基于网络分析仪提高低噪声放大器的测量精度

1.低噪声放大器的特点和应用

　　LNA主要用于微弱信号的放大，放大天线从空中接收到的微弱信号，降低噪声干扰，以供系统解调出所需的信息数据。对LNA的主要要求是：小的噪声系数(NF)，即LNA本身产生的噪声功率小，噪声是限制微弱信号检测的基本因素， 任何微弱的信号理论上都可以经过LNA放大后被检测到，因此检测能力取决于信号噪声比；高的增益，具有较好平坦度的高增益不仅可以有效地放大信号，而且可以减小下级噪声的影响；大的动态范围，以给输入信号一个变化的范围而不产生失真；与信号源很好地匹配，在此LNA前端通常是射频无源滤波器，这种滤波器的传输特性对其负载敏感,因此需要有优异的输入输出反射损耗，另外LNA的非线性引起的三阶交调失真也是一个重要的指标。

　　LNA广泛应用于微波通信、微波测量、雷达等接收系统，是接收机电路中的第一个有源电路，输入端接RF滤波器，输出端接镜像抑制滤波器或直接连接混频器，其主要功能是将来自天线的微伏级电压信号进行放大。作用距离远、覆盖范围大以及失真小等都已成为Radar, E/W, Satellite和GPS系统的普遍追求，这就对系统的接收灵敏度提出了更高的  
要求，我们知道，系统接收灵敏度的计算公式如下：

                  
        由上式可见，在各种特定（带宽、解调S/N已定）的无线通讯系统中，能有效提高灵敏度的关键因素就是降低接收机的噪声系数NF，而决定接收机的噪声系数的关键部件就是处于接收机最前端的LNA，所以如何精准的测量LNA的各种指标参数是尤为重要的。

　　2.校准原理

　　校准的目的是为了消除测试系统中存在的系统误差。必须认识到校准本身也是一种测试过程，即用网络分析仪对已知高精度参数的标准校准件进行测量，网络分析仪测试的结果与系统中存储的校准件参数数据进行比对，两组数据之间必然存在误差，这些误差是由于网络分析仪的系统误差所引起，从而获取网络分析仪的系统误差。这些误差在后续的测量过程中将被消除掉，最终得到被测器件的测量结果。

　　校准的基本类型有单端口校准，双端口校准，归一化校准还有今年刚刚推出的增强型响应校准（Enhanced Response Calibration）。对于放大器测量，我们常常需要测量正向增益，输入端损耗，输出端损耗和反向隔离度，因此需要双端口校准。双端口误差模型如下：
 

  
       以上12项系统误差，通过双端口校准可以获得。校准后，对被测件进行测量，测量过程得到四个测量S参数S11m,S21m,S12m和S22m。基于图3所示的四个双端口误差修正公式，消除12项系统误差，最终计算出实际需要的被测件的四个S参数S11a,S21a,S12a和S22a。
 
　　图3四个公式简化为：

　　S11a=f(S11m,S21m,S12m,S22m，E12) S21a= f(S11m,S21m,S12m,S22m, E12)

　　S22a=f(S11m,S21m,S12m,S22m，E12) S12a= f(S11m,S21m,S12m,S22m, E12)

　　注：E12代表12项系统误差，S参数下标a为Actual实际值, m为Measure测量值。

　　结论：每个实际S参数是四个测试S参数和12项系统误差的函数。因此，要想获得高精度的S参数测量结果，必须保证四个测试S参数的测量精度和12项系统误差的准确度。

　　3.网络分析仪系统结构

　　要想获取高精度的测量结果，必须非常清楚地理解网络分析仪的系统结构。安捷伦最新的网络分析仪PNA-X的系统结构如图4所示

                                                                     图4 网络分析仪的结构图

       前向测量时，B为测试接收机，A为反射接收机，R1为参考接收机；反向测量时，A为测试接收机，B为反射接收机，R2为参考接收机。两个35dB衰减器为接收机衰减器，用来避免大功率使接收机压缩；两个65dB衰减器为前向和反向源衰减器，改变端口输出功率范围。对应每个端口在后面板都有一个Bias-T直流偏指输入口，对放大器提供直流信号。

　　四个S参数定义如下：

　　前向：S11=A/R1，S21=B/R1      反向：S22=B/R2，S12=A/R2

　　4.传统校准与测试

　　假设低噪声放大器的输入电平要求为-60dBm, 反向隔离度为40dB，工作  
频段从1.8 GHz到2.0 GHz。

　　一般情况下，工程师设置网络分析仪：起始频率为1.8 GHz,终止频率为2.0 GHz,功率为-60 dBm,中频带宽为10kHz。完成设置后，按图5所示连接电子校准件（也可以使用机械校准件）进行双端口校准。然后按图6所示连接放大器，进行测量，测试结果如图7所示。可以看出，测试结果抖动非常大，出现了毛刺，这是实际应用中所不能接受的。

 
图7  优化前测量结果

　　5.对传统测试中存在问题的分析及解决方案

　　1)校准功率电平比较低

　　校准是获取高精度测量结果的先决条件，如果校准精度差，绝对不可能得到比较高的测量精度，因此必须尽可能提高校准的精度。上面谈到校准本身也是一种测量过程，即用标准校准件测量网络分析仪自身系统误差。

　　安捷伦PNA-X内部信号源的功率范围从-30dBm到+13dBm或更高（最大功率输出取决于频段），由于PNA-X有65dB的源衰减器，因此功率电平最低可以到-95dBm。如果手动设置衰减器为30dB, PNA-X源的输出功率范围为从-60dBm到-17dBm。

　　使用网络分析仪非常重要的一点，如果网络分析仪衰减器不变，校准后，改变功率大小，基本上不影响测量精度。因此校准时，功率可以设置为-20dBm而不是-60dBm,这样可以提高校准精度。校准完成后，把功率设置为-60dBm,以便于满足LNA的测试条件。

　　完成双端口校准后，直通连接。功率为-60dBm与-20dBm的校准误差对比如图8所示。

 
图8 功率不同时校准误差对比

　　2)PNA-X端口2输出功率较低

　　PNA-X缺省模式下，端口1与端口2功率为耦合状态，因此端口2的输出功率也为-60dBm。由于校准为2端口校准，即使屏幕上不测试S12隔离度，网络分析仪后台也在测量S12，因为根据图3的公式或简化公式，放大器S21a需要S12m。网络分析仪在测试S12m时，由于端口2输出电平为-60dBm和隔离为40dB，到达端口1的功率为-100dBm,再经过端口1定向耦合器的15dB衰减的耦合壁到达A接收机的功率为-115dBm。-115dBm接近接收机的低噪，因此S12m的测量精度非常差，从而导致四个实际S参数的测试精度非常差。

　　网络分析仪的两个端口功率可以设置为非耦合状态，也就是端口2的功率可以与端口1的功率设置不一样。我们可以设置端口1输出功率-60dBm,端口2输出功率0dBm，这样可以保证S12m的测量精度, 从而使得4个S参数测量精度大大提高。

　　3)校准时中频带宽值较大

　　由于校准是为了获得网络分析仪的系统误差，因此校准时，中频带宽建议设置为100Hz,完成校准后，为了提高测试速度，可以把中频带宽提高到10kHz或1kHz，这样的改变并不会明显改变校准的状态和影响测试结果。

