Уважаемые читатели! Прошу прощение за медленное продвижение. С одной стороны, лето год кормит, а с другой - в ходе работы над очередной статьей наталкиваешься на неоднозначные факты, которые требуют исследования.
Вот с такими фактами я столкнулся и при написании статьи о ВЧ- пробнике к мультиметру. Кажется, простейшее устройство их пяти - шести деталей, а вот заставило потрудится. А ведь я использовал такие пробники с начала 80-х, взяв схему вот из этой книжки.
С кого же брать пример, как не с Михаила Михайловича Румянцева, нашего гуру приемникостороения. В разделе "Приборы для налаживания приемников" есть схема простого пробника.
В начале 80-х цифровых мультиметров не было, пределом мечтаний был стрелочный Ц-20 или какая-либо измерительная головка - микроамперметр. У меня к тому времени было и то, и другое (микроамперметр М24 на 100 мкА).
Вот я и решил предложить начинающим эту простейшую и очень нужную приставку. В книге приводилась градуировочная таблица для разных пределов измерения. И вот тут-то я и удивился: стрелка на нижнем пределе начинала отклоняться при напряжении на входе 25 мВ. Как это может быть, когда германиевый диод начинает открываться при напряжении в 10 раз большем напряжении.
Взял я кусочек двухстороннего стеклотекстолита и резцом вырезал площадки.
На этой платке можно было собрать пробник и для мультиметра, имеющего высокое входное сопротивление (более 1 МОм), и для использовать его же с микроамперметром, имеющего низкое сопротивление (у меня - 707 Ом).
Вариант Б отличается тем, что резистор R1 замкнут перемычкой, и на входе включен добавочный резистор R2. У меня емкость С1 меньше, а сопротивление R2 немного больше, чем в книге М.М. Румянцева, но это решающего значения не имеет. Диоды - Д18.
С R2 = 470 Ом стрелка прибора начинала отклоняться при размахе напряжения на входе, равном 270 мВ. На частоте 500 кГц полное отклонение стрелки милливольтметра было при размахе сигнала на входе 0,98 В, на частоте 5 МГц - при 1,1 В. При R2=10 кОм максимальное напряжение на входе возрастает до 2 В, при R2=100 кОм стрелка начинала отклоняться при размахе 420 мВ, а максимальное измеряемое значение - около 5В.
Заменил германиевые Д18 на кремниевые 1N4148. Ожидаемо стрелка начинала отклоняться при 750 мВ, а максимально измеряемое напряжение - 2,7 В.
Не помню в какой книге, было написано, что отечественные германиевые диоды для пробника по частотным свойствам можно расставить в таком порядке (от худшего к лучшему): Д9, Д18, Д311. Я решил добавить к ним диод с барьером Шоттки 1N60P, а также опробовать кремниевые КД503Б и 1N4148. Все это - с мультиметром.
Результаты я свел в две таблицы: первая - зависимость выходного постоянного напряжения пробника от размаха сигнала на входе. Наверно, задолбал вас уже "размахом", но, что поделать, мой осциллограф не меряет ни эффективное, ни амплитудное значение сигнала, а только размах, т.е. от пика до пика. При этом (амплитуда) = (размах)/2. Частота сигнала - 5 МГц.
Оказалось, градуировочная характеристика всех германиевых диодов и диода с барьером Шоттки близки., а вот у кремниевых - не очень.
Вторая таблица - зависимость выходного напряжения пробника от частоты при входном напряжении 1 В.
И частотные свойства германиевых диодов и диода Шоттки тоже похожи - нет явных лидеров и аутсайдеров. Старичок Д9 оказывается не хуже, чем диод Шоттки. А вот кремниевые диоды показали себя намного хуже.
Вывод: простые решения - для качественных измерений. Точно мерять напряжение ВЧ с помощью пробника не получится. А надо ли мерять точно? Конечно, нет. Настроить контур с помощью этого пробника можно легко, да и не только контур. Я настраивал с помощью его (вариант Б) и кварцевые фильтры (они и с помощью NanoVNA показали хорошие результаты). Ведь там важно отношение сигналов на входе и выходе, а не их абсолютные значения. Примерные градуировочные данные - в таблице.
А для точных измерений - или широкополосный осциллограф с полосой 50 МГц, или промышленный высокочастотный вольтметр. Но все это стоит денег, и не малых. Тогда проще воспользоваться NfnoVNA, хотя это и простой, но очень многофункциональный прибор, да и не дорог. О нем я непременно напишу.
Всем здоровья и успехов!
