Архивы за Декабрь, 2017
Пробники — индикаторы напряжения
0Проверяя монтаж транзисторной продукции и режимы работы её каскадов, достаточно бывает убедиться в наличии напряжения на том или ином участке цепи, а также определить его полярность и характер ( постоянное или переменное ). Здесь пригодится простой пробник (Рис.1), содержащий всего восемь деталей. Его рабочий диапазон составляет 2 … 30 В для постоянного тока и 1,5 … 21 В ( действующее значение ) для переменного тока. Потребляемый пробником ток равен 3 мА и не зависит от измеряемого напряжения, что важно при подключении пробника к маломощным цепям.
На диодах VD1-VD4 собран по мостовой схеме выпрямитель, в плечи моста включены светодиоды HL1 и HL2 — индикаторы напряжения. В диагонали моста стоит стабилизатор тока, выполненный на полевом транзисторе VT1.
В гнездо XS1вставляют проводник с зажимом — его соединяют с общим проводом конструкции. Щупом же XP1 касаются нужных цепей монтажа. Если на зажиме минус, а на щупе плюс напряжения, горит светодиод HL1 «+» (зелёный по схеме). При обратной полярности зажигается светодиод HL2 «-«( синий) . Когда пробник подключен к цепям переменного тока, светятся оба светодиода. Яркость их независимо от измеряемого напряжения ( в указанных выше пределах ) остаётся постоянной, поскольку ток в их цепи поддерживается стабилизатором постоянным.
Конструкция пробника произвольная. Печатная плата рассчитывается на миниатюрные детали. Диоды могут быть Д9Г — Д9Л или КД102, КД103 с любым буквенным индексом. Вместо КП303Д подойдёт транзистор КП303Г, КП303Е, КП307 с индексами А-В, Ж. Начальный ток стока должен быть не менее 3 мА. Светодиоды — любые, но по возможности меньших габаритов.
Налаживание пробника сводится к подбору резистора R1 по заданному току стабилизации. Вместо резистора подключают цепочку из последовательно соединённых переменного резистора сопротивлением 1 … 2 кОм и постоянного сопротивлением 100 Ом. Отключив от светодиодов вывод стока транзистора, подключают к нему плюс источника питания напряжением 4 … 6 В, а минус источника соединяют с затвором. Перемещением движка переменного резистора устанавливают ток 3 мА, измеряют получившееся сопротивление цепочки и впаивают а плату постоянный резистор такого же сопротивления. Если будет установлен транзистор с начальным током стока 3 мА, резистор вообще не нужен — затвор транзистора соединяют с истоком.
Другой вариант схемы пробника показан на Рис.2 Он состоит всего из пяти деталей. Правда потребляемый им ток вдвое больше тока, потребляемого тока предыдущей схемой. Нижний предел измеряемых напряжений также чуть выше — 3 и 2,1 В соответственно для постоянного и переменного тока.
Стабилизатор тока выполнен на транзисторах VT1 и VT2. Он нагружен на встречно-параллельно включённые светодиоды HL1 и HL2. Гнездо XS1 ( или зажим «крокодил» ) соединяют с общим проводом контролируемого устройства, а щупом XP1 касаются интересующих точек монтажа. Если на щупе плюс напряжения, вспыхивает светодиод HL2, если минус — HL1. Одновременное зажигание обоих светодиодов свидетельствует о наличии между щупом и зажимом ( гнездом ) переменного напряжения.
Кроме указанных на схеме, подойдут транзисторы КП303Е, КП303Г, КП302Г. Светодиоды — любые из серий АЛ102, АЛ307.
На Рис.3 показана схема универсального светозвукового пробника- индикатора напряжения. Он позволяет прозвонить монтаж, убедиться в наличии постоянного или переменного напряжения от 5 до 400 В, определить полярность постоянного напряжения. В нём используются три цифровые микросхемы, на которых собраны три узла световой индикации и узел звуковой индикации. Кроме того, на входе пробника стоит лампа накаливания HL4, которая начинает светиться, как только напряжение на входе превысит 150 В.
Описание работы. Пока щупы ХР1 и ХР2 никуда не подключены, светодиоды не светятся, и генератор звуковой частоты, собранный на микросхеме DD3 не работает.
Когда же щупы подключены к источнику тока, причём на ХР1 — плюс напряжения, а на ХР2 — минус, на входе элемента DD1.1 окажется поданным напряжение высокого уровня (логическая 1). Элемент переключится в нулевое состояние, а светодиод HL1 (зелёный) вспыхнет, сигнализируя о положительной полярности на щупе ХР1. Одновременно включится генератор ЗЧ. Из головного телефона BF1 раздастся звук, тональность которого зависит от сопротивления резистора R5. Поскольку элементы DD2.2 и DD1.3 не изменят своего состояния, светодиоды HL2 и HL3 останутся погашенными.
При изменении полярности напряжения на щупах элемент DD1.1 окажется в единичном состоянии, в такое же состояние перейдут элементы DD2.1 и DD1.2. На выходе элемента DD1.3 появится напряжение низкого уровня (логический 0), поэтому вспыхнет светодиод HL3 (синий) и включится генератор ЗЧ — теперь тональность звука будет зависеть от сопротивлении резистора R13. Элемент же DD2.2 останется в прежнем состоянии — ведь на его входах будут разные уровни сигналов ( из-за включения инвертора DD2.3 ). Светодиод HL2 ( красный ) гореть не будет.
В случае подачи на щупы пробника переменного напряжения начнут поочерёдно вспыхивать светодиоды HL1 и HL3 с частотой переменного напряжения.
Во время » прозвонки» монтажа щупы оказываются замкнутыми через исправные соединительные цепи. Тогда напряжение на выводах 2 и 3 элемента DD2.1 оказываются ниже порога срабатывания, а на выводах 8, 9 элемента DD1.2 — выше. Элемент переключится в нулевое состояние. Вспыхнет светодиод HL2 и зазвучит сигнал в головном телефоне. Тональность сигнала в этом случае зависит от резистора R9.
Разноголосая звуковая сигнализация удобна тем, что она помогает быстрее распознавать вид сигнала на входных щупах пробника.
Для пробника подойдут конденсаторы К10-7В, диоды КД105 (VD3-VD5) с любым буквенным индексом, светодиоды серий АЛ310, АЛ307, любые транзисторы из серий МП37, МП38. Вместо микросхем К176ЛЕ5 подойдут К176ЛА7. Элементы DD2.1 и DD2.2 микросхемы К176ЛП12 нетрудно заменить элементами 2И-НЕ других микросхем этой серии, а вместо DD2.3 использовать оставшийся элемент микросхемы DD1 или DD3 ( соединив оба его входа ). Конечно, при такой замене придётся изменить схему печати на плате. В качестве головного телефона применён телефон ТМ-2В или аналогичный без рупора, лампа накаливания ( HL4 ) — СМН 6,3-20.
Налаживание пробника сводится к более точному подбору ( если это понадобится) резисторов R2, R3, R6, R7, R10, R11. Начать можно с режима «прозвонки». Замкнув входные щупы, подбором резисторов R6, R7 добиваются напряжения на выводах 2, 3 элемента DD2.1 примерно 4,3 В, т.е. немного ниже порога срабатывания элемента микросхемы К176ЛП12. На входах же элемента DD1.2 подбором резисторов R10, R11 устанавливают напряжение около 3,9 В, т. е. несколько больше порога срабатывания элемента. В то же время при разомкнутых щупах напряжение на обоих входах указанных элементах должно превышать порог срабатывания.
При подачи на вход пробника постоянного напряжения 5 В и более напряжение на выводах 5, 6 элемента DD1.1 должно превышать порог срабатывания — этого добиваются подбором резисторов R2, R3.
В заключении следует напомнить об одной особенности пробника — цепи с напряжением более 100 В нужно проверять возможно быстрее, во избежание выхода из строя резистора R1.
Б. С. Иванов » В ПОМОЩЬ РАДИОКРУЖКУ», » Радио и связь», Москва, 1990 г, стр. 8 — 13
Пробники для проверки схем
0 Данные устройства предназначены для проверки (прозвонки) монтажа собранных конструкций, проверки правильности соединений и соответствии принципиальной схемы. Несомненным удобством пробников является наличие сигнализации, которая позволяет контролировать целостность той или иной цепи.
Одна из возможных схем пробника приведена на Рис.1. В нём три маломощных транзистора, два резистора, светодиод и источник питания.
В исходном состоянии все транзисторы закрыты, поскольку на их базах относительно эмиттера нет напряжения смещения. Если же соединить между собой выводы «К зажиму» и «К электроду», в цепи базы транзистора VT1 потечёт ток, значение которого зависит от сопротивления резистора R1. Транзистор откроется, и на его коллекторной нагрузке – резисторе R2 появится падение напряжения. В результате откроются транзисторы VT2 и VT3 и через светодиод VD1 потечёт ток. Светодиод вспыхнет, что и послужит сигналом исправности проверяемой цепи.
Пробник можно собрать в любом варианте. Как один из них в виде небольшого пластмассового корпуса, который можно прикрепить к ремешку от наручных часов. Снизу к ремешку (напротив корпуса прикрепляют металлическую пластину – электрод, соединённую с резистором R1. Когда ремешок застёгнут на руке, электрод прижат к ней. В этом случае пальцы выполняют роль щупа пробника. При использовании браслета никакой дополнительной пластины – электрода не понадобится – вывод резистора R1 соединяют с браслетом.
Зажим пробника подсоединяют, например, к одному из концов проводника, который нужно отыскать в жгуте или «прозвонить» в монтаже. Касаясь пальцами поочерёдно концов проводников с другой стороны жгута, нужный проводник находят по появлению свечения светодиода. В данном случае между щупом и зажимом оказывается включённым не только сопротивление проводника, но сопротивление части руки Тем не менее проходящего через эту цепь тока достаточно, чтобы пробник «сработал» и светодиод вспыхнул.
Транзистор VT1 может быть любой из серии КТ315 со статическим коэффициентом передачи тока не менее 50, VT2 и VT3 – любые маломощные низкочастотные, соответствующей структуры и с коэффициентом передачи тока не менее 60 (VT2) и 20 (VT3).
Светодиод АЛ102 экономичен ( потребляет ток не более 5 мА ), обладает небольшой яркостью свечения. Если она будет недостаточна для ваших целей можно установить светодиод АЛ102Б. В этом случае ток потребления возрастёт в несколько раз ( конечно в момент индикации ).
Источник питания – два аккумулятора Д-0,06 или Д 0,07, соединённые последовательно. Выключателя питания в пробнике нет, поскольку в исходном состоянии ( при разомкнутой базовой цепи первого транзистора ) транзисторы закрыты, и ток потребления ничтожен – он соизмерим с током саморазряда источника питания.
Пробник можно собрать и на транзисторах одинаковой структуры, например по приведённой на Рис.2 схеме. Правда, он содержит несколько больше деталей, чем предыдущая конструкция, но зато его входная часть оказывается защищенной от электромагнитных цепей, приводящих иногда к ложному вспыхиванию светодиода.
В этом пробнике работают кремниевые транзисторы серии КТ315, характеризующиеся малым током коллекторного перехода в широком диапазоне температур. При использовании транзисторов с коэффициентом передачи тока 25 … 30 входное сопротивление пробника составит 10 … 25 Мом. Повышение входного сопротивления нецелесообразно из-за вероятности ложного индицирования внешними наводками и посторонними проводимостями.
Как и в предыдущем случае, в исходном состоянии устройство практически не потребляет энергии. Потребляемый ток в режиме индикации не превышает 6 мА.
Корректировать входное сопротивление прибора можно подбором резистора R3, предварительно подключив ко входу цепочку резисторов общим сопротивлением 10 … 25 Мом и добиваясь минимальной яркости светодиода.
В случае отсутствия светодиода вместо него можно использовать в обоих вариантах малогабаритную лампу накаливания на напряжение 2.5 В и потребляемый ток 0,068 А (например, лампу МН 2,5-0,068). Правда, в этом случае придётся уменьшить сопротивление резистора R1 примерно до 10 кОм и подобрать его точнее по яркости свечения лампы при замкнутых входных проводниках.
В схемах пробников также можно использовать и звуковую индикацию. Схема одного из них, прикреплённого к руке с помощью браслета, приведена на Рис.3. Он состоит из чувствительного электронного ключа на транзисторах VT1, VT4 и генератора звуковой частоты (ЗЧ), собранного на транзисторах VT2, VT3 и миниатюрном телефоне BF1. Частота колебаний генератора равна частоте механического резонанса телефона. Конденсатор С1 снижает влияние наводок переменного тока на работу индикатора. Резистор R2 ограничивает ток коллектора транзистора VT1, а значит, и ток змиттерного перехода транзистора VT4. Резистором R4 устанавливают наибольшую громкость звучания телефона, резистор R5 влияет на надёжность работы генератора при изменении питающего напряжения.
Звуковым излучателем BF1 может быть любой миниатюрный телефон сопротивлением от 16 до 150 ом. Источник питания — аккумулятор Д-0,06 или подобный. Транзисторы — любые кремниевые соответствующей структуры, с коэффициентом передачи тока не менее 100 и обратным током коллектора не более 1 мкА.
Конструкция монтируется на изоляционной планке или плате из одностороннего фольгированного стеклотекстолита. Планку (или плату) помещают, например, в металлический корпус в виде наручных часов, с которым соединён металлический браслет. Напротив излучателя в крышке корпуса вырезают отверстие, на боковой стенке укрепляют миниатюрное гнездо разъема ХТ1, в которое вставляют удлинительный проводник с щупом ХР1 ( им может быть зажим «крокодил» ) на конце.
Несколько иная схема пробника приведена на Рис.4. В ней используются как кремниевые, так и германиевые транзисторы. Конденсатор С2 шунтирует по переменному току электронный ключ, а конденсатор С3 — источник питания. Транзистор VT1 желательно подобрать с коэффициентом передачи тока не менее 120 и обратным током коллектора менее 5 мкА, VT2 — с коэффициентом передачи не менее 50, VT3 и VT4 — не менее 20 ( и обратным током коллектора не более 10 мкА ). Звуковой излучатель BF1 — капсюль ДЭМ-4 ( или подобный ) сопротивлением 60 … 130 Ом.
Пробники со звуковой индикацией потребляют несколько больший ток по сравнению с предыдущими, поэтому при больших перерывах в работе желательно отключать источник питания.
На Рис.5 изображена схема пробника — омметра. Он бывает необходим если при «прозвонки» также желательно измерить примерное сопротивление цепи. Диапазон измеряемых им сопротивлений — от единиц ом до 25МОм.
Схему омметра составляет пробник приведённый на Рис.2. Только в омметре параллельно резистору R3 подключают ( в зависимости от диапазона измерений ) один из резисторов R5 — R7.
Пока щупы ХР1 и ХР2 разомкнуты ( ничто не подключено ), транзисторы закрыты и пробник не потребляет ток от источника GB1. Но стоит подключить щупы, например к кому-нибудь резистору, как в цепи базы составного транзистора VT1VT2 потечёт ток. Сопротивление участка коллектор — эмиттер транзистора VT2 уменьшится и в его цепи также потечёт ток, который создаст на эмиттерном переходе транзистора VT3 падение напряжения. Оно будет тем больше, чем меньше сопротивление проверяемого резистора и чем больше сопротивление нижнего плеча резистора делителя (резистора R3 и одного из резисторов R5 — R7). В показанном на схеме положении кнопочных выключателей SB1 — SB3 этого напряжения будет достаточно для открывания транзистора VT3 и зажигания светодиода при сопротивлении проверяемого резистора (или цепи) менее 25 МОм. Если же нажать кнопку выключателя SB1, светодиод зажжётся только при сопротивлении до 1 МОм. При нажатии остальных кнопок светодиод будет реагировать лишь на сопротивление, не превышающее обозначенного у кнопки предела.
Транзисторы могут быть серий КТ306, КТ312, КТ315 с любым буквенным индексом, но возможно большим коэффициентом передачи и меньшим обратным током коллектора. Светодиод — АЛ102А, АЛ102Г, АЛ307А. Резисторы МЛТ-0,125 или МЛТ-0,25. Остальные детали — любого типа.
Налаживание пробника сводится к установки выбранных пределов измерения. Сначала подбирают щупы пробника к цепочке последовательно соединённых резисторов общим сопротивлением 25 МОм и подбором резистора R3 добиваются минимальной яркости свечения светодиода. Затем щупы подключают к резистору сопротивлением 1 МОм и тех же результатов добиваются подбором резистора R5 при нажатой кнопке выключателя SB1. Аналогично поступают на оставшихся пределах измерения. Следует заметить, что светодиод вспыхивает тем ярче, чем больше коэффициент передачи тока транзистора VT3.
Максимальный ток, потребляемый пробником в режиме измерения, не превышает 10 мА.
ИСТОЧНИК: Б. С. Иванов «В ПОМОЩЬ РАДИОКРУЖКУ», Москва, «Радио и связь», 1990г, стр.4 — 7.