Qs2015 t3 диапазон измерений

Универсальный тестер радиокомпонентов

Измеритель ESR R/C/L и тестер полупроводников

Любому, кто работает с электроникой, требуется тестер радиоэлектронных компонентов. В большинстве случаев электронщики всех мастей обходятся цифровым мультиметром. Им можно проверить с достаточной точностью самые частоиспользуемые электронные компоненты: диоды, биполярные транзисторы, конденсаторы, резисторы и пр.

Но, среди радиодеталей есть и такие, проверить которые рядовым мультиметром сложно, а порой и невозможно. К таким можно отнести полевые транзисторы (как MOSFET, так и J-FET). Также, обычный мультиметр не всегда имеет функцию замера ёмкости конденсаторов, в том числе и электролитических. И даже если таковая функция имеется, то прибор, как правило, не измеряет ещё один очень важный параметр электролитических конденсаторов – эквивалентное последовательное сопротивление (ЭПС или ESR).

С недавнего времени стали доступны по цене универсальные измерители R, C, L и ESR. Многие из них обладают возможностью проверки практически всех ходовых радиодеталей.

Давайте узнаем, какими возможностями обладает такой тестер. На фото универсальный тестер R, C, L и ESR — MTester V2.07 (QS2015-T4). Он же LCR T4 Tester. Приобрёл я его на Алиэкспресс. Не удивляйтесь, что прибор без корпуса, с ним он стоит куда дороже. Вот здесь вариант без корпуса, а вот здесь с корпусом.

Тестер радиодеталей собран на микроконтроллере Atmega328p. Также на печатной плате имеются SMD-транзисторы с маркировкой J6 (биполярный S9014), M6 (S9015), интегральный стабилизатор 78L05, TL431 — прецизионный регулятор напряжения (регулируемый стабилитрон), SMD-диоды 1N4148, кварц на 8,042 МГц. и «рассыпуха» — планарные конденсаторы и резисторы.

Прибор запитывается от батарейки на 9V (типоразмер 6F22). Впрочем, если такой нет под рукой, прибор можно запитать и от стабилизированного блока питания.

На печатной плате тестера установлена ZIF-панель. Рядом указаны цифры 1,2,3,1,1,1,1. Дополнительные клеммы верхнего ряда ZIF-панели (те, которые 1,1,1,1) дублируют клемму под номером 1. Это для того, чтобы было легче устанавливать детали с разнесёнными выводами. Кстати, стоит отметить, что нижний ряд клемм дублирует клеммы 2 и 3. Для 2 отведено 3 дополнительных клеммы, а для 3 уже 4. В этом можно убедиться, осмотрев разводку печатных проводников на другой стороне печатной платы.

Итак, каковы же возможности данного тестера?

Замер ёмкости и параметров электролитического конденсатора.

Для начала проверим электролитический конденсатор на 1000 мкФ * 16V. Подключаем один вывод электролита к выводу 1, а другой к выводу 3.

Можно подключит один из выводов к клемме 2. Прибор сам определит, к каким выводам подключен конденсатор. Далее жмём на красную кнопку.

На экране результат: ёмкость — 1004 мкФ (1004 μF); ЭПС — 0,05 Ом (ESR = 0,05Ω); Vloss = 1,4%. О параметре Vloss расскажу позднее.

Проверка танталового электролитического конденсатора 22 мкФ * 35в.

Результат: ёмкость — 24,4 мкФ; ЭПС — 0,2 Ом., Vloss = 0,4%

Тестер можно использовать и для замера ёмкости у обычных конденсаторов с ёмкостью где-то от 20 пикофарад (20pF). Если подключить к ZIF-Панели выносные щупы, то можно проверять и детали, выполненные в корпусах для поверхностного (SMT) монтажа. Я, например, с помощью этого тестера подбирал SMD-конденсаторы и резисторы.

Обращаю внимание! Перед тестированием конденсаторов, особенно электролитических, их необходимо разрядить! Иначе можно повредить прибор высоким остаточным напряжением. Особенно это относится к электролитам, выпаянным с плат.

Таинственный параметр V_loss.

При проверке конденсаторов, кроме ёмкости и ESR, универсальный тестер показывает ещё такой параметр, как V_loss. Что же он означает? К сожалению, точного и конкретного обоснования этого термина я не нашёл. Но, судя по всему, он косвенно указывает на уровень утечки конденсатора. Как известно, реальный конденсатор имеет сопротивление диэлектрика между обкладками. Благодаря этому сопротивлению конденсатор медленно разряжается из-за, так называемого, тока утечки.

Так вот, при заряде конденсатора коротким импульсом тока напряжение на его обкладках достигает определённого уровня. Но, как только заряд конденсатора прекращается, напряжение на заряженном конденсаторе падает на очень небольшую величину. Разность между максимальным напряжением на конденсаторе и тем, что наблюдается после завершения заряда и выражают как V_loss. Чтобы было удобней, V_loss выражают в процентах.

Падение напряжения на обкладках конденсатора объясняют как внутренним рассеиванием заряда, так и сопротивлением между обкладками, которое имеется у всех конденсаторов, так как любой диэлектрик имеет, пусть и большое, но сопротивление.

Для керамических и электролитических конденсаторов высокий показатель V_loss в несколько процентов свидетельствует о плохом качестве конденсатора.

Проверка полевых J-FET и MOSFET транзисторов.

Теперь давайте протестируем широко известный MOSFET транзистор IRFZ44N. Вставляем его в панель так, чтобы его выводы были подключены к клеммам 1,2,3.

Никаких правил подключения соблюдать не надо, как уже говорилось, прибор сам определить цоколёвку детали и выдаст результат на дисплей.

На дисплее, кроме цоколёвки транзистора и его типа (n-канальный MOSFET), тестер указывает величину порогового напряжения открытия транзистора V_GS(th) (Vt = 3,74V) и ёмкость затвора транзистора C_iis (C = 2,51nF). Если заглянуть в даташит на IRFZ44N и найти там значение V_GS(th), то можно обнаружить, что оно находится в пределах 2 — 4 вольт.

Более подробно об основных параметрах MOSFET-транзисторов я уже писал здесь.

Также советую заглянуть на страничку, где рассказывается о разновидностях полевых транзисторов и их обозначении на схеме. Это поможет понять, что же вам показывает прибор.

Проверка биполярных транзисторов.

В качестве подопытного «кролика» возьмём наш КТ817Г. Как видим, у биполярных транзисторов измеряется коэффициент усиления hFE (он же h21э) и напряжение смещения Б-Э (открытия транзистора) Uf. Для кремниевых биполярных транзисторов напряжение смещения находится в пределах 0,6

0,7 вольт. Для нашего КТ817Г оно составило 0,615 вольт (615mV).

Составные биполярные транзисторы тоже распознаёт. Вот только параметрам на дисплее я бы верить не стал. Ну, действительно. Не может составной транзистор иметь коэффициент усиления hFE = 37. Для КТ973А минимальный hFE должен быть не менее 750.

Как оказалось, структуру для КТ973А (PNP) и КТ972А (NPN) определяет верно. Но вот всё остальное замеряет некорректно.

Стоит учесть, что если хотя бы один из переходов транзистора пробит, то тестер может определить его как диод.

Проверка диодов универсальным тестером.

Образец для испытаний — диод 1N4007.

Для диодов указывается падение напряжения на p-n переходе в открытом состоянии Uf. В техдокументации на диоды указывается как V_F — Forward Voltage (иногда V_FM). Замечу, что при разном прямом токе через диод величина этого параметра также меняется.

Для данного диода 1N4007: V_F=677mV (0,677V). Это нормальное значение для низкочастотного выпрямительного диода. А вот у диодов Шоттки это значение ниже, поэтому их и рекомендуют применять в устройствах с низковольтным автономным питанием.

Кроме этого тестер замеряет и ёмкость p-n перехода (C=8pF).

Результат проверки диода КД106А. Как видим, ёмкость перехода у него во много раз больше, чем у диода 1N4007. Аж 184 пикофарады!

Если вместо диода установить светодиод и включить проверку, то во время тестирования он будет задорно помигивать.

Для светодиодов тестер показывает ёмкость перехода и минимальное напряжение, при котором светодиод открывается и начинает излучать. Конкретно для этого красного светодиода оно составило Uf = 1,84V.

Как оказалось, универсальный тестер справляется и с проверкой сдвоенных диодов, которые можно встретить в компьютерных блоках питания, преобразователях напряжения автоусилителей, всевозможных блоках питания.

Проверка сдвоенного диода MBR20100CT.

Тестер показывает падение напряжения на каждом из диодов Uf = 299mV (в даташитах указывается как V_F), а также цоколёвку. Не забываем, что сдвоенные диоды бывают как с общим анодом, так и общим катодом.

Проверка резисторов.

Данный тестер отлично справляется с замером сопротивления резисторов, в том числе переменных и подстроечных. Вот так прибор определяет подстроечный резистор типа 3296 на 1 кОм. На дисплее переменный или подстроечный резистор отображается в виде двух резисторов, что не удивительно.

