Voltmetru HF cu scară liniară. Amplificator operațional voltmetru AC / DC milivoltmetru

Aveam nevoie de un milivoltmetru AC precis, chiar nu voiam să fiu distras căutând un circuit potrivit și selectând piese, apoi am luat și am cumpărat un set gata făcut de „milivoltmetru AC”. Când am studiat instrucțiunile, s-a dovedit că aveam în mâini doar jumătate din ceea ce aveam nevoie. Am părăsit această afacere și am cumpărat un osciloscop LO-70 vechi, dar în stare aproape perfectă, la bazar și am făcut totul perfect. Și pentru că data viitoare m-am săturat să mut această geantă cu designerul dintr-un loc în altul, am decis să o asamblam oricum. Există și curiozitate despre cât de bine va fi.

Setul include microcircuitul K544UD1B, care este un amplificator diferenţial operaţional cu o impedanţă mare de intrare şi nivel scăzut curenți de intrare, cu corecție de frecvență internă. Plus o placă de circuit imprimat cu doi condensatori, cu două perechi de rezistențe și diode. Sunt incluse și instrucțiuni de asamblare. Totul este modest, dar fără supărare, setul costă mai puțin de un microcircuit de la el în retail.

Un milivoltmetru asamblat conform acestui circuit vă permite să măsurați tensiunea cu următoarele limite:

• 1 - până la 100 mV
• 2 - până la 1 V
• 3 - până la 5 V

În intervalul 20 Hz - 100 kHz, impedanță de intrare aproximativ 1 MΩ, tensiune de alimentare
de la + 6 la 15 V.

PCB-ul milivoltmetrului AC este afișat din partea laterală a pistelor imprimate, pentru „desen” în Sprint-Layout (nu este nevoie de „oglindă”), dacă este necesar.

Asamblarea a început cu modificări ale compoziției componentelor: am pus o priză sub microcircuit (se va salva), am schimbat condensatorul ceramic cu un condensator cu film, valoarea nominală este în mod natural aceeași. Una dintre diodele D9B a căzut în paragină în timpul instalării - toate D9I-urile au fost lipite, deoarece ultima literă a diodei nu este deloc specificată în instrucțiuni. Au fost măsurate valorile nominale ale tuturor componentelor instalate pe placă, acestea corespund cu cele indicate în diagramă (lângă electrolit).

Setul a inclus trei rezistențe cu o valoare nominală de R2 - 910 Ohm, R3 - 9,1 kOhm și R4 - 47 kOhm, cu toate acestea, în manualul de asamblare există o condiție ca valorile lor să fie selectate în timpul procesului de reglare, așa că am setați imediat rezistențele trimmerului la 3, 3 kOhm, 22 kOhm și 100 kOhm. Trebuiau montate pe orice comutator potrivit, am luat marca disponibila PD17-1. Mi s-a părut foarte convenabil, în miniatură, există ceva de atașat pe placă, are trei poziții fixe de comutare.

Ca rezultat, am pus toate nodurile componentelor electronice pe o placă de circuit, le-am conectat împreună și le-am conectat la o sursă de curent alternativ de putere redusă - un transformator TP-8-3, care va furniza 8,5 volți circuitului.

Și acum operația finală este calibrarea. Unul virtual a fost folosit ca generator de frecvență audio. Placa de sunet a unui computer (chiar și cea mai mediocru) face față destul de bine lucrului la frecvențe de până la 5 kHz. Un semnal cu o frecvență de 1000 Hz este alimentat la intrarea milivoltmetrului de la un generator de frecvență audio, a cărui valoare rms corespunde tensiunii de limitare a sub-benzii selectate.

Sunetul este preluat de la mufa pentru căști (verde). Dacă, după conectarea la circuit și pornirea generatorului de sunet virtual, sunetul „nu funcționează” și nici măcar conectarea căștilor nu se va auzi, atunci în meniul „start”, mutați cursorul la „setări” și selectați „control panoul", unde selectați "Manager de efecte de sunet "Și în el faceți clic pe" S / PDIF Out ", unde vor fi indicate mai multe opțiuni. Al nostru este cel în care sunt cuvintele „ieșire analogică”. Și sunetul va dispărea.

