使用少量元件設(shè)計(jì)的廉價(jià)易用電感測(cè)試儀

　　摘要：在缺乏昂貴測(cè)試設(shè)備的情況下，圖1中的電路可以提供一種測(cè)量電感的簡(jiǎn)單快捷的替代方法。其應(yīng)用包括驗(yàn)證電感值是否接近設(shè)計(jì)參數(shù)，并描述未知參數(shù)的磁芯特性。按照設(shè)計(jì)，電路可測(cè)試大多數(shù)用于電源中的電感，以及很多RF電路中的電感。本文介紹了一種使用少量原件設(shè)計(jì)廉價(jià)易用電感測(cè)試儀的方法，供讀者們參考。
　　
　　在缺乏昂貴測(cè)試設(shè)備的情況下，圖1中的電路可以提供一種測(cè)量電感的簡(jiǎn)單快捷的替代方法。其應(yīng)用包括驗(yàn)證電感值是否接近設(shè)計(jì)參數(shù)，并描述未知參數(shù)的磁芯特性。按照設(shè)計(jì)，電路可測(cè)試大多數(shù)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(jí)聯(lián)的共射放大器級(jí)組成，構(gòu)成一個(gè)不飽和交叉耦合觸發(fā)器。一個(gè)共射級(jí)用作相位變換，兩個(gè)級(jí)聯(lián)級(jí)構(gòu)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(cè)電感L的情況下，反饋發(fā)生在直流狀態(tài)，電路表現(xiàn)為一個(gè)雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，可取兩種穩(wěn)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(wěn)振蕩器。
　　
　　通過(guò)盡量減小晶體管的存儲(chǔ)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(yùn)行。差不多任何型號(hào)的高速小信號(hào)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(cè)量的范圍。電路的振蕩頻率與待測(cè)電感成反比，你可以用頻率計(jì)數(shù)器或示波器來(lái)測(cè)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(cè)電感和電阻RL與RR構(gòu)成的L/R時(shí)間常數(shù)。波形改變其狀態(tài)所花時(shí)間與電感值成正比，
　　
　　對(duì)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(jì)數(shù)器可以測(cè)得電感為L(zhǎng)=50/fOSC。
　　
　　電路的有限開(kāi)關(guān)速度大約為10ns，因此其測(cè)量范圍有1mH的低限。可以采用將小電感與大電感串聯(lián)的方法，記下讀數(shù)，測(cè)出較大電感單獨(dú)的值，然后將兩個(gè)測(cè)量值相減得到小電感值。
　　
　　雖然該電路對(duì)電感值沒(méi)有上限，但當(dāng)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(zhuǎn)為雙穩(wěn)態(tài)運(yùn)行。電路可測(cè)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zui高的精度，應(yīng)使用低輸入電容的儀器來(lái)測(cè)量振蕩頻率。
　　
　　為電路提供能量的是一節(jié)NiCd（鎳鎘）或NiMH（鎳氫）可充電電池。這些電池有相對(duì)較平坦的電壓/時(shí)間放電特性，可提高電路的測(cè)量精度。電路在工作時(shí)的功耗大約只有6mA。