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.



Затем на вход "51,2В" подают образцовое постоянное напряжение, величину которого контролируют другим вольтметром, точности которого можно доверять. Подбором резистора R7 устанавливают такой коэффициент деления входного делителя, при котором показания на цифровом индикаторе соответствуют реальной величине напряжения. Ту-же операцию выполняют и на пределе 512 В, но с более высоким образцовым напряжением.

В схеме индикации кроме индикаторов ИВ3, можно использовать ИВ6, или светодиодные, в этом случае не будет необходимости в переменном накальном напряжении.

Трансформатор питания - малогабаритный, для его намотки используется сердечник Ш20, но можно и более крупный. Первичная обмотка содержит 3300 витков провода ПЭВ-0,06, вторичная - 270 витков ПЭВ-0,16, обмотка для накала индикаторов - 17 витков ПЭВ-0,2. Вместо стабилитронов Л818 можно использовать Д814Е, КС191, КС196, КС210, но в двух последних случаях напряжения питания выростет до +/-10B.

Транзисторы на рисунке 2 могут быть любого типа, соответствующей проводимости и мощности, даже МП35 и МП39. Транзисторы в источнике питания (рис.3) КТ815 можно заменить на КТ801, КТ817, КТ807; КТ361 - на КТ3107.

Рис.4
Схема цифрового вольтметраДетали источника питания выполнены объёмным монтажем на стойках, детали АЦП и индикатора смонтированы на двух печатных платах. АЦП - на рисунке 5, индикатор на рисунке 4. Используется односторонний фольгированный материал, поэтому на печатных платах, со стороны установки деталей имеются проволочные перемычки.

Размеры плат на рисунках показаны в натуральную величину. Люминесцентные индикаторы на плате индикации располагаются параллельно ей, индикационный полек от монтажа, и приклеиваются к корпусам соответствующих микросхем. Взаимное расположение плат в корпусе показано на рисунке 5.

Источник питания собирается отдельно в корпусе с штырями для включения в штепсельную розетку, он подключается через малогабаритный разъём для стерео наушников, такие-же разъёмы используются для подключения измерительных щупов.

Кроме МОП микросхем для вольтметра можно использовать и ТТЛ, при этом соответственно возрастает мощность потребления. Принципиальная схема АЦП на современных микросхемах ТТЛ, которые сейчас используются в новых ПЭВМ типа "Спектрум" показана на рисунке 6.

Рис.5
Схема цифрового вольтметраСчетчик АЦП выполнен на двух двоичных счетчиках К1533ИЕ10, которые имеют режим предустановки но используются как обычные счетчики. Каждый из счетчиков четырехразрядный, поэтому при использовании двух счетчиков можно получить не более 256 ступенек. Соответственно изменяются и пределы входных напряжения, теперь 25,6В и 256В.

Для формирования ступенчато-нарастающего напряжения используются весовые резисторы R9-R16, величины сопротивлений, которые соответствуют числовым значениям выходов счетчиков (2,4,8,16,32,64,128).

Ступенчато-нарастающее напряжение поступает на прямой вход операционного усилителя А1, который, как и в предыдущей схеме выполняет роль компаратора. На его инверсный вход поступает измеряемое напряжение. В то время, когда измеряемое напряжение превосходит ступенчатое на выводе 10 А1 держится отрицательное напряжение, которое диодом VD1 отождествляется с логическим нулем.

При совпадении и превышении ступенчатым напряжением измеряемого на этом выводе устанавливается положительное напряжение, которое соответствует логической единице. Эта единица поступает на вывод 12 D1.3 и запускает одновибратор на элементах D1.3 и D1.4. Длительность положительного импульса на выводе 10 D1.4, сформированного одновибратором, зависит от постоянной времени цепи R2, R3 С2, которая соответствует длительности индикации.

Рис.6
Схема цифрового вольтметраПри появлении высокого уровня на выводе 10 мультивибратор на элементах D1.1 и D1.2 блокируется и дальнейшее изменение величины напряжения на конденсаторе С4 прекращается на время длительности импульса. Этот же импульс поступает на индикаторную плату и включает индикацию.

Принципиальная схема индикатора показана на рисунке 7. Он тоже выполнен на микросхемах ТТЛ, и имеет светодиодный индикатор. В схеме используются счетчики К1533ИЕ12, работающие в десятичном режиме. Эти счетчики не имеют входа для выполнения функции сброса, но они имеют входы предустановки и вход включения предустановки. Для реализации функции сброса в ноль используется предустановка в ноль. На входы 1-2-4-8 подаются нули, а отрицательный импульс для сброса поступает на вывод 11 который включает предустановку. Реверсивная функция счетчика в этой схеме не задействована.

Для преобразования двоичного кода в код для управления 7-и сегментными индикаторами служат дешифраторы К555ИД18, это достаточно многофункциональные микросхемы, кроме своей непосредственной функции они выполняют гашение индикатора и гашение незначащего нуля. Здесь работает только функция гашения. Индикация включается в то время, когда на выводы 4 дешифраторов поступают единицы.

Рис.7
Схема цифрового вольтметраМы имеем 3-х разрядный индикатор, который может отображать числа от 000 до 999, но нам нужно 000-256. Сигнал на вход счетчика-индикатора поступает с вывода 4 D1.2 (рис.6), через проводник, обозначенный "С". Практически счетчик на рис.7 работает одновременно с счетчиком на рис.6. И его счет ограничен счетом счетчика на рис.6.

Ограничение происходит таким образом: когда счетчик на рис.6 досчитывает до своего максимального значения и переходит в нуль, на выходе переноса его последнего разряда появляется логический нуль (вывод 15D3 рис. 6) который поступает на выводы 11 счетчиков на рисунке 7 и устанавливает их в нулевое положение, ограничивая счет на уровне счетчика рис.6. Индикация включается логической единицей, поступающей с выхода одновибратора (D1.3, D1.4 рис.6) на выводы 4 дешифраторов (рис.7).

Тот-же самый вольтметр можно сделать и на более старых микросхемах ТТЛ 155-й серии. Вообще можно использовать практически любые счетчики и дешифраторы, выполняющие необходимые функции: для счетчиков АЦП - двоичные счетчики с функцией установки нуля или сброса, для индикатора - десятичные счетчики с теми-же функциями, и дешифраторы со схемой гашения, преобразующие двоичный код в код управляющий индикатором. Можно использовать даже К155ИД1, с газоразрядными индикаторами, дополнив источник высокого постоянного напряжения схемой выключения для реализации функции гашения.

Рис.8
Схема цифрового вольтметраПринципиальная схема АЦП на таких микросхемах показана на рисунке 8. В ней используются счетчики К15511Е5, четырехразрядные без функции переноса. Для реализации функции ограничения счета индикаторного счетчика пришлось использовать три счетчика. Но это позволило вернуться к индикации от 000 до 512.


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