VF voltmetar sa linearnom skalom. RMS AC voltmetar Voltmetar čini operacijsko pojačalo

Mogućnost prijevremenog kvara skupe baterije prisiljava vozača da pažljivo prati rad releja regulatora napona i stanje električnog sustava vozila. Napon u njemu ne bi trebalo da se razlikuje za više od ± 3% od optimalne vrednosti, koja je određena za date uslove rada. baterija i zavisi od klimatska zona, mjesto ugradnje baterije i njeno tehničkom stanju, način rada automobila. Što se tačnije održava optimalni napon prilikom punjenja baterije, to će duže trajati.

Ispravan rad auto generatora je od velike važnosti. Kada napon generatora poraste iznad optimalnog za 10-12% (oko 0,15 V), vijek trajanja baterije i sijalica se smanjuje za 2-2,5 puta.

Da biste precizno izvršili sva potrebna podešavanja, potreban vam je poseban voltmetar koji mjeri napon u rasponu od 13-15 V s točnošću od 0,1 V. Teško je kupiti takav uređaj, ali mnogi će moći napraviti sličan sa skalom rastegnutom u rasponu od 10-15 V. Povećana tačnost mjerenja, linearna skala u cijelom mjernom opsegu, nedostatak vlastitog izvora napajanja, povećana pouzdanost (zbog zaštitnih elemenata koji se nalaze u uređaju koji ne utiču na tačnost mjerenja), mogućnost podešavanja "stretch" zone skala - karakteristične karakteristike ovog uređaja. Izrađen je na bazi operativnog pojačala i mjerač je razlike napona.

Specifikacije voltmetar

Mjerni opseg napona, V. ... od 10 do 15
Ostvarljiva greška mjerenja na temperaturi od 20 ± 5 ° C, ne gore,% ... 0,5
Diskretnost, V. ... 0.05
Ulazni otpor, ne manji, kOhm. ... ... 0,75
Raspon radne temperature, ° C. ... ... od -10 do +35
Dimenzije (sa mikroampermetrom M906), mm. ... ... 65x105x120

Voltmetar se napaja direktno iz mjernog objekta. Početni pomak, u odnosu na koji se vrši mjerenje, postavlja se otporom lanca otpornika R3, R4 (vidi. shematski dijagram Slika 1), i količinu povratne informacije(koji određuje pojačanje OADA1 i, shodno tome, stepen "istezanja" opsega) je postavljen otporom lanca otpornika R5, R6.

Izvor referentnog napona na Zener diodi VD3 također osigurava pomak potencijala na neinvertirajućem ulazu DA za iznos jednak približno polovini izmjerenog pada napona, koji je neophodan za rad op-pojačala s unipolarnim napajanjem.

Otpor otpornika R7 ovisi o osjetljivosti RA mikroampermetra i vrijednosti maksimalnog izlaznog napona operativnog pojačala u odnosu na katodu Zener diode VD3.

Diode VD1, VD2 pružaju zaštitu op-amp, a VD4, VD5 - mikroampermetar od prekomjerne struje. VD1 sprječava da negativna struja teče kroz R1 i op-amp. Moguće je da struja prođe kroz naprijed usmjerenu Zener diodu VD3, diodu VD2 i otpornike R2-R4. Tako će se između DA ulaza (pinovi 3,2) uspostaviti razlika potencijala od najviše 0,7 V. Sličan pad napona će biti i na pinu 3 u odnosu na pin 4 op-pojačala.

Ovo osigurava pouzdanu zaštitu op-ampa od grešaka pri povezivanju polariteta.

U voltmetru se koriste konstantni otpornici tipa MLT, a kako je podešeno, poželjno je koristiti višestruke ploče tipa SP5-2, SP5-3, SP5-14. Dozvoljeno je koristiti druge vrste OA, na primjer, K140UD7 ili K140UD1A, K553UD1 s odgovarajućim korekcionim krugovima. Diode - sve silikonske diode male snage. Zener dioda KS147A može se zamijeniti KS156A, ali će se, vjerojatno, tada temperaturna stabilnost voltmetra pogoršati i bit će potrebno razjasniti vrijednosti otpornika R1-R3. Mikroampermetar - M906 ili M24 sa ukupnom strujom otklona od 50 μA i skalom koja odgovara odabranom području mjerenja. Moguće je koristiti i druge pokazivačke uređaje sa ukupnom strujom odstupanja do 1 mA, ali je u ovom slučaju potrebno odabrati vrijednost otpornika R5, na osnovu odabrane vrijednosti pada napona na njemu (oko 1,5 V ). Avometar možete koristiti i u načinu rada mikroampermetra. Tada će ovaj uređaj biti napravljen kao prefiks za tester.

U nedostatku neispravnih elemenata i grešaka u instalaciji, postavljanje voltmetra se svodi na njegovu kalibraciju. Ova operacija se izvodi pomoću podesivog izvora napajanja s izlaznim naponom od 9-16 V i primjernog voltmetra, po mogućnosti digitalnog, na primjer V7-16, FZO, VR-11.

Otpornici trimera su postavljeni na srednji položaj i na ulaz voltmetra se primjenjuje napon od 12-13 V, nadgledajući ga pomoću modela uređaja. Strelica podešenog voltmetra treba da odstupa od nule. Zatim se na izlazu izvora napajanja postavlja napon od 10 V (± 0,05 V), a otpornik R4 se koristi za pomicanje strelice voltmetra na podjelu nulte skale. Zatim, povećanjem izmjerenog napona na 15 ± 0,05 V, otpornik R6 postavlja strelicu na konačni dio skale. Ponavljajući gore navedene operacije za 10 V i 15 V, postižu najpreciznije podešavanje voltmetra u radnom opsegu od 13-14,5 V.

Prilikom podešavanja releja-regulatora, napon se mjeri direktno na terminalima akumulatora.

Na slici 2 prikazana je štampana ploča sa rasporedom elemenata. Ploča se postavlja na kontaktne vijke mikroampermetra M906 i postavlja se sa njom u kutiju.

Rice. 2

V. Bakanov, E. Kachanov, Chernivtsi, Modelist-Constructor br. 12, 1990, str.

Spisak radioelemenata

Oznaka	Vrstu	Denominacija	Količina	Bilješka	Moja sveska
DA	OU	K140UD6	1	K140UD7, K140UD1A, K553UD1	U notepad
VD1, VD2, VD4, VD5	Diode	KD521V	4		U notepad
VD3	Zener dioda	KS147A	1		U notepad
C1	Elektrolitički kondenzator	4.7uF 20V	1		U notepad
C2	Kondenzator	0,1 uF	1		U notepad
R1	Otpornik	510 Ohm	1		U notepad
R2	Otpornik	15 kΩ	1		U notepad
R3	Otpornik	8,2 k Ohm	1	MLT, izbor	U notepad
R4	Trimer otpornik	4,7 k Ohm	1

Voltmetar operativnog pojačala

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

Prilikom postavljanja različite elektronske opreme, često je potreban AC i DC voltmetar sa visokom ulaznom impedancijom, koji radi u širokom frekventnom opsegu. Bio je to tako relativno jednostavan uređaj koji je uspješno dizajniran na op-pojačalu K574UD1A, koji ima visoke karakteristike (sa frekvencijom jedinstvenog pojačanja većom od 10 MHz i brzinom porasta izlaznog napona do 90 V / μs).

Šematski dijagram voltmetra prikazan je na sl. 1.

Omogućava vam mjerenje AC i DC napona u 11 podopsegova (gornje granice mjerenja su prikazane na dijagramu). Frekvencijski interval je od 20 Hz do 100 kHz u podopsiju “10 mV”, do 200 kHz u podopsiju “30 mV” i do 600 kHz u ostatku. Ulazna impedansa - 1 MΩ. Preciznost merenja jednosmernog napona - ± 2, AC - ± 4%. Nulti drift nakon zagrijavanja (20 min) je praktički odsutan. Potrošena struja nije veća od 20 mA.

Uređaj sadrži precizni ispravljač na bazi op-pojačala DA1 sa VD1-VD4 diodnim mostom u OOS kolu. Ispravljeni napon se dovodi do mikroampermetra RA1. Ovo uključivanje vam omogućava da dobijete najlinearniju skalu voltmetra. Otpornik R14 služi za balansiranje op-pojačala, odnosno za postavljanje uređaja na nulta očitanja.

Precizni ispravljač se koristi za mjerenje ne samo izmjeničnog, već i istosmjernog napona, što smanjuje broj prebacivanja pri prelasku s jednog načina rada na drugi. Osim toga, ovo je pojednostavilo proces mjerenja istosmjernog napona, jer nije bilo potrebe za promjenom polariteta uključivanja mikroampermetra RA1. Predznak izmjerenog konstantnog napona određen je indikatorom polariteta na op-pojačalu DA2, spojenom prema krugu pojačala skale i napunjenom LED diodama HL1, HL2. Osjetljivost uređaja je takva da pokazuje polaritet napona kada je igla mikroampermetra skrenuta za samo jedan dio skale.

Način rada uređaja bira se prekidačem SA1, podopseg mjerenja - prekidačem SA2, koji mijenja dubinu OOS, pokrivajući OA DA1. U ovom slučaju, dvije grupe otpornika mogu biti uključene u OOS krug: R7-R11 (pri konstantnom ulaznom naponu) i R18, R19, R21-R23 (pri promjenljivom). Ocjene potonjeg odabiru se na takav način da očitanja uređaja odgovaraju efektivnim vrijednostima sinusoida

naizmenični napon. Korektivna kola R17C8, R20C9 smanjuju neujednačenost amplitudno-frekventne karakteristike (AFC) uređaja u podopsezima “10 mV” i “30 mV”. Prigušnica L1 kompenzira nelinearnost frekvencijskog odziva operacionog pojačala DA1. Višestrukost granica mjerenja na jedan i tri obezbjeđuju razdjelnici s kompenzacijom ulazne frekvencije na elementima R1-R6, C2-C7. Promjena omjera podjele događa se istovremeno s prebacivanjem otpornika u OOS krugu mikrokola DA1 sa prekidačem SA2.

Uređaj se napaja iz impulsnog izvora (slika 2). Na osnovu uređaja opisanog u članku V. Zaitseva, V. Ryzhenkova „Mala jedinica za napajanje“ („Radio“, 1976, br. 8, str. 42, 43). Da bi se povećala stabilnost i smanjio nivo talasanja napona napajanja, dopunjen je stabilizatorima na DA3, DA4 mikro krugovima i LC filterima. Možete koristiti drugi odgovarajući stabilizirani izvor napona ± 15 V, kao i bateriju galvanskih ćelija ili akumulatora.

Voltmetar koristi mikroampermetar M265 (klasa tačnosti 1) sa ukupnom strujom otklona od 100 μA i dvije skale (sa krajnjim oznakama 100 i 300). Dozvoljeno odstupanje otpora otpornika R1-R6, R7-R11, R18, R19, R21-R23 nije više od ± 0,5%. Čip K574UD1A može se zamijeniti sa K574UD1B, K574UD1V. Prigušnice L1-L5 - DM-0.1. Transformator T1 je namotan na toroidalno magnetno jezgro vanjskog prečnika 34, unutrašnjeg prečnika 18 i visine 8 mm od permalloy trake debljine 0,1 mm. Namotaji I i IV sadrže 60 zavoja žice PEV-2 0,1, II i III - 120 (PEV-2 0,2), a V i VI - 110 (PEV-2 0,3) zavoja.

Da bi se smanjile smetnje, elementi ulaznog razdjelnika i otpornici kola OOS R7-R11, R18, R19, R21-R23 montirani su direktno na kontakte SA2 prekidača. Ostali detalji nalaze se na ploči, pričvršćeni na navojne igle-vodi mikroampermetra. DA1 mikrokolo je prekriveno mesinganim ekranom. Pinovi za napajanje 5 i 8 op-amp direktno na mikro krug DA1 povezani su preko kondenzatora kapaciteta 0,022 ... 0,1 μF zajedničkom žicom. Sa prekidačima SA1, SA2, njegovi pinovi 3 i 4 povezani su oklopljenim žicama. Tranzistori VT1, VT2 napajanja su ugrađeni na hladnjake sa površinom hlađenja od oko 6 cm2. Izvor mora biti zaštićen.

Osnivanje počinje sa izvorom energije. Ako njegov generator blokade nije samopobuđen, generiranje se postiže odabirom otpornika R26. Nakon toga, trim-otpornici R28, R30 postavljaju napone od +15 i -15 V, spajaju uređaj koji se podešava na izvor i uvjerite se da nema samopobude mikrokruga DA1. Ako se to ipak dogodi, tada se između njegovih priključaka 6 i 7 uključuje kondenzator kapaciteta 4 ... 10 pF i provjerava se odsustvo samopobude na svim podopsegima mjerenja istosmjernog i izmjeničnog napona.

Zatim se uređaj prebacuje na podopseg mjerenja naizmjeničnog napona “1 V” i na ulaz se dovodi sinusni signal frekvencije 100 Hz. Promjenom svoje amplitude, strelica se skreće do srednje oznake skale. Povećanjem frekvencije ulaznog napona, trimer kondenzator C2 postiže minimalne promjene očitavanja uređaja u radnom frekvencijskom opsegu. Isto se radi na podopsegima "10 V" i "100 V", mijenjajući kapacitivnost kondenzatora C4 i C6, respektivno. Nakon toga, pomoću uzornog voltmetra, očitavanja uređaja se provjeravaju na svim podopsegovima.

Treba napomenuti da u nedostatku mikrokruga K574UD1A u voltmetru, možete koristiti op-amp K140UD8 s bilo kojim slovnim indeksom, ali to će dovesti do određenog sužavanja raspona radne frekvencije.

V. SHCHELKANOV

Milivoltmetar

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

uređaj, izgled koji je prikazan na sl. 1 3. str. poklopac magazina (ovdje nije prikazan), mjeri efektivne vrijednosti sinusoidnog napona od 1 mV do 1 V, kada se koristi dodatni razdjelnik-mlaznica do 300 V, u opsegu frekvencija 20 Hz ... 20 MHz. Upotreba širokopojasnog pojačala sa ispravljačem u milivoltmetru, pokrivenog opštom negativnom povratnom spregom (OOS), omogućila je postizanje visoke preciznosti očitavanja i linearne skale. Osnovna greška na frekvenciji od 20 kHz nije veća od ± 2%. Dodatna greška frekvencije u intervalu 100 Hz ... 10 MHz ne prelazi ± 1, au intervalima 20 ... 100 Hz i 10 ... 20 MHz - ± 5%. Greška od prebacivanja granica mjerenja u frekvencijskim intervalima do 10 i od 10 do 20 MHz nije veća od ± 2 i ± 6%, respektivno. Sa preciznošću dovoljnom za radioamatersku praksu (± 10 ... 12%), uređaj može mjeriti napone sa frekvencijom do 30 MHz, međutim, minimalni napon je 3 mV. Ulazni otpor milivoltmetra je 1 MΩ, ulazni kapacitet je 8 pF. Uređaj se napaja baterijom od jedanaest D-0.25 punjivih baterija. Potrošena struja je oko 20 mA. Vrijeme neprekidnog rada sa svježe napunjenom baterijom je najmanje 12 sati.

Punjači "href =" / text / category / zaryadnie_ustrojstva / "rel =" bookmark "> punjač (VD4).

Stupanj daljinske sonde je pokriven 100% NF. Njegovo opterećenje i istovremeno element OOS kola je razdjelnik napona R8-R13. Dodatni otpornik R8 je uključen da uskladi razdjelnik sa karakterističnom impedancijom (1500m) priključnog kabela. Kondenzatori C4. C5 kompenzira izobličenje frekvencije.

Širokopojasno pojačalo milivoltmetra sastavljeno je na tranzistorima VT3 - VT10. Samo pojačalo je trostepeno, sa VT4 tranzistorima. VT7, VT10 s opterećenjem, čije funkcije obavlja pojačalo na tranzistorima VT3, VT6, VT9. Tranzistori VT5 i VT8 uključeni diodama povećavaju napon između kolektora i emitera tranzistora VT3 i VT4.

Ulaz pojačala je povezan preko kondenzatora C6, C7 i prekidača SA1.2 na izlaz djelitelja napona. Polarizacijski napon se primjenjuje na spojnu tačku kondenzatora kroz otpornik R14. Otpornik R15 formira niskopropusni filter sa ulaznim kapacitetom tranzistora VT4, koji smanjuje pojačanje izvan radnog frekvencijskog pojasa pojačala.

Za jednosmjernu struju, pojačalo je pokriveno zajedničkim OOS-om kroz otpornike R15 i R21. Kaskade opterećenja su takođe pokrivene opštim OOS-om, a njegova dubina je 100%, budući da je baza tranzistora VT3 direktno povezana sa emiterom tranzistora VT9. Ovaj OOS također djeluje na naizmjeničnu struju (otpornik R25 nije šantantan kondenzatorom), što značajno povećava izlazni otpor VT9 tranzistora (i cijelog pojačala) i smanjuje njegov izlazni kapacitet na pikofarade. Time se stvaraju uslovi za prenos celokupne snage pojačanog signala na ispravljač (VD1. VD2) u širokom frekventnom opsegu. Visoka izlazna impedansa obezbeđuje režim strujnog generatora u krugu ispravljača i linearnoj skali.

Uz uključivanje tranzistora VT9 i VT10 prikazanih na dijagramu, vrlo je teško postići stabilnost načina rada pojačala. Dobri rezultati postignuti su povezivanjem kolektora tranzistora VT3 i VT4 preko otpornika R18 i R19 i povezivanjem kolektora tranzistora VT6 i VT7 na njihovu spojnu tačku (2).

Ako iz bilo kojeg razloga, na primjer, zbog povećanja temperature tranzistora VT3, njegova kolektorska struja se povećava. Kao rezultat, napon između njegovog kolektora i emitera i struje tranzistora VT6, VT9 se smanjuju, a napon kolektor-emiter potonjeg raste. Međutim, struja kolektora tranzistora VT6 smanjuje se u mnogo većoj mjeri nego što se povećava struja tranzistora VT3. stoga njihova ukupna struja postaje znatno manja. To uzrokuje smanjenje struje tranzistora VT7, a samim tim i VT10, što dovodi do povećanja napona kolektor-emiter tranzistora VT10 i promjene napona na mjestu spajanja kolektora tranzistora VT9, VT10 prema originalna vrijednost. Tako je osigurana relativno visoka stabilnost uređaja: kada se početna temperatura (+18 ... 20 ° C) promijeni za ± 30 "C, konstantni napon na izlazu mijenja se za 10 ... 25%.

Glavni nedostatak opisanog pojačala je potreba (zbog velikog širenja parametara tranzistora) početnog podešavanja konstantnog napona na izlazu odabirom jednog od otpornika R25 ili R26. Da se to ne bi učinilo, pojačalo je dopunjeno stepenom za praćenje na tranzistorima VT16-VT19, koji pruža dodatnu ukupnu DC povratnu vezu i služi za stabilizaciju načina rada pojačala. Korisna karakteristika kaskade je da bazne struje tranzistora VT16 i VT18 teku kroz otpornik R27 u suprotnim smjerovima, rezultujuća struja je vrlo mala, tako da otpor otpornika može biti vrlo velik, a stabilizirajući učinak otpornika kaskada je visoka.

Ako se iz bilo kojeg razloga poveća napon na izlazu pojačala, struje tranzistora VT18, VT19 se povećavaju, a tranzistori VT16, VT17 se smanjuju. Kao rezultat toga, pad napona na otporniku R17 postaje manji, a napon između emitera i baze tranzistora VT3 se povećava, što uzrokuje povećanje njegove kolektorske struje i smanjenje napona između emitera i kolektora. To dovodi do smanjenja struje tranzistora VT6 i VT9, zbog čega izlazni napon teži početnoj vrijednosti. Osim toga, sa smanjenjem kolektorske struje tranzistora VT16, VT17, napon na otporniku R26 postaje manji, a samim tim i struja kolektora tranzistora VT4. Napon na njegovom kolektoru i struje tranzistora VT7 i VT10 se povećavaju, što uzrokuje smanjenje napona između kolektora i emitera tranzistora VT10 i vraćanje izvornog načina rada pojačala. Osim toga, smanjenje kolektorske struje tranzistora VT4 dovodi do smanjenja struje tranzistora VT6, a time i VT9, što također pomaže u održavanju navedenog načina rada pojačala.

Treba napomenuti da je učinak oporavka na kolektorskom krugu tranzistora VT16 i VT17 mnogo slabiji nego na krugu emitera, jer su njihovi kolektori spojeni na emiterski krug tranzistora VT10 izlaznog stupnja pojačala. Ipak, poboljšava performanse faze za praćenje.

Slično, kompozitni tranzistor VT18VT19 stabilizira način rada pojačala.

Zbog upotrebe stepena za praćenje, širokopojasno pojačalo ne zahtijeva podešavanje režima tranzistora i može raditi u širokom temperaturnom rasponu.

Milivoltmetarski ispravljač - punotalasni sa odvojenim opterećenjem u svakoj ruci (R28C15 i R29C16). Otpornik R30 se koristi za kalibraciju PA1 uređaja.

Širokopojasno pojačalo i ispravljač pokriveni su zajedničkom povratnom spregom naizmjenične struje preko otpornika R22. Ovo obezbeđuje povećanje linearnosti ispravljača i stabilnost očitavanja instrumenta, kao i proširenje opsega radne frekvencije. Za povećanje dubine OOS-a za naizmjeničnu struju u emiterskom krugu tranzistora VT4, VT10, uključeni su kondenzatori za blokiranje C10 i C12. Krug R16C8, zaobilazeći otpornik R22, podešava frekvencijski odziv pojačala na višim frekvencijama.

Stabilizator napona (VT11-VT15, VD3) - parametarski tip.

Tranzistori VT11-VT13 se koriste kao stabilizatori u krugu zener diode D814G (VD3), koji ima veliki raspon stabilizacijskog napona. Preskakanjem tačaka 1 i 2, 1 i 3 ili 1 i 4, napon napajanja potreban za rad uređaja je 12 ± 0,3 V.

Punjač je sastavljen prema shemi poluvalnog ispravljača s ograničavajućim otpornicima R39, R40.

Millivoltmetar omogućava kontrolu napona GB1 memorijske baterije u “Counter. Pete." prekidač SA2. At. ovaj otpornik R38 postavlja gornju granicu mjerenja od 20 V-

Otpornici R1, R2, R9-R13, R15, R22 i R38 moraju imati niski temperaturni koeficijent otpora, stoga treba koristiti otpornike C2-29. S2-23, BLP, ULI, itd. Ako nije potrebna povećana stabilnost i tačnost u širokom temperaturnom opsegu, tada se mogu koristiti MLT otpornici. U ovom slučaju, greška mjerenja prihvatljiva za radioamatersku praksu bit će osigurana na temperaturi od 20 ± 15 ° C. Ostali otpornici su MLT sa tolerancijom od 5%. Svi oksidni kondenzatori u milivoltmetru su K50-6, ostali su KM4-KM6 itd.

Tranzistori serije KT315, KTZ6Z, K. T368 i diode serije KD419 mogu se koristiti sa bilo kojim slovnim indeksom. Dioda VD4 - bilo koji silicijum male snage s dozvoljenim povratnim naponom od 400 V i strujom naprijed od najmanje 50 mA. D814G zener dioda može se zamijeniti bilo kojom drugom malom snagom sa stabilizacijskim naponom od 11 V. U ispravljaču (VD1, VD2) možete koristiti mikrovalni detektor ili miks diode (D604, D605, itd.), a u ekstremni slučajevi, germanijumske diode D18, D20, međutim gornja granica opsega radne frekvencije će se smanjiti na 10 ... 15 MHz.

Prekidač SA1 - PG-3 (5P2N), ali možete koristiti PGK, PM i drugi keks, bolje keramički; SA2 i SA3 - TP1-2 prekidači.

Mjerni uređaj PA1 je mikroampermetar M93 sa unutrašnjim otporom od 350 Ohm, ukupnom strujom otklona od 100 μA i dvije skale sa krajnjim oznakama 30 i 100. Možete koristiti i druge uređaje (na primjer, M24 i slične) sa različitim ukupna struja otklona, ali ne veća od 300 μA, potrebno je samo odabrati otpornike R32 i R38.

Millivoltmetar je montiran u kućište (vidi poklopac) dimenzija 200X115X66 mm od duraluminijuma debljine 1,5 mm; prednja ploča je izrađena od istog materijala debljine 2,5 mm. Potonji ima dvije rupe prečnika 28 mm za smještaj vanjske sonde i razdjelnika-mlaznice.

Daljinska sonda i razdjelna mlaznica izrađeni su u obliku dijelova koaksijalnog konektora koji se naslanjaju jedan na drugi (utikač je sonda, utičnica je razdjelna mlaznica). Konstrukcija prvog od njih prikazana je na sl. 3 omota. Izlaz kondenzatora C2 je zalemljen na mjedeni pin koji se nalazi na pločici, koji je čvrsto umetnut u vrh u obliku stošca od organskog stakla. Tijelo oksidnog kondenzatora koristi se kao cilindrični ekran. Spoljni prečnik ekrana je 28, dužina 54 mm. Na ekranu se nalazi stezaljka od lima sa savitljivom žicom za povezivanje sa kontrolisanim uređajem. Kroz otvor na kraju ekrana u sondu se ubacuju dva kabla dužine oko 1 m:

jedan od njih (koaksijalni sa karakterističnom impedancijom od 150 ohma) služi za spajanje sonde na razdjelnik napona, drugi (oklopljena žica) služi za napajanje napona napajanja. Opleteni oklopi oba kabla su zalemljeni na zajedničke tačke sonde i pojačala. Štit sonde i tijelo uređaja su također povezani na njih.

Razdjelna mlaznica je postavljena na približno isti način (vidi sl. 4 na poklopcu). Pregrada od lima sa zaštitnom cijevi s unutarnjim promjerom 2 ... 3 puta većim od promjera otpornika Rl i 1 ... 2 mm dužim od njegove dužine (bez zaključaka). Pregrada je zalemljena na cijev u sredini i u električnom je kontaktu sa vanjskim cilindričnim ekranom. Otpornik Rl je postavljen u koaksijalnu cijev, jedan od njegovih vodova je zalemljen na pin, a drugi na mjedenu utičnicu koja se nalazi na udaljenosti od 14 ... 15 mm od pregrade. Gnijezdo je pričvršćeno u disk od pleksiglasa debljine 7 mm i promjera 27 mm, koji je sa pregradom povezan sa dva mesingana ugla i vijcima u obliku slova L.

Otpornici R8-R13 i kondenzatori C4, C5 sa prethodno skraćenim vodovima zalemljeni su direktno na kontakte prekidača SA1. Izlaz pokretnog kontakta prekidača SA1.2 nalazi se u blizini ulaza pojačala, a izlaz, na koji su zalemljeni otpornici R12 i R13, nalazi se na udaljenosti nešto većoj od dužine otpornika R13 (bez vodi) sa zajedničke tačke pojačala. Priključci otpornika R13 su skraćeni na 2 ... 2,5 mm tako da je njihov induktivni otpor na najvišoj radnoj frekvenciji znatno manji od aktivnog otpora otpornika (inače će se izobličenja frekvencije povećati za visoke frekvencije).

Elementi punjač R39, R40 i VD4 diode su montirane na malu ploču pričvršćenu na prednju ploču blizu utikača KhRZ.

Preostali dijelovi milivoltmetra postavljeni su na ploču od stakloplastike debljine 1,5 mm, kao što je prikazano na sl. 5 omota. Fiksiran je na navojne igle PA1 mikroampermetra. Oksidni kondenzatori su postavljeni okomito na ploču, vodovi su savijeni sa suprotne strane u smjerovima koji odgovaraju instalaciji. Priključci otpornika R22 su skraćeni na 2 ... 3 mm.

Kroz rupe a-a u lijevom (na poklopcu) dijelu ploče 3 puta je provučena kalajisana žica prečnika 0,7 mm i napunjena lemom. Ova žica je zajednička tačka pojačala. Priključci na njega, prikazani isprekidanom linijom, napravljeni su žicom istog promjera na strani suprotnoj od detalja, a dvostruka žica je položena od SI kondenzatora kako bi se smanjila induktivnost. Na isti način, terminali otpornika R28, R29 i kondenzatora C 15, C 16 su spojeni na spojnu tačku otpornika R22 i kondenzatora C8, C10. Prilikom ponavljanja dizajna, sve ove žice treba položiti na najkraći način, ali tako da, ako je moguće, ne prelaze druge žice i ne prelaze preko mjesta lemljenja (radi jasnoće, prikazane su na poklopcu bez uzimanja ovih uzeti u obzir zahtjeve).

GB1 punjiva baterija je ugrađena na ploču između dva opružna ugla, koji služe kao njeni terminali. Baterije se stavljaju u cijev zalijepljenu od debelog papira (2-3 sloja). Rubovi cijevi dužine 110 ... 115 mm su spojeni na oba kraja. Baterija je pričvršćena na ploču fleksibilnom žicom.

Uspostavljanje milivoltmetra počinje postavljanjem napona napajanja, spajanjem, ako je potrebno, kratkospojnikom igle 2,3 ili 4 sa pinom 1. Zatim provjerite napon na izvoru tranzistora VT1. Ako je manji od 1,5 V, tada se na kapiju tranzistora treba primijeniti mali (djelići volta) pozitivni napon iz otpornog razdjelnika s ukupnim otporom od 130 ... 140 kΩ. Zatim se provjeravaju načini rada tranzistora u pojačalu. Izmjerene vrijednosti napona ne smiju se razlikovati od onih prikazanih na dijagramu za više od ± 10%.

Nakon toga se na ulaz milivoltmetra (KR2) iz generatora standardnih signala unose oscilacije frekvencije od 100 kHz i napona od 10 mV. Prekidač je postavljen u položaj "0,01". Promjenom otpora otpornika R30 postižu odstupanje strelice PA1 uređaja do konačne oznake skale.

Konačno, glatko podešavajući generator, provjeravaju frekvencijski odziv uređaja u visokofrekventnom području, nakon što su prethodno odvojili izlaz kondenzatora C8 od otpornika R22. Na frekvenciji od 20 MHz, očitavanje milivoltmetra ne bi trebalo da se smanji (u odnosu na 100 kHz) za više od 10 ... 20%. Ako to nije slučaj. potrebno je smanjiti otpor otpornika R15.

Nakon toga se uspostavlja veza kondenzatora C8 s otpornikom R22 i postiže se ujednačenost frekvencijskog odziva na visokim frekvencijama, odabirom, ako je potrebno, kondenzatora C8 i otpornika R16. U nekim slučajevima, za precizniju korekciju frekvencijskog odziva u rasponu od 16 do 20 MHz, prigušnica je uzastopno uključena u ovaj krug, namotavajući 10-25 zavoja žice PEV-1 promjera 0,11 ... 0,13 mm u jednom redu

Za provjeru frekvencijskog odziva u niskofrekventnom području koristite generator GZ-33, GZ-56 ili sličan sa uključenim unutrašnjim otporom od 600 Ohma i u položaju “ATT” prekidača izlaznih otpora. Izobličenja frekvencije u ovoj oblasti ovise isključivo o kapacitetu kondenzatora za blokiranje i blokiranje C2, C3, C6, C7, C9 - C13 (što je veće, manje je izobličenja).

MIKIRTICAN

Moskva grad

LITERATURA
1. Auth. wit. SSSR br. 000 (Bul. “Otkriće, izumi...”, 1977, br. 9).
2. Auth. uvrnut. SSSR J6 634449 (Blul. “Otkrića, izumi...”. 1978, br. 43).
3. Auth. uvrnut. SSSR br. 000 (Blul. "Otkriće. Izumi...", 1984. br. 13).

RADIO br. 5, 1985. str. 37-42.

Milivoltmetar - Q-metar

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

I. Prokopyev

Uređaj, čiji je opis ponuđen pažnji čitalaca, dizajniran je za mjerenje Q-faktora zavojnica, njihove induktivnosti, kapacitivnosti kondenzatora, kao i visokofrekventnog napona. Prilikom mjerenja faktora kvalitete na oscilatorni krug se primjenjuje napon od 1 mV (umjesto 50 mV u E9-4), stoga je od vanjskog VF generatora potreban napon od samo 100 mV, odnosno možete koristiti gotovo svaki generator signala tranzistora male snage s rasponom radnih mjesta od najmanje 0, 24 ... 24 MHz.

Raspon mjerenih vrijednosti faktora kvalitete je 5 ... 1000 sa greškom od 1%, kapacitivnost je od 1 do 400 pF sa greškom od 1% i 0,2 pF kada je mjerenje kapacitivnosti 1 ... 6 pF. Induktivnost se određuje na fiksnim frekvencijama u pet podopsega prema tabeli.

Frekvencija mjerenja, MHz	Podopseg, μG

Ugrađeni milivoltmetar (kolo je posuđeno iz (1)) može mjeriti naizmjenični napon u šest podopsegova od 3, 10, 30, 100, 300, 1000 mV u frekvencijskom opsegu od 100 kHz do 35 MHz. Ulazna impedansa je 3 MΩ, ulazna kapacitivnost je 5 pF. Greška mjerenja ne prelazi 5%.

Uređaj je malih dimenzija - 270x150x140 mm, jednostavnog je dizajna i lako se postavlja. Napaja se iz mreže od 220 V AC preko ugrađenog stabilizovanog napajanja.

Shematski dijagram Milivoltmetar sa udaljenom sondom i napajanjem prikazan je na Sl. 1,

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

Utičnice X5-X8 mjerne jedinice postavljene su na fluoroplastičnu ploču (drugi materijali su neprikladni) i nalaze se na uglovima kvadrata sa stranicom od 25 mm (slika 3.)

Rice. 3.

Kondenzator C27 - trimer, sa zračnim dielektrikom, C23 - nužno liskun s malim gubicima (na primjer, KSO). Kondenzator C24 - bilo koja keramika, ali uvijek s minimalnom samoinduktivnošću. Da bi se to postiglo, odlemljeni su vlastiti vodovi kondenzatora, bakrena ploča veličine 20x20x1 mm je zalemljena na jednu ploču, koja se zatim pričvrsti na kućište promjenjivog kondenzatora C25 što je moguće bliže utičnicama X5-X8. Jedan kraj trake od bakarne folije je zalemljen na drugu ploču kondenzatora C24, čiji je drugi kraj zalemljen na utičnicu X5, kao što je prikazano na umetku. Preporučljivo je posrebriti utičnice i druge bakarne dijelove mjerne jedinice.

Millivoltmetar se sastoji od eksterne sonde, atenuatora, trostepenog širokopojasnog pojačala, detektora udvostručavanja napona i mikroampermetra.

Sonda je sastavljena prema krugu sljedbenika napona na tranzistorima V1, V2. Povezuje se sa uređajem oklopljenim kablom sa dodatnim provodnikom preko kojeg se dovodi napon napajanja.

Širokopojasni atenuator je montiran na 11-položajnu keramičku razvodnu ploču. Zaštitne ploče od bakrenog lima debljine 0,5 mm postavljene su između grupa delova prigušivača koji pripadaju istom podopsegu, a ceo atenuator je zatvoren u mesingani ekran prečnika 50 mm i dužine 45 mm.

Sva tri stepena širokopojasnog pojačivača sklopljena su prema zajedničkoj shemi emitera i imaju koeficijent prijenosa 10. Pojačani signal se dovodi do detektora amplitude, a zatim preko trimer otpornika R31 (kalibracija) do mjernog uređaja P1.

Napajanje uređaj nema posebne karakteristike. Mrežni napon spušten transformatorom T1, ispravljen i napajan na stabilizator na tranzistorima V9, V10.

Strukturno, uređaj je sastavljen u duralumin kućište (slika 4).

Rice. 4.

Daljinska sonda (slika 5)

Rice. 5.

montiran na ploču od liskuna metodom montaže na šarke i zatvoren u aluminijumsko kućište - ekran prečnika 18 i dužine 80 mm. Prilikom ponavljanja uređaja, trebali biste striktno slijediti pravila za instaliranje visokofrekventnih uređaja.

Uređaj koristi konstantne otpornike OMLT, MLT-0.125. Otpornici u atenuatoru se biraju sa tačnošću od 10%. Kondenzatori K50-6, KLS, KTP, KM-6. Trimer otpornik R31 - SP-11; njegova ručka je izvučena ispod proreza na prednjoj ploči. Mikroampermetar M265 sa strujom punog otklona od 100 μA. Prekidači MT-1, MT-3, PGK.

Podešavanje uređaja počinje postavljanjem nazivne struje kroz Zener diodu V8. Da biste to učinili, pri mrežnom naponu od 220 V odabire se otpornik R35 tako da je stabilizacijska struja 15 mA. Zatim se odabirom otpornika R34 na izlazu stabilizatora postavlja napon od 9 V. Struja koju troši uređaj ne prelazi 25 mA. Nakon toga se napon iz generatora signala dovodi na ulaz sonde i praćenjem napona na izlazu širokopojasnog pojačala, odabirom korektivnih kola u emiterskim krugovima tranzistora V3-V5, postiže se ujednačenost. frekvencijski odziv pojačala u frekvencijskom opsegu 0,1...35 MHz (kako se. može se pročitati u (1).

Da biste postavili mjernu jedinicu Q-metra, potrebno je primijeniti napon od 100 mV sa frekvencijom od 760 kHz iz generatora standardnih signala n "utičnica X4 i spojiti bilo koju zavojnicu s induktivnošću unutar 0,1 ... 1 mH na utičnice X5, X6. Rotacijom ose kondenzatora C26 postiže se rezonancija, prema maksimalnim očitanjima milivoltmetra priključenog na mjernu jedinicu Q-metra. Ako je to bilo moguće učiniti, to znači da je mjerna jedinica pravilno montirana i da možete početi kalibrirati kondenzatorsku vagu. Kondenzator C26 služi za fino podešavanje kola, tako da njegova skala treba da bude sa nultom oznakom u sredini i kalibrirana u rasponu od -3 do +3 pF.

Skala kondenzatora C25 se kalibrira na jednoj frekvenciji, na primjer 760 kHz, proračunom koristeći formulu L = 25,4 / f2 * (C + Cq), gdje je Cq kapacitet kondenzatora C26, koji odgovara nultoj oznaci skala. Induktivnost se dobija u mH zamjenom frekvencije u MHz i kapacitivnosti u pF. Očitavanja se koriguju na frekvenciji od 24 MHz sa kondenzatorom C27 i izborom broja zavoja induktivnosti L1 (0,03 μH).

Za mjerenje Q-faktora potrebno je spojiti eksternu sondu na X9 utičnicu Q-metra mjerne jedinice (ulazni X4 i izlazni X9 konektori Q-metra mjerne jedinice nalaze se na stražnjoj strani uređaja) . Primijenite napon potrebne frekvencije na utičnicu X4 iz vanjskog generatora i pritiskom na tipku “K” (S3) podesite regulator izlaznog napona generatora na 100 mV na skali milivoltmetra. Zatim spojite zavojnicu i postignite rezonanciju okretanjem gumba za podešavanje kondenzatora C25, C26 i očitajte očitanja (prilikom mjerenja faktora kvalitete očitanja milivoltmetra se množe sa 10).

Za više informacija o mogućim opcijama za korištenje Q-metra za mjerenje različitih parametara zavojnica i kondenzatora, pogledajte.

Književnost

1. Utkin I. Prijenosni milivoltni vjetar - Radio, 1978, 12, str. 42-44

2. Tvornički opis dizajna Q-metra E9-4

3. Rogovenko S. Radio mjerni uređaji - postdiplomske škole, dio 2, str. 314-334

Milivoltnanoampermetar

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

Da bi voltmetar imao veliku ulaznu impedanciju (nekoliko megaoma), sasvim je dovoljno da svoj ulazni stupanj izvede na tranzistoru s efektom polja spojenom prema krugu sljedbenika izvora. Za razliku od često korištenog (za kompenzaciju pomaka nule) diferencijalnog stupnja na ovim poluvodičkim uređajima, ovakvo rješenje je jednostavnije, eliminira potrebu za odabirom para kopija koji su identični po nekoliko parametara, što zbog njihovog značajnog širenja zahtijeva veliki broj tranzistori, iako to dovodi do potrebe za podešavanjem nule voltmetra. Budući da je pad napona na ulaznom otporu proporcionalan struji koja teče kroz njega, uređaj ga može istovremeno mjeriti.

Ova razmatranja omogućila su dizajniranje jednostavnog milivoltnanoampermetra, koji mjeri i male istosmjerne i naizmjenične napone i struje u krugovima visokog otpora različite radio opreme. U početnim položajima prekidača, instrument je spreman za mjerenje napona od 0 do 500 mV ili struje od 0 do 50 nA. Manipulisanjem prekidačima gornja granica merenja napona se može spustiti na 250, 50 i 10 mV, a struja na 25, 5 i 1 nA, ili se svaka od njih može povećati za faktor 100 (za pritiskom na dugmad “mVX100” i “nAX100”). Dakle, maksimalni izmjereni napon i struja ograničeni su, respektivno, granicama od 50 V i 5 μA (velike vrijednosti mogu se izmjeriti običnim avometrima s dovoljno velikim ulaznim otporom i malim padom napona, na primjer, Ts4315). Ulazna impedansa uređaja je 10 megoma. kada se ne pritisne ili 100 kOhm kada se pritisne prekidač "nAH100". Maksimalna frekvencija izmjerenog naizmjeničnog napona i struje je najmanje 200 kHz.

Šematski dijagram uređaja prikazan je na sl. 1.

Sastoji se od ulaznog čvora (R1 - R3, C2, SZ, SA1, SA2), sljedbenika izvora (VT1), stupnja za pojačavanje (DA1), uređaja za odabir granica mjerenja i vrste struje (R9-R16, SA3, SA4), mjerni čvor (VD3-VD6, PA1, C5) i napajanje (T1, VD7-VD12, C8 - C11, R17, R18).

Izvorni sledbenik obezbeđuje visoku ulaznu impedanciju instrumentu. Prema referentnim podacima, struja curenja gejta primenjenog tranzistora sa efektom polja može da dostigne 1 nA, što izgleda ne dozvoljava merenje struje nižih vrednosti. Međutim, takva struja curenja se javlja samo kada je napon između gejta i izvora 10 V. a u uređaju je taj napon blizu nule. Stoga su stvarne vrijednosti struje curenja mnogo manje od nazivne i može se pretpostaviti da je ulazni otpor uređaja određen elementima ulaznog čvora. Potonji je frekvencijski neovisan djelitelj napona R1-R3C2C3. kontroliše se prekidačima SA1 i SA2, koji proširuju granice mjerenja struje i napona na 5 μA i 50 V, respektivno. Diode VD1, VD2 štite tranzistor VT1 od ulaznih napona opasnog nivoa za njega. U stepenu pojačala koristi se raspoloživo op-amp K140UD1B, koje ima dovoljno visoko pojačanje i dobra frekvencijska svojstva. Ulazna impedansa pojačala je nekoliko stotina kilo-oma. Izmjereni napon se dovodi na neinvertirajući ulaz op-ampa iz izvora tranzistora VT1. Trimer R5 se koristi za podešavanje nulte očitavanja uređaja prilikom prebacivanja granica mjerenja, OA je pokriven OOS kolom kroz mjernu jedinicu i uređaj za odabir granica mjerenja i vrste struje. Pomoću prekidača SA3 i SA4, jedan od otpornika R9-R16 je spojen na invertni ulaz op-amp, PA1 mikroampermetar je spojen na OOS kolo sa prekidačem SA4 ili direktno (prilikom mjerenja konstantnog napona i struje), ili preko VU3-VD6 ispravljača (prilikom mjerenja varijabilnih vrijednosti). Da bi se zaštitili od strujnih skokova u trenutku isključenja struje, mikroampermetar je kratko spojen odsjekom SA5.2 SA5 prekidača u isto vrijeme kada je uređaj isključen iz mreže.

Bipolarno napajanje uređaja sadrži parametarske stabilizatore VD7R17 i VD8R18.

Detalji i konstrukcija. Uređaj koristi SP5-3 (R5) i MLT otpornike (ostalo), kondenzatore. K50-6 (C5, C8, C9), K50-7 (GIO, SI), MBM, KT1, BM (ostalo), mikroampermetar M2003 sa ukupnom strujom otklona strelice od 50 μA. prekidači P2K.

Mrežni transformator T1 je namotan na magnetno jezgro ŠL15H25 sa prozorom 10X35 mm. Namotaj 1-2 sadrži 4000 zavoja žice PEV-2 0,12, 3-4-5 - 320 + 320 zavoja žice PEV-2 0,2.

Op-pojačalo K140UD1B može se zamijeniti bilo kojim drugim (sa odgovarajućim naponima napajanja i korekcijom), međutim, zbog lošijih frekvencijskih svojstava većine dostupnih op-pojačala, opseg radne frekvencije uređaja će se u ovom slučaju suziti. . Umjesto tranzistora KP303B, možete koristiti KP303A ili KP303ZH, umjesto dioda D223, D104 - bilo koje silikonske sa istim parametrima, umjesto D18 - germanijeve diode serije D2 ili D9 s bilo kojim slovnim indeksom.

U uređaju možete koristiti i druge mikroampermetre s ukupnom strujom otklona strelice od 100 ili 200 μA, međutim, otpornici R9-R16 U ovom slučaju, morat ćete ponovo odabrati.

Uređaj je sastavljen na dva štampane ploče od stakloplastike debljine 1,5 mm. Njihovi crteži su prikazani na sl. 2 (ploča 1)

i 3 (tabla 2).

Prekidači SA1-SA4, zajedno sa pločom 1, montirani su na aluminijumski nosač, koji je pričvršćen za prednju ploču. Na njemu je također ugrađen trimer otpornik R5 za podešavanje nule uređaja, za koji je predviđena rupa za odvijač. Ploča 2 je pričvršćena čaurama i maticama na pričvrsne vijke mikroampermetra. U njegovom srednjem dijelu izrezana je rupa dimenzija 45X X 15 mm, koja otvara pristup laticama na pin-pinovima mikroampermetra, na koje su zalemljeni izvodi kondenzatora C5. Kondenzatori C10 i SI ugrađeni su na metalni kut zašrafljen na ovu ploču, a kućište SI kondenzatora je izolirano od njega.

Uspostavljanje. Preporučuje se odabir nekih dijelova uređaja prije instalacije. Ovo se prvenstveno odnosi na otpornike R2 i R3. Njihov ukupni otpor trebao bi biti jednak 10 MΩ (dozvoljeno odstupanje nije više od ± 0,5%), a omjer otpora R2 / R3 trebao bi biti 99. Otpornik R1 mora biti odabran sa istom tačnošću. Da bi se olakšao izbor, svaki od navedenih otpornika može biti sastavljen od dva (manje vrijednosti). Diode VD3-VD6 se biraju za približno isti povratni otpor, koji bi trebao biti najmanje 1 MΩ.

Nadalje, svi dijelovi, osim otpornika RIO-R16, su montirani na ploče, energetski transformator, dijelovi mjerne jedinice, ulazne utičnice su spojeni i, nakon što su prekidači postavljeni na položaje prikazane na dijagramu, uključite moć. Prvo se mjere naponi na izlazu bipolarnog napajanja i, ako se razlikuju za više od 0,1 V, odabire se Zener dioda VD7 ili VD8. Napon valovitosti oba kraka izvora ne bi trebao biti veći od 2 mV.

Nakon toga, u srednjem položaju klizača trim otpornika R5, odabirom otpornika R6, postavite strelicu mikroampermetra RA1 tačno na nultu oznaku skale i nastavite sa kalibracijom uređaja. U početku se na ulazne priključke XS1 i XS3 primjenjuje konstantni napon od 10 mV, a kada se pritisne tipka SA3.1, odabirom otpornika R10, strelica se skreće do posljednje oznake skale. Zatim se ulazni napon uzastopno povećava na 50, 250 i 500 mV i isti cilj se postiže odabirom otpornika R13 (sa pritisnutim dugmetom SA3.2), R15 (pritisnutim dugmetom SA3.3) i R9 (sva dugmad u pozicije prikazane na dijagramu) ).

Zatim se prekidačem SA4 uređaj prebacuje u režim mjerenja naizmjeničnog napona i struje i uzastopnim napajanjem naizmjeničnim naponom od 10, 50, 250 i 500 mV sa frekvencijom od 1 kHz na utičnice XS2, XS3, uređaj se kalibriran odabirom otpornika R12, R14, R16 i R11, redom.

Zaključno, sa pritisnutim dugmetom SA2 i ulaznim naponom od 100 kHz, kalibracija se provjerava na jednoj od granica mjerenja naizmjeničnog napona i, ako je potrebno, očitavanja instrumenta se koriguju odabirom kondenzatora C2.

B. AKILOV

Sayanogorsk, Khakass AO

RADIO br. 2, 1987. str. 43.

Nešto mi je često počelo postavljati pitanja o analognoj elektronici. Da li je sesija vodila studente na jaja? ;) Dobro, krajnje je vrijeme da se pomjeri mali edukativni program. Konkretno, o radu operativnih pojačala. Šta je to, sa čime se jede i kako to izračunati.

Šta je
Operativno pojačalo je pojačalo sa dva ulaza, nevier ... hhm ... velikim pojačanjem signala i jednim izlazom. One. imamo U out = K * U in i K je idealno jednako beskonačnosti. U praksi, naravno, ima skromnijih brojeva. Recimo 1 000 000. Ali čak i takvi brojevi vas oduševljavaju kada ih pokušate direktno primijeniti. Stoga, kao u vrtić, jedna jelka, dva, tri, mnogo jelki - imamo tu veliku dobit;) I to je to.

I postoje dva ulaza. I jedan od njih je ravan, a drugi inverzan.

Štaviše, ulazi su visokog otpora. One. njihova ulazna impedansa je jednaka beskonačnosti u idealnom slučaju i VEOMA u stvarnom životu. Račun tamo ide na stotine megaoma, pa čak i na gigaome. One. mjeri napon na ulazu, ali minimalno utiče. I možemo pretpostaviti da struja ne teče u op-amp.

U ovom slučaju, izlazni napon se izračunava kao:

U izlaz = (U 2 -U 1) * K

Očigledno, ako je napon na direktnom ulazu veći nego na inverznom, onda na izlazu plus beskonačnost. U suprotnom će biti minus beskonačnost.

Naravno, u stvarnom kolu neće postojati plus i minus beskonačnost, a oni će biti zamijenjeni najvišim i najnižim mogućim naponom napajanja pojačala. I dobićemo:

Comparator
Uređaj koji vam omogućava da uporedite dva analogna signala i donesete presudu - koji je od signala veći. Već zanimljivo. Možete smisliti mnogo aplikacija za to. Inače, isti komparator je ugrađen u većinu mikrokontrolera, a pokazao sam kako ga koristiti na primjeru AVR-a u člancima i o stvaranju. Takođe, komparator je odličan za kreiranje.

Ali stvar nije ograničena na jedan komparator, jer ako uvedete povratnu informaciju, onda se od op-pojačala može puno učiniti.

Povratne informacije
Ako uzmemo signal sa izlaza i pošaljemo ga pravo na ulaz, onda će doći do povratne sprege.

Pozitivne povratne informacije
Uzmimo i ubacimo u direktni ulaz signal odmah sa izlaza.

U1 napon je veći od nule - na izlazu -15 volti
U1 napon je manji od nule - na izlazu +15 volti

Šta se dešava ako je napon nula? U teoriji, izlaz bi trebao biti nula. Ali u stvarnosti, napon NIKADA neće biti nula. Uostalom, čak i ako za jedan elektron naboj desnog nadmašuje naboj lijevog, onda je to već dovoljno da se potencijal kotrlja u izlaz uz beskonačno pojačanje. A na izlazu će početi pakao u obliku - signal tu i tamo skače brzinom slučajnih poremećaja indukovanih na ulazima komparatora.

Da bi se riješio ovaj problem, uvodi se histereza. One. svojevrsni jaz između prelaska iz jednog stanja u drugo. Za to se uvodi pozitivna povratna informacija, ovako:

Smatramo da na inverznom ulazu u ovom trenutku postoji +10 volti. Na izlazu iz op-amp minus 15 volti. Na direktnom ulazu više nije nula, već mali dio izlaznog napona iz razdjelnika. Oko -1,4 volta Sada, sve dok napon na inverznom ulazu ne padne ispod -1,4 volta, izlaz op-pojačala neće promijeniti svoj napon. A čim napon padne ispod -1,4, izlaz op-pojačala će naglo skočiti na +15 i već će postojati pomak od +1,4 volta na direktnom ulazu.

A da bi se promijenio napon na izlazu komparatora, signal U1 će se morati povećati za čak 2,8 volti da bi došao do gornje trake od +1,4.

Postoji neka vrsta jaza gde nema osetljivosti, između 1,4 i -1,4 volta. Širina jaza se kontroliše omjerom otpornika u R1 i R2. Napon praga se izračunava kao Uout / (R1 + R2) * R1 Recimo da će 1 do 100 dati +/- 0,14 volti.

Ipak, operativna pojačala se češće koriste u načinu negativne povratne sprege.

Negativne povratne informacije
U redu, hajde da to postavimo drugačije:

U slučaju negativne povratne informacije, op-amp ima zanimljivu osobinu. Uvijek će pokušati podesiti svoj izlazni napon tako da ulazni naponi budu jednaki, što rezultira nultom razlikom.
Dok to nisam pročitao u velikoj knjizi od drugova Horowitza i Hilla, nisam mogao da se uklopim u rad OU. Ali ispostavilo se da je sve jednostavno.

Repeater
I imamo repetitor. One. na ulazu U 1, na inverznom ulazu U izlaz = U 1. Pa, ispada da je U out = U 1.

Postavlja se pitanje čemu nam tolika sreća? Bilo je moguće direktno baciti žicu i nikakvo op-amp ne bi bilo potrebno!

Moguće je, ali ne uvijek. Zamislite ovu situaciju, postoji senzor napravljen u obliku otpornog razdjelnika:

Niži otpor mijenja svoju vrijednost, mijenja se distribucija izlaznih napona iz razdjelnika. I trebamo uzeti očitanja s njega voltmetrom. Ali voltmetar ima svoj unutarnji otpor, iako veliki, ali će promijeniti očitanja senzora. Štaviše, ako ne želimo voltmetar, ali želimo da sijalica promijeni svjetlinu? Ovdje se već ne može spojiti sijalica! Stoga je izlaz baferovan od strane operativnog pojačala. Njegova ulazna impedansa je ogromna i imaće minimalan učinak, a izlazna može dati sasvim opipljivu struju (desetine miliampera, pa čak i stotine), što je sasvim dovoljno da sijalica radi.
Općenito, možete pronaći aplikacije za repetitor. Posebno u preciznim analognim kolima. Ili gdje kola jednog stupnja mogu utjecati na rad drugog kako bi ih razdvojili.

Pojačalo
A sada napravimo fintu s našim ušima - uzmite našu povratnu informaciju i stavite je na zemlju kroz razdjelnik napona:

Inverzni ulaz sada daje polovinu izlaznog napona. A pojačalo još treba da izjednači napone na svojim ulazima. Šta će morati da uradi? Tako je - podići napon na njegovom izlazu dvostruko više nego prije kako bi se kompenzirao rezultujući razdjelnik.

Sada će biti U 1 na pravoj liniji. Na inverzni U izlaz / 2 = U 1 ili U izlaz = 2 * U 1.

Stavimo djelitelj sa drugačijim omjerom - situacija će se promijeniti na isti način. Da ne biste vrtjeli formulu djelitelja napona u svom umu, odmah ću vam je dati:

U izlaz = U 1 * (1 + R 1 / R 2)

Mnemonički se pamti ono što se vrlo jednostavno dijeli na:

U ovom slučaju, ispada da ulazni signal ide kroz lanac otpornika R 2, R 1 do U out. U ovom slučaju, direktni ulaz pojačala je postavljen na nulu. Sjećamo se ponašanja op-pojačala - on će pokušati, nevjerojatno, osigurati da se na njegovom inverznom ulazu formira napon jednak direktnom ulazu. One. nula. Jedini način da to učinite je da smanjite izlazni napon ispod nule tako da se nula pojavi u tački 1.

Dakle. Zamislimo da je U out = 0. Do sada je jednak nuli. A napon na ulazu je, na primjer, 10 volti u odnosu na U out. Delitelj R 1 i R 2 će ga prepoloviti. Dakle, postoji pet volti u tački 1.

Pet volti nije nula i op-pojačalo smanjuje svoj izlaz sve dok ne bude nula u tački 1. Za to, izlaz bi trebao biti (-10) volti. U ovom slučaju, razlika u odnosu na ulaz će biti 20 volti, a razdjelnik će nam dati tačno 0 u tački 1. Dobili smo inverter.

Ali možete odabrati i druge otpornike tako da naš djelitelj daje druge koeficijente!
Općenito, formula dobitka za takvo pojačalo bit će sljedeća:

U izlaz = - U ulaz * R 1 / R 2

Pa, i mnemonička slika za brzo pamćenje xy iz xy.

Recimo da će U 2 i U 1 biti 10 volti svaki. Tada će na 2. tački biti 5 volti. A izlaz će morati biti takav da će u 1. točki također biti 5 volti. To jest, nula. Dakle, ispada da je 10 volti minus 10 volti jednako nuli. Tako je :)

Ako U 1 postane 20 volti, onda bi izlaz trebao pasti na -10 volti.
Izračunajte sami - razlika između U 1 i U izlaza će biti 30 volti. Struja kroz otpornik R4 će biti (U 1 -U out) / (R 3 + R 4) = 30/20000 = 0,0015 A, a pad napona na otporniku R 4 će biti R 4 * I 4 = 10000 * 0,0015 = 15 volti ... Oduzmite pad od 15 volti od ulaznih 20 da biste dobili 5 volti.

Tako je naše op-pojačalo riješilo aritmetički problem od 10, oduzelo 20 i dobilo -10 volti.

Štaviše, problem ima koeficijente određene otpornicima. Samo što su za mene, radi jednostavnosti, otpornici iste vrijednosti i stoga su svi koeficijenti jednaki jedinici. Ali u stvari, ako uzmemo proizvoljne otpornike, tada će ovisnost izlaza o ulazu biti sljedeća:

U izlaz = U 2 * K 2 - U 1 * K 1

K 2 = ((R 3 + R 4) * R 6) / (R 6 + R 5) * R 4
K 1 = R 3 / R 4

Mnemonička tehnika za pamćenje formule za izračunavanje koeficijenata je sljedeća:
Direktno prema šemi. Brojač razlomka je na vrhu, tako da dodajemo gornje otpornike u strujni krug i množimo s donjim. Imenilac je na dnu, pa dodajemo donje otpornike i množimo sa gornjim.

Ovdje je sve jednostavno. Jer tačka 1 se stalno smanjuje na 0, tada možemo pretpostaviti da su struje koje teku u nju uvijek jednake U / R, a struje koje ulaze u čvor broj 1 se zbrajaju. Odnos ulaznog otpornika i otpornika povratne sprege određuje težinu ulazne struje.

Grana može biti koliko hoćete, ali ja sam nacrtao samo dvije.

U izlaz = -1 (R 3 * U 1 / R 1 + R 3 * U 2 / R 2)

Otpornici na ulazu (R 1, R 2) određuju količinu struje, što znači ukupnu težinu ulaznog signala. Ako sve otpornike učinimo jednakima, kao što je moj, onda će težina biti ista, a faktor množenja svakog člana će biti 1. I U out = -1 (U 1 + U 2)

Neinvertujući sabirač
Ovdje je sve malo komplikovanije, ali izgleda.

Uout = U 1 * K 1 + U 2 * K 2

K 1 = R 5 / R 1
K 2 = R 5 / R 2

Štaviše, otpornici u povratnoj sprezi trebaju biti takvi da jednačina R 3 / R 4 = K 1 + K 2

Općenito, na operacionim pojačavačima možete raditi bilo koju matematiku, sabirati, množiti, dijeliti, računati izvode i integrale. I gotovo trenutno. Na op-amp-u prave analogne računarske mašine... Čak sam jednog takvog vidio na petom spratu SUSU - budalu veličine sobe. Nekoliko metalnih ormara. Program se kuca spajanjem različitih blokova žicama :)

Dosta vozača suočeno je s takvim problemom kao što je nepredviđeno pražnjenje baterije. Posebno je neprijatno kada se to desi na putu daleko od kuće. Jedan od razloga može biti kvar auto generatora. Sprečavanje predstojećeg pražnjenja baterije će pomoći auto voltmetar... Ispod su nekoliko jednostavnih dijagrama takvog uređaja.

Automobilski voltmetar na mikro krugu LM3914

Ovo je automobilski voltmetarski krug dizajniran za praćenje napona unutarnje mreže vozila u rasponu od 10,5V do 15V. 10 LED dioda se koristi kao indikator.

Osnova kola je integrisana. Ovo mikrokolo može procijeniti ulazni napon i prikazati rezultat na 10 LED dioda u tačkom ili stupcu. Mikrokrug LM3914 može raditi u širokom rasponu napajanja (3V ... 25V). Svjetlina LED dioda može se podesiti korištenjem eksternog varijabilnog otpornika. Izlazi mikrokola su kompatibilni sa TTL i CMOS logikom.

Deset LED dioda VD1-VD10 prikazuje trenutnu vrijednost napona baterije ili napona mreže u vozilu u tačkom režimu (pin 9 nije spojen ili je spojen na minus) ili stupcu (pin 9 je spojen na napajanje plus ).

Otpornik R4 spojen između pinova 6,7 i minusa napajanja postavlja svjetlinu LED dioda. Otpornici R2 i varijabilni otpornik R1 čine djelitelj napona. Pomoću varijabilnog otpornika R1 podešava se gornji nivo napona, a uz pomoć R3 niži.

Kao što je ranije spomenuto, ovaj automobilski voltmetar daje indikaciju od 10,5 do 15 volti. Krug je kalibriran na sljedeći način. Primijenite 15 volti na ulaz kruga voltmetra iz izvora napajanja. Zatim, promjenom otpora otpornika R1, potrebno je osigurati da svijetle LED VD10 (u režimu tačke) ili sve VD... VD10 LED (u režimu kolone).

Zatim dovedite 10,5 volti na ulaz i koristite promjenjivi otpornik R3 kako biste osigurali da je samo VD1 LED uključen. Sada, povećavajući napon u koracima od 0,5 volti, LED diode će svijetliti jedna po jedna, a na naponu od 15 volti sve će LED diode biti uključene. Prekidač SA1 je namenjen za prebacivanje između režima indikacije tačke/kolona. Sa zatvorenim prekidačem SA1 - kolona, sa otvorenim - tačka.

Automobilski tranzistorski voltmetar

Sljedeće kolo voltmetra automobila izgrađeno je na dva. Kada je napon na akumulatoru manji od 11 volti, Zener diode VD1 i VD2 ne propuštaju struju, zbog čega svijetli samo crvena LED dioda, što ukazuje na nizak napon u mreži vozila.

Ako je napon između 12 i 14 volti, VD1 Zener dioda otvara VT1 tranzistor. Zelena LED dioda svijetli kako bi označila normalan napon. Ako napon baterije prelazi 15 volti, VD2 zener dioda otvara VT2 tranzistor, zbog čega svijetli žuta LED dioda, što ukazuje na značajan višak napona u mreži automobila.

Voltmetar na operacionom pojačalu LM393

Ovaj jednostavan automobilski voltmetar baziran je na operativnom pojačalu. Kao indikator, kao iu prethodnom krugu, koriste se tri LED diode.

Kada je napon nizak (manji od 11V), crvena LED dioda svijetli. Ako je napon normalan (12,4 ... 14V) onda je zeleno svjetlo uključeno. U slučaju da napon pređe 14V, tada se pali žuta LED dioda. Zener dioda VD1 generiše referentni napon. Ova shema je slična šemi.

Automobilski voltmetar na mikro krugu K1003PP1

Ovaj voltmetarski krug za automobil izgrađen je na mikro krugu K1003PP1 i omogućava vam praćenje napona mreže na vozilu pomoću sjaja 3 LED-a:

Kada je napon manji od 11 volti, LED dioda HL1 je uključena
Na naponu od 11,1 ... 14,4 volti, HL2 LED je uključen
Pri naponu većem od 14,6 volti, HL3 LED je uključen

Prilagodba. Nakon dovođenja napona na ulaz iz bilo kojeg izvora napajanja (11,1 ... 14,4V), pomoću promjenjivog otpornika R4, potrebno je postići sjaj HL2 LED.

Visoka tačnost mjerenja vrijednosti VF napona (do treće ili četvrte decimale) u radioamaterskoj praksi, zapravo, nije potrebna. Komponenta kvaliteta je važnija (dovoljno je prisustvo signala visoki nivo- što veće, to bolje). Obično, kada se mjeri HF signal na izlazu lokalnog oscilatora (generatora), ova vrijednost ne prelazi 1,5 - 2 volta, a sam krug se podešava u rezonanciju prema maksimalnoj vrijednosti VF napona. Sa postavkama u IF stazama, signal kaskadno raste od jedinica do stotina milivolti.

Prilikom podešavanja lokalnih oscilatora, i dalje se često koriste IF putevi, cijevni voltmetri (kao što su VK 7-9, V7-15, itd.) s mjernim opsezima od 1 - 3v. Visoka ulazna impedansa i niska ulazna kapacitivnost kod ovakvih uređaja je odlučujući faktor, a greška je do 5-10% i određena je preciznošću korišćene merne glave strelice. Mjerenja istih parametara mogu se provesti pomoću kućnih sklopnih uređaja, čiji su krugovi izrađeni na mikro krugovima s tranzistorima s efektom polja na ulazu. Na primjer, u RF milivoltmetru B. Stepanova (2), ulazna kapacitivnost je samo 3 pF, otpor na različitim podopsegovima (od 3 mV do 1000 mV), čak ni u najgorem slučaju, ne prelazi 100 kΩ sa greškom od +/- 10% (određeno korišćenom glavom i greškom instrumentacije za kalibraciju). U ovom slučaju, izmjereni VF napon sa gornjom granicom frekvencijskog opsega od 30 MHz bez očigledne frekvencijske greške, što je sasvim prihvatljivo u radioamaterskoj praksi.

Što se tiče sklopa, predloženi uređaj je vrlo jednostavan, a minimum korištenih komponenti može se naći "u kutiji" gotovo svakog radio-amatera. Zapravo, nema ništa novo u šemi. Upotreba OA u takve svrhe detaljno je opisana u radioamaterskoj literaturi 80-90-ih (1, 4). Korišteno je široko rasprostranjeno mikrokolo K544UD2A (ili UD2B, UD1A, B) s tranzistorima s efektom polja na ulazu (i stoga s visokom ulaznom impedancijom). Možete koristiti bilo koja operacijska pojačala drugih serija sa terenskim radnicima na ulazu i u tipičnoj vezi, na primjer, K140UD8A. Tehničke karakteristike milivoltmetra-voltmetra odgovaraju gore navedenim, budući da je osnova uređaja bio sklop B. Stepanova (2).

U režimu voltmetra, pojačanje op-amp je 1 (100% OOS), a napon se mjeri mikroampermetrom do 100 μA sa dodatnim otporima (R12 - R17). Oni, zapravo, određuju podopsege uređaja u režimu voltmetra. Sa smanjenjem OOS (prekidač S2, uključeni su otpornici R6 - R8) Kus. povećava, odnosno povećava osjetljivost operativnog pojačala, što mu omogućava da se koristi u režimu milivoltmetra.

Karakteristika predloženog razvoja je mogućnost rada uređaja u dva režima - DC voltmetar sa granicama od 0,1 do 1000 V i milivoltmetar sa gornjim granicama podopsega od 12,5, 25, 50 mV. U ovom slučaju, isti razdjelnik (X1, X100) se koristi u dva načina, tako da se, na primjer, napon od 2,5 V može mjeriti u podopsiju od 25 mV (0,025 V) korištenjem množitelja X100. Jedan višepozicijski prekidač sa dve ploče se koristi za prebacivanje podopsega instrumenta.

Korišćenjem eksterne VF sonde na germanijumskoj diodi GD507A moguće je meriti VF napon u istim podopsezima sa frekvencijom do 30 MHz.
Diode VD1, VD2 štite mjerač brojača od preopterećenja tokom rada.
Još jedna karakteristika zaštite mikroampermetra tokom prolaznih procesa koji se javljaju kada se uređaj uključuje i isključuje, kada igla uređaja prelazi skalu i može se čak savijati, je upotreba releja za isključivanje mikroampermetra i zatvaranje op-ampa. izlaz na otpornik opterećenja (releji P1, C7 i R11). U ovom slučaju (kada je uređaj uključen), potrebno je djelić sekunde da se C7 napuni, tako da se relej aktivira sa zakašnjenjem i mikroampermetar je spojen na izlaz op-ampa za djelić sekunde kasnije. Kada se uređaj isključi, C7 se vrlo brzo isprazni kroz indikatorsku lampicu, relej se isključuje i prekida spojni krug mikroampermetra prije nego što se strujni krug op-ampa potpuno isključi. Zaštita samog OA vrši se uključivanjem na ulazu R9 i C1. Kondenzatori C2, C3 blokiraju i sprečavaju pobudu op-pojačala.

Balansiranje uređaja ("podešavanje 0") vrši se promjenljivim otpornikom R10 na podopseg 0,1 V (moguće je i na osjetljivijim podopsegovima, ali kada je daljinska sonda uključena, uticaj ruke se povećavaju). Kondenzatori su poželjni tipa K73-xx, ali u njihovom nedostatku možete uzeti keramičke 47 - 68n. U daljinskoj sondi koristi se KSO kondenzator za radni napon od najmanje 1000V.

Podešavanje milivoltmetar-voltmetar vrši se u sljedećem redoslijedu. Prvo se postavlja djelitelj napona. Način rada - voltmetar. Trimer otpornik R16 (podopseg 10v) je postavljen na maksimalni otpor. Na otporu R9, kontrolirajući primjernim digitalnim voltmetrom, postavite napon iz stabilizovanog napajanja 10 V (položaj S1 - X1, S3 - 10 V). Zatim, u položaju S1 - X100, otpornici za podešavanje R1 i R4 se postavljaju na 0,1V prema primjeru voltmetra. U tom slučaju, u položaju S3 - 0,1v, igla mikroampermetra treba postaviti na posljednju oznaku skale instrumenta. Odnos 100/1 (napon na otporniku R9 - X1 je 10v do X100 je 0,1v, kada je pozicija strelice podešenog uređaja na zadnjem podelu skale u podopsiju S3 - 0,1v) se proverava i korigovan nekoliko puta. U ovom slučaju, preduvjet: prilikom prebacivanja S1, referentni napon od 10V se ne može promijeniti.

Dalje. U režimu mjerenja istosmjernog napona u položaju razdjelnog prekidača S1 - X1 i prekidača podopsega S3 - 10v, promjenjivi otpornik R16 postavlja strelicu mikroampermetra na posljednji podeljak. Rezultat (pri 10 V na ulazu) treba da budu ista očitanja instrumenta u podopsiju od 0,1 V - X100 i podopsiju od 10 V - X1.

Procedura za podešavanje voltmetra na podopsege od 0,3v, 1v, 3v i 10v je ista. U ovom slučaju, položaji motora otpornika R1, R4 u razdjelniku se ne mogu mijenjati.

Način rada je milivoltmetar. Na ulazu u 5. st. U položaju S3 - 50 mV razdjelnik S1 - X100 sa otpornikom R8 postaviti strelicu na zadnji dio skale. Provjeravamo očitanja voltmetra: na podopsiju od 10v X1 ili 0,1v X100, strelica bi trebala biti u sredini skale - 5v.

Procedura podešavanja za 12,5mV i 25mV podopseg je ista kao i za 50mV podopseg. Ulaz se napaja, respektivno, 1,25V i 2,5V na X 100. Provjera očitavanja se vrši u režimu voltmetra X100 - 0,1V, X1 - 3V, X1 - 10V. Treba napomenuti da kada se igla mikroampermetra nalazi u lijevom sektoru skale instrumenta, greška mjerenja se povećava.

Posebnost ove metode kalibracije uređaja: nije potrebna prisutnost uzornog napajanja 12 - 100 mV i voltmetra s donjom granicom mjerenja manjom od 0,1 V.

Prilikom kalibracije uređaja u režimu mjerenja RF napona eksternom sondom za podopsege 12,5, 25, 50 mV (ako je potrebno), možete graditi grafike ili tabele korekcije.

Uređaj se montira površinskom montažom u metalno kućište. Njegove dimenzije zavise od dimenzija korištene mjerne glave i transformatora napajanja. Na gornjem dijagramu radi bipolarna jedinica za napajanje, sastavljena na transformatoru sa uvezenog magnetofona (primarni namotaj na 110v). Stabilizator je najbolje sastaviti na MS 7812 i 7912 (ili dva LM317), ali može biti jednostavniji - parametarski, na dvije zener diode. Dizajn daljinske RF sonde i karakteristike rada sa njom detaljno su opisani u (2, 3).

rabljene knjige:

1. B. Stepanov. Mjerenje niskih RF napona. J. "Radio", br. 7, 12 - 1980, str.55, str.28.
2. B. Stepanov. Milivoltmetar visoke frekvencije. J. "Radio", broj 8 - 1984, str.
3. B. Stepanov. HF glava do digitalnog voltmetra. J. "Radio", broj 8, 2006, str.
4. M. Dorofeev. Volt-om metar na op-amp. J. "Radio", br. 12, 1983, str.