멀티미터에 프리픽스 주파수 미터. 계획, 설명

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멀티미터에 주파수 미터를 접두사로 붙입니다. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전

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모든 DMM이 주파수를 측정할 수 있는 것은 아니며 그렇게 할 수 있는 저렴한 DMM은 감도가 낮고 주파수 범위가 제한된 경향이 있습니다.

제안된 장치는 주파수-전압 변환기이며 물론 디지털 다중 자릿수 주파수 측정기를 대체하지는 않지만 보완합니다. [1, 2]에 발표된 것보다 더 나은 매개변수를 가지고 있습니다. 이를 통해 5Hz ... 2,5MHz 범위에서 임의 파형의 주파수를 측정할 수 있습니다. 5Hz ... 5kHz 범위에서 멀티미터의 자릿수 용량이 허용하는 경우 1Hz의 분해능으로 측정을 수행할 수 있습니다(3,5자리 디스플레이가 있는 멀티미터의 경우 - 5Hz ... 1999Hz ). 최대 50kHz 측정 주파수의 오차는 0,2% ± 1 단위를 초과하지 않습니다. 주니어 학년. 더 높은 주파수에서 오류는 약간 증가하지만 0,8%를 넘지 않습니다. 실온 범위에서 판독값의 온도 불안정성 - 0,04°C당 1% 이하. 이 장치는 30mA 이하의 전류를 소비합니다. 측정 주기는 초당 2...3회이며 이는 멀티미터의 측정 주기에 해당합니다. 주파수 과부하 표시기가 제공됩니다.

측정된 주파수 범위는 4개의 간격으로 나뉩니다. 부분 3999자리 디스플레이(XNUMX)가 있는 멀티미터의 경우 다음과 같습니다.

첫 번째 범위 - 5...3999Hz,
두 번째 - 50...39990Hz,
세 번째 - 500...399900Hz,<>
네 번째 - 5kHz ... 2,5MHz

주파수를 측정할 때 멀티미터의 작동 스위치 유형은 DC 전압 측정 위치로 설정됩니다. 이렇게 하면 연결 장치를 다시 만들 필요 없이 연결 장치와 함께 입력 저항이 최소 1MΩ인 모든 멀티미터를 사용할 수 있습니다.

멀티미터에 프리픽스 주파수 미터. 콘솔의 개략도
그림 1. 접두사 주파수 측정기의 개략도

분리 보호 회로(그림 100)를 통해 진폭이 50mV ... 1V인 임의 파형 입력 신호가 전계 효과 트랜지스터 VT2의 게이트로 들어갑니다. 이 스테이지는 높은 입력 임피던스와 낮은 입력 커패시턴스를 가지므로 실제로 오디오 주파수 범위에서 최대 3V 진폭의 신호를 분류하지 않습니다. 드레인 VT2에서 증폭된 입력 신호는 트랜지스터 VT3, VT4를 기반으로 하는 차동 증폭기에 공급됩니다. 직사각형에 가까운 신호는 VT4 수집기에서 제거되어 슈미트 트리거 DD1.1, DD1.2에 공급됩니다. 직사각형 신호는 DD11의 핀 1.2에서 가져와서 추가 처리를 위해 DD3...DD5 마이크로회로에 공급되며, 이는 주파수 분할기로 10만큼 포함됩니다.

스위치 SA1에 의해 선택된 주파수 범위에 따라 신호는 카운터 DD1.3 ... DD1.4 중 하나 또는 인버터 DD3의 출력에서 DD5, DD1.2의 펄스 셰이퍼로 전송됩니다. C11-R16의 미분 회로는 생성된 펄스의 일정한 지속 시간을 설정하며, 듀티 사이클은 연구 중인 신호의 주파수에 따라 다릅니다. 생성된 펄스는 병렬 연결된 인버터 DD2.2...DD2.4의 전력 증폭기에 공급됩니다. 증폭기의 출력에서 진폭과 지속 시간이 안정적인 펄스는 VT5, VT6, R17, R18, VD9에서 온도 보상 안정 전류 발생기로 공급됩니다.

스토리지 커패시터 C9의 전압이 600mV(DD6의 출력에서 주파수 1.4kHz)의 레벨을 초과하면 주파수-전압 변환의 선형성이 악화됩니다. 오류를 피하기 위해 장치에는 트랜지스터 VT1, 인버터 DD2.1 및 깜박이는 LED HL1에 과부하 표시기가 장착되어 있습니다.

커패시터 C1의 방전 회로에 포함된 소형 백열 램프 EL9은 셋톱 박스 출력 전압의 작은 음의 온도 드리프트를 보상합니다.

1 ... 2V의 전압 조정기는 셋톱 박스의 높은 정확도를 보장하는 데 필요한 DA6 칩과 HL6,5 LED에 조립됩니다. IC KR142EN17A는 입력과 출력 사이의 낮은 전압 강하로 작동할 수 있으며 배터리 구동 장치에 가장 적합합니다. 부재시 안정기는 그림 2에 표시된 구성표에 따라 조립할 수 있습니다. KR142EN17 칩에 대한 자세한 내용은 [3]에서 확인할 수 있습니다.

멀티미터에 프리픽스 주파수 미터. 6 ... 6,5 V용 전압 안정기
그림 2. 6 ... 6,5 V용 전압 안정기

세부 사항 및 디자인. 고정 저항은 MTL-0,125, C1-4-0,125 유형을 사용할 수 있습니다. 트리머 - SPZ-38a, SPZ-386, RP1-63M. 튜닝을 용이하게 하려면 저항이 15옴인 R5 다중 회전, SP2-39, SPZ-470a 유형을 사용하는 것이 좋습니다. 커패시터 C11 - 바람직하게는 최소 TKE가 있는 필름(예: K31-10, K31-11). 산화물 커패시터 C9 - 니오븀 K53-4.

그 자리에 누설이 적은 다른 유형의 커패시터 (K52, K53)를 넣을 수 있습니다. 나머지 산화물 커패시터는 K50-24, K50-35 또는 수입 아날로그입니다. 비극성 차단 커패시터 - KM-5, KM-6, K10-176. 다이오드 VD1 ... VD8, VD10 - KD503, KD510, KD522, 1N4148. 깜박이는 LED HL1 - 모든 유형, 가급적이면 빨간색. HL2 LED는 인덱스 A, B, K 또는 L이 있는 AL307 시리즈여야 합니다. VD9 다이오드는 반드시 게르마늄이어야 합니다(예: D20, D9).

VT2 전계 효과 트랜지스터는 KP305 시리즈 중 하나로 교체할 수 있습니다. 절연 게이트와 n 채널이 있는 전계 효과 트랜지스터가 없는 경우 pn 접합이 있는 트랜지스터(예: KP307, KP303)를 사용할 수 있습니다. VT1, VT3, VT4 - KT3102, KT3130, SS9018, 2SD734; VT5, VT6 - KT3107, SS9015 시리즈 중 하나.

칩 DD1, DD2는 유사한 시리즈 564, KR1561과 호환됩니다. 스위칭 회로를 변경하면 카운터 DD3 ... DD5를 K561IE14, KR1561IE14로 교체할 수 있습니다. DD4, DD5 대신에 K176IE4, K176IE2를 사용할 수도 있으며 이를 10분할 주파수 분할기로 포함할 수도 있습니다.

접두사는 표면 또는 인쇄 배선으로 110x60mm (표지의 사진) 크기의 보드에 장착됩니다. 트랜지스터 VT5, VT6 및 다이오드 VD9는 서로 가깝게 배치됩니다. 작은 종이 실린더가 그들에게 접근하고 있으며, 그 실린더는 파라핀으로 채워져 있습니다. 차단 커패시터 C6, C7은 미세 회로 DD1, DD2 근처에 설치됩니다. 그림 1은 필요한 최소 바이패스 커패시터 수를 보여줍니다. 셋톱 박스가 정지 상태에서만 작동하는 경우 미세 회로의 공급 전압을 9V로 높이는 것이 바람직합니다.

