Kami sudah terbiasa dengan parameter utama kapasitor: kapasitansi dan tegangan operasi. Namun baru-baru ini, resistansi seri ekivalennya (ESR) telah menjadi parameter yang sama pentingnya. Apa itu dan apa pengaruhnya?

Karena EPS paling kuat mempengaruhi pengoperasian kapasitor elektrolitik, di masa depan kita akan membicarakannya. Sekarang kita akan menganalisis kapasitor elektrolitik dengan tulang dan mencari tahu rahasia apa yang disembunyikannya.

Setiap komponen elektronik tidak sempurna. Ini juga berlaku untuk kapasitor. Totalitas sifat-sifatnya ditunjukkan oleh diagram kondisional.

Seperti yang Anda lihat, kapasitor nyata terdiri dari kapasitansi C , yang biasa kita lihat pada diagram dalam bentuk dua garis vertikal. resistor berikutnya Rp , yang melambangkan resistansi aktif dari kabel dan resistansi kontak dari lapisan timah. Foto menunjukkan bagaimana ujung kawat dilekatkan ke pelat dengan memukau.

Karena apa pun, bahkan dielektrik yang sangat baik, memiliki hambatan tertentu (hingga ratusan megaohm), sebuah resistor ditampilkan sejajar dengan pelat Rp . Melalui resistor "virtual" inilah apa yang disebut arus bocor. Secara alami, tidak ada resistor di dalam kapasitor. Ini hanya untuk ilustrasi dan tujuan kenyamanan.

Karena fakta bahwa pelat kapasitor elektrolit dipelintir dan dipasang dalam wadah aluminium, induktansi terbentuk L.

Induktansi ini menunjukkan sifat-sifatnya hanya pada frekuensi di atas frekuensi resonansi kapasitor. Nilai perkiraan induktansi ini adalah puluhan nanohenries.

Jadi, dari semua ini, kami memilih apa yang termasuk dalam EPS kapasitor elektrolitik:

Resistansi, yang disebabkan oleh kerugian dalam dielektrik karena ketidakhomogenan, pengotor, dan adanya uap air;

Resistansi ohmik dari kabel dan pelat. Resistansi aktif kabel;

Resistansi kontak antara pelat dan timah;

Ini juga dapat mencakup resistensi elektrolit, yang meningkat karena penguapan pelarut elektrolit dan perubahan komposisi kimianya karena interaksinya dengan pelat logam.

Semua faktor ini diringkas dan membentuk resistansi kapasitor, yang disebut resistansi seri ekivalen - disingkat EPS, tetapi dengan cara asing ESR (E setara S serial R adanya).

Seperti yang Anda ketahui, kapasitor elektrolitik, karena desainnya, hanya dapat bekerja di sirkuit arus DC dan berdenyut karena polaritasnya. Sebenarnya, ini digunakan dalam catu daya untuk menyaring riak setelah penyearah. Mari kita ingat fitur kapasitor ini - untuk melewatkan pulsa saat ini.

Dan jika ESR sebenarnya adalah resistansi, maka panas akan dilepaskan di atasnya selama aliran pulsa arus. Pikirkan tentang kekuatan resistor. Dengan demikian, semakin besar EPS, kapasitor akan semakin panas.

Pemanasan kapasitor elektrolitik sangat buruk. Karena pemanasan, elektrolit mulai mendidih dan menguap, kapasitor membengkak. Mungkin, Anda telah memperhatikan lekukan pelindung di bagian atas kasing pada kapasitor elektrolitik.

Dengan pengoperasian kapasitor yang berkepanjangan dan suhu yang meningkat di dalamnya, elektrolit mulai menguap dan memberi tekanan pada takik ini. Seiring waktu, tekanan di dalam meningkat sedemikian rupa sehingga takik pecah, melepaskan gas keluar.

Kapasitor "Dibanting" pada papan catu daya (alasan - melebihi tegangan yang diizinkan)

Juga, takik pelindung mencegah (atau melemahkan) ledakan kapasitor ketika tegangan yang diizinkan terlampaui atau polaritasnya diubah.

Dalam praktiknya, ini terjadi sebaliknya - tekanan mendorong isolator menjauh dari terminal. Foto di bawah ini menunjukkan kapasitor yang telah mengering. Kapasitansinya turun menjadi 106 uF, dan ESR ketika diukur adalah 2,8Ω, sedangkan nilai ESR normal untuk kapasitor baru dengan kapasitansi yang sama terletak pada kisaran 0,08 - 0,1Ω.

Kapasitor elektrolit diproduksi pada suhu operasi yang berbeda. Untuk kapasitor elektrolit aluminium, batas suhu bawah dimulai dari -60 0 C, dan batas atas adalah +155 0 C. Tetapi sebagian besar, kapasitor tersebut dirancang untuk beroperasi pada kisaran suhu dari -25 0 C hingga 85 0 C dan dari -25 0 C hingga 105 0 Terkadang hanya batas suhu atas yang ditunjukkan pada label: +85 0 atau +105 0 .

Kehadiran EPS dalam kapasitor elektrolitik nyata memengaruhi operasinya di sirkuit frekuensi tinggi. Dan jika untuk kapasitor biasa pengaruh ini tidak begitu terasa, maka untuk kapasitor elektrolit ia memainkan peran yang sangat penting. Ini terutama berlaku untuk operasi mereka di sirkuit dengan tingkat riak yang tinggi, ketika arus yang signifikan mengalir dan panas dihasilkan karena ESR.

Lihatlah fotonya.

Kapasitor elektrolit bengkak (karena operasi yang lama pada suhu tinggi)

Ini adalah motherboard komputer pribadi yang berhenti menyala. Seperti yang Anda lihat, ada empat kapasitor elektrolit yang membengkak pada papan sirkuit tercetak di sebelah heatsink prosesor. Pengoperasian jangka panjang pada suhu tinggi (pemanasan eksternal dari radiator) dan masa pakai yang layak menyebabkan fakta bahwa kapasitor "dibanting". Ini karena panas dan ESR. Pendinginan yang buruk berdampak negatif tidak hanya pada pengoperasian prosesor dan sirkuit mikro, tetapi, ternyata, juga kapasitor elektrolitik!

Mengurangi suhu sekitar 10 0 C memperpanjang masa pakai kapasitor elektrolitik hampir setengahnya.

Gambar serupa diamati pada catu daya PC yang gagal - kapasitor elektrolit juga membengkak, yang menyebabkan penarikan dan riak pada tegangan suplai.

Kapasitor rusak di ATX PC PSU (disebabkan oleh kapasitor berkualitas buruk)

Seringkali, karena operasi jangka panjang, mengganti catu daya untuk titik akses, router Wi-Fi, dan semua jenis modem juga gagal karena kapasitor "dibanting" atau hilang. Jangan lupa bahwa ketika dipanaskan, elektrolit mengering, dan ini menyebabkan penurunan kapasitas. Saya menjelaskan contoh dari latihan.

Dari semua yang telah dikatakan, dapat disimpulkan bahwa kapasitor elektrolitik yang beroperasi di sirkuit pulsa frekuensi tinggi (catu daya, inverter, konverter, stabilisator switching) beroperasi dalam kondisi yang agak ekstrem dan lebih sering gagal. Mengetahui hal ini, produsen memproduksi seri khusus dengan ESR rendah. Pada kapasitor seperti itu, sebagai suatu peraturan, ada tulisan ESR rendah , yang berarti "EPS rendah".

Diketahui bahwa kapasitor memiliki kapasitif atau reaktansi, yang berkurang dengan meningkatnya frekuensi arus bolak-balik.

Jadi, ketika frekuensi AC meningkat, reaktansi kapasitor akan turun, tetapi hanya sampai mendekati nilai resistansi seri ekivalen (ESR). Itu yang perlu diukur. Oleh karena itu, banyak perangkat - ESR meter (ESR-meter) mengukur ESR pada frekuensi beberapa puluh - ratusan kilohertz. Ini diperlukan untuk "menghilangkan" nilai reaktansi dari hasil pengukuran.

Perlu dicatat bahwa nilai ESR kapasitor tidak hanya dipengaruhi oleh frekuensi riak arus, tetapi juga oleh tegangan pada pelat, suhu sekitar, dan pengerjaan. Oleh karena itu, tidak mungkin untuk mengatakan dengan tegas bahwa ESR kapasitor, misalnya, adalah 3 ohm. Pada frekuensi operasi yang berbeda, nilai ESR akan berbeda.

meteran ESR

Saat memeriksa kapasitor, terutama yang elektrolitik, Anda harus memperhatikan nilai ESR. Ada banyak instrumen yang tersedia secara komersial untuk menguji kapasitor dan mengukur ESR. Foto menunjukkan penguji komponen radio universal (Penguji LCR-T4), yang fungsinya mendukung pengukuran ESR kapasitor.

Di majalah teknik radio, Anda dapat menemukan deskripsi perangkat buatan sendiri dan lampiran untuk multimeter untuk mengukur ESR. Anda juga dapat menemukan meter ESR yang sangat khusus yang dijual yang mampu mengukur kapasitansi dan ESR tanpa menyoldernya dari papan, serta mengeluarkannya sebelum itu untuk melindungi perangkat dari kerusakan oleh tegangan sisa kapasitor yang tinggi. Perangkat tersebut termasuk, misalnya, seperti ESR-mikro v3.1, ESR-mikro V4.0s, ESR-mikro v4.0SI.

Saat memperbaiki elektronik, Anda sering harus mengganti kapasitor elektrolitik. Pada saat yang sama, parameter seperti kapasitansi dan ESR diukur untuk menilai kualitasnya. Untuk membandingkan sesuatu, tabel ESR disusun, yang menunjukkan ESR kapasitor elektrolitik baru dengan kapasitas berbeda. Tabel ini dapat digunakan untuk mengevaluasi kesesuaian kapasitor tertentu untuk layanan lebih lanjut.

Beritahu di:

Minat pembaca dan penulis kami dalam pengembangan dan pembuatan perangkat untuk mengukur ESR (ESR) kapasitor oksida tidak melemah. Awalan yang ditawarkan di bawah ini untuk multimeter seri 83x melanjutkan tema ini. Multimeter, instrumen lanjutan, seri 83x sangat populer di kalangan amatir radio karena harganya yang terjangkau dan akurasi pengukuran yang dapat diterima.

Artikel tentang perluasan kemampuan perangkat ini telah berulang kali diterbitkan di halaman majalah Radio, misalnya. Saat mengembangkan lampiran yang diusulkan, serta dalam, tugasnya bukanlah menggunakan sumber daya tambahan. Diagram lampiran ditunjukkan dalam Nasi. satu.

Gambar 1

Perangkat yang dibangun di atas chip ADC ICL71x6 atau analognya memiliki sumber tegangan stabil internal 3 V dengan arus beban maksimum 3 mA. Dari output sumber ini, tegangan suplai disuplai ke dekoder melalui konektor "COM" (kabel biasa) dan soket "NPNc" eksternal, yang merupakan bagian dari soket delapan pin untuk menghubungkan daya rendah transistor dalam mode pengukuran koefisien transfer arus statis. Metode pengukuran EPS mirip dengan yang digunakan dalam meter digital, yang dijelaskan dalam artikel. Dibandingkan dengan perangkat ini, awalan yang diusulkan berbeda secara signifikan dalam kesederhanaan sirkuit, sejumlah kecil elemen dan harganya yang murah.

Karakteristik teknis utama
Interval pengukuran EPS, Ohm:
dengan kontak terbuka sakelar SA1 0.1... 199.9
dengan kontaknya tertutup (posisi "x0.1") 0,01...19.99
Kapasitansi kapasitor yang diuji, tidak kurang dari, uF 20
Konsumsi saat ini, mA 1,5

Saat bekerja dengan awalan, sakelar untuk jenis operasi perangkat diatur ke posisi untuk mengukur tegangan DC dengan batas "200 mV". Colokan eksternal dari awalan "COM", "VΩmA", "NPNc" terhubung ke soket perangkat yang sesuai. Diagram waktu ditunjukkan pada Nasi. 2. Generator, dirakit pada elemen logika DD1.1 - pemicu Schmitt, dioda VD1, kapasitor C1 dan resistor R1, R2, menghasilkan urutan pulsa positif dengan durasi t r = 4 s dengan jeda 150 s dan amplitudo stabil sekitar 3 V ( Nasi. 2, a). Pulsa ini dapat diamati dengan osiloskop relatif terhadap kabel umum dari jack "COM". Selama setiap pulsa, arus stabil, diatur oleh resistor R4, R5, mengalir melalui kapasitor yang diuji yang terhubung ke soket "Cx" dari dekoder, yang sama dengan 1 mA dengan kontak sakelar SA1 terbuka atau 10 mA dengan kontak tertutupnya (posisi "x0.1").

Mari kita pertimbangkan pengoperasian unit dan elemen lampiran dengan kapasitor yang diperiksa terhubung dari saat pulsa durasi berikutnya t r muncul pada output elemen DD1.1. Dari pulsa tingkat rendah yang dibalikkan oleh elemen DD1.2 dengan durasi t r, transistor VT1 ditutup selama 4 s. Setelah mengisi kapasitansi sumber saluran dari transistor tertutup VT1, tegangan pada terminal kapasitor yang diuji secara praktis hanya akan bergantung pada arus yang mengalir melalui EPSnya. Pada elemen logika DD1.3, resistor R3 dan kapasitor C2, sebuah simpul yang menunda bagian depan pulsa generator selama 2 s dirakit. Selama waktu tunda t 3, kapasitansi saluran-sumber dari transistor tertutup VT1, shunting kapasitor yang diuji, memiliki waktu untuk mengisi dan praktis tidak mempengaruhi keakuratan proses pengukuran berikut setelah t 3 (Gbr. 2b). Dari pulsa generator yang ditunda 2 s dan dipersingkat durasinya menjadi 2 s, pulsa pengukuran tingkat tinggi dengan durasi t meas = 2 s (Gbr. 2, c) dibentuk pada output inverter DD1.4. Transistor VT2 terbuka darinya, dan kapasitor penyimpanan C3 mulai mengisi daya dari penurunan tegangan melintasi EPS kapasitor yang diuji melalui resistor R6, R7 dan transistor terbuka VT2. Pada akhir pulsa pengukuran dan pulsa dari output generator dari level tinggi pada output elemen DD1.2, transistor VT1 terbuka, dan VT2 menutup dari level rendah pada output elemen DD1.4. Proses yang dijelaskan diulangi setiap 150 s, yang mengarah ke pengisian kapasitor C3 sampai tegangan turun pada ESR kapasitor yang diuji setelah beberapa puluh periode. Indikator perangkat menampilkan nilai resistansi seri setara dalam ohm. Dengan posisi sakelar SA1 "x0.1", pembacaan indikator harus dikalikan dengan 0,1. Transistor VT1, terbuka di antara pulsa generator, menghilangkan peningkatan tegangan (muatan) pada komponen kapasitif kapasitor yang diuji ke nilai di bawah sensitivitas minimum perangkat, sama dengan 0,1 mV. Kehadiran kapasitansi input transistor VT2 mengarah ke pergeseran nol perangkat. Untuk menghilangkan pengaruhnya, resistor R6 dan R7 digunakan. Dengan memilih resistor ini, mereka mencapai tidak adanya tegangan pada kapasitor C3 dengan soket tertutup "Cx" (pengaturan nol).

Pada kesalahan pengukuran. Pertama, ada kesalahan sistematis, mencapai sekitar 6% untuk resistensi yang mendekati maksimum di setiap interval. Ini terkait dengan penurunan arus pengujian, tetapi tidak begitu penting - kapasitor dengan EPS seperti itu dapat ditolak. Kedua, ada kesalahan pengukuran, tergantung pada kapasitansi kapasitor.
Ini dijelaskan oleh peningkatan tegangan selama pulsa dari generator ke komponen kapasitif kapasitor: semakin kecil kapasitansi, semakin cepat pengisiannya. Kesalahan ini mudah dihitung, mengetahui kapasitas, arus, dan waktu pengisian: U \u003d M / C. Jadi, untuk kapasitor dengan kapasitas lebih dari 20 mikrofarad tidak mempengaruhi hasil pengukuran, tetapi untuk 2 mikrofarad, nilai yang diukur akan lebih dari nilai sebenarnya sekitar 1,5 Ohm (masing-masing, 1 mikrofarad - 3 Ohm, 10 mikrofarad - 0,3 Ohm, dll.). P.).

Iblis w PCB ditampilkan di Nasi. 3. Tiga lubang untuk pin harus dibor sehingga yang terakhir masuk ke dalamnya dengan sedikit usaha.

Ini akan memudahkan proses menyoldernya ke bantalan. Pin "NPNc" - berlapis emas dari konektor yang sesuai, sepotong kawat tembaga kaleng juga cocok. Sebuah lubang untuk itu dibor di tempat yang sesuai setelah memasang pin "COM" dan "VΩmA". Yang terakhir - dari probe pengukur yang gagal. Kapasitor SZ diinginkan untuk digunakan dari grup TKE tidak lebih buruk dari H10 (X7R). Transistor IRLML6346 (VT1) dapat diganti dengan IRLML6246, IRLML2502, IRLML6344 (dalam urutan menurun). Kriteria penggantian - resistansi saluran terbuka tidak lebih dari 0,06 Ohm pada tegangan sumber gerbang 2,5 V, kapasitansi sumber saluran - tidak lebih dari 300 ... 400 pF. Tetapi jika kita membatasi diri hanya pada interval 0,01 ... 19.00 Ohm (saklar SA1 dalam hal ini diganti dengan jumper, resistor R5 dilepas), maka kapasitansi sumber saluran maksimum dapat mencapai 3000 pF. Kami akan mengganti transistor 2N7000 (VT2) dengan 2N7002, 2N7002L, BS170C dengan tegangan ambang tidak lebih dari 2 ... 2.2 V. Sebelum memasang transistor, periksa apakah lokasi pin cocok dengan konduktor papan sirkuit cetak . Sarang XS1, XS2 dalam salinan penulis - blok terminal sekrup 306-021-12.

