Radzimy powtórzyć. Przystawka do multimetru do pomiaru napięć RF - Pomiary - Inne - Katalog artykułów i schematów - Strona internetowa specjalistów medycznych krótkofalarstwa

Wysoka dokładność pomiarów napięcia HF (do trzeciej lub czwartej cyfry) w zasadzie nie jest potrzebna w praktyce radioamatorskiej. Ważniejszy jest komponent jakościowy (obecność sygnału o wystarczająco wysokim poziomie - im więcej, tym lepiej). Zazwyczaj podczas pomiaru sygnału RF na wyjściu lokalnego oscylatora (oscylatora) wartość ta nie przekracza 1,5–2 woltów, a sam obwód jest dostosowywany do rezonansu zgodnie z maksymalną wartością napięcia RF. Po dostosowaniu w ścieżkach IF sygnał wzrasta krok po kroku od jednostek do setek miliwoltów.

Podczas konfigurowania lokalnych oscylatorów i ścieżek IF nadal często stosuje się woltomierze lampowe (takie jak VK 7-9, V7-15 itp.) Z zakresami pomiarowymi 1–3 V. Decydującym czynnikiem w tego typu urządzeniach jest wysoka rezystancja wejściowa i mała pojemność wejściowa, a błąd sięga 5-10% i zależy od dokładności zastosowanej głowicy zegarowej. Pomiary tych samych parametrów można przeprowadzić za pomocą domowych przyrządów wskaźnikowych, których obwody są wykonane na mikroukładach z tranzystorami polowymi na wejściu. Na przykład w miliwoltomierzu HF B. Stepanowa (2) pojemność wejściowa wynosi tylko 3 pF, rezystancja w różnych podzakresach (od 3 mV do 1000 mV) nawet w najgorszym przypadku nie przekracza 100 kOhm z błędem +/ - 10% (określone przez zastosowaną głowicę i błąd oprzyrządowania do kalibracji). W tym przypadku zmierzone napięcie RF mieści się w górnej granicy zakresu częstotliwości 30 MHz bez oczywistego błędu częstotliwości, co jest całkiem akceptowalne w praktyce radioamatorskiej.

Proponowane urządzenie pod względem konstrukcji jest bardzo proste, a minimum zastosowanych podzespołów można znaleźć „w pudełku” niemal każdego radioamatora. Właściwie w programie nie ma nic nowego. Zastosowanie wzmacniaczy operacyjnych do takich celów jest szczegółowo opisane w literaturze amatorskiej z lat 80-90 (1, 4). Zastosowano szeroko stosowany mikroukład K544UD2A (lub UD2B, UD1A, B) z tranzystorami polowymi na wejściu (a zatem o dużej rezystancji wejściowej). Można zastosować dowolne wzmacniacze operacyjne innych serii z przełącznikami polowymi na wejściu i w typowym połączeniu, np. K140UD8A. Parametry techniczne miliwoltomierza-woltomierza odpowiadają podanym powyżej, ponieważ podstawą urządzenia był obwód B. Stepanowa (2).

W trybie woltomierza wzmocnienie wzmacniacza operacyjnego wynosi 1 (100% OOS), a napięcie mierzone jest mikroamperomierzem do 100 μA z dodatkowymi rezystancjami (R12 - R17). W rzeczywistości określają podzakresy urządzenia w trybie woltomierza. Gdy OOS maleje (przełącznik S2 włącza rezystory R6 - R8) Kus. wzrasta, a zatem zwiększa się czułość wzmacniacza operacyjnego, co pozwala na stosowanie go w trybie miliwoltomierza.

Cechą proponowanego opracowania jest możliwość pracy urządzenia w dwóch trybach - woltomierza prądu stałego z granicami od 0,1 do 1000 V oraz miliwoltomierza z górnymi granicami podzakresów 12,5, 25, 50 mV. W tym przypadku ten sam dzielnik (X1, X100) wykorzystuje się w dwóch trybach, dzięki czemu np. w podzakresie 25 mV (0,025 V) za pomocą mnożnika X100 można zmierzyć napięcie 2,5 V. Do przełączania podzakresów urządzenia służy jeden wielopozycyjny przełącznik dwupłytowy.

Za pomocą zewnętrznej sondy RF na diodzie germanowej GD507A można mierzyć napięcie RF w tych samych podzakresach z częstotliwością do 30 MHz.
Diody VD1, VD2 chronią wskaźnikowy przyrząd pomiarowy przed przeciążeniami podczas pracy.
Inną cechą ochrony mikroamperomierza podczas procesów przejściowych zachodzących podczas włączania i wyłączania urządzenia, gdy strzałka urządzenia wykracza poza skalę, a nawet może się wygiąć, jest zastosowanie przekaźnika wyłączającego mikroamperomierz i zwarcie wyjścia wzmacniacz operacyjny do rezystora obciążenia (przekaźniki P1, C7 i R11). W tym przypadku (gdy urządzenie jest włączone) ładowanie C7 zajmuje ułamek sekundy, więc przekaźnik działa z opóźnieniem, a mikroamperomierz jest podłączony do wyjścia wzmacniacza operacyjnego ułamek sekundy później. Gdy urządzenie jest wyłączone, C7 jest bardzo szybko rozładowywany przez lampkę kontrolną, przekaźnik zostaje odłączony od zasilania i przerywa obwód łączący mikroamperomierza, zanim obwody zasilania wzmacniacza operacyjnego zostaną całkowicie odłączone od zasilania. Ochrona samego wzmacniacza operacyjnego odbywa się poprzez włączenie wejść R9 i C1. Kondensatory C2, C3 blokują i zapobiegają wzbudzeniu wzmacniacza operacyjnego.

Równoważenie urządzenia („ustawienie 0”) odbywa się za pomocą rezystora zmiennego R10 w podzakresie 0,1 V (jest to możliwe również w bardziej czułych podzakresach, ale po włączeniu zdalnej sondy zwiększa się wpływ rąk). Pożądane są kondensatory typu K73-xx, ale jeśli nie są dostępne, można zastosować również kondensatory ceramiczne 47 - 68N. Sonda z odległą sondą wykorzystuje kondensator KSO na napięcie robocze co najmniej 1000 V.

Konfigurację miliwoltomierza-woltomierza przeprowadza się w następującej kolejności. Najpierw skonfiguruj dzielnik napięcia. Tryb pracy - woltomierz. Rezystor trymera R16 (podzakres 10 V) jest ustawiony na maksymalną rezystancję. Na rezystancji R9, monitorując przykładowym woltomierzem cyfrowym, ustawić napięcie ze stabilizowanego źródła zasilania na 10 V (pozycja S1 - X1, S3 - 10 V). Następnie w pozycji S1 - X100 za pomocą rezystorów dostrajających R1 i R4 za pomocą standardowego woltomierza ustawić 0,1V. W takim przypadku w pozycji S3 - 0,1V wskazówkę mikroamperomierza należy ustawić na ostatnią kreskę skali przyrządu. Stosunek wynosi 100/1 (napięcie na rezystorze R9 - X1 wynosi 10 V do X100 - 0,1 V, gdy położenie igły regulowanego urządzenia znajduje się na ostatnim znaczniku skali w podzakresie S3 - 0,1 V) jest sprawdzane i regulowane kilka razy. W tym przypadku warunek obowiązkowy: podczas przełączania S1 nie można zmienić napięcia odniesienia 10 V.

Dalej. W trybie pomiaru napięcia stałego, w położeniu przełącznika dzielnika S1 - X1 i przełącznika podzakresu S3 - 10V, rezystor zmienny R16 ustawia igłę mikroamperomierza na ostatnią działkę. Wynik (przy 10 V na wejściu) powinien być taki sam, jak odczyty urządzenia w podzakresie 0,1 V - X100 i podzakresie 10 V - X1.

Sposób ustawienia woltomierza w podzakresach 0,3 V, 1 V, 3 V i 10 V jest taki sam. W takim przypadku nie można zmienić położenia silników rezystorowych R1, R4 w dzielniku.

Tryb pracy - miliwoltomierz. Przy wejściu z V wieku. W pozycji S3 - 50 mV dzielnik S1 - X100 z rezystorem R8 ustawia strzałkę na ostatnią działkę skali. Sprawdzamy wskazania woltomierza: w podzakresie 10V X1 lub 0,1V X100 wskazówka powinna znajdować się w środku skali - 5V.

Metoda regulacji dla podzakresów 12,5 mV i 25 mV jest taka sama jak dla podzakresu 50 mV. Na wejście podawane jest napięcie odpowiednio 1,25 V i 2,5 V przy X 100. Odczyty sprawdzane są w trybie woltomierza X100 - 0,1 V, X1 - 3 V, X1 - 10 V. Należy zauważyć, że gdy igła mikroamperomierza znajduje się w lewym sektorze skali instrumentu, błąd pomiaru wzrasta.

Specyfika tej metody kalibracji urządzenia: nie wymaga standardowego źródła zasilania 12–100 mV i woltomierza z dolną granicą pomiaru mniejszą niż 0,1 V.

Kalibrując urządzenie w trybie pomiaru napięcia RF za pomocą zdalnej sondy dla podzakresów 12,5, 25, 50 mV (w razie potrzeby) można budować wykresy lub tabele korekcyjne.

Urządzenie zamontowane jest w metalowej obudowie. Jego wymiary zależą od wielkości zastosowanej głowicy pomiarowej i transformatora zasilającego. W powyższym obwodzie działa bipolarny zasilacz zamontowany na transformatorze z importowanego magnetofonu (uzwojenie pierwotne na 110 V). Stabilizator najlepiej zamontować na MS 7812 i 7912 (lub dwóch LM317), ale może być prościej - parametrycznie, na dwóch diodach Zenera. Konstrukcję zdalnej sondy RF i możliwości pracy z nią opisano szczegółowo w (2, 3).

Używane książki:

1. B. Stiepanow. Pomiar niskich napięć RF. J. „Radio”, nr 7, 12 – 1980, s. 55, s. 28.
2. B. Stiepanow. Miliwoltomierz wysokiej częstotliwości. Dziennik „Radio”, nr 8 – 1984, s. 57.
3. B. Stiepanow. Głowica RF do woltomierza cyfrowego. Dziennik „Radio”, nr 8, 2006, s. 58.
4. M. Dorofeev. Woltomierz na wzmacniaczu operacyjnym. Dziennik „Radio”, nr 12, 1983, s. 30.

Jednym z najbardziej niezbędnych urządzeń w arsenale radioamatora krótkofalowego jest z pewnością woltomierz wysokiej częstotliwości.
W przeciwieństwie do multimetrów LF i niedrogich, kompaktowych oscyloskopów LCD, tego typu przyrządy są znacznie rzadsze, a nowe, markowe są też dość drogie.
Dlatego zdecydowano się na złożenie domowego urządzenia, biorąc pod uwagę zwykle przedstawiane wymagania.

Wybierając opcję wskazania, zdecydowałem się na analog. W odróżnieniu od wyświetlacza cyfrowego, wyświetlacz analogowy umożliwia łatwą i przejrzystą ocenę zmian w odczytach ilościowo, a nie tylko poprzez porównanie wyników. Jest to szczególnie ważne przy konstruowaniu obwodów, w których amplituda mierzonego sygnału ulega ciągłym zmianom.
Jednocześnie dokładność pomiaru przy zastosowaniu odpowiednich obwodów jest wystarczająca.

Z reguły istnieją dwa typy woltomierzy HF. W pierwszym stosuje się wzmacniacze szerokopasmowe, zapewniające działanie elementu detektora w liniowym przekroju charakterystyki prądowo-napięciowej lub poprzez włączenie prostownika w obwód sprzężenia zwrotnego takiego wzmacniacza.

Po drugie, stosuje się prosty detektor, czasami z wysokim UPT. Skala takiego woltomierza HF jest w dolnych granicach pomiarowych nieliniowa i wymaga zastosowania specjalnych tablic lub indywidualnej kalibracji skali.
Próba pewnego linearyzacji skali, a także przesunięcia w dół progu czułości poprzez przepuszczanie przez diodę niewielkiego prądu, nie rozwiązuje problemu. Powstałe woltomierze HF pozostają zasadniczo wskaźnikami przed rozpoczęciem liniowej części charakterystyki prądowo-napięciowej. Niemniej jednak tego typu woltomierze HF, zarówno w postaci kompletnych przyrządów, jak i jako przystawki do multimetrów cyfrowych, cieszą się dużą popularnością, o czym świadczą liczne publikacje w czasopismach i Internecie.

Istnieje inny sposób linearyzacji skali pomiarowej, gdy element linearyzujący jest zawarty w obwodzie OS UPT, zapewniając niezbędną zmianę wzmocnienia w zależności od amplitudy sygnału wejściowego.
Takie obwody są często stosowane w komponentach sprzętu profesjonalnego, na przykład w szerokopasmowych, wysoce liniowych wzmacniaczach instrumentalnych z AGC. To właśnie w oparciu o to rozwiązanie powstało opisywane tutaj urządzenie.

Autor tego artykułu jako pierwszy na przestrzeni lat od jego publikacji zmontował takie urządzenie, niedawno je ponownie zmontował, przeniósł do innej obudowy, na nowe płytki drukowane i pod nowe podzespoły.
Pomimo oczywistej prostoty obwodu, ten woltomierz RF zapewnia bardzo dobre parametry.
Zakres mierzonych napięć (końcowych podziałek skali) wynosi od 10 mV do 20 V. Zakres częstotliwości od 100 Hz do 75 MHz, impedancja wejściowa co najmniej 1 MOhm, pojemność wejściowa nie większa niż kilka pF (określona głównie przez konstrukcję głowicy RF). I oczywiście ma skalę liniową, co eliminuje problemy z podziałką. Dokładność pomiarów przy ustawieniach wysokiej jakości nie jest gorsza niż 5%.

Schemat urządzenia pokazano na rysunku 1.

Ryż. 1

Strukturalnie urządzenie składa się z trzech części. Detektor pomiarowy (głowica RF), płytka UPT z modułem linearyzacji i płytka stabilizatora.
Zespół linearyzujący wykonany jest na mikroukładzie OP1 z diodą w obwodzie OOS. Ze względu na obecność diody D2 w obwodzie ujemnego sprzężenia zwrotnego wzmocnienie tego stopnia wzmacniacza przy niskich napięciach wejściowych wzrasta. Dzięki temu spadek napięcia wyjściowego detektora jest kompensowany, a skala przyrządu okazuje się liniowa.

Kondensatory C4, C5 zapobiegają samowzbudzeniu UPT i redukują możliwe zakłócenia.
Urządzenie stosuje się w woltomierzu dla prądu 1 mA.
Rezystory o niestandardowych wartościach składają się z 2. Można zastosować dowolny wzmacniacz operacyjny o wysokiej impedancji wejściowej. Kondensator C3 montowany jest bezpośrednio na złączu wejściowym BNC.
Rezystor R7 posłuży do szybkiego ustawienia strzałki głowicy na 0. W takim przypadku głowica RF musi być zwarta na wejściu.
Konfigurowanie urządzenia rozpoczyna się od zrównoważenia wzmacniacza na wzmacniaczu operacyjnym OP2. W tym celu należy ustawić wyłącznik krańcowy pomiaru na 5 V, zamknąć głowicę HF i za pomocą rezystora dostrajającego R13 ustawić strzałkę urządzenia na 0. Następnie przełączyć na 10 mV, przyłożyć to samo napięcie i za pomocą rezystora R14 ustawić strzałkę na ostatni podział skali. Na wejście przykładamy 5 mV, strzałka powinna znajdować się mniej więcej pośrodku skali. Liniowość osiągamy dobierając rezystor R2.
Następnie kalibrujemy urządzenie na wszystkich podzakresach za pomocą odpowiednich rezystorów dostrajających.

