使用少量元件的廉價(jià)易用電感測試儀
在缺乏昂貴測試設備的情況下,圖1中的電路可以提供一種測量電感的簡(jiǎn)單快捷的替代方法。其應用包括驗證電感值是否接近設計參數,并描述未知參數的磁芯特性。按照設計,電路可測試大多數用于電源中的電感,以及很多RF電路中的電感。
電路由兩個(gè)級聯(lián)的共射放大器級組成,構成一個(gè)不飽和交叉耦合觸發(fā)器。一個(gè)共射級用作相位變換,兩個(gè)級聯(lián)級構成一個(gè)非反相的反饋放大器,其增益產(chǎn)生反饋。沒(méi)有待測電感L的情況下,反饋發(fā)生在直流狀態(tài),電路表現為一個(gè)雙穩態(tài)觸發(fā)器,可取兩種穩定狀態(tài)中的任何一個(gè)。連接電感后,將直流正反饋降低到反饋電平以下。因此,反饋可以只發(fā)生在交流狀態(tài),電路成為一個(gè)非穩振蕩器。
通過(guò)盡量減小晶體管的存儲時(shí)間,使晶體管保持在飽和狀態(tài)以外,可以加快電路的運行。差不多任何型號的高速小信號RF晶體管都能提供適合的開(kāi)關(guān)速度,雖然較低頻率的器件也可以工作,但減小了小電感測量的范圍。電路的振蕩頻率與待測電感成反比,你可以用頻率計數器或示波器來(lái)測量振蕩頻率。
圖2顯示一個(gè)大約為100mH 電感產(chǎn)生的波形。振蕩頻率取決于由待測電感和電阻RL與RR構成的L/R時(shí)間常數。波形改變其狀態(tài)所花時(shí)間與電感值成正比,
對半周期,它大約為 THALF="L/100"。振蕩循環(huán)的整個(gè)周期是該值的兩倍,或 TFULL="L/50"。算出電感值,L=50×TFULL。另一種方法是,頻率與電感值成反比,或fOSC=50/L。用頻率計數器可以測得電感為L(cháng)=50/fOSC。
電路的有限開(kāi)關(guān)速度大約為10ns,因此其測量范圍有1mH的低限??梢圆捎脤⑿‰姼信c大電感串聯(lián)的方法,記下讀數,測出較大電感單獨的值,然后將兩個(gè)測量值相減得到小電感值。
雖然該電路對電感值沒(méi)有上限,但當電感的ESR(等效串聯(lián)電阻)超過(guò)約70Ω時(shí),電路會(huì )停止振蕩,轉為雙穩態(tài)運行。電路可測量各種電感和變壓器繞組的值,除了有高ESR的小型低頻鐵芯器件以外。為得到最高的精度,應使用低輸入電容的儀器來(lái)測量振蕩頻率。
為電路提供能量的是一節NiCd(鎳鎘)或NiMH(鎳氫)可充電電池。這些電池有相對較平坦的電壓/時(shí)間放電特性,可提高電路的測量精度。電路在工作時(shí)的功耗大約只有6mA。
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