Схема милливольтметра переменного тока

Милливольтметр переменного тока позволяет совместно с генератором звуковой частоты проверить и наладить усили­тель 34, низкочастотный фильтр и другие устройства.

Прибор измеряет переменное напряжение от 3…5 мВ до 5 В частотой от 20 Гц до 200 кГц. Завал амплитудно-частотной характеристики на границах этого диапазона не превышает 1 дБ. Милливольтметр имеет девять пределов измерения, ко­торые обеспечиваются двумя переключателями и составляют 10, 20, 50, 100, 200, 500 мВ; 1, 2 и 5 В. Выбор пределов изме­рений, кратных числам 1, 2 и 5, позволяет обойтись одной шкалой прибора со 100 делениями и упрош;ает пересчет значе­ния напряжения при переходе с одного диапазона измерения на другой.

Входное сопротивление милливольтметра постоянно на всех пределах измерения и составляет около 1 МОм. Погреш­ность измерений милливольтметром зависит от точности ка­либровки. При использовании в качестве эталонного прибора поверенного вольтметра переменного тока точность измерений может составлять 3…10%.

Принципиальная схема милливольтметра приведена на рис. 9.10. Он состоит из входного каскада на ОУ DA1.1, вольт­метра переменного тока на второй половине сдвоенного ОУ DA1.2, диодах VD1—VD4 и микроамперметре РА1.

Измеряемое переменное напряжение с разъема XS1 подает­ся через делитель напряжения, состояш,ий из переключателя SA1 и резисторов R1, R2 и R3, на входной каскад на ОУ , DA1.1. О помощью этого делителя напряжение может быть уменьшено в 10 или 100 раз. В положении переключателя «х10 мВ» делитель образован резисторами R1, R2, а в положе­нии «хЮО мВ» — резисторами R1, R3. Каскад на ОУ DA1.1 выполнен по схеме неинвертирующего усилителя. Резисторы R4, R5 образуют искусственную среднюю точку, которая по переменному току шунтируется конденсатором 02. Резистор R6 определяет входное сопротивление каскада.

В цепь обратной связи ОУ DA1.1 включен еще один делитель напряжения R8—R11, 03, коммутируемый переключателем SA2. Этот делитель позволяет получить три коэффициента передачи

неинвертирующего усилителя:(по­ложение переключателя «10»),и

. Таким образом, оба делителя совместно обеспечивают указанные в начале описания пределы измерения милливольтметра. Резистор R7 предотвращает измене­ние режимов по постоянному току при переключениях SA2.

С выхода каскада на DA1.1 усиленное переменное напря­жение поступает на вход вольтметра переменного тока с ли­нейной шкалой на ОУ DA1.2. Вольтметр представляет собой неинвертирующий усилитель, охваченный отрицательной об­ратной связью через диодный мост (VD1—VD4). Микроампер­метр РА1 включен в диагональ этого моста.

Глубина отрицательной обратной связи и, Kajc следствие, коэффициент усиления усилителя зависит от прямого сопро­тивления диодов моста. При больших переменных напряжени­ях это сопротивление мало. В этом случае глубина ООС также оказывается большой, а коэффициент передачи — малым. При уменьшении напряжения прямое сопротивление диодов увели­чивается. Это приводит к уменьшению глубины обратной свя­зи, охватывающей усилитель. В результате его коэффициент усиления увеличивается и на диодный мост поступает большее напряжение. Указанные процессы приводят к линеаризации шкалы прибора.

Читайте также:  Говорящие стены в детском саду как оформить

Дополнительно улз^чшить линейность позволяет резистор ‘ R13, шунтирующий микроамперметр РА1. Этот резистор уве­личивает ток через диоды выпрямительного моста, выводя их рабочие точки подальше от начального з^частка, отличающе­гося наибольшей нелинейностью характеристик. Тем не ме­нее следует помнить, что примерно на одной трети шкалы прибор имеет большую нелинейность, чем в оставшемся рабо­чем з^частке.

Резистором R12 регулируют чувствительность милливольт­метра при калибровке. Конденсатор С5 шунтирует цепи пита­ния милливольтметра. Питание прибора осуществляется от стабилизированного напряжения величиной 12…15 В.

Милливольтметр собран в корпусе размером 150 X 110 X 65 мм. Если корпус пластмассовый, его внутрен­нюю часть экранируют алюминиевой или медной фольгой и надежно соединяют экран с общим проводом.

В приборе использованы резисторы МЛТ, С1-4, С2-10, С2-33, подстроечный резистор R12 типа СПЗ-19а. Оксидные конденсаторы К50-35, конденсатор 01 К10-17, КМ. Диоды VD1—VD4 — любые из серии Д9. Переключатели SA1, SA2 — малогабаритные галетные, SA1 — на три положения и два на­правления, SA2 — на три положения и одно направление. Разъем XS1 — любой экранированный, например СР-50. Мик­роамперметр РА1 типа М42100.

Детали прибора, кроме разъема XS1, резисторов делителя R1—R3, переключателей SA1, SA2 и микроамперметра РА1, смонтированы на плате, изготовленной из фольгированного стеклотекстолита толщиной 2 мм (рис. 9.11).

Налаживание милливольтметра начинают с подбора рези­сторов R8—R11. Для этого переключатель SA1 устанавливают в положение «х1 мВ», SA2 — в положение «10», а резистор R12 — в верхнее (по принципиальной схеме) положение.

С генератора звуковой частоты подают на вход милли­вольтметра синусоидальное напряжение частотой 1 кГц и ам­плитудой 10 мВ (контролируют образцовым милливольтмет­ром). Резистором R12 выставляют стрелку микроамперметра точно на конечную отметку шкалы. После этого переключа­тель переводят в положение «20» и, подбирая резистор R9, ус­танавливают стрелку прибора на середину шкалы. Добившись этого, вновь переводят переключатель в положение «10» и ре­зистором R12 устанавливают стрелку прибора на конечную от­метку. Далее переводят переключатель в положение «50» и подбором резистора R10 устанавливают стрелку на отметку, соответствующую 20% шкалы. Операции по подбору резисто­ров приходится повторять несколько раз, добиваясь точного соотношения коэффициентов передачи (10:5:2) неинвертирую­щего усилителя.

Далее подбирают резистор R2 входного делителя. Для это­го переключатель SA1 переводят в положение «х10 мВ». Пе­реключатель SA2 во время этой операции находится в поло­жении «10». Подают на вход милливольтметра с генератора

Читайте также:  Технониколь xps 30 200 стандарт характеристики

Рис. 9.11. Печатная плата милливольтметра и размещение деталей на ней

звуковой частоты синусоидальное напряжение той же часто­ты амплитудой 100 мВ. Подбором резистора R2 добиваются , того, чтобы стрелка измерительного прибора РА1 установи­лась на отметку «100». После этого переключатель переводят в положение «хЮО мВ», а входное напряжение увеличивают до 1 В. Подбором сопротивления резистора КЗ вновь устанав­ливают стрелку прибора на конечную отметку шкалы микро­амперметра.

Для повышения доверия к прибору полезно снять характе­ристики прибора во всем диапазоне рабочих частот, сняв ам­плитудно-частотные характеристики. Эти характеристики в дальнейшем можно использовать как поправочные при прове­дении измерений.

Милливольтметр переменного тока

Диодный мост и операционный усилитель образуют схему для измерения напряжения переменного тока (рис.), которое настолько мало, что оно находится в нелинейном диапазоне диодов.

Как-то, года два назад, для «сведения» катушек металлодетектора понадобился точный милливольтметр переменного тока, отвлекаться на поиски подходящей схемы и подбирать детали уж очень не хотелось, и тогда взял и купил готовый набор «Милливольтметр переменного тока». Когда вник в инструкцию выяснилось, что у меня на руках только половина того что нужно. Оставил эту затею и купил на базаре древний, но в почти отличном состоянии осциллограф ЛО-70 и прекрасно всё сделал. А так как за последующее время изрядно надоело перекладывать этот пакетик с конструктором с места на место, решил всё же его собрать. Также присутствует любопытство по поводу того насколько хорош он будет.

В набор входит микросхема К544УД1Б которая представляет собой операционный дифференциальный усилитель с высоким входным сопротивлением и низким уровнем входных токов, с внутренней частотной коррекцией. Плюс печатная плата с двумя конденсаторами, с двумя парами резисторов и диодов. Также имеется инструкция по сборке. Всё скромно, но обид нет, стоит набор меньше чем одна микросхема из него в розничной продаже.

Милливольтметр, собранный по данной схеме позволяет измерять напряжение с пределами:

  • 1 – до 100 мВ
  • 2 – до 1 В
  • 3 – до 5 В

В диапазоне 20 Гц – 100 кГц, входное сопротивление около 1 МОм, напряжение питания
от + 6 до 15 В.

Печатная плата милливольтметра переменного тока изображена со стороны печатных дорожек, для «отрисовки» в Sprint-Layout («зеркалить» не нужно), если понадобиться.

Сборка началась с изменений в компонентном составе: под микросхему поставил панельку (сохранней будет), керамический конденсатор поменял на плёночный, номинал естественно прежний. Один из диодов Д9Б при монтаже пришёл в негодность – запаял все Д9И, благо в инструкции последняя буква диода вообще не прописана. Номиналы всех устанавливаемых на плату компонентов были измерены, они соответствуют указанным в схеме (у электролита проверил ещё и ESR).

Читайте также:  Морозостойкая смазка для замков

В набор были включены три резистора номиналом R2 — 910 Ом, R3 — 9,1 кОм и R4 — 47 кОм однако при этом в руководстве по сборке есть оговорка что их номиналы необходимо подбирать в процессе настройки, так что сразу поставил подстроечные резисторы на 3,3 кОм, 22 кОм и 100 кОм. Их было нужно смонтировать на любой подходящий переключатель, взял имевшийся в наличии марки ПД17-1. Показался весьма удобным, миниатюрен, есть за что крепить на плате, имеет три фиксированных положения переключения.

В итоге все узлы из электронных компонентов поместил на монтажную плату, соединил их между собой и подсоединил к маломощному источнику переменного тока – трансформатору ТП-8-3, который подаст на схему напряжение 8,5 вольт.

А теперь заключительная операция – калибровка. В качестве генератора звуковой частоты использован виртуальный. Звуковая карта компьютера (даже самая посредственная) вполне прилично справляется с работой на частотах до 5 кГц. На вход милливольтметра подан от генератора звуковой частоты сигнал частотой 1000 Гц, действующее значение которого соответствует предельному напряжению выбранного поддиапазона.

Звук берётся с разъёма «наушники» (зелёного цвета). Если после подсоединения к схеме и включения виртуального звукового генератора звук «не пойдёт» и даже подключив наушники его, не будет слышно, то в меню «пуск» наведите курсор на «настройки» и выберите «панель управления», где выберите «диспетчер звуковых эффектов» и в нём нажмите на «Выход S/PDIF», где будет указано несколько вариантов. Наш тот, где есть слова «аналоговый выход». И звук «пойдёт».

Был выбран поддиапазон «до 100 мВ» и при помощи подстроечного резистора достигнуто отклонение стрелки на конечное деление шкалы микроамперметра (внимание на символ частоты, на шкале, обращать не нужно). То же самое было успешно проделано с другими поддиапазонами. Инструкция производителя в архиве. Несмотря на свою простоту, радиоконструктор оказался вполне работоспособным, и что особенно понравилось – адекватным в настройке. Одним словом набор хорош. Поместить всё в подходящий корпус (если нужно), установить разъёмы и прочее будет делом техники.

Обсудить статью МИЛЛИВОЛЬТМЕТР ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *