Milivoltmeter jednosmerného a striedavého prúdu a ohmmeter s lineárnou stupnicou. Vysokofrekvenčný lineárny milivoltmeter milivoltmeter s premenlivým napätím

krása

Vysoká presnosť merania veľkosti RF napätí (do tretej alebo štvrtej číslice) v rádioamatérskej praxi v skutočnosti nie je potrebná. Dôležitejšia je kvalitatívna zložka (prítomnosť signálu dostatočne vysokej úrovne - čím viac, tým lepšie). Zvyčajne pri meraní RF signálu na výstupe lokálneho oscilátora (generátora) táto hodnota nepresiahne 1,5 - 2 volty a samotný obvod je naladený na rezonanciu podľa maximálnej hodnoty RF napätia. S nastaveniami v medzifrekvenčných cestách signál stúpa postupne od jednotiek až po stovky milivoltov.

Pre takéto merania sú stále často ponúkané trubicové voltmetre (typ VK 7-9, V 7-15 atď.) s rozsahmi merania 1-3V. Vysoká vstupná impedancia a nízka vstupná kapacita v takýchto zariadeniach je určujúcim faktorom a chyba je až 5-10% a je určená presnosťou použitej meracej hlavy ukazovateľa. Merania rovnakých parametrov je možné vykonávať pomocou domácich ukazovacích zariadení, ktorých obvody sú vyrobené na tranzistoroch s efektom poľa. Napríklad v RF milivoltmetri B. Stepanova (2) je vstupná kapacita len 3 pF, odpor v rôznych podrozsahoch (od 3 mV do 1000 mV) ani v najhoršom prípade nepresahuje 100 kOhm s chybou +/- 10 % (určené použitou hlavou a chybou prístrojového vybavenia na kalibráciu). Zároveň namerané RF napätie s hornou hranicou frekvenčného rozsahu 30 MHz bez zjavnej frekvenčnej chyby, čo je v rádioamatérskej praxi celkom prijateľné.

Pretože moderné digitálne prístroje sú pre väčšinu rádioamatérov stále drahé, minulý rok v časopise Radio B. Stepanov (3) navrhol použitie RF sondy pre lacný digitálny multimeter typu M-832 s podrobným popisom jeho zapojenia a aplikačných metód. Medzitým, bez vynaloženia akýchkoľvek peňazí, je možné úspešne používať ukazovacie RF milivoltmetre a zároveň uvoľniť hlavný digitálny multimeter na paralelné merania prúdu alebo odporu vo vyvíjanom obvode ...

Obvodovo je navrhované zariadenie veľmi jednoduché a minimum použitých komponentov nájde „v krabici“ takmer každý rádioamatér. V schéme vlastne nie je nič nové. Použitie DU na takéto účely je podrobne popísané v rádioamatérskej literatúre z 80-90 rokov (1, 4). Bol použitý široko používaný mikroobvod K544UD2A (alebo UD2B, UD1A, B) s tranzistormi s efektom poľa na vstupe (a teda s vysokým vstupným odporom). Môžete použiť akékoľvek operačné zosilňovače iných sérií s poľnými zariadeniami na vstupe a v typickom zapojení, napríklad K140UD8A. Technické charakteristiky milivoltmetra-voltmetra zodpovedajú vyššie uvedeným, pretože základom zariadenia sa stal obvod B. Stepanova (2).

V režime voltmetra je zosilnenie operačného zosilňovača 1 (100% OOS) a napätie sa meria mikroampérmetrom do 100 μA s prídavnými odpormi (R12 - R17). V skutočnosti určujú podrozsahy zariadenia v režime voltmetra. Keď sa OOS zníži (spínač S2 zapne odpory R6 - R8) Kus. zvyšuje, citlivosť operačného zosilňovača sa zodpovedajúcim spôsobom zvyšuje, čo umožňuje jeho použitie v režime milivoltmetra.

vlastnosť Navrhovaným vývojom je možnosť prevádzky zariadenia v dvoch režimoch - jednosmerný voltmeter s limitmi od 0,1 do 1000 V a milivoltmeter s hornými limitmi podrozsahov 12,5, 25, 50 mV. V tomto prípade je rovnaký delič (X1, X100) použitý v dvoch režimoch, takže napríklad na podrozsahu 25 mV (0,025 V) pomocou multiplikátora X100 je možné merať napätie 2,5 V. Na prepínanie podrozsahov prístroja slúži jeden viacpolohový dvojdoskový prepínač.

