NF voltmetr s lineární stupnicí k měření modulačního napětí

Modulační signál přivádíme ze vstupní svorky nebo z oscilátoru přes přepínač na emitorový sledovač, který slouží k přizpůsobení malých vstupních odporů voltmetru a korektoru k velkému výstupnímu odporu potenciometru. Použil jsem potenciometr 50 kOhmů, protože jsem chtěl, aby vstup pro vnější modulaci měl takto velký vstupní odpor. Z výstupu sledovače tj. svorky K17 jde střídavé napětí do korektoru modulačního zkreslení.

Měření skutečné hloubky modulace není zcela jednoduché. Pro rychlou kontrolu měříme hloubku modulace nepřímo měřením modulačního napětí. Pokud modulátor není přebuzen, je hloubka modulace přímo úměrná velikosti modulačního napětí. Za účelem měření modulace jsem do generátoru zabudoval jednoduchý nf voltmetr. K přesnějšímu určení hloubky modulace při velkém promodulování, kdy se již projevuje nelinearita modulátoru, použiji cejchovní křivky, sestavené na základě měření hloubky osciloskopem.

Voltmetr je zapojen jako zesilovač s velkým ziskem, který má v záporné zpětné vazbě zařazen usměrňovací můstek s mikroampérmetrem. Čím větší je zesílení zesilovače, tím méně se uplatní nelinearita diod. Dnes se tento obvod obvykle staví s operačním zesilovačem, se kterým na nízkých kmitočtech snadno získáme zcela lineární průběh stupnice.
Na mojí konstrukci vidíte, že voltmetr s téměř lineární stupnicí lze jednoduše postavit i z diskrétních součástek. První tranzistor v zapojení se společným emitorem pracuje s velkým ziskem a musí mít co nejvyšší h21e, doporučuji alespoň 500. Druhý tranzistor je emitorový sledovač s kladnou zpětnou vazbou "bootstrap" kondenzátorem C93. Touto vazbou se pro střídavý proud podstatně zvětšuje zatěžovací impedance prvního tranzistoru, a ten může dosáhnout velkého napěťového zesílení. Sledovač s bootstrapem se na vstupu jeví podobně jako tlumivka s obrovskou indukčností a malým Q, na výstupu jako zdroj s malou vnitřní impedancí.

Schéma nízkofrekvenčního voltmetru
Nelinearita voltmetru je menší než 2% z maximální hodnoty. Voltmetr seřizujeme změnou vstupního odporu na správný údaj ve 3/4 rozsahu, na konci je odchylka asi +1,5%, v 1/4 je odchylka okolo -1,5%. Na nelinearitu má vliv také kvalita diod. Doporučuji diody s malým úbytkem v propustném směru a nepříliš velkým zpětným proudem. Vhodné jsou křemíkové Schottkyho diody nebo germaniové diody se zlatým hrotem 0A9, jen o málo horší jsou běžné Ge hrotové detekční diody GA205. Nedoporučuji Si spínací diody, jako jsou 1N1418, KA206 apod., ani diody usměrňovací. Tolerance odporů a kondenzátorů nemusí být příliš úzká, jen vstupní odpor R93 musí být přesný a stabilní, neboť určuje citlivost přístroje.

Pro srovnání jsem zkoušel stejný obvod s operačním zesilovačem uA741 místo tranzistorového zesilovače. Při nízkých kmitočtech okolo 100 Hz byla linearita usměrňovače s OZ lepší, na kmitočtu 1 kHz jsou oba obvody rovnocenné a na 5 kHz tranzistorový usměrňovač pracoval lineárněji. To je způsobeno tím, že zesílení laciných operačních zesilovačů začíná klesat již na nízkých kmitočtech, zatímco zisk zesilovače s vazbou typu bootstrap se s kmitočtem zvětšuje až do frekvence, při které se začnou uplatňovat parazitní kapacity kolektoru T92 vůči okolí nebo začne klesat zesílení emitorového sledovače. Tento pokles leží vysoko nad akustickým pásmem.

Pokud byste chtěli stavět lineární usměrňovač pro akustické kmitočty s operačním zesilovačem, musíte použít jakostní širokopásmový OZ. Doporučuji např. zesilovač NE5532 nebo MAC156.



Zpět na domovskou stránku Petra Jeníčka
Zpět do Jeníčkova radiového doupěte
 
  Stránka byla naposledy změněna 14.11.2004. Případné dotazy, týkající se zde popisovaného přístroje, posílejte na adresu pjenicek (zavináč) seznam.cz .
Stránku vytvořil Ing. Petr Jeníček.