Схема. Автономный делитель частоты для мультиметра M890G

      Делитель частоты предназначен для расширения диапазона измеряемых частот цифровым мультиметром M890G с 20 кГц до 2 МГц. От аналогичных устройств он отличается тем, что выполнен автономным и имеет гальваническую развязку с мультиметром. Такое исполнение приставки позволило уменьшить влияние прибора на измеряемую цепь, исключить риск повреждения мультиметра и повысить безопасность, так как проводить измерения и переключать пределы можно одной рукой.

Принципиальная схема делителя частоты приведена на рис. 1. Входной узел выполнен на компараторе DA1 — К554САЗ с однополярным питающим напряжением. Диоды VD1. VD2 совместно с резистором R1 защищают компаратор от перегрузки входным сигналом. Сигнал логического уровня с выхода компаратора поступает на вход делителя частоты на микросхемах DD1. DD2. Необходимый коэффициент деления устанавливают переключателем, с движка которого импульсный сигнал поступает на излучающий диод оптрона. Фотодиод оптрона работает в фотовольтаическом режиме и с него импульсный сиг- нал поступает на вход мультиметра M890G.

Питание для микросхем вырабатывает инвертор постоянного напряжения [1] на транзисторах VT1, VT2, который преобразует напряжение от гальванического элемента 1,5 В или аккумулятора 1,2 В типоразмеров АА. ААА, AAL с повышением до 10—11 В (без стабилизации). Стабилитрон VD3 установлен для защиты микросхем от случайной перегрузки по цепи питания. В процессе разрядки элемента питания или аккумулятора до 1 В выходное напряжение понижается до 6 В.

Для оценки изменения быстродействия микросхем в зависимости от напряжения питания (в интервале 5…9 В) проверены десятичные счетчики КМОП серий К176 и К561. Если при напряжении питания 9 В микросхемы К176ИЕ8 уверенно работают при частоте 2 МГц, а микросхемы К561ИЕ8 при частоте 4 МГц, то при напряжении питания 5 В максимальные рабочие частоты снижались вдвое. Поэтому для данного прибора более подходят К561ИЕ8 (аналог CD4017A). Поднять частотный предел делителя можно, применив микросхему КР1561ИЕ8 (CD4017B). Для индикации рабочего состояния в цепи питания микросхем установлен светодиод. Резистор R7, включенный параллельно светодиоду. необходим для начального запуска преобразователя. Ток потребления от элемента питания — 30 мА Случайное изменение полярности элемента питания безопасно для устройства.

Конструкция и детали. Устройство изготовлено в виде щупа, который с мультиметром соединен экранированным проводом с двумя однополюсными вилками; фото внешнего вида показано на рис. 2
Монтаж выполнен печатным способом на односторонней печатной плате размерами 150×20 мм, которая помещена в пластиковый футляр от авторучки. Резисторы и конденсаторы, предназначенные для монтажа на поверхность, установлены со стороны печатных проводников. Общий провод длиной 0,3…0,5 м подключают к объекту измерения с помощью зажима «крокодил». Микросхема DD2 установлена сверху на DD1 и припаяна к ней общими выводами. Остальные выводы отогнуты и могут быть изолированы или укорочены.

Транзисторы VT1, VT2 — малой мощности кремниевые или германиевые с допустимым напряжением эмиттер—база не менее 10 В(!); их желательно подобрать с близкими параметрами. Диоды VD1, VD2 — любые маломощные кремниевые. Стабилитрон VD3 — типа Д814Д1 или импортный из серии BZX на напряжение 12…15 В. Диодный оптрон U1 из серии АОД101 применим с любым буквенным индексом. Полярность включения фотодиода оптрона — любая. Конденсаторы С1—СЗ — керамические КМ-5, КМ-6, а С4. С5 — оксидные на напряжение 16 В и более. Все конденсаторы могут быть безвыводными (группы SMD). Переключатели SA1, SA2 — движковые малогабаритные типа ПД или импортные.

Трансформатор Т1 намотан на кольце К10x6x4,5 (с притупленными кромками) из феррита 2000НМ. Дополнительно магнитопровод и обмотки изолируют тонкой лентой. Обмотки наматывают в два провода, а затем начало одной половины обмотки соединяют с концом другой половины. Обмотка I содержит 2×10 витков, а обмотка II — 2×70 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,2 мм. Обмотку II наматывают поверх обмотки I для упрощения наладки.

Налаживание начинают с преобразователя напряжения. Если генерация не возникает, следует поменять концы первичной или вторичной обмотки. Выходное напряжение преобразователя устанавливают, отматывая от вторичной обмотки один-два витка.
Если компаратор возбуждается, что наблюдается визуально по миганию светодиода HL1 при соединении входа устройства с общим проводом, то для срыва автоколебаний между выходом и инвертирующим входом компаратора следует подключить конденсатор емкостью около 5 пФ. При необходимости повысить входное сопротивление, входной узел на компараторе К554САЗ можно выполнить, как в [2].
Делитель частоты налаживания не требует. Для конкретного оптрона может потребоваться подбор резистора R6. В авторском варианте устройства амплитуда импульсов на выходе оптрона оказалась более 0,5 В.

ЛИТЕРАТУРА
1. Чаплыгин А. Простой преобразователь напряжения. — Радио, 2001, № 11, с. 42.
2. Нечаав И. Вторая профессия бытового дозиметра. — Радио, 1995, № 8, с. 32, 33.

А. КАВЫЕВ, г. Уфа
«Радио» №7 2005г.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *