ИЗМЕРЕНИЯ
l i m
МАЙ
3. В некоторых схемах на ОУ для
линеаризации шкалы измерительный
прибор включают в одну из диагона-
лей моста, а в другую включают цепь
ОС быстродействующего ОУ Эта схе-
ма требует применения высокочастот-
ных диодов и быстродействующих ОУ
(хотя сам частотный диапазон остает-
ся небольшим), имеет малую чувстви-
тельность, иногда склонна к самовоз-
буждению, так как цепь ОС нелиней-
на. Эта нелинейность приводит к тому,
что АХЧ вольтметра на разных уров-
нях изменяется.
4. В то же время, если применить
идею, предложенную в (Л4), шкала при-
бора линеоризуется. Измеряемое вы-
сокочастотное напряжение выпрямля-
ется диодом \Ю1 в выносном щупе и
через резистор 141 поступает на вход
УПТ, выполненного на операционном
усилителе ЭА1. Из-за наличия в отри-
цательной обратной связи диода
У02
усиление УПТ при малых напряжениях
компенсируется, и шкала прибора ста-
новится линейной (блок-схема
рис.1).
Предлагаемая схема милливольт-
метра свободна от большинства ука-
занных недостатков. Милливольтметр
предназначен для измерения эффек-
тивного значения синусоидального пе-
ременного напряжения в диапазоне
частот от 100 Гц до 70 МГц. При нали-
чии внешнего делителя 1:100 можно
измерять напряжения до 1000 В. Од-
нако измерять высокочастотное на-
пряжение 1000 В не рекомендуется.
Верхний предел измерений милливоль-
тметра желательно ограничить измере-
нием напряжений до 300 В. Весь диа-
пазон прибора разбит на 4 поддиапа-
зона: 10 м В ,100 мВ, 1 В .Ю В и с дели-
телем 1 В, 10 В, 100 В и более. Шкала
прибора для удобства отчета принята
кратной 10. Параметры предлагаемо-
го милливольтметра следующие:
1. Полоса частот 100 Гц.,.70 МГц
(выше этой частоты измерения не
проводились).
2. Диапазон измеряемых напряжений
-2 ,5 мВ.
..1000 В.
3. Максимальная неравномерность
АЧХ не более - 0,2 дБ.
4. Потребляемый ток по цепи +15 В
- 7,5 мА.
5. Входное сопротивление - 1 МОм.
6. Погрешность измерения не превы-
шает 10%.
Принципиальная схема прибора
приведена на
рис.2.
Милливольтметр
состоит из выносного пробника (детек-
тора), аттенюатора, усилителя постоян-
ного тока (УПТ), узла защиты прибора
от перегрузки ЭАЗ, УТ1 и генератора
калибровочного напряжения \/Т2.
Линеаризирующий каскад выпол-
нен на операционном усилителе DA1.
Работает на трех поддиапазонах 10
мВ, 100 мВ, 1 В. На последнем диапа-
зоне 10 В амплитудная характеристи-
ка диода VD1 близка к линейной, по-
этому выход щупа в этом случае под-
ключен ко входу операционного усили-
теля DA2 непосредственно через ре-
зистивный делитель напряжения R8,
R9 (аттенюатор). Для защиты опера-
ционных усилителей от самовозбужде-
ния и возможной наводки на их вход
включены блокировочные конденсато-
ры СЗ, С4.
На микросхеме DA3 собран узел за-
щиты измерительного прибора от пе-
регрузок. Этот узел представляет собой
компаратор, который, если напряжение
на выходе DA2 лежит в пределах нор-
мы, выдает отрицательное напряже-
ние, открывающее транзистор VT1.
При превышении входным сигна-
лом в 1,5 раза напряжения, при кото-
ром стрелка измерительного прибора
отклонится на последнее деление
шкалы, компаратор выдает положи-
тельное напряжение, которое закры-
вает ключ VT1, а красное свечение
светодиода VD3 индицирует состоя-
ние перегрузки. При уменьшении пе-
регрузки до 1,1 напряжения полного
отклонения, нормальный режим вос-
станавливается. Гистерезис срабаты-
вания компаратора возникает из-за
того, что часто нагрузка DA3 отключа-
ется при перегрузке. Наличие узла за-
щиты от перегрузки совершенно необ-
ходимо, так как в момент включения-
выключения прибора и ошибки в вы-
боре поддиапазона возникают недопу-
стимые и опасные для микроампер-
метра броски напряжения, которые
могут его повредить. Прибор имеет
внутренний генератор калибровочно-
го напряжения, вывод которого экра-
нированным проводом выведен на
разъем задней панели прибора. Ка-
либровка прибора производится на ди-
апазоне 10 мВ. В стационарных усло-
виях милливольтметр питается от сети
220 В, потребляемая мощность не бо-
лее 10 Вт.
Генератор калибровочного напря-
жения представляет собой обычный
LC-генератор. Контур в цепи коллек-
тора транзистора VT2 настроен на
частоту 500 КГц. Нагрузкой генера-
тора служит оммический делитель,
состоящий из резисторов R28-R30.
Калибровочное напряжение 10 мВ
устанавливается подстроечным ре-
зистором R29.
Схема блока питания прибора пре-
дельно проста, так как потребление
тока мало и представляет собой про-
стейший параметрический стабилиза-
тор. При таком мизерном электропот-
реблении (7,5 мА по цепи +15 В) нет
необходимости устанавливать стабили-
затор на кренках или их импортных ана-
логах. Если милливольтметр предпола-
гается использовать в полевых услови-
ях, то можно рекомендовать преобра-
зователь, с помощью которого напряже-
ние +4,5 В преобразуется в напряжение
±15 В. Специальных требований к дета-
лям милливольтметра не предъявляют-
ся, за исключением номиналов резис-
торов, входящих в состав аттенюато-
ров, так как от их тщательной подбор-
ки зависит точность прибора в целом.
Выносной пробник соединен с прибо-
ром экранированным проводом или ко-
аксиальным кабелем РК-20.
КОНСТРУКЦИЯ
Прибор собран в корпусе из дю-
ралюминия толщиной 4 мм соедине-
нием в торец винтами 2,5 мм и имеет
размер 160x120x50 мм. Передняя и
задняя панель дюралевые съемные
толщиной 2 мм, на них крепятся ра-
диоэлементы прибора. На передней
панели расположен силовой транс-
форматор, микроамперметр, элемен-
ты блока питания, переключатель, ре-
зистор установки нуля, коаксиальный
разъем, индицирующие светодиоды
(питание и перегруз). Микроампер-
метр закреплен с внешней стороны
передней панели с помощью 4-х вин-
тов М4. Монтаж блока питания и ка-
либратора выполнен на отрезке уни-
фицированной печатной платы, кото-
рая закреплена на верхних винтах,
крепящих головку РА1. Элементы схе-
мы высокочастотного милливольтмет-
ра смонтированы на отдельной пла-
те, которая крепится на резьбовых
шпильках подключения милливольт-
метра. На задней стенке прибора кре-
пится тумблер питания, предохрани-
теледержатель и разъем выхода ка-
либратора. Выносная головка прибо-
ра представляет собой однополупе-
риодный выпрямитель напряжения
VD1. В качестве VD1 (ГД 507А) мож-
но использовать высокочастотные
германиевые диоды ГД402, ГД508,
Д18. Высокочастотным пробником
(рис.6)
служит медная или латунная
трубка 1 диаметром 15 мм и длиной
70 мм, с одной стороны которой
вставлена бобышка 2, выточенная из
капрона или фторопласта с впресо-
ванным в нее щупом остроконечным
стержнем 3. С внутренней стороны к
нему припаян конденсатор С1, с дру-
гой стороны в трубку вставлена латун-
предыдущая страница 21 Радиолюбитель 2001-05 читать онлайн следующая страница 23 Радиолюбитель 2001-05 читать онлайн Домой Выключить/включить текст