Wygląd gotowego urządzenia:

Głowica detektora HF

Można wykonać rysunki płytek drukowanych woltomierza i stabilizatorów

W. Kostychev, UN8CB.

Pietropawłowsk.

To proste urządzenie umożliwia pomiar wartości skutecznej (rms) napięcia i mocy oscylacji HF, zarówno sinusoidalnych, jak i modulowanych, a także, w miarę udoskonalenia urządzenia, mocy szczytowej. Podstawą tego urządzenia jest prosty woltomierz diodowy wysokiej częstotliwości, który jest stosowany w miernikach SWR, a także w importowanych urządzeniach SX-100, SX-200. Podobny woltomierz diodowy zastosowano także w urządzeniu BB-10, którego dioda zasilana jest napięciem RF poprzez przekładnik prądowy (rys. 1).

(Niebieskie części są instalowane dodatkowo dla wskaźnika szczytowego, gdy urządzenie jest ulepszane). Gdy urządzenie pracuje w trybie licznika mocy pochłaniającej, rezystor obciążający Rн podłącza się do złącza „ANT” za pomocą przełącznika S1. Podczas pracy w trybie miernika mocy nadawanej Rn jest odłączony, a antena podłączona. Przełącznik S2 ustawia granicę pomiaru na 100 W lub 500 W.

W przypadku przekładnika prądowego T1 stosuje się pierścień 1000NN-2000NN o średnicy 12-16 mm, uzwojony drutem PEL 0,5; 4 - 5 tur. Przez pierścień transformatora T1 przepuszcza się dość gruby izolowany drut, łączący złącza „ANT” i „PER”, umieszczone w odległości około 5 cm od siebie na tylnej ściance urządzenia. Mikroamperomierz RA - typ M2001 o całkowitym prądzie odchylenia 100 μA. Rezystor obciążający składa się z 30 rezystorów MLT-1,5 k, moc 2 W (całkowita rezystancja 50 omów). Całkowita moc Rn - 60 W. Rezystory wlutowano pomiędzy dwie płytki wykonane z folii z włókna szklanego. (ryc. 2).

Montaż części urządzenia zamontowanych za pomocą punktów podparcia, w obudowie o odpowiednich wymiarach

Skala przyrządu jest wyskalowana w woltach i watach. W tym celu woltomierz RF (typ V7-15) jest podłączony równolegle do Rn. Nadajnik podłączamy do złącza „PER”, przełącznik S2 znajduje się w pozycji 100 W. Tryb transmisji nośnej włącza się przy częstotliwości 14 MHz, stopniowo zwiększając moc wyjściową, aby ustawić napięcie RF przy Rn równe 70,7 V, co będzie odpowiadać mocy 100 W. Rezystor R3 ustawia igłę mikroamperomierza na ostatnią kreskę skali - 100 µA. Zmniejszając moc wyjściową przetwornika wyznaczamy wskazania mikroamperomierza dla pozostałych wartości mocy, bazując na wyrażeniu: Reff = (Ueff)2/Rn. Wynik wpisuje się do tabeli kalibracji 1.

Tabela 1.

Aby skalibrować skalę na granicy 500 W, należy przełączyć S2 na pozycję 500 W, ustawić moc nadajnika na 100 W i za pomocą rezystora R4 ustawić igłę mikroamperomierza na 44,5 µA. Następnie zmniejszając moc nadajnika, a następnie ją zwiększając, skalibruj resztę skali pod kątem tego limitu. Tablicę tę można później wykorzystać podczas pracy z urządzeniem. Możesz przykleić go na górnej pokrywie.

Podczas pracy z urządzeniem należy pamiętać, że Rn jest przeznaczony dla mocy 60 W, dlatego przy dużych mocach czas pomiaru nie powinien być długi, z przerwami.

W instrukcji obsługi urządzeń SX-100, SX-200 jest napisane, że urządzenia te nie są w stanie pokazać 100% mocy szczytowej, a jedynie 70% - 90%. Również istotną wadą urządzeń SX-100, SX-200 jest brak mniej lub bardziej długotrwałej rejestracji odczytów podczas pomiaru zwykłej konwersacyjnej mocy szczytowej, co utrudnia liczenie. W urządzeniu BB-10 te niedociągnięcia są eliminowane, jeśli zastosuje się wskaźnik szczytowy w postaci dodatkowego mocowania do BB-10 na np. wzmacniaczu operacyjnym, który oferuje DJ7AW (Radio nr 7, 2011, s. 63). Ten wskaźnik szczytowy został przetestowany i wykazał dobre wyniki. Ryc.3.

Aby podłączyć go na schemacie na ryc. 1, należy wprowadzić pewne zmiany. Przełącznik S3 włącza się w szczelinę pomiędzy punktami „a-a” i podłącza, jak pokazano na schemacie na ryc. 1 kolorem niebieskim. W pozycji 1 przełącznika S3 mierzona jest moc czynna, a w pozycji 2 mierzona jest moc szczytowa. W trybie pomiaru mocy szczytowej napięcie prądu stałego z prostownika woltomierza-watomierza jest dostarczane przez wzmacniacz operacyjny DA1.1 do detektora szczytowego VD1, R4, C2. Stała czasowa tego detektora (około 6,8 s) jest wystarczająca do zarejestrowania normalnej mocy szczytowej konwersacji. Repeater na wzmacniaczu operacyjnym DA1.2 eliminuje przetaczanie obciążenia detektora szczytowego, co pozwala na wydłużenie czasu rejestracji odczytów urządzenia pomiarowego. Wskaźnik szczytowy montowany jest na płytce o wymiarach 45x38 mm, mocowanej na plamkach, rys. 4.

Kolor niebieski oznacza kawałek izolowanego drutu (zamiast ścieżki) przeprowadzony pod gniazdem mikroukładu przylutowanego do pól stykowych. Kondensator C2 jest niepolarny. Płytka jest podłączona do punktów A i B obwodu z rys. 1. Minusem jest to, że do zasilania tego obwodu potrzebne jest źródło zasilania 12V.

W czasopiśmie nie podano metody ustawiania i kalibracji tego wskaźnika szczytowego. Zrobiłem to wychodząc z założenia, że w trybie liniowym moc efektywna i moc szczytowa fali sinusoidalnej (nośnej) są sobie równe, a moc szczytowa sygnału modulowanego przy wymawianiu przed mikrofonem umiarkowanego dźwięku „a-a-a” jest w przybliżeniu równa efektywnej mocy nośnika. Poziom napięcia dostarczanego z detektora do wzmacniacza operacyjnego DA1 musi być taki, aby nie przeszedł w tryb nasycenia. Aby to zrobić, silnik R1 został zainstalowany na wysokości około 1/3 jego oporu nad ziemią. Kalibrację przy pomiarze mocy szczytowej modulowanego sygnału (S3 w pozycji 2) przeprowadza się za pomocą rezystora R6 (o mocy wyjściowej przetwornika około 100 W) w trybie długim „a-a-a”, dzięki czemu wskazania mikroamperomierza ustawiane są na tak samo jak przy pomiarze mocy czynnej w trybie nośnym (S3 w pozycji 1). Następnie, mierząc moc szczytową oscylacji modulowanych, należy uzyskać mniej więcej realny wynik. Dla urządzenia BB-10 liczba ta wynosi około 95%.

Woltomierz wysokiej częstotliwości

http://*****/vom. htm

Napięcie RF mierzymy za pomocą multimetru cyfrowego.

Aby zmierzyć napięcie RF za pomocą konwencjonalnego woltomierza prądu stałego, można do niego podłączyć detektor. Przystawka ta umożliwia pomiar napięć RF od kilkuset miliwoltów do napięcia przebicia diod w przystawce. Na ryc. Rysunek 1 przedstawia dwa typy prostych detektorów diodowych, szeregowe i równoległe. O przewadze jednego lub drugiego można dyskutować długo, ale równoległość jest nadal wygodniejsza, jeśli weźmie się pod uwagę konstrukcję diod mikrofalowych zastosowanych w dekoderze, które z jednym terminalem muszą być bezpośrednio podłączone do korpus urządzenia. Konstrukcja urządzenia do pomiaru napięć RF może być wykonana na różne sposoby, ale części po lewej stronie obwodu, oddzielone krzywą, muszą być połączone ze sobą krótkimi przewodami. Obciążenie równoważne rezystorowi (aktywnemu) (na przykład 50 omów) można podłączyć równolegle do wejścia w celu pomiaru napięcia na obciążonych wyjściach wzmacniaczy i źródeł sygnału.

Ryc.1. Podstawowe obwody detektorów. Podczas pomiaru mocy równolegle

Do wejścia należy podłączyć odpowiedniki obciążenia 50 lub 75 omów

RF – HF. GND – Obudowa, masa. Detektor bocznikowy – detektor równoległy.

Detektor szeregowy - detektor szeregowy. Staraj się, aby te leady były krótkie —

Szczegóły tutaj powinny być krótkie. Woltomierz 10 megaomów -

Woltomierz prądu stałego o rezystancji wejściowej 10 megaomów. Wyjście

Napięcie – napięcie wyjściowe. Napięcie wejściowe - napięcie wejściowe.

Można zastosować także diody: 1N21, 1N23, 1N830...833, diody HP

5082-28xx, 5082-23xx, 5082-29xx lub inne diody punktowe,

diody małosygnałowe z barierą Schottky’ego.

Do stosowania w detektorach dobrze nadaje się małosygnalna dioda barierowa Schottky'ego, taka jak dostępna 1N5711, jednakże diody germanowe, takie jak 1N60, 1N34 lub nawet 1N270 również zapewniają doskonałą czułość. W detektorze można zastosować również powszechnie stosowaną diodę krzemową 1N914, ale. spowoduje błąd o wartości około 300 mV (w wyniku „kroku”, przy napięciu poniżej którego dioda nie spełnia swoich funkcji - Stany Zjednoczone9 LAQ) podczas pomiaru wartości amplitudy napięcia HF. W tym przypadku błąd w przypadku diody 1N5711 wyniesie około 100 mV, a w przypadku diod germanowych - 60 mV. Podczas pomiaru dość dużych napięć RF wynik jest zmniejszany o wielkość błędu. Przy pomiarze napięć poniżej dwukrotności napięcia „krokowego” podłączenie diody zaczyna generować znaczne błędy (nieliniowość detekcji - Stany Zjednoczone9 LAQ). Na ryc. Na rysunku 2 przedstawiono sposób eliminacji „kroku”, dzięki któremu woltomierz wskazuje prawidłową wartość napięcia, zaczynając od kilkuset miliwoltów.

Ryc.2. Detektor typu sekwencyjnego z korekcją krokową.

Rezystancję 82 kΩ można zmieniać, aby uzyskać najlepszą jakość

kompensacja indywidualnie dla każdego typu i egzemplarza diody. Inny

diodę można zamontować w miejsce rezystora 82 kOhm (lub w

w połączeniu z nim) w celu zapewnienia kompensacji termicznej (napięcie

„kroki” zależą od temperatury). 82k z 1N5711 (wybierz zero

offset) – przy zastosowaniu diody 1N5711 rezystancja rezystora wynosi

około 82 kOhm i jest wybierany w oparciu o pełną kompensację napięcia

"kroki".

Bateria i rezystory zapewniają ujemną wartość (kompensacyjną) Stany Zjednoczone9 LAQ) napięcie wynosi około 100 mV, co jest dobre dla 1N5711. Inne diody wymagają innego napięcia kompensacyjnego, a wartość rezystora 82 kΩ można zmienić, aby uzyskać dokładny odczyt napięcia sygnału RF do kilku woltów. Jeśli wybierzesz regulowane napięcie kompensacyjne, zamiast stałego rezystora 82 kOhm możesz zainstalować potencjometr o rezystancji 100 kOhm. Jeśli chcesz zmierzyć wartość skuteczną napięcia sygnału, dodaj szeregowo rezystor 4,15 MOhm do obwodu woltomierza o rezystancji wejściowej 10 MOhm (rezystor o rezystancji 3,9 MOhm połączony szeregowo z rezystorem 270 kOhm sprawdzi się dobrze ). Na ryc. Rysunek 3 przedstawia różnicową wersję miernika odpowiednią do pomiaru napięcia RF bezpośrednio na elementach obwodu. Sonda musi dawać takie same wskazania licznika niezależnie od „biegunowości” podłączenia jej przewodów.

Ryż. 3. Schemat przystawki różnicowej - sonda do pomiaru RF

napięcie za pomocą woltomierza prądu stałego.

1,5 V prądu stałego - napięcie prądu stałego 1,5 V.

Detektory diodowe mają odpowiedź kwadratową dla sygnałów wejściowych poniżej około 100 mV. Detektory mocy (prostowniki) można projektować z uwzględnieniem charakterystyki kwadratowej, ale nie są tu omawiane ich obliczenia i konstrukcja. Przy ich obliczaniu należy jednak wziąć pod uwagę kilka czynników. Aby uzyskać większą czułość, diody muszą być dopasowane jak najbliżej źródła sygnału. Ponieważ diody mają zazwyczaj bardzo wysoką impedancję dynamiczną, to dopasowanie jest najlepszym, co można zrobić, włączając opcjonalną pasywną sieć dopasowującą w celu uzyskania lepszego SWR. Diody są zwykle polaryzowane przez rezystor o wartości kilkuset omów, aby zmniejszyć rezystancję dynamiczną i rozszerzyć odpowiedź kwadratową w kierunku wyższych wyprostowanych (wykrytych) poziomów sygnału. Rezystor polaryzacji diody może być termistorem o ujemnym współczynniku temperaturowym, wybranym w celu termicznej kompensacji zmian rezystancji diody. Można zastosować drugą diodę spolaryzowaną prądem stałym, aby zapewnić zależne od temperatury napięcie przyłożone do wzmacniacza różnicowego. Inny obwód zawiera drugą diodę w obwodzie sprzężenia zwrotnego wtórnika napięciowego, jak pokazano poniżej:

Ryż. 4. Wersja sondy ze wzmacniaczem operacyjnym.

Rezystor 50-omowy na wejściu można zastąpić rezystorem 200-kiloomowym, aby

przekształcić sondę w sondę o liniowej charakterystyce sygnałów

o poziomie większym niż 100 mV.

Ta wersja nie ma dopasowania impedancji. - W tej wersji sondy

nie ma dopasowania impedancji. Rezystory polaryzacji o dużej wartości –

rezystory polaryzacji o wysokiej rezystancji.

W obwodzie tym zastosowano rezystor 50 omów, ponieważ nie podjęto próby dopasowania do diody detektora. Optymalna wartość rezystancji będzie zależała od prądu diody, a optymalny prąd diody będzie zależał od doboru instancji i rodzaju diody oraz ewentualnego układu dopasowującego. Wiele parametrów trzeba „usunąć”, zanim otrzymamy to, czego potrzebujemy, jednak powyższy schemat daje w miarę zachęcające rezultaty. Ponieważ zmierzone poziomy sygnału są niskie, czynnikiem ograniczającym w zastosowaniu obwodu jest szum. Z jednej strony szum, a z drugiej odchylenia od charakterystyki kwadratowej stanowią ograniczenia w zastosowaniu detektora kwadratowego.

Powyższy obwód wzmacniacza operacyjnego działa dobrze jako detektor liniowy sygnałów powyżej 100 mV. Do szyny zasilania zerowego można podłączyć rezystory - umożliwi to zasilanie obwodu jednym napięciem. Wybierz wzmacniacz operacyjny z wejściem masy, który działa w obwodzie ujemnego napięcia zasilania, taki jak LM358 lub LM10, podłącz rezystory 10 MΩ i kondensatory 0,1 μF.

http://*****/indeks. php? s=1144102f26fef4c60e9abc&showtopic=10860&st=20

Patrzeć. Radio nr 7 za rok 92, s. 39. Artykuł „Miliwoltomierz wysokiej częstotliwości ze skalą liniową”, autor Pugach. Kiedyś chciałem taki zrobić, ale kupiłem B3-43 i porzuciłem. Obwód jest naprawdę bardziej skomplikowany, linearyzator i UPT są wykonane na dwóch wzmacniaczach operacyjnych, okablowanie również jest dość mocne, znowu przełączalne obwody OOS, ale są tylko dwie diody.

Opisywane w literaturze miliwoltomierze ze skalą liniową tradycyjnie wykonywane są w układzie z prostownikiem diodowym podłączonym do obwodu ujemnego sprzężenia zwrotnego wzmacniacza prądu przemiennego. Urządzenia takie są dość złożone, wymagają użycia rzadkich części, a ponadto podlegają dość rygorystycznym wymaganiom projektowym.

Jednocześnie istnieją bardzo proste miliwoltomierze o skali nieliniowej, w których prostownik jest montowany w zdalnej sondzie, a w głównej części stosowany jest prosty wzmacniacz prądu stałego (DCA). Na tej zasadzie zbudowano urządzenie, którego opis zamieszczono w czasopiśmie „Radio”, 1984, nr 8, s. 23. 57. Urządzenia te są urządzeniami szerokopasmowymi, mają wysoką impedancję wejściową i niską pojemność wejściową oraz są proste konstrukcyjnie. Ale odczyty urządzenia są warunkowe, a rzeczywistą wartość napięcia można znaleźć albo w tabelach kalibracyjnych, albo na wykresach. Przy zastosowaniu jednostki zaproponowanej przez autora skala takiego miliwoltomierza staje się liniowa.

https://pandia.ru/text/78/017/images/image007_89.gif" szerokość="629" wysokość="499 src=">

Ryc.2

Autorski miliwoltomierz pozwala na pomiar napięcia w zakresie 2,5 mVV w 11 podzakresach. Pasmo częstotliwości roboczej 100 Hz...75 MHz. Błąd pomiaru nie przekracza 5%.
Schemat ideowy urządzenia pokazano na rys. 2. Stopień linearyzujący wykonany na wzmacniaczu operacyjnym DA1 pracuje w podzakresach „O...12,5 mV”, „0...25 mV”, „0...50 mV” „0...125 mV”, „ 0...250 mV”, „O...500 mV”, „0...1,25 V”. W pozostałych podzakresach charakterystyka amplitudowa diody VD1 jest zbliżona do liniowej, dlatego wejście stopnia końcowego (na chipie DA2) jest połączone z wyjściem sondy poprzez rezystancyjny dzielnik napięcia (R7-R11). Kondensatory C4-C6 zapobiegają samowzbudzeniu wzmacniacza operacyjnego DA2 i redukują ewentualne zakłócenia na jego wejściu.
W urządzeniu zastosowano miliamperomierz o całkowitym prądzie odchylenia 1 mA. Wyregulowane rezystory R14, R16-R23 - SP5-2. Rezystor R7 składa się z dwóch połączonych szeregowo o rezystancji 300 kOhm, R10 i R11 - z dwóch o rezystancji 20 kOhm. Diody VD1, VD2 to german o wysokiej częstotliwości.
Wzmacniacze operacyjne KR544UD1A można zastąpić dowolnymi wzmacniaczami operacyjnymi o wyższej impedancji wejściowej.
Nie ma specjalnych wymagań dotyczących konstrukcji urządzenia. Kondensatory Cl, C2, dioda VDI i rezystor RI zamontowane są w zdalnej głowicy, która jest połączona z urządzeniem za pomocą przewodu ekranowanego. Oś rezystora zmiennego R12 jest wyświetlana na panelu przednim.
Kalibrację rozpoczyna się od ustawienia igły przyrządu pomiarowego w pozycji zerowej. W tym celu przełącznik SA1 ustawia się w pozycji „25 V”, wejście urządzenia podłącza się do obudowy i dokonuje się niezbędnej regulacji za pomocą rezystora R14. Następnie przełączają się na zakres „250 mV”, regulują rezystor R12, aby ustawić strzałkę urządzenia pomiarowego na znaku zerowym i wybierają rezystor R2, aby uzyskać najlepszą liniowość skali. Następnie sprawdź liniowość skali na pozostałych zakresach. Jeżeli nie można uzyskać liniowości, jedną z diod należy wymienić na inną. Następnie za pomocą rezystorów dostrajających R16-R23 urządzenie jest kalibrowane na wszystkich zakresach.

Notatka. Zwracamy uwagę czytelników, że według danych referencyjnych maksymalne stałe i impulsowe napięcia wsteczne dla zastosowanej przez autora artykułu zdalnej sondy (dioda GD507A) wynoszą 20 V. Dlatego nie w każdym przypadku tego typu dioda będzie w stanie zapewnić pracę urządzenia w dwóch ostatnich podzakresach.

A. Pugach, Taszkent

Radio, nr 7, 1992

1. „Radio” nr 7 1982 s. 31
2. „Radio” nr 8 2006, s. 58, 59.
3. „Radio” nr 1 2008, s. 61, 62.
4. „Radio” nr 7 1992, s. 39

Woltomierz wysokiej częstotliwości ze skalą liniową.

www. /artykuły. php? identyfikator_artykułu=4

Schemat urządzenia pokazano na rysunku 1.

Rysunki płytek drukowanych woltomierza i stabilizatorów można znaleźć tutaj.

Wszelkie pytania dotyczące urządzenia można zadawać na forum ARCalc.

1. „Radio” nr 7 1982 s. 31
2. „Radio” nr 8 2006, s. 58, 59.
3. „Radio” nr 1 2008, s. 61, 62.
4. „Radio” nr 7 1992, s. 39

Woltomierz HF 100 kHz – 70 MHz, 1000 V

http://nowradio. *****/VCH-voltmetr%2010Gc-70Kgc%202,5Mv-1000v. htm

W swojej praktyce radioamatorzy dość często mają do czynienia z pomiarami napięcia przemiennego, zarówno podczas ustawiania i naprawy sprzętu, jak i podczas pomiaru parametrów urządzenia. Jednak woltomierze przemysłowe, choć posiadają wysokie parametry, w dalszym ciągu są niedostępne dla większości radioamatorów, a ponadto posiadają duże wymiary. Miliwoltomierze używane przez radioamatorów muszą spełniać szereg wymagań:

Muszą być wystarczająco czułe, aby móc mierzyć bardzo małe napięcia przemienne (do miliwolta); Aby zwiększyć dokładność pomiaru, skala musi być liniowa;

Urządzenie musi być przenośne, posiadać niski pobór mocy, aby można było go używać w terenie, czyli musi być zasilane z autonomicznego źródła zasilania (baterie lub elementy prądu stałego); Miliwoltomierze muszą mieć dość szeroki zakres mierzonych częstotliwości od 1 MHz do kilkudziesięciu MHz; Pomiar napięć przemiennych o dużych wartościach do setek woltów. Obwody opublikowanych miliwoltomierzy są montowane głównie na elementach dyskretnych (tranzystorach) lub wzmacniaczach operacyjnych (wzmacniaczach operacyjnych). Opisywany w literaturze obwód miliwoltomierzy opiera się zazwyczaj na trzech zasadach:

Oparty na zastosowaniu w głowicy wzmacniacza prądu przemiennego wysokiej częstotliwości, z której wzmocnione napięcie wysokiej częstotliwości jest dostarczane do wielu stopni wzmacniacza prądu przemiennego. Aby linearyzować skalę, na każdym etapie uwzględnione jest sprzężenie zwrotne prądu przemiennego zależne od częstotliwości. Następnie napięcie wysokiej częstotliwości jest prostowane przez detektor i podawane do głowicy pomiarowej. Na ryc. 1 przedstawia schemat blokowy.

