Двухканальный активный аналоговый пробник переменного тока | Проект электроники

Здесь представлен недорогой, двухканальный активный аналоговый пробник переменного тока. Он подходит для осциллографов, мультиметров и другого аналогового измерительного оборудования.

При экспериментировании с AM-приемниками длинных, средних и коротких волн пользователям необходим аналоговый пробник с высоким импедансом и входной емкостью менее 20 пФ. Требуемое входное сопротивление пробника на низкой частоте обычно составляет один мегаом или выше.

Большинство недорогих пассивных пробников для осциллографов имеют входную емкость значительно выше 100 пФ. Если включить входную емкость осциллографа, общая емкость станет еще выше. Полоса пропускания этих недорогих пассивных пробников обычно ограничена 1–2 МГц.

Они не могут быть подключены параллельно с сетями LC в AM-приемниках, поскольку это существенно изменит параметры этих сетей.

Схема и работа

Рис. 1 показана принципиальная схема двухканального активного аналогового пробника переменного тока. Он построен на основе двух n-канальных транзисторов PN4393 JFET (T1 и T2) и нескольких резисторов и конденсаторов.

Большинство осциллографов имеют два канала, поэтому вам понадобится двухканальный активный пробник с общей землей и общим источником питания.

На низкой частоте входное сопротивление пробника, определяемое в основном резисторами R3 и R4, составляет около 10 МОм. На высокой частоте входное сопротивление определяется общей входной емкостью пробника. При тщательной реализации и использовании соответствующих JFET вы можете получить входную емкость ниже 20 пФ.

Транзисторы Т1 и Т2 должны иметь низкий уровень шума и малую входную емкость. Таким образом, вы можете выбирать из таких транзисторов, как PN4391, PN4392 и PN4393, поскольку их входная емкость обычно составляет 14 пФ. Также можно использовать транзисторы J201, J202, J203, 2N5457, 2N5458 и BF245 (с коэффициентом шума 1,5 дБ). В небольших случаях предпочтительнее использовать высокочастотные JFET, но они дорогостоящие.

Напряжение между стоком и истоком Т1 и Т2 регулируется примерно до половины напряжения питания с помощью резисторов R6–R9 и перемычек J3 и J4. Схема с использованием резистора R5, предустановок VR1 и VR2 и конденсатора C3 используется для регулировки напряжения смещения, подаваемого на затворы JFET. Эти компоненты не являются обязательными. Если вы решите не использовать их, замкните перемычки J1 и J2 и подключите резисторы R3 и R4 к земле.

Усиление каждого из каналов немного ниже единицы, но в большинстве случаев это не важно. Большинство осциллографов выдают опорный сигнал прямоугольной формы, который можно использовать для измерения коэффициента усиления и оценки пробника.

Создание и тестирование

Схема PCB в реальном размере для двухканального активного аналогового пробника переменного тока показана на рис. 2, а схема его компонентов — на рис. 3. После сборки схемы на PCB поместите ее в подходящий шкаф с разъемами CON1 и CON2, прикрепленными на передней стороне, и разъемами CON3 и CON4 на задней стороне шкафа.

Загрузите PCB и PDF-файлы компоновки компонентов: нажмите здесь

Зонд можно реализовать на небольшом PCB. При тестировании и настройке входы щупа можно подключать или припаивать к LC-цепям с помощью очень коротких (длиной 3-4 см) проводников.

Запитайте схему от сухой или аккумуляторной батареи. Схема не требует особой настройки, поэтому ее можно начинать использовать сразу после сборки. Если вы используете перемычки J3 и J4, отрегулируйте VR1 и VR2 для обеспечения наилучшей производительности датчика.
После правильной реализации пробник может иметь полосу пропускания выше 10 МГц, а генератор сигналов имеет низкий выходной импеданс.