Категории

Популярные схемы
Схема цифрового вольтметра  
Схема цифрового вольтметраДостоинства цифровых приборов перед стрелочными объяснять не нужно, и все-же на столе радиолюбителя редко можно увидеть цифровой вольтметр. Почему-то в радиолюбительской литературе в основном описываются самые разнообразные частотомеры, и приставки к ним для измерения других физических величин. При этом видно все разнообразие схемных решений и элементной базы. В тоже время при описании самодельных цифровых вольтметров или мультиметров авторы далеко не уходят от микросхем К572ПВ, которые в сущности уже являются законченными вольтметрами, требуется только выполнить входные цепи и подключить светодиодный или жидкокристаллический индикатор.



Сущность метода заключается в использовании параллельного счетчика, который выполнен по десятичной схеме на достаточно распространенных микросхемах. Этот счетчик считает те-же самые импульсы, которые поступают на счетный вход микросхемы D2, обнуляется тем-же импульсом, что и D2 и D3.

Практически он дублирует счетчик D2 - D3 и когда счетчик D3 и D2 останавливается на определенном значении, на таком-же значении останавливается и параллельный счетчик, только число на его выходах выражено не в двоичном девятиразрядном коде, а в десятичном трехразрядном. В результате на индикаторах параллельного счетчика мы видим результат предыдущего измерения.

Рис.2
Схема цифрового вольтметраПринципиальная схема параллельного счетчика показана на рисунке 2. Он выполнен на трех микросхемах К176ИЕ4 каждая из которых содержит десятичный счетчик и дешифратор, с выходами для обслуживания семисегментного индикатора. Счетчики включены последовательно через выходы переноса "Р".

На вход "С" микросхемы D4 поступают импульсы с выхода генератора на D1.1 и D1.2. Счет счетчика на D2 и D3 ограничен на уровне 512. Как только поступает на его вход 512-й импульс на выводе 10 D3 появляется единица, которая устанавливает в нулевое состояние эти два счетчика, и кроме того и три счетчика D4 - D6. В результате счет параллельного счетчика, который может считать до "999" ограничен числом"511". Это нужно для того, чтобы счетчики работали синхронно.

В результате схема работает таким образом. Как только завершен процесс измерения, описанный выше, схема показанная на рисунке 1 "замирает" в установившемся значении. Это происходит потому, что на вывод 2 D1.1 поступает положительный импульс от одновибратора, длительность которого устанавливается резистором R3. В результате генерация сорвана и параллельный счетчик тоже остановлен.

Одновременно с остановкой его, единица с выхода одновибратора на D1.3 и D1.4, с вывода 11, поступает на через резистор R18 на базу транзистора VT1, он открывается и вызывает открывание VT2, который в свою очередь подает постоянное напряжение на сетки всех трех газоразрядных индикаторов, открывая их. В результате в течении времени, установленного резистором R3 на индикаторах высвечивается результат измерения. Затем по истечении этого времени индикаторы гаснут и начинается следующий цикл изменения, который длится 0,092 сек.

Если напряжение на входе превышает предел измерения, то на выходе компаратора единица так и не появляется, в результате индикаторы остаются погашены. Гашение индикаторов говорит о том, что нужно сменить предел измерения.

Рис.3
Схема цифрового вольтметраПринципиальная схема источника питания показана на рисунке 3, он выполнен по трансформаторной схеме с мостовым выпрямителем и двумя параметрическими стабилизаторами напряжения, и особенностей не имеет.

Все конденсаторы могут быть любого типа, резисторы МЛТ, установленные во входном делителе должны иметь минимальную погрешность. Резисторы формирователя ступенчато-нарастающего напряжения R9 - R17 можно поискать готовые из высокоточных или сделать их самостоятельно.

Для этого нужно взять резисторы заранее более низкого сопротивления, и измеряя их сопротивление при помощи достаточно точного омметра, шлифовкой их поверхности (имеется в виду поверхность между металлическими контактами) микронной шкуркой добиться необходимого сопротивления. В этом случае погрешность прибора будет около 4%.

Если нужна более высокая точность нужно воспользоваться электронным вольтметром. Вывод 2 D2 подключают к выводу 11 D1.4, затем выпаивают диод VD1 из схемы и шунтируют резисторы R2 и R3 сопротивлением 10-20 к. Включением конденсатора на 0,1-1 мкф между входами "R" и плюсом питания устанавливают счетчики D2 и D3 в нулевое состояние. Предварительно нужно измерить минимальное напряжение единицы на выходах этих счетчиков, затем это напряжение разделить на 511 и таким образом вычислить "высоту" одной, ступеньки.

Когда счетчики установятся в нуль нужно измерить постоянное напряжение в точке соединения резисторов. Затем кратковременно соединить вывод 9 D1.3 с плюсом питания. Напряжение в точке соединения вырастет на вычисленное вами значение, если значение отличается от вычисленного нужно подобрать сопротивление R9, например шлифовкой его корпуса. Затем устанавливают счетчики последовательно в значения 2-4-8-...-256 подстраивая соответствующий резистор до получения нужного напряжения, равного напряжению ступеньки, умноженного на состоянии счетчика (1-2-4-8-...-255).

После того как резисторы АЦП подобраны, и при поступлении каждого импульса на вывод 2 микросхемы D2 напряжение на конденсаторе С5 равномерно увеличивается от нуля до напряжения, равного напряжению питания, нужно перейти к настройке компаратора и входного делителя. Уровни логических нулей на выходах счетчиков несколько превосходят абсолютный нуль напряжения питания, и у разных микросхем могут доходить до 0,3В, хотя на практике значительно ниже.

После того как АЦП настроен нужно установить счетчики в нулевое положение и измерить постоянное напряжение на конденсаторе С5. Затем, подбирая сопротивление резистора R4 нужно установить такое-же напряжение на выводе 4 микросхемы А1. При этом на выводы питания компаратора должны поступать как положительное, так и отрицательное напряжения питания.


ДРУГИЕ ПОХОЖИЕ СХЕМЫ НА САЙТЕ:


Авторизация
Логин:
Пароль:
Напомнить пароль?

Облако тегов

Опрос
Схемы каких устройств вам наиболее интересны?

Бытовых устройств
Промышленных устройств
Различные простые схемы
Другие


Интересные схемы