Волтметър на операционен усилвател. AC и DC миливолтметър и омметър с линейна скала Самоделни измервателни уреди

Имах нужда от точен AC миливолтметър, наистина не исках да се разсейвам с търсене на подходяща верига и избиране на части, така че излязох и купих готов комплект „AC миливолтметър“. Когато погледнах инструкциите, се оказа, че имам само половината от необходимото. Отказах се от тази идея и купих на пазара старинен, но в почти отлично състояние осцилоскоп LO-70 и направих всичко перфектно. И тъй като в следващия период от време доста се изморих да местя тази чанта с конструктора от място на място, реших все пак да я сглобя. Има и любопитство колко добър ще бъде той.

Комплектът включва микросхема K544UD1B, която е операционен диференциален усилвател с висок входен импеданс и ниски входни токове, с вътрешна корекция на честотата. Плюс печатна платка с два кондензатора, две двойки резистори и диоди. Включени са и инструкции за сглобяване. Всичко е скромно, но няма обиди, комплектът струва по-малко от една микросхема от него в продажба на дребно.

Миливолтметър, сглобен съгласно тази схема, ви позволява да измервате напрежението в границите:

• 1 - до 100 mV
• 2 - до 1 V
• 3 - до 5 V

В диапазона 20 Hz - 100 kHz, входен импеданс около 1 MΩ, захранващо напрежение
от + 6 до 15 V.

Печатната платка на променливотоковия миливолтметър е показана от страната на отпечатаните писти, за „начертаване“ в Sprint-Layout („огледално“ не е необходимо), ако е необходимо.

Сглобяването започна с промени в състава на компонентите: инсталирах гнездо под микросхемата (ще бъде по-безопасно), смених керамичния кондензатор на филмов кондензатор, номиналната стойност естествено беше същата. Един от диодите D9B стана неизползваем по време на монтажа - всички D9I бяха запоени, за щастие последната буква на диода изобщо не е записана в инструкциите. Измерени са номиналните стойности на всички компоненти, монтирани на платката, отговарят на посочените в диаграмата (за електролита).

Комплектът включваше три резистора с номинална стойност R2 - 910 Ohm, R3 - 9,1 kOhm и R4 - 47 kOhm, но в ръководството за монтаж има клауза, че техните стойности трябва да бъдат избрани по време на процеса на настройка, така че аз незабавно настройте подстригващите резистори на 3,3 kOhm, 22 kOhm и 100 kOhm. Те трябваше да бъдат монтирани на всеки подходящ ключ; взех наличната марка PD17-1. Изглеждаше много удобно, беше миниатюрно, имаше нещо, което да го прикрепите към таблото и имаше три фиксирани позиции на превключване.

В резултат на това поставих всички компоненти на електронните компоненти на платка, свързах ги един с друг и ги свързах към източник на променлив ток с ниска мощност - трансформатор TP-8-3, който ще осигури напрежение 8,5 волта към веригата.

И сега последната операция е калибриране. Виртуален се използва като генератор на аудио честота. Компютърна звукова карта (дори и най-посредствената) се справя доста добре с честоти до 5 kHz. На входа на миливолтметъра се подава сигнал с честота 1000 Hz от звуков честотен генератор, чиято ефективна стойност съответства на максималното напрежение на избрания поддиапазон.

Звукът се взема от жака за слушалки (зелен). Ако след свързване към веригата и включване на генератора на виртуален звук звукът „не работи“ и дори ако свържете слушалки, не можете да го чуете, тогава в менюто „Старт“ задръжте курсора на мишката върху „настройки“ и изберете „контрол панел", където изберете "диспечер на звукови ефекти" " и в него щракнете върху "S/PDIF изход", където ще бъдат посочени няколко опции. Нашият е този, където има думите „аналогов изход“. И звукът ще изчезне.

Беше избран поддиапазонът „до 100 mV“ и с помощта на подстригващ резистор иглата беше отклонена от крайното деление на скалата на микроамперметъра (няма нужда да се обръща внимание на символа за честота на скалата). Същото беше направено успешно с други поддиапазони. Инструкциите на производителя в архив. Въпреки своята простота, дизайнерът на радиото се оказа доста функционален и това, което особено ми хареса, беше, че беше адекватен за конфигуриране. С една дума комплектът е добър. Поставянето на всичко в подходящ корпус (ако е необходимо), поставянето на конектори и т.н. ще бъде въпрос на техника.

Обсъдете статията МИЛИВОЛТМЕТЪР ЗА ПРОМЕНЛИВ ТОК

AC миливолтметър позволява, заедно с генератор на звукова честота, да проверява и регулира усилвателя 34, нискочестотния филтър и други устройства.

Уредът измерва променливо напрежение от 3...5 mV до 5 V с честота от 20 Hz до 200 kHz. Спадът на амплитудно-честотната характеристика в границите на този диапазон не надвишава 1 dB. Миливолтметърът има девет граници на измерване, които се осигуряват от два превключвателя и са 10, 20, 50, 100, 200, 500 mV; 1, 2 и 5 V. Изборът на граници на измерване, които са кратни на 1, 2 и 5, ви позволява да работите с една скала на инструмента със 100 деления и опростява преизчисляването на стойността на напрежението при преминаване от един диапазон на измерване към друг.

Входното съпротивление на миливолтметъра е постоянно във всички граници на измерване и е около 1 MOhm. Грешката на измерване на миливолтметър зависи от точността на калибрирането. При използване на проверен AC волтметър като референтно устройство, точността на измерване може да бъде 3...10%.

Схематичната диаграма на миливолтметър е показана на фиг. 9.10. Състои се от входно стъпало на операционен усилвател DA1.1, AC волтметър във втората половина на двойния операционен усилвател DA1.2, диоди VD1-VD4 и микроамперметър PA1.

Измереното променливо напрежение от конектор XS1 се подава през делител на напрежение, състоящ се от превключвател SA1 и резистори R1, R2 и R3, към входното стъпало на операционния усилвател, DA1.1. С помощта на този делител напрежението може да се намали 10 или 100 пъти. В положение на превключвателя "x10 mV" делителят се формира от резистори R1, R2, а в положение "x10 mV" - от резистори R1, R3. Етапът на op-amp DA1.1 е направен съгласно схемата на неинвертиращ усилвател. Резисторите R4, R5 образуват изкуствена средна точка, която се шунтира от променлив ток от кондензатор 02. Резисторът R6 определя входното съпротивление на каскадата.

Във веригата за обратна връзка на операционния усилвател DA1.1 е включен друг делител на напрежение R8-R11, 03, превключван от ключ SA2. Този разделител ви позволява да получите три предавателни съотношения

неинвертиращ усилвател: (позиция на превключвателя „10“) и

Така и двата делителя заедно осигуряват границите на измерване на миливолтметъра, посочени в началото на описанието. Резистор R7 предотвратява промените в DC режимите при превключване на SA2.

От изхода на каскадата на DA1.1, усиленото променливо напрежение се подава към входа на волтметър за променлив ток с линейна скала на оп-усилвател DA1.2. Волтметърът е неинвертиращ усилвател, покрит с отрицателна обратна връзка чрез диоден мост (VD1-VD4). Микроамперметър PA1 е включен в диагонала на този мост.

Дълбочината на отрицателната обратна връзка и, като следствие, усилването на усилвателя зависи от предното съпротивление на мостовите диоди. При високи променливи напрежения това съпротивление е малко. В този случай дълбочината на OOS също се оказва голяма, а коефициентът на предаване е малък. С намаляването на напрежението съпротивлението на диодите напред се увеличава. Това води до намаляване на дълбочината на обратната връзка, обхващаща усилвателя. В резултат на това неговата печалба се увеличава и към диодния мост се подава повече напрежение. Тези процеси водят до линеаризация на скалата на инструмента.