Также можно проверить постоянные резисторы с сопротивлением вплоть до долей ома. Вот пример. Резистор сопротивлением 0,1 Ома (R10).

Замер индуктивности катушек и дросселей.

На практике не менее востребована функция замера индуктивности у катушек и дросселей. И если на крупногабаритных изделиях наносят маркировку с указанием параметров, то вот на малогабаритных и SMD-индуктивностях такой маркировки нет. Прибор поможет и в этом случае.

На дисплее результат измерения параметров дросселя на 330 мкГ (0,33 миллиГенри).

Кроме индуктивности дросселя (0,3 мГ) тестер определил его сопротивление постоянному току — 1 Ом (1,0Ω).

Маломощные симисторы данный тестер проверяет без проблем. Я, например, проверял им MCR22-8.

А вот более мощный тиристор BT151-800R в корпусе TO-220 прибор протестировать не смог и отобразил на дисплее надпись «? No, unknown or damaged part», что в вольном переводе означает «Отсутствует, неизвестная или повреждённая деталь».

Кроме всего прочего, универсальный тестер может замерять напряжение батареек и аккумуляторов.

Я был обрадован ещё и тем, что данным прибором можно проверить оптопары. Правда, проверить такие «составные» детали можно только в несколько этапов, поскольку они состоят минимум из двух изолированных между собой частей.

Покажу на примере. Вот внутреннее устройство оптопары TLP627.

Излучающий диод подключается к выводам 1 и 2. Подключим их к клеммам прибора и посмотрим, что он нам покажет.

Как видим, тестер определил, что к его клеммам подключили диод и отобразил напряжение, при котором он начинает излучать Uf = 1,15V. Далее подключаем к тестеру 3 и 4 выводы оптопары.

На этот раз тестер определил, что к нему подключили обычный диод. В этом нет ничего удивительного. Взгляните на внутреннюю структуру оптопары TLP627 и вы увидите, что к выводам эмиттера и коллектора фототранзистора подключен диод. Он шунтирует выводы транзистора и тестер «видит» только его.

Так мы проверили исправность оптопары TLP627. Похожим образом мне удалось проверить и маломощное твёрдотельное реле типа К293КП17Р.

Теперь расскажу о том, какие детали этим тестером НЕ проверить.

Мощные тиристоры. При проверке тиристора BT151-800R прибор показал на дисплее биполярный транзистор с нулевыми значениями hFE и Uf. Другой экземпляр тиристора определил как неисправный. Возможно, это действительно так и есть;

Стабилитроны. Определяет как диод. Основных параметров стабилитрона вы не получите, но можно удостовериться в целостности P-N перехода. Производителем заявлено корректное распознавание стабилитронов с напряжением стабилизации менее 4,5V.
При ремонте всё-таки рекомендую не полагаться на показания прибора, а заменять стабилитрон новым, так как бывает, что стабилитроны исправны, но напряжение стабилизации «гуляет»;

Любые микросхемы, такие как интегральные стабилизаторы 78L05, 79L05 и им подобные. Думаю, пояснения излишни;

Динисторы. Собственно, это понятно, так как динистор открывается только при напряжении в несколько десятков вольт, например, 32V, как у распространённого DB3;

Ионисторы прибор также не распознаёт. Видимо из-за большого времени заряда;

Варисторы определяет как конденсаторы;

Однонаправленные супрессоры определяет как диоды.

Универсальный тестер не останется без дела у любого радиолюбителя, а радиомеханикам сэкономит кучу времени и денег.

Стоит понимать, что при проверке неисправных полупроводниковых элементов, прибор может определить тип элемента некорректно. Так, биполярный транзистор с одним пробитым p-n переходом, он может определить как диод. А вздувшийся электролитический конденсатор с огромной утечкой распознать как два встречно-включенных диода. Такое бывало. Думаю, не надо объяснять, что это свидетельствует о негодности радиодетали.

Но, стоит учесть тот факт, что также имеет место и некорректное определение значений из-за плохого контакта выводов детали в ZIF-панели. Поэтому в некоторых случаях следует повторно установить деталь в панель и провести проверку.

Источник

R&S ETC новый рубеж

В предыдущих выпусках журнала в статьях “Мал да удал: компактный ТВ-анализатор R&S ETC” и “Как не мешать другим. Методика измерения внеполосного излучения” были описаны ТВ-анализаторы Rohde&Schwarz ETC, ETL и подробно описана методика измерения внеполосного излучения ТВ-передатчиков с использованием прибора R&S ETL. Аналогичная функция измерения внеполосного излучения есть и в приборе R&S ETC. Эти измерения необходимо проводить в том случае, если передатчики вещают на соседних каналах, и для снижения их взаимного влияния необходимо использовать выходные фильтры, уменьшающие внеполосное излучение. Суть проблемы измерения внеполосного излучения заключается в том, что провести измерения с необходимой динамикой 120 дБ (110 дБ) в полосе 24 МГц возможно, только используя косвенные методы.

Специалистами фирмы Rohde&Schwarz разработана методика, позволяющая достоверно и достаточно быстро провести обмер телевизионных передатчиков, вещающих с фильтрами с критической и некритической маской, с использованием ТВ-анализаторов R&S ETL и R&S ETC. Учитывая достаточно большое количество приборов, находящихся в России, и растущее количество вопросов по данному типу измерений, ниже приводим данную методику для ТВ-анализатора ETC.

Суть методики заключается в следующем. Надо снять отдельно отклик выходного фильтра и наложить его на сигнал, взятый с выхода передатчика до фильтра. Для этого измерения разбиваются на два этапа.

1. Измеряем и сохраняем в приборе передаточную функцию (АЧХ) канального фильтра.
2. Производим измерения внеполосных излучений, снимая сигнал до фильтра, суммируя плечевое затухание самого передатчика с коэффициентом передачи выходного фильтра.

При данной методике измерения динамического диапазона прибора хватает на измерение отдельно и характеристики фильтра и плечевого затухания в требуемой полосе измерения.

Измерения передаточной функции (АЧХ) канального фильтра

Снятие данной передаточной функции производится с помощью ETC в режиме Network Аnalyzer (анализатор цепей) с использованием встроенного трекинг-генератора. Устанавливается центральная частота канала, и выбирается полоса обзора не менее 24 МГц (наиболее правильно от 25 до 30 МГц). Перед подключением прибора к канальному фильтру производится калибровка кабелей. Это необходимо для того, чтобы неравномерность АЧХ кабелей не накладывалась на АЧХ фильтра, тем самым влияя на точность измерения. Для этого измерительные кабели, подключенные к выходу Tracking Generator и RF-входу прибора, замыкаются между собой для калибровки. После проведения калибровки кабелей подключаем к прибору выходной канальный фильтр и получившийся отклик сохраняем в памяти прибора – “Save as Transducer” (рис. 1). Каждому записываемому отклику прибор присваивает уникальное имя, которое кратковременно отображается на экране прибора. При желании название сохраненного файла можно изменить. Для этого используется программа ETCview, которая устанавливается на внешнем компьютере. Подключив данный компьютер через LAN-интерфейс к прибору, получаем доступ к файлам данных, в том числе и к сохраненным передаточным функциям канальных фильтров.

В этой же программе ETCview можно создать маски для всех случаев измерений. Маски создаются один раз и используются для любого ТВ-канала. Может быть четыре типа различных масок. В зависимости от стандарта вещания DVB-T2 используются маски для обычного и расширенного спектра (Extended mode), и в зависимости от использования соседних каналов задаются маски для критического и некритического фильтра. Для расширенного спектра полоса канала будет не 7,61 МГц, а 7,77 МГц, и, следовательно, вместо +/-3,8 МГц надо задавать +/-3,9 МГц. Аналогично меняются значения уровней в случае использования критического и некритического фильтров.

После проведенных приготовлений подключаем фильтр к выходу передатчика и подключаем измерительный приемник Rohde&Schwarz ETC к контрольному выходу ответвителя до канального фильтра. Переводим прибор в режим измерений Spectrum Emission Mask (внеполосных излучений). Устанавливаем центральную частоту канала и полосу обзора, равную полосе, которую мы выставляли при снятии передаточной функции канального фильтра.

Наиболее часто возникает ошибка измерений, когда прибор настроен неправильно. Если сигнал, подаваемый на вход, имеет недостаточный уровень или слишком ослаблен входным аттенюатором, то возникает ситуация, когда сигнал частично “тонет” в шумах. Если же на входе прибора подается сигнал очень большого уровня, тогда входной усилитель перегружается, и уровень шума непропорционально возрастает при незначительном увеличении уровня основного сигнала. И в первом, и во втором случае измерения будут производиться с ошибкой, так как отношения сигнал/шум в обоих случаях будут уменьшены, что приведет к неправильным измерениям. Поэтому перед началом измерений необходимо настроить прибор так, чтобы максимально использовать динамический диапазон прибора. Для этого надо установить входной аттенюатор так, чтобы не было перегрузки по входу, то есть на экране не было надписи IFover и в то же самое время ослабление Att: имело минимальное значение. Для этого в режиме ручной аттенюации с шагом 5 дБ устанавливаем необходимое ослабление сигнала.

Далее в режиме Emission Mask выбираем нужный тип маски от стандарта вещания DVB-T2 и подключаем Secondary Transducer того фильтра, для которого мы снимали передаточную функцию. Производится наложение передаточной функции и плечевого затухания. На экране получаем характеристику внеполосных излучений и маску.

Теперь необходимо установить значение фильтра RBW равным 3 кГц, а VBW равным 30 кГц.

Далее необходимо установить усреднение значений анализируемого спектра, для этого в меню Trace Mode/Detector (Выбор детектора) устанавливаем значение детектора RMS.

Теперь необходимо установить уровень спектра на уровень маски внеполосных излучений для того, чтобы определить, вписывается ли плечевое затухание с наложенной передаточной функции канального фильтра в задаваемую маску. Для этого переходим в меню REF OFFSET и, изменяя значение этого параметра, добиваемся установки значения первого маркера M1[1], выставленного на центральную частоту канала на значение 32,8 дБ. Данный параметр выставляется в зависимости от полосы измеряемого сигнала и полосы фильтра выборки (RBW), для других полос фильтра это значение можно вычислить по формуле.

Уровень = 10 Log10 (RBW/полоса измеряемого сигнала)

Пример.

Уровень = 10 Lоg₁₀(4 [кГц] / 7610[кГц]) = — 32.79

-32.8
-34,04 dB для фильтра RBW = 3 кГц
— 32,79 dB для фильтра RBW = 4 кГц
— 31,83 dB для фильтра RBW = 5 кГц

Далее устанавливаем маркеры, соответствующие критическим точкам, которые описываются в правилах применения. Числовые значения, которые промеряют маркеры, можно вывести на экран и скрыть, используя вкладку меню View list. Вывод числовых значений позволяет более точно отобразить в отчете измерение внеполосных излучений. Число маркеров ограничено, поэтому сначала проводим установку маркеров для верхнего плеча, то есть смешение частоты со знаком “+” (плюс).

После получения положительных результатов (рис. 2), когда спектр сигнала вписывается в маску фильтра, кнопкой HCOPY сохраняем полученные значения. Таким же образом сохраняем полученные значения, установив частоты маркеров для измерения плеч со знаком “-” (минус).

В случае несоответствия параметров спектральной маски проводят измерение плечевого затухания до канального фильтра и, в зависимости от полученных результатов, выполняют последующую регулировку параметров передатчика или канального фильтра.

Дополнительно хотелось бы отметить новые функции ETC и возможность его применения для измерения зоны покрытия, а также измерения КСВ антенного тракта.

Новая опция ETC “MPEG Decoder” позволяет декодировать видео и делать упрощенный анализ сервисов транспортного потока. Эта функция позволяет наглядно оценить качество передаваемого телевизионного сигнала. Приборы, приобретенные ранее, могут быть модернизированы в сервисном центре Rohde&Schwarz в московском офисе.

Немаловажной особенностью прибора является возможность использовать его для измерения зоны покрытия, для выявления теневых зон и зон неуверенного приема. Для этого используется программа BCdrive, которая позволяет сохранить в компьютер для последующего анализа данные, измеренные ETC, и совместить с данными о местоположении, полученными от GPS-приемника. Используя программу Google Earth, можно наложить эти данные на карту местности (рис. 3), где проводились измерения. Это, в свою очередь, дает возможность наглядно оценить зону покрытия, в том числе оценить состояние одночастотной сети SFN.

Используя внешний КСВН-мост FSH-Z2 или FSH-Z3, ТВ-анализатор ETC позволяет измерять КСВ антенного тракта. А при использовании соответствующих датчиков мощности FSH-Z1 или FSH-Z4 ETC может использоваться для контроля выходной мощности передатчика.

Еще одной сильной стороной прибора является функция автоматического создания отчетов. С помощью функции TXCheck удаленно через LAN-интерфейс можно получать в полуавтоматическом режиме выбранные параметры и сохранять их на внешнем компьютере.

Таким образом, ETC является универсальным компактным прибором для измерений в стандартах DVB-T/H и DVB-T2, который отвечает всем современным требованиям, предъявляемым к измерительной технике такого уровня.

Источник