Исследование тока осциллографом
Пора измерить моим осциллографом что-нибудь поинтересней обычных помех. Кстати, та "призрачная волна" скорей всего обычный отпечаток на кадре. Просто сейчас такой же получился, когда никаких "отражений" не может быть т.к ток единственный.
Мерить напряжение на батарейках и аккумуляторах не очень то интересно, я решил замерить чистоту тока моих 2х используемых блоков питания. Один самодельный, второй тоже самодельный. Один покруче, другой самый простой. Какова будет их разница в чистоте тока? И зачем ставить на блоки питания дополнительные радиодетали, а именно конденсаторы?
Начнем с простенького блока питания. Такого простого, что там, по сути, только 2 детали. Это трансформатор и диодный мостик, на который я посмотрел очень нездорово, как увидел ток, который он выдает. Хотя может это входной ток такой.
Вот схема блока питания.
Вдобавок я решил вообще никак не заморачиваться и поставил "литой" диодный мост, который припаял прямо к выводу трансформатора. Предохранитель ( вроде на 1 ампер - другой я не нашел ) припаял к сетевой обмотке трансформатора. Закрыл кембриками и обмотал всю систему скотчем, чтобы случайно не ударило ни меня, ни кого другого. Я выкладывал фотографию. Вот так у меня получилось.
По мне, нормально, в стиле собрать за 30 минут. Такой блок питания был нужен для того, чтобы сбросить нагрузку для основного. Часто приходится доставать большой ( более крутой ) блок питания для незначительных целей, таких как зарядка аккумулятора, например. Данный блок питания выдает, по вольтметру, 4.5 - 5 вольт. На аккумуляторы следует подавать меньше. Я ставлю резистор и все ок. Заряжаются и неплохо заряжаются. Правда, когда я увидел энцефалограмму такого блока питания.... Был немного удивлен, но заряжать продолжу. Для аккумуляторов нормально, будет такой ток. Тем более в некоторых зарядных устройствах вообще есть импульсная зарядка. Чего посложней, то питать уже определенно придется хорошим блоком питания.
Второй блок питания. Схема блока изображена ниже.
Переменный резистор 3 на схеме управляет напряжением от 0 вольт и до 18-22 вольт. Достаточно большие конденсаторы С1 и С2. У меня стоят оба по 2200 МКФ с рабочим напряжением 50 вольт. С1 и С2 используются как стабилизатор, поэтому заменить 100 мкф на 2200 мкф даже лучше. Ниже на другой странице печатная плата. Схема простейшая, зато блок питания нужная вещь, постоянно выручает. Элементарно зарядить аккумулятор на 12 вольт. Устройство имеет защиту от короткого замыкания. Правда не всегда она корректно работает, может сработать при каких-то 2 Ампер. Но по чистоте выдаваемого тока такой блок питания не самый плохой. Фотография готового устройства.
Итак, начнем. Осциллограф прогрелся и готов помочь нам в интересном исследовании.
Сдираю, ради контрастности, график с википедии ( каким он должен быть ) и график, который получается у меня.
Как видим все предельно ровно и красиво. Чистый синус. Вот что получилось на выходе у меня.
Частота развертки около 100 герц.
Как видите не очень то похоже на синус, но закономерность есть. Честно говоря, я никогда не видел реальных энцефалограмм тока с выхода диодного моста. Знал схематично, знал, что получится не так красиво, но такого я точно не ждал. Думал будет более похоже. Сейчас я выделю моменты, которые меня заинтересовали.
Как видите меня заинтересовал вообще весь график. Начнем. Сейчас я начну строить предположения почему так выходит, буду рад выслушать замечания в комментариях.
Итак, А) Не помню какова была развертка по игреку, но насколько помню я ее не менял. Хотя нет... Не помню, но вроде не менял. Если не менял, значит первая полоса в сетке по игреку соответствует напряжению в 4 вольта, вторая в 8. И вот это интересно... Значит в точке А пиковое напряжение достигло 8 вольт, когда вольтметр показывает честные 5. Грязный ток.
В) А разве ток не должен опускаться точно до нуля? Здесь он опускается до 0,8 вольта, примерно, при условии, что развертку по игреку я не менял.
С) Видимо помехи во всей сети, а не в блоке питания. Да и трансформатор не идеальный. Вообще, сравнивать так, не зная входного тока сложно. Входной ток тоже не идеально синусоидный. Можно было подключить, но через понижающий трансформатор, тогда, хотя бы, приблизительная картина входного тока в осветительной сети была бы у нас.
D) Единственная зона стабильности. Чуть больше 4х вольт. Вольтметр, как правило, и выдает такое напряжение, не обращая внимания на все остальное.
Стоит сказать, что энцефалограмма на осциллографе может меняться во времени. Многое зависит от формы входного тока с сети.
Еще несколько фотографий с другой разверткой по времени.
Развертка десяток герц. Уже более внятно и похоже на очертания того, что предлагает нам википедия, показывая ровные синус графики.
Как видно, здесь ток достигает нуля, но такой же грязный. Фазы не похожи друг на друга.
Поднимитесь повыше и сравните с графиком. Вот так практика рознится с теорией. Помехи, несовершенство сети и всего остальное. Но даже учитывая это... Такие графики мне показались странными. Может быть я неправильно что-то подключил. Хотя наврятли... Может быть прибор устарел... Графики... Просто тайны работы полупроводниковых приборов, но, в принципе, закономерность есть и она видна на развертке в 10 герц.
Закончим с простыми и таким сложным одновременно блоком питания. Теперь подключим самый настоящий блок питания.
Вот его энцефалограмма. Развертка, в принципе, тут не играет особой роли.
Сравнить две фотографии. Как небо и земля просто! Но тем не менее ток, выдаваемый хорошим блоком питания, тоже не совсем чистый. Все же я поиграл с разверткой и вот, что у меня получилось ( более наглядно ).
Как видите искажение все есть. Это не совсем прямая. Расход в 1 вольт где-то, при условии, что цена деления для оси игрек равна 4 вольта. Подал именно 4 вольта с блока питания.
Повысим напряжение и посмотрим как изменится прямая.
Расхождение тока еще более явное. Прямая ушла вниз, что, конечно, ожидаемо.
И еще повысим.
Очевидно, что с повышением напряжения погрешность становится все более сильной. Здесь она уже составляет вольта 2, а это уже существенно.
И тем не менее. Погрешность в измерении осциллографа, конечно, есть, но не такая сильная как графики. И еще раз произнесу первую фразу, и тем не менее даже сильные конденсаторы не держат напряжение, как видно из показания осциллографа. Но энцефалограмма от 2го блока питания куда более прямая, чем от 1го, там где вообще ничего не стоит. Получается, для того, чтобы сделать мало майский надежный, хороший блок питания, как минимум нужны стабилизационные конденсаторы, сразу после диодного моста. Вот зачем они там стоят.
В следующий раз, если такой мне выпадет конечно ( дикая нехватка времени ), я покажу энцефалограмму зарядных устройств для телефонов. Покажу каким током вы заряжаете свой аппарат. Я думаю, там тоже не очень все радужно.
Хотя... С другой стороны, если посмотреть на схему 1го и 2го блока питания и на графики. На схему и на графики, то можно заметить еще одну закономерность: Чем идеальней срисована схема, тем чище график на осциллографе. Так что схемы нужно чертить аккуратно, а не так как я 1го блока питания. ![]()









































