HP4342A的检测与校正

lq19512003

    利用这个周末的时间检测了新进的HP4342A Q表。

      
    梁兄在我发的帖子里看见了我的4342A的照片，就是上面这张照片，他告诉我这台机Q表的最高频率不是70MHz而是32MHz，我买的时候没注意，原以为HP4342A都是能到70MHz的，不知还有32MHz的，原来HP4342A的频率范围有两种，梁兄的那台是22KHz到70MHz，而我这台的是10KHz 到32MHz，梁兄不愧为高手，仅从一张不是很清楚的照片上就看出了端倪，令我实在佩服。我这台Q表最高频率32MHz的确是低了点，QBG-3还能到50MHz呢。但是玩儿矿机32MHz也足够用了。最多还要玩玩FM收音机，做FM中周10.7MHz够了。只要这台Q表的其他性能好我就很满意了。

    根据手头现有的条件，分别对这台Q表的信号频了、调谐电容得分度精度、测电感的准确度以及Q值精度进行了粗略的测试，只要证实Q表没有大毛病就好，因为用于测试的仪表本身就存在精度的问题，测试的结果就谈不有多高的精度了。

    先数字频率计测试了Q表的频率，发现这台表的频率刻度还是很准的，一般误差都在1%以内，个别点超过1%，但是不超过2%。

以下是几个频点的测试照片：

10KHz频点：


32KHz频点：


1MHz频点：


22MHz频点：


32MHz频点：


    这台Q表调谐电容的刻度盘也是很准的，利用数字电感电容表检测调谐电容刻度盘，见下面的测试照片：

30pF位置：


100pF位置：


200pF位置：
  

300pF位置：


400pF位置：


470pF位置：


   由于没有准确的标准电感，手里的Q表使用的标准电感没有标注精度，所以凑合着用了，电感的测试只能看一个大概齐了，见下面的照片：

测试5μH电感时的读数：
  

测试250μH电感时的读数：
  

测试10mH电感时的读数：
  

   Q值的测试也麻烦，HP4342A的Q值换挡方法与QBG-3不同，是通过减小引入到测试回路的高频信号电压实现的，Q值越高的档位引入的高频信号电压就越低，因此HP4342A与QBG-3比有一明显的缺点，就是高Q档位的人体感应太大了，给测试带来了麻烦，好在这台表的下限频率很低，可达10KHz，我只好用音频毫伏表测试Q值的准确度了。下面是照片：

测Q值：
  

红针：引入调谐回路的信号电压：2.6mV。黒针：调谐回路电容两端的电压：580mV，Q=2.6/580=223
  

Q值读数是不到200：


    看上去好像测试值偏小，但上面照片是用音频毫伏表在1MHz频点测的，用超高频毫伏表测的数据算的Q值就差不多，下个周末再仔细找问题原因。


   这台Q表据有ΔQ的功能，其实一些国产的Q表也有这个功能（例如QBG-1），利用这个功能可以测量到的Q值的读数更准确（多一位有效数字），由于没有找到HP4342A的使用说明书，只好自己摸索使用方法，功夫不负有心人，ΔQ的使用方法还真叫我摸索出来了，具体方法的步骤如下：
1． 先用正常的方法测准Q值。
2． 再按下“ΔQ”键，此事要千万小心，不要碰动：C、ΔC旋钮！也不能碰动频率旋钮！否则就测不准了！
3． 调节ΔQ的调零旋钮（粗钮是粗调，细钮是细调），使表针对准ΔQ刻度的零位。
4． 释放“ΔQ”键（同样注意不要碰动其他旋钮）。
5． 调整“ΔC”旋钮，是调谐回路稍微偏离谐振点，使Q表的Q值指示到一处易于读准的整数Q值处，假设此处的Q值时A，记住这个A值。
6． 再次小心地按下“ΔQ”键，读出此时表头值时的ΔQ的数值，假如此时的ΔQ值时B。
7． 准确的Q值就等于A+B。

下面的照片就是实测例子：

ΔQ调零旋钮：   


测Q值：




调准谐振点，Q值是370还要多一点：


按下“ΔQ”按键并调好0点：


弹起“ΔQ”键，调整ΔC旋钮，使Q值指到300：




再次按下“ΔQ”键，ΔQ的读数是75，所以测到的Q值=300+75=375：



[ 本帖最后由 lq19512003 于 2010-9-13 11:25 编辑 ]

lq19512003

    上星期测试了HP4342A，这台机器的频率误差很小，调谐回路的电容刻度也很准确，电感量测试的误差也不大,但是测量Q值的准确度时发现Q值的测量值偏小。

    这个星期的周末继续测试Q值的准确度，结果发现测量值严重偏小，同时还发现另外两个毛病。一是表头所指示的Q值线性度不好，表头上各个位置的Q值与刻度不成比例。二是仪表Q值模拟电压输出端口的输出值严重大于实际的Q值。

    HP4342A的Q值分档的方法不同于QBG-3，其Q值测量范围共分4当，分别是30、100、300和1000，但是无论哪档其毫伏表的满度量程都是900mV，当选择不同量程档位时，Q表谐振回路的信号引入电压不同，分别是30mV、9mV、3mV和0.9mV，将毫伏表接在被测电感的冷端和被测电容的冷端的两个接线柱之间就可以测量信号引入电压。通过用毫伏表测量发现原来的信号引入电压基本正常。用信号发生器将100KHz的信号送入被测电容两端，调整信号发生器的输出信号幅度使Q表指示满度时，用毫伏表测量信号发生器的信号输出电压，发现Q值满度时的满度值偏离正常值900mV较多，实际测量到的满度值大于1000mV，接近了1100mV，难怪测出的Q值偏小了。

