В большинстве случаев результаты измерений
аналоговых величин лучше всего считывать с
цифрового индикатора. С этой целью при
необходимости применяют различные
преобразователи (например
температура—напряжение, фаза—напряжение),
выходной сигнал которых подают на АЦП и далее на
цифровой индикатор. Описываемое устройство
удобно использовать, когда нужен недорогой
измеритель средней степени точности, а
применение однокристальных АЦП по каким-либо
причинам невозможно.
Схема двухразрядного индикатора
приведена на рисунке. Диапазон
измерений входного напряжения0-7В, при
большем напряжении следует применять делитель.
Принцип работы АЦП основан на измерении времени
зарядки конденсатора до напряжения, равного
измеряемому, и последующем его преобразовании в
цифровую форму. Пропорциональность
измеряемых времени и напряжения обеспечивается стабилизацией тока
зарядки.
Работой АЦП управляет генератор
прямоугольных импульсов на элементах DD1.3, DD1.4.
Когда на выходе генератора появляется лог 0,
транзистор VT3 закрывается, а на входах РЕ
счетчиков DD2, DD3 действует лог 0, разрешая счет
импульсов с генератора на DD1.1, DD1.2. Конденсатор С1
заряжается от генератора тока на транзисторе VT2.
Когда возрастающее напряжение на
конденсаторе сравняется с входным, на выходе 9
компаратора DA1 появится высокий логический
уровень. Транзистор VT1 инвертирует его, поэтому
работа генератора на элементах DD1.1 и DD1.2
блокируется. Одновременно с этим на входах С DD4, DD5
действует лог 1, разрешающая запись информации со
счетчиков DD2, DD3. Зафиксированное число
отображается на светодиодных индикаторах HG1, HG2.
Как только на выходе генератора на
элементах DD1 3, DD1 4 появится лог 1, открывается
транзистор VT3 и конденсатор С1 разряжается
Компаратор DA1 изменяет свое состояние и
блокирует запись в преобразователи кода DD4, DD5.
Через небольшой промежуток времени,
определяемый цепью R8 C4 лог 1 подается на входы РЕ
счетчиков DD2, DD3 записывая в них лог 0. После этого
цикл измерения повторяетс.
Если на входе устройства напряжение равно нулю,
то на выходе компаратора DA1 присутствует высокий
логический уровень, разрешающий запись в DD4, DD5 и
блокирующий генератор на DD1 1, DD1 2. При этом в
счетчики DD2, DD3 записываются нули, отображаемые
индикаторами.
Конструктивно индикатор выполнен на
двух платах на одной — установлены светодиодные
индикаторы HG1 HG2, на другой — все остальные
элементы. Монтаж на платах можно выполнить
печатным способом или тонким проводом в
изоляции.
В устройстве использованы постоянные
резисторы МЛТ-0,125 конденсаторы С2—С4 могут быть
любые керамические. Подстроечный резистор R5 —
СП5-2 или другой многооборотный, конденсаторы С1 и
СЗ — керамические с малым ТКЕ, в качестве С1 можно
также установить К73-17. Светодиодные индикаторы
HG1, HG2 можно заменить на АЛС324Б (с общим анодом),
подключив входы S преобразователей кода и общие
электроды индикаторов к общему проводу.
Микросхемы DD4, DD5 можно заменить на К176ИД3.
Транзисторы VT1, VT3—любые из серии КТ315.
Налаживание собранного прибора
начинают с установки тока зарядки конденсатора
С1. Для этого включают микроамперметр в разрыв
между стоком транзистора VT2 и точкой соединения
конденсатора С 1 с коллектором VT3 и подбором
резистора R1 устанавливают ток около 20 мкА. После
этого подают на вход устройства напряжение,
соответствующее верхней границе диапазона
измерений, и резистором R5 устанавливают на
индикаторах соответствующее показание. Иногда,
при нечетком обнулении счетчиков (когда на
индикаторах чередуются
нулевые и ненулевые показания), требуется
подобрать резистор R8. После регулировки, изменяя
напряжение на входе, проверяют работу устройства
в целом.
В авторском варианте описанное
устройство используется в качестве вольтметра
лабораторного блока питания.
обеспечивается стабилизацией тока
зарядки.