و برد مدار چاپی برای آنها طراحی شده است. اما به جای آنها، مشابه، مقرون به صرفه تر، تولید داخلی با پین های "معمولی" می توان بدون بدتر شدن پارامترهای دستگاه و با تغییر متناظر در برد مدار چاپی استفاده کرد. VT1، VT2 و 2VT2 را می توان با KT368، KT339، KT315 و غیره جایگزین کرد. VT3– KT315، KT3102. 2VT1– KP303، KP307. VD1، 2، 5، 6 – KD522، 521، 503. برای VD3، 4، توصیه می شود از دیودهای پین با حداقل ظرفیت ذاتی، به عنوان مثال KD409 و غیره استفاده کنید، اما KD503 نیز می تواند استفاده شود. VD7 - برای کاهش افت ولتاژ، توصیه می شود یکی با مانع Schottky - 1N5819 یا معمولی که در بالا ذکر شده است را انتخاب کنید.

DA1– LM311، IL311، K544CA3، اولویت باید به IL311 از کارخانه Integral داده شود، زیرا آنها در نقش غیرمعمول یک ژنراتور بهتر عمل می کنند. DA2– فاقد آنالوگ مستقیم است، اما می تواند با یک KR142EN5A معمولی با تغییر متناظر در مدار و رها شدن زنگ باتری کم جایگزین شود. در این حالت، پایه 18 DD3 باید از طریق مقاومت R23 به Vdd متصل شود. DD1 - بسیاری از پیش مقیاس کننده ها از این نوع تولید می شوند، به عنوان مثال SA701D، SA702D که دارای همان پین اوت های مورد استفاده SP8704 است. DD2– xx4066، 74HC4066، K561KT3. DD3– PIC16F84A آنالوگ مستقیم ندارد، وجود شاخص A مورد نیاز است (با 68 بایت RAM). با برخی اصلاحات برنامه، می توان از PIC16F628A "پیشرفته" استفاده کرد که دو برابر حافظه برنامه و سرعت تا 5 میلیون عملیات در ثانیه دارد.

دستگاه نویسنده از یک صفحه نمایش دو خطی الفبایی با 8 کاراکتر در هر خط تولید شده توسط زیمنس استفاده می کند که به ولتاژ منفی 4 ولت نیاز دارد و از پروتکل کنترل کننده HD44780 پشتیبانی می کند. برای این نمایشگر و مشابه آن باید برنامه FCL2x8.hex را دانلود کنید. استفاده از دستگاهی با فرمت 2*16 بسیار راحت تر است. چنین اندیکاتورهایی توسط بسیاری از شرکت ها تولید می شوند، به عنوان مثال Wintek، Bolumin، DataVision، و حاوی اعداد 1602 در نام خود هستند. هنگام استفاده از SC1602 موجود از SunLike، باید پین های 1 و 2 آن را تعویض کنید (1–Vdd, 2–Gnd). ). برای اینگونه نمایشگرها (2x16) از برنامه FCL2x16.hex استفاده می شود. چنین نمایشگرهایی معمولاً به ولتاژ منفی نیاز ندارند.

توجه ویژه ای باید به انتخاب رله K1 شود. اول از همه، باید به طور قابل اعتماد در ولتاژ 4.5 ولت کار کند. ثانیاً، مقاومت کنتاکت های بسته (زمانی که ولتاژ مشخص شده اعمال می شود) باید حداقل باشد، اما نه بیشتر از 0.5 اهم. بسیاری از رله های سوئیچ نی سایز کوچک با مصرف 5-15 میلی آمپر از دستگاه های تلفن وارداتی دارای مقاومتی در حدود 2-4 اهم هستند که در این مورد غیر قابل قبول است. نسخه نویسنده از رله TIANBO TR5V استفاده می کند.

به عنوان XS1 استفاده از گیره های آکوستیک یا یک خط 8-10 کنتاکت کولت (نصف سوکت برای m/s) راحت است.

مهمترین عنصری که دقت و پایداری قرائت های کنتور LC به کیفیت آن بستگی دارد، سیم پیچ L1 است. باید حداکثر ضریب کیفیت و حداقل خود ظرفیت را داشته باشد. چوک های معمولی D، DM و DPM با اندوکتانس 100-125 μH در اینجا به خوبی کار می کنند.

الزامات خازن C1 نیز بسیار زیاد است، به خصوص از نظر پایداری حرارتی. این می تواند KM5 (M47)، K71-7، KSO با ظرفیت 510 ... 680 pF باشد.

C2 باید یکسان باشد، اما در 820 ... 2200 pF.

این دستگاه بر روی یک تخته دو طرفه به ابعاد 72x61 میلی متر مونتاژ می شود. فویل در سمت بالایی تقریباً به طور کامل حفظ شده است (به فایل FCL-meter.lay مراجعه کنید) به استثنای عناصر کانتور اطراف (برای کاهش ظرفیت ساختاری). عناصر SA1–SA4، VD7، ZQ1، L1، L2، K1، یک نشانگر و یک جفت جامپر در قسمت بالایی تخته قرار دارند. طول هادی ها از پایانه های تست XS1 تا کنتاکت های مربوطه روی برد مدار چاپی باید به حداقل برسد. کانکتور برق XS2 در سمت هادی نصب شده است. تخته در یک جعبه پلاستیکی استاندارد 110x65x30 میلی متر قرار می گیرد. دارای محفظه ای برای باتری نوع "Krona".

برای گسترش حد پایین اندازه گیری فرکانس به واحدهای هرتز، اتصال خازن های الکترولیتی 10 میکرونی به موازات C7، C9 و C15 ضروری است.

برنامه نویسی و راه اندازی

روشن کردن دستگاه با میکروکنترلر نصب نشده ولی برنامه ریزی نشده توصیه نمی شود!!!

لازم است مونتاژ دستگاه را با نصب عناصر تثبیت کننده ولتاژ و نصب یک مقاومت اصلاح کننده آغاز کنید.آر 22 ولتاژ 5.0 ولت در پایه 1 میکرو مدار D.A. 2. پس از این، می توانید تمام عناصر دیگر را نصب کنید به جز DD 3 و نشانگر. مصرف جریان در موقعیت های مختلف نباید از 10-15 میلی آمپر تجاوز کند SA 1- SA 3.

برای برنامه ریزی میکروکنترلر می توانید از کانکتور استفاده کنید ISCP . در طول برنامه ریزی جامپر XF 1 حذف می شود (طراحی اتصال دهنده اجازه نمی دهد در غیر این صورت). برای برنامه نویسی توصیه می شود از یک برنامه غیر تجاری استفاده کنید IC-Prog که آخرین نسخه آن را می توانید به صورت رایگان از سایت دانلود کنیدwww.ic-prog.com(حدود 600 کیلوبایت). در تنظیمات برنامه نویس (اف 3) باید انتخاب کنیدبرنامه نویس JDM ، تمام پرندگان در بخش را حذف کنیدارتباط و پورتی که برنامه نویس به آن متصل است را انتخاب کنید.

قبل از بارگذاری یکی از فریمورها در برنامه FCL 2 x 8.hex یا FCL 2 x 16.hex ، باید نوع میکروکنترلر را انتخاب کنید – PIC 16 F 84 A ، پرچم های باقی مانده پس از باز کردن فایل سیستم عامل به طور خودکار نصب می شوند و تغییر آنها توصیه نمی شود. هنگام برنامه نویسی، مهم است که سیم مشترک کامپیوتر با سیم مشترک دستگاه در حال برنامه ریزی تماس نداشته باشد، در غیر این صورت داده ها ضبط نمی شوند.

تقویت کننده شکل دهنده و مولد اندازه گیری نیازی به پیکربندی ندارند. برای دستیابی به حداکثر حساسیت، می توانید مقاومت ها را انتخاب کنید R 9 و R 14.

راه اندازی بیشتر دستگاه با نصب انجام می شود DD 3 و LCD به ترتیب زیر:

1. جریان مصرفی در هیچ حالتی (به جز لحظه فعال شدن رله) نباید از 20 میلی آمپر بیشتر شود.

2. مقاومت R 16 کنتراست تصویر مورد نظر را تنظیم می کند.

3.در حالت فرکانس متراف 1 خازن C22 برای بدست آوردن قرائت صحیح با استفاده از فرکانس متر صنعتی یا روش دیگری استفاده می شود. امکان استفاده از نوسانگرهای کوارتز هیبریدی از رادیوها و تلفن های همراه (12.8 مگاهرتز، 14.85 مگاهرتز و غیره) یا در موارد شدید کامپیوتر 14.318 مگاهرتز و غیره به عنوان منابع فرکانس مرجع امکان پذیر است. محل قرارگیری پایه های برق (5 یا 3 ولت) در استاندارد ماژول ها برای ریزمدارهای دیجیتال (7 منهای و 14 پلاس)، سیگنال از پایه 8 حذف می شود. اگر تنظیم در موقعیت شدید روتور رخ دهد، باید ظرفیت C23 را انتخاب کنید.

4. در مرحله بعد، باید حالت تنظیم ثابت ها را وارد کنید (به بخش «کار با دستگاه» زیر مراجعه کنید). ثابتایکس 1 به صورت عددی برابر با ظرفیت خازن C2 بر حسب پیکوفاراد است. ثابتایکس 2 برابر با 1000 است و بعداً هنگام تنظیم اندوکتانس متر قابل تنظیم است.

5. برای راه اندازی بیشتر، باید مجموعه ای (1-3 قطعه) از خازن ها و سلف ها با مقادیر مشخص (ترجیحا دقت بهتر از 1٪) داشته باشید. خود کالیبراسیون دستگاه باید ظرفیت طراحی گیره ها را در نظر بگیرد (برای توضیح گزینه های خود کالیبراسیون به زیر مراجعه کنید).

6. در حالت اندازه گیری خازن، ظرفیت شناخته شده را اندازه گیری کنید، سپس مقدار خازن را بر قرائت های ابزار تقسیم کنید، این مقدار برای تنظیم ثابت استفاده می شود.ایکس 1. می توانید این عمل را با خازن های دیگر تکرار کنید و میانگین حسابی نسبت رتبه های آنها به خوانش ها را بیابید. مقدار ثابت جدیدایکس 1 برابر است با حاصل ضرب ضریب موجود در بالا و مقدار "قدیمی" آن.این مقدار باید قبل از رفتن به مرحله بعدی ثبت شود.

7. در حالت اندازه گیری اندوکتانس، ما به طور مشابه نسبت مقدار اسمی را به قرائت ها می یابیم. رابطه یافت شده یک ثابت جدید خواهد بودایکس 2 و نوشته شده است EEPROM مشابه X 1. برای تنظیم، توصیه می شود از اندوکتانس های 1 تا 100 μH استفاده کنید (بهتر است از چند مورد از این محدوده استفاده کنید و مقدار متوسط ​​را پیدا کنید). اگر یک سیم پیچ با اندوکتانس چند ده تا صدها هزاره با مقادیر شناخته شده اندوکتانس و خود خازن دارید، می توانید عملکرد حالت کالیبراسیون دوگانه را بررسی کنید. خواندن ظرفیت خود، به عنوان یک قاعده، تا حدودی دست کم گرفته می شود (به بالا مراجعه کنید).

کار با دستگاه

حالت فرکانس سنج . برای ورود به این حالت باید فشار دهید SA 1 "Lx" و SA 2 "Cx " انتخاب محدودیت ها F 1 / F 2 توسط سوئیچ انجام می شود SA 3: فشار داده شده - F 1، فشار داده شده در - F 2. با سیستم عامل برای نمایشگر 2x16 کاراکتری، صفحه نمایش "فرکانس" XXX، XXX. xxx مگاهرتز یا XXX، XXX. xx مگاهرتز . برای نمایشگر 2x8، به ترتیب، F =” XXXXXXxxx یا XXXXXXxx مگاهرتز ، به جای نقطه اعشار، نماد □ بالای مقدار فرکانس استفاده می شود.

حالت خود کالیبراسیون . برای اندازه گیری اندوکتانس ها و ظرفیت ها، دستگاه باید خود کالیبراسیون شود. برای انجام این کار، پس از اعمال قدرت، باید فشار دهید SA 1 "Lx" و SA 2" C x " (کدام یک - کتیبه خواهد گفت L یا C ). پس از آن دستگاه وارد حالت خود کالیبراسیون می شود و نمایش «کالیبراسیون" یا "صبر کنید " پس از این شما باید بلافاصله فشار دهید SA 2 اینچ C x " این کار باید با سرعت کافی و بدون انتظار برای عملکرد رله انجام شود. اگر از آخرین نقطه عبور کنید، ظرفیت ترمینال توسط دستگاه در نظر گرفته نمی شود و قرائت های "صفر" در حالت خازن 1-2 pF خواهد بود. کالیبراسیون مشابه (با فشار دادن SA 2 اینچ Cx ”) به شما امکان می دهد ظرفیت گیره های پروب از راه دور با ظرفیت خود تا 500 را در نظر بگیرید. pF با این حال، هنگام اندازه گیری اندوکتانس تا 10 از چنین پروب هایی استفاده کنید mHممنوع است.

حالت "Cx".را می توان پس از کالیبراسیون با فشار دادن انتخاب کرد SA 2 "Cx"، SA 1" Lx ” باید آزاد شود. در این مورد، "ظرفیت خازنی" XXXX xF یا "C = XXXX xF.

حالت "Lx".با فشار دادن فعال می شود SA 1 "Lx" و SA 2" Cx فشار داده شده است " ورود به حالت کالیبراسیون دوگانه (برای اندوکتانس‌های بیشتر از 10 میلی‌هنری) با هر تغییر در موقعیت اتفاق می‌افتد. SA 3 اینچ F 1 / F 2" علاوه بر اندوکتانس، ظرفیت خود سیم پیچ نیز نمایش داده می شود که می تواند بسیار مفید باشد. صفحه نمایش "اندوکتانس" XXXX xH یا "L = XXXX xH. زمانی که سیم پیچ از گیره ها خارج می شود، این حالت به طور خودکار خارج می شود.

انتقال به هر ترتیبی بین حالت های ذکر شده در بالا امکان پذیر است. به عنوان مثال، ابتدا یک فرکانس‌سنج، سپس کالیبراسیون، اندوکتانس، ظرفیت خازنی، اندوکتانس، کالیبراسیون (الزامی اگر دستگاه برای مدت طولانی روشن باشد و پارامترهای ژنراتور آن می‌توانند از بین بروند)، فرکانس‌سنج و غیره. هنگام فشار دادن SA 1 "Lx" و SA 2" Cxقبل از ورود به کالیبراسیون، یک مکث کوتاه (3 ثانیه) برای جلوگیری از ورود ناخواسته به این حالت در هنگام انتقال ساده از یک حالت به حالت دیگر ارائه می شود.

حالت تنظیم ثابت . این حالت فقط هنگام راه‌اندازی دستگاه ضروری است، بنابراین ورود به آن شامل اتصال یک سوئیچ خارجی (یا جامپر) بین پایه 13 است. DD 3 و معمولی، و همچنین دو دکمه بین پین های 10، 11 DD 3 و سیم مشترک.

برای ثبت ثابت ها (به بالا مراجعه کنید)، باید دستگاه را با سوئیچ کوتاه روشن کنید. بر روی صفحه نمایش بسته به موقعیت سوئیچ SA 3" F 1/ F 2" "Constant X 1" XXXX یا "Constant X 2" X را نمایش می دهد. XXX . با استفاده از دکمه ها می توانید مقدار ثابت ها را در مراحل یک رقمی تغییر دهید. برای ذخیره مقدار تنظیم شده، باید حالت را تغییر دهید S.A. 3. برای خروج از حالت باید سوئیچ و سوییچ را باز کنید S.A. 3 یا برق را خاموش کنید. ثبت نام برای EEPROM فقط هنگام دستکاری رخ می دهد S.A.3.

فایل های سفت افزار و کدهای منبع (.هگز و. asm ): FCL -prog

نمودار شماتیک در ( sPlan 5.0): FCL -sch .spl

برد مدار چاپی (Sprint Layout 3.0 R):

2005/03/22. بهبود در متر FCL
بوئوسکی الکساندر، مینسک.

1 . برای گسترش دامنه ظرفیت‌ها و اندوکتانس‌های اندازه‌گیری شده، اتصال پایه‌های 5 و 6 DA1 ضروری است.

2 . اصلاح مدارهای ورودی میکروکنترلر (شکل را ببینید) پایداری اندازه گیری فرکانس را افزایش می دهد. همچنین می توانید از ریز مدارهای مشابه سری های 1554، 1594، ALS، AC، NS، به عنوان مثال 74AC14 یا 74HC132 با تغییرات در مدار استفاده کنید.

در کنترلر به ظاهر قدیمی 2051، بارها و بارها به مونتاژ یک کنتور مشابه، اما روی یک کنترلر مدرن تر، فکر کرده ایم تا بتوانیم قابلیت های اضافی را برای آن فراهم کنیم. اساساً فقط یک معیار جستجو وجود داشت - محدوده اندازه گیری گسترده. با این حال، همه طرح‌های مشابهی که در اینترنت یافت می‌شوند، حتی دارای محدودیت‌های محدوده نرم‌افزاری و در آن موارد بسیار مهم بودند. انصافاً شایان ذکر است که دستگاه فوق در 2051 اصلاً محدودیتی نداشت (فقط سخت افزاری بودند) و حتی نرم افزار آن قابلیت اندازه گیری مقادیر مگا و گیگا را نیز داشت!

به نوعی، در حالی که یک بار دیگر مدارها را مطالعه می کردیم، یک دستگاه بسیار مفید - LCM3 را کشف کردیم که دارای عملکرد مناسب با تعداد کمی قطعات است. این دستگاه می‌تواند اندوکتانس، ظرفیت خازن‌های غیر قطبی، ظرفیت خازن‌های الکترولیتی، ESR، مقاومت (از جمله بسیار کم) را در وسیع‌ترین محدوده اندازه‌گیری کند و کیفیت خازن‌های الکترولیتی را ارزیابی کند. این دستگاه بر اساس اصل شناخته شده اندازه گیری فرکانس کار می کند، اما جالب توجه است که ژنراتور بر روی یک مقایسه کننده ساخته شده در میکروکنترلر PIC16F690 مونتاژ می شود. شاید پارامترهای این مقایسه کننده بدتر از LM311 نباشد، زیرا محدوده های اندازه گیری بیان شده به شرح زیر است:

• ظرفیت 1pF - 1nF با وضوح 0.1pF و دقت 1%
• ظرفیت 1nF - 100nF با وضوح 1pF و دقت 1%
• ظرفیت 100nF - 1uF با وضوح 1nF و دقت 2.5%
• ظرفیت خازن های الکترولیتی 100nF - 0.1F با وضوح 1nF و دقت 5%
• اندوکتانس 10nH - 20H با وضوح 10nH و دقت 5%
• مقاومت 1 میلی اهم - 30 اهم با وضوح 1 میلی اهم و دقت 5 درصد

در این صفحه می‌توانید توضیحات بیشتر دستگاه را به زبان مجارستانی بخوانید:

ما راه حل های استفاده شده در متر را دوست داشتیم و تصمیم گرفتیم دستگاه جدیدی را روی کنترلر Atmel مونتاژ نکنیم، بلکه از یک PIC استفاده کنیم. مدار تا حدی (و سپس به طور کامل) از این متر مجارستانی گرفته شد. سپس سفت‌افزار دیکامپایل شد، و بر اساس آن، یک نرم‌افزار جدید برای مطابقت با نیازهای ما نوشته شد. با این حال، سیستم عامل اختصاصی آنقدر خوب است که دستگاه احتمالاً آنالوگ ندارد.

برای بزرگنمایی کلیک کنید
ویژگی های متر LCM3:

