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交流毫伏表的设计与制作,Millivoltmeter

454398 2018-09-20 19:21 次阅读

交流毫伏表的设计与制作,Millivoltmeter

关键字:交流毫伏表的设计与制作

交流毫伏表的设计与制作
在进行电子实验或制作时,除信号源外,如果再有交流毫伏表,就会很方便地工作。例如测量放大器的频率特性和增益.交调失真和通道平衡的检测滤波器的截止频率调整等等,都可以得心应手。但一般市售的万用电表或数字表.其交流大多不具备“mV”挡,而且可测的频率也多在1kHz以下,不能满足上述要求。
这里制作的交流毫伏表,设计目标为3mV~100V分十挡,频率范围12Hz-60kHz.测量误差小于1%。对业余电子爱好者来讲是如虎添翼。整机电路见图1。
在图1中,输入端用二刀十一位波段开关作量程选择,输入阻抗为300kΩ。第一级放大器选用单运放LF357H,其增益带宽积GB=20MHz,在100倍的增益下也能保证200kHz(-3dB)的带宽,完全能满足音频范围的要求。第二级运放接成有源检波器、进行AC-DC变换。为了使输入的数毫伏电压能驱动数伏的表头,第三级运放接成10倍放大器.但通过开关K1—2可改变增益。
从图1中可知,输入级衰减器只用了五只精密电阻,而不像一般电压表的衰减器,需每一挡位有一个衰减电阻,其原因是减少精密电阻的数量(尤其是低阻值的线绕电阻),以防止输入级的频率特性恶化。但为了达到10挡的量程,用与输入级衰减开关K1—1同轴的增益转换开关K1—2,在10倍率的挡位加入43kΩ电阻以改变末级的增益来获得合适的衰减。
最后的输入电压用满量程1mA的电流表来读数。毫伏表的供电电压为正、负15V双电源供电。
元件选择三只运放均采用金属封装的八脚管,C1、C2选用无极性电容,C2也可用两只10μF钽电解电容同极性串联代替,图中电阻一律用金属膜电阻.精度为1%的电阻需用数字表精选,30Ω电阻可用多只电阻串、并联得到,尽量不用线绕电阻。输入插座选用音响设备上常见的莲花插座(RCA),测试表笔的导线选用金属屏蔽线,屏蔽层作接地端。
安装与调整本表灵敏度很高,应装在金属机箱内.以避免外部干扰;输入端子与量程开关K1尽量靠近安装,输入电容(0.22μF)和五只衰减电阻直接焊接在开关K1上。电源变压器应安装在距离输入级最远的位置。
电流表刻度盘的绘制一般成品电流表的表盘刻度,都只能用于一种倍率。本表要适应3倍率和10倍率两种刻度。需要重新绘制。步骤如下:1)拆开电流表盖,拆下表盘,测量出表针的长度及整条刻度的弧度(即表针旋转范围.一般为90°)。2)在厚纸上作两条直径约100-200毫米的弧(直径大则制图精度高),弧长与表针旋转角度吻合,将其中一条弧等分为50格(10倍率),另一条等分为30格(3倍串);3)用略大于表盘实际尺寸的打印纸重叠在上述大刻度纸上.圆心重合,用透明直尺按大刻度在弧上画出刻度。4)将绘出的刻度帖合到表盘上,注意圆心要严格重合,纸和表盘间不能有空气。用刻刀裁去表盘周边多余的纸。最后将表盘纸面快速掠过酒精灯火焰几次,烧掉纸面飞起的“毛”,以免妨碍表针运动。若用电脑绘图,则可省去步骤2、3。5)把表盘装回电流表.注意调整好表盘两边表针限位簧的
位置。
接通电源,在输入端开路状态下,电表指针应不动;若在各挡位表针都有轻微抖动,可在末级放大部分增加偏置调整电路进行微调.如图2;若只是在低量程端(如毫伏挡)有表针抖动现象,应是外界电磁干扰,可在机箱内将输入部分(包括输入端子、K1和电容、电阻)也用金属板隔离起来,并将金属板接地。最后,在输入端输入1V(1kHz)的交流信号,在“1V”挡,调整5KΩ电位器,使表针指示满度。然后输入不同交流电压.检测各挡位精度.若误差较大,应重测各衰减电阻及增益转换电阻(100kΩ、43kΩ)。
至此.一台高性价比的交流毫伏表制作成功。
----拉动滚动条查看完整电路图------

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