Ампервольтомметр постоянного и переменного тока

Союз Соеетскик Социалистических РесптбликЗависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 07.1 Ч.1969 ( 131779218-10)с присоединением заявкиПриоритет МПК С 01 г 15 12Номитет по делам изобретений и открытий при Сосете Мииистроо СССРУДК 621.317.791(088.8) Опубликовано 08.Х 11.1970. Бюллетень1за 1971 Дата опубликования описавя 18,11,1971 ессоа; Авторыизобретения А, Ф. Терещенко и А, Я, Шкрылев Заявитель АМ 11 ЕРВОЛЬТОММЕТР ПОСТОЯННОГО И ПЕРЕМЕННОГО ТОКА Предлагаемое устройство относится к измерительной технике и предназначено для измерения амплитуды постоянного и переменного тока или напряжения, величины сопротив.ления постоянному току, а также для измерения параметров транзисторов и определенияих годности, При этом измерение параметровтриодов производится без выпаивания транзисторов из радиосхемыВ настоящее время известны приборы, ко.торые позволяют решать перечисленные здддчп лишь частично. Идпример, пзвесгны много.предсльные авометры АВО, Ц, Ц,Ц, предназначенные для измерения тока пнапряжения в цепях постоянного тока, сопротивления постоянному току, эффективного значения напряжения синусоиддльной формы.Известны также специальныс,приборь 1, предназначенные для измерения параметров тразисторов. В часгностп, малогабаритный испытатель параметров плоскостных триодов Л-1позволяет коптролировгТь пробой между эммитером и коллекором и измерять динампч -ский коэффициент усиления по току а, выходную проводилость 62 и обратный ток коллектора,Во всех известных приборах для проверкипараметров триодов необходимо Выключить(выпаять) транзистор из радиосхемы. Операция выпаиванпя триода является трудоемкойн дорогой. Г 1 редл ага емый прибор Роз ВОЛ яе г Осуществлятьть проверку граизпс горОВ Осз Выдив 151 пх пз схемы, рпчем одоврсмашо прибор ВыО.1 н 5 От функции Ооычного дВОмсгр 11, 11 рп 5 этом пзмер 5 ьется фферепцпдлщып коэффп.цпсн усиленя НО той, Обрдтып то 1 с НО;1;1 екторд п определяется прооой плп разрыв пере- ХОДОВ ТРВНЗ 1 СОРД.ОТЛПЧПГЕЛЬНдя ООООЕНОСТь Прод.дпдЕМОГО 10 дмпервольтомметрд сосгопт В том, ч 1 О оп сдо.жен усилителем перезенного тока, хОду.1 О- ром, генераторОх 1 1 ырподп 1 ескпх ко,1 еб зппп и дОПОЛНтЕЛЬНЫМ ПсрЕКЛЮЧВТВЛОМ, Пр ЭОМ вход усилителя переменного тока через пере ключатель рода рдоот соединенсрпом положении с образцовым резистором, включенным между клеммой базы 5 и общей точкой источников питания, во втором оложеппп пере ключдтеля - с выходом модулятора, пзмер 1- ельный Вход которого соединен через доол.нительньш переключатель соответственно с одним илп двумя Рпзкоомиымп Обрдзцовымп резистормп, вклОченнымп через этот переключатель между коллекторпой п базовой клеммами последовательно с двумя плп соответственно одной секциями источника запирающего грандстор напряжения, д свооодные зажимы источников тптднпя через,переключатель рода работ в первом его положении соечо дпнеиы соответственно с коллекторной клеммой и через высокоомный резистор н генератор3периодических колебаний - с эмиттерной,клеммой, при этом второй выход генератора соединен с управляющим входом модулятора.Такое соединение позволяет использовать выпрямитель и усилитель авометра одновременно для измерения дифференциального коэффициента усиления триода и обратного то ка коллектора. Кроме того, такое соединение позволяет исключить погрешность измерения обратного тока коллектора от омпческих сопротивлений, шунтирующих переход коллектор - база триода, путем переключения дополнительного переключателя и считывания при этом показаний прибораВторая особенность предлагаемого авометра состоит в том, что при измерении обратного тока коллектора зажим источника, соединенный с коллекторной клеммой через образцовые резисторы, одновременно соединен через переключатель работ с дополнительной клеммой прибора, подключаемой к шине питания радиосхемы. Это позволяет уменьшить погрешность измерения обратного тока коллектора транзисторов.Третья особенность прибора состоит в том, что при измерении дифференциального коэффициента усиления по току коллекторная клемма, присоединена к,источнику питания через переключатель рода работ и делитель, подключенный к источнику питания через дополнительный переключатель во втором его положении, а токоограничивающий резистор, включенный между эмиттерной клеммой и источником питания, и образцовый резистор, соединенный с базовой, клеммой, зашунтированы индивидуальными резисторами через дополнительный переключатель во втором его положении,Это позволяет осуществлять измерение параметров триодов, отключенных от схемы, при номинальных режимах работы, а при проверке транзисторов, включенных в радиосхему, из. мерение проводить,при уменьшенном в несколько раз коллекторном напряжении и увеличенном в несколько раз эмиттерном токе. Хотя коэффициент усиления транзисторов зависит от режима работы, однако влияние резисторов, шунтирующих триод в реальной схеме, ослабляется в несколько раз, и поэтому в целом точность измерения коэффициента усиления получается удовлетворительной.На фиг. 1 представлена принципиальная схема предложенного авометра; на фиг, 2 - схема измерения обратного тока коллектора триода, включенного в реальный усилительный каскад по схеме с общим эмиттером.Авометр содержит: источники питания 1 и 2, кнопку включения питания 3, измерительный прибор постоянного тока (микроампер- метр) 4, выпрямитель переменного сигнала в постоянное напряжение 5, переключатель работ б, усилитель переменного тока (усилитель несущей частоты 1 о) 7, модулятор 8, генератор периодических, колебаний частотыстабильной амплитуды 9, дополнительный пере 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 включатель 10, измерительные резисторы 11 и и 12, образцовый резистор 13, зашунтированный резистором 14, токоограничивающий (высокоомный) резистор 15, зашунтированный резистором 1 б, последовательно соединенные пизкоомвые резисторы 17 и 18, первый дели- гель питжгия на резисторах 19 - 21, второй низкоомный делитель питания на резисторах 22 и 23, зашунтированный конденсатором 24, входные клеммы 25 и 2 б, клемму базы 27 для проверяемого транзистора, коллекторную клемму 28, эмиттерную клемму 29 и дополнительную клемму 30.Переключатель работ б имеет 11 направлений на пять положений, В первом (левом) положении измеряется коэффициент усиления транзистора, во втором - обратный ток коллектора, в третьем - переменное напряжение, в четвертом - постоянное напряжение и в пятом - сопротивление постояиному току.Дополнительный переключатель 10 имеет пять направлений на два положения. В первом (нижнем) положении контуры из резисторов 13 и 14, 15 и 1 б разомкнуты, цепь из резисторов 22 и 23 отключена от источника 1, измерительные входы модулятора 8 подключаются к одному образцовому резистору 17, а резисторы 17 и 18 включаются последовательно в цепь с двумя резисторами 20 и 19, В верхнем положении переключателя 10 резисторы И и 15 зашунтированы соответственно резисторами 14,и 1 б; цепь из резисторов 22 и 23 и кнопки 3 подключается к источнику 1; вхо ды модулятора 8,подключаются к цепи из двух образцовых резисторов 17 и 18, которая соединяется теперь только с одним резистором 19.Управляющие:входы модулятора 8 соединены с тремя зажимами первой выходной обмотки 31 генератора 9, а вторая выходная обмотка 32 генератора включается последовательно в цепь с резистором 15 и источником 2.Минусовой зажим источника 2 соединен с плюсовым зажимом источника 1. В качестве источников питания 1 и 2 в частном случае используются батареи сухих элементов. Поэтому дальше для краткости, вместо названия источник применяем термин батарея. Генератор и усилитель питаются от батареи 1 через, кнопку 3. Входная клемма 2 б соединена непосредственно с минусовым зажимом батареи 1. К выходу выпрямителя последовательно подключен резистор 12,В первом положении переключателя работ бизмерительный прибор 4 подключается через резистор 12 к выходам выпрямителя, входы которого соединяются с выходами усилителя 7, Входы усилителя 7 подключаются к образцовому резистору И, который присоединен с одной стороны к общему зажиму батарей 1 и 2, а с другой стороны - к базовой клемме Коллекторная клемма подключается к общей точке резисторов 22 и 23 и конденсатора 24.Эмиттерная клемма 29 подключается к рези 28936251015 стору 15, Если к данным клеммам присоединить проверяемый транзистор, то получим ,включение триода по схеме с общей базой,В отличие от первого положения, во втором положении, переключателя б входы усилителя 7 подключаются к выходам модулятора 8, базовая клемма подключается к общему зажиму батарей 1 и 2, коллекторная клемма подключается к образцовому резистору 17, эмиттерная клемма отключается от схемы, а дополнительная клемма подключается к резистору 18.В третьем положении переключателя б измерительный прибор 4 подключается через резистор 12 к выходам выпрямителя 5, входы которого подключены к входным клеммам 25 и 2 б. Остальные входы и выходы переключателя размыкаются между собой.В четвертом положении переключателя б прибор 4 подключается через резистор 11 к клеммам 25 и 2 б. В пятом положении переключателя б верхний зажим прибора 4 подключается к клемме 25, а нижний зажим прибора 4 подключается к общей шине батарей 1 и 2. Все остальные входы переключателя работ размыкаются друг ог друга.Процесс измерения коэффициента усиления по току выпаянного из схемы транзистора, подключенного соответственно к клеммам 27 - 29, происходит следующим образом.Переключатели б и 10 ставятся в первое положение, При нажатии кнопки 3 включаются генератор 9 и усилитель 7, а в эмиттерной цепи транзистора протекает постоянный ток номинальной величины 1 и переменный токпостоянной амплитуды с генератора 9, причемУбУбб1 э, - и г=Л 1 б 111 б гдеУ, - напряжение батареи 2,У - амплитуда колебаний частотой о на зажимах выходной обмотки 32 генератора,Р 15 - сопротивление резистора 15, составляющее несколько килоом.Приведенные выражения справедливы по той причине, что сопротивление Р 1; в несколько десятков раз превышает входное сопротивление триода, включенного по схеме с общей базой, составляющее несколько десятков ом.Напряжение на коллекторе проверяемого триода является постоянным по величине, так как резистор 23, включенный в его коллекторную цепь, имеет малое сопротивление, и кроме того, резистор 23 специально зашунтирован электролитическим конденсатором 24, имеющим пренебрежимо малое сопротивление переменному току частотой 10. Величина коллекторного напряжения близка к напряжению батареи 1 и соответствует номинальному режиму триода. В случае, если напряжение бабатареи 1 значительно превышает это справочное значение, следует использовать только часть элементов или же ввести дополнительный делитель напряжения, Для этой же цели 20 25 30 35 40 45 50 55 60 б 5 6можно увеличить сопротивление резистора 23 и гасить на нем избыточное напряжение.База триода соединяется с общим зажимом батарей 1 и 2 через образцовый резистор 13, по которому протекает постоянная (1, ) и переменная (1 ь, ), составляющие базового гока. Создаваемое при этом переменное напряжение (Уь,=1 б,й,) усиливается усилителем 7, выпрямляется и измеряется прибором постоянного тока 4. Отношение амплитуды переменного сигнала в цепи базы к известной амплитуде сигнала в цепи эмиттера определяет значение коэффициента усиления, так как16 Уб Йб- а=1 Э Убб Ьб Шкала прибора 4 гралуируется либо в единицах а, либо в единицах Р.При измерении коэффициента усилениятоанзистооов. включенных в ралпосхему, возникает большая погрешность, обусловленная,в пепв 1 чо очеоель. наличием элементов, включенных между базой и эмигтером триода.Тля уменьшения погрешности измерениякоэффициента усиления транзисторов, включенных в реальную схему, слелует увеличитьток 1 в несколько раз Это достигается вприборе переводом переключателя 10 в верхнее положение. При этом резистор 15 шунтир 1 ется резистором 1 б, благоЛаря чему в необхолимое число раз увеличивается ток 1и олновременно ток б Для того, чтобы проводить измерение коэффициента а илииа прежней шкале, в данном положении переключателя резистор 13 шунтируется резистором 14. Кроме того, для уменьшения утечкипостоянной составляющей эмигтерного токапо оезпсторам, шунтирующим в реальной схеме участок эмитгер - ,коллектор триода, в верхнем положении переключателя 10 производится подключение и батарее 1 делителя на резисторах 22 и 23. При этом коллекторное напряжение триода и, следовательно, утечка тока у меньшаются в несколько раз.Измерение обратного тока коллектора производится во втором положении переключате.ля, работ б. На фиг. 2 представлена схемачасти прибора. соединенного проводами-щупами 33 с узлами реального усилителя, содержащего проверяемый транзистор 34, резисторы 35 - 38 и клеммы рабочего питания 39, 40Как видно из схемы, база триода соединяетсяс общим зажимом батареей 1, 2, а коллектортоанзисгора через два низкоомных резистора17 и 18 соединяется с общей точкой резисторов 20 и 21. При нажатии кнопки 3 к коллекторному переходу прикладывается запирающеенапряжение. При этом по резисторам протекает ток запертого коллектора 1., и ток 1обусловленный проводимостью резистора 3 бв цепи обратной связи усилителя, причемЦк1 зв = - . Ток по резистору 35,протекать неРб,будет вследствие подключения клеммы 39 к5 10 15 23 25 30 35 40 45 50 55 60 65 выходу источника питания - делителю на ре. зцсторах 19 - 21, При этом получим ца клемме 39 напряжение, равное напряженшо ца коллекторе триода, так как резисторы 17 ц 18 имеют весьма малое сопротцвление (20 - 40 о,ц), Заметим, что резистор 1 Я может быть замкнут накоротко с помощью контактов переключателя 10, если его включить параллельно резистору ИТок, протекающий по резисторам,Б и 37, не проходит по измерительному резистору 17ие создает погрешности измерения обрл гиого тока,Падение постоянного напряжения (1 т на резисторе 17, равное произведению Рт (1;э + 1,6), прсобразуется модулятором 8 в переменный сигнал несущей частоты усиливается усилителем 7, демодулируется выпрлмитслем 5 и измеряется прибором 4. Длл то:о чтобы цри измерении устранить,паразитную составляющую от тока 16, зачастую превосходящего обратный ток коллектора в несколько рдз, переключатель 10 ставится в верхнее положение и производится второе измерение. При этом запирающее коллектор напряжение с 1 снимается с резистора 19, д входы модулятора подключаются к цепи из двух образцовых резисторов 17 и ИРазность двух показаний прибора 4 одно. значно определяет искомое значение тока коллектора запертого триода.При практической реализации схемы удобно взять резистор 19 одинаковым с резистором 20, а резистор 17 одинаковым резистору И В этом случае чувствительность измерения тока в системе звеньев 8 - 7 - 5 - 12 - 4 получаетсл одинаковой как в первом положе. цци переключателя 10, так и во втором его положении. Тогда в случае измерения обратного тока коллектора триодов, выпаянных из схемы, достаточно выполнить только одно измерение и нижнем положении переключателя 10.Таким образом, подключенный к батарее 1 делитель ца резистора.с 19 - 21 является источпцком ццтяиил с тремя секциями, причем отношение цдпрлженцл первой секции (резистор 9) ск суммариому,напряжению пергой и второц секций (резисторы 19 и 20) является неизменным. Если источник питания 1 имеет несколько выходов (отводов от сскццй блтл. реи) с требуюгццмися уровнямц постоянного идцрлжеццл, то необходимость в делителе пд резисторах 19 - 21 отпадает. При этом величина,отношеция сцапряжений на первом и втором выходах такого источника 1 .солжцл быть стабильной. В том случае, если сопротивление постоянному току всех цепей, гцунтирукнццх участок коллектор - база проверяемого триода, является большим, необходимость в подключении клеммы 39 (или клеммы 40 - при проверке эмиттерного повторителя) и источнцку питания отпадает.Помимо измерений обратного тока и коэффициента; и;е.ця транзистораприбор позволяет определить пробой илц разрыв его переходов, Данная проверка совмегцаетсл с операцией измерения коэффициента усиления по току, При этом пробою илц разрыву либо из переходов коллектор в ба, эмиттер- в ба или участка коллектор в эмитт соответствует зашкялцванце прибора 4 или нулевое поло. жение его стрелки. Например, при пробое участков коллектор в эмитт или коллектор - база у триода переменнь.й сигнал ца всех его электродах равен нулю, так как конденсатор 24 выоирается большой емкости с тем, чтобы его сопротивление на частоге 1 О составляло доли ома, т, е. пренебрежимо малую величину по сравнению с сопротивлением резисторов 13 и 14. Повреждение стрелки прибора 4 при зашкаливании в случае пробоя перехода эмиттер - база, л также при измерении обратного тока коллектора в случае пробоя перехода коллектор - база предотвращдетсл тем, что в усилцтеле переменного тока 7 происходит ограничение выходного сигналя, Часто специальный ограничитель сигнала в усилитель 7 вводить ие требуется, поскольку ограничение наступает автоматически цз-за того, что источник питания 1 низковольтный.Усилитель 7 с целью увеличения помехозащищенности всего измерительного тракта может выполняться узкополосным, с централь. ной частотой 1 О,В третьем положении переключателя б про. изводится измерение переменного напряжения, подаваемого ца входные клеммы 25 и 2 б (см, фиг, 1). При этом сигнал через переключдгель паоот поступает нд входы выпрямцтеля 5, выпрямляется, фильтруетсл и с помощью резистора 12 измеряется прибором 4.В четвертом положении переключателя б с помощью образцового резистора 11 производится измерение постоянного напряжения, подаваемого на входные клеммы.В пятом положении переключателя б производится измерение сопротивления резисторов, подклю сенных к клсммдм 25 ц 25 При этом образуется контур: мпцтовоц з и: и батареи 1 - клемма 2 б измеряемый резцстор - клемма 25 - прцоор 4 - пгпосовой за.ким батареи 1,Ня фиг.це покязлцы эдеме , гл измсреццл силы тока, Нзмсрецие с, пчп:.дтояиного тока производилось б л и ц гпертом положении переключателя рлбог. длл чего источник измеряемого тока цадэ б ло сп подключить к клемме 26 и гдополци гольной,:.лемме, сосдинеицой с резистором 11 и кцгл,ктом переключателя б.Длл измепсция велиц 4 цы иепемеицого тока необходимо ввести егце две клеммы и третий многополюсный переключатель на входе, которьш одновременно должен служить и для изменения пределов измерения.Прелмет изобретения 1. Ам пер вол.то м метр постоя нного и переменцого тока, солержагций источники постоянно го напряжения, выпрямитель переменного тока, измерительный прибор постоянного тока, переключатель рода работ, клеммы и образцовые резисторы, отличаюи(ийся тем, что, с целью измерения параметров транзисторов, он снабжен усилителем переменного тока, молу лятором, генератором периолических колебаний и дополнительным переключателем, ири этом вход усилителя переменного тока через переключатель рола работ соелинен в первом положении с образцовым резистором, вк;цочеццым межлу кчеммой базы и обшей точкой источников питания, во втором поло. жсшш псреключатсля - с выхолом модулятора, измерительный вход которого соединен через дополцительиьШ переключагсль соответственно с олним или лвумя низкоомиыми образцовыми резисторами. вкчючсниыми через лоиолнитсльныи переключатель между коллекториой ц базовои клеммами посчедовательцо с лвуми или соответственно одной секциями источника запираюШего транзистор напряжения, а свободные зажимы источников питания через переключатель рода раоот ь первом его положении соединены соответственно с коллекториой клеммой и через высокоомный резистор и генератор периодических колебаний - с эмиттерцой клеммой, при этом второй выхол генератора соединен с управляющим вхолом молулятора.2. Лмиервольтомметр по и. 1, отлачпющст- ся тсм, го, с целью умецьшсн я погрешности измерения обратного тока коллектора транзисторов, зажим источника, соединенный с коллекторной клеммой через образцовые низко омныс резисторы, олцовремецио соелинен через иерсклкгчатель работ во вором его положении с лополнитсльиой клеммой прибора, подк.цочаемой при проверке транзисторов к шине питания ралиосхемы.155. Лмпсцвэль Гоммс Г 11 по и.. От.ичпюи(ййсятем, что, с целью уменьшения погрешности измерецич лифферснциального коэффициента усиления транзисторов, включенных в радио схему, коллекторная клемма присоеЛицеиа кисточншд питания через переключатель рода работ и лслитель, иотключеццьш к источнику питания через лопогиштельцьш переключатель зо втором его положении, и токоограцичива ющий резистор, включеиньш межлу эмиттерцой клеммой и источником шпанпя, и образцовый резистор, соединенный с базовой клеммой, зашуцтированы ицливилуальцыми резисторами через дополнительный переключатель 30 во втором его положении.Редактор ИИзд.68 ЦНИИПИ Комит Составитель Н, Н, Чижевскаяс Техред 3. Н. Тараненко Корректор Н. Л. БронокаЗаказ 176/7 Тираж 480 Подписное а по делам изобретений и открытий прн Совете Министров СССРМосква, Ж, Раушская иаб., д. 4/5апография, пр, .апупова,