При налаживании и ремонте аудиотехники необходим., прибор, измеряющий низкочастотные переменные напряжения в широком диапазоне (от долей милливольт до сотен вольт), при этом, обладающий высоким входным сопротивлением и хорошей линейностью, хотя бы, в пределах частотного спектра 10-30000 Гц.

Популярные цифровые мультиметры этим требованиям не соответствуют. Поэтому, радиолюбителю ничего не остается, как сделать низкочастотный милливольтметр самостоятельно.

Милливольтметр со стрелочной индикацией, схема которого показана на рисунке, может измерять переменные напряжения в 12-ти пределах: 1mV, 3mV, 10mV; 30mV, 100mV, 300mV, 1V, 3V, 10V, 30V, 100V, 300V. Входное сопротивление прибора при измерении в милливольтах 3 мегаома, при измерении вольтах - 10 мегаом. В частотном диапазоне 10-30000 Гц неравномерность показаний не более 1 dB. Погрешность измерения на частоте 1 кГц - 3% (полностью зависит от точности резисторов делителя).
Измеряемое напряжение подают на разъем Х1. Это коаксиальный разъем, такой как используется в качестве антенного в современных телевизорах. На входе стоит частотно-компенсированный делитель на 1000 -R1. R2, С1, С2. Переключатель S1 служит для выбора прямого (показания в mV) или деленного (показания в V) сигнала, который далее поступает на истоковый повторитель на полевом транзисторе VT1. Этот каскад нужен, в основном, для получения большого входного сопротивления прибора.
Переключатель S2 служит для выбора пределов измерения, с его помощью переключаются коэффициенты деления делителя напряжения на резисторах R4-R8, в сумме, образующих нагрузку каскада на VT1. У переключателя шесть положений, обозначенных числами «1», «3», «10», «30», «100», «300». При выборе предела измерения переключателем S2 устанавливают величину предела, а переключателем S1 - единицу измерения. Например, если нужен предел измерения 100mV, S1 устанавливают в положение «mV», a S2 - «100».
Далее, переменное напряжение поступает на трехкаскадный усилитель на транзисторах VT2-VT4, на выходе которого есть измеритель (PI, VD1, VD2, VD3, VD4), включенный в цепи обратной связи усилителя.
Усилитель выполнен по схеме с гальванической связью между каскадами. Коэффициент усиления усилителя устанавливается с помощью подстроечного резистора R12, изменяющего глубину ООС.
Измеритель представляет собой диодный мост (VD1-VD4) в диагональ которого включен микроампермер Р1 на 100мА. Микроамперметр имеет две линейные шкалы -«0-100» и «0-300».
Питаются усилители милливольтметра напряжением 15V от интегрального стабилизатора А1, на который поступает напряжение с выхода источника, состоящего из маломощного силового трансформатора Т1 и выпрямителя на диодах VD5-VD8.
Светодиод HL1 служит индикатором включенного состояния.

Прибор собран в корпусе неисправного лампового милливольтметра переменного тока. От старого прибора остались только индикаторный миллиамперметр, корпус, шасси, и некоторые переключатели (сетевой трансформатор и большинство других деталей были сняты ранее на сборку самодельного лампово-полупроводникового осциллографа). Поскольку, щупов со специфическим разъемом от лампового милливольтметра небыло, имеющийся на передней панели разъем пришлось заменить стандартным антенным гнездом, таким как у телевизора.
Корпус может быть другим, но обязательно экранированным.
Детали входного делителя, истокового повторителя, делителя на резисторах R4-R9 смотрированы объмным монтажом на контактах Х1, S1, S2 и контактных лепестках, которые есть в корпусе на передней панели. Монтаж усилителя на транзисторах VT2-VT4 сделан на одной из контактных планок, которых в корпусе есть четыре штуки. Детали выпрямителя VD1-VD4 смонтированы на контактах измерительного прибора Р1.
Трансформатор питания Т1, - китайский маломощный трансформатор с вторичной обмоткой 9+9V. Обмотка используется целиком. Отвод не используется, переменное напряжение на выпрямитель VD5-VD8 подается с крайних выводов вторичной обмотки (получается 18V). Можно использовать другой трансформатор с выходом 16-18V. Детали источника питания помещены под шасси, чтобы наводки от трансформатора не проникали в схему прибора.

Детали могут быть самыми разнообразными. Корпус просторный, и там поместится практически все что угодно. Конденсаторы С10 и С11 должны быть рассчитаны на напряжение не ниже 25V, а все остальные конденсаторы, - не ниже 16V. Конденсатор С1 должен допускать работу на напряжении до 300V. Это старый керамический конденсатор КПК-МТ. Под его крепежную гайку нужно установить контактный лепесток-петельку (или сделать петельку из луженой проволоки) и использовать его как вывод одной из обкладок.
Резисторы R4-R9 должны быть достаточно высокой точности (либо их нужно подобрать измеряя сопротивление точным омметром). Реальные сопротивления должны быть такими: R4 = 5,1 k, R5 = 1,75 к, R6 = 510 От, R7 = 175 От. R8 = 51 От, R9 = 17,5 От. Погрешность прибора во многом зависит от точности выбора этих сопротивлений.
Погрешность прибора во многом зависит от точности выбора этих сопротивлений.

Налаживание.
Для налаживания нужен низкочастотный генератор и какой-то образцовый милливольтметр переменного тока, или осциллограф, с помощью которого можно будет откалибровать прибор. Налаживая прибор, примите во внимание, что наводки переменного тока, имеющиеся в вашем теле, могут оказать существенное влияние на показания прибора. Поэтому, снимая показания, не прикасайтесь руками или металлическими инструментами к деталям схемы прибора.
После проверки монтажа подайте на вход прибора синусоидальное напряжение 1 mV частотой 1 кГц (от генератора НЧ). Установить S1 в «mV», a S2 в «1» и подстройкой резистора R12 добейтесь установки стрелки индикатора на последнюю отметку шкалы (и не упиралась в ограничитель зашкаливания).
Затем, переключите S1 в «V» и подайте на вход прибора от генератора синусоидальное напряжение 1V частотой 100 Гц. Подберите сопротивление R2 (временно можно его заменить подстрочным) таким, что бы стрелка прибора была на последней отметке шкалы. Затем, повысьте частоту до 10 кГц (сохранив уровень 1V) и подстройте С1 так, чтобы показания были такими же. как на 100 Гц. Проверьте еще раз.
На этом налаживание можно считать законченным.

Попцов Г.

Литература:

1. Nizkofrekvencni milivoltmetr. Konstrukcni elektronika a radio, №6, 2006 г.

Эти приборы используются главным образом для измерения малых напряжений. Их наибольший предел измерения 1÷10 мВ, внутреннее сопротивление порядка 1÷10 мОм.

Входное напряжение поступает на трехзвенный Г-образный ЧС-фильтр, назначение которого уменьшить наводки промышленной частоты - 50 Гц во входном сигнале.

Затем напряжение модулируется, усиливается усилителем Y 1 , состоящим из Y" (1 и 2-ой каскада) и Y" (3 - 5-ой каскады), затем демодулируется, подается на согласующий усилитель Y 2 , который выполнен по схеме катодного повторителя и служит для согласования сопротивления μА с сопротивлением Y 2 . Напряжение измеряется μА (100 μА), шкала которого градируется в единицах напряжения.

В качестве модулятора использован вибропреобразователь. ДМ - диодный кольцевой демодулятор.

Цепь обратной связи служит для стабилизации коэффициента усиления и его изменения при переключении пределов измерения.

В переключатель пределов измерения, кроме звена ОС входит делитель напряжения ДН, расположенный между вторым и третьим каскадом Y 1 .

ГНЧ - генератор несущей частоты обеспечивает подачу напряжения на М и ДМ.

По такой схеме построен вольтметр постоянного тока типа В2-11 с пределами измерения
В, внутреннее сопротивление 10÷300 мОм и погрешность 6÷1 %.

Универсальные вольтметры

Универсальные вольтметры строятся по схеме, которая называется схемой "выпрямитель-усилитель". Важной частью схемы яв-ляется выпрямитель "В". Как правило, в универсальных вольтметрах используются В амплитудного значения, построенные по схеме однополупериодного выпрямления (так как в случае двухполупериодного выпрямления невозможно создать заземленную шину) с открытым или закрытым входом, но, как правило, используется схема с закрытым входом, что объясняется независимостью напряжения на ее выходе от постоянной составляющей на входе.

Универсальные вольтметры имеют широкий частотный диапазон, но сравнительно низкую чувствительность и точность.

Получили распространение универсальные вольтметры В7-17, В7-26, ВК7-9 и другие. Их основная погрешность достигает ±4%. Частотный диапазон до 10 3 мГц. Пределы измерения от 100÷300 мВ до 10 3 В.

Вольтметры переменного тока

ППИ – переключатель пределов измерения.

Электронные вольтметры переменного тока предназначаются в основном для измерения малых напряжений. Это объясняется их структурой "усилитель-выпрямитель", то есть предварительным усилением напряжения. Эти приборы обладают высоким входным сопротивлением за счет введения схем с глубокими местными обратными связями, в том числе катодных и эмиттерных повторителей: в качестве ВП используются выпрямители среднего, амплитудного и действующего значения. Шкала, как правило, градуируется в единицах действующего значения с учетом соотношений
и
для синусоидальных напряжений. Если шкала градуируется вU ср или U т , то на ней имеются соответствующие обозначения.

В общем приборы по схеме "усилитель-выпрямитель" имеют большую чувствительность и точность, но частотный диапазон их сужен, он ограничивается усилителем У.

Если используется В среднего или амплитудного значения, то приборы критичны к форме кривой входного напряжения при градуировке шкалы в ед. U д .

При использовании В среднего значения, он, как правило, выполняется по двухполупериодной схеме выпрямления. При использовании амплитудного детектора - по схеме с открытым или закрытым входами.

Особенностью электронных вольтметров действующего значения является квадратичность шкалы за счет наличия квадратирующего устройства в В. Существуют специальные методы устранения этого недостатка.

Получили распространение милливольтметры переменного тока типа В3-14, В3-88, В3-2 и т.п.

Среди электронных вольтметров наибольшую точность имеет диодный компенсационный вольтметр (ДКВ). Его погрешность не превышает сотых долей процента. Принцип действия поясняет следующей схемой.

НИ - нуль-индикатор

При подаче
и компенсационного напряжения смещенияпоследнее можно отрегулировать так, что НИ покажет 0. Тогда можно считать, что
.

Импульсные вольтметры

Импульсные V предназначены для измерения амплитуд периодических импульсов сигналов с большой скважностью и амплитуд одиночных импульсов.

Трудность измерения состоит в многообразии форм импульсов и широком диапазоне изменения временных характеристик.

Все это не всегда известно оператору.

Измерение одиноч-ных импульсов создает дополнительные трудности, так как не удается накопить информацию об измеряемой величине многократным воздействием сигнала.

Импульсные V строятся по приведенной схеме. Здесь ПАИ - преобразователь амплитуды и импульса в напряжение. Это самый важный блок. Он в ряде случаев обеспечивает не только указанное преобразование и запоминание преобразованного значения в течение времени отсчета.

Наиболее часто в ПАИ используются диодно-конденсаторные пиковые детекторы. Особенность этих детекторов в том, что длительность импульсов τ U может быть мала, а скважность - велика. В результате за τ U "С" полностью не зарядится, а за "Т" - значительно разрядится.

Милливольтметр переменного тока в зависимости от устройств измеряют амплитудное, среднее и действующее значения переменного напряжения. Шкала милливольтметра градуируется, как правело, в действующих значениях для синусоидального напряжения, или, что тоже самое, в 1,11U ср – для приборов, показания которых пропорциональны среднему значению напряжения, и в 0,7U m – для приборов, показания которых пропорциональных амплитудному значению. Если шкала прибора градуируется в амплитудных или средних значениях, то на ней имеется соответствующее обозначение. Милливольтметры переменного тока строятся по схеме усилитель–выпрямитель. Структурная типовая схема такого прибора показана на рисунке.

При разработке этого класса приборов основное внимание уделяется обеспечению высокого входного импеданса в широком диапазоне частот. Структура прибора, в которой усиления предшествует выпрямлению, позволяет, сравнительно просто повысит входное сопротивление и уменьшить входную емкость за счет введения схем с глубокими местными обратными связями.

Рис. 2.4 Функциональная схема милливольтметра переменного тока:

ПИ – преобразователь импеданса, ППИ – переключатель приделов измерения,

У – широкополосный усилитель, ВУ – выпрямительное устройство (ПАЗ, ПСЗ, ПДЗ): ИП – источник питания в этом числе катодных и эмиттерных повторителей.

Применяются также и другие методы повышения импеданса и выравнивания частотных характеристик, такие, как размещение входного устройства в пробнике. Применения элементов с малой собственной емкостью, коррекции усилителей с помощью частотно-зависимых цепей.

В приведенных примерах реализации схема милливольтметров переменного тока приемы и методы улучшения метрологических характеристик рассматриваются более конкретно.

На рис. 2.5 приведена схема милливольтметра переменного тока.

Рис. 2.5. Схема милливольтметра переменного тока.

Диапазон измеряемых напряжений прибора от 100 мкВ до 300 В перекрывается приделами 1, 3, 10, 30, 100, 300 мВ; 1, 3, 10, 30, 100, 300 В. Рабочий диапазон частот 20Гц – 5МГц. Основная погрешность 2,5% на пределах 1 – 300 мВ и 4% на пределах 1 – 300В в диапазоне частот 45 Гц – 1 МГц; в остальной части рабочего диапазона частот погрешность 4 –6%. Входное сопротивление на частоте 55 Гц не менее 5 МОм на пределах до 300 мВ и не менее 4 МОм на остальных пределах, входная емкость 30 и 15 пФ. Прибор подключается к объекту измерения придаваемыми к нему кабелями, емкость которых не более 80 пФ. Отсутствие пробника существенно ухудшает входной импеданс его в области ВЧ.

Вольтметр на операционном усилителе

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

При налаживании различной электронной аппаратуры часто требуется вольтметр переменного и постоянного напряжения с высоким входным сопротивлением, работающий в широком интервале частот. Именно такой и относительно несложный прибор удалось сконструировать на ОУ К574УД1А, обладающем высокими характеристиками (частотой единичного усиления более 10 МГц и скоростью нарастания выходного напряжения до 90 В/мкс).

Принципиальная схема вольтметра приведена на рис. 1.

Он позволяет измерять переменное и постоянное напряжения в 11 поддиапазонах (верхние пределы измерений указаны на схеме). Интервал частот - от 20 Гц до 100 кГц в поддиапазоне “10 мВ”, до 200 кГц в поддиапазоне “30 мВ” и до 600 кГц в остальных. Входное сопротивление - 1 МОм. Погрешность измерения постоянного напряжения - ±2, переменного - ± 4 %. Дрейф нуля после прогрева (20 мин) практически отсутствует. Потребляемый ток - не более 20 мА.

Прибор содержит прецизионный выпрямитель на ОУ DA1 с диодным мостом VD1-VD4 в цепи ООС. Выпрямленное напряжение поступает на микроамперметр РА1. Такое включение позволяет получить максимально линейную шкалу вольтметра. Резистор R14 служит для балансировки ОУ, т. е. для установки нулевых показаний прибора.

Прецизионный выпрямитель использован для измерения не только переменного, но и постоянного напряжения, что уменьшило число переключении при переходе с одного режима работы на другой. Кроме того, это упростило процесс измерения постоянного напряжения, так как отпала необходимость изменять полярность включения микроамперметра РА1. Знак измеряемого постоянного напряжения определяет индикатор полярности на ОУ DA2, включенном по схеме масштабного усилителя и нагруженном светодиодами HL1, HL2. Чувствительность устройства такова, что оно индицирует полярность напряжения при отклонении стрелки микроамперметра всего на одно деление шкалы.

Режим работы прибора выбирают переключателем SA1, поддиапазон измерения - переключателем SA2, изменяющим глубину ООС, охватывающей ОУ DA1. При этом в цепь ООС могут быть включены две группы резисторов: R7-R11 (при постоянном напряжении на входе) и R18, R19, R21- R23 (при переменном). Номиналы последних подобраны таким образом, что показания прибора соответствуют эффективным значениям синусоидального

переменного напряжения. Корректирующие цепи R17C8, R20C9 уменьшают неравномерность амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) прибора на поддиапазонах “10 мВ” и “30 мВ”. Дроссель L1 компенсирует нелинейность АЧХ операционного усилителя DA1. Кратность пределов измерения единице и трем обеспечивается входными частотнокомпенсированными делителями на элементах R1-R6, С2- С7. Изменение коэффициента деления происходит одновременно с переключением резисторов в цепи ООС микросхемы DA1 переключателем SA2.

Питается прибор от импульсного источника (рис. 2). За основу взято устройство, описанное в статье В. Зайцева, В. Рыженкова “Малогабаритный сетевой блок питания” (“Радио”, 1976, № 8, с. 42, 43). Для повышения стабильности и снижения уровня пульсации питающих напряжений оно дополнено стабилизаторами на микросхемах DA3, DA4 и LC-фильтрами. Можно использовать и другой подходящий стабилизированный источник напряжений ±15 В, а также батарею гальванических элементов или аккумуляторов.

В вольтметре применен микроамперметр М265 (класса точности 1) с током полного отклонения 100 мкА и двумя шкалами (с конечными отметками 100 и 300). Допускаемое отклонение сопротивлений резисторов R1-R6, R7-R11, R18, R19, R21-R23 - не более ±0,5 %. Микросхему К574УД1А можно заменить на К574УД1Б, К574УД1В. Дроссели L1-L5 - ДМ-0,1. Трансформатор Т1 намотан на тороидальном магнитопроводе внешним диаметром 34, внутренним 18 и высотой 8 мм из пермаллоевой ленты толщиной 0,1 мм. Обмотки I и IV содержат по 60 витков провода ПЭВ-2 0,1, II и III - по 120 (ПЭВ-2 0,2), а V и VI - по 110 (ПЭВ-2 0,3) витков.

Для уменьшения наводок элементы входного делителя и резисторы цепи ООС R7-R11, R18, R19, R21-R23 смонтированы непосредственно на контактах переключателя SA2. Остальные детали размещены на плате, закрепленной на резьбовых шпильках-выводах микроамперметра. Микросхема DA1 закрыта латунным экраном. Выводы питания 5 и 8 ОУ непосредственно у микросхемы DA1 соединяют через конденсаторы емкостью 0,022...0,1 мкФ с общим проводом. С переключателями SA1, SA2 ее выводы 3 и 4 соединены экранированными проводами. Транзисторы VT1, VT2 источника питания установлены на теплоотводах с площадью охлаждающей поверхности около 6 см2. Источник необходимо заэкранировать.

Налаживание начинают с источника питания. Если его блокинг-генератор не самовозбуждается, генерации добиваются подбором резистора R26. После этого подстроечными резисторами R28, R30 устанавливают напряжения +15 и -15 В, подключают к источнику налаживаемый прибор и убеждаются в отсутствии самовозбуждения микросхемы DA1. Если это все же происходит, то между ее выводами 6 и 7 включают конденсатор емкостью 4...10 пФ и проверяют отсутствие самовозбуждения на всех поддиапазонах измерения постоянного и переменного напряжения.

Далее прибор переключают на поддиапазон измерения переменного напряжения “1 В” и подают на вход синусоидальный сигнал частотой 100 Гц. Изменяя его амплитуду, добиваются отклонения стрелки на среднюю отметку шкалы. Увеличивая частоту входного напряжения, подстроечным конденсатором С2 добиваются минимальных изменений показаний прибора в рабочем интервале частот. То же самое делают на поддиапазонах “10 В” и “100 В”, изменяя емкость конденсаторов С4 и С6 соответственно. После этого по образцовому вольтметру проверяют показания прибора на всех поддиапазонах.

Следует отметить, что при отсутствии микросхемы К574УД1А в вольтметре можно использовать ОУ К140УД8 с любым буквенным индексом, однако это приведет к некоторому сужению рабочего интервала частот.

В. ЩЕЛКАНОВ

Милливольтметр

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

Прибор, внешний вид которого показан на рис. 1 3-й с. обложки журнала(здесь не показан), измеряет эффективные значения синусоидального напряжения от 1 мВ до 1 В, при использовании дополнительного делителя-насадки до 300 В, в интервале частот 20 Гц...20 МГц. Применение в милливольтметре широкополосного усилителя с выпрямителем, охваченных общей отрицательной обратной связью (ООС), позволило получить высокую точность показаний и линейную шкалу. Основная погрешность на частоте 20 кГц - не более ±2 %. Дополнительная частотная погрешность в интервале 100 Гц...10 МГц не превышает ±1, а в интервалах 20...100 Гц и 10...20 МГц - ±5 %. Погрешность от переключения пределов измерения в интервалах частот до 10 и от 10 до 20 МГц - соответственно не более ±2 и ±6 %. С достаточной для радиолюбительской практики точностью (±10...12%) прибором можно измерять напряжения частотой до 30 МГц, однако минимальное напряжение при этом составляет 3 мВ. Входное сопротивление милливольтметра - 1 МОм, входная емкость - 8 пФ. Прибор питается от батареи из одиннадцати аккумуляторов Д-0,25. Потребляемый ток - около 20 мА. Время непрерывной работы от свежезаряженной батареи - не менее 12 ч.

Зарядные устройства" href="/text/category/zaryadnie_ustrojstva/" rel="bookmark">зарядное устройства (VD4).

Каскад выносного пробника охвачен 100 %-ной ООС. Его нагрузкой и одновременно элементом цепи ООС служит делитель напряжения R8-R13. Дополнительный резистор R8 включен для согласования делителя с волновым сопротивлением (1500м) соединительного кабеля. Конденсаторы С4. С5 компенсируют частотные искажения.

Широкополосный усилитель милливольтметра собран на транзисторах VT3--VT10. Собственно усилитель - трехкаскадный, на транзисторах VT4. VT7, VT10 с нагрузкой, функции которой выполняет усилитель на транзисторах VT3, VT6, VT9. Включенные диодами транзисторы VT5 и VT8 увеличивают напряжение между коллекторами и эмиттерами транзисторов VT3 и VT4.

Вход усилителя подключен через конденсаторы С6, С7 и переключатель SA1.2 к выходу делителя напряжения. Поляризующее напряжение в точку соединения конденсаторов подано через резистор R14. Резистор R15 образует с входной емкостью транзистора VT4 фильтр нижних частот, обеспечивающий снижение усиления за пределами рабочей полосы частот усилителя.

По постоянному току усилитель охвачен общей ООС через резисторы R15 и R21. Каскады нагрузки также охвачены общей ООС, причем глубина ее равна 100 %, так как база транзистора VT3 непосредственно соединена с эмиттером транзистора VT9. Эта ООС действует и на переменном токе (резистор R25 не шунтирован конденсатором), что значительно увеличивает выходное сопротивление транзистора VT9 (и всего усилителя) и уменьшает его выходную емкость до единиц пикофарад. При этом создаются условия для передачи всей мощности усиливаемого сигнала на выпрямитель (VD1. VD2) в широком интервале частот. Высокое выходное сопротивление обеспечивает режим генератора тока в цепи выпрямителя и линейную шкалу.

При указанном на схеме включении транзисторов VT9 и VT10 добиться стабильности рабочего режима усилителя очень трудно. Хороших результатов удалось достичь соединением коллекторов транзисторов VT3 и VT4 через резисторы R18 и R19 и подключением коллекторов транзисторов VT6 и, VT7 к точке их соединения (2).

Если по какой-либо причине, например, из-за увеличения температуры транзистора VT3, возрастает его коллекторный ток. В результате уменьшаются напряжение между его коллектором и эмиттером и токи транзисторов VT6, VT9, а напряжение коллектор-эмиттер последнего возрастает. Однако коллекторный ток транзистора VT6 уменьшается значительно в большей степени, чем увеличивается ток транзистора VT3. поэтому их суммарный ток становится существенно меньше. Это вызывает снижение тока транзистора VT7, а следовательно и VT10, что приводит к росту напряжения коллектор-эмиттер транзистора VT10 и изменению напряжения в точке соединения коллекторов транзисторов VT9, VT10 в сторону первоначального значения. Таким образом обеспечивается относительно высокая стабильность работы устройства: при изменении исходной температуры (+18...20°С) на ±30 "С постоянное напряжение на выходе изменяется на 10...25 %.

Основной недостаток описываемого усилителя - необходимость (из-за большого разброса параметров транзисторов) начальной установки постоянного напряжения на выходе подбором одного из резисторов R25 или R26. Чтобы этого не делать, усилитель дополнен следящим каскадом на транзисторах VT16-VT19, который обеспечивает дополнительную общую ООС по постоянному току и служит для стабилизации рабочего режима усилителя . Полезная особенность каскада заключается в том, что токи баз транзисторов VT16 и VT18 протекают через резистор R27 в противоположных направлениях, результирующий ток очень мал, поэтому сопротивление резистора может быть очень большим, а стабилизирующее действие каскада высоким.

Если из-за каких-либо причин напряжение на выходе усилителя увеличивается, токи транзисторов VT18, VT19 возрастают, а транзисторов VT16, VT17 - уменьшаются. В итоге падение напряжения на резисторе R17 становится меньше, и напряжение между эмиттером и базой транзистора VT3 повышается, что вызывает увеличение его коллекторного тока и уменьшение напряжения между эмиттером и коллектором. Это приводит к снижению тока транзисторов VT6 и VT9, в результате чего напряжение на выходе стремится к первоначальному значению. Кроме того, при уменьшении коллекторного тока транзисторов VT16, VT17 становится меньше напряжение на резисторе R26, а следовательно, и коллекторный ток транзистора VT4. Напряжение на его коллекторе и токи транзисторов VT7 и VT10 возрастают, что вызывает уменьшение напряжения между коллектором и эмиттером транзистора VT10 и восстановление первоначального режима работы усилителя. К тому же уменьшение коллекторного тока транзистора VT4 приводит к снижению тока транзистора VT6, а следовательно и VT9, что также способствует поддержанию заданного режима работы усилителя.

Следует отметить, что восстановительное действие по коллекторной цепи транзисторов VT16 и VT17 значительно слабее, чем по эмиттерной, так как их коллекторы подключены к цепи эмиттера транзистора VT10 выходного каскада усилителя. Тем не менее оно улучшает работу следящего каскада.

Аналогичным образом стабилизирует режим работы усилителя составной транзистор VT18VT19.

Благодаря применению следящего каскада широкополосный усилитель не требует установки режимов транзисторов и может работать в широком интервале температуры.

Выпрямитель милливольтметра - двухполупериодный с раздельной нагрузкой в каждом плече (R28C15 и R29C16). Резистор R30 служит для калибровки прибора РА1.

Широкополосный усилитель и выпрямитель охвачены общей ООС по переменному току через резистор R22. Это обеспечивает повышение линейности выпрямителя и стабильности показаний прибора, а также расширение рабочего интервала частот. Для увеличения глубины ООС по переменному току в цепи эмиттеров транзисторов VT4, VT10 включены блокировочные конденсаторы С10 и С12. Цепь R16C8, шунтирующая резистор R22, корректирует частотную характеристику усилителя на высших частотах.

Стабилизатор напряжения (VT11- VT15, VD3) - параметрического типа.

Транзисторы VT11-VT13 использованы в качестве стабисторов в цепи стабилитрона Д814Г (VD3), имеющего большой разброс напряжения стабилизации. Соединяя перемычкой точки 1 и 2, 1 и 3 или 1 и 4, получают требуемое для работы прибора напряжение питания 12±0,3 В.

Зарядное устройство собрано по схеме однополупериодного выпрямителя с ограничительными резисторами R39, R40.

В милливольтметре предусмотрен контроль напряжения аккумуляторной батареи GB1 в положении “Контр. пит.” переключателя SA2. При. этом резистор R38 задает верхний предел измерения 20 В-

Резисторы R1, R2, R9-R13, R15, R22 и R38 должны иметь малый температурный коэффициент сопротивления, поэтому следует использовать резисторы С2-29. С2-23, БЛП, УЛИ и т. п. Если же повышенные стабильность и точность в широком интервале температуры не требуются, то можно применить резисторы МЛТ. В этом случае приемлемая для радиолюбительской практики погрешность измерений будет обеспечиваться при температуре 20±15 °С. Остальные резисторы - МЛТ с допуском 5 %. Все оксидные конденсаторы в милливольтметре - К50-6, остальные - КМ4-КМ6 и т. п.

Транзисторы серий КТ315, КТЗ6З, К. Т368 и диоды серии КД419 можно использовать с любым буквенным индексом. Диод VD4 - любой кремниевый маломощный с допустимым обратным напряжением 400 В и прямым током не менее 50 мА. Стабилитрон Д814Г можно заменить любым другим маломощным с напряжением стабилизации 11 В. В выпрямителе (VD1, VD2) можно использовать детекторные или смесительные диоды СВЧ (Д604, Д605 и др.), а в крайнем случае и германиевые диоды Д18, Д20, однако при этом верхний предел рабочего интервала частот уменьшится до 10...15 МГц.

Переключатель SA1 - ПГ-3 (5П2Н), но можно использовать ПГК, ПМ и другие галетные, лучше керамические; SA2 и SA3 - тумблеры ТП1-2.

Измерительный прибор РА1 - микроамперметр М93 с внутренним сопротивлением 350 Ом, током полного отклонения 100 мкА и двумя шкалами с конечными отметками 30 и 100. Можно использовать и другие приборы (например, М24 и аналогичные) с иным током полного отклонения, но не более 300 мкА, необходимо только подобрать резисторы R32 и R38.

Милливольтметр смонтирован в корпусе (см. обложку) размерами 200Х115Х66 мм из дюралюминия толщиной 1,5 мм; лицевая панель изготовлена из того же материала толщиной 2,5 мм. В последней имеются два отверстия диаметром 28 мм для размещения выносного пробника и делителя-насадки.

Выносной пробник и делитель-насадка выполнены в виде стыкуемых одна с другой частей коаксиального разъема (штепсель - пробник, гнездо - делитель-насадка). Конструкция первого из них показана на рис. 3 обложки. К латунному штырю припаян вывод конденсатора С2, расположенного на монтажной плате, которая плотно вставлена в конусообразный наконечник из органического стекла. В качестве цилиндрического экрана использован корпус оксидного конденсатора. Внешний диаметр экрана - 28, длина - 54 мм. На экране закреплен хомут из жести с гибким проводом для подключения к контролируемому устройству. Через отверстие в торце экрана в пробник введены два кабеля длиной около 1 м:

один из них (коаксиальный с волновым сопротивлением 150 Ом) использован для соединения пробника с делителем напряжения, другой (экранированный провод) - для подачи напряжения питания. Экранирующие оплетки обоих кабелей припаяны к общим точкам пробника и усилителя. К ним же подключены экран пробника и корпус прибора.

Примерно так же устроен и делитель-насадка (см. рис. 4 обложки). К конусообразному наконечнику из органического стекла на расстоянии примерно 20 мм от штыря привинчена перегородка из жести с экранирующей трубкой внутренним диаметром в 2...3 раза большим, чем диаметр резистора Rl, и длиной на 1...2 мм большей его длины (без выводов). Перегородка припаяна к трубке в средней части и имеет электрический контакт с внешним цилиндрическим экраном. Резистор Rl размещен в трубке коаксиальною, один его вывод припаян к штырю, второй - к латунному гнезду, расположенному на расстоянии 14...15 мм от перегородки. Гнездо закреплено в диске из органического стекла толщиной 7 и диаметром 27 мм, соединенном с перегородкой двумя Г - образными латунными уголками и винтами.

Резисторы R8-R13 и конденсаторы С4, С5 с предварительно укороченными выводами припаяны непосредственно к контактам переключателя SA1. Вывод подвижного контакта переключателя SA1.2 расположен поблизости от входа усилителя, а вывод, к которому припаяны резисторы R12 и R13, - на расстоянии, чуть большем длины резистора R13 (без выводов), от общей точки усилителя. Выводы резистора R13 укорочены до 2...2,5 мм для того, чтобы их индуктивное сопротивление на высшей рабочей частоте было значительно меньше активного сопротивления резистора (иначе возрастут частотные искажения на высоких частотах).

Элементы зарядного устройства R39, R40 и диод VD4 смонтированы на небольшой плате, закрепленной на лицевой панели возле вилки ХРЗ.

Остальные детали милливольтметра размещены на плате из стеклотекстолита толщиной 1,5 мм, как показано на рис. 5 обложки. Она закреплена на резьбовых шпильках-выводах микроамперметра РА1. Оксидные конденсаторы установлены на плате вертикально, выводы загнуты с противоположной стороны в соответствующих монтажу направлениях. Выводы резистора R22 укорочены до 2...3 мм.

Через отверстия а-а в левой (на обложке) части платы пропущен 3 раза луженый провод диаметром 0,7 мм и залит припоем. Этот провод - общая точка усилителя. Соединения с ней, показанные штриховой линией, выполнены проводом того же диаметра с противоположной деталям стороны, причем от конденсатора СИ проложен двойной провод для уменьшения индуктивности. Таким же способом подключены выводы резисторов R28, R29 и конденсаторов С 15, С 16 к точке соединения резистора R22 и конденсаторов С8, С10. При повторении конструкции все эти провода следует проложить кратчайшим путем, но так, чтобы они по возможности не пересекали других проводов и не проходили над точками пайки (на обложке они для наглядности показаны без учета этих требований).

Аккумуляторная батарея GB1 установлена на плате между двумя пружинящими уголками, служащими ее выводами. Аккумуляторы помещены в трубку, склеенную из плотной бумаги (2- 3 слоя). Края трубки длиной 110... 115 мм завальцованы с обоих концов. На плате батарея закреплена гибким монтажным проводом.

Налаживание милливольтметра начинают с установки напряжения питания, соединяя при необходимости перемычкой контакты 2,3 или 4 с контактом 1. Далее проверяют напряжение на истоке транзистора VT1. Если оно меньше 1,5 В, то на затвор транзистора следует подать небольшое (доли вольта) положительное напряжение с резистивного делителя общим сопротивлением 130...140 кОм. Затем проверяют режимы работы транзисторов в усилителе. Измеренные значения напряжения не должны отличаться от указанных на схеме более чем на ±10 %.

После этого на вход милливольтметра (КР2) подают с генератора стандартных сигналов колебания частотой 100 кГц и напряжением 10 мВ. Переключатель устанавливают в положение ”0,01”. Изменяя сопротивление резистора R30, добиваются отклонения стрелки прибора РА1 на конечную отметку шкалы.

Наконец, плавно перестраивая генератор, проверяют частотную характеристику прибора в области высоких частот, предварительно отключив вывод конденсатора С8 от резистора R22. На частоте 20 МГц показание милливольтметра не должно уменьшаться (по отношению к 100 кГц) более чем на 10...20 %. Если же это не так. необходимо уменьшить сопротивление резистора R15.

После этого восстанавливают соединение конденсатора С8 с резистором R22 и добиваются равномерности частотной характеристики на высоких частотах, подбирая при необходимости конденсатор С8 и резистор R16. В отдельных случаях для более точной корректировки частотной характеристики в интервале от 16 до 20 МГц в эту цепь последовательно включают дроссель, намотав на резисторе МЛТ-0,25 сопротивлением более 15 кОм 10-25 витков провода ПЭВ-1 диаметром 0,11... 0,13 мм в один ряд

Для проверки частотной характеристики в области низких частот используют генератор ГЗ-33, ГЗ-56 или аналогичный при включенном внутреннем сопротивлении 600 Ом и в положении “АТТ” переключателя выходных сопротивлений. Частотные искажения в этой области зависят исключительно от емкости блокировочных и разделительных конденсаторов С2, СЗ, С6, С7, С9--С13 (чем она больше, тем искажения меньше).

Г. МИКИРТИЧАН

г. Москва

ЛИТЕРАТУРА
1. Авт. свид. СССР № 000 (Бюл. “Открытия, изобретения...”, 1977, № 9).
2. Авт. свил. СССР J6 634449 (Блюл. “Открытия, изобретения...”. 1978, № 43).
3. Авт. свил. СССР № 000 (Блюл. “Открытия. изобретения...”, 1984. № 13).

РАДИО №5, 1985 г. с. 37-42.

Милливольтметр - Q-метр

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

И. Прокопьев

Прибор, описание которого предлагается вниманию читателей, предназначен для измерения добротности катушек, их индуктивности, емкости конденсаторов, а также высокочастотного напряжения. При измерении добротности на колебательный контур подается напряжение 1 мВ (вместо 50 мВ в Е9-4), поэтому от внешнего генератора ВЧ требуется напряжение всего 100 мВ, т. е. можно воспользоваться практически любым маломощным транзисторным генератором сигналов с диапазоном рабочих мест не менее 0,24...24 МГц.

Диапазон измеряемых значений добротности - 5...1000 с погрешностью 1%, емкости - от 1 до 400 пФ с погрешностью 1% и 0,2 пФ при измерении емкости 1...6 пФ. Индуктивность определяется на фиксированных частотах в пяти поддиапазонах согласно таблице.