S použitím externej RF sondy na báze germániovej diódy GD507A je možné merať RF napätie v rovnakých podrozsahoch s frekvenciou až 30 MHz.

Diódy VD1, VD2 chránia ručičkový merací prístroj pred preťažením počas prevádzky. Ďalšia vlastnosť ochrana mikroampérmetra počas prechodových javov, ktoré sa vyskytujú pri zapnutí / vypnutí zariadenia, keď šípka zariadenia zmizne z mierky a môže sa dokonca ohnúť, je použitie reléového vypnutia mikroampérmetra a uzavretia výstupu operačného zosilňovača na zaťažovací odpor (relé P1, C7 a R11). V tomto prípade (keď je zariadenie zapnuté) trvá nabitie C7 zlomok sekundy, takže relé pracuje s oneskorením a mikroampérmeter je pripojený k výstupu operačného zosilňovača o zlomok sekundy neskôr. Keď je zariadenie vypnuté, C7 sa cez kontrolku veľmi rýchlo vybije, relé sa vybije a preruší pripojovací obvod mikroampérmetra skôr, ako sa úplne odpojí napájacie obvody operačného zosilňovača. Ochrana aktuálneho operačného zosilňovača sa vykonáva zapnutím vstupu R9 a C1. Kondenzátory C2, C3 blokujú a zabraňujú budeniu OS. Zariadenie je vyvážené („nastavenie 0“) premenlivým odporom R10 na podrozsahu 0,1 V (je možné na citlivejších podrozsahoch, ale pri zapnutí vzdialenej sondy sa zvyšuje vplyv rúk). Kondenzátory sú žiaduce typu K73-xx, ale v prípade ich neprítomnosti je možné použiť aj keramické 47 - 68n. Vo vzdialenej sonde-sonde sa používa kondenzátor KSO pre prevádzkové napätie najmenej 1000V.

Nastavenie milivoltmeter-voltmeter sa vykonáva v tomto poradí. Najprv nastavte delič napätia. Prevádzkový režim - voltmeter. Trimrový odpor R16 (podrozsah 10V) je nastavený na maximálny odpor. Na odpore R9 ovládaním vzorovým digitálnym voltmetrom nastavte napätie zo stabilizovaného zdroja 10 V (poloha S1 - X1, S3 - 10V). Potom sa v polohe S1 - X100 nastavia trimovacie odpory R1 a R4 na 0,1 V pomocou štandardného voltmetra. V tomto prípade v polohe S3 - 0,1v by mala byť ručička mikroampérmetra nastavená na poslednú značku na stupnici prístroja. Skontroluje sa pomer 100/1 (napätie na rezistore R9 - X1 - 10v až X100 - 0,1v, keď je poloha šípky ladeného zariadenia pri poslednom dieliku stupnice na podrozsahu S3 - 0,1v) a niekoľkokrát opravené. V tomto prípade podmienka: pri prepínaní S1 nie je možné zmeniť vzorové napätie 10V.

Ďalej. V režime merania jednosmerného napätia je v polohe prepínača deliča S1 - X1 a prepínača podrozsahu S3 - 10v ukazovateľ mikroampérmetra nastavený na posledný dielik s premenným odporom R16. Výsledkom (pri 10 V na vstupe) by mali byť rovnaké hodnoty prístroja v podrozsahu 0,1 V - X100 a podrozsahu 10 V - X1.

Spôsob nastavenia voltmetra na podrozsahoch 0,3 V, 1 V, 3 V a 10 V je rovnaký. V tomto prípade nie je možné meniť polohy posúvačov rezistorov R1, R4 v deliči.

Prevádzkový režim - milivoltmeter. Pri vchode 5 palcov. V polohe S3 - 50 mV delič S1 - X100 s odporom R8 nastaví šípku na posledný dielik stupnice. Kontrolujeme hodnoty voltmetra: na podrozsahu 10v X1 alebo 0,1v X100 by šípka mala byť v strede stupnice - 5v.

Postup ladenia pre podrozsahy 12,5 mV a 25 mV je rovnaký ako pre podrozsah 50 mV. Vstup je 1,25 V a 2,5 V pri X 100. Kontrola nameraných hodnôt sa vykonáva v režime voltmetra X100 - 0,1 V, X1 - 3 V, X1 - 10 V. Treba poznamenať, že keď je šípka mikroampérmetra v ľavom sektore stupnice prístroja, chyba merania sa zvyšuje.

Zvláštnosť taká technika kalibrácie zariadenia: nevyžaduje si príkladné napájanie 12 - 100 mV a voltmeter s dolným limitom merania menej ako 0,1 V.

Pri kalibrácii zariadenia v režime merania RF napätí s externou sondou pre podrozsahy 12,5, 25, 50 mV (v prípade potreby) môžete zostaviť opravné grafy alebo tabuľky.

Zariadenie sa montuje povrchovou montážou do kovového puzdra. Jeho rozmery závisia od rozmerov použitej meracej hlavy a napájacieho transformátora. Ja mám napríklad bipolárny zdroj zmontovaný na transformátore z dovezeného magnetofónu (primárne vinutie na 110v).Stabilizátor je najlepšie zostaviť na MS 7812 a 7912 (alebo LM317), ale môže to byť aj jednoduchšie - parametrické, na dvoch zenerových diódach. Konštrukcia vzdialenej RF sondy a funkcie práce s ňou sú podrobne popísané v (2, 3).

Použité knihy:

B.Stepanov. Meranie malých RF napätí. Zh "Rádio", č. 7, 12 - 1980, s. 55, s. 28.
B.Stepanov. Vysokofrekvenčný milivoltmeter. Zh "Rádio", č. 8 - 1984, str.57.
B.Stepanov. RF hlava na digitálny voltmeter. Zh. "Rádio", č. 8, 2006, s. 58.
M. Dorofejev. Voltmeter na OÚ. Zh "Rádio", č. 12, 1983, str.

Vasilij Kononenko (RA0CCN).

Tieto prístroje sa používajú hlavne na meranie malých napätí. Ich maximálny limit merania je 1÷10 mV, vnútorný odpor je cca 1÷10 mΩ.

Vstupné napätie je privádzané do trojdielneho FS filtra v tvare L, ktorého účelom je znížiť rušenie priemyselnej frekvencie - 50 Hz vo vstupnom signáli.

Potom sa napätie moduluje, zosilňuje zosilňovačom Y 1, ktorý pozostáva z Y "(1. a 2. stupeň) a Y" (3. - 5. stupeň), potom sa demoduluje a privádza do zodpovedajúceho zosilňovača. Y 2 , ktorý je vyrobený podľa schémy katódového sledovača a slúži na prispôsobenie odporu μA odporu Y 2 . Napätie sa meria v μA (100 μA), ktorého stupnica je odstupňovaná v jednotkách napätia.

Ako modulátor bol použitý vibračný prevodník. DM - diódový kruhový demodulátor.

Spätnoväzbový obvod slúži na stabilizáciu zosilnenia a jeho zmenu pri prepínaní hraníc merania.

Prepínač meracích limitov okrem prepojenia OS obsahuje delič napätia DN umiestnený medzi druhým a tretím stupňom Y 1 .

LFO - generátor nosnej frekvencie zabezpečuje napájanie M a DM.

Podľa tejto schémy bol skonštruovaný jednosmerný voltmeter typu B2-11 s meracími limitmi
V, vnútorný odpor 10÷300 mΩ a chyba 6÷1%.

Univerzálne voltmetre

O Univerzálne voltmetre sú postavené podľa schémy nazývanej "usmerňovač-zosilňovač". Dôležitou súčasťou obvodu je usmerňovač "B". V univerzálnych voltmetroch sa spravidla používajú hodnoty amplitúdy V, zostavené podľa polvlnového usmerňovacieho obvodu (pretože nie je možné vytvoriť uzemnenú zbernicu v prípade celovlnného usmerňovania) s otvoreným alebo uzavretým vstupom. , ale spravidla sa používa obvod s uzavretým vstupom, čo sa vysvetľuje nezávislosťou napätia na jeho výstupe od konštantnej zložky na vstupe.