• هنگام روشن شدن، دستگاه باید در حالت اندازه گیری ظرفیت باشد (اگر در حالت اندازه گیری اندوکتانس باشد، کتیبه مربوطه روی صفحه از شما می خواهد که از حالت دیگری جابجا شوید)
• خازن های تانتالیوم باید با کمترین ESR ممکن (کمتر از 0.5 اهم) باشند. ESR خازن CX1 33nF نیز باید کم باشد. امپدانس کل این خازن، اندوکتانس و دکمه حالت نباید از 2.2 اهم تجاوز کند. کیفیت این خازن به طور کلی باید بسیار خوب باشد، باید جریان نشتی کم داشته باشد، بنابراین باید از بین ولتاژ بالا (به عنوان مثال، 630 ولت) - پلی پروپیلن (MKP)، پلی استایرن استایروفلکس (KS، FKS، MKS) انتخاب کنید. ، MKY؟). خازن های C9 و C10، همانطور که در نمودار نوشته شده است، پلی استایرن، میکا، پلی پروپیلن هستند. یک مقاومت 180 اهم باید دارای دقت 1% باشد، یک مقاومت 47 اهم نیز باید دقت 1% داشته باشد.
• دستگاه "کیفیت" خازن را ارزیابی می کند. اطلاعات دقیقی در مورد اینکه کدام پارامترها محاسبه می شوند وجود ندارد. احتمالاً نشتی، مماس از دست دادن دی الکتریک، ESR است. "کیفیت" به عنوان یک فنجان پر نشان داده می شود: هرچه کمتر پر شود، خازن بهتر است. فنجان یک خازن معیوب کاملاً رنگ شده است. با این حال، چنین خازن می تواند در یک فیلتر تثبیت کننده خطی استفاده شود.
• سلف مورد استفاده در دستگاه باید اندازه کافی داشته باشد (در برابر جریان حداقل 2 آمپر بدون اشباع) - به شکل "دمبل" یا روی یک هسته زره پوش.
• گاهی اوقات هنگامی که دستگاه روشن می شود "Low Batt" را روی صفحه نمایش می دهد. در این حالت، شما باید دوباره برق را خاموش و روشن کنید (احتمالاً یک نقص).
• چندین نسخه سیستم عامل برای این دستگاه وجود دارد: 1.2-1.35، و دومی، به گفته نویسندگان، برای خفه کردن یک هسته زره پوش بهینه شده است. با این حال، بر روی یک چوک دمبل نیز کار می کند و فقط این نسخه کیفیت خازن های الکترولیتی را ارزیابی می کند.
• امکان اتصال یک ضمیمه کوچک به دستگاه برای اندازه گیری درون مدار (بدون لحیم کاری) ESR خازن های الکترولیتی وجود دارد. ولتاژ اعمال شده به خازن تحت آزمایش را به 30 میلی ولت کاهش می دهد، در این مرحله نیمه هادی ها باز نمی شوند و بر اندازه گیری تأثیر می گذارند. نمودار را می توان در وب سایت نویسنده یافت.
• حالت اندازه گیری ESR به طور خودکار با وصل کردن پروب ها به سوکت مناسب فعال می شود. اگر یک مقاومت (حداکثر 30 اهم) به جای خازن الکترولیتی متصل شود، دستگاه به طور خودکار به حالت اندازه گیری مقاومت کم تغییر می کند.

کالیبراسیون در حالت اندازه گیری ظرفیت:

• دکمه کالیبراسیون را فشار دهید
• دکمه کالیبراسیون را رها کنید

کالیبراسیون در حالت اندازه گیری اندوکتانس:

• پروب های دستگاه را ببندید
• دکمه کالیبراسیون را فشار دهید
• منتظر بمانید تا پیام R=....Ohm ظاهر شود
• دکمه کالیبراسیون را رها کنید
• منتظر پیام تکمیل کالیبراسیون باشید

کالیبراسیون در حالت اندازه گیری ESR:

• پروب های دستگاه را ببندید
• دکمه کالیبراسیون را فشار دهید، صفحه نمایش ولتاژ اعمال شده به خازن اندازه گیری شده را نشان می دهد (مقادیر توصیه شده 130...150 میلی ولت است، بستگی به سلف دارد که باید دور از سطوح فلزی قرار گیرد) و فرکانس اندازه گیری ESR
• منتظر پیام R=....Ohm باشید
• دکمه کالیبراسیون را رها کنید
• خواندن مقاومت روی صفحه باید صفر شود

همچنین می توان ظرفیت خازن کالیبراسیون را به صورت دستی مشخص کرد. برای انجام این کار، مدار زیر را مونتاژ کرده و آن را به کانکتور برنامه نویسی وصل کنید (لازم نیست مدار را مونتاژ کنید، بلکه فقط کنتاکت های لازم را ببندید):

سپس:

• مدار را وصل کنید (یا vpp و gnd را اتصال کوتاه کنید)
• دستگاه را روشن کنید و دکمه کالیبراسیون را فشار دهید، مقدار ظرفیت کالیبراسیون روی صفحه ظاهر می شود
• از دکمه های DN و UP برای تنظیم مقادیر استفاده کنید (شاید در نسخه های مختلف سفت افزار دکمه های کالیبراسیون اصلی و حالت برای تنظیم سریعتر کار کنند)
• بسته به نسخه سیستم عامل، گزینه دیگری امکان پذیر است: پس از فشار دادن دکمه کالیبراسیون، مقدار ظرفیت کالیبراسیون روی صفحه ظاهر می شود که شروع به افزایش می کند. وقتی به مقدار دلخواه رسید باید با دکمه mode رشد را متوقف کنید و vpp و gnd را باز کنید. اگر وقت نداشتید آن را به موقع متوقف کنید و از مقدار مورد نظر پریدید، با استفاده از دکمه کالیبراسیون می توانید آن را کاهش دهید.
• مدار را غیرفعال کنید (یا vpp و gnd را باز کنید)

سیستم عامل نویسنده نسخه 1.35: lcm3_v135.hex

برد مدار چاپی: lcm3.lay (یکی از گزینه های فروم vrtp).

بر روی برد مدار چاپی ارائه شده، کنتراست نمایشگر 16*2 توسط یک تقسیم کننده ولتاژ در مقاومت ها با مقاومت 18k و 1k تنظیم می شود. در صورت لزوم، باید مقاومت دومی را انتخاب کنید. FB یک سیلندر فریت است، می توانید آن را با یک چوک جایگزین کنید. برای دقت بیشتر، به جای یک مقاومت 180 اهم، از دو 360 اهم به صورت موازی استفاده می شود. قبل از نصب دکمه کالیبراسیون و سوئیچ حالت اندازه گیری، حتما پین آنها را با تستر بررسی کنید: اغلب یکی وجود دارد که مناسب نیست.

بدنه دستگاه طبق سنت (یک، دو) از پلاستیک ساخته شده و با رنگ متالیک مشکی رنگ شده است. در ابتدا، دستگاه از یک شارژر تلفن همراه 5 ولت 500 میلی آمپری از طریق یک سوکت مینی USB تغذیه می شد. این بهترین گزینه نیست، زیرا برق بعد از تثبیت کننده به برد کنتور وصل شده است و میزان پایداری آن هنگام شارژ از تلفن مشخص نیست. سپس منبع تغذیه خارجی با یک باتری لیتیومی با یک ماژول شارژ و یک مبدل تقویت کننده جایگزین شد، تداخل احتمالی که توسط تثبیت کننده LDO معمولی موجود در مدار کاملاً از بین می رود.

در پایان، می خواهم اضافه کنم که نویسنده حداکثر قابلیت ها را در این متر قرار داده است و آن را برای یک آماتور رادیویی ضروری می کند.

من مطمئن هستم که این پروژه جدید نیست، اما توسعه خود من است و می خواهم این پروژه شناخته شده و مفید باشد.

طرح LC متر در ATmega8کاملا ساده نوسان ساز کلاسیک است و بر پایه تقویت کننده عملیاتی LM311 ساخته شده است. هدف اصلی که من هنگام ایجاد این LC متر دنبال کردم این بود که مونتاژ آن را برای هر آماتور رادیویی ارزان و در دسترس باشد.

این پروژه به چندین زبان به صورت آنلاین در دسترس است. در این زمان، ریاضیات خیلی سخت به نظر می رسید. سپس دقت کلی توسط رفتار نوسانگر و یک "خازن کالیبراسیون" محدود می شود. امیدواریم این از "فرمول فرکانس تشدید شناخته شده" پیروی کند. خطا برای خازن های 22 μF 3٪ بود. گرین کاپ جایگزین مناسبی خواهد بود، اما خازن سرامیکی ممکن است انتخاب خوبی نباشد. برخی از آنها ممکن است خسارات زیادی داشته باشند.

من هیچ دلیلی برای مشکوک بودن به غیرخطی های عجیب در قرائت برای مؤلفه های کم ارزش ندارم. مقادیر اجزای کوچک از نظر تئوری مستقیماً با اختلاف فرکانس متناسب هستند. نرم افزار ذاتاً از این تناسب پیروی می کند.

ویژگی های LC متر:

• اندازه گیری ظرفیت خازن ها: 1pF - 0.3 μF.
• اندازه گیری اندوکتانس سیم پیچ: 1uH-0.5mH.
• خروجی اطلاعات روی نشانگر LCD 1×6 یا 2×16 کاراکتر بسته به نرم افزار انتخابی

برای این دستگاه، من نرم افزاری را توسعه داده ام که به شما امکان می دهد از نشانگری که یک آماتور رادیویی در اختیار دارد استفاده کنید، یا نمایشگر LCD کاراکتری 1x16 یا 2x16 کاراکتر.

سوال دیگری در مورد پروژه؟

اکنون می توانید یک مدار تنظیم شده طراحی کنید، آن را بسازید، و اجازه دهید در اولین بار و هر بار در فرکانس صحیح طنین انداز شود. لطفا قبل از ارسال ایمیل به من این را بررسی کنید. این ممکن است فقط به سوال شما پاسخ دهد. شما باید اندوکتانس را اندازه گیری کنید، اما هیچ مولتی متری برای انجام آن یا حتی یک اسیلوسکوپ برای مشاهده سیگنال ندارید.

خوب، مهم نیست که فرکانس یا زنگ چقدر محکم زده شود، در فرکانس تشدید خود به صدا در می آید. اکنون میکروکنترلرها در تجزیه و تحلیل سیگنال های آنالوگ وحشتناک هستند. در این صورت 5 ولت از آردوینو خواهد بود. مدار را برای مدتی شارژ می کنیم. سپس ولتاژ را مستقیماً از 5 ولت تغییر می دهیم تا زمانی که این پالس باعث تشدید مدار شود و یک موج سینوسی نرم شده ایجاد کند که در فرکانس رزونانس نوسان می کند. باید این فرکانس را اندازه گیری کنیم و سپس از فرمول ها برای بدست آوردن مقدار اندوکتانس استفاده کنیم.

آزمایشات هر دو نمایشگر نتایج بسیار خوبی را به همراه داشت. هنگام استفاده از نمایشگر کاراکتری 2x16، خط بالایی حالت اندازه گیری (Cap – ظرفیت، Ind –) و فرکانس ژنراتور را نشان می دهد و خط پایین نتیجه اندازه گیری را نشان می دهد. نمایشگر کاراکتری 1x16 نتیجه اندازه گیری را در سمت چپ و فرکانس کاری ژنراتور را در سمت راست نشان می دهد.

نمودار شماتیک ظرفیت و القایی متر

فرکانس تشدید مربوط به وضعیت زیر است.

از آنجایی که موج ما یک موج سینوسی واقعی است، زمان مساوی را بالای صفر ولت و زیر صفر ولت می گذراند. سپس می توان این اندازه گیری را دو برابر کرد تا دوره را نشان دهد و معکوس دوره فرکانس است.

محدوده اندازه گیری ظرفیت

از آنجایی که مدار تشدید می شود، این فرکانس فرکانس تشدید است. حل برای اندوکتانس به معادله ملوان منجر می شود. پس از این، پالس را متوقف می کنیم و مدار طنین انداز می شود. مقایسه کننده یک سیگنال موج مربعی را در همان فرکانس خروجی می دهد، که آردوینو با استفاده از یک تابع پالس که زمان بین هر پالس موج مربعی را اندازه گیری می کند، اندازه گیری می کند.

با این حال، برای تطبیق مقدار و فرکانس اندازه‌گیری شده در یک خط از کاراکترها، وضوح نمایشگر را کاهش دادم. این به هیچ وجه بر دقت اندازه گیری تأثیر نمی گذارد، بلکه صرفاً به صورت بصری است.

مانند سایر گزینه های شناخته شده که مبتنی بر همان مدار جهانی هستند، من یک دکمه کالیبراسیون را به LC متر اضافه کردم. کالیبراسیون با استفاده از یک خازن مرجع 1000pF با انحراف 1٪ انجام می شود.

مدار زیر را بسازید و کد را دانلود کنید و شروع به اندازه گیری اندوکتانس کنید. بعد از این ظرفیت = این خط را بردارید. خازن ها و سلف ها را می توان برای ایجاد مدارهای تشدید با ویژگی های فرکانس متمایز ترکیب کرد. تعداد خازن ها و اندوکتانس این دستگاه ها هم فرکانس تشدید و هم وضوح منحنی پاسخی را که این مدارها نشان می دهند تعیین می کند.

اگر ظرفیت خازنی و اندوکتانس موازی باشند، تمایل به عبور انرژی الکتریکی دارند که در فرکانس تشدید و بلوک نوسان می کند، یعنی امپدانس بالاتری را به قسمت های دیگر طیف فرکانس ارائه می دهد. اگر آنها در یک پیکربندی سری باشند، تمایل دارند انرژی الکتریکی را که در فرکانس تشدید نوسان می کند مسدود کنند و به سایر بخش های طیف فرکانس اجازه عبور دهند.

هنگامی که دکمه کالیبراسیون را فشار می دهید، موارد زیر نمایش داده می شود:

اندازه گیری های انجام شده با این متر به طرز شگفت انگیزی دقیق هستند و دقت تا حد زیادی به دقت خازن استانداردی که هنگام فشار دادن دکمه کالیبراسیون در مدار قرار می گیرد بستگی دارد. روش کالیبراسیون دستگاه به سادگی شامل اندازه گیری ظرفیت خازن مرجع و ثبت خودکار مقدار آن در حافظه میکروکنترلر است.

کاربردهای زیادی برای مدارهای تشدید وجود دارد، از جمله تنظیم انتخابی در فرستنده ها و گیرنده های رادیویی و سرکوب هارمونیک های ناخواسته. یک سلف و خازن در پیکربندی موازی به عنوان مدار مخزن شناخته می شود. یک وضعیت تشدید در یک مدار زمانی رخ می دهد که.

تست و کالیبراسیون

این فقط با یک فرکانس مشخص می تواند اتفاق بیفتد. معادله را می توان ساده کرد. از این اطلاعات، با دانستن پارامترهای خازنی و القایی مدار، می توانید فرکانس تشدید را پیدا کنید. به طور کلی، یک نوسان ساز در یک مدار الکترونیکی، ولتاژ تغذیه DC را به خروجی AC تبدیل می کند که می تواند از سیگنال ها، فرکانس ها، دامنه ها و چرخه های کاری مختلف تشکیل شود. یا خروجی می تواند یک موج سینوسی اساسی بدون محتوای هارمونیک دیگری باشد.

من می خواهم مداری را برای اندازه گیری ظرفیت و اندوکتانس مقادیر کوچک ارائه کنم، دستگاهی که اغلب در تمرین رادیویی آماتور به سادگی ضروری است. متر به عنوان یک پیوست USB برای کامپیوتر طراحی شده است؛ قرائت ها در یک برنامه خاص روی صفحه نمایش نمایش داده می شوند.

مشخصات:

محدوده اندازه گیری سی: 0.1pF - ~1μF. تغییر دامنه خودکار: 0.1-999.9pF, 1nF-99.99nF, 0.1μF-0.99μF.

هدف از ساخت آمپلی فایر طراحی مداری است که نوسان نداشته باشد. در تقویت کننده ای که به عنوان یک نوسان ساز طراحی نشده است، می توان از مقدار محدودی بازخورد مثبت برای افزایش بهره استفاده کرد. برای جلوگیری از نوسان مدار، می توان یک مقاومت متغیر را به صورت سری با فیدبک قرار داد. فاصله بین میکروفون و بلندگو به عنوان مقاومت در برابر امواج فرکانس صوتی عمل می کند.

آنها شبیه تشدیدگرهای الکترومکانیکی مانند نوسانگرهای کریستالی هستند. اتصال بین ژنراتور و دینام باید شل باشد. مدار اسیلاتور را تنظیم می کنیم تا حداکثر ولتاژ در پروب پروب متصل به مدار مخزن را ببینیم.

محدوده اندازه گیری L: 0.01μH - ~ 100mH. تغییر دامنه خودکار: 0.01-999.99µH, 1mH-99.99mH.

مزایای:

دستگاه نیازی به درایور ندارد.

برنامه نیازی به نصب ندارد.

به راه اندازی نیازی ندارد (به جز روش کالیبراسیون، که اتفاقاً نیازی به دسترسی به مدار ندارد).

نیازی به انتخاب مقادیر دقیق ظرفیت کالیبراسیون و اندوکتانس نیست (ما اجازه می‌دهیم تا 25% از مقادیر مشخص شده پخش شود).

در اینجا نمودار مدار LC متر است

مدار اکنون در رزونانس است، این فرکانس نشان دهنده فرکانس تشدید مدار است. سپس ولتاژ مدار ژنراتور را در فرکانس تشدید اندازه گیری می کنیم. فرکانس اسیلاتور را کمی در بالا و پایین رزونانس تغییر می دهیم و دو فرکانس را تعیین می کنیم: ولتاژ در مدار 707 برابر مقدار در رزونانس است. ولتاژ در رزونانس 707 برابر -3 دسی بل است.

پهنای باند نوسانگر تفاوت بین فرکانس های مربوط به این دو نقطه 707 است. خروجی سیگنال مولد به یک سیم پیچ کوپلینگ با حدود 50 چرخش متصل می شود. برای فرکانس های محدوده مگاهرتز، سیم پیچ کوپلینگ را تقریباً 20 سانتی متر از مدار ژنراتور قرار می دهیم. فاصله 20 سانتی متری باید امکان ارتباط آزاد بین سیم پیچ و نوسانگر را فراهم کند.

هیچ کنترلی روی نمودار وجود ندارد، تمام کنترل ها (تغییر حالت های اندازه گیری، L یا C، و همچنین کالیبره کردن دستگاه) از برنامه کنترل است. کاربر فقط به دو ترمینال برای نصب قطعه اندازه گیری شده در آنها دسترسی دارد، یک کانکتور USB و یک LED که در هنگام اجرای برنامه کنترل روشن می شود و در غیر این صورت چشمک می زند.

سپس پروب را به مدار ژنراتور وصل می کنیم. اتصال زمین پروب باید به بدنه خازن تیونر متصل شود. پروب به یک اسیلوسکوپ متصل است. با توجه به تضعیف 100 برابری در سنسور، خروجی سیگنال مولد معمولاً باید بسیار زیاد باشد.

اکنون رد ناحیه از چپ به راست اجرا می شود و سمت چپ فرکانس شروع و سمت راست فرکانس توقف است. یک مکان خوب برای شروع فرکانس جابجایی است که حدود 10 هرتز است. می توانیم خازن تیونر را بچرخانیم و شکل موج نوسانگر را روی صفحه اسیلوسکوپ دریافت کنیم. کنترل دامنه مولد جاروبرقی ارتفاع پیک شکل موج را تنظیم می کند. مزیت بزرگ این روش این است که تغییرات در فرکانس تشدید مدار اسیلاتور می تواند به طور مستقیم بر روی صفحه نمایش قابل مشاهده باشد.

قلب دستگاه یک اسیلاتور LC در مقایسه کننده LM311 است. برای محاسبه موفقیت آمیز مقدار خازن/القای اندازه گیری شده، باید دقیقاً مقادیر refC و refL تنظیم شده و همچنین فرکانس ژنراتور را بدانیم. با استفاده از برق کامپیوتر، تمامی مقادیر ممکن refC±25% و refL±25% در طول فرآیند کالیبراسیون دستگاه جستجو می‌شود. سپس از میان آرایه داده های دریافتی، مناسب ترین ها در چند مرحله انتخاب می شوند؛ در مورد الگوریتم زیر بیشتر توضیح می دهیم. با توجه به این الگوریتم، نیازی به انتخاب دقیق مقادیر خازن و اندوکتانس برای استفاده در دستگاه نیست، می‌توانید به سادگی موارد موجود را تنظیم کنید و به دقت مقادیر اهمیتی ندهید. علاوه بر این، مقادیر refC و refL می توانند در محدوده وسیعی با مقادیر نشان داده شده در نمودار متفاوت باشند.

نوسان ساز آرمسترانگ در ابتدا در فرستنده های لوله خلاء استفاده می شد. سیم پیچ را می توان طوری تنظیم کرد که زنجیر نوسان کند. در واقع یک تقسیم کننده ولتاژ متشکل از دو خازن به صورت سری است. دستگاه فعال، تقویت کننده، می تواند یک ترانزیستور اتصال دوقطبی، یک ترانزیستور اثر میدانی، یک تقویت کننده عملیاتی یا یک لوله خلاء باشد.

این به جای تنظیم یکی از خازن ها یا با معرفی یک خازن متغیر جداگانه به صورت سری با سلف است. تفاوت این است که به جای استفاده از خازن شیر مرکزی همراه با سلف، از اندوکتانس شیر مرکزی همراه با خازن استفاده می کند. سیگنال بازخورد از یک سلف شیر مرکزی یا یک اتصال سری بین دو سلف می آید.

میکروکنترلر با استفاده از کتابخانه V-USB، ارتباط با کامپیوتر را سازماندهی می کند و همچنین فرکانس را از ژنراتور محاسبه می کند. با این حال، برنامه کنترل نیز مسئول محاسبه فرکانس است؛ میکروکنترلر فقط داده های خام را از تایمرها ارسال می کند.

میکروکنترلر Atmega48 است، اما امکان استفاده از Atmega8 و Atmega88 نیز وجود دارد، من فریمور را برای سه میکروکنترلر مختلف وصل می کنم.

این سلف ها نیازی به اتصال متقابل ندارند، بنابراین ممکن است از دو سیم پیچ مجزا تشکیل شده باشند که به صورت سری به هم متصل شده اند تا یک دستگاه با ضربه مرکزی. در نسخه کویل ضربه مرکزی، اندوکتانس بیشتر است زیرا دو بخش به صورت مغناطیسی جفت شده اند.

در نوسانگر هارتلی، فرکانس را می توان به راحتی با استفاده از یک خازن متغیر تنظیم کرد. مدار نسبتا ساده است و تعداد قطعات کم است. یک نوسان ساز تثبیت شده با فرکانس بالا را می توان با جایگزینی تشدید کننده کوارتز با یک خازن ساخت.

رله K1 مینیاتوری با دو گروه سوئیچینگ است. من از RES80 استفاده کردم، پاها را با موچین هایی مانند RES80-1 برای نصب روی سطح، با جریان ماشه 40 میلی آمپر خم کردم. اگر نمی توانید رله ای را پیدا کنید که قادر به کار از 3.3 ولت با جریان کم باشد، می توانید از هر رله 5 ولتی استفاده کنید، به ترتیب R11، K1 را با یک آبشار ترسیم شده در خطوط نقطه چین جایگزین کنید.

این یک پیشرفت نسبت به نوسانگر Colpitt است، که در آن نوسانات ممکن است در فرکانس های خاصی که شکاف هایی در طیف ایجاد می کنند رخ ندهد. مانند سایر نوسانگرها، هدف این است که یک بهره ترکیبی بیشتر از واحد در فرکانس تشدید برای حفظ نوسان ارائه شود. یک ترانزیستور را می توان به عنوان تقویت کننده پایه مشترک و دیگری به عنوان دنبال کننده امیتر پیکربندی کرد. خروجی دنبال کننده امیتر، متصل به ورودی ترانزیستور پایه، نوسان را در مدار پلتز حفظ می کند.

وارکتور یک دیود آزاد است. به طور خاص، میزان بایاس معکوس ضخامت منطقه تخلیه در نیمه هادی را تعیین می کند. ضخامت ناحیه تخلیه متناسب با ریشه دوم ولتاژ است که بایاس دیود را معکوس می کند و ظرفیت خازن با این ضخامت نسبت معکوس دارد و بنابراین با ریشه دوم ولتاژ اعمال شده نسبت عکس دارد.

من همچنین از یک کوارتز مینیاتوری با فرکانس 12 مگاهرتز استفاده کردم، حتی کمی کوچکتر از یک ساعت.

برنامه کنترل

برنامه کنترل در محیط Embarcadero RAD Studio XE در C++ نوشته شده است. پنجره اصلی و اصلی که در آن پارامتر اندازه گیری شده نمایش داده می شود به صورت زیر است:

از کنترل های روی فرم اصلی، تنها سه دکمه قابل مشاهده است. - حالت اندازه گیری، C - اندازه گیری ظرفیت و L - اندازه گیری القایی را انتخاب کنید. همچنین می توانید با فشار دادن کلیدهای C یا L روی صفحه کلید یک حالت را انتخاب کنید. - یک دکمه تنظیم صفر، اما، باید بگویم، لازم نیست اغلب از آن استفاده کنید. هر بار که برنامه را شروع می کنید و به حالت C تغییر می کنید، صفر به طور خودکار تنظیم می شود. برای تنظیم صفر در حالت اندازه گیری L، باید یک جامپر را در پایانه های دستگاه نصب کنید، اگر در این لحظه صفر روی صفحه ظاهر شود، نصب به طور خودکار انجام شده است، اما اگر خوانش های روی صفحه نمایش بیشتر از صفر، باید دکمه تنظیم صفر را فشار دهید و قرائت ها مجدداً تنظیم می شوند.

بر این اساس، خروجی یک منبع تغذیه DC ساده را می توان از طریق طیف وسیعی از مقاومت ها یا یک مقاومت متغیر برای تنظیم نوسانگر تغییر داد. Varactors برای استفاده موثر از این ویژگی طراحی شده اند. یک جامد با هر درجه از خاصیت ارتجاعی در هنگام اعمال انرژی مکانیکی تا حدی مرتعش می شود. یک مثال می تواند گونگی باشد که با چکش زده می شود. اگر بتوان آن را به طور مداوم به صدا درآورد، می تواند به عنوان یک مدار تشدید در یک نوسانگر الکترونیکی عمل کند.

کریستال کوارتز به ناچار برای این نقش مناسب است زیرا از نظر فرکانس تشدید بسیار پایدار است. فرکانس تشدید به اندازه و شکل کریستال بستگی دارد. کریستال کوارتز به عنوان یک تشدید کننده دارای فضیلت شگفت انگیز الکتریسیته معکوس است. این بدان معنی است که وقتی به درستی برش داده شود، زمین شود، نصب شود و ترمینال شود، با تغییر اندکی شکل به ولتاژ اعمال شده پاسخ می دهد. هنگامی که ولتاژ حذف می شود، به پیکربندی فضایی اولیه خود باز می گردد و ولتاژی را ایجاد می کند که می تواند در پایانه ها اندازه گیری شود.

فرآیند کالیبراسیون دستگاه بسیار ساده است. برای انجام این کار، ما به یک خازن با ظرفیت مشخص و یک جامپر نیاز داریم - یک قطعه سیم با حداقل طول. ظرفیت خازنی می تواند هر باشد، اما دقت دستگاه به دقت خازن مورد استفاده برای کالیبراسیون بستگی دارد. من از خازن K71-1 استفاده کردم، ظرفیت 0.0295 µF، دقت ± 0.5٪.

برای شروع کالیبراسیون، باید مقادیر تنظیم شده refC و refL را وارد کنید (فقط در اولین کالیبراسیون، متعاقباً این مقادیر در حافظه دستگاه ذخیره می شوند، اما همیشه می توان آنها را تغییر داد). اجازه دهید به شما یادآوری کنم که مقادیر ممکن است با مرتبه ای از مقادیر نشان داده شده در نمودار متفاوت باشد و دقت آنها نیز کاملاً بی اهمیت است. سپس مقدار خازن کالیبراسیون را وارد کرده و روی دکمه "شروع کالیبراسیون" کلیک کنید. پس از ظاهر شدن پیغام "خازن کالیبراسیون را وارد کنید"، یک خازن کالیبراسیون (خازن من 0.0295 µF) را در پایانه های دستگاه نصب کنید و چند ثانیه صبر کنید تا پیام "جهش را وارد کنید" ظاهر شود. خازن را از پایانه ها خارج کنید و یک جامپر را در سراسر پایانه ها نصب کنید، چند ثانیه صبر کنید تا پیام "کالیبراسیون تکمیل شد" در پس زمینه سبز ظاهر شود، جامپر را بردارید. اگر در حین فرآیند کالیبراسیون خطایی رخ دهد (مثلاً خازن کالیبراسیون خیلی زود برداشته شد)، یک پیغام خطا در پس زمینه قرمز نمایش داده می شود که در این صورت به سادگی روش کالیبراسیون را از ابتدا تکرار کنید. کل دنباله کالیبراسیون در قالب انیمیشن در تصویر سمت چپ قابل مشاهده است.

پس از اتمام کالیبراسیون، تمام داده های کالیبراسیون و همچنین مقادیر تنظیم شده refC و refL در حافظه غیر فرار میکروکنترلر نوشته می شود. بنابراین، تنظیمات مربوط به آن در حافظه یک دستگاه خاص ذخیره می شود.

الگوریتم عملیات برنامه

شمارش فرکانس با استفاده از دو تایمر میکروکنترلر انجام می شود. تایمر 8 بیتی در حالت شمارش پالس در ورودی T0 کار می کند و هر 256 پالس یک وقفه ایجاد می کند که در کنترل کننده آن مقدار متغیر شمارنده (COUNT) افزایش می یابد. تایمر 16 بیتی در حالت روشن تصادفی کار می کند و هر 0.36 ثانیه یک بار وقفه ایجاد می کند که در کنترل کننده آن مقدار متغیر شمارنده (COUNT) و همچنین مقدار باقیمانده تایمر 8 بیتی ذخیره می شود. TCNT0) برای انتقال بعدی به کامپیوتر. محاسبه بیشتر فرکانس توسط برنامه کنترل انجام می شود. با داشتن دو پارامتر (COUNT و TCNT0)، فرکانس ژنراتور (f) با فرمول محاسبه می شود:

با دانستن فرکانس ژنراتور و همچنین مقادیر تنظیم شده refC و refL، می توانید رتبه بندی ظرفیت خازنی/القایی متصل شده برای اندازه گیری را تعیین کنید.

کالیبراسیون، از سمت برنامه، در سه مرحله انجام می شود. من جالب ترین قسمت کد برنامه را می دهم - توابع مسئول کالیبراسیون.

1) مرحله اول. جمع آوری در یک آرایه تمام مقادیر از محدوده refC±25% و refL±25% که در آن L و C محاسبه شده بسیار نزدیک به صفر هستند، در حالی که هیچ چیزی نباید در پایانه های دستگاه نصب شود.

// پخش صفر قابل قبول در حین کالیبراسیون pF, nH

bool allowC0range(double a) (اگر (a>= 0 && a

bool allowL0range(double a) (اگر (a>= 0 && a

bool all_zero_values ​​(int f, int c, int l) ( //f - فرکانس، c و l - تنظیم refC و refL

int refC_min = c- c/(100 / 25);

int refC_max = c+ c/(100/25);

int refL_min = l- l/(100/25);

int refL_max = l+ l/(100 / 25);

برای (int a= refC_min; a//جستجوی C در مراحل 1pF

برای (int b= refL_min; b//جستجوی L در مراحل 0.01µH

if (allowC0range(GetCapacitance(f,a,b)) && allowL0range(GetInductance(f,a,b))) (

//اگر برای یک مقدار معین از refC و refL، مقادیر محاسبه شده C و L نزدیک به صفر باشد.

//این مقادیر refC و refL را در یک آرایه قرار دهید

values_temp. push_back (a);

values_temp. push_back (b);

به طور معمول، پس از این تابع، آرایه از صدها تا چند صد جفت مقدار جمع می شود.

2) فاز دوم. اندازه گیری ظرفیت کالیبراسیون نصب شده در پایانه ها به نوبه خود با تمام مقادیر refC و refL از آرایه قبلی و مقایسه با مقدار شناخته شده خازن کالیبراسیون. در نهایت، یک جفت مقادیر refC و refL از آرایه فوق انتخاب می شود که در آن تفاوت بین مقدار اندازه گیری شده و مقدار شناخته شده خازن کالیبراسیون حداقل خواهد بود.

• 05.07.2017

  روش پیشنهادی برای محاسبه منبع تغذیه ترانسفورماتور امکان محاسبه پارامترهای اصلی آن مانند ظرفیت فیلتر صاف کننده، پارامترهای اصلی دیودها و ترانسفورماتور را فراهم می کند. این روش محاسباتی به شما امکان می دهد یک منبع تغذیه با جریان خروجی حداکثر 1 آمپر را محاسبه کنید. برای محاسبه، فقط باید سه پارامتر را تنظیم کنید: ولتاژ خروجی ثابت منبع تغذیه حداکثر جریان بار ضریب ...

• 28.09.2014

  از این ولت متر می توان برای اندازه گیری جریان مستقیم و ولتاژ از 0 تا 100 ولت و از 0 تا 10 آمپر استفاده کرد. محدوده ولت متر به 4 محدوده تقسیم می شود: 0...1V، 0...10V، 0-100V، 0...10A. حداکثر عدد نمایش داده شده 999 است. یک ADC با حداکثر ولتاژ خروجی 999 میلی ولت روی تراشه NTE2054 مونتاژ شده است؛ ADC خروجی هایی را برای پویا فراهم می کند.

• 20.09.2014

  سیم کشی برق باید با شرایط محیطی، ارزش سازه و ویژگی های معماری آن سازگار باشد. عایق سیم ها و کابل ها باید با ولتاژ نامی شبکه مطابقت داشته باشد و روکش های محافظ باید مطابق با روش نصب باشد. سیم های خنثی باید عایق مشابه سیم های فاز داشته باشند. مقاطع سیم بر اساس افت ولتاژ مجاز، گرمایش مجاز سیم ها توسط جریان بار انتخاب می شود.

• 06.11.2016

  هنگام تغذیه دستگاه از باتری، گاهی اوقات نیاز به منبع ولتاژ دوقطبی وجود دارد. البته می توانید از دو باتری استفاده کنید، اما می توانید یک مبدل ولتاژ ساده یک قطبی به دو قطبی نیز بسازید. مدار پیشنهادی به شما امکان می دهد ولتاژ منفی 9 ولت را از یک عنصر با ولتاژ 9 ولت (کرونا) بدست آورید. مدار مبدل ...

در اینجا نمونه دیگری از تجهیزات آزمایشگاهی - یک متر LC است. این حالت اندازه گیری، به خصوص اندازه گیری L، تقریباً غیرممکن است که در مولتی مترهای ارزان قیمت کارخانه پیدا شود.

طرح این LC متر روی میکروکنترلراز سایت www.sites.google.com/site/vk3bhr/home/index2-html گرفته شده است. این دستگاه بر روی یک میکروکنترلر PIC 16F628A ساخته شده است و از آنجایی که من اخیرا یک برنامه نویس PIC خریداری کردم، تصمیم گرفتم آن را با این پروژه آزمایش کنم.

من رگولاتور 7805 را حذف کردم زیرا تصمیم گرفتم از شارژر تلفن همراه 5 ولت استفاده کنم.

در مدار، مقاومت تریمر 5 کیلو اهم است، اما در واقع طبق دیتاشیت ماژول LCD خریداری شده، 10 کیلو اهم نصب کردم.
هر سه خازن تانتالیم 10 میکروفن هستند. لازم به ذکر است که خازن C7 - 100 µF در واقع 1000 µF است.
دو خازن 1000pF، خازن های استایروفلکس با تلرانس 1%، سیم پیچ القایی 82μH.

کل جریان مصرفی با نور پس زمینه حدود 30 میلی آمپر است.
مقاومت R11 جریان نور پس‌زمینه را محدود می‌کند و باید مطابق با ماژول LCD مورد استفاده واقع شود.

من از ترسیم PCB اصلی به عنوان نقطه شروع استفاده کردم و آن را تغییر دادم تا با اجزایی که داشتم مطابقت داشته باشد.
نتیجه این است:

دو عکس آخر LC متر را در عمل نشان می دهد. در مورد اول، ظرفیت خازن 1nF با انحراف 1٪ و در دوم - اندوکتانس 22 μH با انحراف 10٪ اندازه گیری می شود. این دستگاه بسیار حساس است - یعنی با یک خازن غیر متصل، ظرفیت حدود 3-5 pF را نشان می دهد، اما این با کالیبراسیون از بین می رود.