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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Präfix zum Frequenzmesser zum Testen von Transistoren. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Messtechnik Das beschriebene Gerät implementiert eine interessante Methode zur Messung der Stromverstärkung eines Transistors bei einem festen Kollektorstrom, die bei der Auswahl von Transistoren für symmetrische Kaskaden wichtig ist. Im Gegensatz zu den zuvor beschriebenen einfachen Messgeräten für den Kleinsignalparameter h21e ist dieses Gerät direkt ablesbar. Mit dem Präfix zum Frequenzmesser können Sie die Leistung von Bipolartransistoren mit geringer Leistung im Verstärkungsmodus überprüfen und den Basisstromübertragungskoeffizienten im Kleinsignalmodus für eine Schaltung mit gemeinsamem Emitter messen – h21E. Die Messung erfolgt bei einem festen Kollektorstrom von 1 mA. Die elektronischen Komponenten der Set-Top-Box arbeiten so, dass die Impulsfrequenz an ihrem Ausgang proportional zum Wert des Parameters h21E ist. Die Verstärkungsmessung ist wie folgt. Die Transistorausgänge werden in die Buchsen „E“, „B“, „C“ der Konsole eingebaut und schalten den Strom ein. Am Ausgang des Geräts ist ein Frequenzmesser angeschlossen, der auf eine Messgrenze von 10 kHz eingestellt ist. In diesem Fall entsprechen die durch 10 geteilten Messwerte des Frequenzzählers dem Wert des Parameters h21Э. Das Präfix (Abb. 1) enthält einen Spannungskomparator und einen Integrator, an dessen Ausgang der getestete Transistor im Schaltkreis mit OE angeschlossen ist. Alle diese Komponenten sind kaskadenförmig zu einem Ring geschaltet und bilden ein System zur automatischen Steuerung des Kollektorstroms des Prüflings. Die Ausgangsspannung des Komparators steuert den Integrator so, dass sich der Kollektorstrom des zu prüfenden Transistors in Richtung seines Nennwerts – 1 mA – ändert. Um einen kontinuierlichen periodischen Schwingvorgang im Regelsystem aufrechtzuerhalten, verfügt der Komparator über eine Totzone. Die Breite dieser Zone bestimmt den Schwingungsbereich des Kollektorstroms des zu prüfenden Transistors.
Der Komparator erfolgt über den Operationsverstärker DA2, für den der Teiler der Widerstände R8, R9 eine beispielhafte Spannung erzeugt. Über die Kette R11, R10 wird ein positives Rückkopplungssignal in die Teilerschaltung eingespeist. Das Verhältnis der Widerstände der Widerstände R11 und R10 bestimmt die Breite der Totzone des Komparators (Hysterese). Im Set-Top-Box-Schaltkreis beträgt sie 100 mV. Der Integrator ist auf dem OS DA1 montiert. Der Teiler R1R2 erzeugt am nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers eine Spannung, die symmetrisch zu den Grenzen der Ausgangsspannung des Komparators ist und zwei Werte hat: oben - 10 ... 11,5 V und unten - 0,5 . .. 1,5 V. Um einen Stromquellenmodus im Eingangskreis des zu prüfenden Transistors zu erzeugen, wird der Widerstand R4 angeschlossen, dessen Widerstandswert (300 kΩ) um ein Vielfaches höher ist als der Eingangswiderstand des Transistors im Stromkreis mit OE . Die Elemente R5-R7, C5, C6 schaffen den notwendigen Modus zur Messung des Parameters h21E. Die Widerstände R5 und R7 bestimmen den Kollektorstrom (1 mA), Widerstand R6 bestimmt die Kollektor-Emitter-Spannung. Das Präfix funktioniert wie folgt. Der Basisstrom des zu prüfenden Transistors ändert sich ständig und nimmt linear zu oder ab, da der Integratoreingang relativ zum Mittelpunkt des Teilers R1R2 entweder eine positive oder negative Integrationsspannung empfängt, wodurch sich die Integrationsrichtung ändert. Angenommen, irgendwann steigt der Basisstrom des zu testenden Transistors. Der Kollektorstrom steigt ebenfalls an, ist aber gleichzeitig h21E-mal höher als der Basisstrom. Bei Erreichen des Kollektorstroms von 1,1 mA wird der Komparator ausgelöst, der die Integrationsrichtung ändert. Der Basisstrom und damit der Kollektorstrom des zu prüfenden Transistors beginnt zu sinken. Wenn er jedoch einen Wert von 0,9 mA erreicht, wird der Komparator erneut ausgelöst und der Prozess geht in eine Phase über, die der ursprünglichen ähnelt. Da die Änderungsrate des Basisstroms im Stromkreis konstant ist, sind die Änderungen des Kollektorstroms direkt proportional zum Parameter h21E des zu prüfenden Transistors. Daher bestimmt der Wert von h21E das Zeitintervall zwischen den Zeitpunkten, an denen der Kollektorstrom Werte von 0,9 und 1,1 mA erreicht, bei denen der Komparator ausgelöst wird. Somit ist die Betriebsfrequenz des Komparators direkt proportional zum Wert des Parameters h21E. Eine leichte Abweichung in der Proportionalität des Parameters zur Frequenz der Eigenschwingungen ist mit einer Verzögerung beim Schalten des Komparators und Integrators sowie einer Verzweigung des Basisstroms des getesteten Transistors zum Umladen der Kapazitäten von pn-Übergängen verbunden und Montage. In der Amateurfunkpraxis erweist sich der Einfluss dieser Faktoren auf die Messgenauigkeit als durchaus akzeptabel, wenn die Set-Top-Box mit Frequenzen von 200 ... 5000 Hz arbeitet, was dem Bereich der h21E-Werte im Bereich von entspricht 40 ... 1000. Auf den Elementen DD1.1-DD1.4 ist ein Frequenzverdoppler montiert, daher ist die Ausgangsfrequenz der Set-Top-Box zehnmal höher als der h10E-Wert, was das Ablesen des h21E-Wertes auf der Frequenzmesserskala erheblich vereinfacht. Die Parallelschaltung der Elemente DD1.2 und DD1.3 erhöht die Belastbarkeit des Gerätes. Der Widerstand R17 schützt den Ausgang der Set-Top-Box vor einem Kurzschluss. Die Ausgangsimpedanz der Set-Top-Box beträgt etwa 3 kOhm. Der Bereich des Ausgangssignals der Set-Top-Box ohne Last beträgt ca. 11 V. Zur Stromversorgung der Set-Top-Box ist lediglich eine stabilisierte Spannungsquelle von 12 ... 13 V erforderlich, die einen Strom von 10 mA und eine Spannungswelligkeit von nicht mehr als 10 mV liefert. Als Frequenzzähler verwendet der Autor ein VR-11A Multimeter. Einzelheiten. Im Gerät können Sie beliebige Widerstände mit einer Leistung von 0,125-0,5 W verwenden, zum Beispiel MLT, OMLT. Es ist zulässig, dass die Widerstände R12-R17 eine Abweichung vom Nennwert von nicht mehr als ± 20 % aufweisen, der Rest beträgt ± 5 %. Beim Einstellen der Konsole müssen die Widerstände R1 und R3 ausgewählt werden. Oxidkondensatoren - K50-16, K50-35 für eine Betriebsspannung von mindestens 15 V. Kondensatoren C3, C7, C8 - Keramik KM-5 oder KM-6 Gruppen H30-H90. Kondensator C2 – Metallfolie, zum Beispiel K73-16 oder K73-17. Als Schalter SB1 kann jeder Schwachstromschalter oder Kippschalter verwendet werden, P2K, PT2-1-1 sind geeignet. Chip K140UD6 ersetzt K140UD8A oder ähnliches. Es ist zulässig, den K561LA7-Chip durch ein Analogon einer anderen Serie zu ersetzen - K176LA7 oder K1561LA7. Auf Abb. In Abb. 2 zeigt eine Zeichnung der Leiterplatte und die Anordnung der Teile. Die Anschlussfahnen der „+“-Stromleitungen sind fest mit der Platine verlötet und werden so direkt an den Ausgangsklemmen des Netzteils befestigt. Das Design der Platine kann unterschiedlich sein.
