К572Пв1: К572ПВ1 (А, Б, В) — 12-разрядные преобразователи — DataSheet

1. Микросхема КР572ПВ5. | Техническая библиотека lib.qrz.ru

МИКРОСХЕМА КР572ПВ5

Ядром описываемых в этом разделе цифровых измерительных приборов являются микросхема аналого-цифрового преобразователя (АЦП) КР572ПВ5 и жидкокристаллический индикатор ИЖЦ5-4/8. Для того, чтобы хорошо понимать работу этих приборов, необходимо знать, как работает микросхема АЦП.

Микросхема КР572ПВ5 [1] изготовляется по технологии КМОП. Она содержит (рис. 1) электронные ключи А1 - All, буферный операционный усилитель DA1, работающий в режиме повторителя, операционный усилитель DA2 - интегратор, компаратор DA3 и цифровую часть, состоящую из тактового генератора G, логического устройства DD1, счетчика СТ, регистра памяти RG и выходного дешифратора DC. Ключи А1 - All включаются в определенной последовательности логическим устройством DD1, работающим совместно со счетчиком СТ.

Типовая схема включения микросхемы, ее соединение с индикатором ИЖЦ5-4/8 и микросхемой "Исключающее ИЛИ", необходи-

1-11.jpg

мой для управления десятичными запятыми индикатора, приведены на рис. 2.

Устройство работает по принципу двойного интегрирования, широко применяемому в цифровых измерительных приборах. Идея метода двойного интегрирования состоит в том, что вначале интегрирующий конденсатор заряжают строго определенное время током, пропорциональным измеряемому напряжению, затем разряжают строго определенным током до нуля. Время, в течение которого происходит разряд конденсатора, получается пропорциональным измеряемому напряжению. Это время измеряется при помощи счетчика, выходные сигналы которого подаются на индикатор.

Рассмотрим работу микросхемы более подробно. На выводы 30 и 31 микросхемы (рис. 1) подается измеряемое напряжение Uвx, на выводы 36 и 35 - образцовое Uo6p.

1-12.jpg

Цикл измерения (рис. 3) состоит из трех фаз: интегрирования сигнала (ИНТ), разряда интегрирующего конденсатора (РИ) и автоматической коррекции нуля (АК). Каждой фазе соответствует определенная коммутация элементов микросхемы, выполняемая

при помощи ключей на МОП-транзисторах А1 - All. На рис. 1 надписи у ключей обозначают фазу, в течение которой ключ замкнут.

Длительность фазы пропорциональна периоду тактовой частоты и точно задается счетчиком СТ.

В течение фазы ИНТ, длящейся 4000 периодов Т тактовой частоты, входной сигнал через ключи А1, А2 и буферный усилитель DA1 подается на вход интегратора DA2. Это вызывает на конденсаторе Синт накопление заряда, пропорционального по величине и соответствующего по знаку приложенному входному напряжению. Напряжение на выходе интегратора DA2 изменяется с постоянной скоростью, пропорциональной входному сигналу. Предположим, что к моменту начала фазы ИНТ заряды на конденсаторах Синт и Сак, и напряжения смещения нуля DA1 - DA3 равны нулю. Так как входной ток интегратора DA2 мал, изменение заряда на конденсаторе Сак не происходит, и он фактически не оказывает влияния на процесс интегрирования. Конденсатор Собр заряжен от источника образцового напряжения до величины Uo6p. В конце фазы ИНТ с помощью компаратора DA3 определяется знак входного напряжения по знаку напряжения на выходе интегратора DA2. Чувствительность компаратора DA3 такова, что обеспечивает правильное определение полярности входного сигнала, даже если сигнал составляет долю единицы отсчета.

При работе микросхемы в фазе РИ входной сигнал на интегратор DA2 не подается, к интегратору DA2 через ключи А7, А8 или А6, А9 подключается конденсатор Собр, заряженный до образцового напряжения и ориентированный по полярности таким образом, чтобы происходил разряд Синт- Разряд длится до тех пор, пока конденсатор Синт не разрядится полностью, т.е. напряжение на выходе DA2 не станет равным нулю. В этот момент подключенный параллельно конденсатору Синт компаратор DA3 срабатывает и прекращает фазу РИ. Заряд конденсаторов Собр и Сак практически не изменяется. Время разряда конденсатора Синт, выраженное числом периодов тактовых импульсов, и есть результат измерения, записанный в счетчике СТ. Состояние счетчика переписывается в регистр RG, а

1-13.jpg

затем преобразуется в сигналы семисегментного кода, которые поступают на индикатор.

При знаке напряжения на входах Uвx, противоположном указанному на рис. 1 и 2, сегмент G1 индицирует знак "минус". При перегрузке на индикаторе остается лишь цифра 1 в старшем разряде и знак "минус" (для отрицательного напряжения).

Фаза АК начинается с прекращения работы счетчика, когда логическое устройство DD1 включает ключи A3, А4 и All. Образовавшаяся при этом следящая система обеспечивает заряд конденсаторов Снят и Сан до напряжения, компенсирующего смещение нуля DA1 - DA3. Оно остается неизменным в течение последующих фаз ИНТ и РИ. В результате приведенная ко входу погрешность из-за смещения нуля и его температурного дрейфа не превышает 10 мкВ.

В состав микросхемы входит тактовый генератор. Частота следования era импульсов определяется внешними элементами Rг и Сг. Для подавления сетевых помех с частотами, кратными 50 Гц, частота повторения импульсов должна быть выбрана такой, чтобы во время интегрирования, равное 4000 периодам тактового генератора Т, укладывалось целое число К периодов сетевого напряжения, равных 20 мс.

Таким образом, 4000Т = 20К мс, где К = 1, 2, 3 и т.д. Отсюда, fг=l/T=200/K кГц, т.е. 200, 100, 67, 50, 40 кГц, меньшие частоты обычно не используют. Номиналы частотозадающих цепей тактового генератора рассчитываются по формуле Cг=0,45/(fгRг). Для повышения стабильности частоты между выводами 39 и 40 может быть включен кварцевый резонатор (при этом элементы R.г и Сг не подключают). При работе микросхемы от внешнего генератора тактовые импульсы подают на вывод 40, выводы 38 и 39 при этом оставляют свободными.

Диапазон входных напряжений микросхемы зависит от образцового напряжения Uo6p и определяется соотношением Uвхмакс =±1,999 Uo6p. Текущие показания индикаторов должны выражаться числом, равным 1000Uвх/Uобр, однако на практике они ниже на 0,1...0,2%.

Период измерений при частоте тактовых импульсов 50 кГц составляет 320 мс, т.е. производится 3 измерения в секунду.

Максимальный ток, потребляемый микросхемой от источника питания, не превышает 1,8 мА, погрешность преобразования не превышает 1 единицы младшего разряда. Указанные параметры гарантируются при температуре 25±5°С и питающем напряжении 9 В с нестабильностью ±1% (допуск на напряжение питания составляет 7...10 В). Входное сопротивление определяется лишь утечками и существенно превышает 100 МОм.

Микросхема КР572ПВ5 имеет встроенный источник опорного напряжения. Оно составляет 2,9±0,5 В, источник подключен плюсом к выводу 1 - плюсу источника питания микросхемы. Минусовой вывод источника опорного напряжения соединен с выводом аналогового общего провода (вывод 32) и обозначен на рис. 2 как -3 В. Нагрузочная способность этого источника резко несимметрична -при нагрузке, включаемой между плюсом питания (вывод 1) и выходом источника (вывод 32) ее ток может составлять несколько миллиампер. Если же нагрузка подключена между минусом питания (вывод 26) и выводом 32, ток нагрузки не может превышать 10 мкА. Это свойство источника позволяет использовать двуполярное пита

ние, при котором общий провод двух источников ±(3,5...5). В подключен к выводу 32 микросхемы (рис. 4).

Изменение выходного напряжения этого источника при колебаниях напряжения питания микросхемы в пределах 7,5...10 В менее 0,05%, температурный коэффициент напряжения положителен и не превышает 0,01 %/°С. Это обеспечивает очень хорошую точность му-

1-14.jpg

льтиметра на основе микросхемы КР572ПВ5 при работе в лабораторных условиях (при колебаниях температуры воздуха в пределах 15...25°С) и вполне приемлемую для многих измерений в более широком температурном диапазоне.

В то же время выходное сопротивление источника довольно велико - при токе нагрузки 1 мА напряжение на его выходе падает примерно на 5%, при 3 мА - на 12%. Поэтому указанная выше стабильность опорного напряжения реализуется лишь при постоянной нагрузке.

Для управления жидкокристаллическим индикатором микросхема имеет встроенный источник напряжения, по абсолютной величине несколько меньшей 5 В. Также, как и источник опорного напряжения, он подключен плюсом к выводу 1, минусовой выход источника (вывод 37) обозначен на рис. 2 как -5 В. Источник имеет заметную нестабильность - порядка 0,05 В при изменении напряжения питания в тех же пределах. Нагрузочная способность его также невелика - при токе нагрузки 1 мА выходное напряжение уменьшается на 0,8 В, поэтому использовать его можно только для питания микросхемы, управляющей жидкокристаллическим индикатором.

На выходе Р микросхемы (вывод 21) присутствует переменное напряжение (меандр) с частотой, в 800 раз меньше тактовой (62,5 Гц при тактовой частоте 50 кГц). На выходах микросхемы, подключае-

мым к сегментам индикатора, напряжение имеет ту же амплитуду, форму и частоту. Оно синфазно с напряжением на выходе F для невидимых сегментов и противофазно для видимых. Амплитуда этого напряжения (полный размах) соответствует напряжению на выводе 37.

Удобно настраивать тактовый генератор на частоту 40 кГц. В этом случае частота на выходе F микросхемы составляет 50 Гц и ее контролируют осциллографом, синхронизированным от сети. Изображение импульсов на экране должно быть практически неподвижным.

Для индикации десятичных запятых необходима дополнительная микросхема (DD1 на рис. 2). Она должна повторять фазу меандра для неиндицируемых запятых и инвертировать его для запятой, которую необходимо показать. Поэтому один из входов 1-4, соответствующий индицируемой запятой, следует соединить с цепью 0 В (уровень лог. 1 для такого включения DD1), остальные оставить свободными.

Как уже указывалось, АЦП на основе микросхемы КР572ПВ5 измеряет отношение напряжений на входах Uвx и Uo6p. Поэтому возможны два основных варианта ее применения. Традиционный

1-15.jpg

вариант - напряжение Uo6p неизменно, Uвх меняется в пределах -2Uo6p...+2Uo6p (или от 0 до 2Uo6p). Изменение напряжения на конденсаторе Синт и на выходе интегратора DA2 (рис. 1) для этого случая показано на рис. 5,а. При втором варианте напряжение, подаваемое на выводы Uвx, остается постоянным, а меняется Uo6p-Этот вариант использован в описываемых далее омметре и измерителе параметров транзисторов и проиллюстрирован на рис. 5,6. Возможен и смешанный вариант,

когда при изменении измеряемой величины меняются и Uвx и Uo6p, что реализовано в измерителе емкости.

Напряжения на входах и выходах ОУ, входящих в состав микросхемы, не должны выходить за пределы линейного участка их работы. Обычно указывают величину ±2 В, понимая под этим диапазон напряжений относительно аналогового общего провода при использовании встроенного источника опорного напряжения. Из рис. 5 видно, что наибольшее напряжение на выходе DA2 опреде

ляется максимальным напряжением на входе Uвx микросхемы. Знак напряжения на выходе интегратора относительно вывода 30 противоположен знаку напряжения на входе 31, а его величина Uинт может быть рассчитана по формуле:

Uинт=4000Uвх/(СинтRинт fтакт) (1)

Если входное напряжение в этой формуле выражено в вольтах, емкость Синт в микрофарадах, сопротивление Rинг в килоомах, тактовая частота fтакт в килогерцах, результат получается в вольтах.

Сразу отметим, что для обеспечения нормального режима разрядки конденсатора Синт напряжение на нем должно быть меньше напряжения между выводами 1 и 32 с запасом 0,2...0,3 В. Поэтому оно не должно быть более 2 В при однополярном питании микросхемы и 3...4 В (в зависимости от напряжений питания) - при двуполярном. При изменении измеряемой прибором величины напряжение на Синт может меняться в широких пределах, но для обеспечения максимальной точности желательно, чтобы для одного из крайних ее значений оно приближалось к максимально возможной величине.

Это и определяет правильный выбор элементов интегратора Синт и Rинт:

СинтRинт=4000Uвх/(Uинт fтакт) (2)

где размерности те же, что и в (1).

Рекомендуемые значения сопротивления Rинт - 47...470 кОм, причем для максимального напряжения Uвx нужно выбирать Rинт ближе к верхнему пределу, для минимального - к нижнему. Емкость конденсатора Синт является подчиненной и имеет обычно величину 0,1...0,22 мкФ.

Для повышения точности рекомендуется подключать один из выводов источников измеряемого и опорного напряжения к выводу аналогового общего провода 32. В практике в ряде случаев представляет интерес дифференциальное подключение входов к соответствующим источникам. Подавление синфазного напряжения на входах микросхемы по паспортным данным составляет 100 дБ, но нигде не указана допустимая величина синфазного напряжения, при котором АЦП сохраняет точность.

Для определения допустимого диапазона синфазных напряжений автором был проведен эксперимент. Напряжение Uo6p было выбрано равным 100 мВ, напряжение Uвx составляло 195 мВ, тактовая частота - 50 кГц, Синт - 0,22 мкФ, Rинт - 47 кОм. Для такого сочетания параметров напряжение Uинт на выходе интегратора DA2 и на

конденсаторе Синт к концу фазы ИНТ, рассчитанное по приведенной выше формуле, составляет 1,55 В.

Эксперимент дал интересные результаты. Напряжения на входах Uo6p (выводы 35 и 36) можно менять в полном диапазоне питающего напряжения, естественно, сохраняя разность между ними, не превышающую рекомендованной величины 2 В и соблюдая указанную на рис. 2 полярность. Это легко объяснимо - примененные в микросхеме ключи на транзисторах КМОП работают в полном диапазоне напряжения питания, а только ключи А5 и А 10 участвуют в зарядке конденсатора Собр от источника Uo6p.

Сложнее дело обстоит с напряжениями на выводах Uвx. Если напряжение на этих выводах имеет полярность, совпадающую с указанной на рис. 1 и 2, напряжение на выводе 31 должно отличаться от напряжения на выводе 1 (0 В) не менее, чем на 0,6 В. Эта величина определяется диапазоном линейной работы ОУ DA1 как повторителя При такой полярности Uвx в конце фазы ИНТ напряжение на выходе интегратора DA2 становится на Uинт ниже, чем на выводе 30, что схематически проиллюстрировано на рис б,а.

При приближении напряжений на выводах Uвx к напряжению на выводе 26 (-Uпит) начинает сказываться ограничение по диапазону линейной работы ОУ DA2 по выходу (рис. 6,а). Для операционных усилителей на транзисторах КМОП он близок к полному напряжению питания, поэтому напряжение на входе 30 должно превышать напряжение на выводе 26 на Uинт с небольшим запасом (порядка 0,2 В).

При полярности Uвх, противоположной показанной на рис. 1 и 2, напряжение на выходе интегратора на Uинт выше, чем на выводе 30 (рис. 6,6), поэтому именно оно определяет допустимую величину напряжения на выводе 30 при его приближении к напряжению на выводе 1. Экспериментально определено, что запас должен составлять также не менее 0,2 В, поэтому для Uинт=1,55 В разность напряжений на выводах 30 и 1 должна быть не менее 1,75 В.

1-16.jpg

При приближении напряжений на выводах Uвx к напряжению на выводе 26 и указанной выше полярности Uвx вновь основную роль начинает играть допустимый диапазон линейной работы ОУ DA1 как повторителя (рис 6,6). Минимально допустимая разность напряжений между выводами 31 и 26 составляет около 1 В

Из полученных результатов можно сделать вывод, что для измерения напряжения, синфазная составляющая которого максимально близка к напряжению на выводе 1, следует подключить его в соответствии с указанной на рис. 1 и 2 полярностью, если синфазная составляющая близка к напряжению на выводе 26, знак Uвx должен быть противоположным.

Если знак измеряемого напряжения может меняться, для получения максимального диапазона допустимых синфазных напряжений можно уменьшить напряжение на выходе интегратора, например до 0,5 В за счет увеличения Синт или Rинт в соответствии с формулой (2).

Для уменьшения влияния паразитных емкостей монтажа на точность измерений, особенно при больших синфазных напряжениях, рекомендуется место расположения Синт, Rинт и Сак на печатной плате окружать проводником, соединенным с выводом 27 микросхемы При использовании двусторонней печатной платы под этими элементами желательно оставлять площадку, также соединяемую с выводом 27

О емкости конденсаторов Собр и Сак. В различной литературе рекомендованы их следующие значения: для максимального входного напряжения 200 мВ Собр=1 мкф, Сах=0,47 мкф, для Uвx=2 В Собр = 0,1 мкф, Сак =0,047 мкф. Если в процессе работы образцовое напряжение Uo6p, подаваемое на выводы 35 и 36 микросхемы, не меняется, емкость Собр может быть увеличена в несколько раз относительно указанных величин. Если же напряжение на этих входах может меняться, указанные величины емкостей заметно увеличивать нежелательно, поскольку это увеличит время установления показаний. Уменьшать емкость Собр также не рекомендуется, это приведет к снижению точности работы АЦП.

Емкость конденсатора Свх существенно влияет на время установления показаний после перегрузки. Поэтому во всех описываемых далее приборах (кроме термометра, где перегрузка практически невозможна) желательно придерживаться рекомендованных выше значений емкостей Сак.

О типах используемых конденсаторов. Для Синт обязательно использование конденсаторов с диэлектриком, обладающим малой абсорбцией - это конденсаторы, обозначение которых начинается с К70, например, К71-5, К72-9, К73-16, К73-17.