   在上述测量时还同时发现，信号发生器输出不同的电压时，Q表的表头指示不是按照线性变化，信号电压越高表头指示值偏离正确值越多。

   Q值模拟电压输出是HP4342A的一个特有的功能，位于Q表的后面板上有一只Q9型的同轴电缆插座，在Q值测量时该插座输出0至1V的直流电压，电压值与测到的Q值线性对应，这个模拟端口的内阻大约是1K左右，因此使用普通的指针表电压表指示这一电压，由于指针表的内阻不够高，所以指示值会偏小，除非输出值是按照这只指针表的内阻校正的，但是数字电压表的内阻很高，所以使用数字表指示这一模拟电压是就没有问题。经实际检测，在Q值是满度值时模拟电压的输出值大于正确值，无论位于Q值测量的哪一档，Q值满度时所对应的模拟电压值应该是1V，而实际上却是1.14V，

    将一只被测电感接入Q表的被测电感端，将双路毫伏表的一路接入被测电感接线柱的冷端与被测电容接线柱的冷端之间，测量信号引入电压。将毫伏表的另一路接在被测电容的接线柱两端，测量调谐回路的输出电压。用数字万用的直流电压档测量Q值模拟输出电压。这时测量被测电感的Q值，就可以得到3个被测电感的Q值，正常的情况下这3个Q值应该一致，可是这台Q表的这3个值却严重不一致，Q表表头的指示的Q值最低，双路毫伏表的双路比值（调谐回路的输出电压 / 信号引入电压）居中，模拟电压对应的Q值最高。

    看来这台Q表测出的Q值误差很大！该表的Q值测量系统严重失调!需要认真校正后才能使用。好在购买这台Q表示已有了需要校正的思想准备了，Q值测量误差大是预料之中的事情。

    感谢麦老师和梁兄分别给我传来了电子版的HP4342A的技术手册资料，由于是全英文的资料，只好用了近一天的时间认真研读，结果是大有收获，昨晚用了大约4个小时的时间重新调整了Q值测量部分，大获成功！

    Q值指示的线性度校正方法技术说明书里有较详细的描述，但是操作起来比较麻烦，需要反复调整分别位于Q表顶部和底部的两个电位器，实际调整过程中还发现Q值线性的调整不但影响刻度的线性，同时对Q值模拟电压的满度值也有较大的影响，按照这一方法认真反复地调整了不下10数遍，Q值刻度的线性终于正常了。

    这台Q表的机内毫伏表满度值只有一档，满度值是900mV，不同的Q值测量范围是通过改变送入调谐回路不同的引入电压实现的。由于机内毫伏表失调，致使满度电压值偏大，造成Q值测量结果偏小。在上述线性校正的过程中，毫伏表的满度值也同时得到了准确的校正。

    Q值模拟输出电压的输出校正比较简单，先校正零点，然后校正满度值。至此，该Q表的校正完成了。

    做为对校正效果的验证，实测了一只电感的Q值，并用数字万用表的直流电压档显示Q值的模拟输出电压，同时用双路毫伏表同时监视信号引入电压和谐振回路的输出电压。测得如下结果：
  1。用Q=300档，调好谐振点后Q表表头指示Q值是250。

  2。数字万用表显示的Q值模拟电压值时0.827V，对应的Q值应该是：该档的满度值 X 压 值 = 300 X 0.827 = 248。

  3。毫伏表显示的实际信号引入电压是 29 mV，谐振回路输出电压是720mV，计算Q值应该是：谐振回路的输出电压 / 信号引入电压 = 720 / 29 = 248 。

    上述的3个测试结果分别是250、248、248， 一致性很好，又测了几只电感，很准！Q表恢复了应有的精度，这台Q表的校正工作圆满结束。

下面是校正过程的照片：

HP4342A顶部开盖照片：


底部开盖照片：


照片中几只白色的小方块便是校正时需要调整的电位器：


检测Q=100档的信号引入电压是9mV：


校正检测机内毫伏表的满度值：

用一只100μA表头做的1V电压表与数字万用表的电压档同时测量Q值模拟电压：


实测一只电感的Q值，验证校正的效果：


测出Q值是250：


Q值模拟电压时0.827V，对应的Q值是：300 X 0827 = 248 ：


满度值是1V的指针电压表指示的模拟电压值：


毫伏表测出的信号引入电压和谐振时调谐回路的输出电压：


在上面这张照片中：
    红针指示的是信号引入电压，是2.9mV多一点。
    黑针指示的是谐振回路的输出电压，是720mV。
对应的Q值是：729/2.9=248。

    HP4342A不愧为一代名机，这次因校正才拆了盖板目睹了机内的风采，频率调节、电容调节和电容微调的传动装制设计制做的非常出色！手感很好，回差消除的很彻底，高频电路部分的结构设计的很巧妙，而且工艺精湛，看上去像艺术品！

特快

手艺真不错，我可干不了。

longshort

这机器真是漂亮！俺就只有佩服的份儿了！

lq19512003

感谢京都电子版主设高亮！
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L.D.XIONG

顶一顶！

阿里巴巴

理论联系实际的高手