Частота измерения, МГц	Поддиапазон, мкГ

Встроенным милливольтметром (схема заимствована из (1)) можно измерять переменное напряжение в шести поддиапазонах 3, 10, 30, 100, 300, 1000 мВ в полосе частот от 100 кГц до 35МГц. Входное сопротивление - 3 МОм, входная емкость 5 пФ. Погрешность измерений не превышает 5%.

Прибор имеет небольшие габариты - 270х150х140 мм, несложен по конструкции и легок в налаживании. Питается он от сети переменного тока напряжением 220 В через встроенный стабилизированный источник питания.

Принципиальная схема милливольтметра с выносным пробником и источником питания показана на рис. 1,

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

Гнезда Х5-Х8 измерительного блока смонтированы на пластине из фторопласта (другие материалы непригодны) и расположены по углам квадрата со стороной 25 мм (рис. 3.)

Рис. 3.

Конденсатор С27 - подстроечный, с воздушным диэлектриком, С23 - обязательно слюдяной с малыми потерями (например, КСО). Конденсатор С24 - любой керамический, но обязательно с минимальной собственной индуктивностью. Для этого собственные выводы конденсатора отпаивают, к одной обкладке припаивают медную пластину размерами 20х20х1 мм, которую затем винтом крепят к корпусу переменного конденсатора С25 как можно ближе к гнездам Х5-Х8. Ко второй обкладке конденсатора С24 припаивают один конец ленты из медной фольги, второй конец которой припаивают к гнезду Х5, как показано на вкладке. Гнезда и другие медные детали измерительного блока желательно посеребрить.

Милливольтметр состоит из выносного пробника, аттенюатора, трехкаскадного широкополосного усилителя, детектора с удвоением напряжения и микроамперметра.

Пробник собран по схеме повторителя напряжения на транзисторах V1, V2. Он соединен с прибором экранированным кабелем с дополнительным проводником, по которому поступает напряжение питания.

Широкополосный аттенюатор смонтирован на плате керамического переключателя на 11 положений. Между группами деталей аттенюатора относящимися к одному поддиапазону, установлены экранирующие пластины из листовой меди толщиной 0,5 мм, а весь аттенюатор заключен в латунный экран диаметром 50 мм и длиной 45 мм.

Все три каскада широкополосного усилителя собраны по схеме с общим эмиттером и имеют коэффициент передачи 10. Усиленный сигнал поступает на амплитудный детектор и далее, через подстроечный резистор R31 (калибровка), на измерительный прибор P1.

Блок питания прибора особенностей не имеет. Сетевое напряжение понижается трансформатором T1, выпрямляется и поступает на стабилизатор на транзисторах V9, V10.

Конструктивно прибор собран в дюралюминиевом корпусе (рис. 4).

Рис. 4.

Выносной пробник (рис. 5)

Рис. 5.

смонтирован на слюдяной пластине методом навесного монтажа и заключен в алюминиевый корпус - экран диаметром 18 и длиной 80 мм. При повторении прибора следует строго выполнять правила монтажа высокочастотных устройств.

В приборе использованы постоянные резисторы ОМЛТ, МЛТ-0,125. В аттенюаторе резисторы подобраны с точностью 10%. Конденсаторы К50-6, КЛС, КТП, КМ-6. Подстроечный резистор R31 - СП-11; его ручка выведена под шлиц на переднюю панель. Микроамперметр М265 с током полного отклонения 100 мкА. Выключатели МТ-1, МТ-3, ПГК.

Налаживание прибора начинают с установки номинального тока через стабилитрон V8. Для этого при напряжении сети 220 В подбирают резистор R35 так, чтобы ток стабилизации был равен 15 мА. Затем подбором резистора R34 устанавливают на выходе стабилизатора напряжение 9 В. Потребляемый прибором ток при этом не превышает 25 мА. После этого на вход пробника подают напряжение от генератора сигналов и контролируя напряжение на выходе широкополосного усилителя, подбором корректирующих цепей в эмиттерных цепях транзисторов V3-V5, добиваются равномерной АЧХ усилителя в полосе частот 0,1...35 МГц (о том, как это сделать. можно прочитать в (1).

Для налаживания измерительного блока Q-метра нужно от генератора стандартных сигналов н» гнездо Х4 подать напряжение 100 мВ частотой 760кГц и к гнездам Х5, Х6 подключить любую катушку с индуктивностью в пределах 0,1…1 мГ. Вращая ось конденсатора С26, добиваются резонанса, по максимуму показаний милливольтметра, подключенного к измерительному блоку Q-метра. Если это удалось сделать, значит, измерительный блок смонтирован правильно и можно приступать к градуировке шкал конденсаторов. Конденсатор С26 служит длю точной настройки контура, поэтому его шкала должна быть с нулевой отметкой посредине и отградуирована в пределах от – 3 до +3 пФ.

Шкалу конденсатора С25 градуируют на одной частоте, например 760 кГц, расчетным путем по формуле L=25,4/f2*(C+Cq), где Cq – емкость конденсатора С26, соответствующая нулевой отметке шкалы. Индуктивность получается в мГ, если частоту подставлять в МГц, а емкость в пФ. Коррекцию показаний производят на частоте 24МГц конденсатором С27 и подбором числа витков индуктивности L1 (0,03 мкГ).

Для измерения добротности необходимо подключить выносной пробник к гнезду Х9 измерительного блока Q-метра (входной Х4 и выходной Х9 разъемы измерительного блока Q-метра расположены на задней панели прибора). От внешнего генератора подать на гнездо Х4 напряжение нужной частоты и при нажатой кнопке “K” (S3) регулятором выходного напряжения генератора установить по шкале милливольтметра напряжение 100 мВ. Далее подключают катушку и добиваются резонанса вращением ручек настройки конденсаторов С25, С26 и считывают показания (при измерении добротности показания милливольтметра умножают на 10).

Более подробно о возможных вариантах использования Q-метра для измерения различных параметров катушек и конденсаторов рассказано в .

Литература

1. Уткин И. Переносной милливольтветр - Радио, 1978, 12, с. 42-44

2. Заводское описание конструкции Q-метра Е9-4

3. Роговенко С. Радиоизмерительные приборы - Высшая школа, часть 2, с. 314-334

Милливольтнаноамперметр

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

Для того чтобы вольтметр обладал большим входным сопротивлением (несколько мегаом), вполне достаточно выполнить его входной каскад на полевом транзисторе, включенном по схеме истокового повторителя. В отличие от часто используемого (для компенсации дрейфа нуля) дифференциального каскада на этих полупроводниковых приборах такое решение проще, избавляет от подбора пары экземпляров, идентичных по нескольким параметрам, что из-за значительного их разброса требует большого числа транзисторов, хотя и приводит к необходимости подстройки нуля вольтметра. Так как падение напряжения на входном сопротивлении пропорционально протекающему через него току, прибором одновременно можно измерять и его.

Указанные соображения позволили сконструировать простой милливольтнаноамперметр, который обеспечивает измерение как малых постоянных и переменных напряжений, так и токов в высокоомных цепях различной радиоаппаратуры. В исходных положениях переключателей прибор готов к измерению напряжения от 0 до 500 мВ или тока от 0 до 50 нА. Манипулируя переключателями, верхний предел измерения напряжения можно понизить до 250, 50 и 10 мВ, а тока - до 25, 5 и 1 нА, или повысить каждый из них в 100 раз (при нажатии кнопок “мВХ100” и “нАХ100”). Таким образом, максимальные измеряемые напряжение и ток ограничены соответственно пределами 50 В и 5 мкА (большие значения могут быть измерены обычными авометрами с достаточно большим входным сопротивлением и малым падением напряжения. например, Ц4315). Входное сопротивление прибора равно 10 МОм. при ненажатом или 100 кОм при нажатом кнопочном переключателе “нАХ100”. Максимальная частота измеряемых переменных напряжения и тока - не менее 200 кГц.

Принципиальная схема прибора изображена на рис. 1.

Он состоит из входного узла (R1 - R3, С2, СЗ, SA1, SA2), истокового повторителя (VT1), усилительного каскада (DA1), устройства выбора пределов измерения и рода тока (R9-R16, SA3, SA4), измерительного узла (VD3-VD6, PA1, C5) и источника питания (T1, VD7-VD12, С8 - С11, R17, R18).

Истоковый повторитель обеспечивает высокое входное сопротивление прибора. Согласно справочным данным ток утечки затвора примененного полевого транзистора может достигать 1 нА, что вроде бы не позволяет измерять ток меньших значений. Однако такой ток утечки возникает лишь при напряжении между затвором и истоком, равном 10 В. а в приборе это напряжение близко к нулю. Поэтому реальные значения тока утечки намного меньше паспортного и можно считать, что входное сопротивление прибора определяется элементами входного узла. Последний представляет собой частотнонезависимый делитель напряжения R1-R3C2C3. управляемый переключателями SA1 и SA2, расширяющими пределы измерения тока и напряжения до 5 мкА и 50 В соответственно. Диоды VD1, VD2 защищают транзистор VT1 от входных напряжений опасного для него уровня. В усилительном каскаде применен доступный ОУ К140УД1Б, обладающий достаточно высоким коэффициентом усиления и хорошими частотными свойствами. Входное сопротивление усилителя - несколько сотен килоом. На неинвертирующий вход ОУ с истока транзистора VT1 поступает измеряемое напряжение. Подстроечный резистор R5 служит дли установки нулевых показаний прибора при переключении пределов измерения, ОУ охвачен цепью ООС через измерительный узел и устройство выбора пределов измерения и рода тока. С помощью переключателей SA3 и SA4 к инвертирующему входу ОУ подсоединяют один из резисторов R9-R16, переключателем SA4 микроамперметр РА1 включают в цепь ООС либо непосредственно (при измерении постоянных напряжения и тока), либо через выпрямитель VU3-VD6 (при измерении переменных величин). Для защиты от бросков тока в момент выключения питания микроамперметр замыкается накоротко секцией SA5.2 выключателя SA5 одновременно с отключением прибора от сети.

Двуполярный источник питания прибора содержит параметрические стабилизаторы VD7R17 и VD8R18.

Детали и конструкция. В приборе, применены резисторы СП5-3 (R5) и МЛТ (остальные), конденсаторы. К50-6 (С5, С8, С9), К50-7 (GIO, СИ), МБМ, КТ1, БМ (остальные), микроамперметр М2003 с током полного отклонения стрелки 50 мкА. переключатели П2К.

Сетевой трансформатор Т1 намотан на магнитопроводе ШЛ15Х25 с окном 10Х35 мм. Обмотка 1-2 содержит 4000 витков провода ПЭВ-2 0.12, 3-4-5 -- 320 + 320 витков провода ПЭВ-2 0,2.

ОУ К140УД1Б можно заменить любым другим (с соответствующими напряжениями питания и коррекцией), однако из-за худших частотных свойств большинства доступных ОУ рабочий диапазон частот прибора в этом случае сузится. Вместо транзистора КП303Б можно использовать КП303А или КП303Ж, вместо диодов Д223, Д104 --любые кремниевые с такими же параметрами, вместо Д18 - германиевые диоды серии Д2 или Д9 с любым буквенным индексом.

В приборе можно применить и другие микроамперметры с током полного отклонения стрелки 100 или 200 мкА, однако резисторы R9-R16 В этом случае придется подобрать заново.

Прибор собран на двух печатных платах из стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Их чертежи приведены па рис. 2 (плата 1)

и 3 (плата 2).

Переключатели SA1-SA4 вместе с платой 1 смонтированы па алюминиевом уголке, который привинчивают к передней панели. На ней установлен и подстроечный резистор R5 для подстройки нуля прибора, для чего предусмотрено отверстие для отвертки. Плата 2 закреплена с помощью втулок и гаек на винтах крепления микроамперметра. В ее средней части выпилено отверстие размерами 45Х X 15 мм, открывающее доступ к лепесткам на выводах-шпильках микроамперметра, к которым припаяны выводы конденсатора С5. Конденсаторы С10 и СИ установлены на металлическом уголке, привинченном к этой плате, причем корпус конденсатора СИ изолирован от него.

Налаживание. До монтажа некоторые детали прибора рекомендуется подобрать. В первую очередь это относится к резисторам R2 и R3. Их суммарное сопротивление должно быть равно 10 МОм (допускаемое отклонение - не более ±0,5 %), а отношение сопротивлений R2/R3 - 99. С такой же точностью необходимо подобрать и резистор R1. Для облегчения подбора каждый из названных резисторов можно составить из двух (меньших номиналов). Диоды VD3- VD6 подбирают по примерно одинаковому обратному сопротивлению, которое должно быть не менее 1 МОм.

Далее все детали, кроме резисторов RIO-R16, монтируют на платах, подсоединяют трансформатор питания, детали измерительного узла, входные гнезда и, установив переключатели в положения, показанные на схеме, включают питание. Вначале измеряют напряжения на выходе двуполярного источника питания и, если они различаются более чем на 0,1 В, подбирают стабилитрон VD7 или VD8. Напряжение пульсации обоих плеч источника не должно превышать 2 мВ.

После этого в среднем положении движка подстроечного резистора R5 подбором резистора R6 устанавливают стрелку микроамперметра РА1 точно на нулевую отметку шкалы и переходят к калибровке прибора. Вначале на входные гнезда XS1 и XS3 подают постоянное напряжение 10 мВ и при нажатой кнопке SA3.1 подбором резистора R10 добиваются отклонения стрелки до последней отметки шкалы. Затем входное напряжение последовательно увеличивают до 50, 250 и 500 мВ и этой же цели добиваются подбором соответственно резисторов R13 (при нажатой кнопке SA3.2), R15 (нажата кнопка SA3.3) и R9 (все кнопки - в положениях, показанных на схеме).

Затем переключателем SA4 прибор переводят в режим измерения переменных напряжения и тока и, последовательно подавая на гнезда XS2, XS3 переменные напряжения 10, 50, 250 и 500 мВ частотой 1 кГц, калибруют прибор подбором соответственно резисторов R12, R14, R16 и R11.

В заключение при нажатой кнопке SA2 и входном напряжении частотой 100 кГц проверяют калибровку па одном из пределов измерения переменного напряжения и, если необходимо, корректируют показания прибора подбором конденсатора С2.

Б. АКИЛОВ

г. Саяногорск, Хакасской АО

РАДИО № 2, 1987 г. с. 43.

Я радиолюбитель

Милливольтметр постоянного и переменного токов и омметр с линейной шкалой

Принципиальная схема милливольтметра постоянного и переменного токов и омметра с линейной шкалой приведена на рис. 49. Основным элементом милливольтметра является усилитель переменного тока. Он состоит из истокового повторителя на полевом транзисторе Т17, эмиттерного повторителя на транзисторе Т18 и трехкаскадного усилителя, собранного по схеме с общим эмиттером, на транзисторах Т18-Т20. На выходе усилителя включен выпрямитель и стрелочный индикатор.

Для предохранения стрелочного индикатора от возможных перегрузок, возникающих при неправильном выборе предела измерения, параллельно ему включен кремниевый диод Д25. Для обеспечения стабильности коэффициента усиления усилитель охвачен глубокой отрицательной обратной связью. Эта же обратная связь позволяет и существенно улучшить линейность шкалы стрелочного индикатора, особенно в ее начале.

Измеряемое напряжение, поданное на вход милливольтметра, поступает через контакты реле Р1 - преобразователь постоянного напряжения в переменное и резистор R93, определяющий входное сопротивление милливольтметра, на кнопочный переключатель пределов измерения и далее на вход истокового повторителя. Установка верхних пределов измеряемых напряжений производится с помощью подстроечных резисторов R86, R88, R90, R92 и R95. Первоначальный коэффициент усиления усилителя переменного тока для измерения переменных напряжений устанавливается с помощью подстроечного резистора R104, включенного в цепь отрицательной обратной связи.

При измерении переменного напряжения кнопка переключателя В4 с фиксацией должна находиться в ненажатом положении. Для измерения постоянных напряжений или сопротивлений резисторов кнопку нажимают. В этом случае на обмотку реле-преобразователя через диод Д20 подается переменное напряжение 27 В с обмотки силового трансформатора. Одновременно в цепь отрицательной обратной связи включается другой подстроечный резистор R106, с помощью которого увеличивается коэффициент усиления усилителя переменного тока. Происходит это благодаря тому, что эффективное значение пульсирующего напряжения на выходе преобразователя отличается от эффективного значения синусоидального напряжения.

Принцип измерения сопротивлений основан на измерении падения напряжения постоянного тока на соответствующем резисторе. Для этой цели в состав прибора введен стабилизатор тока на транзисторе Т21. В зависимости от предела измерения с помощью кнопочного переключателя В2 (см. рис. 47) устанавливается рабочий ток 1; 0,1 мА или 10 мкА. При этом на пределах измерения 0-30, 0-300 и 0-3000 Ом используется рабочий ток 1 мА, на пределе 0-30 кОм - 0,1 мА, а на пределе 0-300 кОм - 10 мкА. Соответственно на первом пределе максимальное падение напряжения составляет 30 мВ, втором - 0,3 В и на остальных - 3 В. Для измерения сопротивлений необходимо установить требуемый предел измерения, нажать кнопку переключателя В4 с фиксацией, подключить к входным клеммам измеряемый резистор и нажать кнопку В5, тогда вход милливольтметра Гн5 подключится к измеряемому резистору.

Падение напряжения на измеряемом резисторе преобразуется в пульсирующее с помощью преобразователя постоянного напряжения в переменное и измеряется милливольтметром переменного тока. В связи с тем что через измеряемый резистор протекает постоянный ток строго фиксированной величины, падение напряжения на нем оказывается прямо пропорциональным его сопротивлению. Поэтому шкала омметра получается линейной и можно использовать шкалу стрелочного микроамперметра.

В состав блока питания (рис. 48) входит однополупериодный выпрямитель собранный на диоде Д17. Напряжение стабилизируется параметрическим стабилизатором на диодах Д18, Д19. На транзисторе Т16 выполнен буферный повторитель, позволяющий исключить влияние схемы на параметры стабилизатора.

В конструкции вместо рекомендованных транзисторов типа МП416 можно использовать транзисторы широкого применения, такие как МП402-МП403, МП422- МП423, ГТ308-ГТ309 и т. д. Вместо транзистора КТЗ15 - транзисторы типов КТ301, КТ312, с коэффициентами передачи тока В не менее 50. Вместо полевого транзистора КП103 можно применить транзисторы типа КП102 с любой буквой, изменив полярность питающего напряжения. Все транзисторы, за исключением транзистора типа КТ315, на котором собран стабилизатор тока, могут иметь коэффициенты передачи тока В не менее 20.

В качестве кнопочных переключателей наиболее удобно применить переключатель типа П2-К с шагом 10 мм или в крайнем случае с шагом 15 мм. Все переменные резисторы - типа СП-0,5, а подстроечные резисторы - типа СПЗ-46. Электролитические конденсаторы- типа К50-6 на напряжение 15 и 25 В. Остальные конденсаторы - типа К10-7В и МБМ. Все постоянные резисторы - типа МЛТ.

Силовой трансформатор собран на железе Ш-26, набор сердечника 50 мм. Первичная обмотка, рассчитанная на напряжение 220 В, содержит 1000 витков провода ПЭВ-1 диаметром 0,27 мм, вторичная 26 витков провода ПЭВ-1 диаметром 0,64 мм.

В качестве стрелочного микроамперметра применен прибор типа М4206 с током полного отклонения 300 мкА и сопротивлением рамки 240 Ом, шкала прибора имеет 30 делений. Вместо него можно применить микроамперметры любого типа с током полного отклонения 50- 500 мкА и сопротивлением рамки не более 2000 Ом.

При использовании микроамперметра со шкалой, имеющей другое число делений, можно либо заново изготовить шкалу с 30 делениями, либо изменить пределы измерения напряжений и сопротивлений резисторов, изменив величины резисторов во входном делителе. Например, применив микроамперметр с 50 делениями шкалы, целесообразно сделать следующие пределы измерений: 0-0,05; 0-0,5; 0-5; 0-50 и 0-500 В, а омметра 0-50; 0-500 Ом, 0-5, 0-50 и 0-500 кОм.

Для налаживания милливольтметра отключают левый по схеме конденсатор С57 (см. рис. 49) от входного аттенюатора и со звукового генератора подают на него напряжение 7,5 мВ частотой 1-5 кГц. Подстроечным резистором R106 добиваются отклонения стрелки прибора на последнее деление шкалы. Восстановив цепь, подают на вход милливольтметра со звукового генератора напряжение 30 мВ, включают предел измерения 0- 30 мВ и с помощью подстроечного резистора R95 устанавливают стрелку на последнее деление шкалы. Затем увеличивают выходное напряжение звукового генератора и, переключая поддиапазоны входного аттенюатора, с помощью подстроенных резисторов R92, R90, R88 и R86 устанавливают верхние пределы поддиапазонов измерения напряжения переменного тока.

Для калибровки прибора в режиме измерения постоянного напряжения на его вход подают напряжение, соответствующее верхнему пределу того или иного поддиапазона, и с помощью подстроечного резистора R104 устанавливают стрелку прибора на последнее деление шкалы.

Налаживание омметра сводится к подбору необходимых значений тока стабилизатора. Для этого параллельно входным гнездам (Гн5, Гн6) прибора подключают эталонный миллиамперметр постоянного тока с пределами измерения 1; 0,1; 0,01 мА, устанавливают режим измерения сопротивлений или напряжений постоянного тока и нажимают кнопку Кн1 (“измерение”). С помощью одного из подстроечных резисторов R115, R117, R118 в соответствии с выбранным поддиапазоном устанавливают токи стабилизатора 1; 0,1 и 0,01 мА.

Если отсутствует эталонный миллиамперметр постоянного тока, калибровку омметра можно произвести следующим образом. Берут резисторы с сопротивлениями, равными верхним пределам омметра (3, 30 и 300 кОм) с допуском не хуже 0,5-1%, и, последовательно подключая их ко входу прибора, устанавливают соответствующие пределы измерений. Затем нажимают кнопку Кн1 и с помощью указанных ранее подстроечных резисторов добиваются отклонения стрелки прибора на последнее деление шкалы.

Милливольтметр можно изготовить в виде отдельного самостоятельного прибора или ввести в состав звукового генератора. Для этого необходимо изготовить отдельный источник питания с напряжением около 15-24 В. Если применить более чувствительный микроамперметр, например, с током полного отклонения 50 - 150 мкА и вместо указанного стабилитрона Д21 - типа КС133 или КС139, то напряжение источника питания можно снизить до 9 В.