Для уменьшения времени установления показаний в тех случаях, когда на конденсаторах Собр и Сак напряжение может изменяться, для них желательно использовать конденсаторы с хорошим диэлектриком. Если же напряжение на них не меняется, допустимо использование керамических конденсаторов, например КМ-6.

Поскольку принцип двойного интегрирования нечувствителен к изменению частоты работы или скорости интегрирования (в разумных пределах), к стабильности Rинт и частотозадающих элементов генератора микросхемы особых требований не предъявляется

Естественно, что резисторы делителя, определяющие напряжение Uo6p; должны быть стабильными

Подключение цепочки R4C2 (рис. 2) обеспечивает защиту от статического электричества входа + Uвx при условии, что вход -Uвх подключен к общему проводу. Если же используется дифференциальная подача входного сигнала, следует защитить оба входа такими цепочками (см рис 9) Более того, если входы +Uo6p или -Uo6p в процессе работы подключаются к внешним по отношению к прибору элементам, необходимо защищать и эти входы аналогичными цепочками. Сопротивления резисторов цепочек можно при этом уменьшить до 33.. 51 кОм, поскольку при большей их величине увеличивается время установления показаний.

Различные варианты использования микросхемы КР572ПВ5 нашли свое применение в описываемых в этом разделе цифровых измерительных приборах.

 

Амперметр и вольтметр на ICL7107CPL (КР572ПВ2) для лабораторного блока питания.

РадиоКот >Лаборатория >Аналоговые устройства >

Амперметр и вольтметр на ICL7107CPL (КР572ПВ2) для лабораторного блока питания.

Идея и схема не нова, но я хочу предложить оригинальную конструкцию. Схема практически взята с описания  ICL7107CPL.

На просторах интернета была найдена статья, в которой я нашел фото готового устройства с Т-образной печатной платой вольтметра. Идея мне сразу понравилась тем, что отсутствует жгут проводов между основной платой и платой с индикацией.

Затем, не смотря на всю более менее компактность, я решил использовать по делу свободное место под микросхемой и развёл туда почти все элементы схемы. 

Получилось очень даже компактно. Это получился мой первый вариант.

Повертевши плату в руках, прикинув место расположения в корпусе, я понял, что при установке двух таких плат, амперметра и вольтметра, внутреннее пространство для монтажа уменьшится не в мою пользу. Корпус большего размера мне не захотелось приобретать, тогда пришла мысль второго варианта сборки платы устройства – «сэндвич».

При сборке второго варианта платы в ход пошли ножки резисторов и конденсаторов, а также шестигранные стойки из плотного капрона с внутренней сквозной резьбой М3, втулки из детского набора для плетения всяких фенечек (2000шт. в упаковке, по цене 3$) и небольшой листик плёнки самоклейки матово-белого цвета (фирмы Oracal). На фото показана очерёдность сборки конструкции. В зависимости от количества диодов в схеме 2-3шт. можно скорректировать яркость свечения индикаторов. Я установил 3шт. в вольтметре и 2шт в амперметре (просто мне красный резал по глазам), вместо третьего установил перемычку.

Кто будет изготавливать платы без ЛУТ технологии как я, может столкнутся с проблемой рисования лаком прямоугольных площадок (под пайку перемычек или спайку Т-платы) с одинаковыми зазорами. Я делал так, печатал рисунок, затем приклеивал его к текстолиту с стороны меди и при помощи металлической линейки канцелярским ножом делал прорези. Между прорезями, после снятия бумаги и зачистки, лак очень хорошо заливается, не вытекая за границы.

Впаиваем все элементы на основную плату

 

Затем на плату индикации

 

 

Дальше впаиваем перемычки на плату индикации, отгибая каждую на расстоянии 4мм от края на угол примерно 30-35 градусов, перед пайкой. Данную операцию я производил при помощи тисков.

 

После этого складываем платы пайкой друг к другу, скрепляем на болтики с втулками. Лишние по длине перемычки аккуратно обрезаем маленькими бокорезами. После чего нужно пинцетом прижать каждую обрезанную перемычку к плате для дальнейшей припайки.

 

 

 

В итоге после установки микросхемы, индикаторов оклейки их плёнкой получаем сие

 

 

Конструктивно амперметр собирается также как и вольтметр, за исключением небольших изменений в входной части схемы(10к резистор впаивается вместо 1М), переносом перемычки запятой и добавлением платы с шунтом на 5А в виде цементного пятиватного сопротивления величиной 0,1R.

Цвет свечения индикаторов амперметра я выбрал красный (вольтметра зелёный). Плата шунта монтируется к плате измерения через втулки при помощи длинных болтиков М3.

В оригинале статьи, на схеме, были ещё два предела измерения 2А и 10А,

но при попытке установить шунт на 2А (5Wt/1R) значение тока на индикаторе не соответствовали действительному, да мне и 5А, одного предела достаточно. Если у кого получится, напишите что делали для настройки или какое сопротивление ставили. Перемычка на свечение запятой ставится в HL6 (в вольтметре на HL3). Амперметр готов.

Осуществляется параллельно от стабилизированного двуполярного источника питания 5В (7805, 7905), конструктивно выполненного на отдельной плате. В оригинале схемы питание выполнено на микросхеме 7660 (8pin/DIP), отрицательный стабилизатор напряжения -5В.

Настройка сводится к калибровке показаний напряжения (тока) равного показаниям образцового (поверенного) прибора, при помощи вращения движка построечного сопротивления в большую или меньшую сторону показаний. Учитывая что в схеме установлен многооборотное сопротивление , калибровка показаний очень легка.

Все резисторы 0,125Вт конденсаторы керамика на 50В, подстроечное сопротивление многооборотное (попадалось меньше по размерам , но цена в 3 раза дороже – 1$). Вместо панельки под микросхему и индикаторы использовал 40 pin цанговую линейку (резал пополам), можно применить и панельку, тогда необходимо внутри вырезать перемычки (цена линейки около 1$), диоды 1N4148, 1N4007. Индикаторы 7-и сегментные, 13мм, зелёного и красного свечения с общим анодом.

 

 

Файлы:
Платы и схемы

Все вопросы в Форум.


Как вам эта статья?

Заработало ли это устройство у вас?


Эти статьи вам тоже могут пригодиться:

цифровой вольтметр и амперметр для лабораторного блока питания » Журнал практической электроники Датагор (Datagor Practical Electronics Magazine)


От Датагора:
Да простят меня адепты модной микроконтроллерной схемотехники!
Сейчас, когда микроконтроллеры ставят куда надо и не надо; когда в массовое сознание продвигается Идея, что микроконтроллер нужен даже в выключателе света в туалете; когда все чего-то «прошивают», часто не понимая, что делают, я с удовольствием представляю статью Александра Минченко о применении отличной специализированной микросхемы ICL7107CPL.

Микросхема ICL7107CPLZ (Intersil, USA. Отечественный аналог КР572ПВ2А) — интегрирующий АЦП с выходом на светодиодные семисегментные индикаторы, 3.5 десятичных разряда. Содержит семисегментные декодеры, драйвер дисплея, сравнивающий элемент и счетчик.

Это чип применим для построения цифровых измерительных приборов, термометров, вольтметров, амперметров и т.п. - смотри даташит.
Обвязка минимальная, результаты отличные. Достаточно сказать, что большинство цифровых мультиметров построены на базе чипов ICL710х. А яркая LED-индикация обеспечит Вам неповторимый внешний вид.

Содержание / Contents

Идея и схема не нова, но я хочу предложить оригинальную конструкцию. Схема практически взята из даташита ICL7107CPL (см. файлы внизу).


С исправлениями от 30/10/2011На просторах интернета была найдена статья, в которой я нашел фото готового устройства с «Т-образной» печатной платой вольтметра. Идея мне сразу понравилась тем, что отсутствует жгут проводов между основной платой и платой с индикацией.


Я решил использовать свободное место под микросхемой и развёл туда почти все элементы схемы.
Получилось очень даже компактно. Это получился мой первый вариант.

Повертев собранную плату в руках, прикинув место расположения в корпусе, я понял, что при установке двух таких плат, амперметра и вольтметра, внутреннее пространство уменьшится не в мою пользу. Корпус большего размера мне не захотелось приобретать и тогда пришла мысль второго варианта сборки платы устройства – «сэндвич».

При сборке второго варианта платы в ход пошли ножки резисторов и конденсаторов, а также шестигранные стойки из плотного капрона с внутренней сквозной резьбой М3 и небольшой кусок плёнки-самоклейки Oracal матово-белого цвета.
На фото показана очерёдность сборки конструкции. В зависимости от количества диодов в схеме (2-3шт.) можно скорректировать яркость свечения индикаторов. Я установил 3шт. в вольтметре и 2шт. в амперметре (т.к. красный индикатор оказался значительно ярче зеленого).

Кто будет изготавливать платы без ЛУТ-технологии, может столкнутся с проблемой рисования лаком большого количества прямоугольных площадок с одинаковыми зазорами. Я печатал рисунок, затем приклеивал его к текстолиту с стороны меди и при помощи металлической линейки канцелярским ножом делал прорези. Между прорезями, после снятия бумаги и зачистки, лак очень хорошо заливается, не вытекая за границы.

Впаиваем все элементы на основную плату:

затем на плату индикации:

Дальше впаиваем перемычки на плату индикации, отгибая каждую на расстоянии 4 мм от края на угол примерно 30-35 градусов. Я загибал одновременно все перемычки при помощи небольших тисков.

После этого складываем платы пайкой друг к другу, скрепляем на болтики с втулками. Лишние по длине перемычки аккуратно обрезаем маленькими бокорезами. После чего нужно пинцетом прижать каждую обрезанную перемычку к плате для дальнейшей припайки.


После установки микросхемы, индикаторов и оклейки их матовой самоклейкой получаем это:


Передохнули smile, поехали дальше – амперметр.Конструктивно амперметр собирается также как и вольтметр, за исключением небольших изменений в входной части схемы (10к резистор впаивается вместо 1М), переносом перемычки запятой и добавлением платы с шунтом на 5А в виде цементного пятиватного сопротивления величиной 0,1R.

Цвет свечения индикаторов амперметра я выбрал красный (вольтметра — зелёный). Плата шунта монтируется к плате измерения через втулки при помощи длинных болтиков М3.
smile
smile

В оригинале статьи, на схеме, были ещё два предела измерения — 2А и 10А

smile
Но при попытке установить шунт на 2А (5W/1R) значение тока на индикаторе, к сожалению, не соответствовали действительностиу. А мне одного предела 5А достаточно. Если у кого получится, напишите что делали для настройки или какое сопротивление ставили.
Перемычка на свечение запятой ставится в HL6 (в вольтметре на HL3).
Амперметр готов.
smileКонвертор позволит питать схему от однополярного источника питания. Варианты конверторов для получения отрицательного напряжения из положительного см. ниже.

У меня же питание осуществляется от стабилизированного двуполярного источника питания 5В (7805, 7905), конструктивно выполненного на отдельной плате.

smileНастройка сводится к калибровке показаний напряжения и тока по показаниям образцового (поверенного) прибора, при помощи вращения движка построечного сопротивления. Учитывая, что в схеме установлен многооборотное сопротивление, калибровка показаний очень легка. Все резисторы 0,125-0,25Вт, конденсаторы — керамика на 50В, подстроечное сопротивление многооборотное.
Вместо панельки под микросхему и индикаторы использовал 40 pin цанговую линейку (резал пополам), можно применить и панельку, тогда необходимо внутри вырезать перемычки, диоды типа 1N4148, 1N4007. Индикаторы любые 7-и сегментные, зелёного и красного свечения с общим анодом. Я применил индикаторы с высотой знака 13 мм.Даташит на ICL7107
▼ Файловый сервис недоступен. Зарегистрируйтесь или авторизуйтесь на сайте.

В архиве все варианты печаток в LAY и схема в sPlan.
С исправлениями от 30/10/2011
▼ Файловый сервис недоступен. Зарегистрируйтесь или авторизуйтесь на сайте.

Кто соберёт на SMD-плате — если потребуется, откорректируйте её под размеры площадок и вместе с фото отправьте Игорю (Datagor) или мне для добавления в статью вашего варианта.

ВНИМАНИЕ, друзья!!! У кого есть свои проверенные варианты печаток - присылайте вкупе со схемами пожалуйста!
#23-10-2011 Варианты схем и печаток от FOLKSDOICH (исправлено)
▼ Файловый сервис недоступен. Зарегистрируйтесь или авторизуйтесь на сайте.

Предлагаю два варианта конверторов для получения отрицательного напряжения питания схемы.
Оба варианта на широко распространенных чипах, без применения редких специализированных чипов типа MAX1044 или ICL7660.Популярный универсальный таймер NE555 или просто 555 с успехом применяется в схемах преобразователей питания.
smile

R1 = 8K2
R2 = 47K / 470K
R3 = 100K
R4 = 2K
R5, R6 = 47K
R7 = 0R / 4K7
R8 = 560R
C1,C5, C6, C8, C9 = 100n
C2 = 470n / 47n
C3 = 220n
C4 = 100p
C7 = 10-22u
D1, D2 = 1N4148
IC1 = ICL7107
IC2 = NE555
OPTO = 7-сегм. индикаторы с ОА, 10 pin


ICL7107CPL (КР572ПВ2): цифровой вольтметр и амперметр для лабораторного блока питания

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации

ICL7107CPL (КР572ПВ2): цифровой вольтметр и амперметр для лабораторного блока питания

Александр (minchenko)

Украина, г. Запорожье

О себе автор ничего не сообщил.

 

Простой самодельный цифровой мультиметр на КР572ПВ2А

Промышленность выпускает универсальную микросхему серии КР572ПВ2 (с буквенными индексами А, Б, В), включающую в себя несколько электронных устройств. На ее базе не трудно собрать достаточно простой и портативный мультиметр, позволяющий измерять напряжения, токи, сопротивления. Но прежде чем рассказать о самом приборе, несколько слов о микросхеме и ее работе.

Микросхема КР572ПВ2А

Микросхема КР572ПВ2 (рис. 1) содержит электронные ключи А1-АН, буферный операционный усилитель DA1, работающий в режиме повторителя, интегратор на операционном усилителе DA2, компаратор DA3 и цифровую часть, состоящую из тактового генератора G, логического устройства DD1, счетчика СТ, регистра памяти RG и выходного дешифратора DC. Ключи А1 - All включаются в определенной последовательности логическим устройством DD1, работающим совместно со счетчиком СТ.

Устройство работает по принципу двойного интегрирования, широко применяемому в цифровых измерительных приборах. Идея этого метода состоит в том, что вначале интегрирующий конденсатор заряжают в течение определенного времени током, пропорциональным измеряемому напряжению, а затем разряжают определенным током до нуля.

Время, в течение которого происходит разрядка конденсатора, пропорционально измеряемому напряжению. Это время измеряется счетчиком, выходные сигналы которого подаются на цифровые индикаторы.

Рассмотрим работу микросхемы подробнее. На выводы 30 и 31 микросхемы подается измеряемое напряжение (UBx), на выводы 35 и 36 - образцовое (Uобр)- Цикл измерения (рис. 2) состоит из трех фаз: интегрирования сигнала (ИНТ), разрядки интегрирующего конденсатора (РИ) и автоматической коррекции нуля (АК).

Каждой фазе соответствует определенная коммутация элементов микросхемы, выполняемаи ключами А1 - АН на МОП-транзисторах.

Состав микросхемы К572ПВ2

Рис. 1. Состав микросхемы КР572ПВ2.

На рисунке 1 надписи у ключей обозначают фазу, в течение которой ключ замкнут. Длительность фазы пропорциональна периоду тактовой частоты и точно задается счетчиком СТ.

В течение фазы ИНТ, длящейся 4000 периодов Т тактовой частоты, входной сигнал через ключи А1, А2 и буферный усилитель DA1 подается иа вход интегратора DA2. Это вызывает на конденсаторе Синт накопление заряда, пропорционального по величине и соответствующего по знаку приложенному входному напряжению. Напряжение на выходе интегратора DA2 изменяется с постоянной скоростью, пропорциональной входному сигналу.

Фазы цикла измерения

Рис. 2. Фазы цикла измерения.

Предположим, что к моменту начала фазы ИНТ заряды на конденсаторах Свит и Сак и напряжения смещения нуля усилителей DA1 - DA3 равны нулю. Поскольку входной ток интегратора DA2 мал, заряд иа конденсаторе Сан не изменяется, и он фактически не влияет иа процесс интегрирования. Конденсатор Собр заряжен от источника образцового напряжения до величины Uобр.

В конце фазы ИНТ с помощью компаратора DA3 определяется знак входного напряжения по знаку напряжения па выходе интегратора DA2. Чувствительность- компаратора DA3 такова, что полярность входного сигнала определяется даже тогда, когда он составляет долю единицы отсчета.

При работе микросхемы в фазе РИ входной сигнал на интегратор не подается, но к нему подключается через ключи А7, А8 или А6, А9 конденсатор Собр, заряженный до образцового напряжения и ориентированный (соответствующим включением ключей) по полярности таким образом, чтобы конденсатор Синт разряжался. Как только он разрядится полностью, напряжение на выходе DA2 станет равным нулю.

В этот момент подключенный параллельно конденсатору Снит (через конденсатор Сак) компаратор DA3 срабатывает и прекращает фазу РИ. Заряд конденсаторов Собр и Сак практически не изменяется. Время разрядки конденсатора Синт, выраженное числом периодов тактовых импульсов, н есть результат измерения, записанный в счетчик СТ.

Состояние счетчика переписывается в регистр RG, а затем преобразуется в сигналы семисегментного кода - он поступают на индикаторы.

Фаза АК начинается с прекращения работы счетчика, когда логическое устройство DD1 включает ключи АЗ, А4 и A11. Образовавшаяся при этом следящая система (из операционных усилителей DA1 - DA3) обеспечивает зарядку конденсаторов Сак и Синт до напряжения, компенсирующего смещение нуля А1-АЗ. Оно остается неизменным в течение последующих фаз ИНТ и РИ.

В результате приведенная ко входу погрешность измерения из-за смещения нуля и его температурного дрейфа не превышает 10 мкВ.

В состав микросхемы входит тактовый генератор. Частота следования его импульсов определяется внешними элементами Rг и Сг. Для подавления помех с частотами, кратными 50 Гц, частота повторения должна быть такой, чтобы во время интегрирования (4000 периодов Т тактового генератора) укладывалось целое число К периодов (20 мс) сетевого напряжения. Иначе говоря, 4000Т=К-20 мс, где К=1, 2, 3 в т. д. Отсюда 1=1/Т=200/К кГц, т. е. 200, 100, 67, 50, 40 кГц н т. д.

Номиналы деталей частотозадающих цепей тактового генератора рассчитывают по формуле Cr=0,45/frRr. Для повышения стабильности частоты между выводами 39 и 40 может быть включен кварцевый резонатор (элементы Rг и Сг в этом случае не подключают). При работе микросхемы от внешнего генератора тактовые импульсы подают на вывод 40, выводы 38 н 39 при этом оставляют свободными.

Диапазон входных напряжений микросхемы зависит от образцового напряжения Uобp и определяется его соотношением о Uвх. макс = ±1,999Uобр. Текущие показания индикаторов выражаются числом, равным 1000UBX/Uобp-

При использовании микросхемы необходимо, чтобы выходное напряжение буферного усилителя DA1 и интегратора DA2 не превышало граничного напряжения линейного участка, равного 2В. Это накладывает ограничение на соотношение между образцовым напряжением, частотой тактовых импульсов генератора, сопротивлением Rинт и емкостью Синт.

Рекомендуемые соотношения при 1=50 кГц: Rинт-47 кОм, Синт=0,1 мкФ, Собр - 1 мкФ, Uобр = 0,1 В, Сак-0,47 мкФ или Rинт = 470 кОм, Синт=0,1 мкФ, Собр = 0,1 мкФ, Uобр = 1 В, Сак = 0,047 мкФ. Для указанной частоты Сг=91 пФ, Rr=100 кОм. Допускаемые отклонения от номинала указанных элементов- не более ±5 %.

Период измерений при частоте тактовых импульсов 50 кГц составляет 320 мс (3 измерения в секунду). Максимальный ток, потребляемый микросхемой от обоих источников питания,- не более 1,8 мА, выходной ток старшего разряда - не менее 10 мА, остальных - не менее 5 мА.

Коэффициент ослабления синфазного напряжения 100 дБ, погрешность преобразования не превышает 1, 3 и 5 единиц младшего разряда для микросхем КР572ПВ2А, КР572ПВ2Б н КР572ПВ2В соответственно. Указанные параметры гарантируются при температуре (25±5) °С и питающих напряжениях +5 В н -5 В с нестабильностью ± 1 % (напряжения источников питания могут быть +5 В ±10 % и -4, 5...- 8 В).

Нестабильность образцового напряжения должна быть не хуже 0,1 %, так как она входит в погрешность измерения. Входное сопротивление микросхемы превышает 100 МОм (оно определяется лишь утечками).

Схема цифрового мультиметра

Описываемый цифровой мультиметр собран на основе микросхемы КР572ПВ2А. Прибор обеспечивает измерение постоянного и переменного напряжения (в вольтах) и тока (в миллиамперах), а также сопротивления (в килоомах) в пяти диапазонах с верхними пределами 0,199, 1,999, 19,99, 199,9, 1999.

Погрешность измерения сопротивлений, постоянного напряжения и тока менее ±(0,2 % + 1 единица младшего разряда). При измерении переменного напряжения и тока в диапазоне частот 20 Гц...5 кГц погрешность измерения менее ±(0,3% +1 единица младшего разряда) во всем диапазоне измеряемых напряжений. В диапазоне частот до 20 кГц при измерении параметров от 0,1 установленного предела и выше погрешность не превышает 2,5 % от измеряемой величины, а на частоте 50 кГц- 10 %.

Указанная точность для вольтметра переменных напряжений на частотах более 5 кГц гарантируется на диапазонах 0,199 В, 1,999 В и 19,99 В. На диапазонах 199,9 В и 1999 В погрешность на частотах более 5 кГц увеличивается. Переменное и постоянное напряжения на диапазоне 1999 В не должно превышать 500 В.

Входное сопротивление вольтметра -11 МОм, емкость -100 пФ, падение напряжения при измерении тока не превышает 0,2 В. Питается прибор от батареи 3336, потребляемый ток не превышает 120 мА.

Схема коммутации цепей мультиметра приведена на рис. 3. При измерении постоянного напряжения оно поступает через делитель R1- R6 на вход «+» аналого-цифрового преобразователя (АЦП), при этом вход «-* АЦП подключен к общему проводу. Сопротивления большинства резисторов делителя выбраны кратными 10, что облегчает их подбор.

Сопротивление нижнего плеча делителя в этом случае должно быть 1,111 кОм - оно получается параллельным соединением резисторов 1,2 кОм и 15 кОм (R5 и R6). При установке резисторов делителя с допуском 0,1 % никакого дополнительного подбора их не потребуется.

Схема коммутации цепей измерения

Рис. 3. Схема коммутации цепей измерения.

При измерении постоянного тока АЦП подключен к одному из шунтов R7 - R11, через которые проходит измеряемый ток. Использование двух секций (SA2.3 и SA2.4) переключателя пределов измерений для коммутации шунтов позволяет исключить влияние нестабильности сопротивления контактов на погрешность измерений и выход из строя прибора в момент переключения пределов.

Принцип работы омметра мультиметра

Рис. 4. Принцип работы омметра мультиметра.

Принцип работы омметра иллюстрирует рис. 4. Измеряемое сопротивление включено в цепь обратной связи операционного усилителя DA1, входной ток которого задается резисторами R1-R6, подключаемыми через секции SA2.2 и SA1.3 переключателей к источнику постоянного тока напряжением ±1,111 В. Поскольку сопротивление включаемых резисторов кратно 1,111 кОм, задаваемый ими ток имеет значения, кратные 10, а падение напряжения на измеряемом сопротивлении с точностью до множителя 10" равно его величине. Это падение напряжения измеряется с помощью АЦП, подключенного непосредственно к измеряемому сопротивлению.

Такое построение омметра позволяет использовать те же резисторы, что и в делителе вольтметра, и исключает их подбор. Кроме того, дрейф нуля операционного усилителя не приводит к дрейфу нуля омметра, но увеличивает его погрешность. Так, при дрейфе нуля в 1 мВ погрешность омметра составляет 0,1 % от измеряемой величины. Вот почему начальная установка нуля усилителя DA1 должна проводиться очень тщательно.

Переменное напряжение и ток измеряются так же, как и постоянное напряжение и ток, но на вход АЦП включается преобразователь переменного напряжения в постоянное, обведенный на рис. 3 штрихпунктирной линией. Входной делитель и шунты использованы те же, что и при измерении постоянного напряжения и тока.

Во входном делителе при измерении на переменном токе важную роль играют конденсаторы С2 - С8, обеспечивающие правильное деление входного сигнала. Точное значение емкостей этих конденсаторов рассчитать невозможно, поскольку неизвестна емкость монтажа.

Поэтому нижние плечи делителя (конденсаторы С7 и С8) рассчитаны на некоторую усредненную емкость монтажа, поскольку разброс этой емкости мало влияет на точность деления при относительно большой емкости конденсатора С8. Верхние плечи делителя снабжены подстроечными конденсаторами С3, С6, что позволяет точно настроить делитель.

Построение делителя в две ступени (С2, С4 - первая ступень, С5, С7, С8 - вторая) позволяет в 10 раз уменьшить емкости нижних плеч. Относительно большая емкость конденсатора С2 верхнего плеча делителя позволяет точно подстроить это плечо конденсатором С3 и уменьшить погрешность делителя из-за изменения емкости монтажа при изменении положения соединительных проводников. Нижнее низкоомное плечо делителя выполнено без конденсатора.

Крайнее верхнее по схеме положение подвижного контакта переключателя SA1 служит для контроля напряжения питания. В этом случае АЦП подключается к нижнему плечу делителя напряжения (резисторы R5, R6), в одну из промежуточных точек которого через секции SA1.3 и SA2.2 подано напряжение батареи питания (+4,5 В). Предел измерения, как и при измерении постоянных напряжений, задается переключателем SA2.

На рис. 5 приведена схема преобразователя переменного напряжения в постоянное, источника опорного напряжения, АЦП и подключения АЦП к индикаторам.

Преобразователь переменного напряжения в постоянное собран иа операционном усилителе DA1, который используется в омметре. Входное напряжение подается на неинвертирующий вход усилителя. Положительная полуволна усиленного напряжения выделяется на резисторе R18, отрицательная - на резисторе R17.

Между верхними по схеме выводами резисторов R17 и R18 формируется двухполупериодно выпрямленное переменное напряжение, которое через фильтрующие цепи R21C12 и R22C13 подается на вход АЦП.

Принципиальная схема преобразователя переменного напряжения в постоянное

Ри .5. Принципиальная схема преобразователя переменного напряжения в постоянное.

На резисторах R19 и R20 выделяются обе полуволны усиливаемого напряжения. С них напряжение обратной связи по переменному току подается через конденсатор СП на инвертирующий вход усилителя, чем достигается высокая точность и линейность преобразования. Стабильность рабочей точки усилителя по постоянному току обеспечивается за счет обратной связи через резистор R16.

Относительно большое сопротивление этого резистора выбрано потому, что он не должен шунтировать измерительную цепь VD1, VD2, R17, R18. Емкость конденсатора С11 также выбрана сравнительно большой, так как он образует с паразитной емкостью монтажа делитель входного сигнала, поступающего на инвертирующий вход усилителя. При меньшей емкости этого конденсатора возникает заметная погрешность измерения переменного напряжения на пределе 1999 В.

Резисторы R13 и R14 служат для установки нуля усилителя DA1: R14 - для грубой, R13 - для точной. Конденсаторы С9 и С10 - блокировочные, подстроечный резистор R20 служит для точной установки коэффициента передачи преобразователя переменного напряжения в постоянное.

Аналого-цифровой преобразователь собран на микросхеме DD1, его выходы подключены к индикаторам с общим анодом HG1 - HG4. Знак «-» измеряемого напряжения индицируется сегментом g индикатора старшего разряда HG1. В этом индикаторе может индицироваться только цифра 1, цифра 0 не индицируется.

Для того чтобы разделить знак «-» и цифру 1, правая часть сегмента g закрашена черной краской.

Конденсатор С16 и резистор R27 - элементы генератора (Сг и Rr), задающие частоту. Генератор работает на частоте 50 кГц. Конденсатор С17 и

Резистор R28 - элементы интегратора (Синт и Rинт), конденсатор С18 работает в цепи автокоррекции (Сак), конденсатор С19 служит для запоминания образцового напряжения (Собр). Цепь R29C20 служит для фильтрации входного напряжения АЦП. Конденсаторы С14 и С21 - блокировочные по цепям питания.

Для получения источника образцового напряжения 100 мВ и источника питания омметра 1,111 В использованы элементы VT1, VT2, VD3, VD4, R23 - R26. Выходное напряжение формируется как разность между падением напряжения на светодиоде VD4 и эмиттерном переходе транзистора VT2. Оба эти напряжения имеют отрицательный температурный коэффициент 2 мВ/град, вследствие чего напряжение на резисторах R24 - R26 термостабильно.

Принципиальная схема узла питания

Рис. 6. Принципиальная схема узла питания.

Транзисторы сборки VT1, резистор R23, диод VD3 образуют стабилизатор тока светодиода VD4. В связи с тем, что температурный коэффициент напряжения светодиода несколько меньше такого же коэффициента эмиттерного перехода транзистора VT2, для компенсации разницы стабилизатор выполнен с отрицательным температурным коэффициентом (за счет диода VD3). Для обеспечения равенства температур светодиода и транзистора VT2 они помещены в общую обойму, изготовленную из алюминия. Диод VD3 должен иметь тепловой контакт с обоймой, а транзисторы VT1.1 и VT1.2 входить в одну сборку.

Выходное образцовое напряжение 100 мВ устанавливается на резисторе R26 подстроечным резистором R24. Напряжение 1,111 В определяется резисторами R25 и R26, сопротивления которых должны быть в соотношении 10,11 ±0,1 %.

Напряжение 1,111 В в режиме омметра (под нагрузкой) несколько уменьшается, однако это не отражается на точности, измерений, поскольку в такой же степени уменьшается и образцовое напряжение 100 мВ.

Схема узла питания мультиметра приведена на рис. 6. Основой узла является мультивибратор на транзисторах VТЗ и VТ4. Когда транзистор VТ4 открыт, в трансформаторе Т1 накапливается энергия, а когда он закрыт - накопленная энергия передается во вторичные цепи.

Транзисторы VТ5 и VТ6 входят в цепь стабилизации вторичного напряжения. Пока выходное напряжение +5 В меньше номинала, транзистор VТ5 закрыт, а VТ6 открыт и насыщен. Длительность импульсов на коллекторе транзистора VТ4 максимальна, напряжения на выходах узла питания повышаются.

Как только напряжение +5 В достигает номинального значения, транзистор VТ5 приоткрывается, коллекторный ток транзистора VТ6 уменьшается, длительность импульсов тока транзистора VТ4 уменьшается, выходное напряжение стабилизируется. Потребляемый по Цепи - 5 В ток меньше, чем по цепи +5 В, поэтому напряжение -5 В несколько превышает напряжение +5 В.

Фильтры C26C28L1C31 и C27C29L2C32 служат для сглаживания пульсаций выходного напряжения, диод VD5 облегчает пуск преобразователя (в нормальном режиме работы он закрыт). Конденсатор С30 обеспечивает устойчивость работы цепи стабилизации.

Резисторы R1- R11 следует подобрать с точностью 0,1 %, в крайнем случае 0,2 %. В описываемой конструкции в основном использованы резисторы С2-29 мощностью 0,25 Вт. Резистор R10 - С2-1 мощностью 0,25 Вт, резистор R11 составлен из десяти параллельно соединенных резисторов С2-29 мощностью 0,25 Вт и сопротивлением 1 Ом.

Резистор R1 состоит из пяти последовательно соединенных резисторов С2-29 мощностью 0,25 Вт и сопротивлением 2 МОм. В качестве R2 можно использовать два таких резистора, соединенных параллельно, либо один сопротивлением 1 МОм.

Для остальных резисторов большую точность соблюдать не нужно, однако резисторы R17 - R19, R25, R26 должны быть стабильными, например С2-29. Отклонение сопротивлений резисторов R25 и R26 от указанных на схеме допустимо до 10 % при сохранении приведенного выше соотношения 10,11 ±0,1 %.

Печатная плата мультиметраПечатная плата мультиметра (вид со стороны деталей)

Рис. 7. Печатная плата мультиметра.

Резисторы R17 и R18 могут быть сопротивлением 8...5 кОм, но обязательно одинаковым или возможно близким друг другу (до 1 %). Сопротивление резистора R19 должно составлять (85±3) % от R17, резистора R20 примерно 10 % от R19.

Резисторы R21, R22, R29 могут быть использованы с допуском 10%, резистор R28 - 5%. Резистор R16 - типа КИМ-0,125, подстроечные резисторы - СПЗ-19а.

Конденсатор С8- К73-9 с допуском 10% на номинальное напряжение 100 В, конденсаторы C1, С17, С18 и С19 - К73-17 на напряжение 250 В. Допуск конденсатора С17 должен быть 5 %, остальных до 20 % Номинальное напряжение этих конденсаторов (кроме С1) может быть любым. Полярные конденсаторы, использованные в мультиметре,- типа К.52-1, остальные - КМ-5 или КМ-6. Конденсатор С7 подбирается из конденсаторов с номинальной емкостью 1100 пФ, его емкость должна составлять 0,109 от емкости конденсатора С8 (с точностью ±0,2%).

Конденсаторы С4 и С7 должны быть с ТКЕ не хуже М750. Подстроечные конденсаторы С3 и С6 - типа КТ4-216 на номинальное напряжение 250 В. Дроссели L1 и L2 - ДМ-0,1 индуктивностью 200 мкГн. Переключатель SA1 - ПГ2-12-6П8Н, SA2 - ПГ2-11-6П6Н. На принципиальной схеме дана нумерация контактов, приведенная на платах переключателей.

Светодиод - красного свечения, для обеспечения теплового контакта с транзистором VТ2 он должен иметь металлостеклянный корпус. В качестве VТ1.1 и VТ1.2 могут быть использованы транзисторы «сборок КР198НТ1 - КР198НТ4 с любым буквенным индексом. Операционный усилитель DA1 может быть КР544УД2 или К544УД2 с любым буквенным индексом.

Микросхема DD1 может быть серии КР572ПВ2 с другими буквенными индексами, но это уменьшит точность мультиметра. Подойдет и микросхема К572ПВ2А - К572ПВ2В, но придется переработать печатную плату.

Трансформатор Т1 выполнен на кольцевом сердечнике типоразмера К12Х9Х8 из феррита 600НН. На сердечник наматывают одновременно четыре обмотки (по 100 витков в каждой) сложенным вчетверо проводом ПЭЛШО 0,1. Две обмотки соединяют параллельно и используют как обмотку I трансформатора.

Конструкция уголка для переключателей

Рис. 8. Конструкция уголка для переключателей.

Детали мультиметра, кроме переключателей и подстроечиых конденсаторов, расположены на печатной плате (рис. 7) размерами 62,5X120 мм из двухстороннего фольгированного стеклотекстолита. На всей поверхности платы со стороны расположения микросхем, за исключением мест расположения проводников и резисторов R1 - R6, сохранен слой металлизации, выполняющий роль общего провода.

Отверстия в печатной плате со стороны установки деталей раззенкованы. Места подпайки выводов к фольге общего провода помечены на чертеже платы крестиками. Выводы резисторов R7 - R11, R26, конденсатора С22 подпаяны к общему проводу с обеих сторон платы - в этом случае соответствующие отверстий не зенкуют.

Общий провод цифровой части микросхемы DD1 (вывод 21) объединен с общим проводом платы только у узла питания для уменьшения влияния цифровой части на аналоговую.

Конструкция обоймы

Рис. 9. Конструкция обоймы.

Переключатели установлены на уголке, изготовленном из латуни толщиной 1 мм (рис. 8). В уголок впаяны три латунные гайки, с помощью которых уголок крепится винтами М2 к печатной плате.

Подстроечные конденсаторы установлены на небольшой печатной плате, закрепленной на торце переключателя SA2.

На рис. 9 приведен чертеж обоймы, служащей для обеспечения теплового контакта между светодиодом и транзистором VT2. Корпуса светодиода и транзистора обертывают тонкой фторопластовой (или полиэтиленовой) пленкой и вставляют в отверстия обоймы, после чего обойму стягивают винтом.

Корпус диода VD3 после настройки мультиметра приклеивают к обойме каплей эпоксидного клея.

Вид на монтаж мультиметра

Рис. 10. Вид на монтаж мультиметра.

Плата мультиметра установлена в пластмассовый корпус (рис. 10) габаритами 130x72x37 мм. Напротив индикаторов в корпусе прорезано окно, в которое вклеена пластина из цветного прозрачного органического стекла (рис. 11). Часть платы с монтажом, (нижняя по рис.

7 - до микросхемы DD1) закрыта экраном, состоящим из двух половин, частично вложенных друг в друга. Половины экрана изготовлены из латуни толщиной 0,3 мм, оклеены изнутри самоклеющейся декоративной пленкой и закреплены одним винтом, ввернутым в уголок, на котором размещены переключатели. Для лучшего контакта с общим проводом часть пленки в месте. крепления к уголку снята.

Внешний вид мультиметра

Рис. 11. Внешний вид мультиметра.

Входные гнезда XS1 и XS2 (под ответные вилки диаметром 1,6 мм) установлены на боковой стенке корпуса напротив переключателя SA1.

Переключатели снабжены ручками-барабанами (рис. 12, о), изготовленными из алюминиевого сплава В95. На одну ручку нанесена гравировка режимов, на другую - пределов измерения.

Для изоляции ручек от общего провода они установлены на текстолитовые втулки (рис. 12, б), наклеенные на оси переключателей.

ручка-барабан н текстолитовая втулка

Рис. 12. Ручка-барабан н текстолитовая втулка.

Батарею питания при установке в корпус следует завернуть в полиэтиленовую пленку, чтобы, когда она «потечет», не испортить мультиметр.

Налаживание мультиметра

В связи с большой плотностью размещения элементов монтаж и настройку мультиметра рекомендуется вести в такой последовательности. Вначале следует собрать узел питания, включить между его выходами «+5 В» и «-5 В» резистор сопротивлением 1 кОм и подбором стабилитрона VD8 установить напряжение +5 В±0,1 В. Подбирая резисторы R34, R31 и конденсатор С25, следует добиться неизменности выходных напряжений при изменении напряжения питания от 3 до 5 В. Потребляемый от источника питания ток при напряжении батареи 4,5 В должен быть около 40 мА, ток холостого хода (при отключенном резисторе нагрузки) - не более 5 мА.

Далее следует собрать источник образцового напряжения, АЦП н установить индикаторы, начиная с HG1. Подключив к выводу 38 микросхемы частотомер (через резистор сопротивлением не менее 20 кОм), подбирают резистор R27 с таким сопротивлением, чтобы частота генератора составила 50 кГц±1 %. Для удобства подбора на печатной плате предусмотрено место для двух последовательно включаемых резисторов.

Подав на вход АЦП напряжение с резистора R26, проверяют его работоспособность. Подстроечным резистором R24 устанавливают на резисторе R26 напряжение примерно 100 мВ (контролируют вольтметром).

Далее, собрав преобразователь переменного напряжения в постоянное, надо подключить его выходы ко входам АЦП с соблюдением полярности. Выход «ОС» преобразователя следует соединить с инвертирующим входом усилителя DA1, неинвертирующий вход DA1 - с общим проводом и установить возможно более точно нуль на выходе DA1 (грубо - подстроечным резистором R14, точно - резистором R13).

Затем, подав на неинвертирующий вход DA1 напряжение амплитудой 150...180 мВ и частотой 1000 Гц, резистором R20 устанавливают такое же показание на индикаторах мультиметра. Уменьшая входное напряжение в 10 и 100 раз, следует проверить линейность преобразователя. Такова методика предварительной настройки.

После этого устанавливают на плату шунты, добавочные резисторы, переключатели и собирают остальные цепи. При монтаже секций переключателей их следует распределить так: в качестве SA1.1 и SA1.2 использовать секцию, максимально удаленную от уголка, в качестве SA1.4 и SA1.5 - ближайшую к уголку, SA1.6 и SА1.7 - вторую от уголка, SA2.5 и SA2.6 - ближайшую к уголку.

Выводы переключателей SA2.3 и SA2.4 должны подключаться к резисторам R9 - R11 каждый своим проводником, что исключает погрешность из-за сопротивлений соединительных проводников. Соединять выводы переключателей с платой нужно проводниками МГТФ-0,07 минимальной длины, позволяющей откидывать уголок с переключателями вниз по рис. 7. При дальнейших регулировках уголок должен быть закреплен на печатной плате.

Окончательно мультиметр настраивают так. Между входами мультиметра включают эталонный резистор сопротивлением (оно должно быть заранее измерено с точностью не хуже 0,1 %) 15...19 кОм или 150...190 кОм. Установив соответствующий предел измерения, при котором индицируются четыре знака, следует проверить погрешность омметра.

Если она превышает 0,1 %, необходимо рассчитать резистор, который необходимо подключить параллельно резистору R25 или R26. Предположим, что показания омметра занижены на 0,5 %. В этом случае сопротивление резистора R26 необходимо также уменьшить на 0,5%, для чего параллельно ему нужно включить резистор сопротивлением R26-100/0,5 =24 кОм. Если показания омметра завышены, аналогично рассчитанный резистор следует подключить параллельно резистору R25. добавочный резистор подпаивают к плате на стороне, противоположной установке микросхемы.

Проверив работу омметра на других диапазонах (на диапазоне 199,9 Ом показания могут быть завышены на 0,2„.0,3 Ом за счет сопротивления соединительных проводников), мультиметр переключают в режим вольтметра. Подав на его вход напряжение около 1,9 или 19 В, контролируемое эталонным вольтметром, и установив соответствующий предел измерения, добиваются подстроечным резистором R24 одинаковых показаний обоих вольтметров. Работу вольтметра следует проверить и на других диапазонах.

Установив мультиметр в режим измерения переменных напряжений, аналогично калибруют его резистором R20 на частоте 50 Гц.

Далее, установив плату в корпус и прикрепив экраны, нужно подстроить конденсаторы С3 и Сб (возможно, придется подобрать и конденсаторы С2, С5). Для этого вначале подают на вход напряжение амплитудой окодо 190 мВ и частотой 5 кГц. На пределе измерения 0,199 В запоминают показания.

Переключив вольтметр на следующий предел, увеличивают входное напряжение в 10 раз и подстроечным конденсатором С3 устанавливают такие же показания. Далее нужно переключить вольтметр на предел 19,99 В, увеличить входное напряжение еще в 10 раз и конденсатором С6 откалибровать вольтметр.

Операции по подстройке конденсаторов С3 и С6 следует повторить несколько раз, поскольку они влияют друг на друга. В режиме измерения токов мультиметр калибровки не требует.

С. Бирюков.

Бирюков Сергей Алексеевич - начальник сектора одного из московских научно-исследовательских институтов, кандидат технических наук, родился в 1945 году. Радиолюбитель с восьмилетнего возраста, собирал самые разнообразные конструкции, многие из которых описал на страницах журнала «Радио». В последние годы предпочтение отдает измерительной технике и цифровым устройствам. Член редколлегии МРБ издательства «Радио и связь», рецензент журнала «Радио» и сборника ВРЛ, автор 30 изобретений. Автор более 60 статей и 2 книг. За успехи в радиолюбительском творчестве награжден знаком «Почетный радист СССР».

Литература: Федорков Б. Г., Телец В. А., Дегтяренко В. П. Микроэлектронные цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразователи, 1984.

Простой самодельный цифровой мультиметр на КР572ПВ2А

Промышленность выпускает универсальную микросхему серии КР572ПВ2 (с буквенными индексами А, Б, В), включающую в себя несколько электронных устройств. На ее базе не трудно собрать достаточно простой и портативный мультиметр, позволяющий измерять напряжения, токи, сопротивления. Но прежде чем рассказать о самом приборе, несколько слов о микросхеме и ее работе.

Микросхема КР572ПВ2А

Микросхема КР572ПВ2 (рис. 1) содержит электронные ключи А1-АН, буферный операционный усилитель DA1, работающий в режиме повторителя, интегратор на операционном усилителе DA2, компаратор DA3 и цифровую часть, состоящую из тактового генератора G, логического устройства DD1, счетчика СТ, регистра памяти RG и выходного дешифратора DC. Ключи А1 - All включаются в определенной последовательности логическим устройством DD1, работающим совместно со счетчиком СТ.

Устройство работает по принципу двойного интегрирования, широко применяемому в цифровых измерительных приборах. Идея этого метода состоит в том, что вначале интегрирующий конденсатор заряжают в течение определенного времени током, пропорциональным измеряемому напряжению, а затем разряжают определенным током до нуля.

Время, в течение которого происходит разрядка конденсатора, пропорционально измеряемому напряжению. Это время измеряется счетчиком, выходные сигналы которого подаются на цифровые индикаторы.

Рассмотрим работу микросхемы подробнее. На выводы 30 и 31 микросхемы подается измеряемое напряжение (UBx), на выводы 35 и 36 - образцовое (Uобр)- Цикл измерения (рис. 2) состоит из трех фаз: интегрирования сигнала (ИНТ), разрядки интегрирующего конденсатора (РИ) и автоматической коррекции нуля (АК).

Каждой фазе соответствует определенная коммутация элементов микросхемы, выполняемаи ключами А1 - АН на МОП-транзисторах.

Состав микросхемы К572ПВ2

Рис. 1. Состав микросхемы КР572ПВ2.

На рисунке 1 надписи у ключей обозначают фазу, в течение которой ключ замкнут. Длительность фазы пропорциональна периоду тактовой частоты и точно задается счетчиком СТ.

В течение фазы ИНТ, длящейся 4000 периодов Т тактовой частоты, входной сигнал через ключи А1, А2 и буферный усилитель DA1 подается иа вход интегратора DA2. Это вызывает на конденсаторе Синт накопление заряда, пропорционального по величине и соответствующего по знаку приложенному входному напряжению. Напряжение на выходе интегратора DA2 изменяется с постоянной скоростью, пропорциональной входному сигналу.

Фазы цикла измерения

Рис. 2. Фазы цикла измерения.

Предположим, что к моменту начала фазы ИНТ заряды на конденсаторах Свит и Сак и напряжения смещения нуля усилителей DA1 - DA3 равны нулю. Поскольку входной ток интегратора DA2 мал, заряд иа конденсаторе Сан не изменяется, и он фактически не влияет иа процесс интегрирования. Конденсатор Собр заряжен от источника образцового напряжения до величины Uобр.

В конце фазы ИНТ с помощью компаратора DA3 определяется знак входного напряжения по знаку напряжения па выходе интегратора DA2. Чувствительность- компаратора DA3 такова, что полярность входного сигнала определяется даже тогда, когда он составляет долю единицы отсчета.

При работе микросхемы в фазе РИ входной сигнал на интегратор не подается, но к нему подключается через ключи А7, А8 или А6, А9 конденсатор Собр, заряженный до образцового напряжения и ориентированный (соответствующим включением ключей) по полярности таким образом, чтобы конденсатор Синт разряжался. Как только он разрядится полностью, напряжение на выходе DA2 станет равным нулю.

В этот момент подключенный параллельно конденсатору Снит (через конденсатор Сак) компаратор DA3 срабатывает и прекращает фазу РИ. Заряд конденсаторов Собр и Сак практически не изменяется. Время разрядки конденсатора Синт, выраженное числом периодов тактовых импульсов, н есть результат измерения, записанный в счетчик СТ.

Состояние счетчика переписывается в регистр RG, а затем преобразуется в сигналы семисегментного кода - он поступают на индикаторы.

Фаза АК начинается с прекращения работы счетчика, когда логическое устройство DD1 включает ключи АЗ, А4 и A11. Образовавшаяся при этом следящая система (из операционных усилителей DA1 - DA3) обеспечивает зарядку конденсаторов Сак и Синт до напряжения, компенсирующего смещение нуля А1-АЗ. Оно остается неизменным в течение последующих фаз ИНТ и РИ.

В результате приведенная ко входу погрешность измерения из-за смещения нуля и его температурного дрейфа не превышает 10 мкВ.

В состав микросхемы входит тактовый генератор. Частота следования его импульсов определяется внешними элементами Rг и Сг. Для подавления помех с частотами, кратными 50 Гц, частота повторения должна быть такой, чтобы во время интегрирования (4000 периодов Т тактового генератора) укладывалось целое число К периодов (20 мс) сетевого напряжения. Иначе говоря, 4000Т=К-20 мс, где К=1, 2, 3 в т. д. Отсюда 1=1/Т=200/К кГц, т. е. 200, 100, 67, 50, 40 кГц н т. д.

Номиналы деталей частотозадающих цепей тактового генератора рассчитывают по формуле Cr=0,45/frRr. Для повышения стабильности частоты между выводами 39 и 40 может быть включен кварцевый резонатор (элементы Rг и Сг в этом случае не подключают). При работе микросхемы от внешнего генератора тактовые импульсы подают на вывод 40, выводы 38 н 39 при этом оставляют свободными.

Диапазон входных напряжений микросхемы зависит от образцового напряжения Uобp и определяется его соотношением о Uвх. макс = ±1,999Uобр. Текущие показания индикаторов выражаются числом, равным 1000UBX/Uобp-

При использовании микросхемы необходимо, чтобы выходное напряжение буферного усилителя DA1 и интегратора DA2 не превышало граничного напряжения линейного участка, равного 2В. Это накладывает ограничение на соотношение между образцовым напряжением, частотой тактовых импульсов генератора, сопротивлением Rинт и емкостью Синт.

Рекомендуемые соотношения при 1=50 кГц: Rинт-47 кОм, Синт=0,1 мкФ, Собр - 1 мкФ, Uобр = 0,1 В, Сак-0,47 мк

Гидравлический аксиально-поршневой насос серии Pv140r1k1t1nmr1 Pv На складе

Информация о компании

Профиль компании
1.ZHENYUAN Hydraulic Equipment Co., Ltd имеет более 30 лет экспериментов в производстве станков с ЧПУ
и пластика для литья под давлением моечные машины.
2.ZHENYUAN компания имеет тихую офисную среду, и у нас есть независимые возможности R&D.
3. Компания ZHENYUAN имеет эффективный производственный отдел и отдел строгого контроля качества для поставки продукции хорошего качества по всему миру.

FAQ

FAQ
Q: Каково наше основное приложение?
A: 1.Гидравлическая система
2.Сельскохозяйственная машина
3.Строительная техника
4.Автомобиль
5.Местные дистрибьюторы
Q: Каковы условия оплаты?
A: Полный заказ: 30% в качестве депозита, остаток перед отгрузкой:
Небольшой заказ / образец заказа: полная предоплата:
В: Могу ли я отметить свой собственный бренд на насосе?
А: Да. Полный заказ можно обозначить своим брендом и кодом.
Q: Каков наш основной экспортный рынок?
A: Европа (41.7%): Италия, Германия, Англия, Франция, Голландия, Греция, Испания, Португалия, Швейцария, Финляндия, Чех, Россия, Польша
Азия (40,5%): Китай, Корея, Сингапур, Индия, Турция, Иран, Вьетнам, Саудовская Аравия, Сирия, Исреал, Ливан
Вопрос: Каков срок гарантии?
A: Гарантия 1 год.

.

Pv092r1k1t1nmmc Гидравлический насос Pv Series Pv080 Pv016 Pv020 Pv023 Pv032 Pv040 Pv046 Pv063

Упаковка и доставка

Детали упаковки
Стандартный экспортный деревянный ящик 3 0007 9000 9000 дней после оплаты

Информация о доставке

Информация о компании
1.ZHENYUAN Hydraulic Equipment Co., Ltd имеет более 30 лет экспериментов в производстве станков с ЧПУ
и машин для литья пластмасс под давлением.
2.ZHENYUAN компания имеет тихую офисную среду, и у нас есть независимые возможности R&D.
3. Компания ZHENYUAN имеет эффективный производственный отдел и отдел строгого контроля качества для поставки продукции хорошего качества по всему миру.
Наши преимущества
1. Быть давним заводом, построенным в 1986 году;
2.usa профессиональный инженер, 5 полезных моделей и 4 патента;
3.GRH OEM и 370 профессиональных сотрудников, 4 цеха общей площадью 22000 квадратных метров;
4.208 шт. Механического и испытательного оборудования:
5.100% персонал для заводских испытаний и инспекций в соответствии с международными стандартами для высокочастотного отбора проб, чтобы гарантировать качество производимой продукции;
6. Станьте поставщиком TEREX, JOHN DEERE, HYDAC, AGCO, EATON, NEW HOLLAND, GARONER DENVER и MAHINDRA.

.Стандартный кабель

Эн50618 для кабеля

Пв системы х2з2з2-к солнечного Пв

0 долларов США.36 - 0,86 доллара США / Метр | 500 метров / метров Стандартный кабель EN50618 для фотоэлектрической системы h2Z2Z2-K Солнечный фотоэлектрический кабель (мин. Заказ)

Перевозка:
Служба поддержки Морские перевозки
.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *