Б. Иванов - Осциллограф-ваш помощник (как работать с осциллографом)

Индуктивность первичной обмотки трансформатора теперь можно определить по формуле

L= 25300/ f 2 C

где L — индуктивность катушки, Гн; f — частота генератора, Гц; С — емкость конденсатора, мкФ. Поскольку при проверке обмотки трансформатора резонанс наступил на частоте 60 Гц, нетрудно подсчитать, что индуктивность обмотки составляет 14 Гн, что соответствует указанному в паспорте на трансформатор значению (15±3 Гн в зависимости от тока через обмотку).

Совсем не обязательно использовать в контуре конденсатор указанной емкости (0,5 мкФ), тем более при проверке обмотки неизвестной индуктивности. Включайте поочередно конденсаторы разной емкости (например, 1 мкФ, 0,5 мкФ, 0,1 мкФ, 0,01 мкФ) и делайте замеры. В любом варианте результат замера должен быть неизменным. Только при одной емкости момент резонанса более выражен, чем при другой. Предлагаем вам убедиться в этом, проведя эксперименты по измерению индуктивности не только первичной, но и вторичных обмоток (выводы 3 и 4–5, 3 и 6, 4–5 и 6 ).

По мере уменьшения индуктивности проверяемой катушки, когда резонанс наступает на частотах в единицы килогерц, напучить прямую линию не удается — ее заменяет на более узкий эллипс. Поэтому проверку катушек малой индуктивности удобнее проводить по другой методике, когда катушку (L1 на рис. 55, а ) совместно с контурным конденсатором С кподсоединяют к генератору РЧ через конденсатор С1 небольшой емкости, а параллельно получившемуся колебательному контуру подключают (через конденсатор С2 также небольшой емкости) входные щупы осциллографа. Выходной сигнал генератора и чувствительность осциллографа устанавливают такими, чтобы на экране была небольшая по длине вертикальная линия (рис. 55, б ). Осциллограф работает, как и в предыдущем случае, в автоматическом режиме с разверткой от внешнего сигнала, но на гнездо « ВХОД X» сигнала не подают.

Изменяя частоту сигнала генератора РЧ, находят такое ее значение, при котором размах вертикальной линии будет наибольшим (рис. 55, в ). При подходе к резонансной частоте по мере увеличения длины линии снижают чувствительность осциллографа.

Рис. 55

Отсчитав по шкале генератора РЧ значение резонансной частоты, определяют по вышеприведенной формуле индуктивность катушки, подставляя в нее частоту в МГц, контурную емкость в пФ (индуктивность получается в мкГн).

Контурный конденсатор может быть разной емкости (от 50 до 500 пФ) — это зависит от индуктивности катушки. Подключая к катушке разные контурные конденсаторы, проведите замеры и сравните результаты. Не удивляйтесь, если они будут несколько отличаться друг от друга. Причина в том, что при разных контурных конденсаторах будет и разное влияние емкостей измерительных цепей (подключенных через конденсаторы C1 и С2 генератора и осциллографа) на общую емкость колебательного контура. Чем больше емкость контурного конденсатора, тем меньше влияние указанных цепей.

При проверке и налаживании усилителей РЧ или ПЧ, входных цепей приемников, полосовых фильтров и других узлов с катушками индуктивности бывает важно знать добротность контура (а значит, добротность катушки) и полосу его пропускания. Эти параметры можно «просмотреть» на экране осциллографа и сразу же по изображению вычислить их значение.

Как это сделать, показано на рис. 56.

Рис. 56

Для примера взята магнитная антенна «карманного» радиоприемника. Ее колебательный контур составлен катушкой индуктивности L1 и конденсатором переменной емкости С к. Катушка содержит 85 витков провода ПЭВ-1 0,15, намотанных виток к витку на стержне диаметром 8 и длиной 80 мм из феррита 600НН (можно 400НН). Конденсатор С к— КП-180 (с изменением емкости от 5 до 180 пФ).

Через конденсатор С2 к контуру подключены входные щупы осциллографа, а через С1 подано пилообразное напряжение развертки с гнезда, расположенного на задней стенке осциллографа. В результате во время резкого спада напряжения «пилы» (в конце ее) колебательный контур возбуждается и становится генератором, вырабатывающим синусоидальные колебания частотой, равной резонансной частоте контура. Но поскольку на контур поступает импульсное напряжение, его колебания после возбуждения постепенно затухают и вскоре прекращаются.

Чем больше добротность контура, тем дольше будут продолжаться колебания. Поэтому достаточно взглянуть на характер затухающих колебаний, чтобы дать оценку контуру.

Итак колебательный контур L1C кподключен к осциллографу, который в данном случае должен работать в автоматическом режиме (кнопки « АВТ. — ЖДУЩ.», « ВНУТР. ВНЕШН.», « РАЗВ.-ВХ X» отжаты) при максимальной длине линии развертки, длительности развертки, например, 50 мкс/дел. и чувствительности, скажем, 0,05 В/дел. Тогда на экране удастся увидеть изображение затухающих колебаний, показанное на рис. 57, а . Изменением длительности развертки «растяните» изображение настолько, чтобы были видны начальные колебании (рис. 57, б ). Форма их синусоидальная, но с каждым последующим периодом амплитуда колебаний падает.

Повернув ротор конденсатора переменной емкости в положение максимальной емкости, «растяните» изображение настолько, чтобы можно было наблюдать колебание, вдвое меньшее по амплитуде в сравнении с первоначальным (рис. 57, в ).

Подсчитайте число периодов до этого колебания и определите добротность контура на данной частоте по формуле

Q= N/0,22,

где Q — добротность контура; N — число подсчитанных периодов.

В показанном на рис. 57, в примере добротность составит 45.

Перестроив контур конденсатором переменной емкости на наиболее коротковолновый участок (соответствует минимальной емкости конденсатора), вновь определите добротность. Результат получится более высокий по сравнению с предыдущим из-за некоторого уменьшения потерь в конденсаторе и увеличении индуктивного сопротивления катушки.

Дальнейшее повышение добротности наблюдается при уменьшении емкости конденсаторов связи С1 и С2, но одновременно уменьшается и размах наблюдаемых на экране колебаний.

Может случиться, что добротность контура будет весьма высокой и подсчитать число периодов до нужного колебания не удастся — настолько плотно «выстроятся» колебания. В этом случае поступают так, как показано на рис. 57, г , — «растягивают» изображение настолько, чтобы можно было заметить уменьшение амплитуды колебания всего лишь до 0,8 первоначального значения. И тогда, подсчитав число периодов до этого колебания, подставляют в формулу другой коэффициент — 0,071 (вместо 0,22).