Voltmérő egy műveleti erősítőn. Elektronikus DC voltmérők Házi készítésű mérőműszerek

A házi készítésű AC millivoltméter áramköre öt tranzisztorból készül.

Főbb paraméterek:

A mért feszültségek tartománya, mV - 3...5*І0^3;
Működési frekvencia tartomány, Hz - 30...30* 10^3;
Frekvenciaválasz egyenetlensége, dB - ±1;
Bemeneti ellenállás, mOhm: 10, 20, 50 mV határokon - 0,1; 100 mV határokon..5 V - 1,0;
Mérési hiba, % - 10.

Készülék diagram

A készülék egy bemeneti emitter követőből (V1, V2 tranzisztor), egy erősítő fokozatból (V3 tranzisztor) és egy AC voltmérőből (V4, V5 tranzisztorok, V6-V9 diódák és P1 mikroampermérő) áll.

10-szeres csökkenés következik be, ha az S1 kapcsolót X 10 mV állásba állítjuk (az osztót az R1 és az R22 ellenállás, valamint a párhuzamosan kapcsolt emitter követő bemeneti ellenállása alkotja).

Az R22 ellenállás az eszköz bemeneti ellenállásának (100 kOhm) pontos beállítására szolgál. Ha az S1 kapcsoló X 0,1 V állásban van, a mért feszültség 1/100-a az emitter követő bemenetére kerül.

Rizs. 1. AC millivoltméter áramköre öt tranzisztorral.

Az osztó alsó karja ebben az esetben az átjátszó bemeneti ellenállásából és az R22 és R2* ellenállásokból áll.

Az emitterkövető kimenetére egy másik feszültségosztó van csatlakoztatva (S2 kapcsoló és R6-R8 ellenállások), amely lehetővé teszi az erősítőhöz továbbmenő jel csillapítását.

A millivoltméter következő fokozata - az AF feszültségerősítő a V3 tranzisztoron (körülbelül 30-as erősítési tényező) - lehetővé teszi az alacsony feszültségek mérését.

Ennek a fokozatnak a kimenetéről a 34 erősített feszültség egy lineáris skálájú váltakozó áramú feszültségmérő bemenetére kerül, amely egy kétfokozatú erősítő (V4, V5), amelyet egy egyenirányító hídon (V7-) keresztül negatív visszacsatolás borít. V10). A P1 mikroampermérő a híd átlójában található.

A leírt voltmérő skálájának nemlinearitása a 30...100 jelek tartományában nem haladja meg a 3%-ot, a munkaterületen (50...100) - 2%-ot. A kalibrálás során a millivoltmérő érzékenységét az R13 ellenállással állítjuk be.

Részletek

A készülék bármilyen kisfrekvenciás kis teljesítményű tranzisztort használhat h21e = 30...60 statikus áramátviteli együtthatóval (1 mA emitteráram mellett). A V1 és V4 helyére nagy h21e együtthatójú tranzisztorokat kell telepíteni. V7-V10 diódák - bármilyen germánium a D2 vagy D9 sorozatból.

A KS168A zener dióda két KS133A zener diódára cserélhető sorba kapcsolással. A készülék MBM (C1), K50-6 (minden más) kondenzátort, MLT-0.125 fix ellenállást, SPO-0.5 vágóellenállást használ.

Az S1 és S2 kapcsolók (tolókapcsolók a Sokol tranzisztoros rádióból) úgy módosultak, hogy mindegyik kétpólusú lett, három pozícióval: minden sorban eltávolították a legkülső rögzített érintkezőket (két mozgatható érintkező), a többi mozgatható érintkezőt diagramváltásnak megfelelően átrendeztük

Felállítása

A készülék beállítása a diagramon csillaggal jelölt ellenállásokkal jelzett üzemmódok kiválasztásával, valamint a skála standard Készülék szerint történő kalibrálásával jár.

HF voltmérő lineáris skálával
Robert AKOPOV (UN7RX), Zhezkazgan, Karaganda régió, Kazahsztán

A rövidhullámú rádióamatőr fegyvertárának egyik szükséges eszköze természetesen egy nagyfrekvenciás voltmérő. Ellentétben az alacsony frekvenciájú multiméterrel vagy például egy kompakt LCD oszcilloszkóppal, ilyen eszköz ritkán található az értékesítésben, és egy új márkás költsége meglehetősen magas. Ezért amikor szükség volt egy ilyen eszközre, mutatóként egy tárcsás milliamperméterrel építették, amely a digitálistól eltérően lehetővé teszi a leolvasások változásának egyszerű és egyértelműen kvantitatív értékelését, nem pedig az eredmények összehasonlítását. Ez különösen fontos olyan készülékek beállításakor, ahol a mért jel amplitúdója folyamatosan változik. Ugyanakkor az eszköz mérési pontossága egy bizonyos áramkör használatakor meglehetősen elfogadható.

A tárban lévő diagramon van egy elírás: az R9 ellenállása 4,7 MOhm legyen

Az RF voltmérők három csoportra oszthatók. Az elsők szélessávú erősítőre épülnek, a negatív visszacsatoló áramkörbe dióda egyenirányítóval. Az erősítő biztosítja az egyenirányító elem működését az áram-feszültség karakterisztika lineáris szakaszában. A második csoportba tartozó készülékek egyszerű detektort használnak nagy ellenállású egyenáramú erősítővel (DCA). Az ilyen HF voltmérő skálája az alsó mérési határokon nemlineáris, amihez speciális kalibrációs táblázatok vagy a készülék egyedi kalibrálása szükséges. Nem oldja meg a problémát az a kísérlet, hogy bizonyos mértékig linearizálják a skálát, és lefelé tolják az érzékenységi küszöböt egy kis áram átvezetésével a diódán. Mielőtt az áram-feszültség karakterisztika lineáris szakasza elkezdődik, ezek a voltmérők valójában mutatók. Mindazonáltal az ilyen eszközök, mind a teljes szerkezetek, mind a digitális multiméterekhez való csatolások formájában, nagyon népszerűek, amint azt számos magazinban és az interneten megjelent publikáció bizonyítja.
Az eszközök harmadik csoportja skála linearizálást alkalmaz, amikor egy linearizáló elemet tartalmaz az UPT operációs rendszer áramköre, hogy biztosítsa a szükséges erősítési változást a bemeneti jel amplitúdójától függően. Az ilyen megoldásokat gyakran alkalmazzák professzionális berendezés-alkatrészekben, például AGC-vel ellátott szélessávú, nagy lineáris műszererősítőkben vagy szélessávú RF-generátorok AGC-komponenseiben. Ezen az elven épül fel a leírt készülék, amelynek áramkörét kisebb változtatásokkal kölcsönözzük.
A látszólagos egyszerűsége ellenére a HF voltmérő nagyon jó paraméterekkel és természetesen lineáris skálával rendelkezik, amely kiküszöböli a kalibrálási problémákat.
A mért feszültségtartomány 10 mV és 20 V között van. Az üzemi frekvenciasáv 100 Hz...75 MHz. A bemeneti ellenállás legalább 1 MOhm, legfeljebb néhány pikofarad bemeneti kapacitással, amelyet a detektorfej kialakítása határoz meg. A mérési hiba nem rosszabb, mint 5%.
A linearizáló egység a DA1 chipen készül. A negatív visszacsatoló áramkörben lévő VD2 dióda segít növelni az erősítő ezen fokozatának erősítését alacsony bemeneti feszültségeknél. A detektor kimeneti feszültségének csökkenése kompenzálva van, ennek eredményeként a készülék leolvasása lineáris függést kap. A C4, C5 kondenzátorok megakadályozzák az UPT öngerjesztését és csökkentik az esetleges interferenciát. Az R10 változó ellenállás segítségével a PA1 mérőeszköz tűjét a mérések elvégzése előtt a skála nulla pontjára kell állítani. Ebben az esetben az érzékelőfej bemenetét zárni kell. A készülék tápegysége nem rendelkezik különleges tulajdonságokkal. Két stabilizátoron készül, és 2x12 V-os bipoláris feszültséget biztosít a műveleti erősítőknek (a hálózati transzformátor nem látható a diagramon, de az összeszerelő készlet tartalmazza).

A készülék minden alkatrésze, a mérőszonda egyes részei kivételével, két, egyoldalas fóliaüvegszálból készült nyomtatott áramköri lapra van felszerelve. Az alábbiakban az UPT kártya, a tápegység és a tesztszonda fényképe látható.

Milliamméter RA1 - M42100, 1 mA teljes tű-eltérítési árammal. Kapcsoló SA1 - PGZ-8PZN. Az R10 változó ellenállás SP2-2, az összes trimmelő ellenállás importált többfordulatú, például 3296 W. Az R2, R5 és R11 nem szabványos értékű ellenállások két sorba kapcsoltból állhatnak. A műveleti erősítők cserélhetők másokkal, nagy bemeneti impedanciával és lehetőleg belső korrekcióval (hogy ne bonyolítsák az áramkört). Minden állandó kondenzátor kerámia. Az SZ kondenzátor közvetlenül az XW1 bemeneti csatlakozóra van felszerelve.
Az RF egyenirányítóban a D311A diódát a legnagyobb megengedett RF feszültség és a felső mért frekvenciahatáron az egyenirányítási hatékonyság optimálissága alapján választottuk ki.
Néhány szó a készülék mérőszondájának kialakításáról. A szondatest üvegszálból készült, cső formájában, amelyre egy rézfólia-szita kerül.

A ház belsejében egy fólia üvegszálból készült tábla található, amelyre a szonda részek vannak felszerelve. A test közepén hozzávetőleg ónozott fóliacsíkból készült gyűrű hivatott érintkezni a szondacsúcs helyére felcsavarható kivehető elválasztó közös vezetékével.
Az eszköz beállítása a DA2 op-amp kiegyensúlyozásával kezdődik. Ehhez az SA1 kapcsolót „5 V” állásba állítjuk, a mérőszonda bemenetét zárjuk, a PA1 készülék nyilát pedig az R13 trimmező ellenállással a nulla skálajelre állítjuk. Ezután a készüléket „10 mV” állásba kapcsoljuk, a bemenetére ugyanazt a feszültséget kapcsoljuk, és az R16 ellenállással a PA1 eszköz nyilát az utolsó skálaosztásra állítjuk. Ezután 5 mV feszültséget kapcsolunk a voltmérő bemenetére, a készülék nyílának körülbelül a skála közepén kell lennie. A leolvasások linearitása az R3 ellenállás kiválasztásával érhető el. Még jobb linearitás érhető el az R12 ellenállás kiválasztásával, de ne feledje, hogy ez befolyásolja az UPT erősítését. Ezután az eszközt minden altartományban kalibrálják a megfelelő vágóellenállások segítségével. Referenciafeszültségként a voltmérő kalibrálásakor a szerző egy Agilent 8648A generátort használt (kimenetére 50 Ohm terhelésnek megfelelő terhelést csatlakoztattak), amely digitális kimeneti jelszintmérővel rendelkezik.
A 2011-es Rádió 2. magazin teljes cikke letölthető innen
IRODALOM:
1. Prokofjev I., Millivoltméter-Q-méter. - Rádió, 1982, 7. szám, p. 31.
2. Stepanov B., HF fej digitális multiméterhez. - Rádió, 2006, 8. szám, p. 58, 59.
3. Stepanov B., RF voltmérő Schottky-diódán. - Rádió, 2008, 1. szám, p. 61, 62.
4. Pugach A., Nagyfrekvenciás millivoltméter lineáris skálával. - Rádió, 1992, 7. sz., p. 39.

A maszkkal és jelölésekkel ellátott nyomtatott áramköri lapok (szonda, alaplap és tápegység kártya) ára: 80 UAH

ábrán. 86 mutatja az alapvet egyszerű tranzisztoros DC voltmérő kapcsolási rajza kb. 100 kOhm bemeneti ellenállással és 0 és 1000 V közötti mérési tartománnyal hét altartományban: 0-1; 0-5, 0-10; 0-50; 0-100; 0-500 és 0-1000 V. Egy ilyen eszköz hasznos lehet a tranzisztoros és a csöves erősítő fokozatok működési módjának mérésére.

A készüléket egyetlen galvanikus cella táplálja, amelynek feszültsége 1,5 V. Leírja a brazil rádióamatőrök magazinja.

A készülék beállítása egyszerű. Először nyitott bemenet mellett az R8 változó ellenállással állítsa nullára a készülék milliamperméteres tűjét. Ezután a mérleg kalibrálva van. Ehhez a voltmérő bemenetét referenciafeszültség-forráshoz, például egy külső galvanikus akkumulátor pólusaihoz kell csatlakoztatni, a készülék szondáit be kell helyezni az „O” bemeneti aljzatokba és a megfelelő mérési határértékbe, majd az R9 változtatható ellenállás beállításával egy voltmérő leolvasást kapunk, amely megfelel a referencia akkumulátor feszültségének.

Ahhoz, hogy a készüléket csak egy skálán lehessen kalibrálni, az R1-R7 ellenállások ellenállását nagyon pontosan kell megválasztani (legfeljebb 1-2%-os tűréshatárral).

Voltmérő készítéséhez használhat tranzisztorokat, például GT108 vagy MP41, MP42 bármilyen betűindexszel, de mindig ugyanazokkal az értékekkel Vst = 50-80, milliamperméter 0-1 mA áramerősséghez. Az áramforrás lehet egy elem 316 vagy 343, 373.

Működés közben emlékezni kell arra, hogy ennek a voltmérőnek a nagy bemeneti ellenállását a tranzisztorokon egyenáramú erősítő használata biztosítja, amelynek paraméterei erősen függenek a környezeti hőmérséklettől. Ezért a mérések elvégzése előtt gondosan nullára kell állítani a műszer mutatóját, és magasabb környezeti hőmérsékleten a skálát is kalibrálni kell. Ez a leírt voltmérő hátránya a hagyományos avométerekhez képest.

Azok a voltmérők, amelyekben az egyenáramú erősítőt térhatású tranzisztorokkal készítik, lényegesen nagyobb stabilitásúak. ábrán. 87 egy egyenáramú voltmérő sematikus diagramját mutatja 0 és 1 V közötti feszültségek mérésére, két térhatású tranzisztorra gyűjtve. A készülék bemeneti impedanciája körülbelül 4 MOhm. Egy ilyen eszköz nagyon hasznos lehet a vevők és erősítők tranzisztorfokozatainak alapáramköreiben az egyenfeszültség mérésére, a leírásában javasolt módon.

Ez a voltmérő olyan térhatású tranzisztorokat használhat, mint a KP102E és a KP103K. Áramforrásként három sorba kapcsolt 3336 L-es akkumulátor használható, szükség esetén a tápfeszültség 9 V-ra csökkenthető. Nagyobb feszültségek mérésére például 0-10 V vagy 0-100 V tartományban külső nagy ellenállású feszültségosztók 10:1 vagy 100:1 megosztási együtthatóval. Millivoltméter nagy impedanciájú bemenettel. A rádióamatőrök jellemzően avométerrel mérik a váltakozó feszültséget, aminek a bemeneti impedanciája kicsi. A legjobb eredményeket a szabványos millivoltmérőkkel lehet elérni, amelyek lehetővé teszik nagyon alacsony, millivoltban mért LF feszültségek mérését. Az Avometer legfeljebb 0,1 V-ot tud mérni.

ábrán. A 88. ábra egy egyszerű, alacsony frekvenciájú millivoltmérő vázlatos rajzát mutatja, körülbelül 2 MΩ bemeneti ellenállással. A mérő tűjének teljes eltérítése 15-100 mV bemeneti feszültségnek felel meg. A voltmérőt 4,5 V-os elem táplálja, ilyen jó eredményeket csak úgy lehetett elérni, hogy ennek a készüléknek a kisfrekvenciás erősítőjének bemenetén térhatású tranzisztor van bekapcsolva.

Az egyik amerikai rádiós magazinban megjelent diagram (88. ábra) szerint a millivoltmérő a T1 térhatású tranzisztoron egy forráskövetőt, a T2 tranzisztoron egy közös emitteráramkör szerint csatlakoztatott feszültségerősítőt és egy teljes hullámjel feszültség egyenirányító árammérővel - mikroampermérővel . Az egyenirányító jelerősítését és így a készülék érzékenységét az R5 változó ellenállás szabályozza. Sőt, ha a változtatható ellenállás csúszkája az áramkörnek megfelelően alsó helyzetben van, akkor a millivoltmérő érzékenysége 100 mV. Ennek a készüléknek a mérési tartománya jelentősen bővíthető, ha a bemenetére a mért jel kiegészítő feszültségosztóját csatlakoztatjuk. Ebben az esetben több tartományú mérőeszközt kaphat, amelynek bemeneti ellenállása meghaladja a 10 MOhm-ot.

A millivoltmérő KP103ZH vagy KP103L (T1,) és MP41A (T2), valamint D9V-D9E (D1, D2) diódák segítségével készíthető. Az áramforrás egy 3336 literes akkumulátor lehet. A külső interferencia elkerülése érdekében a millivoltmérő részeket célszerű fémtokba helyezni.

