Практичні методи виявлення перетворювачів частоти мультиметрами
1. Онлайн вимірювання ємності
Відповідно до властивостей диференціальних інтегральних схем вимірювання ємності можна перетворити на вимірювання напруги.
Основна частина схеми CX/V використовує просту активну схему зворотного диференціювання та інтегрування RC. Генератор Wen генерує сигнал змінного струму Vr фіксованої частоти, який збуджує схему перетворення CX/V для отримання напруги змінного струму V0 (V1), пропорційної CX. Після фільтрації смуговим фільтром другого -порядку для видалення домішок за межами фіксованої частоти виходить вихідна напруга змінного/постійного струму V, пропорційна CX. Коли сигнал змінного струму Vr збуджує схему CX/V, вихідна напруга інвертуючого інтегратора дорівнює
Тобто виміряна ємність CX пропорційна вихідній напрузі C0, таким чином досягаючи перетворення CX → V. Щоб узгодити базовий рівень ємності з рівнем 2 В цифрового мультиметра, частота коливань генератора Wen вибирається як 400 Гц, ефективне значення напруги становить 1 В, R1 встановлено на 20 кОм, а C1 встановлено на 0,1 мкФ. R2 змінюється від 200 Ом -2 кОм -20 кОм -200 кОм -2M Ω, що відповідає виміряному діапазону ємності 20 мкФ-2 мкФ-200нФ-20нФ-2нФ.
2. Виміряйте маленькі конденсатори
Діапазон типового три з половиною розрядного мультиметра для вимірювання ємності становить від 2000 пФ до 20 мкФ, і він безсильний для вимірювання малих конденсаторів менше 1 пФ. Відповідно до методу імпедансу ємності та за допомогою сигналів високої-частоти можна виміряти конденсатори малого розміру. Схема вимірювального кола показана на малюнку 2. CX — виміряна ємність, а Rf — резистор зворотного зв’язку на інвертуючому кінці. Коли вхідна частота синусного сигналу Vi дорівнює f, імпеданс, поданий на CX, і коефіцієнт підсилення операційного підсилювача дорівнюють: коли A і Rf постійні, частота синусного сигналу f обернено пропорційна виміряній ємності CX. Щоб виміряти менші конденсатори, використовуйте високо-сигнали для вимірювання.
Блок-схема принципової схеми для вимірювання показана на малюнку 2 (b). Процес вимірювання виглядає наступним чином: високо{2}}синусоїдний сигнал, який генерується високо-генератором сигналу, подається на вимірюваний конденсатор, CX перетворюється на імпеданс ємності Xc, а потім Xc перетворюється на сигнал напруги змінного струму за допомогою перетворення C/ACV, посилюється підсилювачем, а вихідний сигнал розділювального трансформатора надсилається на фазочутливий демодулятор для демодуляція; Іншим входом фазочутливого демодулятора є прямокутна хвиля (тобто сигнал демодуляції), що генерується високо{6}}синусоїдальною хвилею через перетворювач форми сигналу, і два вхідні сигнали мають однакову частоту та фазу. Демодульований сигнал фільтрується -фільтром низьких частот для отримання напруги постійного струму, пропорційної виміряному значенню ємності CX, яке потім надсилається на вольтметр постійного струму для прямого відображення результату вимірювання. Перетворювач форми сигналу складається з компаратора перетину нуля з інвертованим входом, який перетворює стандартну високочастотну-синусоїду 1 МГц від осцилятора Wen у стандартну інвертовану прямокутну хвилю. Через те, що на виході фазочутливого демодулятора є пульсуюча напруга постійного струму, що містить гармоніки високої -частоти, фільтр типу π - використовується для фільтрації гармонійних компонентів, щоб отримати стабільну та постійну вихідну напругу постійного струму.
Потім надішліть відповідне середнє значення напруги на вольтметр постійного струму. Щоб узгодити базовий діапазон ємності з діапазоном 2 В цифрового мультиметра, частота високочастотного синусоїдального сигналу вибирається рівною 1 МГц (параметри розподілу слід враховувати, якщо частота надто висока), ефективне значення напруги становить 1 В, а добуток коефіцієнта посилення схеми та опору зворотного зв’язку Rf дорівнює. Таким чином, діапазон напруги постійного струму цифрового мультиметра становить 200 мВ, що відповідає діапазону ємності 0,2 пФ, а 200 В відповідає діапазону ємності 200 пФ. Діапазон вимірювання 10-4-102pF, а роздільна здатність 10-4pF. Точність вимірювання становить
