Схемы приставок к мультиметру для проверки радиодеталей – cxema.org — Полезные приставки для цифрового мультиметра

Схемы приставок к мультиметру для проверки радиодеталей – cxema.org — Полезные приставки для цифрового мультиметра

cxema.org — Полезные приставки для цифрового мультиметра

Полезные приставки для цифрового мультиметра

Цифровой мультиметр, самый важный инструмент любого радиолюбителя. Мультиметры бывают разными, разного класса точности, функционала, размера ну и естественно цена.

Как правило начинающие радиолюбители пользуются бюджетными мультиметрами, которые обладают невысокой точностью, но они популярны так, как стоят дешево и содержат в себе почти все необходимые измерители.

Что бы расширить функционал своего мультиметра я предлагаю изготовить несколько простых дополнений.

Первым по счету идет измеритель температуры

Измеритель температуры имеется не у всех мультиметров, но его можно сделать самому. Микросхема LM35 представляет из себя довольно высокоточный датчик температуры часто применяется в ардуино проектах.

Микросхема имеет простейшее подключение, выводы питания и выход, диапазон питающих напряжений от 4-х до 30 вольт.

Выходное напряжение микросхемы изменяется на 10 мВ с каждым градусом цельсия, то есть в таком подключении — скажем 200 мВ на выходе будет означать, что температура окружающей среды 20 градусов.

Даже в бюджетном мультиметре имеются диапазоны измерений 200 и 2000мВ, оба режима для наших целей отлично подходят.

Приставка питается от отдельной 9-и вольтовой батареи 6F22, на выходе микросхемы установлен делитель напряжения в виде подстроечного многооборотного резистора на 100кОм. Этим резистором выставляем температуру по контрольному термометру.

Регулирующий винт на подстроечном резисторе желательно зафиксировать, например термоклеем. Термометр готов.

Вторая схема — не менее полезная и представляет из себя детектор поля

Такое дополнение позволяет превратить высокочастотное излучение в постоянный ток для оценки мощности радиопередатчиков или раций.

Достаточно поднести антенну рации к антенне детектора, нажмать на передачу и мультиметр покажет цифры, это постоянное напряжение от вашей рации, чем мощнее сигнал от рации, тем больше цифра на дисплее мультиметра.

Естественно эти цифры ничего не значат и само устройство позволит осуществить только зрительный контроль, но оценить мощность и сравнивать разные передатчики между собой, а также находить источники электромагнитного излучения вполне возможно.

Детектор собран на базе одного германиевого диода старого образца и мелочевки. Антенной служит кусок медного провода с длиной 5-7 см и диаметром 1мм.

Приставка не нуждается в дополнительном источнике питания, что делает ее очень компактной, вставляется в среднее и нижнее гнездо мультиметра.

Как проверить стабилитрон знает каждый радиолюбитель, для этого необходим источник питания, ограничительный резистор и мультиметр.

Следующая приставка позволяет выявить напряжение стабилизации стабилитрона и в целом проверить его на работоспособность.

Для ее работы необходим дополнительный источник питания, в нашем случае обычная батарейка на 1,5 вольта, либо аккумулятор на 1,2 вольта.

Схема очень простая и не содержит дефицитных компонентов, построена всего на паре транзисторов. Это повышающий преобразователь напряжения, на вход подается напряжение от батарейки, а на выходе получаем около 30 вольт, все зависит от индуктивности дросселя.

Ток потребления схемы мизерный, 10-20 мА. Испытуемый стабилитрон подключается к выходу преобразователя через токоограничительный резистор, параллельно стабилитрону подключены щупы мультиметра, последний просто измерит напряжение на стабилитроне.

Дроссель намотан на ферритовой гантельке, точные размеры указать не могу, но они не критичны. Обмотка в моем случае намотана проводом 0,15мм и состоит из 150 витков, при этом напряжение самоиндукции с дросселя доходит до 40 вольт и будет увеличиваться вплоть до пробоя диэлектрического слоя конденсатора. Чтобы этого не случилось, к выходу преобразователя подключена нагрузка в виде резистора.

Для удобства проверки стабилитрона в конструкцию был добавлен отрезок от панельки для беспаячного монтажа.

Важно во время испытаний не перепутать полярность подключения стабилитрона, иначе он будет в роли обычного диода, но даже в этом случае не выйдет из строя, т.к. у нас имеется токоограничительный резистор.