Millivoltméter lineáris skálával. A legtöbb AC avométer és millivoltméter hátránya (beleértve a fent leírtakat is) a skála nullához közeli egyenetlensége, ami a dióda egyenirányító átviteli együtthatójának nemlinearitásából adódik kis jelnél. Különféle módszerek ismertek az ilyen eszközök méretarányának linearizálására, de ezek többsége összetett az amatőr rádiótervezésnél. Ebben a tekintetben egy angol rádióamatőr magazin oldalain leírt váltakozóáramú voltmérőt az egyszerűség és a működés megbízhatósága különbözteti meg, amelynek kapcsolási rajza a 2. ábrán látható. 89. Ez a voltmérő a D1-D4 diódákon lévő híd egyenirányítóból áll, amelynek egyik átlója 0-500 μA skálájú, 500 ohm belső ellenállású milliampermérővel van terhelve, a másik pedig a kollektor és a az erősítő fokozat alapja T1 tranzisztorra szerelve, közös emitteres áramkör szerint csatlakoztatva. Más hasonló voltmérőkben a második átló a kollektor és az emitter közé csatlakozik. Van itt valami hiba? Nem. Ebben az eszközben egy sorba kapcsolt híd egyenirányítón és C2 kondenzátoron keresztül nemlineáris negatív áram visszacsatolás történik a kollektortól a T1 tranzisztor alapjához.

Mivel alacsony jelfeszültségnél a diódákon áthaladó áram is kicsi, a negatív visszacsatolás hatása jelentéktelen lesz, és a kaszkád által biztosított erősítés nagy (60-100). A jelfeszültség növekedésével a diódák vezetőképessége nő, és ezzel együtt a negatív visszacsatoló áram is nő, ez pedig csökkenti a fokozat erősítését. És minél nagyobb a jel a bemeneten, annál kevésbé erősödik az egyenirányító jele. Ennek eredményeként a voltmérő skála kezdeti szakasza szinteződik (linearizálódik), és a voltmérő leolvasása teljesen egybeeshet a mikroampermérő skála osztásaival. Az eszköz által mért váltakozó feszültség maximális értéke numerikusan megegyezik a mikroampermérő maximális leolvasásának és az R3 ellenállás kiloohmban mért ellenállásának hányadosával. Például az ábrán látható diagrammal. 89 Az R3 ellenállás ellenállása esetén a voltmérő 0-5 V tartományban tud váltakozó feszültséget mérni.

Ennek a voltmérőnek a gyártásakor ajánlatos KT315G típusú tranzisztort használni, amelynek Vst = 80-120. A tranzisztor kollektoráramkörében folyó egyenáram mennyiségét az R1 ellenállás ellenállásának kiválasztásával állítjuk be. A diódák lehetnek D18 vagy D20, D9D, D9I típusúak. ábrán láthatókkal. A 89 kondenzátorral a voltmérő 20 Hz és 600 kHz közötti frekvenciatartományban képes feszültséget mérni. A készülék tápellátásához használjon Krona-VTs akkumulátort vagy két sorba kapcsolt 3336L akkumulátort.

Vasziljev V. A. Külföldi rádióamatőr tervek. M., "energia", 1977.

Házi készítésű mérőműszerek

Főbb paraméterek:

A mért feszültségek tartománya, mV 3...5*І0^3;

Működési frekvencia tartomány, Hz 30...30* 10^3;

Frekvencia átvitel egyenetlensége, dB ±1;

Bemeneti ellenállás, mOhm:

10, 20, 50 mV határokon 0,1;

100 "mV-on belül... 5 V 1,0;

Mérési hiba, % 10.

Készülék diagram

Az X1 csatlakozóról mért váltakozó feszültség egy feszültségosztón (R1, R2* és R22 ellenállásokon) keresztül jut a bemeneti emitter követőhöz, amellyel ez a feszültség 10-szeresére vagy 100-szorosára csökkenthető. 10-szeres csökkenés következik be, ha az S1 kapcsolót X 10 mV állásba állítjuk (az osztót az R1 és az R22 ellenállás, valamint a párhuzamosan kapcsolt emitter követő bemeneti ellenállása alkotja). Az R22 ellenállás az eszköz bemeneti ellenállásának (100 kOhm) pontos beállítására szolgál. Ha az S1 kapcsoló X 0,1 V állásban van, a mért feszültség 1/100-a az emitter követő bemenetére kerül.

Az osztó alsó karja ebben az esetben az átjátszó bemeneti ellenállásából és az R22 és R2* ellenállásokból áll.

Az emitterkövető kimenetén egy másik feszültségosztó is található (S2 kapcsoló és R6-R8 ellenállások), ami lehetővé teszi az erősítőhöz továbbmenő jel csillapítását.

A millivoltmérő következő fokozata - az AF feszültségerősítő a V3 tranzisztoron (erõsítési tényezõ kb. 30) - alacsony feszültségek mérésére szolgál, ennek a fokozatnak a kimenetérõl a 34 felerõsített feszültség a váltakozó feszültség bemenetére kerül. mérő lineáris skálával, amely egy kétfokozatú erősítő (V4, V5) , amelyet az egyenirányító hídon (V7-V10) keresztül negatív visszacsatolás borít. A P1 mikroampermérő a híd átlójában található.

A leírt voltmérő skálájának nemlinearitása a 30...100 jelek tartományában nem haladja meg a 3%-ot, a munkaterületen (50...100) -2%-ot. A kalibrálás során a millivoltmérő érzékenységét az R13 ellenállással állítjuk be.

A készülék beállítása a diagramon csillaggal jelölt ellenállásokkal jelzett üzemmódok kiválasztásával, valamint a skála standard Készülék szerint történő kalibrálásával jár.

Műveleti erősítő voltmérő

http://www. irls. emberek ru/izm/volt/volt05.htm

Különböző elektronikus berendezések üzembe helyezésekor gyakran szükség van egy nagy bemeneti impedanciájú, széles frekvenciatartományban működő AC és DC voltmérőre. Ez egy ilyen viszonylag egyszerű eszköz volt, amelyet a K574UD1A műveleti erősítővel tudtunk megépíteni, amely magas karakterisztikával rendelkezik (több mint 10 MHz-es egységerősítési frekvencia és akár 90 V/µs kimeneti feszültség elfordulási sebessége).

A voltmérő sematikus diagramja az ábrán látható. 1.

Lehetővé teszi az AC és DC feszültségek mérését 11 altartományban (a felső mérési határértékek a diagramon láthatók). Frekvencia tartomány - 20 Hz-től 100 kHz-ig a „10 mV” altartományban, 200 kHz-ig a „30 mV” altartományban és 600 kHz-ig a többiben. Bemeneti impedancia - 1 MOhm. Az egyenfeszültség mérésének hibája ±2, az AC feszültség ±4%. Bemelegítés után (20 perc) gyakorlatilag nincs nulla drift. Az áramfelvétel nem haladja meg a 20 mA-t.

A készülék egy DA1 op-amp alapú precíziós egyenirányítót tartalmaz VD1-VD4 diódahíddal az OOS áramkörben. Az egyenirányított feszültséget az RA1 mikroampermérő táplálja. Ez a beépítés lehetővé teszi a voltmérő leglineárisabb skálájának elérését. Az R14 ellenállást a műveleti erősítő kiegyensúlyozására, azaz az eszköz nullára történő beállítására használják.

Precíziós egyenirányítóval nemcsak váltakozó, hanem egyenfeszültséget is mértek, ami csökkentette a kapcsolási időket az egyik üzemmódból a másikba való átkapcsoláskor. Ezenkívül ez leegyszerűsítette a DC feszültség mérésének folyamatát, mivel nem volt szükség a PA1 mikroampermérő polaritásának megváltoztatására. A mért egyenfeszültség előjelét a DA2 op-amp polaritásjelzője határozza meg, skálaerősítő áramkör szerint csatlakoztatva és HL1, HL2 LED-ekkel terhelve. A készülék érzékenysége olyan, hogy a feszültség polaritását jelzi, ha a mikroampermérő tűje csak egy skálaosztással tér el.

A készülék működési módját az SA1 kapcsoló, a mérési résztartományt az SA2 kapcsoló választja ki, amely megváltoztatja a DA1 műveleti erősítőt lefedő visszacsatoló hurok mélységét. Ebben az esetben az OOS áramkörbe két ellenálláscsoport kerülhet be: R7-R11 (állandó feszültség mellett a bemeneten) és R18, R19, R21-R23 (váltakozó feszültségen). Az utóbbi besorolását úgy választják ki, hogy a műszer leolvasása megfeleljen a szinuszos effektív értékeinek

váltakozó feszültség. Az R17C8, R20C9 korrekciós áramkörök csökkentik a készülék amplitúdó-frekvencia-válaszának (AFC) egyenetlenségét a „10 mV” és „30 mV” altartományban. Az L1 fojtószelep kompenzálja a DA1 műveleti erősítő frekvenciaválaszának nemlinearitását. Az egy és három mérési határok sokaságát az R1-R6, C2-C7 elemek bemeneti frekvencia-kompenzált osztói biztosítják. Az osztási együttható a DA1 mikroáramkör OOS áramkörében az ellenállások SA2 kapcsolóval történő kapcsolásával egyidejűleg változik.

A készülék tápellátása impulzusos forrásból történik (2. ábra). Az alapot V. Zaitsev, V. Ryzhenkov „Kis méretű hálózati tápegység” című cikkében ismertetett eszközből vettük („Rádió”, 1976, 8. szám, 42., 43. o.). A stabilitás növelése és a tápfeszültség hullámosságának csökkentése érdekében a DA3, DA4 mikroáramkörök és LC szűrők stabilizátoraival egészül ki. Használhat másik megfelelő stabilizált ±15 V-os feszültségforrást, valamint galvanikus cellákból vagy akkumulátorokból álló akkumulátort.

A voltmérő egy M265 mikroampermérőt (1. pontossági osztály) használ, 100 μA teljes eltérési árammal és két skálával (100 és 300 végjelekkel). Az R1-R6, R7-R11, R18, R19, R21-R23 ellenállások megengedett eltérése legfeljebb ±0,5%. A K574UD1A mikroáramkör cserélhető K574UD1B, K574UD1V-re. Fojtók L1-L5 - DM-0,1. A T1 transzformátor egy 34 mm külső átmérőjű, 18 mm belső átmérőjű és 8 mm magas toroid mágneses magra van feltekerve 0,1 mm vastag permalloy szalagra. Az I. és IV. tekercsek egyenként 60 menetes PEV-2 0,1, II és III - 120 (PEV-2 0,2), valamint V és VI - 110 (PEV-2 0,3) menetes huzalt tartalmaznak.

Az interferencia csökkentése érdekében az R7-R11, R18, R19, R21-R23 OOS áramkör bemeneti osztójának elemei és ellenállásai közvetlenül az SA2 kapcsoló érintkezőire vannak felszerelve. A fennmaradó részeket a táblára helyezzük, a mikroampermérő menetes csapjaira szerelve. A DA1 chipet sárgaréz pajzs borítja. Az op-amp 5. és 8. tápkivezetése közvetlenül a DA1 mikroáramkörnél 0,022...0,1 μF kapacitású kondenzátorokon keresztül csatlakozik egy közös vezetékhez. 3-as és 4-es érintkezője árnyékolt vezetékekkel csatlakozik az SA1, SA2 kapcsolókhoz. A tápegység VT1, VT2 tranzisztorait hűtőbordákra szerelik fel, amelyek hűtőfelülete kb. 6 cm2. A forrást le kell szűrni.

A beállítás az áramforrással kezdődik. Ha a blokkoló oszcillátor nem öngerjeszt, akkor a generálás az R26 ellenállás kiválasztásával történik. Ezután az R28, R30 trimmelő ellenállásokkal állítsa be a +15 és -15 V feszültséget, csatlakoztassa a beállító eszközt a forráshoz, és győződjön meg arról, hogy a DA1 mikroáramkör nem öngerjeszt. Ha ez megtörténik, akkor csatlakoztasson egy 4...10 pF kapacitású kondenzátort a 6. és 7. kapcsa közé, és ellenőrizze az öngerjesztés hiányát az egyen- és váltakozó feszültség mérési minden résztartományában.

Ezután a készüléket „1 V” váltakozó feszültség mérési altartományra kapcsoljuk, és a bemenetre 100 Hz frekvenciájú szinuszos jel kerül. Az amplitúdó megváltoztatásával a nyíl a skála középső jeléhez térül el. A bemeneti feszültség frekvenciájának növelésével a C2 kondenzátor trimmelése minimális változást ér el a készülék leolvasásában a működési frekvencia tartományban. Ugyanez történik a „10 V” és „100 V” altartományon, megváltoztatva a C4 és C6 kondenzátorok kapacitását. Ezt követően a műszer leolvasásait minden altartományban szabványos voltmérővel ellenőrzik.

Meg kell jegyezni, hogy a K574UD1A mikroáramkör hiányában a voltmérőben a K140UD8 op-amp bármilyen betűindexszel használható, azonban ez a működési frekvencia tartomány enyhe szűküléséhez vezet.

V. SHCHELKANOV

Millivoltméter

http://www. irls. emberek ru/izm/volt/volt06.htm

A készülék, amelynek megjelenése az ábrán látható. 1 3. p. magazin fedele (itt nem látható) méri a szinuszos feszültség effektív értékeit 1 mV-tól 1 V-ig egy kiegészítő osztócsatlakozással 300 V-ig, a 20 Hz...20 MHz frekvencia tartományban. A szélessávú erősítő használata millivoltméterben egyenirányítóval, amelyet közös negatív visszacsatolás (NFE) fed le, lehetővé tette a leolvasások nagy pontosságát és a lineáris skála elérését. A fő hiba 20 kHz-es frekvencián legfeljebb ±2%. A járulékos frekvenciahiba a 100 Hz...10 MHz intervallumban nem haladja meg a ±1 értéket, a 20...100 Hz és 10...20 MHz intervallumokban pedig - ±5%. A mérési határértékek 10-ig, illetve 10-20 MHz-ig terjedő frekvenciaintervallumban történő átkapcsolásából eredő hiba rendre legfeljebb ±2, illetve ±6%. A készülék rádióamatőr gyakorláshoz elegendő pontossággal (±10...12%) 30 MHz-es frekvenciájú feszültséget tud mérni, de a minimális feszültség 3 mV. A millivoltmérő bemeneti ellenállása 1 MOhm, a bemeneti kapacitása 8 pF. A készüléket tizenegy D-0,25 elemből álló akkumulátor táplálja. Az áramfelvétel körülbelül 20 mA. A folyamatos működési idő frissen feltöltött akkumulátorral legalább 12 óra.

Töltők" href="/text/category/zaryadnie_ustrojstva/" rel="bookmark">töltő (VD4).

A távoli szonda kaszkád 100%-os környezetvédelemmel van ellátva. Terhelése és egyben az OOS áramkör eleme az R8-R13 feszültségosztó. Egy további R8 ellenállás tartozik hozzá, hogy az osztóhoz illeszkedjen a csatlakozókábel karakterisztikus impedanciája (1500 m). Kondenzátorok C4. A C5 kompenzálja a frekvencia torzítását.

A szélessávú millivoltméteres erősítőt VT3--VT10 tranzisztorokkal szerelik össze. Maga az erősítő háromfokozatú, VT4 tranzisztorokat használ. VT7, VT10 terheléssel, amelynek funkcióit VT3, VT6, VT9 tranzisztorokat használó erősítő végzi. A diódákkal összekapcsolt VT5 és VT8 tranzisztorok növelik a feszültséget a VT3 és VT4 tranzisztorok kollektorai és emitterei között.

Az erősítő bemenete a C6, C7 kondenzátorokon és az SA1.2 kapcsolón keresztül csatlakozik a feszültségosztó kimenetére. A polarizációs feszültség az R14 ellenálláson keresztül jut a kondenzátorok csatlakozási pontjához. Az R15 ellenállás aluláteresztő szűrőt képez a VT4 tranzisztor bemeneti kapacitásával, ami csökkenti az erősítést az erősítő működési frekvenciasávján kívül.

Egyenáram esetén az erősítőt az általános OOS fedi az R15 és R21 ellenállásokon keresztül. A terhelési kaszkádokat is lefedi az általános OOS, és annak mélysége 100%, mivel a VT3 tranzisztor alapja közvetlenül kapcsolódik a VT9 tranzisztor emitteréhez. Ez az OOS váltakozó árammal is működik (az R25 ellenállást nem kapcsolja kondenzátor), ami jelentősen megnöveli a VT9 tranzisztor (és az egész erősítő) kimeneti ellenállását, és több pikofaradra csökkenti a kimeneti kapacitását. Ez megteremti a feltételeket az erősített jel teljes teljesítményének az egyenirányítóhoz (VD1. VD2) történő továbbításához széles frekvenciatartományban. A nagy kimeneti ellenállás biztosítja az áramgenerátor üzemmódot az egyenirányító áramkörben és egy lineáris skálát.

A VT9 és VT10 tranzisztorok bekapcsolásakor az ábrán látható módon nagyon nehéz stabilitást elérni az erősítő üzemmódjában. Jó eredményeket értek el, ha a VT3 és VT4 tranzisztorok kollektorait az R18 és R19 ellenállásokon keresztül csatlakoztatták, valamint a VT6 és VT7 tranzisztorok kollektorait a csatlakozási pontjukhoz (2).

Ha valamilyen okból, például a VT3 tranzisztor hőmérsékletének növekedése miatt, a kollektoráram megnő. Ennek eredményeként a kollektora és az emittere közötti feszültség, valamint a VT6, VT9 tranzisztorok árama csökken, az utóbbiak kollektor-emitter feszültsége pedig nő. A VT6 tranzisztor kollektorárama azonban sokkal nagyobb mértékben csökken, mint a VT3 tranzisztor árama nő. ezért összáramuk lényegesen kisebb lesz. Ez a VT7 tranzisztor és így a VT10 tranzisztor áramának csökkenését okozza, ami a VT10 tranzisztor kollektor-emitter feszültségének növekedéséhez és a VT9, VT10 tranzisztorok kollektorainak csatlakozási pontjában az eredeti feszültség változásához vezet. érték. Ez biztosítja a készülék viszonylag nagy stabilitását: ha a kezdeti hőmérséklet (+18...20°C) ±30 "C-kal változik, az állandó kimeneti feszültség 10...25%-kal változik.

A leírt erősítő fő hátránya, hogy (a tranzisztorparaméterek nagy elterjedése miatt) először be kell állítani az állandó feszültséget a kimeneten az R25 vagy R26 ellenállások egyikének kiválasztásával. Ennek elkerülése érdekében az erősítőt a VT16-VT19 tranzisztorokon lévő nyomkövető fokozattal egészítik ki, amely további általános egyenáramú visszacsatolást biztosít, és az erősítő működési módjának stabilizálására szolgál. A kaszkád hasznos tulajdonsága, hogy a VT16 és VT18 tranzisztorok bázisáramai az R27 ellenálláson ellentétes irányban haladnak át, a keletkező áram nagyon kicsi, így az ellenállás ellenállása nagyon nagy lehet, a kaszkád stabilizáló hatása pedig magas legyen.

Ha valamilyen oknál fogva megnő az erősítő kimenetének feszültsége, akkor a VT18, VT19 tranzisztorok árama nő, és a VT16, VT17 tranzisztorok árama csökken. Ennek eredményeként az R17 ellenállás feszültségesése kisebb lesz, és az emitter és a VT3 tranzisztor alapja közötti feszültség nő, ami a kollektoráram növekedését, valamint az emitter és a kollektor közötti feszültség csökkenését okozza. Ez a VT6 és VT9 tranzisztorok áramának csökkenéséhez vezet, aminek következtében a kimeneti feszültség az eredeti értékére hajlik. Ezenkívül, amikor a VT16, VT17 tranzisztorok kollektorárama csökken, az R26 ellenálláson lévő feszültség, és így a VT4 tranzisztor kollektorárama is csökken. A kollektor feszültsége és a VT7 és VT10 tranzisztorok árama megnő, ami a VT10 tranzisztor kollektora és emittere közötti feszültség csökkenését és az erősítő eredeti működési módjának visszaállítását okozza. Ezenkívül a VT4 tranzisztor kollektoráramának csökkenése a VT6 tranzisztor, és így a VT9 áramának csökkenéséhez vezet, ami szintén segít fenntartani az erősítő meghatározott üzemmódját.

Meg kell jegyezni, hogy a VT16 és VT17 tranzisztorok kollektoráramköre mentén a helyreállítási hatás sokkal gyengébb, mint az emitter áramkör mentén, mivel kollektoraik az erősítő kimeneti fokozatának VT10 tranzisztorának emitter áramköréhez vannak csatlakoztatva. Ez azonban javítja a szervo kaszkád teljesítményét.

A VT18VT19 kompozit tranzisztor hasonló módon stabilizálja az erősítő működési módját.

A nyomkövető kaszkád használatának köszönhetően a szélessávú erősítő nem igényel tranzisztoros módok beállítását, és széles hőmérsékleti tartományban képes működni.

A millivoltméteres egyenirányító teljes hullámú, mindkét karban külön terhelés (R28C15 és R29C16). Az R30 ellenállás a PA1 eszköz kalibrálására szolgál.

A szélessávú erősítőt és az egyenirányítót közös váltakozó áramú visszacsatolás fedi az R22 ellenálláson keresztül. Ez biztosítja az egyenirányító megnövekedett linearitását és a készülék leolvasásának stabilitását, valamint a működési frekvencia tartomány kiterjesztését. A váltakozó áram negatív visszacsatolási mélységének növelése érdekében a C10 és C12 blokkolókondenzátorok a VT4, VT10 tranzisztorok emitter áramkörében találhatók. Az R16C8 áramkör, amely az R22 ellenállást söntöli, korrigálja az erősítő frekvenciaválaszát magasabb frekvenciákon.

Feszültségstabilizátor (VT11-VT15, VD3) - parametrikus típus.

A VT11-VT13 tranzisztorokat stabisztorként használják a D814G (VD3) zener dióda áramkörében, amely nagy stabilizációs feszültség-szórással rendelkezik. Az 1-es és 2-es, 1-es és 3-as vagy 1-es és 4-es pontok átkötéssel történő összekötésével a készülék működéséhez szükséges tápfeszültség 12±0,3 V.

A töltő félhullámú egyenirányító áramkör szerint van összeállítva, R39, R40 korlátozó ellenállásokkal.

A millivoltmérő a GB1 akkumulátor feszültségének ellenőrzését biztosítja a „Control” állásban. Pete." kapcsoló SA2. Nál nél. Ebben az esetben az R38 ellenállás a mérés felső határát 20 V-ra állítja.

Az R1, R2, R9-R13, R15, R22 és R38 ellenállásoknak alacsony hőmérsékleti ellenállási együtthatóval kell rendelkezniük, ezért C2-29 ellenállásokat kell használni. S2-23, BLP, ULI stb. Ha nincs szükség nagyobb stabilitásra és pontosságra széles hőmérséklet-tartományban, akkor MLT ellenállások használhatók. Ebben az esetben a rádióamatőr gyakorlat számára elfogadható mérési hiba 20±15 °C hőmérsékleten biztosított. A fennmaradó ellenállások MLT, 5%-os tűréshatárral. A millivoltmérőben minden oxidkondenzátor K50-6, a többi KM4-KM6 stb.

A KT315, KTZ6Z, K. T368 sorozatú tranzisztorok és a KD419 sorozat diódái bármilyen betűindexszel használhatók. VD4 dióda - bármilyen kis teljesítményű szilícium dióda, amelynek megengedett fordított feszültsége 400 V és előremenő árama legalább 50 mA. A D814G zener dióda bármilyen más kis teljesítményű, 11 V stabilizáló feszültségű diódára cserélhető. Az egyenirányítóban (VD1, VD2) mikrohullámú detektor vagy keverődióda (D604, D605 stb.) használható. extrém esetekben a D18, D20 germánium diódák, de ezzel együtt a működési frekvencia tartomány felső határa 10...15 MHz-re csökken.

Kapcsoló SA1 - PG-3 (5P2N), de használhat PGK, PM és egyéb kekszet, lehetőleg kerámiát; Az SA2 és SA3 a TP1-2 váltókapcsolók.

A PA1 mérőeszköz egy M93 mikroampermérő, amelynek belső ellenállása 350 Ohm, teljes eltérési árama 100 μA, és két skála 30 és 100 végpontokkal. Használhat más eszközöket (például M24 és hasonlók) is. eltérő teljes eltérésű áram, de legfeljebb 300 μA , csak az R32 és R38 ellenállásokat kell kiválasztani.

A millivoltmérő 200X115X66 mm méretű, 1,5 mm vastag duralumínium házba van szerelve (lásd a borítót); Az előlap ugyanabból az anyagból készül, vastagsága 2,5 mm. Utóbbi két 28 mm átmérőjű furattal rendelkezik a távoli szonda és az elválasztó fúvóka elhelyezésére.

A távoli szonda és az osztó-fúvóka egy koaxiális csatlakozó részeiből készül, amelyek egymáshoz vannak csatlakoztatva (dugó - szonda, aljzat - osztó-fúvóka). Ezek közül az első kialakítása az ábrán látható. 3 borító. Az áramköri lapon található C2 kondenzátor vezetéke, amely szorosan egy kúp alakú szerves üvegcsúcsba van beillesztve, a sárgaréz csaphoz van forrasztva. Hengeres képernyőként oxidkondenzátortestet használnak. A képernyő külső átmérője 28 mm, hossza 54 mm. A vezérelt eszközhöz való csatlakoztatás érdekében a képernyőre rugalmas vezetékkel ellátott bádoglemez bilincs van rögzítve. A képernyő végén lévő lyukon keresztül két körülbelül 1 m hosszú kábelt helyezünk a szondába:

az egyik (koaxiális 150 Ohm karakterisztikus impedanciával) a szonda feszültségosztóhoz való csatlakoztatására szolgál, a másik (árnyékolt vezeték) a tápfeszültség ellátására szolgál. Mindkét kábel árnyékoló fonatai a szonda és az erősítő közös pontjaihoz vannak forrasztva. A szonda képernyője és a készüléktest is hozzájuk csatlakozik.

Az osztó-fúvóka megközelítőleg hasonló kialakítású (lásd a borító 4. ábráját). Az Rl ellenállás átmérőjénél 2...3-szor nagyobb belső átmérőjű, hosszánál 1...2 mm-rel hosszabb belső átmérőjű árnyékoló csővel ellátott fémlemez válaszfal (következtetések nélkül). A válaszfal a középső részen lévő csőhöz van forrasztva, és elektromosan érintkezik a külső hengeres képernyővel. Az Rl ellenállást koaxiális csőbe helyezzük, egyik kivezetése a csapra, a második a válaszfaltól 14...15 mm távolságra lévő sárgaréz aljzatra van forrasztva. A foglalat 7 mm vastagságú és 27 mm átmérőjű szerves üvegből készült korongban van rögzítve, amely két L alakú sárgaréz sarokkal és csavarokkal van a válaszfalhoz csatlakoztatva.

Az R8-R13 ellenállások és a C4, C5 kondenzátorok előre rövidített vezetékekkel közvetlenül az SA1 kapcsoló érintkezőire vannak forrasztva. Az SA1.2 kapcsoló mozgóérintkezőjének kimenete az erősítő bemenetének közelében található, és a kimenet, amelyre az R12 és R13 ellenállásokat forrasztják, valamivel nagyobb távolságra van, mint az R13 ellenállás hossza (vezetékek nélkül) a közöstől. az erősítő pontja. Az R13 ellenállás kivezetései 2...2,5 mm-re vannak lerövidítve, hogy induktív reaktanciájuk a legnagyobb üzemi frekvencián lényegesen kisebb legyen, mint az ellenállás aktív ellenállása (ellenkező esetben a frekvencia torzulása megnő a nagy frekvenciákon).

Az R39, R40 töltőelemek és a VD4 dióda egy kis táblára vannak felszerelve, amely az előlapra van szerelve a HRZ csatlakozó közelében.

A millivoltméter fennmaradó részeit egy 1,5 mm vastag üvegszálas táblára helyezzük, amint az ábra mutatja. 5 borító. A PA1 mikroampermérő menetes csapjaira van rögzítve. Az oxidkondenzátorok függőlegesen vannak felszerelve a táblára, a vezetékek az ellenkező oldalon vannak meghajlítva a telepítésnek megfelelő irányban. Az R22 ellenállás vezetékei 2...3 mm-re vannak lerövidítve.

A tábla bal (a fedlapon) lévő részének a-a lyukakon keresztül 0,7 mm átmérőjű ónozott huzalt vezetünk át 3-szor, és forraszanyaggal töltjük fel. Ez a vezeték az erősítő közös pontja. A hozzá való, szaggatott vonallal jelölt csatlakozások az alkatrészekkel ellentétes oldalon azonos átmérőjű vezetékkel készülnek, az SI kondenzátorból pedig dupla vezetéket fektetnek le az induktivitás csökkentésére. Ugyanígy az R28, R29 ellenállások és a C 15, C 16 kondenzátorok kivezetései az R22 ellenállás és a C8, C10 kondenzátorok csatlakozási pontjához csatlakoznak. A tervezés megismétlésekor ezeket a vezetékeket a legrövidebb úton kell elhelyezni, de úgy, hogy lehetőség szerint ne keresztezzenek más vezetékeket, és ne menjenek át a forrasztási pontokon (az egyértelműség kedvéért a borítón láthatók anélkül, hogy ezeket a követelményeket figyelembe vennénk).

A GB1 akkumulátor a táblára két rugós sarok közé van beszerelve, amelyek annak kivezetéseiként szolgálnak. Az akkumulátorokat vastag papírból (2-3 rétegben) összeragasztott csőbe helyezzük. A 110...115 mm hosszú cső szélei mindkét végén hengereltek. Az akkumulátor rugalmas rögzítőhuzallal van a táblához rögzítve.

A millivoltmérő beállítása a tápfeszültség beállításával kezdődik, szükség esetén a 2., 3. vagy 4. érintkezőt egy áthidaló segítségével csatlakoztatja az 1. érintkezőhöz. Ezután ellenőrizze a feszültséget a VT1 tranzisztor forrásánál. Ha kisebb, mint 1,5 V, akkor a tranzisztor kapujára kis (volt töredék) pozitív feszültséget kell vezetni egy 130...140 kOhm összellenállású rezisztív osztóról. Ezután ellenőrzik az erősítő tranzisztorainak működési módjait. A mért feszültségértékek nem térhetnek el ±10%-nál nagyobb mértékben a diagramon feltüntetett értékektől.

Ezt követően a millivoltméter (KR2) bemenetére 100 kHz frekvenciájú és 10 mV feszültségű rezgéseket táplálunk egy szabványos jelgenerátorról. A kapcsoló „0.01” állásban van. Az R30 ellenállás ellenállásának megváltoztatásával a PA1 eszköz tűje a skála végpontjáig elhajlik.

Végül a generátor zökkenőmentes újjáépítése során ellenőrizze az eszköz frekvenciaválaszát a nagyfrekvenciás tartományban, miután korábban leválasztotta a C8 kondenzátor kimenetét az R22 ellenállásról. 20 MHz-es frekvencián a millivoltméter leolvasása nem csökkenhet (100 kHz-hez viszonyítva) 10...20%-nál nagyobb mértékben. Ha ez nem így van. csökkenteni kell az R15 ellenállás ellenállását.

Ezt követően helyreáll a kapcsolat a C8 kondenzátor és az R22 ellenállás között, és szükség esetén a C8 kondenzátor és az R16 ellenállás kiválasztásával elérjük a frekvenciamenet egyenletességét magas frekvenciákon. Bizonyos esetekben a 16 és 20 MHz közötti frekvenciaválasz pontosabb beállításához egy fojtótekercset sorba kötnek ehhez az áramkörhöz úgy, hogy 10-25 menetnyi PEV-1 vezetéket tekernek fel 0,11... átmérőjű. MLT-0,25 ellenállás több mint 15 kOhm ellenállással. Soronként 0,13 mm

Az alacsony frekvenciatartományban a frekvenciamenet ellenőrzéséhez használjon GZ-33, GZ-56 vagy hasonló generátort, amelynek belső ellenállása 600 Ohm bekapcsolva és a kimeneti ellenállás kapcsolója „ATT” állásban van. A frekvencia torzulása ezen a területen kizárólag a C2, SZ, C6, C7, C9-C13 blokkoló- és leválasztókondenzátorok kapacitásától függ (minél nagyobb, annál kisebb a torzítás).

G. MIKIRTICHAN

Moszkva

IRODALOM
1. Auto. dátum Szovjetunió 000. sz. („Felfedezések, találmányok...” közlöny, 1977, 9. sz.).
2. Auto. swil. USSR J6 634449 („Felfedezések, találmányok...” közlöny, 1978, 43. sz.).
3. Auto. swil. Szovjetunió 000. szám (Bulletin „Felfedezések. Találmányok...”, 1984. 13. sz.).

RÁDIÓ 5. szám, 1985. o. 37-42.

Millivoltméter - Q-mérő

http://www. irls. emberek ru/izm/volt/voltq. htm

I. Prokopjev

A készülék, melynek leírását az olvasók figyelmébe ajánljuk, a tekercsek minőségi tényezőjének, induktivitásának, a kondenzátorok kapacitásának, valamint a nagyfrekvenciás feszültség mérésére szolgál. A minőségi tényező mérésénél 1 mV-os feszültség kerül az oszcilláló áramkörre (az E9-4-ben 50 mV helyett), így külső RF generátortól mindössze 100 mV-os feszültség szükséges, azaz szinte bármilyen alacsony feszültséget használhat. -teljesítménytranzisztoros jelgenerátor legalább 0 ,24...24 MHz működési tartománnyal.

A mért minőségi értékek tartománya 5...1000 1%-os hibával, kapacitás - 1-400 pF 1%-os hibával és 0,2 pF 1...6 pF kapacitás mérésénél. Az induktivitás meghatározása rögzített frekvenciákon öt altartományban a táblázat szerint történik.

Mérési frekvencia, MHz	Altartomány, µG

A beépített millivoltmérő (az áramkört az (1)-ből kölcsönöztük) hat altartományban tud váltakozó feszültséget mérni: 3, 10, 30, 100, 300, 1000 mV a 100 kHz-től 35 MHz-ig terjedő frekvenciasávban. Bemeneti ellenállás - 3 MOhm, bemeneti kapacitás 5 pF. A mérési hiba nem haladja meg az 5%-ot.

A készülék kis méretű - 270x150x140 mm, egyszerű kialakítású és könnyen beállítható. 220 V-os váltakozó áramú hálózati feszültségről táplálja, beépített stabilizált tápegységen keresztül.

Sematikus ábrájaábrán látható a millivoltmérő távszondával és tápegységgel. 1,

https://pandia.ru/text/80/142/images/image006_47.gif" width="455" height="176">
Rizs. 2.

A mérőegység X5-X8 aljzatai fluoroplast lemezre vannak felszerelve (más anyagok nem megfelelőek), és egy 25 mm-es oldalú négyzet sarkaiban helyezkednek el (3. ábra).

Rizs. 3.

A C27 kondenzátor egy hangoló kondenzátor, levegő dielektrikummal, a C23 szükségszerűen alacsony veszteségű csillám (például KSO). C24 kondenzátor - bármilyen kerámia, de mindig minimális öninduktivitással. Ehhez a kondenzátor saját kivezetéseit leforrasztják, egy 20x20x1 mm méretű rézlemezt forrasztanak az egyik lemezre, amelyet ezután a C25 változó kondenzátor testéhez csavaroznak a lehető legközelebb az X5-X8 aljzatokhoz. Egy rézfólia szalag egyik vége a C24 kondenzátor második lemezéhez van forrasztva, amelynek második vége az X5 aljzathoz van forrasztva, amint az a betéten látható. A mérőegység foglalatait és egyéb réz részeit célszerű ezüsttel bevonni.

A millivoltmérő egy távoli szondából, egy csillapítóból, egy háromfokozatú szélessávú erősítőből, egy feszültségduplázó detektorból és egy mikroampermérőből áll.

A szonda egy feszültségkövető áramkör szerint van összeállítva V1, V2 tranzisztorok segítségével. Árnyékolt kábellel csatlakozik a készülékhez egy további vezetővel, amelyen keresztül a tápfeszültséget táplálják.

A szélessávú csillapító egy 11 pozíciós kerámia kapcsolótáblára van felszerelve. Az azonos részsávhoz tartozó csillapítóelem-csoportok közé 0,5 mm vastag rézlemezből készült árnyékoló lemezeket helyeznek el, és a teljes csillapítót 50 mm átmérőjű és 45 mm hosszú sárgaréz képernyőbe zárják.

A szélessávú erősítő mindhárom fokozata egy közös emitterrel rendelkező áramkör szerint van összeállítva, és átviteli együtthatója 10. Az erősített jel az amplitúdódetektorhoz, majd az R31 trimmező ellenálláson keresztül (kalibrálás) a mérőeszközhöz kerül. P1.

tápegység A készüléknek nincsenek különleges tulajdonságai. A hálózati feszültséget a T1 transzformátor csökkenti, egyenirányítja és a V9, V10 tranzisztorok segítségével egy stabilizátorhoz táplálja.

Szerkezetileg a készülék duralumínium házba van összeszerelve (4. ábra).

Rizs. 4.

Távoli szonda (5. ábra)

Rizs. 5.

csuklós rögzítési módszerrel csillámlapra szerelve és alumínium tokba zárva - 18 átmérőjű, 80 mm hosszúságú képernyő. Az eszköz megismétlésekor szigorúan be kell tartania a nagyfrekvenciás eszközök telepítésére vonatkozó szabályokat.

A készülék OMLT, MLT-0.125 állandó ellenállásokat használ. A csillapító ellenállásait 10%-os pontossággal választják ki. Kondenzátorok K50-6, KLS, KTP, KM-6. Trimmer ellenállás R31 - SP-11; fogantyúja az előlapon lévő nyílás alatt található. M265 mikroampermérő 100 μA teljes eltérési árammal. MT-1, MT-3, PGK kapcsolók.

A készülék beállítása a névleges áramerősség beállításával kezdődik a V8 Zener diódán keresztül. Ehhez 220 V hálózati feszültségen az R35 ellenállást úgy kell kiválasztani, hogy a stabilizáló áram 15 mA legyen. Ezután az R34 ellenállás kiválasztásával a stabilizátor kimenetén a feszültséget 9 V-ra állítjuk. Az eszköz által fogyasztott áram nem haladja meg a 25 mA-t. Ezt követően a jelgenerátor feszültsége kerül a szonda bemenetére, és a szélessávú erősítő kimenetén lévő feszültség szabályozásával, a V3-V5 tranzisztorok emitter áramköreiben korrekciós áramkörök kiválasztásával egységes frekvenciaválaszt érünk el. az erősítő a 0,1...35 MHz frekvenciasávban (arról, hogy ezt hogyan lehet megtenni az (1) pontban).

A Q-mérő mérőegység beállításához 100 mV-os, 760 kHz-es frekvenciájú feszültséget kell kapcsolni a szabványos jelgenerátorból az X4 aljzatba, és csatlakoztatni kell bármilyen tekercset, amelynek induktivitása 0,1...1 mH tartományba esik. az X5, X6 aljzatokhoz. A C26 kondenzátor tengelyének elforgatásával rezonanciát érünk el a Q-mérő mérőegységhez csatlakoztatott millivoltméter maximális leolvasása szerint. Ha ez megtehető, akkor a mérőegység megfelelően van felszerelve, és megkezdheti a kondenzátor mérlegének kalibrálását. A C26 kondenzátor az áramkör finomhangolására szolgál, ezért a skálájának középen nulla jellel kell lennie, és -3 és +3 pF között kell kalibrálnia.

A C25 kondenzátor skáláját egy frekvencián, például 760 kHz-en kalibráljuk, az L=25,4/f2*(C+Cq) képlet alapján, ahol Cq a C26 kondenzátor kapacitása, amely megfelel a skála nulla pontjának. . Az induktivitást mH-ban kapjuk, ha a frekvenciát MHz-ben helyettesítjük, a kapacitást pedig pF-ben. A leolvasott értékeket 24 MHz-es frekvencián korrigálják a C27 kondenzátor használatával és az L1 induktivitás menetszámának (0,03 μH) kiválasztásával.

A minőségi tényező méréséhez a távszondát a Q-mérő mérőegység X9 aljzatába kell csatlakoztatni (a Q-mérő mérőegység bemeneti X4 és kimeneti X9 csatlakozói a készülék hátlapján találhatók). Külső generátorról csatlakoztasson a kívánt frekvenciájú feszültséget az X4 aljzatra, és a „K” gomb (S3) megnyomásával állítsa be a generátor kimeneti feszültségszabályozójával a feszültséget 100 mV-ra a millivoltméteres skálán. Ezután csatlakoztassa a tekercset és érje el a rezonanciát a C25, C26 kondenzátorok beállító gombjainak forgatásával, és olvassa le a leolvasott értékeket (a minőségi tényező mérésekor a millivoltméter leolvasását megszorozzák 10-zel).

További részletek a tekercsek és kondenzátorok különböző paramétereinek mérésére szolgáló Q-mérő használatának lehetséges lehetőségeiről a következő helyen találhatók:

Irodalom

1. Utkin I. Hordozható millivoltos szél - Rádió, 1978, 12, p. 42-44

2. Az E9-4 Q-mérő kialakításának gyári leírása

3. Rogovenko S. Rádiómérő műszerek - Felsőiskola, 2. rész, p. 314-334

Millivolt nanoampermérő

http://www. irls. emberek ru/izm/volt/volt04.htm

Ahhoz, hogy a voltmérőnek nagy bemeneti ellenállása legyen (több megaohm), elég, ha a bemeneti fokozatát egy forráskövető áramkör szerint csatlakoztatott térhatású tranzisztor segítségével készíti el. Az ezeken a félvezető eszközökön gyakran alkalmazott (nulla drift kompenzálására szolgáló) differenciál kaszkáddal szemben ez a megoldás egyszerűbb, nem kell több paraméterben azonos másolatpárt kiválasztani, ami jelentős szóródásuk miatt szükséges nagyszámú tranzisztor, bár ez a voltmérő nulla beállításának szükségességéhez vezet. Mivel a bemeneti ellenálláson a feszültségesés arányos a rajta átfolyó árammal, a készülék egyidejűleg mérni is tudja.

Ezek a megfontolások lehetővé tették egy egyszerű millivolt-nanoampermérő megtervezését, amely mind alacsony egyen-, mind váltakozó feszültségek és áramok mérését biztosítja különböző rádióberendezések nagy ellenállású áramköreiben. A kapcsolók kezdeti helyzetében a készülék készen áll 0 és 500 mV közötti feszültség vagy 0 és 50 nA közötti áram mérésére. A kapcsolók manipulálásával a feszültségmérés felső határa 250, 50 és 10 mV-ra, az áramerősség pedig 25, 5 és 1 nA-re csökkenthető, illetve mindegyik 100-szorosára növelhető (az „mVX100” ill. „nAX100” gombok). Így a maximális mért feszültség és áram 50 V-ra, illetve 5 μA-ra korlátozódik (nagyobb értékek mérhetők hagyományos avométerekkel, kellően nagy bemeneti ellenállással és alacsony feszültségeséssel, például Ts4315). A készülék bemeneti impedanciája 10 MOhm. ha nincs megnyomva, vagy 100 kOhm, ha a „nAX100” nyomógombos kapcsolót megnyomják. A mért feszültség- és áramváltozók maximális frekvenciája nem lehet kevesebb, mint 200 kHz.

A készülék sematikus diagramja az ábrán látható. 1.

Tartalmaz egy bemeneti csomópontot (R1 - R3, C2, SZ, SA1, SA2), egy forráskövetőt (VT1), egy erősítő fokozatot (DA1), egy eszközt a mérési határértékek és az áram típusának kiválasztásához (R9-R16, SA3, SA4), mérőcsomópont (VD3-VD6, PA1, C5) és tápegység (T1, VD7-VD12, C8 - C11, R17, R18).

A forráskövető nagy bemeneti impedanciát biztosít az eszköz számára. A referencia adatok szerint az alkalmazott térhatású tranzisztor kapuszivárgó árama elérheti az 1 nA-t, ami kisebb értékű áramok mérését úgy tűnik nem teszi lehetővé. Ilyen szivárgási áram azonban csak akkor lép fel, ha a kapu és a forrás közötti feszültség 10 V. És a készülékben ez a feszültség nullához közelít. Ezért a szivárgási áram valós értékei sokkal kisebbek, mint a névleges érték, és feltételezhetjük, hogy az eszköz bemeneti ellenállását a bemeneti csomópont elemei határozzák meg. Ez utóbbi egy frekvenciafüggetlen R1-R3C2C3 feszültségosztó. SA1 és SA2 kapcsolókkal vezérelve, az áram- és feszültségmérés határait 5 μA-ra, illetve 50 V-ra bővítve. A VD1, VD2 diódák megvédik a VT1 tranzisztort a rá veszélyes bemeneti feszültségektől. Az erősítő fokozat a rendelkezésre álló K140UD1B op-amp-ot használja, amely meglehetősen nagy erősítéssel és jó frekvencia tulajdonságokkal rendelkezik. Az erősítő bemeneti impedanciája több száz kiloohm. A mért feszültség az op-amp nem invertáló bemenetére kerül a VT1 tranzisztor forrásából. Az R5 trimmer ellenállás a készülék nullázására szolgál a mérési határértékek átkapcsolásakor, az op-erősítőt az OOS áramkör fedi le a mérőegységen és a mérési határértékeket és áramtípust választó készüléken keresztül. Az SA3 és SA4 kapcsolók segítségével az egyik R9-R16 ellenállás az op-amp invertáló bemenetére csatlakozik, az SA4 kapcsolóval pedig az RA1 mikroampermérő közvetlenül (állandó feszültség és áram mérésénél) vagy az OOS áramkörre csatlakozik. a VU3-VD6 egyenirányító (változó értékek mérésekor). A tápfeszültség kikapcsolása esetén fellépő túlfeszültség elleni védelem érdekében a mikroampermérőt az SA5 kapcsoló SA5.2 szakasza rövidre zárja az eszköz hálózatról való leválasztásával egyidejűleg.

A készülék bipoláris tápegysége VD7R17 és VD8R18 paraméteres stabilizátorokat tartalmaz.

Részletek és design. A készülék SP5-3 (R5) és MLT (egyéb) ellenállásokat és kondenzátorokat használ. K50-6 (C5, C8, C9), K50-7 (GIO, SI), MBM, KT1, BM (nyugalmi), M2003 mikroampermérő 50 μA teljes tűterelő árammal. P2K kapcsolók.

A T1 hálózati transzformátor egy ShL15X25 mágneses magra van feltekerve, 10X35 mm-es ablakkal. Az 1-2 tekercs 4000 menetes PEV-2 0,12 vezetéket, 3-4-5 - 320 + 320 menet PEV-2 0,2 vezetéket tartalmaz.

A K140UD1B műveleti erősítő bármilyen másra cserélhető (megfelelő tápfeszültséggel és korrekcióval), azonban a legtöbb elérhető op erősítő rosszabb frekvenciatulajdonságai miatt ebben az esetben szűkül a készülék működési frekvenciatartománya. A KP303B tranzisztor helyett KP303A vagy KP303Zh, D223 helyett D104 diódák - bármilyen azonos paraméterű szilícium, D18 helyett - D2 vagy D9 sorozatú germánium diódák, bármilyen betűindexszel.

A készülék más, 100 vagy 200 µA teljes tűeltérítési árammal rendelkező mikroampermérőket is használhat, azonban az R9-R16 ellenállásokat Ebben az esetben újra ki kell választani.

A készülék két, 1,5 mm vastag üvegszálból készült nyomtatott áramköri lapra van felszerelve. Ezek rajzai a ábrán láthatók. 2 (1. tábla)

és 3. (2. tábla).

Az SA1-SA4 kapcsolók az 1-es lappal együtt egy alumínium sarokba vannak felszerelve, amely az előlaphoz van csavarozva. Az R5 trimmelő ellenállás is fel van szerelve rá, hogy beállítsa a készülék nulláját, amelyhez van egy lyuk a csavarhúzó számára. A 2. tábla perselyekkel és anyákkal van rögzítve a mikroampermérő rögzítőcsavarjain. Középső részében egy 45X X 15 mm-es lyukat vágtak ki, amely hozzáférést biztosít a mikroaméter tűs csapjain lévő szirmokhoz, amelyekhez a C5 kondenzátor vezetékei vannak forrasztva. A C10 és SI kondenzátorok egy fémsarokra vannak felszerelve, amelyek ehhez a táblához vannak csavarozva, és az SI kondenzátor háza le van választva.

Felállítása. A telepítés előtt ajánlatos kiválasztani a készülék egyes részeit. Először is ez az R2 és R3 ellenállásokra vonatkozik. Összes ellenállásuk 10 MOhm legyen (megengedett eltérés - legfeljebb ±0,5%), és az R2/R3 ellenállás aránynak 99-nek kell lennie. Az R1 ellenállást ugyanolyan pontossággal kell kiválasztani. A kiválasztás megkönnyítése érdekében a megnevezett ellenállások mindegyike kettőből (kisebb értékből) állhat. A VD3-VD6 diódákat megközelítőleg azonos fordított ellenállás szerint választják ki, amelynek legalább 1 MOhm-nak kell lennie.

Ezt követően a RIO-R16 ellenállások kivételével minden alkatrészt a táblákra szerelünk, a táptranszformátort, a mérőegység alkatrészeit, a bemeneti csatlakozókat csatlakoztatjuk, és a kapcsolókat az ábrán látható helyzetbe állítva, az áramellátás be van kapcsolva. Először megmérik a bipoláris áramforrás kimenetén a feszültségeket, és ha ezek 0,1 V-nál nagyobb mértékben különböznek, akkor a VD7 vagy VD8 zener-diódát választják ki. A forrás mindkét karjának hullámzási feszültsége nem haladhatja meg a 2 mV-ot.

Ezt követően az R5 trimmelő ellenállás csúszkájának középső helyzetében az R6 ellenállás kiválasztásával állítsa be a PA1 mikroampermérő tűjét pontosan a skála nulla jelére, és folytassa a készülék kalibrálásával. Először 10 mV állandó feszültséget kapcsolunk az XS1 és XS3 bemeneti csatlakozókra, és az SA3.1 gomb megnyomásával az R10 ellenállás kiválasztásával elérjük a tű eltérülését a skála utolsó jeléig. Ezután a bemeneti feszültséget egymás után 50, 250 és 500 mV-ra növeljük, és ugyanezt a célt érjük el az R13 (az SA3.2 gomb lenyomásával), az R15 (lenyomva az SA3.3 gombbal) és az R9 ellenállások (az összes gomb a készülékben) kiválasztásával. ábrán látható pozíciók).

Ezután az SA4 kapcsoló segítségével a készüléket változó feszültség- és árammérési módba kapcsoljuk, és egymás után 10, 50, 250 és 500 mV-os váltakozó feszültségeket kapcsolunk 1 kHz-es frekvenciával az XS2, XS3 aljzatokra, a készülék kalibrálásra kerül. az R12, R14, R16 és R11 ellenállások kiválasztásával.

Végül az SA2 gomb megnyomásával és 100 kHz-es bemeneti feszültséggel ellenőrizze a kalibrációt valamelyik váltakozó feszültség mérési határértékén, és szükség esetén korrigálja a készülék leolvasását a C2 kondenzátor kiválasztásával.

B. AKILOV

Sayanogorsk, Khakass Autonóm Okrug

RÁDIÓ 2., 1987. o. 43.