A fost selectat sub-gama „până la 100 mV” și, cu ajutorul unui rezistor de tăiere, săgeata a fost deviată de diviziunea finală a scării microampermetrului (nu trebuie să acordați atenție simbolului frecvenței de pe scară). Același lucru s-a făcut cu succes cu alte sub-benzi. Instrucțiunile producătorului sunt în arhivă. În ciuda simplității sale, designerul radio s-a dovedit a fi destul de eficient, iar ceea ce mi-a plăcut mai ales a fost adecvat ca decor. Într-un cuvânt, setul este bun. Punerea totul într-o carcasă potrivită (dacă este necesar), instalarea conectorilor și așa mai departe va fi o chestiune de tehnică.

Discutați articolul AC MILIVOLTMETER

Figura prezintă o diagramă schematică a unui milivoltmetru AC simplu, milivoltmetrul are patru intervale de 1 mV, 10 mV, 100 mV și 1 V. Semnalul de intrare poate varia de la câțiva herți la 50 kHz. Neliniaritatea circuitului redresor este eliminată prin aplicarea feedback-ului la amplificatorul operațional. Circuitul este proiectat pentru a măsura media completă rectificată a semnalului de intrare.

• Articole similare

Logheaza-te cu:

Articole aleatorii

• 22.09.2014

  Diagramă schematică Dispozitivul este prezentat în Fig. 1, dispozitivul este proiectat pentru a controla un motor colector - un burghiu, un ventilator și așa mai departe. Pe un tranzistor cu o singură joncțiune VT1, un generator de impulsuri pozitive scurte este asamblat pentru a controla SCR auxiliar VS1. Generatorul este alimentat de o tensiune trapezoidală, obținută datorită limitării diodei Zener VD1 a semi-undelor pozitive ale tensiunii sinusoidale (100Hz). Odată cu apariția fiecărei jumătate de undă din acest...

• 02.10.2014

  Această sursă de alimentare este concepută pentru a alimenta diverse dispozitive de la o tensiune de 25-30V la un curent de 70mA din rețeaua de bord a vehiculului. Un multivibrator pe tranzistoare cu o ieșire puternică generează impulsuri cu o frecvență de aproximativ 10 kHz. În plus, impulsurile care trec prin C3 C4 sunt rectificate în continuare, în timp ce impulsurile sunt tăiate folosind VD1 VD2 pentru a stabiliza ieșirea...

• La stabilirea și repararea echipamentelor audio, este necesar., Un dispozitiv care să măsoare tensiuni alternative de joasă frecvență într-o gamă largă (de la fracțiuni de milivolt la sute de volți), având în același timp o impedanță de intrare mare și o bună liniaritate, cel puțin în spectrul de frecvență de 10-30000 Hz.

  Popular multimetre digitale nu îndeplinesc aceste cerințe. Prin urmare, radioamatorul nu are de ales decât să facă singur un milivoltmetru de joasă frecvență.

  

  Un milivoltmetru cu indicator cu cadran, al cărui circuit este prezentat în figură, poate măsura tensiuni alternative în 12 limite: 1mV, 3mV, 10mV; 30mV, 100mV, 300mV, 1V, 3V, 10V, 30V, 100V, 300V. Impedanța de intrare a dispozitivului atunci când este măsurată în milivolti este de 3 megaohmi, când este măsurată în volți - 10 megaohmi. În intervalul de frecvență de 10-30000 Hz, neuniformitatea citirilor nu este mai mare de 1 dB. Eroare de măsurare la o frecvență de 1 kHz - 3% (depinde în întregime de precizia rezistențelor divizor).
  Tensiunea măsurată este aplicată conectorului X1. Acesta este un conector coaxial, așa cum este folosit ca antenă la televizoarele moderne. La intrare există un divizor compensat de frecvență cu 1000 -R1. R2, C1, C2. Comutatorul S1 este folosit pentru a selecta semnalul direct (citire în mV) sau divizat (citire în V), care este apoi transmis la sursa de urmărire la tranzistor cu efect de câmp VT1. Această etapă este necesară în principal pentru a obține o impedanță mare de intrare a dispozitivului.
  Comutatorul S2 servește la selectarea limitelor de măsurare, cu ajutorul lui factorii de divizare a divizorului de tensiune între rezistențele R4-R8 sunt comutați, în total, formând sarcina cascadei pe VT1. Comutatorul are șase poziții, desemnate prin numerele „1”, „3”, „10”, „30”, „100”, „300”. Când este selectată limita de măsurare, comutatorul S2 setează valoarea limită, iar comutatorul S1 - unitatea de măsură. De exemplu, dacă doriți o limită de măsurare de 100 mV, S1 este setat la „mV” și S2 la „100”.
  În plus, tensiunea alternativă este alimentată la un amplificator cu trei trepte cu tranzistoare VT2-VT4, la ieșirea căruia există un contor (PI, VD1, VD2, VD3, VD4), inclus în circuitul de feedback al amplificatorului.
  Amplificatorul este realizat dupa schema cu legatura galvanica intre trepte. Câștigul amplificatorului este setat folosind un rezistor de reglare R12, care modifică adâncimea OOS.
  Contorul este o punte de diode (VD1-VD4) în diagonala căreia este inclus un microampermetru P1 de 100mA. Microampermetrul are două scale liniare - „0-100” și „0-300”.
  Amplificatoarele milivoltmetre sunt alimentate cu o tensiune de 15V de la stabilizator integral A1, care primește tensiune de la ieșirea sursei, care constă dintr-un transformator de putere redusă T1 și un redresor pe diode VD5-VD8.
  LED-ul HL1 servește ca un indicator al stării de pornire.

  Aparatul este asamblatîn cazul unui milivoltmetru cu tub de curent alternativ defect. Din vechiul dispozitiv, au rămas doar miliampermetrul indicator, carcasa, șasiul și unele întrerupătoare (transformatorul de rețea și majoritatea celorlalte părți au fost îndepărtate mai devreme pentru asamblarea unui osciloscop cu tub semiconductor de casă). Deoarece nu existau sonde cu un conector specific de la milivoltmetrul cu tub, conectorul de pe panoul frontal a trebuit să fie înlocuit cu o priză standard de antenă, cum ar fi la un televizor.
  Carcasa poate fi diferită, dar întotdeauna protejată.
  Detalii despre divizorul de intrare, urmatorul sursă, divizorul pe rezistențele R4-R9 sunt vizualizate prin montarea în bloc pe contactele X1, S1, S2 și urechile de contact, care se află în carcasă pe panoul frontal. Instalarea amplificatorului pe tranzistoarele VT2-VT4 se face pe una dintre benzile de contact, din care sunt patru piese in carcasa. Părțile redresorului VD1-VD4 sunt montate pe contacte instrument de masurare P1.
  Transformatorul de putere T1 este un transformator chinezesc de putere redusă cu o înfășurare secundară de 9 + 9V. Se folosește întreaga înfășurare. Robinetul nu este folosit, tensiunea alternativă este alimentată redresorului VD5-VD8 de la bornele extreme ale înfășurării secundare (se obține 18V). Puteți folosi un alt transformator cu ieșire de 16-18V. Părțile sursei de alimentare sunt plasate sub șasiu pentru a împiedica preluarea transformatorului să intre în circuitul dispozitivului.

  Detalii poate fi foarte divers. Carcasa este spațioasă și poate găzdui aproape orice. Condensatorii C10 și C11 trebuie să fie evaluați pentru o tensiune de cel puțin 25V, iar toți ceilalți condensatori, cel puțin 16V. Condensatorul C1 trebuie să poată funcționa la tensiuni de până la 300V. Acesta este un vechi condensator ceramic KPK-MT. Sub piulița sa de fixare, trebuie să instalați o buclă de contact (sau să faceți o buclă de sârmă cositorită) și să o utilizați ca priză pentru una dintre plăci.
  Rezistoarele R4-R9 trebuie să aibă o precizie suficient de mare (sau trebuie selectate prin măsurarea rezistenței cu un ohmmetru precis). Rezistențele reale ar trebui să fie după cum urmează: R4 = 5,1 k, R5 = 1,75 k, R6 = 510 From, R7 = 175 From. R8 = 51 De la, R9 = 17,5 De la. Eroarea dispozitivului depinde în mare măsură de precizia selecției acestor rezistențe.
  Eroarea dispozitivului depinde în mare măsură de precizia selecției acestor rezistențe.

  Stabilire.
  Pentru a stabili, aveți nevoie de un generator de joasă frecvență și de un fel de milivoltmetru AC exemplar sau de un osciloscop, cu ajutorul căruia puteți calibra dispozitivul. Când instalați instrumentul, rețineți că zgomotul AC din corpul dumneavoastră poate avea un efect semnificativ asupra citirilor instrumentului. Prin urmare, atunci când efectuați citiri, nu atingeți părțile circuitului dispozitivului cu mâinile sau cu unelte metalice.
  După verificarea instalației, aplicați o tensiune sinusoidală de 1 mV cu o frecvență de 1 kHz (de la generatorul LF) la intrarea dispozitivului. Setați S1 la „mV” și S2 la „1” și, ajustând rezistorul R12, setați săgeata indicatorului la ultimul semn al scalei (și nu vă sprijiniți de limitatorul în afara scalei).
  Apoi, comutați S1 la „V” și aplicați o tensiune sinusoidală 1V cu o frecvență de 100 Hz la intrarea dispozitivului de la generator. Selectați rezistența R2 (o puteți înlocui temporar cu un indice) astfel încât săgeata dispozitivului să fie la ultimul semn al scalei. Apoi, creșteți frecvența la 10 kHz (menținând nivelul la 1V) și reglați C1 astfel încât citirea să fie aceeași. ca la 100 Hz. Verificați din nou.
  În acest caz, stabilirea poate fi considerată completă.

  Poptsov G.

  Literatură:

  1. Nizkofrekvencni milivoltmetru. Konstrukcni elektronika a radio, nr. 6, 2006

  Instrumente de măsură de casă

  Setări principale:

  Domeniul de tensiune măsurată, mV 3 ... 5 * I0 ^ 3;

  Gama de frecvență de funcționare, Hz 30 .. .30 * 10 ^ 3;

  Răspuns neuniform în frecvență, dB ± 1;

  Rezistență de intrare, mOhm:

  pe „limitele de 10, 20, 50 mV 0,1;

  în termen de 100 "mV .. .5 V 1.0;

  Eroare de măsurare, % 10.

  Diagrama instrumentului

  Dispozitivul este format dintr-un emițător de intrare (tranzistoare V1, V2), o treaptă de amplificare - (tranzistor V3) și un voltmetru de curent alternativ (tranzistoare V4, V5, diode V6-V9 și un microampermetru P1).
  

  Tensiunea alternativă măsurată de la conectorul X1 este alimentată la emițătorul urmăritor de intrare printr-un divizor de tensiune (rezistoare R1, R2 * și R22), cu care această tensiune poate fi redusă de 10 sau 100 de ori. O scădere de 10 ori apare atunci când comutatorul S1 este setat la X 10 mV (divizorul este format din rezistența R1 și rezistența R22 conectate în paralel și rezistența de intrare a emițătorului urmăritor). Rezistorul R22 este utilizat pentru a seta cu precizie rezistența de intrare a dispozitivului (100 kOhm). Când comutatorul S1 este setat în poziția X 0,1 V, 1/100 din tensiunea măsurată este furnizat la intrarea emițătorului urmăritor.

  Brațul inferior al divizorului în acest caz constă din rezistența de intrare a adeptei și rezistențele R22 și R2 *.

  La ieșirea emițătorului urmăritor este inclus un alt divizor de tensiune (comutatorul S2 și rezistențele R6-R8), ceea ce face posibilă atenuarea semnalului care merge mai departe spre amplificator.

  Următoarea etapă a milivoltmetrului - amplificatorul de tensiune AF pe tranzistorul V3 (câștig de aproximativ 30) - oferă capacitatea de a măsura tensiuni joase / C a ieșirii acestei etape, tensiunea amplificată 34 este alimentată la intrarea unui AC. contor de tensiune cu o scară liniară, care este un amplificator în două trepte (V4, V5) acoperit de feedback negativ prin puntea redresorului (V7-V10). Microampermetrul P1 este inclus in diagonala acestui pod.

  Neliniaritatea scării voltmetrului descris în intervalul de semne 30 ... 100 nu depășește 3%, iar în secțiunea de lucru (50 ... 100) -2%. La calibrare, sensibilitatea milivoltmetrului este reglată cu un rezistor R13.

  Dispozitivul poate folosi orice tranzistoare de joasă frecvență și putere redusă cu un coeficient de transfer de curent static h21e = 30 ... 60 (cu un curent de emițător de 1 mA). Tranzistoarele cu un coeficient mare h21e ar trebui instalate în locul V1 și V4. Diode V7-V10 - orice germaniu din seria D2 sau D9.

  Dioda zener KS168A poate fi înlocuită cu două diode zener KS133A conectându-le în serie. Dispozitivul folosește condensatori MBM (C1), K50-6 (toate celelalte), rezistențe constante MLT-0,125 și o rezistență trimmer SPO-0,5.

  Comutatoarele S1 și S2 (întrerupătoare cu glisare, de la receptorul radio cu tranzistor Sokol) sunt modificate astfel încât fiecare dintre ele să devină bipolar în trei poziții: în fiecare rând, contactele fixe de margine sunt îndepărtate (două contacte mobile), iar contactele mobile rămase sunt îndepărtate. rearanjat în conformitate cu schema de comutare.

  Reglarea dispozitivului se reduce la selectarea modurilor indicate pe diagramă de rezistențele marcate cu un asterisc și la gradarea scalei în funcție de Dispozitivul exemplificator.

  Aceste instrumente sunt utilizate în principal pentru măsurarea tensiunilor joase. Limita maximă de măsurare a acestora este de 1–10 mV, iar rezistența internă este de ordinul 1–10 mΩ.

  Tensiunea de intrare este alimentată la un filtru ChS în formă de L cu trei legături, al cărui scop este reducerea zgomotului frecvenței industriale - 50 Hz în semnalul de intrare.

  Apoi tensiunea este modulată, amplificată de amplificatorul Y 1, constând din Y "(etapa 1 și 2) și Y" (trepa 3 - 5), apoi demodulată, alimentată la amplificatorul de potrivire Y 2 , care este realizat conform circuitului de urmărire a catodului și servește la potrivirea rezistenței μA cu rezistența Y 2 ... Tensiunea se măsoară în μA (100 μA), a cărei scară este gradată în unități de tensiune.

  Un traductor de vibrații a fost folosit ca modulator. DM - demodulator inel cu diode.

  Bucla de feedback servește la stabilizarea câștigului și la modificarea acestuia la comutarea limitelor de măsurare.

  Comutarea limitelor de măsurare, pe lângă legătura OS, include un divizor de tensiune DN, situat între a doua și a treia etapă Y 1 .

  LFO - generatorul de frecvență purtătoare asigură alimentarea cu tensiune la M și DM.

  Conform acestei scheme, este construit un voltmetru DC de tip B2-11 cu limite de măsurare
  B, rezistență internă 10 ÷ 300 mOhm și eroare 6 ÷ 1%.

  Voltmetre universale

  Avea voltmetrele universale sunt construite după un circuit numit circuit „redresoare-amplificator”. O parte importantă a circuitului este redresorul „B”. De regulă, în voltmetrele universale, se folosesc valorile de vârf B, construite conform unui circuit de redresare cu jumătate de undă (deoarece în cazul redresării cu undă întreagă este imposibil să se creeze o magistrală împământată) cu o intrare deschisă sau închisă , dar, de regulă, se folosește un circuit cu o intrare închisă, ceea ce se explică prin independența tensiunii la ieșirea sa față de componenta constantă la intrare.

  Voltmetrele universale au o gamă largă de frecvență, dar sensibilitate și precizie relativ scăzute.

  Voltmetrele universale V7-17, V7-26, VK7-9 și altele au devenit larg răspândite. Eroarea lor de bază ajunge la ± 4%. Gamă de frecvență până la 10 3 MHz. Limite de măsurare de la 100 ÷ 300 mV la 10 3 V.

  Voltmetre AC

  PPI - comutarea limitelor de măsurare.

  Voltmetrele electronice de curent alternativ sunt destinate în principal măsurării tensiunilor joase. Acest lucru se datorează structurii lor „amplificator-redresoare”, adică pre-amplificarea tensiunii. Aceste dispozitive au o impedanță de intrare ridicată datorită introducerii de circuite cu feedback local profund, inclusiv adepți catodici și emițători: redresoare de valori medii, de amplitudine și efective sunt utilizate ca VP. Scara, de regulă, este gradată în unități ale valorii efective, ținând cont de rapoarte
  și
  pentru tensiuni sinusoidale. Dacă scara este gradată la U mier sau U T, atunci are denumirile corespunzătoare.

  În general, dispozitivele conform schemei „amplificator-redresoare” au o sensibilitate și o precizie mai mare, dar gama lor de frecvență este restrânsă, este limitată de amplificatorul U.

  Dacă se utilizează valoarea medie sau de vârf V, atunci dispozitivele sunt critice pentru forma curbei tensiunii de intrare atunci când se calibrează scara în unități. U d .

  Când este utilizat ca medie B, este de obicei un circuit de rectificare cu undă completă. Când utilizați un detector de amplitudine - conform schemei cu intrări deschise sau închise.

  O caracteristică a voltmetrelor electronice rms este pătratul scalei datorită prezenței unui dispozitiv de pătrat în V. Există metode speciale pentru eliminarea acestui dezavantaj.

  Milivoltmetrele de curent alternativ precum B3-14, B3-88, B3-2 etc. au devenit larg răspândite.

  Dintre voltmetrele electronice, voltmetrul de compensare cu diode (DCV) are cea mai mare precizie. Eroarea sa nu depășește sutimi de procent. Principiul de funcționare este explicat prin următoarea diagramă.

  

  NU - indicator nul

  La servire
  și tensiunea de polarizare de compensare acesta din urmă poate fi ajustat astfel încât NI să arate 0. Atunci putem presupune că
  .

  Voltmetre cu impulsuri

  Pulse V sunt concepute pentru a măsura amplitudinile impulsurilor periodice ale semnalelor cu ciclu de lucru ridicat și amplitudinile impulsurilor individuale.

  Dificultatea de măsurare constă în varietatea formelor pulsului și o gamă largă de modificări ale caracteristicilor temporale.

  Toate acestea nu sunt întotdeauna cunoscute de operator.

  Măsurarea impulsurilor individuale creează dificultăți suplimentare, deoarece nu este posibilă acumularea de informații despre valoarea măsurată prin expunerea repetată la semnal.

  Pulse V sunt construite conform diagramei de mai sus. Aici PAI este un convertor de amplitudine și impuls la tensiune. Acesta este cel mai important bloc. Într-un număr de cazuri, oferă nu numai transformarea specificată și stocarea valorii convertite în timpul numărătorii inverse.

  Detectoarele de vârf diodă-condensator sunt cele mai des utilizate în PAI. Particularitatea acestor detectoare este că durata pulsului τ U poate fi mic, dar ciclul de lucru este mare. Ca urmare, pentru τ U„C” nu va fi încărcat complet, dar pentru „T” va fi descărcat semnificativ.