Простой милливольтметр на полупроводниковых триодах (транзисторах)

За последние годы наша промышленность освоила и начала массовый выпуск новых типов плоскостных полупроводниковых триодов, которые обеспечивают усиление и генерирование сигналов не только в диапазоне длинных и средних волн, но и в УКВ диапазоне.

Новые плоскостные триоды обладают такими высокими качественными показателями, что в ряде случаев эти триоды могут успешно конкурировать с современными радиолампами.

Однако и на триодах первых выпусков, таких как триоды серии П1, несмотря на нестабильность их параметров, без особых затруднений может быть выполнен целый ряд приборов полезных в «арсенале» радиолюбителя.

В данной статье приводится описание милливольтметра, с питанием от двух батарей карманного фонаря, выполненного на четырех полупроводниковых триодах.

Милливольтметр позволяет измерять переменное напряжение частотой от 20 гц до 30 кгц на каждом из следующих десяти диапазонов измерений:

1 -10 мв; 0 - 30 мв; 0 - 100 мв; 0 - 300 мв;  0 - 1 в;  0 - 3 в;  0 - 10 в; 0 - 30 в; 0 - 100 в; 0 - 300 в.

Входное сопротивление прибора при измерении на шкале 0 - 10 мв — не менее 40 ком. Прибор при желании может быть проградуирован дополнительно и в децибелах, что бывает полезным при снятии частотных характеристик усилителей или других устройств.

Схема

Принципиальная схема прибора приведена на рис. 1. Переменное напряжение через делитель подается на основание первого триода , включенного по схеме с заземленным коллектором.

Использование такой схемы в первом каскаде позволяет получить входное сопротивление каскада порядка 30 ком, вместо 1 ком при использовании схемы с заземленным эмиттером.

Рис. 1. Принципиальная схема милливольтметра на полупроводниковых триодах (транзисторах).

С сопротивления нагрузки R23 первого каскада напряжение поступает на трехкаскадный реостатно-емкостный усилитель, охваченный глубокой отрицательной обратной связью.

Напряжение обратной связи подается с эмиттера последнего каскада в цепь эмиттера второго каскада; величина обратной связи подбирается потенциометром R30 при регулировке прибора.

Общий коэффициент усиления этого усилителя без обратной связи равен 700, при введении обратной связи он снижется приблизительно до 150, при этом частотная характеристика усилителя становится линейной вплоть до 35 - 40 кгц.

С нагрузки выходного каскада усиленное напряжение через конденсатор С, и однополупериодиый выпрямитель поступает на магнитоэлектрический микроамперметр (50 ма).

Для того чтобы нагрузка последнего каскада как в положительный, так и в отрицательный полу периоды была одинаковой, микроамперметр шунтирован (в обратном направлении) вторым германиевым диодом.

Для демпфирования стрелки микроамперметра, с целью предотвращения ударов стрелки об ограничитель при выключении прибора, используется тумблер, который при отключении батареи одновременно шунтирует цепь рамки микроамперметра.

Температурная стабилизация прибора осуществляется правильным подбором сопротивлений R24, R25 и R31.

Конструкция и детали

Прибор установлен в металлическом корпусе размерами 220 X 105 х 95 мм. на лицевой дюралюминиевой панели толщиной 1,5 мм укреплен микроамперметр типа М-494 (чувствительностью 50 мка на всю шкалу), переключатель, тумблер, входные зажимы и переменное сопротивление обратной связи, выведенное «под шлиц».

Внешний вид прибора показан на рис. 2.

Рис. 2. Внешний вид прибора.

Все детали прибора, кроме сопротивлений делителя, смонтированы на гетинаксовой планке, укрепленной на зажимах микроамперметра. Сопротивления делителя распаяны непосредственно на платах переключателя. Расположение деталей видно из рис. 3.

Все без исключения детали прибора— стандартные.

Сопротивления — мощностью 0,25 вт. Могут быть использованы сопротивления любого типа. Однако в целях экономии места желательно применить сопротивления типа УЛМ. Электролитические конденсаторы—тип а ЭМ.

Для первого каскада усилителя следует выбирать триод с наименьшим фактором шума (например П1Д); для остальных каскадов фактор шума триода существенного значения не имеет. Прежде чем приступить к монтажу, следует проверить качество полупроводниковых триодов.

Рис. З. Расположение деталей.

Проверять можно, например, специальным прибором, описанным в журнале «Радио» № 9 за 1957 год. «Ползущие» триоды, а также триоды, имеющие коэффициент усиления по току а < 0,7, не могут быть использованы в приборе.

Монтаж и налаживание. Монтаж прибора следует начинать с усилителя. Затем монтируется входной каскад, выполненный по схеме с заземленным коллектором и имеющий коэффициент передачи близкий к единице.

Полностью собранный усилитель при максимальной обратной связи должен обеспечивать при входном сигнале 5 — 7 мв отклонение микроамперметра на всю шкалу.

Сопротивление R19 подбирается такой величины, чтобы микроамперметр давал полное отклонение при входном сигнале в 10 мв, при этом входное сопротивление прибора будет равно 35 - 45 ком.

Наиболее трудным является подбор сопротивлений делителя, так как из-за относительно низкого входного сопротивления усилителя, делитель оказывается нагруженным на сравнительно небольшое сопротивление.

Практически эту операцию удобнее всего выполнять с помощью переменного сопротивления, временно включаемого вместо сопротивлений с четными индексами (R2, R4 ... R16 R18). Меняя величину этого сопротивления, добиваются отклонения микроамперметра на всю шкалу, затеи с помощью моста или омметра измеряют величину сопротивления и заменяют его соответствующим постоянным сопротивлением.

Градуировку прибора удобнее всего производить с помощью звукового генератора, имеющего достаточно точный делитель и индикатор выхода (ЗГ—10, ЗГ— 11 и т. д.).

Оклонение стрелки прибора можно изменять сопротивлением обратной связи R30 лишь в небольших пределах, так как при значительном уменьшении обратной связи ухудшается частотная характеристика прибора.

Питание прибора осуществляется от двух последовательно соединенных батарей карманного фонаря (по 4,5 в), общий потребляемый ток прибора составляет около 1,5 ма. Так как общий потребляемый ток прибора очень мал, то батареи требуют замены практически не из-за разрядки, а из-за высыхания.

Следует отметить, что полупроводниковый милливольтметр, так же как и ламповый, требует «прогрева» в течение 2— 3 минут. Это объясняется тем, что для заряда и подформовки больших разделительных конденсаторов необходимо некоторое время.

Ю. Андреев.