ВЧ ПРОБНИК ДЛЯ ВОЛЬТМЕТРА ПОСТОЯННОГО ТОКА
Журнал " РАДИО" , ЗА РУБЕЖОМ
Хорошо известно, что измерение ВЧ напряжений, меньших 0,5 В, затруднено тем, что уже при 0,2 ... 0,3 В все полупроводниковыe диоды становятся неэффективными . Существует, однако, способ измерения малых переменных напряжений с использованием сбалансированного диодно-резистсивного моста (рис.1), в одну из диагоналей которого включен источник смещения диодов, а в другую - милливольтметр постоянного тока . Небольшой (примерно несколько микроампер) прямой ток через диоды улучшает условия детектирования и позволяет отодвинуть нижнюю границу измеряемых напряжений к 20 мВ при равномерной АЧХ до 200 МГц.
Как видно из рис. 1, в выпрямлении измеряемого переменного напряжения участвуют только диоды V1, V2, а два других - V3, V4 - образуют соседнее плечо моста, на котором создается начальное напряжение, балансирующее мост, и одновременно служат для его термокомпенсации . При хорошей балансировке милливольтметр РU1 будет реагировать только на напряжение, являющееся результатом выпрямления измеряемого сигнала.
Практическая схема ВЧ пробника показана на рис. 2. Его основные характеристики следующие: пределы измерения 20 мВ ... 50 В, входная емкость 3 пФ, входное сопротивление на частотах 0,7 и 30 МГц при использовании высокоомного вольтметра - соответственно 50 и 27 кОм, диапазон рабочих частот - 30 Гц ... 200 МГн.
Кроме диодов V1- V4, входящих в состав уравновешенного моста, в устройстве имеются диоды V5, V6, образующие вместе с резистором R7 простейший стабилизатор напряжения питания моста. Все шесть дидов подобраны с возможно более близкими вольтамперными характеристиками. Конденсаторы С2' и С2" отфильтровывают переменную составляющую выпрямленного напряжения. Первый из них смонтирован в выносной части пробника (на схеме эта часть устройства очерчена штрих-пунктирной линией), второй -вместе со всеми остальными деталями и источником питания в небольшой пластмассовой коробке. Развязывающий конденсатор С1 - сменный. При измерении напряжений частотой выше 1 МГц его емкость должна быть такой же, как и конденсатора С2', на частотах 5 ... 10 кГц _. 0,047 ... 0,068 мкФ, на самых низких - 2 мкФ, подстроечный резистор R3 служит для точной 6алансировкн моста.
Поскольку плечи моста обладают большим сопротивлением, для измерения малых напряжений следует использовать милливольтметр с входным сопротивлением не менее 2 Мом. Hапряжения больше 1В можно измерять вольтметром с входным сопротивлением около 200 кОм (например, вольтметр с относительным входным сопротивлением 20 кОм/B на пределе 10 В). Для входных сигналов синусоидальной формы и напряжением до 1 В выпрямленное напряжение на выходе про6ника (гнезда Х2) будет в 2,5 раза превышать эффективное (действующее) значение напряжения на его входе. Это соотношение справедливо при достаточно большой емкости конденсаторов С1 и С2" и использовании вольтметра с большим входным сопротивлением. Показания прибора переводят в действующие значения с помощью градуировочного гра-фика, примерный вид которого показан на рис. 3 (такой график необходимо построить для того прибора, с которым будет использоваться пробник).
Для удобства измерения напряжений, больших 1В, в пробнике предусмотрены гнезда Х1, напряжение на которых составляет 40% от выпрямленного (измеряемое напряжение в этом случае отсчитывают в действующих значениях прямо по шкале вольтметра) . Гнездо Х3 предусмотрено для подключения осциллографа или высокоомных головных телефонов ( при контроле модулированных ВЧ сигналов). При этом конденсатор С2" отключается от общего провода и становится переходным, а переменный резистор R4 позволяет регулировать уровень выходного сигнала.
"Млад конструктор" (НРБ). 1981 №3
Примечание редакции. Вместо указанных на схеме в пробнике можно использовать кремниевые точечные диоды, например. КД503Б. Максимальные измеряемые ВЧ напряжения и частотный диапазон пробника будут определяться примененными диодами.