Sebelum mengatur, dekoder tidak boleh dihubungkan ke multimeter, agar tidak menonaktifkannya, tetapi ke sumber daya 3 V independen, misalnya, ke dua sel galvanik yang terhubung seri. Nilai plus dari sumber ini untuk sementara dihubungkan ke pin "NPNc" dari dekoder (tanpa menghubungkan pin ini ke multimeter), dan minusnya terhubung ke kabel biasa. Arus yang dikonsumsi diukur, yang tidak boleh melebihi 3 mA, setelah itu sumber otonom dimatikan. Soket "Cx" ditutup sementara dengan sepotong pendek kawat tembaga dengan diameter minimal 1 mm. Pin lampiran dimasukkan ke dalam soket dengan nama yang sama pada perangkat. Dengan memilih resistor R6 dan R7, pembacaan nol perangkat diatur di kedua posisi sakelar SA1. Untuk kenyamanan, resistor ini dapat diganti dengan satu pemangkas, dan setelah penyesuaian nol, resistor R6 dan R7 disolder dengan resistansi total yang sama dengan pemangkas.

Lepaskan potongan kabel yang menutup soket "Cx". Sebuah resistor 1 ... 2 0m terhubung ke mereka ketika SA1 ditutup, kemudian - 10 ... 20 Ohm saat terbuka. Bandingkan pembacaan perangkat dengan resistansi resistor. Jika perlu, pilih R4 dan R5, untuk mencapai akurasi pengukuran yang diinginkan. Penampilan konsol ditunjukkan pada foto Nasi. 4.
Prefiks dapat digunakan sebagai ohmmeter resistansi rendah, juga dapat mengukur resistansi internal sel dan baterai galvanik atau isi ulang berukuran kecil melalui kapasitor yang terhubung seri dengan kapasitas setidaknya 1000 F, dengan mengamati polaritas koneksinya. Dari hasil pengukuran yang diperoleh maka perlu dilakukan pengurangan ESR kapasitor yang harus diukur terlebih dahulu.

LITERATUR
1. Nechaev I. Lampiran ke multimeter untuk mengukur kapasitansi kapasitor. - Radio, 1999, No.8, hlm. 42,43.
2. Chudnov V. Lampiran ke multimeter untuk mengukur suhu. - Radio, 2003, No. 1, hal. 34.
3. Podushkin I. Generator + vibrator tunggal = tiga lampiran ke multimeter. - Radio, 2010, No. 7, hal. 46, 47; Nomor 8, hal. 50-52.
4. Lembar Data ICL7136 http://radio-hobby.org/modules/datasheets/2232-icl7136
5. Biryukov S. Meteran ESR Digital. - Sirkuit, 2006, No. 3, hal. 30-32; Nomor 4, hal. 36.37.

ARSIP: Unduh dari server

Bagian: [Teknologi pengukuran]
Simpan artikel ke:

Dalam beberapa tahun terakhir, spesialis dan amatir radio telah menemukan kegunaan mengevaluasi resistansi seri ekivalen (ESR) kapasitor oksida, terutama dalam praktik perbaikan catu daya berdenyut, UMZCH berkualitas tinggi, dan peralatan modern lainnya. Artikel ini mengusulkan meteran yang memiliki sejumlah keunggulan.

Dalam beberapa tahun terakhir, spesialis dan amatir radio telah menemukan kegunaan mengevaluasi resistansi seri ekivalen (ESR) kapasitor oksida, terutama dalam praktik perbaikan catu daya berdenyut, UMZCH berkualitas tinggi, dan peralatan modern lainnya. Artikel ini mengusulkan meteran yang memiliki sejumlah keunggulan.

Skala yang nyaman untuk perangkat dengan indikator penunjuk, dekat dengan logaritmik, memungkinkan Anda untuk menentukan nilai ESR kira-kira dalam kisaran dari pecahan ohm hingga 50 ohm, sedangkan nilai 1 ohm ada di bagian skala yang sesuai dengan 35 ... 50% dari total arus deviasi. Ini memungkinkan untuk memperkirakan nilai ESR dengan akurasi yang dapat diterima dalam kisaran 0,1 ... 1 Ohm, yang, misalnya, diperlukan untuk kapasitor oksida dengan kapasitas lebih dari 1000 F, dan dengan akurasi kurang - hingga 50 Ohm.

Isolasi galvanik penuh dari sirkuit pengukuran melindungi perangkat dari kegagalan saat memeriksa kapasitor yang terisi secara tidak sengaja - situasi umum dalam praktik. Tegangan rendah pada probe pengukur (kurang dari 70 mV) memungkinkan pengukuran dalam banyak kasus tanpa pematrian kapasitor. Catu daya perangkat dari satu sel galvanik dengan tegangan 1,5 V diterima sebagai opsi paling optimal (biaya rendah dan dimensi kecil). Tidak perlu mengkalibrasi perangkat dan memantau tegangan elemen, karena ada stabilizer bawaan dan sakelar otomatis ketika tegangan suplai kurang dari batas yang diizinkan dengan pemblokiran penyalaan. Dan akhirnya, kuasi-sentuh menghidupkan dan mematikan perangkat dengan dua tombol mini.

Karakteristik teknis utama
Interval resistansi terukur, Ohm .......... 0.1 ... 50
Mengukur frekuensi pulsa, kHz ..................................120
Amplitudo pulsa pada probe meter, mV ........ 50 ... 70
Tegangan suplai, V
nominal.................1.5
dapat diterima ...............0.9...3
Arus konsumsi, mA, tidak lebih dari .......................... 20

Diagram sirkuit perangkat ditunjukkan pada gambar. satu

Konverter tegangan step-up dari 1,5 hingga 9 V dipasang pada transistor VT1, VT2 dan transformator T1. Kapasitor C1 - penyaringan.

Tegangan keluaran konverter disuplai melalui sakelar elektronik pada trinistor VS1, yang, selain menghidupkan dan mematikan perangkat secara manual, secara otomatis mematikannya pada tegangan suplai yang dikurangi, menuju ke penstabil daya mikro yang dipasang pada chip DA1 dan resistor R3, R4. Tegangan stabil 4 V memberi makan generator pulsa yang dirakit sesuai dengan sirkuit tipikal pada enam elemen DAN-BUKAN dari sirkuit mikro DD1. Sirkuit R6C2 menetapkan frekuensi pulsa uji menjadi sekitar 100...120 kHz. LED HL1 - indikator menyalakan perangkat.

Melalui kapasitor pemisah C3, pulsa diumpankan ke transformator T2. Tegangan dari belitan sekundernya diterapkan ke kapasitor yang diuji dan ke belitan primer dari transformator arus pengukur . Dari belitan sekunder TK, sinyal masuk melalui penyearah setengah gelombang pada dioda VD3 dan kapasitor C4 ke mikroammeter penunjuk RA1. Semakin besar ESR kapasitor, semakin kecil deviasi jarum meter.

Saklar trinistor beroperasi sebagai berikut. Dalam keadaan awal, gerbang transistor efek medan VT3 memiliki tegangan rendah, karena trinistor VS1 ditutup, akibatnya rangkaian catu daya perangkat terputus di sepanjang kabel negatif. Pada saat yang sama, resistansi beban konverter boost hampir tak terbatas dan tidak berfungsi dalam mode ini. Dalam kondisi ini, konsumsi arus dari baterai G1 hampir nol.

Ketika kontak tombol SB2 ditutup, konverter tegangan menerima beban yang dibentuk oleh resistansi transisi dari elektroda kontrol-katoda trinistor dan resistor R1. Konverter memulai dan tegangannya membuka trinistor VS1. Transistor efek medan VT3 terbuka, dan rangkaian catu daya negatif dari stabilizer dan generator terhubung ke konverter melalui resistansi yang sangat rendah dari saluran transistor efek medan VT3. Tombol mati SB1, ketika ditekan, melangsir anoda dan katoda trinistor VS1, akibatnya, transistor VT3 juga menutup, mematikan perangkat. Shutdown otomatis pada tegangan baterai rendah terjadi ketika arus yang melalui trinistor menjadi kurang dari arus penahan. Tegangan pada output konverter boost, di mana ini terjadi, dipilih sehingga cukup untuk operasi normal stabilizer, yaitu, sehingga perbedaan minimum yang diijinkan antara nilai tegangan pada input dan output dari sirkuit mikro DA1 selalu dipertahankan.

Konstruksi dan detail

Semua bagian perangkat, kecuali mikroammeter dan dua tombol, terletak pada papan sirkuit cetak satu sisi berukuran 55x80 mm. Gambar papan ditunjukkan pada gambar. 2. Tubuh perangkat terbuat dari getinak berlapis foil. Tombol TV mini dipasang di bawah microammeter.

Semua transformator dililitkan pada cincin yang terbuat dari ferit 2000NM, ukuran K10x6x4.5, tetapi dimensi ini tidak kritis. Trafo T2 memiliki dua belitan: primer - 100 putaran, sekunder - satu putaran. Pada trafo TK, lilitan primer terdiri dari empat lilitan, dan lilitan sekunder 200 lilitan. Diameter kabel belitan transformator T2 dan TK tidak kritis, tetapi diinginkan untuk melilitkan kabel yang termasuk dalam rangkaian pengukuran dengan kawat yang lebih tebal - sekitar 0,8 mm, belitan lain dari transformator ini dililit dengan PEV- 2 kawat dengan diameter 0,09 mm.

Transistor VT1 dan VT2 - salah satu seri KT209. diinginkan untuk memilihnya dengan koefisien transfer arus basis yang sama. Kapasitor dapat digunakan dalam ukuran apa pun yang sesuai: resistor - MLT dengan kekuatan 0,125 atau 0,25 W. Dioda VD1 dan VD2 - daya menengah apa pun. Diode VD3 - D311 atau salah satu seri D9. Transistor efek medan VT3 hampir semua saluran-p dengan resistansi saluran terbuka rendah dan tegangan ambang gerbang sumber rendah; untuk pemasangan yang ringkas, bagian dari basis telah dilepas dari transistor IRF740A.

LED cocok untuk setiap peningkatan kecerahan, yang pancarannya sudah terlihat pada arus 1 mA.

Microammeter RA1 - M4761 dari tape recorder reel-to-reel tua, dengan arus defleksi panah total 500 A. Sepotong kawat berpelindung sepanjang 20 cm digunakan sebagai probe.Bola bolpoin yang sesuai diletakkan di atasnya, dan jarum baja tipis disolder ke ujung inti pusat dan ke jalinan kawat. Jarum dipasang sementara pada jarak 5 mm dari satu sama lain, badan probe sedikit didorong di atasnya dan sambungan diisi dengan lem panas; sambungan dibentuk dalam bentuk bola dengan diameter sedikit kurang dari satu sentimeter. Penyelidikan seperti itu, menurut saya, adalah yang paling optimal untuk meteran seperti itu. Sangat mudah untuk menghubungkan ke kapasitor dengan menempatkan satu jarum pada satu terminal kapasitor dan yang lainnya menyentuh terminal kedua, mirip dengan bekerja dengan kompas.

Tentang menyiapkan perangkat.

Pertama-tama, pengoperasian konverter boost diperiksa. Sebagai beban, Anda dapat menghubungkan resistor 1 kΩ untuk sementara ke output konverter. Kemudian untuk sementara hubungkan anoda dan katoda trinistor dengan jumper dan atur resistor R3 pada output stabilizer DA1 ke tegangan sekitar 4 V. Frekuensi generator harus dalam 100 ... 120 kHz.

Selanjutnya, jarum probe ditutup dengan konduktor dan, dengan menyesuaikan resistor pemangkas R3, jarum mikroammeter diatur sedikit di bawah posisi maksimum, kemudian, mencoba mengubah pentahapan salah satu belitan pengukuran, mereka mencapai pembacaan instrumen maksimum dan biarkan belitan dalam koneksi seperti itu. Dengan menyesuaikan resistor R3, atur panah ke maksimum. Dengan menghubungkan resistor non-kawat dengan resistansi 1 Ohm ke probe, posisi panah diperiksa (harus kira-kira di tengah skala) dan, jika perlu, dengan mengubah jumlah putaran di primer belitan transformator TK, peregangan skala diubah. Pada saat yang sama, setiap kali mengatur panah mikroammeter ke maksimum dengan menyesuaikan R3.

Skala yang paling optimal tampaknya di mana pembacaan EPS tidak lebih dari 1 Ohm menempati sekitar 0,3 ... 0,5 dari seluruh panjangnya, yaitu, pembacaan 0,1 hingga 1 Ohm setiap 0,1 Ohm dapat dibedakan secara bebas. Mikroammeter lain dengan arus deviasi total tidak lebih dari 500 A dapat digunakan di perangkat: untuk yang lebih sensitif, perlu untuk mengurangi jumlah belitan belitan sekunder transformator TK.

Selanjutnya, simpul shutdown dibuat dengan memilih resistor R1, alih-alih, Anda dapat menyolder sementara resistor tuning dengan resistansi 6,8 kOhm. Setelah menerapkan daya ke input DA1 dari sumber yang diatur eksternal, tegangan pada output DA1 dipantau oleh voltmeter. Anda harus menemukan tegangan input terkecil dari stabilizer, di mana output belum mulai turun - ini adalah tegangan input operasi minimum. Harus diingat bahwa semakin rendah tegangan operasi minimum, semakin banyak sumber daya baterai yang akan digunakan.

Selanjutnya, dengan memilih resistor R1, penutupan tiba-tiba dari trinistor dicapai pada tegangan suplai sedikit lebih tinggi dari minimum yang diizinkan. Hal ini terlihat jelas dari deviasi panah perangkat. Seharusnya, dengan probe tertutup, turun tajam dari maksimum ke nol, sementara LED padam. Trinistor harus menutup lebih awal dari transistor efek medan VT3; jika tidak, tidak akan ada peralihan mendadak. Selanjutnya, periksa kembali manual menyalakan dan mematikan dengan tombol SB1 dan SB2.

Kesimpulannya, skala meteran dikalibrasi menggunakan resistor non-kawat dengan peringkat yang sesuai. Penggunaan perangkat dalam praktik perbaikan menunjukkan efisiensi dan kenyamanan yang lebih besar dibandingkan dengan perangkat sejenis lainnya. Mereka juga dapat berhasil memeriksa resistansi kontak dari kontak berbagai tombol, sakelar buluh, dan relai.

Artikel diambil dari situs www.radio-lubitel.ru

Awal

Ya, topik ini sudah sering dibahas, termasuk di sini. Saya telah menyusun dua versi skema Ludens dan mereka telah membuktikan diri dengan sangat baik, namun, semua opsi yang diajukan sebelumnya memiliki kekurangan. Timbangan instrumen dengan indikator dial sangat non-linier dan membutuhkan banyak resistor resistansi rendah untuk kalibrasi, timbangan ini harus ditarik dan dimasukkan ke dalam kepala. Kepala instrumen besar dan berat, rapuh, dan kotak indikator plastik berukuran kecil biasanya disolder dan sering kali memiliki skala kecil. Titik lemah dari hampir semua desain sebelumnya adalah resolusinya yang rendah. Dan untuk kapasitor LowESR, Anda hanya perlu mengukur seperseratus ohm dalam kisaran dari nol hingga setengah ohm. Perangkat berbasis mikrokontroler dengan skala digital juga diusulkan, tetapi tidak semua orang berurusan dengan mikrokontroler dan firmware mereka, perangkat tersebut ternyata rumit dan relatif mahal. Oleh karena itu, di majalah Radio mereka membuat skema rasional yang masuk akal - setiap amatir radio memiliki penguji digital, dan harganya sepeser pun.

Saya membuat perubahan minimal. Perumahan - dari "choke elektronik" yang salah untuk lampu halogen. Daya - baterai "Krona" 9 Volt dan stabilizer 78L05. Saya melepas sakelar - sangat jarang mengukur LowESR dalam kisaran hingga 200 Ohm (jika saya mau, saya menggunakan koneksi paralel). Mengubah beberapa detail. chip 74HC132N, transistor 2N7000(ke92) dan IRLML2502(sot23). Karena kenaikan tegangan dari 3 menjadi 5 volt, tidak perlu memilih transistor.
Selama pengujian, perangkat bekerja secara normal dari tegangan baterai baru 9,6 V hingga 6 V yang terisi penuh.

Selain itu, untuk kenyamanan, saya menggunakan resistor smd. Semua elemen smd disolder sempurna dengan besi solder EPSN-25. Alih-alih koneksi serial R6R7, saya menggunakan koneksi paralel - lebih nyaman, di papan saya sediakan untuk menghubungkan resistor variabel secara paralel dengan R6 untuk menyesuaikan nol, tetapi ternyata "nol" stabil di seluruh rentang tegangan yang saya tunjukkan.

Kejutannya adalah bahwa dalam desain "dikembangkan di majalah" polaritas koneksi VT1 terbalik- saluran air dan sumbernya tercampur (koreksi kalau salah). Saya tahu bahwa transistor akan berfungsi bahkan dengan penyertaan ini, tetapi kesalahan seperti itu tidak dapat diterima oleh editor.

Total

Perangkat ini telah bekerja untuk saya selama sekitar satu bulan, bacaannya saat mengukur kapasitor dengan ESR dalam satuan ohm bertepatan dengan perangkat sesuai dengan skema Ludens .
Itu sudah diuji dalam kondisi pertempuran, ketika komputer saya berhenti menyala karena kapasitansi pada catu daya, sementara tidak ada tanda-tanda "kelelahan" yang jelas, dan kapasitor tidak bengkak.

Keakuratan pembacaan dalam kisaran 0,01 ... 0,1 Ohm memungkinkan untuk menolak yang meragukan dan tidak membuang kapasitor solder lama, tetapi memiliki kapasitas normal dan ESR. Perangkat ini mudah dibuat, suku cadangnya tersedia dan murah, ketebalan trek memungkinkannya untuk digambar bahkan dengan korek api.
Menurut pendapat saya, skema ini sangat sukses dan layak untuk diulang.

File

Papan sirkuit tercetak:
▼ 25/09/11 ️ 14.22 Kb 668 Halo pembaca! Nama saya Igor, saya 45, saya seorang Siberia dan insinyur elektronik amatir yang rajin. Saya datang dengan, membuat dan memelihara situs yang luar biasa ini sejak tahun 2006.
Selama lebih dari 10 tahun, majalah kami hanya ada dengan biaya saya.

Bagus! Gratis sudah berakhir. Jika Anda menginginkan file dan artikel bermanfaat - bantu saya!

Untuk mencari kapasitor tersebut, perangkat yang dirancang dan diproduksi oleh penulis dengan akurasi dan resolusi tinggi diusulkan. Untuk kenyamanan yang lebih besar dalam menggunakan perangkat, kemungkinan operasi bersama dengan hampir semua voltmeter digital (multimeter) disediakan. Mempertimbangkan keterjangkauan harga untuk multimeter digital "rakyat" dari seri 8300, desain yang diusulkan adalah semacam "penemuan" bagi banyak amatir radio, terutama ketika Anda mempertimbangkan bahwa sirkuit tidak mengandung komponen yang langka atau mahal dan bahkan unit koil .

Kapasitor oksida (elektrolitik) digunakan di mana-mana. Mereka mempengaruhi keandalan dan kualitas pengoperasian peralatan elektronik radio (RES). Dalam hal kualitas dan tujuan, kapasitor dicirikan oleh banyak indikator. Pertama, kinerja dan ruang lingkup kapasitor dievaluasi dalam hal kapasitansi, tegangan operasi, arus bocor, dan indikator berat dan ukuran. Daya telah meningkat dan frekuensi penggunaan kapasitor elektrolitik telah meningkat. Catu daya switching modern untuk RES memiliki daya puluhan hingga ratusan watt (atau lebih) dan beroperasi pada frekuensi puluhan hingga ratusan kilohertz. Arus yang mengalir melalui kapasitor telah meningkat, masing-masing, persyaratan untuk parameternya juga meningkat.

Sayangnya, dalam produksi massal, indikator kualitas tidak selalu memenuhi standar. Pertama-tama, ini memengaruhi parameter seperti resistansi seri setara (ESR), atau ESR. Tidak cukup perhatian diberikan pada masalah ini, terutama dalam literatur radio amatir, meskipun ada semakin banyak malfungsi yang timbul dari kesalahan kapasitor EPS. Sayang sekali, tetapi bahkan di antara kapasitor baru, spesimen dengan peningkatan EPS semakin banyak ditemukan.

Kapasitor asing juga tidak terkecuali. Seperti yang telah ditunjukkan pengukuran, nilai ESR untuk kapasitor dari jenis yang sama dapat berbeda beberapa kali. Memiliki pengukur ESR yang Anda inginkan, Anda dapat memilih kapasitor dengan nilai ESR terkecil untuk pemasangan di node perangkat yang paling kritis.

Kita tidak boleh lupa bahwa proses elektrokimia terjadi di dalam kapasitor, yang menghancurkan kontak di zona sambungan pelat dengan kontak aluminium. Jika kapasitor baru memiliki nilai ESR yang terlalu tinggi, maka operasinya tidak berkontribusi pada pengurangannya. Sebaliknya, EPS meningkat seiring waktu. Sebagai aturan, semakin banyak ESR yang dimiliki kapasitor sebelum dipasang, semakin cepat nilainya akan meningkat. ESR kapasitor yang rusak dapat meningkat dari beberapa ohm menjadi beberapa puluh ohm, yang setara dengan munculnya elemen baru - resistor di dalam kapasitor yang rusak. Karena daya termal dihamburkan pada resistor ini, kapasitor memanas, dan proses elektrokimia di zona kontak berlangsung lebih cepat, berkontribusi pada peningkatan ESR lebih lanjut.

Spesialis perbaikan dari berbagai RES sangat menyadari cacat dalam mengganti catu daya yang terkait dengan peningkatan ESR kapasitor. Pengukuran kapasitansi dengan instrumen yang banyak digunakan seringkali tidak memberikan hasil yang diinginkan. Sayangnya, tidak mungkin untuk mengidentifikasi kapasitor yang rusak dalam hal ESR dengan perangkat tersebut (C-meter). Kapasitas akan berada dalam batas normal atau hanya sedikit lebih rendah. Dengan nilai ESR tidak melebihi 10 ohm, pembacaan meter kapasitansi tidak memberikan alasan untuk kecurigaan (nilai ESR seperti itu praktis tidak mempengaruhi akurasi pengukuran), dan kapasitor dianggap dapat diservis.

Persyaratan teknis untuk meteran EPS. Peningkatan persyaratan untuk kualitas kapasitor terutama dikenakan pada catu daya switching, di mana kapasitor tersebut digunakan sebagai filter pada frekuensi hingga 100 kHz atau dalam rangkaian switching elemen daya. Kemampuan untuk mengukur ESR memungkinkan tidak hanya untuk mendeteksi kapasitor yang gagal (kecuali dalam kasus kebocoran dan korsleting), tetapi juga, yang sangat penting, untuk membuat diagnosis awal cacat RES yang belum terwujud. Untuk dapat mengukur ESR, proses pengukuran resistansi kompleks kapasitor dilakukan pada frekuensi yang cukup tinggi, di mana kapasitansi jauh lebih kecil dari nilai ESR yang diizinkan. Jadi, misalnya, untuk kapasitor dengan kapasitansi 5 F, kapasitansinya adalah 0,32 ohm pada frekuensi ) 00 kHz. Seperti yang Anda lihat, kapasitansi bahkan kapasitor elektrolitik berkapasitas rendah berkali-kali lebih kecil daripada ESR kapasitor yang rusak. Nilai ESR kapasitor yang rusak dengan kapasitas hingga 200 mikrofarad secara signifikan melebihi 1 ohm.

Dengan nilai ESR, seseorang dapat dengan percaya diri menilai kesesuaian kapasitor untuk tujuan tertentu. Saat membeli kapasitor, menggunakan pengukur ESR portabel, Anda dapat memilih salinan terbaik. Penting agar proses pengukuran ESR dapat dilakukan tanpa membongkar kapasitor yang diuji. Dalam hal ini, kapasitor harus tidak di-shunt oleh resistor yang memiliki resistansi yang sepadan dengan ESR. Tegangan maksimum pada probe perangkat harus dibatasi agar tidak menonaktifkan elemen REM yang sedang diperbaiki. Perangkat semikonduktor seharusnya tidak mempengaruhi pembacaan meter EPS. Ini berarti bahwa tegangan pada kapasitor yang diukur harus minimal untuk mengecualikan pengaruh elemen aktif RES.

Saat bekerja dalam kondisi stasioner, perangkat harus dioperasikan dari listrik (Anda dapat, misalnya, menggunakan sakelar yang sesuai dan catu daya eksternal). Untuk mencegah polaritas terbalik dari catu daya atau pengisi daya eksternal, perlindungan harus disediakan. Untuk mencegah pelepasan baterai yang dalam, perlindungan pemutus arus atau setidaknya indikasi pemantauan tegangan baterai harus disediakan. Untuk menstabilkan parameter perangkat, Anda harus menggunakan pengatur tegangan bawaan. Stabilizer ini harus memenuhi setidaknya dua persyaratan: harus ekonomis, yaitu. memiliki konsumsi arus sendiri yang rendah, dan memberikan tegangan output yang cukup stabil ketika tegangan suplai input berubah dalam kisaran minimal 7 ... 10 V.

Yang sangat penting adalah indikator pembacaan EPS. Meter ESR dengan indikasi diskrit, misalnya, pada LED, tidak banyak berguna untuk menolak (memilih) kapasitor dari batch besar dan memiliki kesalahan besar dalam mengukur ESR. EPS meter dengan skala non-linier menimbulkan masalah dalam penerapan skala baru, dengan pembacaan indikasi dan memiliki kesalahan pengukuran yang besar. Sirkuit baru pada "chip" yang dapat diprogram (mikrokontroler), sayangnya, belum tersedia untuk sebagian besar amatir radio. Dengan harga mikrokontroler saja, Anda dapat membeli semua komponen untuk pembuatan EPS meter yang dibahas di bawah ini.

Sebagai bagian dari pengukur EPS, akan lebih mudah untuk memiliki alat pengukur penunjuk dengan skala linier yang tidak memerlukan perubahan apa pun, menggunakan, misalnya, satu skala umum 0 ... 100 untuk semua subrentang perangkat. Selama pekerjaan yang panjang dan intensif dengan pengukur EPS, sangat nyaman menggunakan timbangan digital. Namun, produksi perangkat digital secara mandiri tidak menguntungkan karena kerumitan desain secara keseluruhan dan biaya tinggi. Lebih baik menyediakan kemungkinan bekerjanya meteran bersama dengan multimeter digital yang banyak digunakan dan murah dari seri 8300, seperti M830B. Voltmeter digital lainnya dengan karakteristik serupa yang memiliki rentang pengukuran tegangan DC 0 ... 200 mV atau 0 ... 2000 mV dapat digunakan. Untuk harga satu mikrokontroler, Anda dapat membeli satu atau bahkan dua multimeter ini. Indikator digital meteran ESR memungkinkan Anda memilah kapasitor dengan cepat. Pengukur penunjuk (bawaan) berguna jika tidak ada penguji digital.

Mungkin parameter terpenting adalah keandalan perangkat. Dan itu, dengan satu atau lain cara, tergantung pada faktor manusia. Perangkat apa yang gagal jika kapasitor yang diuji tidak dikosongkan? Terburu-buru, tukang reparasi peralatan sering melepaskan kapasitor bukan dengan resistor, tetapi dengan jumper kawat, yang berdampak buruk pada umur kapasitor elektrolitik itu sendiri. Perangkat tidak boleh gagal dan melepaskan kapasitor dengan arus ekstra.

ESR meter harus memiliki rentang pengukuran nilai ESR yang luas. Sangat bagus jika mengukur EPS dari 10 ohm hingga hampir nol. Pengukuran ESR lebih dari 10 ohm tidak relevan, karena spesimen kapasitor elektrolitik dengan ESR seperti itu sudah sepenuhnya di bawah standar, terutama untuk operasi di sirkuit pulsa, terutama pada frekuensi puluhan hingga ratusan kilohertz. Lebih mudah memiliki perangkat yang memungkinkan Anda mengukur nilai ESR kurang dari 1 Ohm. Dalam hal ini, kesempatan "eksklusif" diberikan untuk memilih contoh kapasitor terbaik di antara jenis terbaik dengan kapasitas terbesar.

Sebagai sumber daya utama, baterai digunakan, terdiri dari baterai nikel-kadmium disk tipe D-0.26D. Mereka lebih andal dan boros energi daripada 7D-0.1. Dimungkinkan untuk mengisi ulang baterai.

spesifikasi

• Rentang resistansi terukur......0...1 Ohm, 0...10 Ohm
• Mengukur frekuensi sinyal yang digunakan..........77 kHz
• Tegangan suplai ...........7... 15 V
• Arus yang dikonsumsi, tidak lebih..................4.5 mA

Diagram skema meter EPS kapasitor elektrolitik ditunjukkan pada Gambar.1. Desain perangkat didasarkan pada ohmmeter yang beroperasi pada arus bolak-balik. Tidak perlu meningkatkan frekuensi lebih dari] 00 kHz karena frekuensi cut-off atas (100 kHz) dari detektor sirkuit mikro K157DA1, yang digunakan dalam desain perangkat ini, apalagi, tidak semua jenis kapasitor elektrolit dirancang untuk beroperasi pada frekuensi lebih dari 100 kHz.
Generator perangkat dibuat pada chip DD1 tipe K561TL1. Pemilihan jenis IC ini semata-mata karena pertimbangan peningkatan efisiensi perangkat. Dalam situasi ini, Anda dapat menggunakan generator lain yang dibuat pada IC yang lebih umum, khususnya pada K561LA7 atau K561LE5. Ini akan meningkatkan konsumsi arus dari catu daya.

Generator memiliki dua persyaratan: stabilitas amplitudo dan stabilitas frekuensi. Persyaratan pertama lebih penting daripada yang kedua, karena perubahan amplitudo tegangan keluaran generator merupakan faktor destabilisasi yang lebih besar daripada perubahan frekuensi. Oleh karena itu, tidak perlu menggunakan resonator kuarsa, serta mengatur frekuensi secara akurat, yaitu tepat 77 kHz. Frekuensi pengoperasian perangkat dapat dipilih dalam 60...90 kHz. Penyetelan dan pengoperasian perangkat harus dilakukan pada frekuensi operasi yang sama, karena parameter stabil perangkat yang disetel disimpan dalam rentang frekuensi yang agak sempit.

Dari output generator, sinyal persegi panjang diumpankan melalui elemen R17-R19, C8 ke kapasitor yang diuji Cx (terminal 1 dan 2). Dari kapasitor Cx, sinyal memasuki amplifier, dari amplifier - ke detektor, kemudian disearahkan - ke alat pengukur penunjuk RA1 dan voltmeter digital (konektor XS2). Aliran arus melalui kapasitor yang diuji menyebabkan penurunan tegangan melintasinya. Untuk mengukur resistansi rendah, diperlukan sensitivitas detektor yang tinggi, belum lagi linieritasnya. Jika Anda secara signifikan meningkatkan arus yang mengalir melalui kapasitor yang diuji, maka arus yang dikonsumsi dari sumber daya juga akan meningkat tajam.

Dalam versi penulis, arus yang melalui kapasitor yang diuji kira-kira 1 mA, mis. setiap milivolt penurunan tegangan sesuai dengan 1 ohm ESR kapasitor. Dengan ESR sama dengan 0,1 Ohm, perlu untuk menangani tegangan pengukuran 100 V! Karena perangkat ini mampu mengukur urutan nilai ESR yang lebih kecil, kita sudah berbicara tentang puluhan mikrovolt, yang harus dicatat dengan jelas oleh meteran.
Jelas bahwa sinyal harus diperkuat untuk operasi normal detektor. Tugas ini dilakukan oleh tahap penguatan: pada transistor VT7 kebisingan rendah, penguat dibuat sesuai dengan skema dengan OE (gain pada frekuensi operasi adalah 20), pada transistor VT8, penguat penyangga dibuat, dirakit sesuai skema dengan OK.

Kapasitor C9 adalah elemen dari HPF. Nilai kapasitansi yang dipilih dari kapasitor SU sebenarnya mencegah rangkaian R24C10 beroperasi pada frekuensi rendah. Dengan metode sederhana seperti itu, penyumbatan signifikan dari respons frekuensi di wilayah bass terwujud. Penurunan respons frekuensi di wilayah LF juga dibentuk oleh pilihan kapasitansi C1 dan C12 dalam rangkaian detektor. Dalam gangguan H tambahan dibatasi oleh resistor R23 (elemen pelindung juga diperhitungkan).

Agar kapasitor yang diuji (tidak terisi) tidak menonaktifkan IC generator, elemen pelindung VD1, VD2, R19 disediakan di sirkuit. Sirkuit serupa, yang terdiri dari elemen R22, VD3, VD4, melindungi input amplifier. Dalam mode operasi (saat mengukur ESR), dioda praktis tidak memiliki efek shunting pada sinyal. Ketika kapasitor yang diuji Cx diputus dari terminal 1 dan 2, dioda membatasi amplitudo sinyal pada input penguat, meskipun sinyal pada level ini tidak menyebabkan kegagalan penguat. Skema perlindungan perangkat ini, meskipun penerapannya sederhana, telah menegaskan efisiensinya yang tinggi dalam praktiknya.

Pengukur EPS kapasitor elektrolitik tidak bersahaja dalam pengoperasiannya. Nilai resistor R19 dan R22 dipilih sedemikian rupa untuk memastikan pelepasan yang andal dari kapasitor yang diuji yang bekerja di hampir semua peralatan rumah tangga. Oleh karena itu, dioda pelindung harus secara efektif melepaskan kapasitor yang diuji, dan pada saat yang sama dilindungi secara andal dari arus lebih ketika kapasitor dilepaskan. Bagian sakelar sakelar SA1.2 dengan tombol SA4 dan resistor R20 dan R21 digunakan untuk mengkalibrasi perangkat.

Hal yang paling sulit adalah pilihan skema detektor. Di sini ada masalah khusus. Tes praktis dari banyak detektor dioda yang banyak digunakan hanya mengkonfirmasi ketidaksesuaiannya untuk deteksi tegangan linier dalam rentang amplitudo yang luas. Tidak ada yang cocok dari desain sirkuit sederhana, diimplementasikan pada elemen diskrit, yang dapat diandalkan, tidak dapat ditemukan dalam literatur.

Ide menggunakan chip K157DA1 dalam detektor meter EPS muncul secara kebetulan. Saya ingat bahwa tipe IC K157DA1 banyak digunakan dalam indikator tingkat perekaman berbagai tape recorder domestik. Pertama-tama, perhatian saya tertarik oleh kesederhanaan relatif dari koneksi rangkaian IC ini. Arus yang dikonsumsi oleh IC dari sumber listrik juga sesuai, demikian pula rentang frekuensi operasi yang sesuai. Juga diperbolehkan untuk mengoperasikan IC ini dengan catu daya unipolar. Namun, inklusi khas K157DA1 tidak cocok dalam kasus ini. Akibatnya, perlu tidak hanya untuk memodifikasi sirkuit switching IC dibandingkan dengan yang khas, tetapi juga untuk mengubah nilai elemen pengikat beberapa kali.

IC ini menggabungkan penyearah gelombang penuh dua saluran. Saluran kedua dalam desain yang dipertimbangkan tidak digunakan. Prototyping mengkonfirmasi linearitas deteksi IC pada frekuensi hingga 100 kHz. Beberapa salinan IC bahkan memiliki margin tertentu untuk frekuensi cut-off atas (dua dari sepuluh IC yang diuji - hingga 140 kHz). Peningkatan lebih lanjut dalam frekuensi menyebabkan penurunan tajam pada tegangan IC yang diperbaiki. Deteksi IC non-linier memanifestasikan dirinya pada level sinyal minimum dan pada amplifikasi IC yang signifikan. Tegangan keluaran diam (pada pin 12 IC) tidak kalah mengganggu, yang menurut data referensi, dapat mencapai 50 mV, yang tidak dapat didamaikan dengan jika sudah diputuskan untuk membuat alat pengukur, dan bukan indikator EPS.

Beberapa waktu kemudian, masalah ini berhasil diatasi. Antara pin sirkuit mikro 14 dan 2, resistor R3 dengan resistansi 33 kOhm dipasang pada koneksi tipikal. Itu terhubung ke titik tengah buatan dari pembagi tegangan yang dibentuk oleh resistor R1 dan R2 (Gbr. 1). Ini adalah opsi untuk menggunakan IC dengan catu daya unipolar.

Ternyata kemudian, linearitas deteksi sangat tergantung pada nilai resistansi resistor R3 tepatnya di wilayah amplitudo kecil. Mengurangi resistansi R3 beberapa kali memberikan linearitas yang diperlukan dari detektor, dan, yang tidak kalah pentingnya, resistansi resistor ini juga mempengaruhi nilai tegangan diam DC (pin 12 dari IC). Kehadiran tegangan ini membuat sulit untuk melakukan pengukuran secara normal pada nilai ESR yang rendah (Anda harus berurusan dengan operasi matematika pengurangan dengan setiap pengukuran). Oleh karena itu pentingnya menyetel potensial "nol* pada keluaran detektor.

Pilihan resistor R3 yang benar praktis menghilangkan masalah ini. Dalam versi yang diusulkan, resistansi resistor lebih dari tiga kali lebih kecil dari peringkat tipikal. Masuk akal untuk lebih mengurangi nilai resistansi ini, tetapi dalam kasus ini, resistansi input detektor juga berkurang secara signifikan. Sekarang hampir sepenuhnya ditentukan oleh resistansi resistor R3.

Pada transistor VT1 dan VT2, perlindungan dibuat untuk penunjuk meter PA1. Dimasukkannya transistor semacam itu memberikan ambang respons yang jelas dan tidak melangsir kepala PA1 sama sekali dalam kisaran arus operasi PA1, yang meningkatkan keandalannya dan meningkatkan masa pakainya.

Sakelar SA3 digunakan untuk kontrol operasional tegangan baterai dan memungkinkan Anda mengukurnya di bawah beban, mis. langsung selama pengoperasian perangkat. Hal ini penting karena untuk banyak baterai dari waktu ke waktu, bahkan dengan debit yang dalam (tanpa beban), tegangan mungkin normal atau mendekati nominal, tetapi perlu menghubungkan beban, bahkan beberapa miliamp, sebagai tegangan sedemikian rupa. baterai turun tajam.
Pada transistor VT3-VT6, regulator tegangan mikro (CH) dibuat, yang memberi makan semua elemen perangkat. Saat menggunakan sumber daya yang tidak stabil, semua parameter instrumen berubah. Mengurangi tegangan (pengosongan) baterai juga secara signifikan "menghancurkan" seluruh pengaturan. Omong-omong, detektor ternyata paling tahan terhadap perubahan tegangan suplai. Yang paling bergantung pada tegangan suplai (amplitudo tegangan persegi sangat bervariasi) adalah generator, yang membuat perangkat tidak dapat dioperasikan.
Penggunaan microchip CH menyebabkan konsumsi arus yang tidak rasional oleh stabilizer itu sendiri, sehingga harus segera ditinggalkan. Setelah bereksperimen dengan berbagai rangkaian pada elemen diskrit, penulis menetapkan rangkaian CH yang ditunjukkan pada Gambar.1. Secara tampilan, CH ini sangat sederhana, tetapi kehadirannya di sirkuit ini cukup untuk semua parameter teknis EPS meter untuk tetap stabil ketika tegangan baterai berubah dari 7 ke 10V. Pada saat yang sama, dimungkinkan untuk memberi daya perangkat dari unit catu daya eksternal, bahkan yang tidak stabil, dengan tegangan hingga 15 V.

Konsumsi daya sendiri CH ditentukan oleh nilai arus kolektor dari transistor VT6 dan dipilih dalam 100...300 A. Analog dioda zener berdaya rendah dibuat pada transistor VT6. Tegangannya menentukan nilai tegangan keluaran CH, yang lebih kecil dari tegangan stabilisasi dioda zener dengan nilai tegangan transisi basis-emitor transistor VT3.

rincian. Resistor R1-R3, R5, R7, R15, R29 -10 kOhm, R4, R6, R8, R10, R11, R13, R24, R30-1kOhm, R9-39kOhm, R12-100 Ohm, R14-680 kOhm, R16 - 100 kOhm, R17, R25 - 2,4 kOhm, R18 - 4,7 kOhm, R19, R22 - 330 kOhm, R20 -1 Ohm, R21 - 10 Ohm, R23 - 3,3 kOhm, R26 - 150 kOhm, R27 - 820 kOhm, R28 - 20 kOhm. Kapasitor C1, C3, C6, C10, C12 - 0,1 uF, C2, C4, C5, C11 - 5 uFx16 V, C7 -150 pF, C8 - 0,47 uF, C9-0,01 uF.

Resistor R4, R10, R16, R17, R20, R21, R24, R25 tipe C2-13, resistor tuning tipe SP-38V, sisanya - MLT. Kapasitor C7 tipe KSO-1; C1, C3, C6, C9 - K10-17, sisanya K73-17 dan K50-35. Transistor VT2, VT3, VT7 tipe BC549C. Pada posisi VT7, transistor dengan h21e maksimum harus digunakan. Transistor VS549 dapat dipertukarkan dengan KT3102 atau KT342 domestik. Transistor VT1, VT4, VT8 tipe BC557C. Alih-alih mereka, KTZ107 domestik (K, L) juga digunakan. KP10ZE digunakan sebagai transistor efek medan pada generator arus stabil. Kapasitor C6 disolder di sisi konduktor yang dicetak, langsung di terminal DD1. Resistor R24 ​​pada papan amplifier secara konvensional tidak ditampilkan. Itu disolder secara seri dengan kapasitor C10.

Dioda VD5, VD6 - KD212, VD1-VD4 -1 N4007. Tidak ada persyaratan khusus untuk dioda VD6, bisa berupa silikon apa saja. Dioda VD5 harus tahan terhadap arus pengisian baterai maksimum. Situasinya berbeda dengan dioda VD 1-VD4. Jika input perangkat tidak akan terhubung ke modul catu daya TV (kapasitor elektrolitnya) yang baru saja dimatikan, maka alih-alih 1 N4007, Anda dapat menginstal D220, D223, KD522, dll. Sebagai dioda ini, instans dengan kapasitansi minimal dan arus yang diizinkan lebih dari 1 A paling cocok.

Sakelar SA1 tipe MT-3, SA2, SA3 -MT-1, SA4 - KM2-1. Alat pengukur penunjuk berukuran kecil dirancang untuk arus 100 A dan memiliki resistansi internal 3 kOhm. Dengan sukses, hampir semua alat pengukur penunjuk untuk arus 100 A akan cocok. Dengan arus yang lebih tinggi, pengurangan nilai resistor R7 dan R8 yang sesuai akan diperlukan.

Desain. Tugas membuat perangkat miniatur tidak diatur, perangkat dan baterai D-0,26D harus ditempatkan dalam wadah plastik berukuran 230x80x35 mm. Perangkat ini secara struktural dibuat pada empat papan sirkuit tercetak yang terpisah. Papan amplifier dan lokasi bagian-bagiannya ditunjukkan pada Gambar. 2, papan generator dan lokasi bagian-bagian di atasnya - pada Gambar. 3, papan pengatur tegangan dan lokasi bagian-bagian di atasnya - pada Gambar. 4, papan detektor dan lokasi bagian di atasnya - pada Gambar. 5.

Versi perangkat ini disebabkan oleh penggantian blok individu dengan yang baru sebagai hasil dari eksperimen dan peningkatan perangkat. Desain blok modular selalu meninggalkan peluang untuk "mundur". Dalam perwujudan ini, jauh lebih mudah untuk meningkatkan atau memperbaiki. Lagi pula, lebih mudah mengganti satu blok kecil daripada membuat ulang desain baru pada satu papan sirkuit cetak besar. Sebelum ditempatkan dalam wadah yang ditentukan, dimensi semua papan dikurangi (papan dipotong dengan hati-hati dengan gunting logam).

Untuk memastikan kemungkinan pengukuran nilai resistansi minimum, perlu untuk meminimalkan resistansi yang menghubungkan input perangkat dengan Cx. Untuk melakukan ini, tidak cukup menggunakan kabel pendek. Perangkat dipasang sedemikian rupa sehingga kabel umum dari sirkuit generator, amplifier, dan titik koneksi Cx berada pada jarak minimum satu sama lain.

Pemasangan yang buruk akan dengan mudah mengganggu operasi normal perangkat dalam kisaran 1 ohm, mengubahnya menjadi pengukur yang sangat tidak nyaman dan biasa-biasa saja dalam kisaran ini. Demi rentang inilah penulis melakukan pengembangan perangkat ini, karena dimungkinkan untuk menerapkan rentang pengukuran ESR "tradisional" menggunakan skema yang lebih sederhana. Kisaran 0 ... 1 Ohm memungkinkan Anda untuk "berurusan" dengan sangat cepat dengan kapasitor seperti 10.000 mikrofarad atau lebih.

Pengaturan. Meskipun ada enam resistor penyetelan di sirkuit dan elemen lain yang memerlukan pemilihan, menyiapkan perangkat bukanlah proses yang sulit. Awalnya, penggeser semua resistor penyetelan diatur ke posisi yang sesuai dengan resistansi maksimum. Pada saat penyetelan, resistor multi-putaran tipe SP5-3 digunakan, meskipun papan sirkuit tercetak dikembangkan untuk versi SP-38V. Setelah menyiapkan perangkat, semuanya diganti dengan resistor tetap.

Pengaturan dimulai dengan CH. Sebuah resistor MLT-0,25 dengan resistansi 1,2 kOhm terhubung ke output CH. Dengan memilih resistor R13, arus minimum yang mungkin melalui transistor VT6 tercapai, di mana CH mempertahankan operasi yang stabil pada tegangan input 7 hingga 15 V. Anda tidak boleh terlibat dalam penurunan arus yang berlebihan. Nilai yang direkomendasikan adalah 100...500 A. Setelah mengatur arus ini, lanjutkan ke pemilihan resistor R14. Tegangan keluaran CH tergantung padanya, yang nilainya diatur dalam 6 ... 6,3 V. Anda juga dapat mengurangi penurunan tegangan pada CH dengan mengganti resistor R12 dengan jumper kawat (setelah mengatur seluruh perangkat ). Namun, MV kemudian kehilangan batasannya saat ini jika terjadi situasi abnormal pada beban MV.

Menyiapkan penguat pada transistor VT7, VT8 terdiri dari pemilihan resistansi resistor R24 ​​untuk mencapai penguatan tegangan sekitar 20 kali (pada frekuensi operasi). Keakuratan nilai yang ditentukan tidak penting di sini. Jauh lebih penting adalah stabilitas gain, yang paling tergantung pada stabilitas elemen C10, R24, R25, VT7. Ditunjukkan dalam diagram pada Gambar. 1 posisi kontak sakelar SA1 sesuai dengan kisaran 10 ohm. Tutup kontak sakelar tombol tekan SA4. Jadi, alih-alih kapasitor Cx, resistor kalibrasi yang sangat stabil R21 dengan resistansi 10 ohm dihubungkan ke input perangkat. Kemudian, resistor R18 menetapkan tegangan 10 mV melintasi resistor R21 (dan 200 mV, jika perlu, dengan memilih R24 pada emitor VT8). Mengurangi resistansi resistor R5, atur panah meteran RA1 ke tanda akhir skalanya (100 A). Pemangkas resistor R11 mengatur pembacaan voltmeter digital 100mV. Jika perlu, kurangi resistansi resistor R7. Kehadiran resistor kalibrasi memungkinkan Anda mengevaluasi kinerja perangkat yang sudah mapan dengan cepat.

Penting juga untuk memutuskan penyesuaian unit perlindungan PA1. Skema ini memiliki kehalusannya sendiri. Agar tidak memasang elemen tambahan - indikator menyalakan perangkat (yang tentu saja mengkonsumsi listrik, menghabiskan waktu dan memperumit sirkuit), penulis menggunakan "histeresis" dari sirkuit perlindungan dalam hal menunjukkan penyertaan perangkat. Menggunakan resistor R8, arus operasi perlindungan diatur ke 130 ... 150 A.

Setelah perlindungan dipicu (kedua transistor terbuka), panah PA1 kembali ke posisi rata-rata skala tertentu. Dengan mengubah resistansi R8, dimungkinkan untuk mencapai keadaan transistor VT2 sedemikian rupa sehingga panah perangkat RA1 dapat "ditarik" ke hampir semua bagian kerja skala RA1. Keadaan sirkuit simpul perlindungan ini sangat stabil, tidak memerlukan penyesuaian selanjutnya. Dalam banyak hal, rangkaian ini berutang pada penggunaan jenis transistor ini.

Posisi panah di sektor kerja tidak mengganggu pengukuran, karena proteksi tidak terikat pada nilai arus kerja RA1. Menghubungkan terminal Cx perangkat atau menghubungkan kapasitor Cx yang dapat diservis segera menyebabkan panah diatur ke posisi yang sesuai dengan nilai resistansi yang diukur. Dan hanya nilai arus yang terlalu tinggi melalui PA1 yang mengaktifkan perlindungan lagi. Perlindungan yang luar biasa seperti itu dapat dilengkapi dengan banyak alat ukur. Perlindungan diatur sekali dan resistansi resistor R8 tidak berubah lagi. Jika tidak, penyesuaian tambahan perangkat akan diperlukan karena perubahan resistansi total resistor R7 dan R8.
Selanjutnya, alihkan sakelar SA1 ke posisi yang sesuai dengan kisaran 1 ohm. Dengan cara yang sama seperti saat mengatur perangkat dalam kisaran 10 Ohm, tetapi lebih hati-hati, kabel SA4 dikorsleting. Terlepas dari kenyataan bahwa resistor kalibrasi presisi digunakan dalam desain, mereka harus dipilih. Alasan untuk ini adalah adanya resistensi signifikan yang diperkenalkan oleh kabel dan kontak SA4, SA 1.2. Oleh karena itu, dalam kisaran 1 Ohm, saat menyetel, kontak kedua sakelar sudah tertutup (dengan tombol, penyetelannya tidak nyaman, sehingga kontaknya mengalami korsleting bahkan saat menyetel dalam kisaran 10 Ohm). Faktanya adalah bahwa perangkat dengan mudah memperbaiki resistansi transien dari kontak sakelar SA1.2 dan SA4.

Di sirkuit ini, kontak SA1 dan SA4 hampir tidak membawa beban arus. Untuk tujuan ini, versi tombol-tekan dari desain SA4 digunakan, yang sebenarnya mengecualikan pasokan energi dari kapasitor Cx yang tidak terisi ke sakelar ini. Ini berarti bahwa resistansi transien mereka akan stabil dalam jangka panjang. Akibatnya, mereka dapat "dinetralisir" secara stabil dengan mengurangi resistansi R20, R21. Dalam versi perangkat penulis, resistor 22 Ohm (MLT-0,5) dihubungkan secara paralel dengan R20 dan resistor 130 Ohm (MLT-0,5) dihubungkan secara paralel dengan R21.

Operasi penyesuaian diulang untuk memastikan akurasi pengukuran maksimum pada kedua rentang. Tentu saja, perangkat tidak boleh menunjukkan pembacaan yang sama sekali berbeda pada rentang yang berbeda dengan kapasitor Cx yang terhubung sama. Pada kisaran 1 ohm, pengaturannya memerlukan pengaturan tegangan pada tampilan voltmeter digital menjadi 100 mV menggunakan resistor tuning R6. Karena resistor ini terhubung secara paralel dengan resistor R5, kita tidak boleh melupakan ketergantungan pengaturan rentang 1 ohm pada pengaturan 10 ohm. Opsi switching ini lebih sederhana dalam sirkuit dan dalam praktiknya (alih-alih tiga kabel, hanya dua yang cocok untuk papan). Terakhir, nilai resistor R9 dipilih sehingga 100mV pada multimeter digital sama dengan 10V dari tegangan baterai.

Peningkatan instrumen. Jika perangkat hanya diperlukan untuk kondisi operasi stasioner, maka CH dikeluarkan dari sirkuit. Dengan mengecualikan penunjuk meter RA1, sirkuit juga disederhanakan, elemen R8, VT1, VT2 dihilangkan. Alih-alih resistor R8, jumper kawat dipasang. Opsi ini (tanpa pengukur PA1) memungkinkan Anda untuk sedikit mengurangi konsumsi daya perangkat karena rangkaian detektor. Setelah melepas kepala penunjuk, mengingat impedansi input yang besar dari penguji digital, nilai resistor R7, R10, R11 meningkat 10 kali lipat. Dengan demikian, output IC diturunkan, yang secara menguntungkan mempengaruhi pengoperasian IC. Kapasitor C4 digantikan oleh non-elektrolitik K10-17-2.2 uF. Namun, untuk meningkatkan keandalan perangkat, semua kapasitor elektrolitik kemudian diganti dengan yang non-elektrolitik (K10-17-2.2 F).

Dalam hal berbagi perangkat ini dengan multimeter digital yang memiliki jangkauan 0 ... 200 mV atau 0 ... 2000 mV, mudah untuk memperluas jangkauan resistansi terukur "naik", yaitu. hingga 20 ohm. Anda hanya perlu memilih kembali nilai elemen R7 dan R10.

Klarifikasi. Dalam spesifikasi bagian yang digunakan dalam perangkat, yang diberikan di bagian pertama artikel (RA 3/2005, hlm. 24, kolom ke-3, paragraf ke-3 dari atas), resistansi resistor R19, R22 harus bukan 330 kOhm, tapi 330 Ohm. Kami mohon maaf.

literatur
1. Novachenko I.V. Sirkuit mikro untuk peralatan radio rumah tangga. - M.: Radio dan komunikasi, 1989.
2. Zyzyuk A.G. Fitur perbaikan amplifier WS-701//Radio-mator.-2004.-№6.-S.11-13.
3. Zyzyuk A.G. Beberapa fitur perbaikan SDU // Radiator. -2004.-№7. hal.12-13.
4. Zyzyuk A.G. Bor mini seorang tukang reparasi dan radio amatir // Raduama-tor.-2004.-№8.-S.20-21.
5. Zyzyuk A.G. Pengukur kapasitansi sederhana // Radiator. - 2004. -№9. - H.26-28.
6. Zyzyuk A.G. Tentang stabilisator tegangan sederhana dan kuat //Elektrik.-2004.-№6.-S.10-12.
7. Zyzyuk A. G. Generator arus stabil untuk mengisi baterai dan penggunaannya dalam perbaikan dan desain peralatan elektronik radio//Tukang Listrik. - 2004. - No. 9. - H.8-10.
8. Radiator. Terbaik dari 10 tahun (1993-2002). - K.: Radiumator, 2003. Cara membuat lampu LED bertenaga 220 V