Univerzálne voltmetre majú široký frekvenčný rozsah, ale relatívne nízku citlivosť a presnosť.

Univerzálne voltmetre V7-17, V7-26, VK7-9 a ďalšie sa rozšírili. Ich základná chyba dosahuje ±4 %. Frekvenčný rozsah do 10 3 MHz. Limity merania od 100÷300 mV do 10 3 V.

AC voltmetre

PPI - prepínanie meracích limitov.

Elektronické striedavé voltmetre sú určené najmä na meranie nízkych napätí. Je to spôsobené ich štruktúrou "zosilňovač-usmerňovač", teda predzosilnenie napätia. Tieto zariadenia majú vysokú vstupnú impedanciu vďaka zavedeniu obvodov s hlbokými lokálnymi spätnými väzbami, vrátane katódových a emitorových sledovačov: ako VP sa používajú usmerňovače priemernej, amplitúdovej a efektívnej hodnoty. Stupnica je spravidla odstupňovaná v jednotkách efektívnej hodnoty, berúc do úvahy pomery
a
pre sínusové napätia. Ak je váha kalibrovaná na U St alebo U t, potom má zodpovedajúce označenia.

Vo všeobecnosti zariadenia podľa schémy "zosilňovač-usmerňovač" majú väčšiu citlivosť a presnosť, ale ich frekvenčný rozsah je zúžený, je obmedzený U zosilňovačom.

Ak sa pre priemernú hodnotu alebo hodnotu amplitúdy použije B, potom sú zariadenia kritické pre tvar krivky vstupného napätia pri odstupňovaní stupnice v jednotkách. U d .

Pri použití priemeru B sa zvyčajne vykonáva v schéme celovlnnej rektifikácie. Pri použití amplitúdového detektora - podľa schémy s otvorenými alebo uzavretými vstupmi.

Charakteristickým znakom elektronických voltmetrov aktuálnej hodnoty je pravouhlosť stupnice v dôsledku prítomnosti kvadratúrneho zariadenia vo V. Na odstránenie tohto nedostatku existujú špeciálne metódy.

Rozšírili sa striedavé milivoltmetre typu V3-14, V3-88, V3-2 atď.

Spomedzi elektronických voltmetrov má najvyššiu presnosť diódový kompenzačný voltmeter (DKV). Jeho chyba nepresahuje stotiny percenta. Princíp činnosti je vysvetlený na nasledujúcom diagrame.

NI - nulový indikátor

Pri aplikácii
a kompenzačné napätie ten môže byť nastavený tak, že NI ukazuje 0. Potom môžeme predpokladať, že
.

Pulzné voltmetre

Pulse V sú určené na meranie amplitúd periodických impulzov signálov s veľkým pracovným cyklom a amplitúd jednotlivých impulzov.

Náročnosť merania spočíva v rozmanitosti tvarov impulzov a širokej škále zmien časových charakteristík.

To všetko nie je operátorovi vždy známe.

Meranie jednotlivých impulzov spôsobuje ďalšie ťažkosti, pretože nie je možné zhromažďovať informácie o nameranej hodnote opakovaným vystavením signálu.

Impulz V sú postavené podľa vyššie uvedenej schémy. PAI je tu prevodník amplitúdy a impulzu na napätie. Toto je najdôležitejší blok. V mnohých prípadoch poskytuje nielen špecifikovanú transformáciu a uloženie prepočítanej hodnoty počas referenčného času.

Najčastejšie sa v PAI používajú diódové kondenzátorové špičkové detektory. Zvláštnosťou týchto detektorov je trvanie impulzu τ U môže byť malý, ale pracovný cyklus - veľký. V dôsledku toho pre τ U"C" nebude plne nabité a pre "T" bude výrazne vybité.

Domáce meracie prístroje

Hlavné parametre:

Rozsah meraných napätí, mV 3...5*І0^3;

Rozsah prevádzkovej frekvencie, Hz 30.. .30* 10^3;

Nerovnomernosť frekvenčnej odozvy, dB ±1;

Vstupný odpor, mOhm:

na "v rámci 10, 20, 50 mV 0,1;

do 100 "mV .. .5 V 1,0;

Chyba merania, % 10.

Schéma zariadenia

Zariadenie pozostáva zo vstupného emitorového sledovača (tranzistory V1, V2), zosilňovacieho stupňa - (tranzistor V3) a striedavého voltmetra (tranzistory V4, V5, diódy V6-V9 a mikroampérmeter P1).

Namerané striedavé napätie z konektora X1 sa privádza do sledovača vstupného emitora cez napäťový delič (odpory R1, R2* a R22), pomocou ktorého je možné toto napätie 10 alebo 100-krát znížiť. 10-násobný pokles nastáva, keď je prepínač S1 nastavený na X 10 mV (delič je tvorený paralelne zapojenými rezistorom R1 a rezistorom R22 a vstupným odporom emitorového sledovača). Rezistor R22 slúži na presné nastavenie vstupného odporu zariadenia (100 kOhm). Keď je spínač S1 nastavený na X 0,1 V, 1/100 nameraného napätia sa privedie na vstup vysielača.

Spodné rameno deliča v tomto prípade pozostáva zo vstupného odporu sledovača a rezistorov R22 a R2*.

Na výstupe emitorového sledovača je zaradený ďalší delič napätia (spínač S2 a odpory R6-R8), ktorý umožňuje utlmiť signál, ktorý je ďalej privádzaný do zosilňovača.

Ďalší stupeň milivoltmetra - napäťový zosilňovač AF na tranzistore V3 (zosilnenie cca 30) - poskytuje možnosť merania nízkych napätí / Z výstupu tohto stupňa je zosilnené napätie 34 privádzané na vstup striedavého napätia. meter s lineárnou stupnicou, čo je dvojstupňový zosilňovač (V4, V5) krytý negatívnou spätnou väzbou cez usmerňovací mostík (V7-V10). V uhlopriečke tohto mostíka je zahrnutý mikroampérmeter P1.

Nelinearita stupnice opísaného voltmetra v rozsahu značiek 30 ... 100 nepresahuje 3% a v pracovnej oblasti (50 ... 100) -2%. Pri kalibrácii sa citlivosť milivoltmetra nastavuje odporom R13.

Zariadenie môže používať ľubovoľné nízkofrekvenčné nízkovýkonové tranzistory s koeficientom prenosu statického prúdu h21e = 30...60 (pri emitorovom prúde 1 mA). Namiesto V1 a V4 by sa mali inštalovať tranzistory s veľkým koeficientom h21e. Diódy V7-V10 - akékoľvek germánium zo série D2 alebo D9.

Zenerova dióda KS168A môže byť nahradená dvoma zenerovými diódami KS133A ich zapojením do série. Zariadenie používa kondenzátory MBM (C1), K50-6 (všetky ostatné), pevné odpory MLT-0,125, trimr SPO-0,5.

Spínače S1 a S2 (posuvné, z tranzistorového rádia Sokol) sú upravené tak, aby sa každý z nich stal dvojpólovým v troch polohách: v každom rade sú odstránené krajné pevné kontakty (dva pohyblivé kontakty) a zvyšné pohyblivé kontakty sú usporiadané podľa schémy prepínania.

Nastavenie zariadenia sa redukuje na výber režimov označených na diagrame rezistormi označenými hviezdičkou a delenie stupnice podľa vzorového zariadenia.

Potreboval som presný AC milivoltmeter, naozaj som sa nechcel rozptyľovať hľadaním vhodného obvodu a vyberaním súčiastok, a potom som si vzal a kúpil hotovú súpravu „AC milivoltmeter“. Keď som sa zahĺbila do návodu, ukázalo sa, že na rukách mám len polovicu toho, čo som potrebovala. Opustil som tento podnik a kúpil som si na trhu starý, ale takmer vo výbornom stave, osciloskop LO-70 a urobil som všetko perfektne. A keďže ma nabudúce dosť unavilo presúvať túto tašku s dizajnérom z miesta na miesto, rozhodol som sa ju predsa len zložiť. Je tu aj zvedavosť, aké to bude dobré.

Súprava obsahuje mikroobvod K544UD1B, čo je operačný diferenciálny zosilňovač s vysokým vstupným odporom a nízkymi vstupnými prúdmi, s vnútornou korekciou frekvencie. Plus doska plošných spojov s dvoma kondenzátormi, s dvoma pármi rezistorov a diód. Je tam aj montážny návod. Všetko je skromné, ale bez urážky, sada stojí v maloobchode menej ako jeden čip.

Milivoltmeter zostavený podľa tejto schémy vám umožňuje merať napätie s limitmi:

1 - do 100 mV
2 - až 1 V
3 - až 5 V

V rozsahu 20 Hz - 100 kHz, vstupná impedancia cca 1 MΩ, napájacie napätie
od + 6 do 15 V.

Doska s plošnými spojmi milivoltmetra striedavého prúdu je zobrazená zo strany tlačených stôp pre „kreslenie“ v Sprint-Layout („zrkadlenie“ nie je potrebné), ak je to potrebné.

Montáž začala zmenami v zložení komponentov: pod mikroobvod som vložil zásuvku (bude to bezpečnejšie), keramický kondenzátor sa zmenil na filmový kondenzátor, označenie bolo prirodzene rovnaké. Jedna z diód D9B sa počas inštalácie rozpadla - spojila všetky D9I, pretože posledné písmeno diódy nie je v návode vôbec napísané. Hodnoty všetkých komponentov nainštalovaných na doske boli zmerané, zodpovedajú hodnotám uvedeným v obvode (pre elektrolyt).

Súprava obsahovala tri odpory s nominálnou hodnotou R2 - 910 Ohm, R3 - 9,1 kOhm a R4 - 47 kOhm, v montážnej príručke je však klauzula, že ich hodnoty je potrebné zvoliť počas procesu nastavenia. , tak som hneď nastavil orezávacie odpory na 3, 3 kOhm, 22 kOhm a 100 kOhm. Bolo ich treba namontovať na akýkoľvek vhodný vypínač, ja som zobral dostupnú značku PD17-1. Zdal sa mi veľmi pohodlný, miniatúrny, na dosku je čo pripevniť, má tri pevné polohy spínania.

V dôsledku toho som všetky uzly z elektronických súčiastok umiestnil na dosku plošných spojov, prepojil ich medzi sebou a pripojil k zdroju striedavého prúdu s nízkym výkonom - transformátoru TP-8-3, ktorý by dodával napätie 8,5 V. do okruhu.

A teraz posledná operácia – kalibrácia. Ako generátor audio frekvencie bol použitý virtuálny. Počítačová zvuková karta (aj tá najpriemernejšia) si celkom dobre poradí s frekvenciami do 5 kHz. Na vstup milivoltmetra je z generátora zvukovej frekvencie privádzaný signál s frekvenciou 1000 Hz, ktorého efektívna hodnota zodpovedá medznému napätiu zvoleného podrozsahu.

Zvuk je prevzatý z konektora pre slúchadlá (zelený). Ak po pripojení k okruhu a zapnutí virtuálneho generátora zvuku zvuk „neprejde“ a ani po pripojení slúchadiel ho nebude počuť, potom v ponuke „štart“ umiestnite kurzor myši na „nastavenia“ a vyberte „ ovládací panel“, kde vyberte „správca zvukových efektov“ a v ňom kliknite na „Výstup S / PDIF“, kde sa zobrazí niekoľko možností. Náš je ten so slovami „analógový výstup“. A zvuk prejde.

Bol zvolený podrozsah „do 100 mV“ a pomocou ladiaceho rezistora bola šípka vychýlená konečným dielikom mikroampérmetrovej stupnice (netreba dávať pozor na frekvenčný symbol na stupnici). To isté bolo úspešne vykonané s inými podrozsahmi. Pokyny výrobcu v archíve. Napriek svojej jednoduchosti sa dizajnér rádia ukázal ako celkom efektívny a to, čo sa mi obzvlášť páčilo, bolo adekvátne v nastavení. Jedným slovom, súprava je dobrá. Vloženie všetkého do vhodného puzdra (ak je to potrebné), inštalácia konektorov a podobne bude otázkou techniky.

Diskutujte o článku AC MILIVOLTMETER

Tento článok sa zameriava na dva voltmetre implementované na mikrokontroléri PIC16F676. Jeden voltmeter má rozsah napätia 0,001 až 1,023 voltu, druhý s vhodným odporovým deličom 1:10 dokáže merať napätia od 0,01 do 10,02 voltu. Prúdový odber celého zariadenia s výstupným napätím stabilizátora +5 voltov je približne 13,7 mA. Obvod voltmetra je znázornený na obrázku 1.

Obvod s dvoma voltmetrami

Digitálny voltmeter, obvodová činnosť

Na implementáciu dvoch voltmetrov sa používajú dva výstupy mikrokontroléra, nakonfigurované ako vstup pre modul digitálneho prevodu. Vstup RA2 slúži na meranie nízkych napätí, v oblasti voltu a na vstup RA0 je pripojený delič napätia 1:10 pozostávajúci z rezistorov R1 a R2, ktorý umožňuje merať napätia do 10 voltov. Tento mikrokontrolér používa desaťbitový modul ADC a aby bolo možné realizovať meranie napätia s presnosťou 0,001 voltu pre rozsah 1 V, bolo potrebné použiť externé referenčné napätie z ION mikroobvodu DA1 K157XP2. Od moci A ON mikroobvod je veľmi malý a aby sa vylúčil vplyv vonkajších obvodov na tento ION, do obvodu bol zavedený vyrovnávací operačný zosilňovač na mikroobvode DA2.1 LM358N. Jedná sa o neinvertujúci sledovač napätia so 100% negatívnou spätnou väzbou - OOS. Výstup tohto operačného zosilňovača je zaťažený záťažou pozostávajúcou z rezistorov R4 a R5. Z rezistora trimra R4 sa na kolík 12 mikrokontroléra DD1, nakonfigurovaný ako vstup referenčného napätia pre prevádzku, privádza referenčné napätie 1,024 V. ADC modul. Pri tomto napätí bude každý bit digitalizovaného signálu rovný 0,001 V. Na zníženie vplyvu šumu sa pri meraní malých hodnôt napätia použil ďalší sledovač napätia, implementovaný na druhom operačnom zosilňovači čipu DA2. OOS tohto zosilňovača prudko znižuje šumovú zložku meranej hodnoty napätia. Znižuje sa aj napätie impulzného šumu meraného napätia.

Na zobrazovanie informácií o nameraných hodnotách bol použitý dvojriadkový LCD, aj keď pri tomto prevedení by stačil jeden riadok. Ale mať možnosť zobraziť nejaké ďalšie informácie v zálohe tiež nie je zlé. Jas podsvietenia indikátora je regulovaný odporom R6, kontrast zobrazovaných znakov závisí od hodnoty odporov deliča napätia R7 a R8. Zariadenie je napájané regulátorom napätia namontovaným na čipe DA1. Výstupné napätie +5 V sa nastavuje odporom R3. Na zníženie celkovej spotreby prúdu je možné znížiť napájacie napätie samotného regulátora na hodnotu, pri ktorej by regulátor indikátora zostal funkčný. Pri kontrole tohto obvodu indikátor pracoval stabilne pri napájacom napätí mikrokontroléra 3,3 voltov.

Nastavenie voltmetra

Nastavenie tohto voltmetra vyžaduje aspoň digitálny multimeter schopný merať 1,023 V na nastavenie referenčného napätia referencie. A tak pomocou riadiaceho voltmetra nastavíme napätie 1,024 voltu na kolíku 12 mikroobvodu DD1. Potom na vstup operačného zosilňovača DA2.2, kolík 5, privedieme napätie známej hodnoty, napríklad 1 000 voltov. Ak sa hodnoty ovládacieho a nastaviteľného voltmetra nezhodujú, potom orezávací odpor R4 zmenou hodnoty referenčného napätia dosiahne ekvivalentné hodnoty. Potom sa na vstup U2 privedie riadiace napätie známej hodnoty, napríklad 10,00 voltov, a výberom hodnoty odporu odporu R1 je možné a R2 alebo oboma dosiahnuť ekvivalentné hodnoty oboch voltmetrov. Tým je úprava dokončená.