Kurz zum Einrichten der Konsole. Nach Überprüfung der korrekten Installation werden die Stromquelle, der Frequenzmesser und der zu prüfende Transistor angeschlossen, vorzugsweise mit dem Parameter h21E, der zuvor an einem Industriegerät gemessen wurde (er sollte nicht mit h21E verwechselt werden, obwohl ihre Werte \ (sind in vielen Fällen praktisch gleich). Wenn man auf dem Oszilloskopbildschirm das Signal am Ausgang des Komparators (Pin 5 der DA2-Mikroschaltung) beobachtet, wird der Widerstand R1 ausgewählt, wodurch eine Symmetrie beider Halbzyklen des Signals (Mäander) erreicht wird. Anschließend werden durch Auswahl des Widerstands R3 die Messwerte des Frequenzmessers entsprechend dem Wert des Parameters h21E des zu prüfenden Transistors eingestellt. Wenn es nicht möglich ist, einen Referenztransistor zu verwenden, können Sie dies tun. Bevor Sie Teile auf der Platine installieren, messen Sie den Widerstand der Widerstände R4 und R7 mit einer Genauigkeit von drei Vorzeichen. Schalten Sie dann zwischen den Anschlüssen „+“ und „-“ der Stromquelle einen variablen Widerstand mit einem Widerstand von 22 ... 47 kOhm ein, an dessen Motor einer der Anschlüsse R4 und der andere angeschlossen ist die „B“-Buchse der Set-Top-Box. Installieren Sie den Widerstand R7 auf der Platine. Installieren Sie den zu testenden Transistor, zum Beispiel KT315G, bei dem der h21E-Wert im Bereich von 50 ... 300 liegt. Stellen Sie den Schieberegler des variablen Widerstands auf die mittlere Position und schalten Sie den Strom ein. Durch Drehen des Schiebers stellen Sie die Spannung am Widerstand R6 auf 1,5 V ein, was einem Kollektorstrom von 1 mA entspricht. Über einen Kondensator mit einer Kapazität von 1 ... 3 μF ein Sinussignal mit einer Frequenz von 1000 Hz (Uc) an den Motor mit variablem Widerstand anlegen. Durch sanftes Erhöhen der Amplitude des angelegten Signals Uc stellen Sie die Signalspannung am Kollektor des zu testenden Transistors auf 100 mV ein. Berechnen Sie mit der Formel h21E - 0,1R4 / UCR7 den Wert h21E des zu testenden Transistors. Beispielsweise beträgt die Signalspannung am Motor mit variablem Widerstand Uc = 0,95 V, R4 = 309 kOhm, R7 = 517 Ohm, dann h21E = 0,1-309 / 0,950,517 = 62,9. Nachdem Sie die ursprünglichen Verbindungen wiederhergestellt haben, stellen Sie durch Auswahl von R1 einen Mäander am Ausgang des Komparators ein und stellen Sie dann durch Auswahl des Widerstands R3 den entsprechenden Frequenzmesserwert ein, der in unserem Beispiel 629 Hz beträgt. Damit ist die Einrichtung der Set-Top-Box abgeschlossen. Auch andere Operationsverstärker ohne interne Korrektur sind für den Komparator geeignet: K553UD1, KR544UD2, aber auch K157UD2, bei dem der zweite Operationsverstärker mit einem 30 pF-Korrekturkondensator im Integrator verwendet werden kann. In diesem Fall muss das Layout der Platine zwar anders gestaltet werden. Autor: S. Permyakov, Sergiev Posad, Region Moskau
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