Jednak osiągnięcie liniowości skali przyrządu w szerokim zakresie mierzonych częstotliwości (1-100 MHz) jest bardzo trudne lub praktycznie niemożliwe. Jednocześnie mają jedną bardzo ważną zaletę: możliwość pomiaru bardzo małych wartości napięć przemiennych (do kilkudziesięciu mikrowoltów). Budowa miliwoltomierzy o skali nieliniowej. Te miliwoltomierze są proste w konstrukcji. Prostownik w nich jest zamontowany w zdalnej głowicy (sondzie), a samo urządzenie zawiera konwencjonalne wzmacniacze prądu stałego (DCA), które mogą być oparte na tranzystorach lub wzmacniaczach operacyjnych (wzmacniaczach operacyjnych). Urządzenia te są urządzeniami szerokopasmowymi, mają wysoką impedancję wejściową i niską pojemność wejściową. Ich odczyty są jednak warunkowe, prawdziwą wartość należy ustalić na podstawie tabel lub wykresów. W niektórych obwodach wzmacniacza operacyjnego, aby zlinearyzować skalę, urządzenie pomiarowe jest umieszczone w jednej z przekątnych mostka, a obwód sprzężenia zwrotnego szybkiego wzmacniacza operacyjnego jest podłączony do drugiej. Obwód ten wymaga zastosowania diod wysokiej częstotliwości i szybkich wzmacniaczy operacyjnych (chociaż sam zakres częstotliwości pozostaje niewielki), ma niską czułość i czasami jest podatny na samowzbudzenie, ponieważ obwód systemu operacyjnego jest nieliniowy. Ta nieliniowość prowadzi do tego, że charakterystyka częstotliwościowa woltomierza zmienia się na różnych poziomach. Jednocześnie, jeśli zastosujemy ideę zaproponowaną na początku artykułu, skala instrumentu ulegnie linearyzacji. Zmierzone napięcie wysokiej częstotliwości jest prostowane przez diodę VD1 w zdalnej sondzie i poprzez rezystor R1 podawane na wejście UPT wykonane na wzmacniaczu operacyjnym DA1. Ze względu na obecność diody VD2 w ujemnym sprzężeniu zwrotnym wzmocnienie UPT przy niskich napięciach jest kompensowane, a skala urządzenia staje się liniowa. Zaproponowany obwód miliwoltomierza jest wolny od większości tych wad. Miliwoltomierz przeznaczony jest do pomiaru wartości skutecznej sinusoidalnego napięcia przemiennego w zakresie częstotliwości od 100 Hz do 70 MHz. Za pomocą zewnętrznego dzielnika 1:100 można mierzyć napięcia do 1000 V. Nie zaleca się jednak pomiaru napięć o wysokiej częstotliwości do 1000 V. Wskazane jest ograniczenie górnej granicy pomiaru miliwoltomierza poprzez pomiar napięć do 300 V. Cały zakres urządzenia podzielony jest na 4 podzakresy: 10 mV, 100 mV, 1 V, 10 V oraz z dzielnikiem 1 V , 10 V, 100 V i więcej. Dla wygody raportowania skalę przyrządu przyjmuje się jako wielokrotność 10. Parametry proponowanego miliwoltomierza są następujące:

1. Pasmo częstotliwości 100 Hz...70 MHz (powyżej tej częstotliwości nie prowadzono pomiarów).

2. Zakres mierzonych napięć - 2,5 mV...1000 V

3. Maksymalna nierówność pasma przenoszenia wynosi nie więcej niż 0,2 dB.

4. Pobór prądu w obwodzie +15 V -7,5 mA.

5. Impedancja wejściowa 1 MOhm.

6. Błąd pomiaru nie przekracza 10%.

Schemat ideowy urządzenia pokazano na rysunku.

Miliwoltomierz składa się ze zdalnej sondy (detektora), tłumika, wzmacniacza prądu stałego (DCA), modułu zabezpieczenia przed przeciążeniem urządzenia DA3, VT1 i generatora napięcia kalibracyjnego VT2. Stopień linearyzujący oparty jest na wzmacniaczu operacyjnym DA1. Działa w trzech podzakresach 10 mV, 100 mV, 1 V. W ostatnim zakresie 10 V charakterystyka amplitudowa diody VD1 jest zbliżona do liniowej, więc wyjście sondy w tym przypadku jest połączone z wejściem wzmacniacz operacyjny DA2 bezpośrednio przez rezystancyjny dzielnik napięcia R8, R9 (tłumik). Aby zabezpieczyć wzmacniacze operacyjne przed samowzbudzeniem i możliwymi zakłóceniami na ich wejściu, w zestawie zastosowano kondensatory blokujące SZ, C4. Układ DA3 zawiera moduł zabezpieczający urządzenie pomiarowe przed przeciążeniami. Ten węzeł jest komparatorem, który, jeśli napięcie na wyjściu DA2 mieści się w normalnych granicach, wytwarza napięcie ujemne, które otwiera tranzystor VT1. Gdy sygnał wejściowy przekroczy napięcie 1,5 razy, przy czym wskazówka miernika odchyli się o ostatnią działkę skali, komparator wytwarza napięcie dodatnie, które zamyka przełącznik VT1, a czerwone świecenie diody LED VD3 wskazuje na stan przeciążenia. Gdy przeciążenie spadnie do 1,1 pełnego odchylenia napięcia, przywracany jest tryb normalny. Histereza odpowiedzi komparatora wynika z faktu, że obciążenie DA3 jest często wyłączane w przypadku przeciążenia. Obecność urządzenia zabezpieczającego przed przeciążeniem jest absolutnie konieczna, ponieważ w momencie włączania i wyłączania urządzenia oraz błędu w wyborze podzakresu powstają niedopuszczalne i niebezpieczne skoki napięcia dla mikroamperomierza, które mogą go uszkodzić. Urządzenie posiada wewnętrzny generator napięcia kalibracyjnego, którego wyjście połączone jest ekranowanym przewodem ze złączem na tylnym panelu urządzenia. Urządzenie jest kalibrowane w zakresie 10 mV. W warunkach stacjonarnych miliwoltomierz zasilany jest z sieci 220 V, pobór mocy nie przekracza 10 W. Generator napięcia kalibracyjnego to konwencjonalny oscylator LC. Obwód w obwodzie kolektora tranzystora VT2 jest ustawiony na częstotliwość 500 kHz. Obciążeniem generatora jest dzielnik omowy składający się z rezystorów R28-R30. Napięcie kalibracyjne wynoszące 10 mV ustawia się za pomocą regulowanego rezystora R29. Obwód zasilania urządzenia jest niezwykle prosty, ponieważ pobór prądu jest niski i stanowi prosty stabilizator parametryczny. Przy tak niewielkim poborze mocy (7,5 mA w obwodzie +15 V) nie ma potrzeby instalowania stabilizatora na korbach lub ich importowanych analogach. Jeżeli miliwoltomierz ma być używany w warunkach polowych, możemy polecić konwerter, za pomocą którego napięcie +4,5 V zostaje zamienione na napięcie ±15 V. Nie ma specjalnych wymagań dla części miliwoltomierz, z wyjątkiem wartości rezystorów zawartych w tłumikach, ponieważ od ich starannego doboru zależy dokładność urządzenia jako całości. Sonda zdalna podłączana jest do urządzenia za pomocą przewodu ekranowanego lub kabla koncentrycznego RK-20.

PROJEKT

Urządzenie jest zmontowane w duraluminiowej obudowie o grubości 4 mm z połączeniami typu end-to-end za pomocą śrub 2,5 mm i ma wymiary 160x120x50 mm. Panele przedni i tylny są zdejmowane z duraluminium o grubości 2 mm, do których przymocowane są elementy radiowe urządzenia. Na panelu przednim znajduje się transformator mocy, mikroamperomierz, elementy zasilacza, przełącznik, rezystor zerujący, złącze koncentryczne oraz diody sygnalizacyjne (zasilanie i przeciążenie). Mikroamperomierz mocuje się na zewnątrz panelu przedniego za pomocą 4 śrub M4. Zasilacz i kalibrator zmontowano na kawałku zunifikowanej płytki drukowanej, która przykręcona jest do górnych śrub mocujących głowicę PA1. Elementy obwodu miliwoltomierza wysokiej częstotliwości są zamontowane na osobnej płytce, która jest zamontowana na prętach gwintowanych w celu podłączenia miliwoltomierza. Na tylnej ściance urządzenia znajduje się włącznik zasilania, bezpiecznik, uchwyt oraz złącze wyjściowe kalibratora. Zdalną głowicą urządzenia jest prostownik półfalowy VD1. Jako VD1 (GD 507A) można zastosować diody germanowe wysokiej częstotliwości GD402, GD508, D18. Sonda wysokiej częstotliwości (ryc. 6) to miedziana lub mosiężna rurka 1 o średnicy 15 mm i długości 70 mm, po jednej stronie której znajduje się występ 2, wykonany z nylonu lub fluoroplastiku, z sondą o średnicy wciśnięty w niego zaostrzony pręt 3. Od wewnątrz przylutowany jest do niego kondensator.C1, z drugiej strony, przez otwór, w który wchodzi kawałek kabla koncentrycznego RK-20 (ekranowanego przewód) o długości 750 mm przechodzi przez część pinową złącza współpracującą z gniazdem wejściowym SR-50 miliwoltomierza. Występ i tuleja są mocowane w korpusie sondy za pomocą śrub M2, a wspólny drut z zaciskiem krokodylkowym na końcu jest przylutowany do płatka 5 na korpusie. Części sondy mocowane są przegubowo i trzymane na wypustce montażowej 6. Do pomiaru napięć powyżej 10 V wykorzystuje się drugą wymienną sondę (rys. 3). Druga zdalna sonda wykorzystuje diodę D104A wysokiej częstotliwości (lub dwie diody połączone szeregowo) jako prostownik, który ma wysokie napięcie wsteczne (100 V). Do pomiaru jeszcze wyższych napięć można zaproponować zależny od częstotliwości dzielnik napięcia 1:100 (rys. 4). Oś rezystora zmiennego R5 (ustawienie zerowe) wyświetlana jest na panelu przednim urządzenia.

DETALE

Wzmacniacze operacyjne (OA) typu KR574UD1A lub KR544UD1A z odpowiednim obwodem korekcyjnym. Układ DA3 to wzmacniacz operacyjny ogólnego przeznaczenia K140UD6, UD7, 153 UD2. Mikroamperomierz RA1 typu M24 o całkowitym prądzie odchylenia 100 μA, przy jego wymianie konieczne jest zastosowanie urządzeń klasy 1.5. W przypadku tej konstrukcji najbardziej wskazane jest stosowanie głowic pomiarowych o wymiarach czołowych 80x80 mm, ponieważ głowice o mniejszych rozmiarach nie zapewniają wymaganej dokładności pomiaru, a głowice o większych rozmiarach są nieekonomiczne w użyciu, ponieważ zwiększa to prąd zużycie z autonomicznego źródła. Przełącznik zakresu pomiarowego (tłumik) wykonany jest na przełączniku kluczykowym typu P2K w trzech kierunkach. Transformator sieciowy ze starych kalkulatorów lub wykonany samodzielnie na żelazku W8x12,5 i przekroju rdzenia 2,6 cm/m2. Uzwojenie pierwotne zawiera 3000 zwojów drutu PEV-2 o średnicy 0,08 mm, a uzwojenie wtórne zawiera 350 zwojów o średnicy 0,17 mm. Wygładzający kondensator elektrolityczny C1 w zasilaczu 470...1000 µF. Równolegle podłączony jest do niego kondensator 22...47 nF. Wskazane jest stosowanie rezystorów wieloobrotowych R16-19 (takich jak SP-5 lub odpowiednio dobrane rezystory stałe), łącząc je szeregowo z kilku sztuk. Cewka obwodu generatora nawinięta jest na 3-częściowej ramie i umieszczona w rdzeniu ferrytowym SB-12, a jej uzwojenie składa się z 60 zwojów drutu PELSHO 10x0,07. W miliwoltomierzu zastosowano rezystory OMLT, MLT, kondensatory typu KD, KLS, KM, K50. Złącze wejściowe typu CP-50.

ORGANIZOWAĆ COŚ

Konfigurację miliwoltomierza należy rozpocząć od sprawdzenia napięcia zasilania stabilizatora parametrycznego. Napięcia zasilania +15 V i -15 V powinny różnić się nie więcej niż 5%. Ponadto w określonym stabilizatorze napięcie uzyskane z uzwojenia wtórnego transformatora nie jest krytyczne. Może wynosić od 25 do 35 V. Konieczne jest jedynie wybranie wymaganego prądu 10-15 mA za pomocą rezystora R1 przez diody Zenera VD1, \/ D2 i wybranie napięcia kondensatora elektrolitycznego C1 (ryc. 5). Do regulacji miliwoltomierza służą przemysłowe generatory sygnałowe G402, G4-8 lub podobne oraz woltomierze wysokiej częstotliwości VZ-25, VZ-48A i tak dalej. Najpierw należy ustawić igłę instrumentu na zero. Gdy wejście miliwoltomierza zostanie zwarte na granicy 10 V, użyj rezystora dostrajającego R14, aby ustawić strzałkę urządzenia na „0”. W pozostałych zakresach zero ustawia się za pomocą rezystora zmiennego R5. Następnie, przykładając znane napięcia na wejście urządzenia, regulując rezystory R15-R19, kalibrujesz miliwoltomierz w innych zakresach. Na koniec sprawdzane jest działanie obwodu zabezpieczającego poprzez podanie zawyżonych wartości napięcia na wejście urządzenia i monitorowanie przeciążenia poprzez świecenie diody LED. W razie potrzeby próg ochrony można dostosować, wybierając rezystor R21. Ostateczną wartość skali na wszystkich granicach reguluje się za pomocą rezystorów R23, R24. Kalibracja urządzenia za pomocą diod D104 w zdalnej głowicy odbywa się poprzez regulację elementów znajdujących się w głowicy R1, R2, C1, C2. Regulacja napięcia za pomocą dzielnika odbywa się za pomocą kondensatora C1. Jeśli nie jest możliwe osiągnięcie liniowości urządzenia za pomocą R6, R7, R2, konieczne jest wybranie diody VD2. Konfiguracja kalibratora polega na ustawieniu jego częstotliwości na 500 KHz poprzez obrót rdzenia L1 i monitorowaniu częstotliwości miernikiem częstotliwości na kolektorze VT2. Napięcie kalibracyjne 10 mV ustawia się za pomocą rezystora zmiennego R29.

Radioamatorskie nr 5 2001 s. 19

Woltomierz HF ze skalą liniową
Robert AKOPOV (UN7RX), Żezkazgan, region Karaganda, Kazachstan

Jednym z niezbędnych urządzeń w arsenale radioamatora krótkofalowego jest oczywiście woltomierz wysokiej częstotliwości. W przeciwieństwie do multimetru niskiej częstotliwości lub na przykład kompaktowego oscyloskopu LCD, takie urządzenie rzadko można znaleźć w sprzedaży, a koszt nowego markowego jest dość wysoki. Dlatego gdy pojawiła się potrzeba takiego urządzenia, zbudowano je z miliamperomierzem zegarowym jako wskaźnikiem, który w odróżnieniu od cyfrowego pozwala łatwo i jednoznacznie ocenić zmiany odczytów ilościowo, a nie poprzez porównanie wyników. Jest to szczególnie ważne w przypadku konfigurowania urządzeń, w których amplituda mierzonego sygnału ulega ciągłym zmianom. Jednocześnie dokładność pomiaru urządzenia przy użyciu określonego obwodu jest całkiem akceptowalna.

Na schemacie w magazynie jest literówka: R9 powinien mieć rezystancję 4,7 MOhm

Woltomierze RF można podzielić na trzy grupy. Te pierwsze zbudowane są w oparciu o wzmacniacz szerokopasmowy z włączeniem prostownika diodowego w obwód ujemnego sprzężenia zwrotnego. Wzmacniacz zapewnia pracę elementu prostowniczego w liniowym przekroju charakterystyki prądowo-napięciowej. Urządzenia drugiej grupy wykorzystują prosty detektor ze wzmacniaczem prądu stałego o wysokiej rezystancji (DCA). Skala takiego woltomierza HF jest w dolnych granicach pomiarowych nieliniowa, co wymaga stosowania specjalnych tablic kalibracyjnych lub indywidualnej kalibracji urządzenia. Próba linearyzacji skali w pewnym stopniu i przesunięcia w dół progu czułości poprzez przepuszczanie przez diodę niewielkiego prądu nie rozwiązuje problemu. Zanim rozpocznie się liniowy odcinek charakterystyki prądowo-napięciowej, woltomierze te są w rzeczywistości wskaźnikami. Niemniej jednak tego typu urządzenia, zarówno w postaci kompletnych konstrukcji, jak i przystawek do multimetrów cyfrowych, cieszą się dużą popularnością, o czym świadczą liczne publikacje w czasopismach i Internecie.
Trzecia grupa urządzeń wykorzystuje linearyzację skali, gdy w obwodzie OS UPT znajduje się element linearyzujący, aby zapewnić niezbędną zmianę wzmocnienia w zależności od amplitudy sygnału wejściowego. Rozwiązania takie często stosowane są w elementach sprzętu profesjonalnego, np. w szerokopasmowych, wysokoliniowych wzmacniaczach przyrządowych z AGC, czy w podzespołach AGC szerokopasmowych generatorów RF. Na tej zasadzie zbudowane jest opisane urządzenie, z którego obwodu, z niewielkimi zmianami, zapożyczono.
Mimo pozornej prostoty woltomierz HF charakteryzuje się bardzo dobrymi parametrami i oczywiście liniową skalą, co eliminuje problemy z kalibracją.
Zakres mierzonych napięć wynosi od 10 mV do 20 V. Pasmo częstotliwości roboczej wynosi 100 Hz...75 MHz. Rezystancja wejściowa wynosi co najmniej 1 MOhm przy pojemności wejściowej nie większej niż kilka pikofaradów, co jest określone przez konstrukcję głowicy detektora. Błąd pomiaru nie jest większy niż 5%.
Jednostka linearyzująca wykonana jest na chipie DA1. Dioda VD2 w obwodzie ujemnego sprzężenia zwrotnego pomaga zwiększyć wzmocnienie tego stopnia wzmacniacza przy niskich napięciach wejściowych. Spadek napięcia wyjściowego detektora jest kompensowany, w wyniku czego odczyty urządzenia uzyskują zależność liniową. Kondensatory C4, C5 zapobiegają samowzbudzeniu UPT i redukują możliwe zakłócenia. Rezystor zmienny R10 służy do ustawienia igły przyrządu pomiarowego PA1 w pozycji zerowej skali przed wykonaniem pomiarów. W takim przypadku wejście głowicy detektora musi być zamknięte. Zasilacz urządzenia nie posiada żadnych specjalnych cech. Wykonany jest na dwóch stabilizatorach i zapewnia dwubiegunowe napięcie 2x12 V do zasilania wzmacniaczy operacyjnych (transformator sieciowy nie jest pokazany na schemacie, ale znajduje się w zestawie montażowym).

Wszystkie części urządzenia, za wyjątkiem części sondy pomiarowej, osadzone są na dwóch płytkach drukowanych wykonanych z jednostronnie foliowanego włókna szklanego. Poniżej znajduje się zdjęcie płytki UPT, płyty zasilającej i sondy pomiarowej.

Miliamperomierz RA1 - M42100, z pełnym prądem odchylania igły 1 mA. Przełącznik SA1 - PGZ-8PZN. Rezystor zmienny R10 to SP2-2, wszystkie rezystory przycinające są importowane wieloobrotowe, na przykład 3296 W. Rezystory o niestandardowych wartościach R2, R5 i R11 można składać z dwóch połączonych szeregowo. Wzmacniacze operacyjne można zastąpić innymi, o dużej impedancji wejściowej i najlepiej z korekcją wewnętrzną (aby nie komplikować obwodu). Wszystkie kondensatory stałe są ceramiczne. Kondensator SZ montowany jest bezpośrednio na złączu wejściowym XW1.
Diodę D311A w prostowniku RF dobrano kierując się optymalnością maksymalnego dopuszczalnego napięcia RF oraz skutecznością prostowania w górnej granicy mierzonej częstotliwości.
Kilka słów o konstrukcji sondy pomiarowej urządzenia. Korpus sondy wykonany jest z włókna szklanego w formie rurki, na której umieszczony jest ekran z folii miedzianej.

Wewnątrz obudowy znajduje się płytka z folii z włókna szklanego, na której mocowane są części sondy. Pierścień wykonany z paska cynowanej folii mniej więcej pośrodku korpusu ma za zadanie zapewnić styk ze wspólnym przewodem zdejmowanej przegrody, którą można nakręcić w miejsce końcówki sondy.
Konfigurowanie urządzenia rozpoczyna się od zrównoważenia wzmacniacza operacyjnego DA2. W tym celu przełącznik SA1 ustawia się w pozycję „5 V”, wejście sondy pomiarowej zamyka się, a strzałkę urządzenia PA1 ustawia się na znacznik skali zerowej za pomocą rezystora dostrajającego R13. Następnie urządzenie ustawiamy w pozycji „10 mV”, na jego wejście przykładamy takie samo napięcie, a rezystorem R16 ustawiamy strzałkę urządzenia PA1 na ostatnią działkę skali. Następnie na wejście woltomierza przykładane jest napięcie 5 mV, strzałka urządzenia powinna znajdować się w przybliżeniu pośrodku skali. Liniowość odczytów osiąga się poprzez dobór rezystora R3. Jeszcze lepszą liniowość można osiągnąć wybierając rezystor R12, należy jednak pamiętać, że wpłynie to na wzmocnienie UPT. Następnie urządzenie jest kalibrowane we wszystkich podzakresach przy użyciu odpowiednich rezystorów dostrajających. Jako napięcie odniesienia przy kalibracji woltomierza autor zastosował generator Agilent 8648A (z podłączonym na wyjście obciążeniem równoważnym 50 Ohm), który posiada cyfrowy miernik poziomu sygnału wyjściowego.
Cały artykuł z magazynu Radia nr 2 z 2011 roku można pobrać tutaj
LITERATURA:
1. Prokofiew I., Miliwoltomierz-Q-metr. - Radio, 1982, nr 7, s. 20-20. 31.
2. Stepanov B., głowica HF do multimetru cyfrowego. - Radio, 2006, nr 8, s. 200-200. 58, 59.
3. Stepanov B., Woltomierz RF na diodzie Schottky'ego. - Radio, 2008, nr 1, s. 2008. 61, 62.
4. Pugach A., Miliwoltomierz wysokiej częstotliwości ze skalą liniową. - Radio, 1992, nr 7, s. 20-20. 39.

Koszt płytek drukowanych (sondy, płyty głównej i płytki zasilacza) wraz z maską i oznaczeniami: 80 UAH

Materiały tematyczne: