В этой статье описан удобный тестер целостности цепей с двумя режимами работы: он может издавать звуковой сигнал, если обнаруживает электрический контакт между двумя своими щупами, или же может сигнализировать звуковым сигналом о разрыве цепи. Второй вариант позволяет проводить поиск обрывов в кабеле. Отклик тестера должен быть достаточно быстрым, чтобы, проведя щупом по сотне контактов, можно было мгновенно найти нужный провод. Тестер также может определять наличие между двумя проводниками емкости в микрофараду или больше.
Для правильной проверки целостности напряжение и ток тестера ограничены таким образом, чтобы маломощные полупроводники не перегружались или не выглядели как соединение между двумя проводниками. Тестер должен быть защищен на случай подключения щупов к схеме под напряжением или к заряженному конденсатору. Потребляемая мощность должна быть низкой, чтобы, случайно оставленный на ночь включенным, тестер не разрядил батарею. Тестер должен работать даже при низком напряжении батареи.
Подтверждение целостности требует порогового сопротивления менее 200 Ом. В зависимости от напряжения батареи этот порог может составлять даже 80 Ом. Напряжение на разомкнутых щупах тестера меньше 0.5 В. Ток короткого замыкания равен примерно 1 мА. Значения выбраны низкими, чтобы тестер не принял выпрямительный диод Шоттки за короткое замыкание. Когда тестер не издает звуковых сигналов, он потребляет от 9-вольтовой батареи ток чуть больше 1 мА. Щупы можно подключать на несколько секунд к любому напряжению от –50 до +200 В без риска повреждения.
Цепь обратной связи, состоящая из p-n-p транзистора Q1 и n-p-n транзистора Q2, поддерживает напряжение на затворе MOSFET Q3 на уровне менее 1.4 В, несмотря на наличие подтягивающего резистора 680 кОм (R4) и тока диода D2 (Рисунок 1). Когда щупы закорачиваются, они забирают в себя часть тока базы транзистора Q1, а ток, протекающий через диод D2, становится меньше. Из-за этого транзистор Q2 больше не может поддерживать низкое напряжение на затворе Q3. Когда напряжение на затворе превышает 1.8 В, транзистор Q3 открывается, и транзистор Q4 перестает проводить ток. Подтягивающий резистор R6 сопротивлением 1 МОм подключает 9 В к затвору Q5, и тестер издает звуковой сигнал, сообщающий о целостности цепи.
 |
|
| Рисунок 1. | Этот простой тестер контроля целостности цепей может подавать звуковой сигнал как при замыкании, так и при обрыве цепи. Это предотвращает случайное подключение к цепям, находящимся под напряжением. |
В отсутствие тока коллектора Q2 напряжение на затворе Q3 приближается к 9 В. В этом случае ток будет протекать по пути коллектор-база транзистора Q1. Диод D2 блокирует утечку с затвора Q3 в закороченные щупы.
Тестер мгновенную обнаруживает целостность цепи, даже если быстро провести щупом по 100 контактам кабеля. Конденсатор C1 и подтягивающий резистор R5 увеличивают время, в течение которого уровень напряжения на затворе Q5 сохраняется низким, до 20 мс. Таким образом, тестер издает немного более продолжительный звук, указывающий на то, что он зафиксировал контакт и не пропускает его во время быстрого перебора.
Ток щупов, заряжающий конденсатор, также может вызвать короткий звуковой сигнал. Растянутый до 20 мс звуковой сигнал означает, что тестер обнаруживает даже конденсаторы емкостью 10 мкФ или меньше. С практикой можно научиться по периодичности звучания оценивать емкость с точностью до порядка.
Диоды D3 - D5 блокируют опасные токи, если щупы касаются схемы, находящейся под напряжением. Резистор R3 должен рассеивать мощность не менее ½ Вт, чтобы в течение нескольких секунд без повреждения выдерживать ток от включенной схемы.
При прозвонке кабеля тестер включает звуковой сигнал только во время обнаружения обрыва. В этом случае нужно надежно подсоединить щупы к обоим концам кабеля. Переключение S2 изменит функцию тестера таким образом, чтобы звуковой сигнал включался транзистором Q4 при обрыве кабеля.
Чтобы схема лучше подходила для проверки кабелей, ее можно изменить, уменьшив сопротивление резистора R1 до 4.7 кОм и исключив конденсатор C1. С этими модификациями обнаружение потери целостности происходит при пороговом сопротивлении менее 100 Ом.
К сожалению, тестер целостности может создавать шумовые токи, которые проникают обратно в чувствительный детектор Q1/Q2. Три особенности схемы сводят этот шум к минимуму. Во-первых, конденсатор C2, подключенный параллельно излучателю звука. Во-вторых, MOSFET Q3, работающий как буфер. И, наконец, диод D5, отделяющий землю транзисторов Q4 и Q5 от земли транзисторов Q2 и Q3.
Схема работает даже при напряжении батареи менее 6.5 В. Однако более низкое напряжение батареи означает, что тестер проверяет целостность цепи при более высоком пороговом сопротивлении. Весь тестер можно разместить в пластиковом корпусе размером меньше пачки сигарет.
Купить 2N5087 на РадиоЛоцман.Цены