Схема собрана на небольшом отрезке макетной платы, но если у кого то будет желание повторить ее, лучше сделать это на печатной плате, ее можно скачать вместе с общим архивом проекта.

Архив проекта тут

• < Назад
• Вперёд >

vip-cxema.org

Простой тестер для проверки радиоэлементов

Схема тестера

Принцип работы тестера для проверки радиокомпонентов

Смотрите видео по работе с тестером для проверки радиоэлементов

sdelaysam-svoimirukami.ru

Широкополосный щуп — приставка к мультиметру для измерения переменного напряжения

Измерительная техника

Главная  Радиолюбителю  Измерительная техника

Цифровые мультиметры широко применяются в радиолюбительской практике и помогают решать большинство задач по проведению измерений. Однако при измерении переменного напряжения зачастую возникают большие проблемы. Хотя большинство мультиметров и имеют такую функцию, диапазон частот у них, как правило, ограничен частотой несколько сот герц или единицами килогерц.

Для устранения такого «пробела» предлагается снабдить мультиметр выносным щупом-приставкой, который преобразует переменное напряжение (в том числе и высокочастотное) в постоянное. Самый простой вариант такого щупа — детекторная головка на основе чувствительного германиевого диода или диода Шоттки [1, 2].

Применив специализированные микросхемы, можно сделать щуп [3] с большим частотным (до 500 МГц) и динамическим диапазонами и обеспечивающий индикацию напряжения в децибелах относительно 1 В (дБВ).

Самый простой и доступный вариант — это, конечно, щуп с детектором (выпрямителем). Описание такого щупа в виде приставки к мультиметру приводится далее. За основу была взята конструкция ВЧ-пробников, описания которых приведены в [4, 5].

Щуп для мультиметра с входным сопротивлением 10 МОм

Схема щупа показана на рис. 1. Он предназначен для совместной работы с мультиметром, у которого входное сопротивление не менее 10 МОм и который включён в режим измерения постоянного напряжения. Для повышения удобства измерений он должен иметь автоматический переключатель пределов измерения. В наличии был мультиметр APPA 61, который отвечает этим требованиям и у которого минимальная единица измерения 1 мВ и высокая точность.

Рис. 1. Схема щупа

Щуп собран на одном германиевом диоде VD1, который и определяет основные параметры, в первую очередь чувствительность. Максимальная амплитуда входного напряжения ограничена значением допустимого обратного напряжения применённого детекторного диода. Для диода КД507А это напряжение — 20 В, поэтому амплитуда входного напряжения не должна превышать 10 В. Для развязки мультиметра от измеряемой цепи установлены резисторы R1 и R2. Поскольку они установлены в каждый из проводов, последние оказываются развязанными от контролируемой цепи, что позволяет измерять переменное напряжение не только относительного общего провода, но и на отдельном элементе. Подстроечный резистор R3 — калибровочный. Конденсатор С1 обеспечивает развязку по постоянному току, а его ёмкость задаёт нижнюю граничную частоту. Верхняя граничная частота определяется, в первую очередь, параметрами диода. В отличие от пробников [4, 5], ёмкость разделительного конденсатора увеличена, что обеспечило нижнюю граничную частоту около 100 Гц. Но пробник можно сделать чисто высокочастотным, для этого ёмкость конденсатора С1 должна быть 300…500 пФ.

Для выравнивания передаточной характеристики применена цепь из резистора R4 и коллекторного перехода транзистора VT1. При входном напряжении до 0,3…0,5 В эта цепь практически не влияет на выходное напряжение щупа. С ростом входного напряжения p-n переход открывается и совместно с резистором R4 шунтирует вход мультиметра, уменьшая его показания. В схеме пробника [3] для этой цели использован кремниевый диод, но в предлагаемой конструкции лучшие результаты получены с коллекторным переходом кремниевого маломощного транзистора, поскольку прямое напряжение у него оказалось больше.

Коэффициент передачи щупа — 1, это означает, что при подаче на вход переменного напряжения с действующим значением 1 В мультиметр будет индицировать постоянное напряжение 1 В. Вблизи этого напряжения рекомендуется проводить калибровку.

В щупе применены постоянные резисторы Р1-4, С2-23, МЛТ, подстроечный резистор — СП3-19а, конденсатор — К10-17 или импортный, диод — высокочастотный германиевый, транзистор — кремниевый маломощный. Для корпуса щупа был использован пластмассовый корпус от авторучки. Чтобы все применённые элементы разместились в нём, внутренний диаметр корпуса должен быть не менее 8 мм. Чертёж двухсторонней печатной платы из стеклотекстолита толщиной 1 мм для этого варианта показан на рис. 2. Все элементы размещены на отрезке платы длиной 80 мм, но её общая длина может быть больше, в зависимости от корпуса и желания радиолюбителя.

Рис. 2. Чертёж двухсторонней печатной платы и элементы на ней

Штырь ХP1 — припаянная к печатной площадке швейная игла или отрезок жёсткой металлической проволоки. Штырь XP2 — это отрезок лужёного провода, который выведен через боковое отверстие в корпусе щупа и который можно снабдить каким-либо разъёмом, например, зажимом «крокодил» или металлическим штырём. Чем выше желаемая частота работы щупа, тем короче должны быть все соединения и разъёмы.

Внешний вид смонтированной платы и элементов корпуса до сборки показан на рис. 3. Для подключения к мультиметру применён тонкий гибкий двухпроводный кабель, снабжённый на концах вилками XP3 и XP4. В данном случае подошли вилки ШП-4. Соединительный кабель размещён со стороны установки элементов и припаян к печатным проводникам на плате. После этого он закреплён на ней с помощью термоклея. Для возможности периодической калибровки щупа в корпусе, напротив движка подстроечного резистора, сделано отверстие диаметром 3…3,5 мм, которое можно заклеить отрезком липкой ленты (скотча). Вид смонтированного щупа показан на рис. 4.

Рис. 3. Внешний вид смонтированной платы и элементов корпуса до сборки

Рис. 4. Вид смонтированного щупа

Следует отметить, что для другого экземпляра диода VD1, возможно, потребуется замена транзистора VT1 кремниевым маломощным диодом. Поэтому перед сборкой щупа следует провести предварительный подбор этих элементов, проводя калибровку и снимая при каждой замене амплитудную характеристику. Сделать это можно на низкой частоте.

Зависимость отклонений показаний системы щуп-мультиметр от входного напряжения показана на рис. 5. Калибровка проводилась на частоте 1 МГц при напряжении 2 В. В зависимости от наиболее часто используемого интервала измеряемых напряжений, калибровку можно проводить и при другом напряжении. Следует учесть, что эти отклонения складываются или вычитаются с погрешностью установки выходного напряжения генератора. Входное сопротивление этого щупа — около мега-ома, входная ёмкость зависит от ёмкости диода и конструктивной ёмкости.

Рис. 5. Зависимость отклонений показаний системы щуп-мультиметр от входного напряжения

Для повышения точности измерений можно сделать корректировочную таблицу или график и периодически проводить калибровку щупа. При частом использовании можно просто запомнить значения погрешности в процентах и корректировать показания в уме. Точно определить верхнюю граничную частоту не удалось, но до частоты 300 МГц отклонения показаний не превышали нескольких процентов.

Щуп для мультиметра с входным сопротивлением 1 МОм

Щуп можно сделать и для мультиметров серий DT-83x, М830х и аналогичных. Поскольку у них при измерении напряжения входное сопротивление около 1 МОм, номиналы элементов требуется изменить в сторону уменьшения. Соответственно уменьшится и входное сопротивление щупа. Схема щупа для этого случая показана на рис. 6. Если не требуется высокой верхней граничной частоты, в качестве детектора можно применить германиевые диоды серии Д9. Если планируется измерять переменное напряжение до 20 В, предпочтение следует отдать диодам с допустимым обратным напряжением не менее 50 В.

Рис. 6. Схема щупа для мультиметра с входным сопротивлением 1 МОм

Для корпуса щупа был применён пластмассовый корпус от фломастера меньшего диаметра, поэтому часть элементов — для поверхностного монтажа. Чертёж печатной платы этого варианта показан на рис. 7. Она — двухсторонняя, и её максимальная длина может быть любой подходящей для установки в корпусе, но не менее 60 мм. Крепление платы, проводов аналогично описанному в [6]. Применены конденсатор К10-17в и постоянные резисторы типоразмера 0805 или 1206, подстроечный резистор — PVZ3A, транзистор — любой маломощный кремниевый, в том числе и для поверхностного монтажа, например, серии КТ3130. Внешний вид смонтированной платы показан на рис. 8, а щупа в сборе — на рис. 9.

Рис. 7. Чертёж печатной платы щупа для мультиметра с входным сопротивлением 1 МОм

Рис. 8. Внешний вид смонтированной платы

Рис. 9. Внешний вид щупа в сборе

Коллекторный p-n переход транзистора в этих щупах можно заменить кремниевым диодом. Для примера взамен транзисторного перехода был установлен диод КД522Б (выделен на рис. 6 цветом), что, конечно, привело к изменению передаточной характеристики. Зависимости отклонений показаний системы щуп-мультиметр от входного напряжения для транзистора и диода показаны на рис. 10. Видно, что положение точек перегиба характеристик различаются. Верхняя частота щупа с указанным на схеме детекторным диодом — около 50 МГц. Входное сопротивление этого щупа — несколько сотен килоом, входная ёмкость зависит от ёмкости диода и конструктивной ёмкости.

Рис. 10. Зависимости отклонений показаний системы щуп-мультиметр от входного напряжения для транзистора и диода

Проводя эксперименты с различными типами и экземплярами детекторного и выравнивающего диода (или двух, соединённых последовательно) и подбирая резисторы, можно добиться повышения точности измерения. Кроме того, следует учесть, что при замене мультиметра на аналогичный рекомендуется провести калибровку и снять передаточную характеристику.

Чтобы сделать один из проводов общим для мультиметра и измеряемой цепи, взамен резистора R2 устанавливают проволочную перемычку, а сопротивление резистора R1 увеличивают в два раза. Полярность подключения щупа в этом случае будет иметь значение.

Налаживание и калибровку проводят вместе с тем мультиметром, с которым планируется эксплуатировать щуп. Их проводят в соответствии с рис. 11 на частоте, превышающей нижнюю частоту в несколько раз. Для этого потребуются генератор с нормированным выходным напряжением (или поверенный высокоомный ВЧ-вольтметр), ВЧ-кабель или его отрезок с волновым сопротивлением, соответствующим выходному сопротивлению генератора (как правило, 50 Ом), и проходная согласованная нагрузка (или безындукционный резистор R1 соответствующего сопротивления).

Рис. 11. Налаживание и калибровка устройства

Подключая щуп к выходу проходной нагрузки (резистору R1) и установив желаемое выходное напряжение, например 1 В, подстроечным резистором устанавливают показания мультиметра — 1 В. Затем, изменяя выходное напряжение, снимают передаточную характеристику и при необходимости подбирают резисторы для её корректировки. Если установлены резисторы R1 и R2, полярность подключения щупа не имеет значения, просто в одном из вариантов на табло мультиметра будет индицироваться знак минус. В авторском варианте калибровка и измерение основных параметров щупа проводились с помощью ВЧ-генератора Г4-153 (максимальное выходное напряжение — 11 В) и проходной нагрузки 50 Ом.

В заключение следует отметить, что хотя предложенные щупы и не претендуют на высокую точность измерений, они просты в изготовлении и с их помощью можно существенно расширить функциональные возможности мультиметра.

Чертежи печатных плат в формате Sprint-Layout и литературные источники [4, 5] имеются здесь.

Литература

1. Степанов Б. ВЧ головка к цифровому мультиметру. — Радио, 2006, № 8, с. 58, 59.

2. Степанов Б. ВЧ вольтметр на диоде Шотки. — Радио, 2008, № 1, с. 61, 62.

3. Нечаев И. Высокочастотный щуп-приставка к цифровому мультиметру. — Радио, 2004, № 11, с. 24, 25.

4. Instruction Sheet 85RF. — URL: http:// elcodis.com/parts/885531/85RF_dt1344-35.html#datasheet (23.04.19).

5. 85RF II High Frequency Probe Instruction Sheet. — URL: https://www.instrumart.com/ assets/85RF-II-manual.pdf (23.04.19).

6. Нечаев И. Высокоомный щуп для осциллографа с входным сопротивлением 50 Ом. — Радио, 2019, № 7, с. 9-11.

Автор: И. Нечаев, г. Москва

Дата публикации: 12.08.2019

Рекомендуем к данному материалу …

Мнения читателей

Нет комментариев. Ваш комментарий будет первый.

Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному вышематериалу:

www.radioradar.net

Приставка к мультиметру для проверки стабилитронов — Измерительная техника — Инструменты

И. АНКУДИНОВ, п. Алексеевен Иркутской обл.

