ВЧ мілівольтметр-вольтметр на ОУ - Вимірювання - Придністровський портал радіоаматорів
У режимі вольтметра коефіцієнт посилення ОУ дорівнює 1 (100% ООС) та напруга вимірюється мікроамперметром до 100 мкА з додатковими опорами (R12 – R17). Вони, власне, визначають піддіапазони приладу в режимі вольтметра. При зменшенні ООС (перемикачем S2 включаються резистори R6 – R8) Кус. зростає відповідно підвищується чутливість операційного підсилювача, що дозволяє його використовувати в режимі мілівольтметра.
Особливістю запропонованої розробки є можливість роботи приладу у двох режимах – вольтметра постійного струму з межами від 0,1 до 1000, і мілівольтметра з верхніми межами піддіапазонів 12,5, 25, 50 мВ. При цьому в двох режимах використовується той самий дільник (Х1, Х100), так що, наприклад, на піддіапазоні 25 мВ (0,025 в) із застосуванням множника Х100 можна вимірювати напругу 2,5 в. Для перемикання піддіапазонів приладу застосовано один багатопозиційний двоплатний перемикач.
Із застосуванням виносного ВЧ-пробника на германієвому діоді ГД507А можна вимірювати ВЧ-напругу в тих піддіапазонах з частотою до 30 мГц. Діоди VD1, VD2 захищають стрілочний вимірювальний прилад від перевантажень при роботі. Ще однією особливістюзахисту мікроамперметра при перехідних процесах, що виникають при включенні-вимкненні приладу, коли стрілка приладу зашкалює і може навіть погнути, є застосування релейного відключення мікроамперметра і замикання виходу ОУ на резистор навантаження (реле Р1, С7 і R11). При цьому (при включенні приладу) на зарядку С7 потрібні частки секунди, тому реле спрацьовує із затримкою і підключається мікроамперметр до виходу ОУ на частки секунди пізніше. При вимиканні приладу С7 розряджається через лампу-індикатор дуже швидко, реле знеструмлюється та розриває ланцюг підключення мікроамперметра раніше, ніж повністю знеструмляться ланцюги живлення ОУ. Захист власне ОУ здійснюється включенням входу R9 і С1. Конденсатори С2, С3 є блокувальними та запобігають збудженню ОУ.
Балансування приладу («установка 0») здійснюється змінним резистором R10 на піддіапазоні 0,1 (можна і на більш чутливих піддіапазонах, але при включеному виносному пробнику зростає вплив рук). Конденсатори бажані типу К73-хх, але за їх відсутності можна взяти і керамічні 47-68н. У виносному щупі-пробнику застосований конденсатор КСВ на робочу напругу не менше 1000в.
Налаштування мілівольтметра-вольтметра проводиться у такій послідовності. Спочатку налаштовують дільник напруги. Режим роботи – вольтметр. Підстроювальний резистор R16 (піддіапазон 10в) встановлюють на максимальний опір. На опорі R9, контролюючи зразковим цифровим вольтметром, встановлюють напругу від стабілізованого джерела живлення 10 (положенні S1 - Х1, S3 - 10в). Потім у положенні S1 - Х100 підстроювальними резисторами R1 і R4 за зразковим вольтметром встановлюють 0,1в. При цьому в положенні S3 - 0,1 стрілка мікроамперметра повинна встановитися на останню позначку шкалиприладу. Співвідношення 100/1 (напруга на резисторі R9 - Х1 - 10в до Х100 - 0,1в, коли положення стрілки приладу, що настроюється на останньому розподілі шкали на піддіапазоні S3 - 0,1в) перевіряють і коригують кілька разів. При цьому обов'язкова умова: при перемиканні S1 зразкову напругу 10в не можна змінювати.
Далі. У режимі вимірювання постійної напруги в положенні перемикача дільника S1 - Х1 і перемикача піддіапазонів S3 - 10в змінним резистором R16 встановлюють стрілку мікроамперметра на останній поділ. Результатом (при 10 на вході) повинні бути однакові показання приладу на піддіапазоні 0,1в - Х100 і піддіапазоні 10в - Х1.
Методика налаштування вольтметра на піддіапазонах 0,3в, 1в, 3в та 10в колишня. При цьому положення двигунів резисторів R1, R4 у дільнику міняти не можна.
Режим роботи – мілівольтметр. На вході 5 ст. У положенні S3 - 50 мВ дільник S1 - Х100 резистором R8 встановлюють стрілку на останній поділ шкали. Перевіряємо показання вольтметра: на піддіапазоні 10 Х1 або 0,1 Х100 стрілка повинна бути на середині шкали - 5в.
Методика налаштування на піддіапазонах 12,5мВ і 25мВ така ж, як і для піддіапазону 50мВ. На вхід подається відповідно 1,25 і 2,5 при Х 100. Перевірка показань проводиться в режимі вольтметра Х100 - 0,1в, Х1 - 3в, Х1 - 10в. Слід врахувати, що коли стрілка мікроамперметра знаходиться у лівому секторі шкали приладу, похибка при вимірах збільшується.
Особливість такої методики калібрування приладу: не потрібна наявність зразкового джерела живлення 12 – 100 мВ та вольтметра з нижньою межею виміру менше 0,1 ст.
При калібруванні приладу в режимі вимірювання ВЧ напруги виносним пробником на піддіапазони 12,5, 25, 50 мВ (при необхідності) можна побудувати коригувальніграфіки чи таблиці.
Прилад зібраний навісним монтажем у металевому корпусі. Його розміри залежать від розмірів вимірювальної головки і трансформатора блоку живлення. У наведеній схемі працює двополярний БП, зібраний трансформаторі від імпортного магнітофона (первинна обмотка на 110в). Стабілізатор найкраще зібрати на МС 7812 та 7912 (або двох LM317), але можна і простіше – параметричний, на двох стабілітронах. Конструкція виносного ВЧ пробника та особливості роботи з ним докладно описана (2, 3).
1. Б.Степанов. Вимірювання малих ВЧ напруг. Ж. «Радіо», № 7, 12 - 1980, с.55, с.28. 2. Б.Степанов. Високочастотний мілівольтметр. Ж. "Радіо", № 8 - 1984, с.57. 3. Б.Степанов. ВЧ-головка до цифрового вольтметра. Ж. «Радіо», № 8, 2006, с.58. 4. М.Дорофєєв. Вольтомметр на ОУ. Ж. «Радіо», № 12, 1983, с.30.