Применение радиоэлектроники в измерительном оборудовании и приборах

Рисунок 2 – Принципиальная схема кварцевого калибратораЕще одним необходимым приборов в радиоэлектронике является частотомер, который используют для измерения частоты синусоидального или другого периодического сигнала в широком диапазоне частот 1 Гц – 10 кГц и с амплитудамидо 20 В. Принципиальная схема данного прибора представлена на рисунке 3. В данной схеме измеряемый сигнал подают на входы ХТ1 и ХТ2. Затем происходит усиление полупериодов положительной полярности и ослабление полупериодов отрицательной полярности с помощью транзистора VT1.Рисунок 3 – Принципиальная схема частотометраДалее к нагрузочному сопротивлению R3 подключен триггер Шмитта (VT2 иVT3), который срабатывает при определенной полярности и амплитуде входного сигнала. В результате этого на его выходе формируются импульсы прямоугольной формы с частотой повторения, которая равна частоте входного сигнала. Затем эти импульсы поступают через переключатель SA1 в цепь измерений. Эта цепь состоит из диодов VD2, VD3, конденсаторов С4–С6, стрелочного индикатора РА1сподстроечным резистором R10.В зависимости от положения контактов переключателя один из конденсаторов С4–С6 будет через резистор R8, диод VD3 и индикатор заряжаться прямоугольными импульсами и разряжаться через транзистор VT3, резистор R5 и диод VD2 с частотой следования импульсов. А так как частота импульсов равна частоте исследуемого сигнала, то и средний ток, протекающий через индикатор, будет пропорционален частоте сигнала.С конденсатором С4 в измерительной цепи прибором можно измерять сигнал частотой до 100 Гц, с конденсатором С5 –до 1 кГц, а с конденсатором С6 – до 10 кГц.Полупроводниковые диоды – это одни из наиболее часто используемых элементов в радиочастотных каскадах и детекторах радиоприемников, выпрямителях, усилителях ЗЧ и других узлах. Для проверки диодов часто используют универсальные мультиметры или просто омметры.В этом случае измеряется сопротивление диода в прямой и обратной полярности. Но такая проверка подходит только для сравнительно мощных диодов, которые могут пропускать значительный прямой ток. Это связано с особенностями измерений малых сопротивлений, требующих пропускания тока до сотен миллиампер.Для проверки диодов рекомендуют использовать специальные пробники, которые обеспечивают небольшой ток в измерительной цепи. Принципиальная схема такого пробника показана на рисунке 4. В качестве индикаторов можно использовать малогабаритные лампы накаливания или светодиоды. Такие индикаторы показывают исправность, обрыв или пробой диода. Ток, протекающий в цепи, диода составляет 2–3.5 мА и зависит от напряжения на вторичной обмотке понижающего трансформатора питания Т1.Рисунок 4 – Принципиальная схема диодного пробникаВ пробнике используются транзисторы VT1 и VT2 с разной структурой. В их коллекторные цепи включены сигнальные лампы HL1 или HL2. При наличии диодов VD1 и VD2 питание на транзисторы будет поступать поочередно: на VT1 при отрицательной полуволне, а на VT2 при положительной.В исходном состоянии, при неподключенном проверяемом диоде, транзисторы закрыты. При подключении диода VD к разъемам XS1 и XS2 будет светиться лампа HL1или HL2, в зависимости от полярности включения диода VD.Если диод пробит, то включатся обе лампы. А при обрыве диода ни одна из ламп включаться не будет. Таким образом, двухламповая сигнализация описывает все возможные случаи.Ещё одним распространенным элементом является транзистор, поэтому часто нужно выполнять его проверку на работоспособность, а также измерять коэффициент передачи. Для этого используются специальные испытатели транзисторов, которые могут быть собраны по схемам различной сложности. На рисунке 5 представлена довольно простая схема такого испытателя.Рисунок 5 – Принципиальная схема испытателя транзисторовПри подключении проверяемого транзисторапроисходит образование блокинг-генератор коротких импульсов, которые следуют через большие промежутки времени. Такие колебания вызываются положительной обратной связью между коллекторной и базовой цепями. Эта связь передается через трансформатор Т1 и цепочку C1-R1-R2.Переменный резистор R1 подбирается так, чтобы величина обратной связи была оптимальной и возникала генерация. Поэтому по его сопротивлениюможно оценить усилительную способность транзистора и статический коэффициент передачи тока. Во время работы блокинг-генератор на обмотку трансформатораII также будут поступать короткие импульсы. Полярность этих импульсов зависит от структуры проверяемого транзистора, о чём будет сигнализировать тот или иной светодиод (HL1 или HL2).Переключатель позволяет подавать на блокинг-генератор напряжение соответствующей полярности в зависимости от структуры проверяемого транзистора.ЗаключениеФункциональные возможности радиоэлектронных средств в конце XX и в начале XXI века существенно возросли благодаря применению цифровых методов обработки информации и специализированных микросхем, микропроцессоров, а также интеграции их с приборами функциональной электроники. В эти годы особенно ярко проявилось их взаимовлияние на динамику развития радиоэлектроники.Применение радиоэлектроники в современном оборудовании является очень широким. Происходит постоянное обновление, усовершенствование и создание новых приборов и оборудования, в том числе предназначенного для различных измерений. В данной работе рассмотрены схемы и принцип действия некоторых базовых измерительных приборов. На их примере можно понять, что представляет собой радиоэлектроника и направления её развития.Список литературы1.Борисов Ю. И. Динамика радиоэлектроники //Борисов Ю.И. –М.: изд-во Техносфера. – 2007.2.Пролейко В. М. Очерки истории российской электроники / Под ред. Б.М. Малашевича – 2011..3.Зайцева Л. П., Бух М. А. Микроэлектроника: настоящее и будущее. – 1990.