ВОЛЬТОММЕТР на польових транзисторах

О. Корженееіч

Для налагодження конструкцій, зібраних на полe-вих транзисторах та інтегральних мікросхемах, нерідко потрібні вимірювальні прилади з великим вхідним опором і широким діапазоном вимірювань за напрузі. Для цих цілей і призначений пропонований вольтомметр, за допомогою якого можна вимірювати постійні напруги від 5 * 10 -3 до 9 * 10 2 В і опору від 1 до 108 Ом. Вхідний опір вольтомметра на всіх діапазонах становить 30 МОм. Принципова схема вольтомметра наведена на рис. 1. Вимірюється напруга подається на роз'єм X1 і далі-на рухомий контакт секції S1.1 перемикача роду вимірювань S1. При цьому перемикач повинен знаходитися в показаному на схемі положенні ("V"). Резистори R1-R9 утворюють дільник напруги. Положень рухомого контакту перемикача S2 відповідають і певні межі виміру напруги. Резистори дільника підібрані так, щоб напруга на рухомому контакті перемикача S2 не перевищувало 0,3 В.

З перемикача S2 напруга поступає (через секцію S1.2 перемикача роду робіт) на вимірювальний міст, виконаний на польових транзисторах V5 і V8 Тим витоками транзисторів включений стрілочний індикатор PAL Коли на затворі транзистора V5 напруги немає міст збалансований і стрілка індикатора показує нуль. При подачі на затвор цього транзистора постійної напруги міст розбалансує і стрілка індикатора відхилиться. Для початкової балансування служить змінний резистор R20.

Ланцюжок R16C1 захищає транзистор V5 від змінної напруги наведень (транзистор V8 приховується від наведень конденсатором С2). Стабілітрони V1, V2 охороняють транзистор V5 від виходу з ладу при випадкової подачі на затвор великих напруг (що може бути у випадку неправильної установки перемикача S2). Діоди V6, V7 служать для захисту стрілочного індикатора від великих перепадів напруги на витоках транзисторів мосту.

При вимірюванні опорів перемикач S1 встановлюють у нижню за схемою становище. У цьому випадку вхід вимірювального моста і роз'єм X1 підключають до секції S2.2 перемикача S2, яким можна вибирати потрібний піддіапазон вимірювань.

Омметр працює так. Через контакти секції S1.3 перемикача S1 напруга джерела живлення надходить на стабілізатор напруги, виконаний на транзисторах V3, V4. З виходу стабілізатора напруга (0,3 В) подається на послідовно з'єднані резистори R15, R10-R14. Незалежно від положення рухомого контакту секції 52.2 напруга на вході вимірювального моста одно 0,3 В, і стрілка індикатора РА1 буде перебувати на граничному поділі шкали. Підключений до гнізда X1 перевіряється резистор утворює з резистором R15 в показаному на схемі положення рухомого контакту секції S2.2 (або включеним з ним послідовно резистором R10, R10 і R11 і т. д. – при переміщенні рухомого контакту секції S2.2 вниз по схемі) дільник, і напруга на вході мосту падає. За відхилення стрілки індикатора і положенню рухомого контакту перемикача S2 визначають опір перевіряється різі * сторі.

Прилад живиться від джерела напругою 4,5 В, який підключається до нього, коли перемикач роду робіт 5 / в одне з положень "V" або "Q". У середньому положенні перемикача S1 джерело відключається, а висновки стрілочного індикатора замикаються через контакти секції S1.5. Індикатором включення живлення служить світлодіод H1. Сила споживаного приладом струму становить у режиму вимірювання тиску близько 5, а в режимі вимірювання опорів не більше 12 мА.

Прилад можна використовувати і для вимірювання змінних напруг частотою 20 Гц-100 кГц. У цьому випадку до гнізда X1 підключають внесений детектор, зібраний по схемі, наведеній на рис. 2, а перемикач S1 встановлюють в положення вимірювання постійних напруг. Межі вимірювання змінних напруг залишаються ті ж, що і для постійних, але максимальне значення змінної напруги не повинно перевищувати 300 В. Похибка вимірювання при цьому не більше 3% від обраного межі вимірювання, вхідний опір вольтметра дорівнює 1 МОм, вхідні ємність – близько 40 пФ.

Рис. 2. Схема виносного детектора

Польові транзистори – серії КП103 з будь-яким буквеним індексом, але обов'язково з однаковими або близькими можливо початковим струмом стоку і крутістю характеристики струму стоку. Транзистори V3, V4 слід підібрати зі статичним коефіцієнтом передачі струму 50-80 і початкової силою струму колектора не більше 2 мкА.

Номінали резисторів дільників Rl-R15 (МЛТ-0, 5) слід підібрати з точністю до 1% з допомогою промислового омметра – це полегшить налагодження при-i бору. Резистор R1 складають з трьох послідовно з'єднаних резисторів опором по 9,1 МОм. Змінні резистори R17 і R20 – СП-I, підлаштування R22, R23 бажано дротові, СП5-14.

Конденсатори Cl, C2 – КЛС, СЗ – МБМ на напругу 1500 В, С4 – К.Т-2Е або інший на напругу 500 В. Перемикачі – галетним з керамічними платами на відповідне число положень. Стрілочний індикатор – З силою струму повного відхилення стріл-ки 43 мкА (від авометра Ц435). Шкалу індикатора замінюють нової (рис. 3), накреслені на щільному папері або виготовленої фотоспособом. Можна застосувати будь-який інший індикатор з силою струму повного відхилення стрілки не більше 100 мкА.

Рознімання X1, Х2, ХЗ – високочастотні, але можуть бути і типу СГ-3. Джерело живлення складається з трьох елементів 316, з'єднаних послідовно.

Деталі приладу розташовані в корпусі від авометра Ц435. На верхній панелі розміщені перемикачі, змінні резистори, світлодіод. Елементи 316 укріплені всередині відсіку, призначеного для розміщення затискачів авометра. Інші деталі знаходяться всередині корпусу, причому підлаштування резистори R22, R23 прикріплені до бічної стінки корпуса так, щоб їх ручки були розташовані навпроти отворів у стінці.

Для підключення приладу до перевіряється ланцюгів використаний екранований кабель з роз'ємом на одному кінці і щупами на іншому. При вимірі постійних напруг плюс має подаватися на оплетку кабелю, мінус – на внутрішню жилу.

Починаючи налагодження приладу, ставлять движки змінних резисторів R20 в середнє, R22 і R23-в праве по схемі положення. Перемикач 1952 повинен бути в положенні "6" (шкала 0-6 В), a S1 – в положенні "V". Стрілка індикатора відхилиться праворуч або ліворуч від початкового рівня. Обертанням движка змінного

резистора R20 добиваються нульового показання стрілки. Потім подають на вхід приладу напруга 6 В (від випрямляча або від батареї, складеної з чотирьох послідовно з'єднаних елементів 316, 332 або інших). Обертаючи движок підлаштування резистора R22, встановлюють стрілку індикатора на колишнє поділ шкали. Зменшують вхідна напруга до 3 В і ставлять перемикач S2 в положення "3". Якщо стрілка індикатора при цьому не досягне граничного розподілу шкали, підбирають резистор R1.

Приступаючи до налагодження омметра, слід перевірити напругу на виході стабілізатора, для чого контрольний вольтметр підключають між базою і емітером транзистора V4 і домагаються потрібного напруги 0,3 В, обертаючи движок резистора R17. Після цього встановлюють підлаштування резистором R23 стрілку індикатора на граничне поділ шкали. При з'єднанні щупів приладу стрілка індикатора повинна показувати нуль (що коректується резистором R20). Далі в положенні "X 10" перемикача S2 підключають до щупам резистор опором 100 Ом (точність підбору номіналу до 1%). Стрілка індикатора повинна відхилитися на середню позначку шкали. Якщо вона зупиниться на іншому поділі, домагаються потрібного відхилення більш точним підбором резистора R15. У положенні "X 100" перемикача S2 підключають до щупам резистор опором 1000 Ом і підбором резистора R10 (якщо це необхідно) контролюють відхилення стрілки індикатора на середню позначку. І так далі.

На закінчення можна перевірити правильність показань приладу при вимірюванні змінних напруг. До вихідного роз'єму підключають детекторні приставку, а до входу приставки – кабель з щупами. На щупи подають змінну напругу 3 або 6 В (наприклад, з розділового трансформатора, підключеного до автотрансформаторів з регульованим напругою). Перемикач S2 встановлюють у відповідне положення ("3" або "6"). Перевіряють відхилення стрілки індикатора на граничне поділ шкали і при необхідності добиваються цього підбором резистора R26.