穷人的电感测量装置

今年(2023)经济形势不好,好多人都失业了。牛如 OPPO, 对于哲库的 3000 号人,说裁就裁了。网上深圳还出现了一位公务员副镇长下班后兼职开网约车的新闻,真是世事艰难啊。

如果你是一个穷人,待业在家,想要测量电感(值),但你又买不起的电感表或 LCR 表,如果你手里恰好有一台示波器或者频率计,那么你可以自己参照本文的电路做一个,就可以计算出电感值了。

我很丑,但我很有用

搭建好的死虫风格电路如下:

电感测量范围:0.2uH~0.2H。

制作要求很简单,基本上只要把所有线按照电路图连接起来就行,但是各个连线越短越好,因为导线本身就是电感。

电路图

装置电路图如下:

上面的仿真电路,JFET 型号是 2N5564, 实际电路中我使用的是 2N5457, 某宝0.8元一个。

一点理论

LC 电路中频率可以用下式求得:

由上式反推可得电感值计算等式如下:

C 值是电路中 C1 的值。

用示波器或频率计测出频率后,可以套入上面等式,求出电感值。

用上面等式和电路图可以看出,如果 L1 是已知的,把 C1 去掉,那不就可以测量电容了,我没试过,亲爱的读者,你有兴趣的话可以试试。理论真是好!

波形

18V 供电,470nH电感波形如下:

计算结果:933 nH

18V 供电,22uH 电感波形如下:

计算结果:25 µH 。

18V 供电,100mH电感波形如下:

结算结果:125 mH。

在线 LC 频率振荡计算器:https://goodcalculators.com/resonant-frequency-calculator/

使用上述计算器,空着电感输入框,输入电容和频率值,可以计算电感值。

一些数据

如果你使用 LTspice 仿真上面电路,仿真时间可以设置为 0.01s, 即10ms, 因为电路起振要一些时间。

电感值对起振时间的影响

下面是同样条件下,不同电感值的起振时间:

22uH : 5.7ms

100uH : 31uS

可见,其他条件不变,电感值越小,起振时间越长。

电源电压对起振时间的影响

L1 = 100uH, C1 = 100pF 时,不同电源的起振时间如下:

12V : 9.5ms

18V: 31us

可见:其他条件不变,电压越高,起振时间越短。

另外,电源电压对电路的影响如下:高电源电压(18V) 有助于扩大电路的频率范围,提高低 Q 调谐电路的性能。

电感对频率的影响

470nH 16.738MHz

22uH 3.5023MHz

100mH 44.985kHz

可见,电感值越小,频率越高

不能忘本

本文电路刊登于 1990 年 9 月出版的 《73 Amateur Radio》杂志,作者是:Michael A. Covington。

链接如下:https://archive.org/details/73-magazine-1990-09/page/n49/mode/1up?view=theater

该电路最早可追溯到 1946年9月QST杂志第69-70页上描述的阴极耦合振荡器电路,作者是 F.C. Alexander, Jr. 该电路是用电子管实现的。

JFET 版本最早是 L.F. Heller 在1969年9月出版的《无线世界》杂志第409页上发表的。

当前中美交锋的大形势下,包括飞多在内的很多国人对于漂亮国动辄禁售,几近于躺地撒泼打滚的无赖行径表示愤慨。

但是,我们也要同样看到,国际友人无私的分享精神,我们现在还很穷,还是发展中国家,等将来我们发达了,我们也要学习国际友人这种无私的分享精神,大同社会不也是我们期许的嘛。

理解电路

Q1 是源跟随器(source follower), Q2 是共栅极放大器(common-gate amplifier)。正反馈通过C2进行,并且电路确保反馈仅在谐振频率有效。

高电源电压(18伏)有助于扩大频率范围,并且可提高低Q调谐电路的性能( extend the frequency range and improves the performance with low-Q tuned circuits. )。该振荡器不能使用晶体,但是有时可以在线圈位置使用电阻器振荡。

输出振荡信号其实可以在 R2 处测量到。加上C3 和 R3 提供一定的输出隔离,如果没有它,电容性负载(例如长电缆的内部电容)有时会使振荡停止。

全文完,既然都看到这里了,就帮忙点个赞或者在看吧。

加作者微信:jiyuyun18, 交流电子技术

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  • dy-RRWDlsRB 2023-05-31 17:31
    好东西,测试范围怎么加大呀
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