　　解决上面三个问题后，重新进行校准和测量，测量结果如图9所示，可以看出抖动和毛刺现象不见了，测量结果比较理想。

 图9 优化后测量结果

   6.总结　　

       现代的LNA设计指标越来越好，优异的LNA性能对传统的参数测量方法提出了很大挑战，但是通过合理地设置网络分析仪以及优化校准过程，可以获得较高的测量精度。

　　参考文献

1、 王国彬等，超导接收机中低射频低温低噪声放大器的研制，电子技术应用，2007.8

2、 Agilent AN 1287-3 Applying Error Correction to Network Analyzer Measurements

点击此处查看原文 >>

系统分类: 测试测量   |    用户分类:    |    来源: 转贴

labview8.2破解版下载！

labview8.2中文版下载地址：http://mcuqx.com/Soft/ShowSoft.asp?SoftID=92   

labview8.2破解版注册机下载地址：http://mcuqx.com/Soft/ShowSoft.asp?SoftID=93

好不容易找到的,大家顶个

点击此处查看原文 >>

系统分类: 虚拟仪器   |    用户分类:    |    来源: 原创

场效应管检测方法与经验

MOS场效应管的输人电阻高，栅极Ｇ允许的感应电压不应过高，所以不要直接用手去捏栅极，必须用于握螺丝刀的绝缘柄，用金属杆去碰触栅极，以防止人体感应电荷直接加到栅极，引起栅极击穿。 
一、用指针式万用表对场效应管进行判别
（1）用测电阻法判别结型场效应管的电极
根据场效应管的PN结正、反向电阻值不一样的现象，可以判别出结型场效应管的三个电极。具体方法：将万用表拨在R×1k档上，任选两个电极，分别测出其正、反向电阻值。当某两个电极的正、反向电阻值相等，且为几千欧姆时，则该两个电极分别是漏极D和源极S。因为对结型场效应管而言，漏极和源极可互换，剩下的电极肯定是栅极Ｇ。也可以将万用表的黑表笔（红表笔也行）任意接触一个电极，另一只表笔依次去接触其余的两个电极，测其电阻值。当出现两次测得的电阻值近似相等时，则黑表笔所接触的电极为栅极，其余两电极分别为漏极和源极。若两次测出的电阻值均很大，说明是ＰＮ结的反向，即都是反向电阻，可以判定是Ｎ沟道场效应管，且黑表笔接的是栅极；若两次测出的电阻值均很小，说明是正向ＰＮ结，即是正向电阻，判定为Ｐ沟道场效应管，黑表笔接的也是栅极。若不出现上述情况，可以调换黑、红表笔按上述方法进行测试，直到判别出栅极为止。
（2）用测电阻法判别场效应管的好坏
测电阻法是用万用表测量场效应管的源极与漏极、栅极与源极、栅极与漏极、栅极Ｇ1与栅极Ｇ2之间的电阻值同场效应管手册标明的电阻值是否相符去判别管的好坏。具体方法：首先将万用表置于Ｒ×１０或Ｒ×100档，测量源极Ｓ与漏极Ｄ之间的电阻，通常在几十欧到几千欧范围（在手册中可知，各种不同型号的管，其电阻值是各不相同的），如果测得阻值大于正常值，可能是由于内部接触不良；如果测得阻值是无穷大，可能是内部断极。然后把万用表置于Ｒ×１０ｋ档，再测栅极Ｇ1与Ｇ2之间、栅极与源极、栅极与漏极之间的电阻值，当测得其各项电阻值均为无穷大，则说明管是正常的；若测得上述各阻值太小或为通路，则说明管是坏的。要注意，若两个栅极在管内断极，可用元件代换法进行检测。
（3）用感应信号输人法估测场效应管的放大能力
具体方法：用万用表电阻的R×100档，红表笔接源极Ｓ，黑表笔接漏极Ｄ，给场效应管加上1.5Ｖ的电源电压，此时表针指示出的漏源极间的电阻值。然后用手捏住结型场效应管的栅极Ｇ，将人体的感应电压信号加到栅极上。这样，由于管的放大作用，漏源电压VDS和漏极电流Iｂ都要发生变化，也就是漏源极间电阻发生了变化，由此可以观察到表针有较大幅度的摆动。如果手捏栅极表针摆动较小，说明管的放大能力较差；表针摆动较大，表明管的放大能力大；若表针不动，说明管是坏的。
    根据上述方法，我们用万用表的R×100档，测结型场效应管3DJ2F。先将管的Ｇ极开路，测得漏源电阻RDS为600Ω，用手捏住Ｇ极后，表针向左摆动，指示的电阻RDS为12kΩ，表针摆动的幅度较大，说明该管是好的，并有较大的放大能力。
运用这种方法时要说明几点：首先，在测试场效应管用手捏住栅极时，万用表针可能向右摆动（电阻值减小），也可能向左摆动（电阻值增加）。这是由于人体感应的交流电压较高，而不同的场效应管用电阻档测量时的工作点可能不同（或者工作在饱和区或者在不饱和区）所致，试验表明，多数管的RDS增大，即表针向左摆动；少数管的RDS减小，使表针向右摆动。但无论表针摆动方向如何，只要表针摆动幅度较大，就说明管有较大的放大能力。第二，此方法对MOS场效应管也适用。但要注意，MOS场效应管的输人电阻高，栅极Ｇ允许的感应电压不应过高，所以不要直接用手去捏栅极，必须用于握螺丝刀的绝缘柄，用金属杆去碰触栅极，以防止人体感应电荷直接加到栅极，引起栅极击穿。第三，每次测量完毕，应当G-S极间短路一下。这是因为G-S结电容上会充有少量电荷，建立起ＶGＳ电压，造成再进行测量时表针可能不动，只有将G-S极间电荷短路放掉才行。
（4）用测电阻法判别无标志的场效应管
首先用测量电阻的方法找出两个有电阻值的管脚，也就是源极Ｓ和漏极Ｄ，余下两个脚为第一栅极G1和第二栅极G2。把先用两表笔测的源极Ｓ与漏极Ｄ之间的电阻值记下来，对调表笔再测量一次，把其测得电阻值记下来，两次测得阻值较大的一次，黑表笔所接的电极为漏极Ｄ；红表笔所接的为源极Ｓ。用这种方法判别出来的Ｓ、Ｄ极，还可以用估测其管的放大能力的方法进行验证，即放大能力大的黑表笔所接的是Ｄ极；红表笔所接地是８极，两种方法检测结果均应一样。当确定了漏极Ｄ、源极Ｓ的位置后，按Ｄ、Ｓ的对应位置装人电路，一般G1、G2也会依次对准位置，这就确定了两个栅极G1、G2的位置，从而就确定了Ｄ、S、G1、G2管脚的顺序。

点击此处查看原文 >>

系统分类: 测试测量   |    用户分类:    |    来源: 原创

选择数字示波器要注意哪些方面

八十年代数字电路发展很快，而其测试工具——数字示波器也象雨后春笋。由于数字示波器价格比模拟示波器贵得多，所以我们在选择数字示波器时一定要按需要而定，不能盲目的追求高指标，否则会带来很朋的浪费。

　　 一台低档次、高档次的数字示波器价格相差近50倍（8000元-50多万元）。

　　 例如：美国吉时利的LC584AXL

　　　　 4ch　　1GHz　　8Gs/s　　16M　　USD　47050.00
　　　　 2ch　　20Mhz　　20M/s　　1K　　USD　800.00

　　 怎样选择才算合理呢？

　　 1、带宽

　　 如需要精确测量带宽选择和最高被测信号频率的关系，我们先来看下面的一个例子：例如有一个50MHz的脉冲信号：

　　 从上面不同带宽的示波器测量的图形来看，为了保证测试信号幅度和上升延的精度，选择示波器的带宽应为被测信号频率的3-5倍，精确测量要8-10倍或以上。

　　 2、采样本

　　 正弦波：大于5个采样点/周期（一般要求），采样点越多越接近其实波形。

　　 脉冲波：上升沿要大于5个采样点：

　　 精确测量上升沿要大于10个采样点。

　　 3、储存长度：储存长度＝采样本＊扫描速度＊10，也可以说是波形观测时间，公式

　　 4、触发功能：要确保能捕获和同步被测信号。以利于观察和分析被测波形。

　　 触发方式有三种：自动触发、常态触发、单次触发。

　　 触发功能分两大类：

　　 1）边缘（Edge）触发：所有的数字示波器都有，它是指正沿、负沿触发、视窗触发、前触发和后触发。

　　 2）聪敏（Smart）触发：在高档示波器中考虑得非常完善。目前示波器上有：延迟触发、顺序触发、毛刺触发、间隔触发、漏失逻辑面触发、TV触发、 本触发……

　　 5、分析功能：应具有很强的自动处理、运算、测试和分析被测信号的能力。

　　 1）形和参数合格／失败自动判试功能；

　　 2）高级函数处理：平均、微分、极分、指数、对数、乘方、开方、包络、高分制等运算功能；

　　 3）FFT频谱运算功能从10K-4M点，具有功率谱、功本密度、相位矢量、虚部、实部等测量；

　　 4）直方 分析可按各种参数作直方 测试信号的稳定性运算从500点-8M点；

　　 5）波形参数趋势（Trend）分析功能，抖动（Jitter）和时间分析；

　　 6）可开2-8个窗口，同时观察原波形和处理后波形；

　　 7）提供X-Y显示，及X-Y+X-T及Y-T显示功能，并可进行游标测量。特别适合对数字通讯信号做矢量 （Vector diagram）分析。

　　 6、储存和打印信号：

　　 1）可在测试线某存储在软盘和硬盘上，并可在PC机上读出。有的数字示波器配有内置式打印机，方便打印分析长时间信号；

　　 2）有的还提供VGA接口。
　　 看了上面的，你应该在选择示波器时比较得心应手了吧！

点击此处查看原文 >>

系统分类: 测试测量   |    用户分类:    |    来源: 原创

[推荐]仪表放大器--常见的应用问题和解决方案集锦！

仪表放大器是一种高增益、直流耦合放大器，具有差分输入、单端输出、高输入阻抗和高共模抑制比以及低漂移低噪音等特点。仪表放大器是很常用的小巧器件，用于放大淹没在很强的干扰和噪声环境中的微弱信号。仪表放大器不仅在仪器仪表应用中很常见，而且也广泛用于从计算机到汽车的其它各种系统。ADI 公司的专家们在这份问题集锦着重讨论了仪表放大器的基本原理、电路结构和关键技术指标，并且重点介绍典型应用以及工程师在应用仪表放大器（包括单电源应用）时常见问题的解决方案。

点击此处查看原文 >>

系统分类: 测试测量   |    用户分类:    |    来源: 原创

电子管的测试及老化装置

电子管(真空管)是一种魅力常在的电子元件，问世几十年后的今天仍然保持顽强的生命力。除了音响类产品中胆机倍受青睐外，电子管在仪器、工业设备和显示终端领域里也有广泛的应用，电视机的显象管就是电子管的一种。了解电子管的技术参数以使其正确和稳定工作，对保证产品的技术精度和质量，是非常重要的。

    “换电子管就像换电灯泡一样简便”，在电压放大或单端功率放大的胆机电路中，我们可以换插任何一只电子管，只要是同型号的电路都能工作如常——电子管在这里表现了它大智若愚的风范。我们深入求索就知道原因有二，其一是电子管器件参数的精确度高：电子管的电气参数由其内部电极的几何尺寸精度所决定，现代机械制造工艺水平很高，制造的电子管的几何尺寸非常精确，这决定了其参数的一致性好，故在上述电路中电子管可以免调试而工作良好。其二是电压放大或单端功率放大都采用自生偏压放大形式，见图1所示。自生偏压电路具有直流负反馈的功能，电子管的栅极负压Ugk是由阴极电阻上的电压Uk提供的。当我们换一个电子管后，假如此时阳极电流变大了，Uk就会增大，而—Ugk=Uk，栅极负压Ugk增大了，反过来抑制了阳极电流的增大量，使之保持在一定的范围之内。当然这个负反馈的功能是有限的，只有器件的参数在一定的精度之内才可实现。晶体管的参数分离性比较大，已逾越雷池之外，这种即插即用的功能难以实现。惟有电子管才能和自生偏压电路相处得如鱼得水。

    而在推挽功率放大器中，电子管却又表现出它一丝不苟的精神。因为推挽功率放大器中大都使用固定偏压电路，此电路无自动稳定工作点的负反馈功能。推挽电子管必须两两配对。虽然电子管的参数的一致性指标比较好，但仍然还有一定范围(普通10％以内)的误差。DIY发烧友在制作胆后级时遇到的一个技术难题就是电子管的检测和配对的问题。

    按Hi－Fi的要求，推挽电子管产生的上下各半波形应该完全相同，波形交接的曲线要连续平滑(无交越失真)，为此高品质放大器对推挽电子管的配对要求颇高。

    在推挽电路中，有益听感的偶次谐波失真被抵消，存在的只是奇数谐波失真。如果推挽电子管的对称度不良，极大损害音质的奇次谐波失真就增大，音质变劣。

    如果推挽电子管配对不好，两管的阳极电流不相等，输出变压器的铁心将被直流磁化，在大动态时铁心磁通密度将趋于饱和，会产生大功率输出时的低音频失真。

    工作不良的推挽功率放大器，因其本身包含着可观的非线性失真和相移失真，是不能指望依靠负反馈来改善音质的，强行施加大环路负反馈，会带来瞬态互调失真大增，对音质更是雪上加霜。

    反之，在一些高品质的放大器中，精确的配对能使整机的开环失真下降幅度达一倍之多，从而成功地制造出超尘拔俗的无反馈功率放大器。

    电子管的检测与配对是如此重要，但我们采购到的电子管即使是了(军)级也鲜见提供技术参数资料，只能按制作资料或电子管手册上的参考值大概使用。发烧友大都从市面购得推挽配对管，价格比普通管子贵30％甚至更多，但配对的参数指标如何，购买者也不知其庐山真面目，因为我们都缺少专用的测试仪器，只能附和着标准值将就地使用，令人有“高价买个不明白”的失落感觉。

    本文提供一个简单实用的电子管测试装置电路，见图2所示，适用于DIY发烧友使用。工欲善其事，必先利其器，利用此装置能比较精确地检测电子管的静态工作点、互导和配对特性等，在胆机制作或摩机时就胸有成竹，成功在望。

图2中的四个束射四极管就是待测的功率放大电子管。M2是直流毫伏表，它通过测量阳极回路上101l取样电阻的降压来读出各个电子管的阳极电流，满度1000mV相当于100mA的阳极电流。当转换开关位于第5档时，它改为测量阳极工作电压Ub+，可选最大量程为500V，此时量程电阻RM=500×R0。R0是电压表M_A  的内阻。

    按推挽功率放大电路对电子管的基本要求，应该挑选静态工作点和动态跨导S都相同的一对电子管。检测电子管的静态工作点的做法是：按照电路图给定的数值，调整本装置的栅极负压，挑选出静态阳极电流接近的…对电子管；检测管子的跨导S值的做法是：因为S的定义是ΔI／ΔU，即栅压变化1V时，阳极电流的变化的ΔI(毫安值)。在图2中，调节电位器Rp以改变栅极的负偏压，可以得到系列的阳极电流ΔI值，从而求得系列的S值。在这里用直流工作条件测定的S值，与实际音频工作条件下是等效的。

    ——般常用的八脚功率管(P型，国外称GT型)，如EL34(6CA7)、6P3P(6L6G)、  6P6P(6V6—GT)、  KT88、KTl00之类功率五极管和束射四极管，封装管脚的功能都是相同的，因此都通用同一管座，即按图2的电路可通用于大部分八脚功率电子管。而Z类(小7脚和小9脚)和其他三极管类型的电子管的管脚的功能不统一，要测量此类不同的电子管，就要视实际而更改管座。

    本装置电路简洁可过目成诵，制作成本低，是胆机DIY们理想的仪器工具。所需的元件仅为一个60VA的电源变压器和几个电子管管座，电路图上的M1、M2两个表头也可省去，改用万用表显示。本装置的直流工作电源由220V市电直接白耦升压取得，目的是节省100W以上的变压器消耗功率。由于直接使用市电，装置操作使用的安全是非常重要的G装置的公共母线不能接金属机壳，必须保证电源的中性线与装置的接地母线连接的可靠。机座的外壳最好也要绝缘。

图2只能提供一个固定的阳极工作电压，功能当然有限，但把本设计思想延伸开展，就可以得到更多的用途。

点击此处查看原文 >>

系统分类: 测试测量   |    用户分类:    |    来源: 整理

铝电解电容器的套管颜色与其代表的特性

点击此处查看原文 >>

系统分类: 测试测量   |    用户分类:    |    来源: 无分类

电子管老化程度监测法

电子管随着使用时间增长要老化。老化的实质是阴极发射电子的能力降低。专业单位可用电子管老化测试仪测出老化程度，业余者没有这种仪表，可用以下方法判断。
  用标准的灯丝电压点燃灯丝，将屏、栅极短接，把500型万用表打在50μA(或1mA)挡，红表笔接管子的阴极，黑表笔接屏栅极如附图所示。万用表指示的μA数，表示管子的阴极热发射能力。可按照同一制造厂、同一晶牌、同一时段生产的两种级别6N1(J、M级)新管，测出J级的约70μA，M级的约40μA，并且双三极管的对称误差不超过10％。
  新购回的管子在上机使用之前，先测出μA数，备作日后老化对比用。此法比用电阻挡测阴、栅极之间内阻要准确得多，不受万用表内阻和电池的影响。  

点击此处查看原文 >>

系统分类: 测试测量   |    用户分类:    |    来源: 无分类

万用表9V电池的替代

笔者推荐一种电路，仅用—节普通5号干电池或碱性电池加上升压电路，就能彻底解决万用表电源的问题。
  笔者采用升压电路LTl073，体积小巧，使用方便。最可贵的是该电路工作电压极低，可低至1V，功耗亦极小，静态95μA左右，完全可代替叠层电池。由于该电路体积小巧，可直接搭焊，数字表内均能装下该电路。制作完毕将该电路并联于电源两端，完全不影响原电路。电路图及参数如附图。笔者在一台DT930F数字表中采用此电路效果良好。该电路还可用于其他仪表。电路输出电压可通过调节R1与R2的比值来改变。

点击此处查看原文 >>

系统分类: 测试测量   |    用户分类:    |    来源: 转贴

怎样使用DA-16型晶体管毫伏表

测量交流电压，你自然会想到用万用表．可是有许多交流电用普通万用表却难以胜任电压测量．因为交流电的频率范围很宽，高到数千MHz的高频信号，低到几Hz的低频信号．而万用表则以测50Hz交流电的频率为标准进行设计生产的．其次，有些交流电的幅度很小，甚至可以小到毫微伏，再高灵敏度的万用表也无法测量，还有，交流电的波形种类多，除了正弦波外，还有方波、锯齿波、三角波筹，因此上述这些交流电压，必须用专门的电子电压表来测量．例如ZN2270型超高频毫伏表，DW3型甚高频微伏表，DA一16型晶体管毫伏表表。
  本文介绍的DA一16型晶体管毫伏表是一种常用的低频电子电压表。它的电压测量范围为100μV～300V，共分11档量程．各档量程上并列有分贝数(dB)，可用于电平测量，被测电压的频率范围为20Hz～1MHz．输入阻抗大于1MΩ。
  图1是DA一16型晶体管毫伏表的外形图．它与普通万用表有些相似，由表头、刻度面板和量程转换开关等组成，不同的是它的输入线不用万用表那样的两支表笔，而用同轴屏蔽电缆，电缆的外层是接地线，其目的是为了减小外来感应电压的影响，电缆端接有两个鳄鱼夹子，用来作输入接线端。毫伏表的背面连着220V的工作电源线。使用220V交流电降压整流后供毫伏表作工作电源。

图2为毫伏表的刻度面板，共有三条刻度线，第一、二条刻度是用来观察电压值指示数，与量程转换开关对应起来时，标有0～10的第一条刻度适用于0．1、1、10量程档位，标有0～3的第二条刘度适用于0．3、3、30、300量程档位，例如量程开关指在0．1档位时，用第一条制度读数，满度10读作0．1V，其余刻度均按比例缩小，若指针指在刻度6处，即读作0．06V(60mV)，如量程开关指在0．3V档位时，用第二条刻度读数，满度3读作0．3V，其余刻度也均按比例缩小，毫伏表的第三条刻度线用来表示测量电平的分贝值，它的读数与上述电压读数不同，是以表针指示的分贝读数与量程开关所指的分贝数的代数和来表示读数的，例如，量程开关置于+10dB(3V)，表针指在一2dB处，则被测电平值为+10dB+(一2dB)＝8dB。

毫伏表使用前应垂直放置，因为测量精度以表面垂直放置为准。在未接通电源的情况下先进行机械调零。方法是用螺丝刀调节表头上的机械零位螺丝，使表针指准零位。再将两个输入接线端(鳄鱼夹)短路连接后，接通220V工作电源．预热数分钟，使仪表达到稳定工作状态。然后进行电气凋零，即将量程转换开关置于所需测量的范围，调节靠左面中间的“调零”旋钮，使表针指向零位．这时，可将两个输入接线端断开，按入被测电路，便可进行测量。在使用中，每当变换量程后应重新进行电气调零。在测量时，选择适当的量程很重要。特别是使用较高灵敏度档位(mV档)。不注意的话，容易使表头指针打坏。如果被测电压不知道所在量程范围时，则应选择最大量程(300V)进行试测，再逐渐下降到适合的量程档，测量的读数刻度一般使表针偏转至满刻度的2／3为较好。接线时，先接上地线夹子，再接另一个夹子。测量完毕拆线时要相反，先拆另一个夹子，再拆地线夹子。这样可避免当人手触及不接地的另一夹子时，交流电通过仪表与人体构成回路，形成数十伏的感应电压，打坏表针。
  下面我们来看几个应用实例，
   1．稳压电源纹波系数的测量
  整流的目的是要得到平稳的直流电。要求输出的直流电中的交流成分愈小愈好，衡量整流电源的好坏，可用纹披系数r来表示。
  r＝交流分量／直流分量
  r越小越好。如12英寸黑白电视机稳压电源输出直流分量为12V。要求其交流分量小于10mV(一般为lmV～3mV)。测量方法如图3．在稳压电源输出端按上一只10欧姆25瓦的假负载电阻RL。用晶体管毫伏表的两接线端按在假负载的两端，测得电压即为交流分量。将交流分量除以直流量12V，即得纹披系敷r。

2．低频放大器电压增益K的测量
  在放大器的输入端加上一个交流信号Usr，在其输出端就可以得到一个经放大后的输出信号Usc。我们把输出信号电压Usc与输入信号电压Usr之比争就称为放大器的电压放大倍数K，或称电压增益：K＝Usc／Usr，它是反映放大器放大能力强弱的一个参数．测量方法如图4．在放大器输入端接一低频信号发生器．放大器输出端接至示波器的Y轴输入端。适当调节信号发生器，输出一电压Usr，示波器就显示出经放大的输出电压。如果波形失真，可减小Usr幅度或调整放大器工作点。直至波形不失真时，就用毫伏表分别测放大器输入电压Usr和输出电压Usc。例如：Usr为0．2mV，Usc为50rnV，则K＝50/0．2＝250(倍)。上述测量也可用毫伏表上的分贝来读数。如果输入电压增益为一72dB，输出电压增益为一24dB，则放大器电压增益K＝一24cib一(一72dB)＝48dB。查分贝表即250倍。
    3．毫伏表在收音机调试时的应用
    超外差式收音机的灵敏度和选择性与中频变压器的调试有很大的关系，而业余爱好者通常不具备调中频变压器的专用仪器即中频图示仪。往往借用于简易高频信号源，凭耳朵听音频调制声来调“中频变压器”。事实上，人耳对声音强弱的分辨能力较迟钝．如果在收音机扬声器两端跨接一只毫伏表，当各级中频变压器都调谐在465kHz时，收音机除声音最响外，毫伏表指示也将最大。耳听再加眼观，则效果更佳。调频率覆整及三点跟踪同样也可用毫伏表来监视。连接方法见图5。

DA一16型毫伏表使用注意事项：
1．由于毫伏表的灵敏度很高，因此接地点必须良好。毫伏表的地线应与被测电路的地线接在一起，以免引入干扰电压，影响测量精度。
2．所测交流电压中的直流分量不得不大于300V。
3．测220V市电时，相线接输入端，零线接地线端，不得接反。

谈小元 《无线电》

点击此处查看原文 >>

系统分类: 测试测量   |    用户分类:    |    来源: 转贴