Интернет-журнал 'Домашняя лаборатория', 2008 №2 - Журнал «Домашняя лаборатория»

К2, К3, К4 — 0, 1, 2… 9 — коэффициенты, устанавливаемые переключателями SA1-SA4 соответственно. Таким образом, прецизионный задающий узел позволяет дискретно установить задающее напряжение с шагом Uo/9000. Для высокой точности суммирования резисторы сумматора должны иметь допуск 0,05…0,1 % и сопротивление значительно большее, чем у резисторов ИОН. Такое построение задающего узла обеспечивает простоту и высокую точность установки при минимальном количестве деталей. При подаче задающего напряжения на вход мощного генератора выходного тока ток в нагрузке устанавливается в соответствии с выражением (2).

Генератор выходного тока является классическим источником тока с усилителем мощности, выполненным на транзисторах VT2, VT3. Резистор R25 выполняет функции датчика тока ОУ DA3 и сравнивает задающее напряжение, поступающее на неинвертирующий вход, с напряжением обратной связи, приходящим на инвертирующий вход, стремясь их выровнять. Выравнивание осуществляется за счет воздействия на базу составного транзистора, который работает в линейном режиме. Изменения базового тока вызывают соответствующие изменения тока эмиттера и коллектора до тех пор, пока напряжение обратной связи, выделенное на R25 и строго пропорциональное току в силовой цепи, не сравняется с задающим напряжением.

Блок питания должен обеспечивать два напряжения: 17…20 В при токе 0,3…0,5 А и — 27…30 В при токе до 6 или 10 А.

Для контроля тока и напряжения на нагрузке используются стрелочные приборы РА1 и PV1. Ток полного отклонения вольтметра не должен превышать 100 мкА во избежание ошибки установления тока нагрузки, особенно на нижней границе диапазона.

Рис. 11. Печатная плата устройства по рис. 8

Рис. 12. Печатная плата устройства по рис. 9

В предложенной схеме желательно использовать высококачественную элементную базу, которая является залогом высокой точности и надежности устройства. Если же отказаться от задачи создания широкодиапазонного прибора, можно применить любые имеющиеся ОУ и резисторы. Транзисторы желательно использовать кремниевые, особенно если устройство будет эксплуатироваться преимущественно с большими токами или при повышенных температурах. Транзистор VT3 необходимо установить на радиаторе с площадью поверхности не менее 1000 см2. Резисторы R4-R12, R17 — типа С2-1, С2-13 или другие с допуском 0,5…1,0 %, а резисторы R13-R16 — С2-29В, С2-31 с допуском 0,05…0,1 %. Резистор R25 можно намотать нитрохромовым или константановым проводом диаметром 1,5…2,0 мм или использовать готовый типа С5-8, С5-16.

Рис. 13. Печатная плата устройства по рис. 10

Порядок настройки. Вначале нужно установить все переключатели в нулевое положение, подстроечные резисторы R2, R19 — в среднее положение. Подключить резистор нагрузки сопротивлением 100…300 Ом. Включить питание и установить резистором R2 напряжение на эмиттере VT1 около 4,5 В. Резистором R19 сбалансировать ОУ DA3, установив на его выводе 6 напряжение, равное нулю. Затем подключить нагрузочный резистор известного сопротивления около 10 Ом, установить переключатели в положение «1 А» и выставить этот ток в нагрузке резистором R2, контролируя ток и напряжение по приборам. Затем установить переключателями ток 1 мА, подключить нагрузочный резистор 1 кОм и уточнить силу тока в нагрузке резистором R19. После этого проверяется изменение тока по диапазону и в случае необходимости уточняется резисторами R2 и R18. Если нет ошибок в монтаже, настройка на этом заканчивается.

При работе с токами свыше 6 А для повышения надежности и улучшения эксплуатационных характеристик необходимо провести следующие изменения. Уменьшить сопротивление резистора R25 до 0,1–0,2 Ом, чтобы уменьшить падение напряжения на нем и, следовательно, рассеиваемую мощность. Его желательно изготовить из отрезка константанового провода, имеющего малый температурный коэффициент со противления. Подключить параллельно транзистору VT3 второй такой же, увеличив площадь радиатора до 2000 см2. При этом следует учесть все общие рекомендации по параллельному включению транзисторов. Суммарную емкость конденсаторов желательно увеличить до 16 000…22 000 мкФ. Кроме этого, необходимо установить резистор R1 сопротивлением 10 кОм и R3 сопротивлением 820 Ом, чтобы выставить напряжение на эмиттере VT1 равным 0,8–2,0 В.

Чертежи печатных плат источников тока, показанных на рис. 8, 9 и 10, приведены соответственно на рис. 11. 12 и 13.

Литература

1. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники. —М.: Мир, 1983, т. 1, 598 с.

2. Шило В. Л. Линейные интегральные схемы. — М: Сов. радио, 1979, 366 с.

3. Семушин С. Г. Источники тока и их применение. — Радио, 1978, № 1, № 2.

4. Кельвин Ших. Биполярный преобразователь напряжения в ток. — Электроника, 1979, № 10, с. 66–67.

5. Electronics & Wireless World, July, 1985, p. 60–63.

6. Кромпгон Т. Вторичные источники тока. —М.: Мир, 1985, 304 с.

7. Electronics & Wireless World, July, 1985, p. 36–39.

8. Теньковцев В. В., Центер Б. И. Основы теории и эксплуатации герметичных кадмий-никелевых аккумуляторов. — Л.: Энергоатомиздат, 1985.

9. Хун Трунг Хунг. Автоматическое зарядное устройство для Ni-Cd аккумуляторов. — Электроника, 1982, № 14, с. 62–63.

Электронно-оптический индикатор

В. Жаворонков, С. Жаворонков

В последнее время арсенал технических средств, используемых для научных исследований, пополнился новым классом приборов — электронно-оптическими преобразователями. Эти приборы стали весьма универсальным инструментом исследований в самых различных областях науки и техники.

Индикатор, описываемый ниже, предназначен для визуализации пространственной картины слабого свечения объектов в видимой и ближней инфракрасной областях спектра. Прибор может быть использован, например, при исследованиях оптических и фотоэлектрических свойств полупроводников светодиодов, характера поведения микроплазмы при динамическом пробое р-n перехода лавинных фотодиодов, процесса развития электронных лавин и стримеров в газовом разряде, изучения люминисценции и т. д.

Основные параметры индикатора: спектральный диапазон чувствительности входного фотокатода 400–900 нм; эффективный коэффициент усиления яркости регистрирующей системы около 1000; средняя разрешающая способность по рабочему полю 15 штрихов на миллиметр; диаметр рабочей части входного фотокатода 18 мм; размер рабочего поля на выходном экране 30 мм; электронно-оптическое увеличение до 1,5; оптические искажения, вносимые усилителем яркости, не более 5 % в пределах рабочего поля выходного экрана; потребляемая мощность около 1 Вт; габариты 820х200x280 мм, масса не более 5 кг.

Электрическая схема прибора изображена на рисунке. В состав прибора входят оптический блок индикации и высоковольтные преобразователи напряжения. Усилитель яркости выполнен на основе трехкамерного электронно-оптического преобразователя типа У-72М с электростатической фокусировкой электронного изображения. Этот преобразователь имеет многощелочной входной фотокатод и выходной люминисцентный экран желто-зеленого свечения.

Принципиальная схема электронно-оптического индикатора

Принцип работы преобразователя основан на усилении тока и одновременном покаскадном преобразовании электронного изображения в световое усилительными элементами «люминофор-фотокатод». Изображение излучающего объекта 1 проецируется линзовой системой 2 (например, объективом «Юпитер-3» или «Вега М-1») на фотокатод с2 с увеличением в 50-100 раз или в масштабе 1:1. Усиленное по яркости и