При разборке радиоаппаратуры радиолюбители обычно не выбрасывают демонтированные детали, надеясь на дальнейшее их использование. Часть из них имеет маркировку, что позволяет их идентифицировать. Некоторые элементы можно определить по внешнему виду или с помощью мультиметра (резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности, светодио-ды и т. д).

Идентификация стабилитронов оказывается затруднительной, поскольку для этого необходим источник напряжения, превышающий напряжение стабилизации. Большинство стабилитронов, применяемых радиолюбителями, имеют напряжение стабилизации 3…15 В, поэтому подойдет источник с напряжением 15…20 В. Сделать такой источник компактным и легким можно, применив один гальванический элемент с повышающим преобразователем напряжения.

Предлагаемое устройство поможет выявить из диодной группы такие элементы, как стабилитроны и определить их основной параметр — напряжение стабилизации. Его схема показана на рис. 1, и конструктивно оно выполнено в виде приставки к цифровому мульти-метру. В устройстве применен модуль преобразователя напряжения от калькулятора «Электроника МК-24». Он представляет собой законченную конструкцию в корпусе размерами ЗОх13*8 мм и залит эпоксидной смолой. У него три вывода, имеющих обозначения «+», «-» и «VBbo», на корпусе имеется маркировка КФ-29. При подключении к выводам питания гальванического элемента типоразмера АА (1,5 В) на выводе «V^» присутствует постоянное напряжение около 15 В. Работоспособность модуля сохраняется при уменьшении питающего напряжения до 0,8 В. Резистор R1 совместно с испытуемым стабилитроном, который подключают к контактным площадкам Х1 и Х2, образуют параметрический стабилизатор напряжения.
Цифровой мультиметр М-830. М-838 или аналогичный устанавливают в режим измерения постоянного напряжения на пределе 20 В и подключают с соблюдением полярности к гнездам XS1 и XS2. При отсутствии подключаемого элемента мультиметр должен показать выходное напряжение преобразователя. Выводы тестируемого элемента соединяют с контактными площадками Х1 и Х2, если это стабилитрон и он соединен анодом с минусом, а катодом с плюсом, то мультиметр покажет напряжение стабилизации данного стабилитрона. При обратном подключении его выводов показания будут не более 0,7 В.

Если показания при подключении элемента в одной полярности не изменяются, а в другой не превышают 0,7 В — это диод или стабилитрон с более высоким, чем 20 В, напряжением стабилизации. Для симметричного стабилитрона в обоих случаях показания будут одинаковыми и меньше выходного напряжения преобразователя. Если показания муль-тиметра близки к нулю в обоих направлениях подключения, испытуемый элемент (диод или стабилитрон) пробит. При максимальных показаниях в обоих вариантах подключения тестируемого элемента — обрыв.
Устройство собирают на печатной плате из двусторонне фольгированного стеклотекстолита, чертеж которой показан на рис. 2. Одна сторона является лицевой панелью на которой сделаны контактные площадки Х1 и Х2. На второй стороне монтируют детали методом поверхностного монтажа без сверления отверстий. Их выводы укорачивают и припаивают непосредственно к печатным проводникам. Через отверстия в плате контакты Х1 и Х2 соединяют с контактными площадками второй стороны.
Контактные пластины для установки гальванического элемента изготовляют также из двусторонне фольгированного стеклотекстолита, зачищают, залужи-вают и припаивают к печатным проводникам платы. К минусовой пластине, для улучшения контакта с элементом питания, припаивают пружинящий лепесток. Преобразователь напряжения КФ-29 приклеивают к плате, а его выводы припаивают к соответствующим контактным площадкам. Гнезда XS1 и XS2 подбирают по диаметру щупов мультиметра и закрепляют на плате гайками. Гнезда можно использовать любые из имеющихся в наличии, изменив способ их крепления Выключатель питания SA1 — любой малогабаритный движковый.

При отсутствии модуля КФ-29 преобразователь можно собрать по схеме, приведенной на рис. 3. На транзисторе VT1 и трансформаторе Т1 собран бло-кинг-генератор. Импульсы напряжения с коллектора транзистора VT1 выпрямляются диодом VD1, сглаживаются конденсатором СЗ. Постоянное напряжение через резистор R1 поступает на гнезда XS1 и XS2. Элементы этого преобразователя монтируют на аналогичной плате, причем лицевая панель не меняется а печатные проводники и монтаж на второй стороне выполняют в соответствии с рис. 4.
В устройстве применены резисторы МЛТ, С2-33, оксидные конденсаторы С1 и СЗ — импортные, С2 — К10-17. Для изготовления трансформатора Т1 используют ферритовое кольцо типоразмера К10*6хЗ мм магнитной проницаемостью 1000. 2000, грани которого предварительно притупляют с помощью надфиля и обматывают тонкой виниловой лентой. Первичная обмотка содержит 20 витков, а вторичная — 10 витков провода ПЭВ-2 0,31 Диод 1N5817 заменим на 1N5818, 1N5819. Транзистор — КТ3102 с любым буквенным индексом Выключатель SA1 — любой малогабаритный движковый.

После монтажа устанавливают гальванический элемент и включают SA1. Если собранный преобразователь не начинал работать, необходимо поменять местами выводы одной из обмоток трансформатора Т1. Внешний вид приставки показан на рис. 5. Ее можно использовать и со стрелочным мультиметром.

cxema.my1.ru

Испытатель стабилитронов — приставка к мультиметру

Этой конструкцией автор планирует завершить цикл своих статей [1-9] по расширению возможностей мультиметров серий М-83х, DT-83x. Приставка позволяет измерять напряжение стабилизации маломощных стабилитронов, а также прямое напряжение и напряжение пробоя диодов, светодиодов и p-n переходов транзисторов. Как и разработанные ранее, она питается от мультиметра и не требует его доработки.

В настоящее время производители выпускают очень большой спектр многофункциональных измерительных приборов с автономным питанием — мультиметров. Чего только они ни «умеют» измерять, но напряжение стабилизации стабилитронов — далеко не все. Не лишены этого недостатка и популярные М-83х, DT-83x. Для таких измерений необходим встроенный или внешний источник напряжением несколько десятков вольт.

Приставка позволяет в некоторой степени решить для них (и подобных им мультиметров) эту задачу. Помимо напряжения стабилизации, она позволяет оценить прямое падение напряжения на маломощных светодиодах и диодах. Некоторые радиолюбители применяют транзисторы, например, серии КТ315, в качестве стабилитронов, используя эмиттерный p-n переход, включённый в обратном направлении. В этом случае с помощью приставки можно быстро подобрать экземпляр транзистора с нужным напряжением стабилизации.

Основные технические характеристики

Измеряемое напряжение, В ……………………..0…30

Ток через тестируемый прибор, мА …………………… 5

Напряжение питания, В …………3

Потребляемый ток:

в режиме измерения, не более, мА …………………. 3

в режиме ожидания, мА……..1,5

Схема приставки показана на рис. 1, а поясняющие её работу временные диаграммы — на рис. 2. При включении мультиметра питание на приставку поступает через вилку ХР1 с гнезда «NPNc» мультиметра со встроенного в микросхему АЦП стабилизатора напряжения +3 В. На транзисторе VT3 и элементах R13, C7, как и в [8], собран узел плавной подачи напряжения на конденсатор С4. Обоснованность применения этого узла, принцип его работы и назначение элементов приведены там же.

Рис. 1

На специализированной микросхеме DA1 (NCP1402SN50T1) собран повышающий с 3 до 31…32 В преобразователь напряжения. В отличие от типовой схемы в [10], энергия в дросселе L1 накапливается за счёт протекания тока через часть обмотки, подключённой между выходом Lx микросхемы DA1 и линией питания +3 В. Во время цикла обратного хода положительные импульсы напряжения на отводе относительно общего провода с учётом падения напряжения на выпрямительном диоде VD1 и напряжения на входе OUT (вывод 2) микросхемы — 5,8 В, а относительно начала обмотки (т. е. за вычетом напряжения питания) — 2,8 В. На крайних выводах обмотки формируется импульсное напряжение, повышенное до 30,8 В. Коэффициент трансформации равен 11. В рабочем режиме напряжение на входе OUT микросхемы NCP1402SN50T1 стабилизировано и равно 5 В, поэтому применение микросхем из этой серии с меньшим выходным напряжением потребует увеличения числа витков обмотки дросселя L1 и усложнит его изготовление. Для нормальной работы преобразователя установлены нагрузочный резистор R1 (100 кОм) [11] и сглаживающий конденсатор С1.

Рис. 2

Положительные импульсы напряжения с повышающей обмотки накопительного дросселя L1 поступают через выпрямительный диод VD2 на сглаживающий конденсатор С2. Постоянное напряжение на этом конденсаторе — около +31 В — складывается из выпрямленного и питающего (3 В) за вычетом потерь.

Оно поступает на источник тока, собранный на транзисторе VT2 по обычной схеме, который и задаёт ток через проверяемый стабилитрон.

Диоды VD5 и VD6 задают стабильное напряжение -1,15 В на базе транзистора относительно линии питания +31 В.

Выходной ток, равный 5,3 мА, задан резистором R9. Тестируемый прибор подключают к выходу источника тока (гнёзда XS1, XS2 «VDx»). Но если источник тока будет работать постоянно, потребляемый приставкой ток станет намного больше максимально допустимого тока нагрузки для встроенного в АЦП мультиметра стабилизатора напряжения. Поэтому в приставке источник тока включается только на короткие промежутки времени.

Источником тока управляет генератор импульсов, собранный на трёх двунаправленных аналоговых ключах DD1.1-DD1.3, входящих в состав микросхемы 74HC4066D — четырёхканального коммутатора [12]. На чей DD1.1 и DD1.2 формируется последовательность прямоугольных импульсов длительностью 12,5 мкс (рис. 2,а) с периодом повторения 500 мкс (скважностью 40). Ключи DD1.1 и DD1.3 с нагрузочными резисторами R4 и R7 включены инверторами, а DD1.2 — как неинвертирующий буферный элемент с нагрузочным резистором R6. В качестве входов использованы входы управления ключами. ПОС для генерации обеспечивает конденсатор С3, ООС — цепь R2VD3R3. Длительность импульсов (12,5 мкс) задана цепью R3VD3 и конденсатором С3, а длительность паузы (487,5 мкс) — резистором R2 и конденсатором C3. Поскольку резисторы R3 и R4 соизмеримы по сопротивлению, цепь ООС R2VD3R3 подключена не напрямую к выходу (выводу 1) инвертора на ключе dD 1.1, а к выходу буферного неинвертирующего элемента. В этом случае возрастает усиление в петле ПОС, а значит, и прямоугольность выходных импульсов.

С резистора R6 импульсы генератора поступают на затвор полевого транзистора VT1. Каждый раз, открываясь на 12,5 мкс, он соединяет резистор R8 с общим проводом, включая на это время подачу тока с источника тока на проверяемый стабилитрон. В промежутках между импульсами транзисторы VT1 и VT2 и проверяемый прибор обесточены. Такой режим работы обеспечивает средний ток потребления преобразователем напряжения от линии питания +3 В не более 2,4…2,5 мА. Импульсы потребляемого тока, как и в [8], сглаживает конденсатор С4.

Импульсы напряжения с выхода ключа DD1.1 с задержанным на 3 мкс цепью R5C5 фронтом поступают на управляющий вход аналогового ключа DD1.4 (рис. 2,б) и открывают его на 9,5 мкс. К этому моменту на подключённом стабилитроне уже установится его напряжение стабилизации. Параллельно стабилитрону подключён резистивный делитель R10R11 с коэффициентом передачи 1:10. Напряжение с выхода резистивного делителя, «вырезанное» за 9,5 мкс ключом DD1.4, поступает на «запоминающий» конденсатор С6, а с него — через вилку XP2 на вход мультиметра «V^mA» для измерения. Конденсатор С6 образует с резисторами R10 и R11 интегрирующую цепь, которая оказывает влияние на коэффициент передачи делителя. Сопротивление резистора R11 задано с учётом этого влияния. Эпюры напряжения на выходе делителя показаны на рис. 2,в.

Чертёж печатной платы показан на рис. 3. Применены элементы (за исключением дросселя L1) для по-верхностного монтажа. Обмотка дросселя содержит 9+91 виток провода ПЭЛ 0,16 и ПЭЛ 0,1 соответственно. Она намотана в один слой на кольцевом магнитопроводе с изоляционным покрытием, изъятом из балласта КЛЛ. Размеры магнитопровода — 4,5х6х х10мм. Начальная магнитная проницаемость, вычисленная с помощью программы-калькулятора Coil32, — около 5000. Индуктивность обмотки между началом и отводом — 160 мкГн. Отклонение более ±30 мкГн ухудшает КПД преобразователя и может привести к его неустойчивой работе [11]. Повышающую обмотку лучше намотать с запасом в несколько витков, а точное число подобрать при налаживании. Штырь ХР1 «NPNc» и входные гнёзда XS1, XS2 «VDx» — от подходящего разъёма. Штыри ХР2 «V^mA» и ХР3 «СОМ» — от измерительных щупов. Конденсаторы С1-С3, С5, С6 — керамические типоразмера 1206, С4, С7 — танталовые типоразмера D и В соответственно. Конденсатор С4 можно заменить выводным, например, К50-35 или импортным. На плате для его плюсового вывода предусмотрена контактная площадка. Все резисторы — типоразмера 1206. Полевой транзистор BSN20 можно заменить транзистором BSS138, BSS138L, 2N7002K, 2N7002L или другим маломощным с ёмкостью затвор-исток не более 50 пФ (при напряжении сток-исток 1 В), допустимым напряжением сток-исток не менее 50 В, а пороговым — не более 2,5 В. Транзистор BC857C можно заменить маломощным структуры p-n-p с коэффициентом передачи тока базы не менее 300 и допустимым напряжением коллектор- эмиттер не менее 50 В. Полевой транзистор IRLML6302 заменим транзистором SSM3J01F, TP0101TS, FDN338P или другим с p-каналом, пороговым напряжением не более 2 В и сопротивлением открытого канала не более 0,5 Ом. Размещение элементов на плате показано на рис. 4.

Рис. 3

Рис. 4

Перед подключением к мультиметру, чтобы не вывести его из строя, приставку сначала подключают к внешнему источнику питания напряжением 3 В. Измеряют потребляемый ток, который при замкнутых гнёздах XS1, XS2 должен быть 2,7…3 мА, а затем подключают к мультиметру. Измеряют напряжение на линии питания +31 В. Оно должно быть в пределах 31.32 В, а изменить его можно подборкой числа витков повышающей обмотки дросселя L1. Далее к гнёздам XS1, XS2 подключают стабилитрон с измеренным заранее напряжением стабилизации при токе 5 мА. Устанавливают переключатель рода работ мультиметра в соответствующее положение и при необходимости корректируют показания, подбирая резистор R11. Внешний вид собранной приставки показан на рис. 5.

Рис. 5

И в заключение об установке положений переключателя рода работ мультиметра. В положении «DCV 200m» предел измерений падений напряжений — 2000 мВ (удобен для диодов и p-n переходов), в положении «DCV 2000m» — 20 В, в «DCV 20» — более 20 В. Максимальное значение измеряемого напряжения — 30 В, оно ограничено выходным напряжением преобразователя напряжения.

Чертежи печатной платы в форматах Sprint LayOut 5.0 и TIFF имеются здесь.

Литература

1. Глибин С. Измеритель ЭПС — приставка к мультиметру. — Радио, 2011, № 8, с. 19, 20.

2. Глибин С. Об измерителе ЭПС. — Радио, 2012, № 8, с. 25.

3. Глибин С. Замена микросхемы 74АС132 в измерителе ЭПС. — Радио, 2013, № 8, с. 24.

4. Глибин С. LC-метр — приставка к мультиметру. — Радио, 2014, № 8, с. 21-24.

5. Глибин С. Измеритель ёмкости и ЭПС оксидных конденсаторов — приставка к мультиметру. — Радио, 2015, № 1, с. 20-23.

6. Глибин С. Вольтметр среднеквадратичных значений — приставка к мультиметру. — Радио, 2015, № 4, с. 24-26.

7. Глибин С. Мегомметр — приставка к мультиметру. — Радио, 2015, № 5, с. 53, 54.

8. Глибин С. Миллиомметр — приставка к мультиметру. — Радио, 2015, № 8, с. 23, 24.

9. Глибин С. Мегомметр до 200 МОм — приставка к мультиметру. — Радио, 2017, № 7, с. 54.

10. NCP1402. 200 mA, PFM Step-Up Micropower Switching Regulator. — URL: https:// www.onsemi.com/pub/CoNateral/NCP1402-D.PDF (01.05.17).

11. Глибин С. Микромощный преобразователь напряжения с высоким КПД. — Радио, 2017, №5, с. 23.

12. 74HC4066; 74HCT4066. Quad singlepole single-throw analog switch. — URL: http:// www. voltmaster. ru/pdf/datasheets/nxp/ 74HC_HCT4066-839702.pdf (01.05.17).

Автор: С. Глибин, г. Москва

Возможно, вам это будет интересно: