使用少量元件的廉價易用電感測試儀

2021-01-18 電子產品世界

　　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，並描述未知參數的磁芯特性。按照設計，電路可測試大多數用於電源中的電感，以及很多RF電路中的電感。


　　電路由兩個級聯的共射放大器級組成，構成一個不飽和交叉耦合觸發器。一個共射級用作相位變換，兩個級聯級構成一個非反相的反饋放大器，其增益產生反饋。沒有待測電感L的情況下，反饋發生在直流狀態，電路表現為一個雙穩態觸發器，可取兩種穩定狀態中的任何一個。連接電感後，將直流正反饋降低到反饋電平以下。因此，反饋可以只發生在交流狀態，電路成為一個非穩振蕩器。

　　通過儘量減小電晶體的存儲時間，使電晶體保持在飽和狀態以外，可以加快電路的運行。差不多任何型號的高速小信號RF電晶體都能提供適合的開關速度，雖然較低頻率的器件也可以工作，但減小了小電感測量的範圍。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測量振蕩頻率。

　　圖2顯示一個大約為100mH 電感產生的波形。振蕩頻率取決於由待測電感和電阻RL與RR構成的L/R時間常數。波形改變其狀態所花時間與電感值成正比，

對半周期，它大約為 THALF="L/100"。振蕩循環的整個周期是該值的兩倍，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=50/fOSC。

　　電路的有限開關速度大約為10ns，因此其測量範圍有1mH的低限。可以採用將小電感與大電感串聯的方法，記下讀數，測出較大電感單獨的值，然後將兩個測量值相減得到小電感值。

　　雖然該電路對電感值沒有上限，但當電感的ESR（等效串聯電阻）超過約70Ω時，電路會停止振蕩，轉為雙穩態運行。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/時間放電特性，可提高電路的測量精度。電路在工作時的功耗大約只有6mA。


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