После сочленения такой разъем полностью электрически изолируют.
Кнопочный включатель SBI замыкает цепь питания функционального генератора (ФГ), о чем свидетельствует свечение светодиода VDI. Переключатель SAI позволяет подать выходной сигнал ФГ непосредственно на вход мультиметра (положение I), что дает возмож-1юсть с высокой точностью установить параметры сигнала. В положении 2 переключателя SAI мультиметр переводится в штатный режим работы.
Следующее усовершенствование касается возможностей мультиметра в режиме измерения частоты. Ограниченность разрядности индикатора тремя цифрами (за исключением значений параметров 1 в старшем разряде) является препятствием для точного измерения частоты- Причем с повышением предела измерения потеря информации становится ощутимей. Так, .например, при настройке частотных компараторов, генераторов, музыкальных синтезаторов, телевизионной и другой аппаратуры разрешающая способность частотомера должна быть не ниже I Гц. В то же время частоту сигнала генератора, стабилизированного кварцевым резонатором, например, на уровне 32768 Гц, мультиметр ВР-11 не позволяет измерить точней 32,7 кГц. Очевидно, что полное отсутствие информации об изменении частоты в диапазоне 0...99 Гц во многих случаях неприемлемо. И, наконец, на определенном этапе настройки аппаратуры важно знание не абсолютного значения частоты, а тенденций ее изменения (больше, меньше) под действием внешних факторов, .таких, как температура, свет, давление и т. д. Решение этой задачи возможно лишь при наличии шкалы младших разрядов, чего нет в мультиметре ВР-11.
На рис. 4 приведена схема устройства, устраняющего этот недостаток мультиметра ВР-11 и позволяющего измерять, недостающую, часть информации в диапазоне частот I...999 Гц на любом пределе измерений. Устройство формирует, с высокой точностью секундный измерительный интервал времени и организует работу мультиметра для решения новой задачи в режиме измерения частоты. На микросхеме DD1 собран генератор секундных импульсов, стабилизированный кварцевым резонатором ZQ1 на частоте 32768 Гц. Для получения измерительного интервала времени выходной сигнал
генератора дифференцируется цепочкой C1R1 н после преобразования транзистором VT1 и элементами DD2.1, D02.2 поступает на тактовый вход С триггера DD3.1. С прямого выхода этого триггера сигнал типа меандр с полупериодом, равным секунде, поступает к мулвти-метру для управления процессами счета и индикации результата измерения, а с инверсного — на вход 8 элемента DD2.3 для формирования импульса сброса счетчиков перед началом очередного цикла измерения. Временные диаграммы, поясняющие работу устройства, приведены на рис. 5.
Сброс счетчиков.в нулевое состояние и синхронизация работы частотомера мультиметра должны осуществляться в конце режима индикации. Поэтому измерительный секундный интервал формируется по спаду дифференцированного (элементами C^l R1) импульса. Однако сигнал, снимаемый с коллектора транзистора VT1 и кажущийся естественным дли переключения триггера DD3.I. неизбежно приводит к состязательности сигналов на входе элемента DD2.3, когда один из них (рис. 5, г) не успевает перейти в нулевое состояние к моменту достижения другим сигналом (рис. 5, з) единичного уровня. В результате создаются предпосылки для формирования ложного импульса сброса перед началом фазы индикации. Недостаток устраняется • полностью путем введения дополнительного инвертора DD2.2, задерживающего на время переходных процессов в нем момент формирования секундного интервала триггером DD3.I. В итоге взаимодействия сигналов (рис. 5, г, в) на входе элемента DD2.3 (рис 4) на его выходе в конце фазы индикации формируются импульсы сброса (рис. 5, и), поступающие с коллектора транзистора VT? через переключатель SBI-3, установленный в, разрыв штатной перемычки 3—4, в цепь общей синхронизации: Сигнал с прямого выхода триггера DD3.I через кон- , такты переключателя SB 1.6 поступает в систему управления режима счета и индикации, обеспечивая продолжительность каждого из них, равную I с
Учитывая тот факт, что в мульти^еггре. при-измерении частоты входной сигнал после усилителп-ограни- * чителя на транзисторе Т6 (рис. 6) аелнтся, счетчиком МС 3 на 2, эту микросхему при работе в предлагаемом режиме- необходимо исключить. С эдоЙ целью а прибоо введены элементы коммутации SB1«4- и- SB1.5,- допол-
ненные инвертором-формирователем DD2.4. И, наконец, с коллектора транзистора Т9 через контакты переключателя SB 1.1 импульсы поступают непосредственно на вход счетчиков дешифратора младшего разряда индикатора мсп.
В принципе, рассмотренные выше изменения в муль-тиметре совместно с предлагаемым устройством (рис. 4) обеспечивают функционирование мультнметра в новом режиме. Однако для повышения удобств в работе с прибором в, нем предусмотрены некоторые сервисные решения. Так, в общую цепь питания индикаторных точек среднего и младшего разрядов мультнметра введен переключатель SB 1.8 (рис. 7, а)ш, позволяющий, во-первых, ввести сигнализацию работы частотомера в- режиме «Гц» с. помощью светодиода HLI, и, во-вторых, при переходе в этот режим с любого ранее установленного предела обеспечить свечение только точки старшего разряда (крайней .слева). Это позволяет весь диапазон индикации в пределах 1—999 мнемонически воспринимать как «Герцы». Кроме того, для исключения периодического мигания знаки «минус» в старшем разряде, что предопределено в мульгиметре, н индикации выхода за -пределы 999'".Гц контактами переключателя SBJ.7 зашунтнрЬван эмиттерный р-п переход транзистора ТГ4 мультн метра (рис. 7, б), а в его коллекторную цепь вводится сигнал с прямого выхода триггера DD32. Вход С этого триггера переключателем SB 1.2 подключается к счетному триггеру MC8-I мультиметра, выходной сигнал которого при появлении Ttepeoro тысячного Импульса в процессе счета переводит триггер DD3.2 в единичное состояние, высвечивая знак «минус» в индикаторе старшего разряда.
И еще об одном изменении, способствующем -повышению оперативности и удобства работы с мульти-метром. В нем предусмотрено измерение постоянного напряжения только положительной полярности. При изменении знака измеряемого напряжения на противоположный измерения прекращаются и высвечивается «минус» в старшем разряде индикатора. В таких случаях приходится отсоединять «земляной» щуп мульти-метра от корпуса исследуемого или настраиваемого прибора, менять щупы местами и • после измерения проделывать эти манипуляции в обратном направлении. Этот недостаток устраним изменением конструкции преобразователя U„/U— путем замены его однополу-периодноГО' выпрямителя на МС1 прецизионным активным двухполупериодным выпрямителем [4|, схема 'которого приведена на рис. 8. Здесь операционные усилители DAI и DA2 охвачены общей обратной связью (ОС) по цепи, образованной резисторами Rl, R2, R7, R9. Кроме того, учитывая неидентичность сигналов на входе усилителя DA1 при измерении постоянного и переменного напряжений и необходимость получения на выходе устройства действующего значения переменного напряжения, усилитель DA1 имеет индивидуальные цепи ОС для каждого из указанных режимов. Под действием входного напряжения усилитель DAI изменяет электропроводимость диодных ключей VD3 и VD4, которые, в свою очередь, обеспечивают такой режим работы усилителю DA2, при котором на его выходе всегда формируется напряжение только положительной полярности. Это напряжение может быть измерено мультнметром. Выходное напряжение усилителя DA1 сохраняет полярность входного сигнала и через резистор R6 посту-" пает на неинвертнрующнй - вход операционного усилителя МО мультнметра, включенного компаратором. При измерении напряжения отрицательной полярности выходной сигнал компаратора того же знака поступает на. базу р-п-р транзистора Т14 (рис. 7, б) и, открывая его, вызывает свечение знака «минус» в старшем разряде индикатора.
И, наконец, последнее. Выключение мультиметра
возможно только путем извлечения штепсельной вилки из сетевой розетки. Это неудобство может быть устранено установкой самофиксируюшейся кнопки QB1 (рис. 2) в цепь первичной обмотки трансформатора Tpl. Эту цепь также желательно дополнить предохранителем FU1."
Техническая реализация предложенных решений во многом определяется смекалкой и возможностями радиолюбителя. Авторский вариант законченной конструкции иллюстрирует рис. 1, '9. Стабилизатор напряжения блока питания функционального генератора (рис. 2) и устройство управления частотомером (рис 4) смонтированы на платах, установленных на двух стойках каждая. Функцию коммутатора SB1 выполняет кнопочный переключатель П2К с самофиксацией, имеющий 8 контактных групп. Нумерация групп контактов, обозначенная на принципиальной схеме, ведется по часовой стрелке, . начиная с левой, ближайшей к лицевой Панели, группы.
Монтажная схема распайки переключателя SB1 (рис. 4...7) приведена на рис. 9. Кнопку включения питания мультиметра удобно.разместить рядом с сетевым трансформатором Tpl.
Для проверки правильности показаний частотомера с выхода К (вывод 14) микросхемы DDI (рис. 4) сигнал частотой 32768 Гц подают на контактный винт, установленный на перемычке между входными гнездами мультиметра. Для улучшения параметров входной цепи частотомера мультиметра его входная емкость- (блок конденсаторов С6 — С8) увеличена до 6,8 мкФ, а сопротивление резистора. R24 — до 12 кОм. Подключение контактных групп переключателя SBI к цепям .«мультиметра выполнено проводниками, которые припаяны к токонесущим дорожкам на верхней стороне платы; в местах, указанных на принципиальной схеме, в дорожках сделаны разрезы.
Все постоянные резисторы, использованные в конструкции, МЛТ с допуском ±5%. Подстроечные резисторы" R2, R3, R5, R9 и R10 — 'миогооборотные. типа СП5-2, СПБ-2ВБ, СП&;3; от их точности и стабильности зависит временная погрешность преобразования С/_/£/_. Выпрямительный мост KU4G2E блока питания ФГ (рис, 2) можно заменить на КЦ407А с меньшим рабочим током- Микросхему К176ИЕ12 можно заменить на К176ИЕ8 или К176ИЕ18.. Операционные усилители К140УД8 (DAI и DA2) могут быть заменены любыми другими с цецями балансировки, но первый из них обязательно должен иметь входные каскады на полевых транзисторах, иначе по мере уменьшения предела измерения будет возрастать нелинейность преобразования напряжения из-за шунтирования входного делителя мульти метра.
Настройку частотомера начинают с подгонки конденсатором С4 частоты кварцевого генератора. Затем убеждаются в работоспособности устройства, контролируя формирование меандра (рис. 5, ж) на прямом выходе триггера DD3.1 и импульса синхронизации на • коллекторе транзистора VT2. Далее сигнал частотой 32768 Гц, снимаемый с контрольной точки «Гц», подают на вход мультиметра. В этом режиме работы частотомера (кнопка SB1 «Гц» отжата) На индикаторе должны отображаться цифры 3.27 (для определения частоты показания умножают на 10). После нажатия кнопки «Гц» на индикаторе должно высвечиваться число —.768. Знак «—«указывает на наличие тысяч в значении измеряемой частоты. Переключение пределов, измерения не должно вызывать никаких изменений в наблюдаемом на экране прибора изображении.
Настройку преобразователя U^/U- следует начать с контрольного измерения постоянного образцового напряжения, например, одиночного гальванического элемента на самом малом пределе измерения «2». Это позволит, во-первых, задействовать все четыре разряда индикатора и, во-вторых, проверить самый сложный в смысле условий согласования с внешними элементами режим работы входного делителя. Для этой цели в муль-* тиметре временно восстанавливают связь между резистором R21 и конденсатором С14, отпаивают провод, идущий к цепочке C25R45, и фиксируют результат измерений. Затем прибор приводят в исходное состояние и на вход мультиметра подают образцовое напряжение в обратной полярности/rla индикаторе должно отобразиться некоторое число со знаком «—». Переменным резистором R9 и подбором резистора R4 (рис. 8) устанавливают . показания, равные контрольным. Затем изменяют, полярность подключения источника образцового напряжения на прямую и переменным резистором R2 доводят показания до контрольнрго. Знак «—» должен исчезнуть. На этом настройку канала измерения постоянного напряжения можно считать законченной.
Переменное напряжение измеряют при нажатой кнопке, «(U,». Резистором R5 устанавливают такой коэффициент усиления операционного усилителя DA1, при котором напряжение на выходе DA2 составит 0,7U%1,*c, измеренного осциллографом. Подстроечными резисторами R3 и R1Q балансируют операционные усилители при отсутствий входного сигнала.
На этом настройка мультимстра в целом завершается, и он готов к работе с использованием новых для него функций.