장치에 공급 전압을 적용하면 입력에 신호가 없을 때 VT2 드레인의 전압이 측정되며 이는 약 2,4V여야 합니다. 필요한 경우 R7을 선택하여 설정합니다. 다음으로 VT5 및 R18은 출력 DD2.2 ... DD2.4에서 일시적으로 분리되고 커패시터 C8의 "+" 단자에 연결됩니다. R18을 선택하면 컬렉터 전류 VT6이 1,5 ... 2mA 내에서 설정됩니다. 이전 연결을 복원하면 주파수가 1000Hz이고 진폭이 250mV인 정현파 신호가 발생기의 장치 입력에 적용됩니다. 오실로스코프를 사용하여 VT4 수집기의 신호를 제어하여 R11 엔진을 회전하여 사행을 달성합니다. 이것이 실패하면 R8을 선택해야 합니다. 설정의 첫 번째 단계가 완료되었습니다.

또한 멀티미터가 셋톱 박스의 출력에 연결되어 정전압(-1999,9mV, 400mV 또는 200mV 제한)을 측정하기 위해 켜집니다. 기준 주파수 측정기는 신호 발생기의 출력에 연결됩니다. 3800Hz 또는 1800Hz의 주파수와 진폭 1V가 발전기에 설정되어 있습니다.R19를 선택하고 R15를 조정하면 디스플레이의 판독값은 380,0mV(180,0mV)입니다. 그런 다음 발전기의 주파수가 10배 감소합니다. 디지털 주파수 측정기와 멀티미터의 판독값이 ± 2 단위 이상 차이가 나는 경우. LSB를 선택한 다음 VT5, VT6, VD10, C9를 확인해야 합니다. 실제로는 간증에 불일치가 없어야 합니다! SA1을 전환하면 주파수 분배기 DD3 ... DD5가 작동하는지 확인합니다.

R19와 직렬로 서미스터나 백열등을 연결하여 전체 장치의 열 보상을 할 수 있습니다. 주변 온도가 증가함에 따라 멀티 미터의 판독 값이 감소하면 PTC 서미스터 또는 소형 24 ... 60 V 백열 램프를 연결해야 합니다. 과보상이 이루어지면 온도 센서를 기존 저항기로 분류해야 합니다.

25 ° C의 온도에서 연결된 온도 센서의 대략적인 저항은 30 ... 300 Ohm입니다. 열 보상은 예를 들어 필요한 TKE를 사용하여 수십 피코 패럿 동안 C11과 병렬로 세라믹 커패시터를 연결하여 다른 방식으로 수행할 수도 있습니다.

VT2 트랜지스터와 미세 회로를 장착할 때 MOS 장치 작업에 대한 일반적인 예방 조치를 준수해야 합니다. 전계 효과 트랜지스터의 단자와 케이스는 폐쇄 튜브를 제거하기 전에 연선 점퍼로 임시로 감쌉니다.

셋톱 박스가 더 높은 주파수를 측정해야 하는 경우 초소형 회로를 KR1554 시리즈의 기능 아날로그(예: KR1554IE6)로 교체하고 입력 증폭기를 다시 실행하고 IC 공급 전압을 5,5V로 줄여야 합니다. 따라서 분배기의 수도 증가해야 합니다. 셋톱박스에서 더 높은 감도가 필요한 경우 전계 효과 트랜지스터에 다른 단계를 추가하거나 전류 미러 회로에 따라 차동 증폭기(VT3, VT4)를 구축할 수 있습니다.

적합한 소형 스위치를 구입하는 데 어려움이 있는 경우 두 자리 이진 카운터로 포함된 K561TM2 칩과 K561KTZ 멀티플렉서에 기능 아날로그를 구축할 수 있습니다. 이 경우의 범위 전환은 버튼 하나로(TD-06XEX SMD) 수행됩니다. 반복적인 과부하 후에 높은 계산 정확도를 복원하는 데 몇 초가 필요하다는 점을 고려해야 합니다(VT5, VT6 수정의 국부적 가열로 인해).

문학

Nechaev I. 결합 주파수 측정기. - 라디오, 1993, N9, S.22-24.
Griev Yu. 측정 한계의 자동 선택 기능이 있는 아날로그 주파수 측정기. 라디오 아마추어를 위한 도움말입니다. - 모스크바: 패트리어트, 1990, N108, S.40-51.
Nefedov A. KR142EN17 시리즈의 미세 회로 - 전압 안정기. - 라디오, 1998, N6, p.65.

저자: A. Butov, Yaroslavl 지역 Kurba 마을; 간행물: radioradar.net

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