Освен това, линейността може да бъде подобрена чрез резистор R13, шунт микроамперметър PA1. Този резистор увеличава тока през диодите на токоизправителния мост, отдалечавайки работните им точки от началната секция, която се характеризира с най-голяма нелинейност на характеристиките. Въпреки това трябва да се помни, че при приблизително една трета от скалата устройството има по-голяма нелинейност, отколкото в останалата работна зона.

Резистор R12 регулира чувствителността на миливолтметъра по време на калибриране. Кондензаторът C5 заобикаля захранващата верига на миливолтметъра. Устройството се захранва от стабилизирано напрежение 12…15 V.

Миливолтметърът е монтиран в корпус с размери 150 X 110 X 65 mm. Ако корпусът е пластмасов, вътрешността му е екранирана с алуминиево или медно фолио, а екранът е здраво свързан към общия проводник.

Устройството използва резистори MLT, S1-4, S2-10, S2-33 и подстройващ резистор R12 тип SPZ-19a. Оксидни кондензатори K50-35, кондензатор 01 K10-17, KM. Диоди VD1-VD4 - всеки от серията D9. Превключватели SA1, SA2 - малки бисквити, SA1 - три позиции и две посоки, SA2 - три позиции и една посока. Конектор XS1 - всеки екраниран, например CP-50. Микроамперметър РА1 тип М42100.

Частите на устройството, с изключение на съединител XS1, разделителни резистори R1-R3, превключватели SA1, SA2 и микроамперметър PA1, са монтирани върху платка от ламинат от фолио от фибростъкло с дебелина 2 mm (фиг. 9.11).

Настройката на миливолтметър започва с избора на резистори R8-R11. За да направите това, превключвателят SA1 се поставя в положение "x1 mV", SA2 в положение "10", а резистор R12 в горно (според електрическата схема) положение.

От звуковия честотен генератор на входа на миливолтметъра се подава синусоидално напрежение с честота 1 kHz и амплитуда 10 mV (следи се със стандартен миливолтметър). Резистор R12 настройва стрелката на микроамперметъра точно до крайната маркировка на скалата. След това превключвателят се премества в позиция "20" и, избирайки резистор R9, стрелката на инструмента се поставя в средата на скалата. След като постигнете това, завъртете превключвателя обратно в позиция "10" и използвайте резистор R12, за да поставите стрелката на инструмента до крайната маркировка. След това преместете превключвателя в позиция "50" и изберете резистор R10 и поставете стрелката на знака, съответстващ на 20% от скалата. Операциите за избор на резистори трябва да се повторят няколко пъти, като се постигне точното съотношение на коефициентите на предаване (10: 5: 2) на неинвертиращия усилвател.

След това изберете резистор R2 на входния разделител. За да направите това, превключвателят SA1 се премества в положение "x10 mV". Превключвател SA2 е в позиция “10” по време на тази операция. Доставя се на входа на миливолтметъра от генератора

Ориз. 9.11. Печатна платка на миливолтметър и разположение на частите върху нея

звуково честотно синусоидално напрежение със същата честота с амплитуда 100 mV. Избирайки резистор R2, ние гарантираме, че стрелката на измервателното устройство PA1 е настроена на знака "100". След това превключвателят се премества в положение “x100 mV” и входното напрежение се повишава до 1 V. Чрез избиране на съпротивлението на резистора за късо съединение стрелката на устройството отново се поставя на крайния знак на микроамперметрова скала.

За да се увеличи доверието в устройството, е полезно да се измерват характеристиките на устройството в целия диапазон от работни честоти, като се вземат амплитудно-честотните характеристики. Тези характеристики могат по-късно да се използват като коригиращи характеристики при извършване на измервания.

Високата точност на измерванията на високочестотното напрежение (до третата или четвъртата цифра) всъщност не е необходима в радиолюбителската практика. Качественият компонент е по-важен (наличието на сигнал с достатъчно високо ниво - колкото повече, толкова по-добре). Обикновено при измерване на RF сигнал на изхода на локален осцилатор (осцилатор) тази стойност не надвишава 1,5 - 2 волта, а самата верига се настройва на резонанс според максималната стойност на RF напрежение. Когато се регулира в IF пътищата, сигналът се увеличава стъпка по стъпка от единици до стотици миливолта.

За такива измервания все още често се предлагат тръбни волтметри (тип VK 7-9, V 7-15 и др.) С обхват на измерване от 1 -3V. Високото входно съпротивление и ниският входен капацитет при такива устройства са определящият фактор, а грешката е до 5-10% и се определя от точността на използваната циферблатна измервателна глава. Измерванията на същите параметри могат да се извършват с помощта на домашно приготвени стрелкови инструменти, чиито вериги са направени с помощта на транзистори с полеви ефекти. Например, в HF миливолтметъра на Б. Степанов (2), входният капацитет е само 3 pF, съпротивлението в различни поддиапазони (от 3 mV до 1000 mV) дори в най-лошия случай не надвишава 100 kOhm с грешка +/ - 10% (определено от използваната глава и грешка на инструмента за калибриране). В този случай измереното радиочестотно напрежение е с горната граница на честотния диапазон от 30 MHz без очевидна честотна грешка, което е напълно приемливо в радиолюбителската практика.

защото съвременните цифрови устройства все още са скъпи за повечето радиолюбители миналата година, в списание Radio, Б. Степанов (3) предложи използването на радиочестотна сонда за евтин цифров мултиметър от типа M-832 с подробно описание на неговата схема и метод; на приложение. Междувременно, без да харчите никакви пари, можете успешно да използвате RF миливолтметри със стрелка, като същевременно освободите основния цифров мултицет за паралелни измервания на ток или съпротивление в разработваната верига...

По отношение на дизайна на схемата, предложеното устройство е много просто и минималните използвани компоненти могат да бъдат намерени „в кутията“ на почти всеки радиолюбител. Всъщност в схемата няма нищо ново. Използването на операционни усилватели за такива цели е описано подробно в радиолюбителската литература от 80-90-те години (1, 4). Използва се широко използваната микросхема K544UD2A (или UD2B, UD1A, B) с полеви транзистори на входа (и следователно с високо входно съпротивление). Можете да използвате всякакви операционни усилватели от други серии с полеви превключватели на входа и в типична връзка, например K140UD8A. Техническите характеристики на миливолтметър-волтметър съответстват на тези, дадени по-горе, тъй като основата на устройството беше схемата на Б. Степанов (2).

В режим волтметър усилването на операционния усилвател е 1 (100% OOS) и напрежението се измерва с микроамперметър до 100 μA с допълнителни съпротивления (R12 - R17). Те всъщност определят поддиапазоните на устройството в режим на волтметър. Когато OOS намалее (превключвател S2 включва резистори R6 - R8) Kus. нараства, а съответно се повишава и чувствителността на операционния усилвател, което позволява да се използва в режим миливолтметър.

ОсобеностПредложената разработка е възможност за работа на устройството в два режима - волтметър за постоянен ток с граници от 0,1 до 1000 V и миливолтметър с горни граници на поддиапазони от 12,5, 25, 50 mV. В този случай един и същ делител (X1, X100) се използва в два режима, така че например в поддиапазон от 25 mV (0,025 V) с помощта на умножител X100 може да се измери напрежение от 2,5 V. За превключване на поддиапазони на устройството се използва един многопозиционен двуплатков ключ.

С помощта на външна RF сонда на германиев диод GD507A можете да измервате RF напрежение в същите поддиапазони с честота до 30 MHz.

Диодите VD1, VD2 предпазват измервателното устройство на стрелката от претоварване по време на работа. Друга особеностзащитата на микроамперметъра по време на преходни процеси, които възникват при включване и изключване на устройството, когато иглата на инструмента излезе от скалата и може дори да се огъне, е да се използва реле за изключване на микроамперметъра и затваряне на изхода на операционния усилвател към товарния резистор (релета P1, C7 и R11). В този случай (когато устройството е включено), зареждането на C7 изисква част от секундата, така че релето работи със закъснение и микроамперметърът се свързва към изхода на операционния усилвател част от секундата по-късно. Когато устройството е изключено, C7 се разрежда през индикаторната лампа много бързо, релето се изключва и прекъсва свързващата верига на микроамперметъра, преди веригите за захранване на операционния усилвател да бъдат напълно изключени. Защитата на самия операционен усилвател се осъществява чрез включване на входовете R9 и C1. Кондензаторите C2, C3 блокират и предотвратяват възбуждането на операционния усилвател. Балансирането на устройството („настройка 0“) се извършва от променлив резистор R10 в поддиапазон 0,1 V (възможно е и в по-чувствителни поддиапазони, но когато дистанционната сонда е включена, влиянието на ръцете се увеличава). Кондензатори от типа K73-xx са желателни, но ако не са налични, можете да вземете и керамични 47 - 68N. Сондата за дистанционна сонда използва KSO кондензатор за работно напрежение от поне 1000 V.

Настройкимиливолтметър-волтметър се извършва в следната последователност. Първо настройте делителя на напрежението. Режим на работа – волтметър. Тримерният резистор R16 (10V подобхват) е настроен на максимално съпротивление. При съпротивление R9, наблюдавайки с примерен цифров волтметър, настройте напрежението от стабилизиран източник на захранване от 10 V (позиция S1 - X1, S3 - 10 V). След това в позиция S1 - X100, като използвате подстригващи резистори R1 и R4, използвайте стандартен волтметър, за да зададете 0,1 V. В този случай, в позиция S3 - 0,1V, стрелката на микроамперметъра трябва да бъде настроена на последната маркировка на скалата на инструмента. Съотношението е 100/1 (напрежението на резистора R9 - X1 е 10V до X100 - 0.1V, когато позицията на стрелката на регулираното устройство е на последната маркировка на скалата в поддиапазона S3 - 0.1V) се проверява и регулира няколко пъти. В този случай задължително условие: при превключване на S1 еталонното напрежение от 10V не може да се променя.

По-нататък. В режим на измерване на постояннотоково напрежение, в позицията на разделителния превключвател S1 - X1 и подобхватния превключвател S3 - 10V, променливият резистор R16 настройва стрелката на микроамперметъра на последното деление. Резултатът (при 10 V на входа) трябва да бъде същите показания на устройството в поддиапазон 0,1 V - X100 и поддиапазон 10 V - X1.

Методът за настройка на волтметъра в поддиапазоните 0,3 V, 1 V, 3 V и 10 V е същият. В този случай позициите на резисторните двигатели R1, R4 в делителя не могат да се променят.

Режим на работа: миливолтметър. На входа 5 век. В позиция S3 - 50 mV, делител S1 - X100 с резистор R8 настройте стрелката на последното деление на скалата. Проверяваме показанията на волтметъра: в поддиапазона 10V X1 или 0,1V X100 иглата трябва да е в средата на скалата - 5V.

Методът за настройка за поддиапазоните 12,5 mV и 25 mV е същият като за поддиапазон 50 mV. На входа се подава съответно 1.25V и 2.5V при X 100. Показанията се проверяват в режим на волтметър X100 - 0.1V, X1 - 3V, X1 - 10V. Трябва да се отбележи, че когато иглата на микроамперметъра е в левия сектор на скалата на инструмента, грешката на измерване се увеличава.

ОсобеностТози метод за калибриране на устройството: не изисква стандартен източник на захранване от 12 - 100 mV и волтметър с долна граница на измерване под 0,1 V.

Когато калибрирате устройството в режим на измерване на радиочестотно напрежение с дистанционна сонда за поддиапазони 12,5, 25, 50 mV (ако е необходимо), можете да построите коригиращи графики или таблици.

Устройството е монтирано монтирано в метален корпус. Размерите му зависят от размера на използваната измервателна глава и захранващия трансформатор. Например, имам биполярно захранване, сглобено на трансформатор от внесен магнетофон (първичната намотка е 110V. Стабилизаторът е най-добре сглобен на MS 7812 и 7912 (или LM317), но може да бъде по-прост - параметричен, на). два ценерови диода. Конструкцията на дистанционната радиочестотна сонда и особеностите на работа с нея са описани подробно в (2, 3).

Използвани книги:

1. Б. Степанов. Измерване на ниско радиочестотно напрежение. Ж. “Радио”, бр.7, 12 – 1980, с.55, с.28.
2. Б. Степанов. Високочестотен миливолтметър. сп. “Радио”, бр.8 – 1984 г., с.57.
3. Б. Степанов. RF глава за цифров волтметър. Ж. „Радио”, бр.8, 2006, с.58.
4. М. Дорофеев. Волт-омметър на операционен усилвател. сп. "Радио", бр. 12, 1983 г., с. 30.

Василий Кононенко (RA0CCN).

Миливолтметри с линейна скала, описани в литературата, традиционно се изработват по схема с диоден токоизправител, свързан към веригата за отрицателна обратна връзка на усилвателя на променлив ток. Такива устройства са доста сложни, изискват използването на оскъдни части и освен това са обект на доста строги изисквания за дизайн.

В същото време има много прости миливолтметри с нелинейна скала, където токоизправителят е сглобен в отдалечена сонда, а в основната част се използва прост усилвател на постоянен ток (DCA). На този принцип е изградено устройство, чието описание е предложено в списание „Радио“, 1984 г., № 8, стр. 57. Тези устройства са широколентови, имат висок входен импеданс и нисък входен капацитет и са структурно прости. Но показанията на устройството са условни и истинската стойност на напрежението се намира или от таблици за калибриране, или от графики. Когато се използва единицата, предложена от автора, скалата на такъв миливолтметър става линейна.

Фиг. 1

На фиг. Фигура 1 показва опростена схема на устройството. Измереното високочестотно напрежение се коригира от диод VD1 в дистанционната сонда и чрез резистор R1 се подава към входа на UPT A1. Поради наличието на диод VD2 във веригата за отрицателна обратна връзка, усилването на усилвателя при ниски входни напрежения се увеличава. Благодарение на това намаляването на напрежението, коригирано от диода VD1, се компенсира и мащабът на устройството се линеаризира.

Фиг.2

Миливолтметърът, направен от автора, ви позволява да измервате напрежение в диапазона от 2,5 mV... 25 V в 11 поддиапазона. Работна честотна лента 100 Hz...75 MHz. Грешката на измерване не надвишава 5%.
Принципната схема на устройството е показана на фиг. 2. Линеаризиращото стъпало, направено на операционния усилвател DA1, работи в поддиапазоните "O...12,5 mV", "0...25 mV", "0...50 mV" "0...125 mV", “ 0...250 mV", "O...500 mV", "0...1,25 V". В останалите поддиапазони амплитудната характеристика на диода VD1 е близка до линейната, така че входът на крайния етап (на чипа DA2) е свързан към изхода на сондата чрез резистивен делител на напрежение (R7--R11). Кондензаторите C4-C6 предотвратяват самовъзбуждането на операционния усилвател DA2 и намаляват възможните смущения на входа му.
Устройството използва милиамперметър с общ ток на отклонение 1 mA. Регулирани резистори R14, R16—R23 - SP5-2. Резисторът R7 е съставен от два последователно свързани съпротивление 300 kOhm, R10 и R11 - два със съпротивление 20 kOhm. Диоди VD1, VD2 са високочестотни германий.
Операционните усилватели KR544UD1A могат да бъдат заменени с всякакви други с по-висок входен импеданс.
Няма специални изисквания за дизайна на устройството. Кондензатори Cl, C2, диод VDI и резистор RI са монтирани в дистанционна глава, която е свързана към устройството с екраниран проводник. Оста на променливия резистор R12 е показана на предния панел.
Настройката започва с поставяне на стрелката на измервателния уред на нулевата маркировка. За да направите това, превключвателят SA1 се премества в положение "25 V", входът на устройството се свързва към корпуса и се извършва необходимата настройка с резистор R14. След това преминават към обхвата "250 mV", настройват резистора R12, за да настроят стрелката на измервателното устройство на нулевата маркировка и избират резистора R2, за да постигнат най-добрата линейност на скалата. След това проверете линейността на скалата в останалите диапазони. Ако не може да се постигне линейност, един от диодите трябва да се замени с друг. След това, използвайки подстригващи резистори R16-R23, устройството се калибрира във всички диапазони.

Забележка. Обръщаме внимание на читателите, че според референтните данни максималните постоянни и импулсни обратни напрежения за дистанционната сонда, използвана от автора на статията (диод GD507A), са равни на 20 V. Следователно, не всеки случай на този тип диод ще може да осигури работа на устройството в последните два поддиапазона.

А. Пугач, Ташкент

Радио, бр.7, 1992г

На фиг. 86 показва основното електрическа схема на обикновен транзисторен DC волтметърс входно съпротивление около 100 kOhm и обхват на измерване от 0 до 1000 V в седем поддиапазона: 0—1; 0—5, 0—10; 0—50; 0—100; 0-500 и 0-1000 V. Такова устройство може да бъде полезно при измерване на режимите на работа на транзисторни и лампови усилвателни стъпала.

Устройството се захранва от един галваничен елемент с напрежение 1,5 V. Описано е в списанието на бразилските радиолюбители.

Настройката на устройството е лесна. Първо, при отворен вход, използвайте променлив резистор R8, за да настроите стрелката на милиамперметъра на устройството на нула. След това везните се калибрират. За да направите това, входът на волтметъра се свързва към източник на референтно напрежение, например към полюсите на външна галванична батерия, сондите на устройството се вкарват във входните гнезда „O“ и съответната граница на измерване и от регулирайки променливия резистор R9, се получава показание на волтметър, което съответства на напрежението на еталонната батерия.

За да можете да калибрирате устройството само по една скала, съпротивленията на резисторите R1-R7 трябва да бъдат избрани много точно (с допустимо отклонение не повече от 1-2%).

За да направите волтметър, можете да използвате транзистори като GT108 или MP41, MP42 с всякакви буквени индекси, но винаги със същите стойности Vst = 50-80, милиамперметър за ток от 0-1 mA. Източникът на захранване може да бъде един елемент 316 или 343, 373.

По време на работа трябва да се помни, че високото входно съпротивление на този волтметър се постига благодарение на използването на усилвател на постоянен ток на транзистори, чиито параметри силно зависят от температурата на околната среда. Ето защо, преди да направите измервания, е необходимо внимателно да настроите показалеца на инструмента на нула и при повишени температури на околната среда допълнително да калибрирате неговите скали. Това е недостатък на описания волтметър в сравнение с конвенционалните авометри.

Волтметрите, в които DC усилвателят е направен с помощта на полеви транзистори, имат значително по-голяма стабилност. На фиг. 87 показва принципна диаграма на DC волтметърза измерване на напрежение от 0 до 1 V, монтирани на два полеви транзистора. Входният импеданс на устройството е около 4 MOhm. Такова устройство може да бъде много полезно при измерване на постояннотоково напрежение в базовите вериги на транзисторни етапи на приемници и усилватели, както се препоръчва в описанието му.

Този волтметър може да използва транзистори с полеви ефекти като KP102E и KP103K. Три батерии 3336 L, свързани последователно, могат да се използват като източник на захранване, ако е необходимо, захранващото напрежение може да бъде намалено до 9 V. За измерване на по-високи напрежения, например в диапазона 0-10 V или 0-100 V, външно. високоомни делители на напрежение с коефициент на делене 10:1 или 100:1. Миливолтметър с високоомен вход. Обикновено радиолюбителите измерват променливотоково напрежение с авометър, чийто входен импеданс е нисък. Най-добри резултати могат да бъдат получени с помощта на стандартни миливолтметри, които позволяват измерване на много ниски LF напрежения, измерени в миливолта. Авометърът може да измери 0,1 V в най-добрия случай.

На фиг. Фигура 88 показва схематична диаграма на обикновен нискочестотен миливолтметър с входно съпротивление от около 2 MΩ. Пълното отклонение на стрелката на измервателния уред съответства на входно напрежение от 15 до 100 mV. Волтметърът се захранва от батерия 4,5 V. Такива добри резултати могат да се получат само защото на входа на нискочестотния усилвател на това устройство е включен полеви транзистор.

Според диаграмата (фиг. 88), публикувана в едно от американските радио списания, миливолтметърът съдържа последовател на източник на полеви транзистор T1, усилвател на напрежение на транзистор T2, свързан съгласно обща емитерна верига, и пълен- токоизправител за напрежение на вълнов сигнал, зареден с токомер - микроамперметър. Усилването на сигнала към токоизправителя и следователно чувствителността на устройството се регулира от променлив резистор R5. Освен това, ако плъзгачът на променливия резистор е в долна позиция според схемата, тогава чувствителността на миливолтметъра е 100 mV. Обхватът на измерване на това устройство може да бъде значително разширен чрез свързване на допълнителен делител на напрежението на измервания сигнал на неговия вход. В този случай можете да получите многодиапазонно измервателно устройство с входно съпротивление над 10 MOhm.

Миливолтметър може да бъде направен с помощта на транзистори KP103ZH или KP103L (T1,) и MP41A (T2), както и диоди D9V-D9E (D1, D2). Източникът на захранване може да бъде батерия 3336L. За да избегнете външни смущения, препоръчително е частите на миливолтметъра да се поставят в метална кутия.

Миливолтметър с линейна скала. Недостатъкът на повечето променливотокови авометри и миливолтметри (включително описания по-горе) е неравномерността на скалата близо до нулата, което се дължи на нелинейността на коефициента на предаване на диодния токоизправител при малък сигнал. Известни са различни методи за линеаризиране на мащаба на такива устройства, но повечето от тях са сложни за проекти на радиолюбители. В тази връзка волтметърът за променлив ток, описан на страниците на английско радиолюбителско списание, се отличава със своята простота и надеждност на работа, чиято електрическа схема е показана на фиг. 89. Този волтметър се състои от мостов токоизправител на диоди D1-D4, единият диагонал на който е зареден с милиамперметър със скала от 0-500 μA и вътрешно съпротивление 500 ома, а другият е свързан между колектора и основата на усилвателния етап, монтиран на транзистор Т1, свързан по схема с общ емитер. В други подобни волтметри вторият диагонал е свързан между колектора и емитера. Тук има ли грешка? Не. В това устройство чрез последователно свързан мостов токоизправител и кондензатор C2 възниква нелинейна отрицателна обратна връзка по ток от колектора към основата на транзистора T1.

Тъй като при ниско напрежение на сигнала токът през диодите също е малък, ефектът от отрицателната обратна връзка ще бъде незначителен, а печалбата, осигурена от каскадата, е голяма (60-100). С увеличаване на напрежението на сигнала се увеличава проводимостта на диодите, а с това нараства и токът на отрицателната обратна връзка, а това намалява усилването на стъпалото. И колкото по-голям е сигналът на входа, толкова по-малко се усилва сигналът към токоизправителя. В резултат на това първоначалната секция на скалата на волтметъра е изравнена (линеаризирана) и показанията на волтметъра могат напълно да съвпаднат с деленията на скалата на микроамперметъра. Максималната стойност на променливото напрежение, измерено от това устройство, е числено равна на отношението на максималното показание на микроамперметъра, разделено на съпротивлението на резистора R3 в килоома. Например, с диаграмата, показана на фиг. 89 съпротивление на резистор R3, волтметърът може да измерва променливо напрежение в диапазона 0-5 V.

При производството на този волтметър се препоръчва използването на транзистор от типа KT315G с Vst = 80-120. Количеството постоянен ток, протичащ в колекторната верига на транзистора, се регулира чрез избиране на съпротивлението на резистора R1. Диодите могат да бъдат от тип D18 или D20, D9D, D9I. С показаните на фиг. С 89 кондензатора волтметърът може да измерва напрежение в честотния диапазон от 20 Hz до 600 kHz. За захранване на устройството използвайте батерия Krona-VTs или две батерии 3336L, свързани последователно.