家有力な手法

電圧計の周波数範囲。電子電圧計

講義＃5

電子アナログデバイスおよびコンバーター

電子アナログデバイスおよびコンバータは、アナログ電子デバイスを使用して測定情報信号の変換を行う測定器です。このような手段の出力信号は、測定量の連続関数です。電子デバイスとコンバーターは、電圧、電流、周波数、電力、抵抗など、ほぼすべての電気量を測定するために使用されます。

利点電子測定器:

アンプの使用による高感度。

測定が行われる回路からの低エネルギー消費。入力インピーダンス機器データ;

感度が変わらない広い周波数範囲。

欠陥:

多数の部品と要素による複雑さ。

デバイスに含まれる電子デバイス用の電源の必要性;

要素数が多いため、信頼性が比較的低い。

電子電圧計

電子電圧計では、測定電圧はアナログを使用して変換されます電子デバイス直流電流に変換され、電圧単位で目盛りが付いた磁電測定機構に供給されます。電子電圧計は、感度が高く、測定電圧範囲が広く（直流で数十ナノボルトから数十キロボルトまで）、入力抵抗が高く（1MΩ以上）、広い周波数範囲（直流から周波数まで）で動作できます。数百MHz程度）。

沢山ありますさまざまな種類電圧計。それらの目的と動作原理に従って、最も一般的な電圧計は電圧計に分けることができます直流, 交流電流、普遍的、衝動的、選択的。

DC電圧計。このような電圧計の簡略ブロック図を図 1 に示します。 5.1、ここで VD– 入力分圧器; UPT– DCアンプ; 彼ら– 磁気電気測定機構; うバツ– 測定電圧。

米。 5.1. 電子式直流電圧計の構造図

分圧器とアンプを直列に接続することで、電圧計全体の換算係数を広範囲に変化させ、高感度マルチリミット化を可能にします。ゲインを上げて直流電圧計の感度を上げる UPT k UPT仕事の不安定さによる技術的な問題に遭遇する UPT、変化を特徴とする k UPTアンプの出力信号の自発的な変化 (「ゼロ」ドリフト)。したがって、そのような電圧計では k UPT≈1、および主な目的 UPT- 電圧計の大きな入力抵抗を提供します。

この DC 電圧計のブロック図は、ユニバーサル電圧計の一部として使用されます。AC から DC へのコンバーターを追加すると、AC 電圧を測定できるようになるためです。

AC電圧計。このような電圧計は、AC-DC コンバータ、アンプ、磁電測定機構で構成されています。 AC 電圧計には 2 つの一般化されたブロック図 (図 5.2) があり、特性が異なります。図のスキームによる電圧計で。 5.2、 a測定電圧 あなた バツ、最初に DC 電圧に変換され、次にに適用されます。 UPTと彼ら、本質的に DC 電圧計です。コンバータ等は非線形リンクであるため、この構造の電圧計は広い周波数範囲で動作できます。同時に、これらの欠点 UPTまた、低電圧での非線形素子の動作の特徴により、そのような電圧計を高感度にすることはできません。

米。 5.2. 交流電圧計の構造図

図のスキームに従って作られた電圧計では、 5.2、 b、プリアンプにより感度を上げることが可能です。ただし、広い範囲で動作する高ゲイン AC アンプの作成は、周波数範囲、難しい技術的問題です。したがって、このような電圧計の周波数範囲は比較的低くなります (1 ～ 10 MHz)。

振幅、平均値、または実効値の電圧計があります。

米。 5.3. スキーム（a）およびオープン入力を備えた振幅値のコンバーター（ピーク検出器）の信号のタイミング図

ピーク値電圧計開いた振幅値変換器（ピーク検出器）を持っています（図5.3、 a) 入力、ここで あなた のと あなた 出口– コンバータの入力および出力電圧。電圧計が図の構造を持っている場合。 5.3、 a、次にコンバーター あなた の =あなた バツ. オープン入力の振幅変換器では、コンデンサはほぼ最大まで充電されます あなた xmax入力電圧の正の（ダイオードを含む）値（図5.3、b）。電圧リップル あなた 出口コンデンサの充電は、ダイオードを開いた状態で再充電することによって説明されます。 あなた の >あなた 出口、およびダイオードを閉じた状態で抵抗Rを介して放電するとき、 あなた の <あなた 出口 .

ユニバーサル電圧計。このような電圧計は、DC および AC 電圧を測定するように設計されています。一般化されたブロック図を図 1 に示します。 5.4、で- スイッチ。スイッチの位置によるで電圧計は、コンバータを備えた交流電圧計のスキームに従って動作します P（位置 1 ) または DC 電圧計 (位置 2 ).

米。 5.4. 万能電圧計の構造図

複合型とも呼ばれるユニバーサル電圧計では、多くの場合、抵抗を測定できます R バツ. そのような電圧計にはコンバータがあります P R、その出力電圧は未知の抵抗に依存します。う出口 =f(R バツ ). この依存性に基づいて、機器の目盛りは抵抗の単位で校正されます。測定時は抵抗値不明の抵抗器を変換器の入力端子に接続し、スイッチを 3 .

パルス電圧計。さまざまな形状のパルス信号の振幅を測定するために、パルス電圧計が使用されます。パルス電圧計の動作の特徴は、測定パルスの短い持続時間 τ (10 ～ 100 ns) と重要なデューティサイクルによって決まります。

(最大 10 9)、ここで Tはパルス繰り返し周期です。

パルス電圧計は、図1のブロック図に従って作ることができます。 5.2、 a、オープン入力で振幅値のコンバーターを使用しながら（図5.3、 a）。パルスの大きなデューティサイクルと短い持続時間は、振幅値のコンバーターに厳しい要件を課します。したがって、パルス電圧計では、振幅変換器の補償回路が使用されます（図5.5）。

米。 5.5. 振幅変換器の補償スキーム

入力パルス あなた のコンデンサを充電するから 1 . 測定されたパルスの再充電とパルス間の放電によって引き起こされる、このコンデンサの電圧の可変成分（図5.3と同様、 b)、増幅器によって増幅されるで交流でダイオード整流 D 2 . 回路時定数 RC 2 十分に大きく選択されているため、コンデンサの両端の電圧から 2 パルス間の間隔でわずかに変化します。抵抗器を使ってコンバータの出力から R オスコンデンサのフィードバックから 1 補償電圧をかけます。アンプのゲインが大きいと、コンデンサ両端の電圧の可変成分が大幅に減少します。から 1 その結果、定常状態では、コンデンサの電圧は測定されたパルスの振幅にほぼ等しくなり、出力電圧はこの振幅に比例します。

.

選択電圧計。このような電圧計は、特定の周波数帯域の電圧の実効値、または測定信号の個々の高調波成分の実効値を測定するように設計されています。

選択型電圧計の動作原理は、信号または狭帯域信号の個々の高調波成分を調整可能なバンドパスフィルターを使用して分離し、選択した信号の実効値を測定することです。

物理的に実現されたバンドパスフィルターには、厳密な矩形周波数応答 (AFC) はありません。これは、特定のゲインを持つ隣接する高調波成分がそのようなフィルターを通過するという事実につながる可能性があります。この場合、選択電圧計は、各成分の実際の透過係数を考慮して、フィルターを通過した高調波成分の合計の実効値を測定します。

米。 5.6. 選択電圧計のブロック図

測定信号 あなた バツ選択入力アンプを介して、VU は、測定信号の周波数スペクトルを変換するように設計されたミキサー Cm に供給されます。ミキサーの出力では、測定信号に比例する信号が現れますが、スペクトルの周波数は

、どこ - 入力信号の高調波成分の周波数; - 正弦波発生器の信号周波数 G(ヘテロダイン)。 IFアンプ HRO一定の周波数に合わせて

. そのため、外出先では HROミキサー出力信号のその周波数成分のみが通過します。

. この信号は、周波数を持つ測定信号の高調波成分に対応します。

. この高調波成分の実効値を実効値電圧計で測定します。 VDZ. 発電機の周波数を変えることで、信号のさまざまな高調波成分の実効値を測定できます あなた バツ .

この回路のバンドパスフィルターの機能は、次のように実行されます。 HRO. チューニング周波数の固定値 (チューニング不可) のため HROこのアンプは高ゲインと狭帯域幅を備えているため、選択電圧計の高い感度と選択性が保証されます。

アナログ電子電圧計の一般化されたブロック図（図7.9）には、最大数のブロックが含まれていますが、電圧計の目的によっては、ブロックの一部が存在しない場合があります。増幅装置を備えた電子電圧計では、測定回路からの電力消費は無視できます。電子電圧計の利点には、広い測定範囲と周波数範囲 (20 Hz ～ 1000 MHz)、高感度、優れた過負荷容量などがあります。

図 7.9。

1. 入力デバイスは以下を対象としています。

a) 所定の回数だけ信号を減衰させ、大きな測定電圧に向けて範囲を拡大することができます。

b) 電圧計の入力パラメータを確保する: 入力抵抗は 1 - 10 MΩ 以内、入力容量は 1 - 30 pF。

AC アンプは次の用途に使用されます。

a) 感度を上げる。

b) より低い測定電圧に向かってダイナミックレンジを拡大する。

これらのタスクを実行するために、AC アンプは、動作周波数と温度範囲で所定の高度に安定したゲイン、低い非線形歪み、低い固有ノイズを備え、多段アンプを使用することによって達成される電源電圧変動の影響を受けない必要があります。否定的なフィードバックで覆われています。

3. DCアンプは、磁電測定機構の小さな内部抵抗とコンバータの大きな負荷抵抗を一致させるために使用されます。 DCアンプは、ゲインの一定性と低いゼロドリフト、つまり、入力に情報信号がない場合の出力信号のゆっくりとした変化に関する厳しい要件の対象となります。それらは、負帰還を備えたブリッジ回路の形で実装されています。

4.コンバーターはACをDCに変換するために使用され、検出器はコンバーターとして機能します。ディテクタは、入力電圧を出力に変換する機能によって、二次式、線形式、振幅 (ピーク) に分類できます。検出器のタイプは、主にデバイスの特性を決定します。たとえば、振幅検出器を備えた電圧計は最高周波数です。二次検出器を備えた電圧計を使用すると、あらゆる形式の電圧を測定できます。線形検出器を備えた電圧計は、高調波信号の測定にのみ適していますが、最もシンプルで信頼性が高く、安価です。

アナログ電子電圧計は、アンプ - コンバーターとコンバーター - アンプの 2 つの主なスキームに従って構築できます。最初の回路は高感度ですが、このような電圧計の周波数範囲は AC アンプの帯域幅によって決まり、数百キロヘルツです。 2番目の回路は電圧計で使用され、重要なレベルで電圧を測定します。 DCアンプを使用して大きなゲインを提供することは困難ですが、そのようなアンプの周波数範囲、したがって電圧計は数百メガヘルツになる可能性があります。

電子電圧計は、測定電圧の DC 成分に対してオープンまたはクローズの入力を持つことができます。入力が閉じている場合、電圧計回路には信号の一定成分を通過させない分離コンデンサが含まれています; 入力が開いている場合、そのようなコンデンサはなく、信号の可変成分と一定成分の両方が供給されます電圧計ブロック。

AC 電圧計の作成に使用される元素ベースは、電圧計が作成された時点の最新技術 (サンプル半導体からマイクロ統合設計まで) によって決定されますが、ブロックの機能目的は変わりません。

交流電圧計（B3型）

AC電圧計は、アンプコンバータ方式に従って構築されています。二次検出器または線形検出器をトランスデューサとして使用できます。

二次検波器を使用する場合、そのような電圧計は二乗平均平方根電圧計と呼ばれ、それらのブロック図を図1に示します。 7.10.

写真。 7.10.

二次検出器の変換交流電圧式（7.5）に従って、測定された電圧の二乗平均平方根値の二乗に比例する定数に変換されます。これは、二乗平均電圧の測定が、信号の瞬時値の二乗、平均化、および平均化結果からの根の抽出という 3 つの操作の実行に関連付けられていることを意味します (最後の操作は通常、校正時に実行されます)。電圧計の目盛り）。瞬時電圧の二乗は通常、半導体ダイオードを使用して行われ、二次依存性によって記述される電流-電圧特性の最初のセクションを使用します。ただし、特性の二次セクションの長さは通常短く (100 mV 以下)、このセクションを拡張する方法の 1 つは、区分的線形近似の方法です。これを行うために、いくつかのダイオードセルが検出回路に含まれており、ダイオードのバイアス電圧を選択することによって、2 次曲線の形に近づく合計電流 - 電圧特性が得られます (図 7.11)。

図 7.11。

AC電圧計で線形検出器が使用されている場合、そのような電圧計は中整流電圧計と呼ばれ、そのような電圧計のブロック図を図1に示します。 7.12.

図 7.12

このような電圧計では、測定電圧の平均整流値に比例して、交流電圧を直流に変換する変換器として線形検出器が使用されます。このようなコンバータは、全波整流回路に従って作成され、半導体ダイオードの電流-電圧特性の線形セクションを使用します。整流電圧計と比較して、平均整流値のアナログ電圧計は、感度が高く、測定回路からの消費電力が少なくなります。これらの電圧計は平均整流値に応答し、rms 値で校正され、C=1 の校正係数を持ちます。

パルス電圧計（B4型）

パルス電圧計はコンバータアンプ方式に従って構築され、振幅検出器がコンバータとして使用され、その出力電圧は測定信号の最大（振幅）値に対応します。パルス電圧計のブロック図を図1に示します。 7.13.

写真。 7.13

振幅（ピーク）検出器の際立った特徴は、測定された電圧のピーク値を「記憶する」コンデンサであるメモリ要素の存在です。

振幅検出器の最も単純なスキーム:

a）ダイオードの直列接続を備えた検出器（オープン入力を備えた検出器）;

b）ダイオードの並列接続を備えた検出器（閉じた入力を備えた検出器）。

図 7.14

振幅検出器は、入力信号の値に比例して AC 信号を DC 信号に変換します。したがって、このような電圧計は最大値に応答し、最大値で校正され、C = 1 になります。

万能電圧計（B7型）

ユニバーサル電圧計を使用すると、直流電流と交流電流の両方を測定できます。交流電圧を測定する場合、電圧計には変換増幅回路があります。振幅（ピーク）検出器はコンバータとして使用され、その出力電圧は測定信号の最大（振幅）値に対応します。直流電圧を測定する場合、入力デバイスを介してDCアンプに供給され、磁電測定メカニズムのポインターの偏向を提供します。ユニバーサル電圧計のブロック図を図1に示します。 7.15.

図 7.15 4.12

振幅検出器は、AC 信号を入力信号の最大値に比例する DC 信号に変換するため、このような電圧計は最大信号値に応答し、RMS 値で校正されます。これらの AC 電圧パラメータは、振幅係数によって (7.7) に従って相互接続されるため、ユニバーサル電圧計の校正係数は次のようになります。

検討した電圧計の特性を表 7.1 に示します。

表 7.1

電圧計タイプ	コンバータータイプ	応答する電圧値電圧計、Uotk	電圧計が校正される電圧値、Udeg	校正係数 C の値
ユニバーサル	最大。意味
脈	最大。意味
中整流器価値	ミドルヴィピャム。
実効値価値	実効値価値
まっすぐにします。	ミドルヴィピャム。
熱電	実効値価値
静電。
エレクトロダイン。
電磁石。
磁気電気

B / 1 - 半波整流回路付き整流器

B / 1 - 全波整流回路付き整流器

「電流と電圧の測定」セクションのコース教材を習得するために、さまざまな形式の測定電圧の電圧計の読み取り値を決定するための問題の解決策が提供されます。

電圧計の読み取り値を決定するには、次の操作を実行する必要があります。

1) 測定された電圧の数学的モデルを書き留めます。

2) エントリのタイプを検討します。入力を閉じた状態で、定数項を計算し、測定電圧から除去します。

3) 電圧計 Uotk が応答する電圧を見つけます。

4) 電圧計 U=CUotk の測定値を見つける

このような問題を解決するために必要なさまざまなシステムの電圧計の特性を表7.1から取得します。

電圧計に最も近い測定器は、感音計とレベル計であることに注意してください。

ソフォメーター- これは、二乗平均平方根値の電子電圧計であり、そのアンプの振幅周波数特性は、それに含まれる psophometric フィルターの特性によって決まります。 psophometric フィルターは、知覚器官の選択性の周波数応答を反映しており、その形式は、実験的研究と CCITT の推奨事項に基づいて確立されています。通常、このデバイスには、電話および放送用の psophometric 特性を備えた 2 つの psophometric フィルタが含まれています。

レベルメーター- これは二次電圧計で、目盛りは対数単位 (デシベル) です。レベルメーターに固有のものは、入力インピーダンスの特定の値を設定する機能でもあります。音声周波数チャネルの入力および出力インピーダンスに対応する600オーム、グループパスの場合は150、135、および75オームです。

電子電圧計では、測定された電圧はアナログ電子デバイスによって直流に変換され、電圧単位で目盛りが付いた磁電測定機構に供給されます。電子電圧計は、感度が高く、測定電圧範囲が広く（直流で数十ナノボルトから数十キロボルトまで）、入力抵抗が高く（1MΩ以上）、広い周波数範囲（直流から周波数まで）で動作できます。数百メガヘルツ程度）。これらの利点により、電子電圧計が広く使用されるようになりました。

ほとんどの場合、直接信号変換を行う回路は電子電圧計で使用されます (§ 4-5 を参照)。この場合、アナログ電子部品によって重大なエラーが発生する可能性があります。これは、低電圧または高周波電圧を測定する場合に特に当てはまります。したがって、電子電圧計は通常、比較的低い精度クラス (1 ～ 6) を持っています。平衡変換電圧計は、より高い精度クラスを持つ傾向がありますが、より複雑で、ユーザーフレンドリーではありません。

現在、さまざまなタイプの電圧計が販売されています。それらの目的と動作原理に従って、最も一般的な電圧計は、DC、AC、ユニバーサル、パルス、および選択電圧計に分類できます。

DC電圧計。このような電圧計の簡略ブロック図を図 1 に示します。 6-1、入力はどこですか

米。 6-1. 電子式直流電圧計の構造図

分圧器; UPT - DCアンプ; IM - 磁電測定メカニズム。測定メカニズムのポインターの偏差角度 - 変換係数（ゲイン）、それぞれVDとUPT、 - 測定メカニズムの電圧感度。 - 電子電圧計の変換係数; - 測定電圧。

分圧器と増幅器の直列接続は、すべての電子電圧計の構造の特徴です。このような構造により、電圧計全体の変換係数を広い範囲で変化させることにより、電圧計の高感度化とマルチリミット化が可能になります。ただし、UPT のゲインを上げて DC 電圧計の感度を上げると、アンプの「ゼロ」(出力信号の自発的な変化) の変化とドリフトを特徴とする UPT の不安定性により、技術的な問題が発生します。したがって、そのような電圧計では、原則として、UPTの主な目的は、電圧計の大きな入力抵抗を提供することです。この点で、そのような電圧計の測定値の上限は、ミリボルトの数十または単位よりも低くありません。

電圧計での UPT の不安定性の影響を軽減するために、測定前にアンプの「ゼロ」と変換係数を調整することができます。

DC電圧計の考慮されたブロック図は、ユニバーサル電圧計の一部として使用されます（以下を参照）。これは、ACからDCへのコンバーターを追加すると、AC電圧を測定できるようになるためです。

高感度のDC電圧計（マイクロボルトメーター）を作成するには、図1に示す回路（変調器 - 復調器）に従って構築されたDCアンプが使用されます。 6-2、a、ここで、M は変調器です。復調器; G - ジェネレーター; - AC アンプ。 AC アンプは信号の DC 成分を通過させないため、DCF の「ゼロ」ドリフト特性がありません。図上。 6-2、6は簡略化したものを示しています

個々のブロックの出力における電圧の時間図。ジェネレーターは変調器と復調器の動作を制御します。最も単純なケースではアナログスイッチ (§ 8-3 を参照) であり、特定の周波数で同期して開閉します。モジュレータの出力にはユニポーラパルス信号が現れ、その振幅は測定電圧に比例します。この信号の可変成分はアンプで増幅され、復調器で整流されます。制御された復調器を使用すると、電圧計は入力信号の極性に敏感になります。

出力信号電圧の平均値は、入力電圧に比例します.このような増幅回路は、「ゼロ」ドリフトを実質的に除去することを可能にし、安定したゲインを有するため、係数は、たとえばマイクロボルトメータの場合、大きな値に達する可能性があります.その結果、マイクロボルトメーターの場合、最高感度での測定上限はマイクロボルトの単位になる可能性があります。したがって、DC マイクロボルトメータには測定上限があり、主な誤差は小さくなっています。

AC電圧計。

このような電圧計は、AC-DC コンバータ、アンプ、磁電測定機構で構成されています。 AC 電圧計には 2 つの一般化されたブロック図 (図 6-3) があり、特性が異なります。図のスキームによる電圧計で。 6-3、そして測定された電圧は最初にDC電圧に変換され、次にUPTに印加されます。これは本質的にDC電圧計です。コンバータ Pr は低慣性非線形リンク (下記参照) であるため、このような構造の電圧計は広い周波数範囲で動作できます。

米。 6-2. アンプ付き電子DC電圧計の構造図（a）と信号のタイミング図（b）

米。 6-3. 交流電圧計の構造図

範囲 (数十ヘルツから MHz)。入力ケーブルの分布容量とインダクタンスの影響を低減するため入力回路計器変換器は通常、リモートプローブユニットの形で作られています。同時に、UPTのこれらの欠点と、低電圧での非線形要素の動作の特徴により、そのような電圧計を高感度にすることはできません。通常、最大感度での測定の上限は数十ミリボルト単位です。

スキーム6-3、bに従って作成された電圧計では、予備増幅により、感度を上げることができます。しかし、広い周波数範囲で動作する高利得 AC アンプを作成することは、かなり難しい技術的課題です。したがって、このような電圧計の周波数範囲は比較的低くなります (1 ～ 10 MHz)。最大感度での測定の上限は、数十または数百マイクロボルトです。

AC/DC コンバータの種類によっては、電圧計の測定メカニズムのポインタの偏差が、測定電圧の振幅 (ピーク)、平均 (平均整流)、または実効値に比例する場合があります。この点で、電圧計はそれぞれ振幅、平均、または実効値電圧計と呼ばれます。ただし、コンバータの種類に関係なく、AC電圧計のスケールは、原則として、正弦波電圧の実効値で較正されます。

振幅値電圧計には、開 (図 6-4、a) または閉 (図 6-5、a) 入力を備えた振幅値変換器 (ピーク検出器) があり、変換器の入力電圧と出力電圧はどこにあります。もし

米。 6-4. オープン入力の振幅値変換器（ピーク検出器）のスキーム（a）と信号のタイミング図（bおよびc）

米。 6-5. 入力が閉じた振幅値のコンバーターのスキーム（a）と信号のタイミング図（b）

電圧計は図の構造をしています。 6-3、a、次にコンバータの場合オープン入力の振幅コンバータでは、コンデンサは入力電圧の正の最大値 (このダイオードがオンの場合) までほぼ充電されます (図 6-4、b を参照)。コンデンサの電圧リップルは、ダイオードが開いているときの再充電、およびダイオードが閉じているときの抵抗を介した放電によって説明されます。電圧計の周波数範囲の上限と下限。この場合、出力電圧の平均値、したがって、測定機構の指針の偏角

ここでは電圧計の換算係数です。

オープン入力の振幅変換器の特徴は、入力信号の定数成分 (特定のダイオード接続に対して正) を通過させることです。したがって、(図 6-4、c を参照) 出力電圧の平均値したがって、明らかに、IM の可動部分では逸脱しません。この場合、ダイオードが閉じているためです。

入力が閉じているコンバーター（図6-5、a、b）では、定常状態では、入力信号の一定成分の存在に関係なく、抵抗器に脈動電圧があり、0からどこまで変化します入力電圧の可変成分の振幅です。この電圧の平均値はほぼ等しいこのようなコンバータの出力電圧リップルを減らすため

ローパスフィルタが設定されているため、この場合の電圧計の読み取り値は、入力電圧の可変成分の振幅値によってのみ決定されます。

電子電圧計で測定する場合は、オープン入力とクローズド入力を備えた振幅変換器の機能を考慮する必要があります。

電圧計の目盛りは正弦波電圧の実効値で較正されるため、異なる形式の電圧を測定する場合、測定電圧の振幅係数がわかっている場合は適切な再計算を行う必要があります。正弦波の振幅係数である非正弦波形式の測定電圧の振幅値。デバイスの目盛で読み取った電圧値。測定電圧の実効値で、は測定電圧の振幅係数です。

平均値電圧計には、整流器で使用されるものと同様の AC-DC コンバータがあります (§ 5-4 を参照)。このような電圧計は、通常、図のような構造をしています。 6-3、b。この場合、事前に増幅された電圧が整流器コンバーターに適用され、電圧計の感度が向上し、ダイオードの非線形性の影響が減少します。このような電圧計の測定機構の可動部分の偏角は、測定電圧の平均整流値に比例します。

このような電圧計の目盛りは、正弦波電圧の実効値でも校正されています。非正弦波の電圧を測定する場合、この電圧と電流の平均値 - どこで - 電圧計の読み; - 正弦波形状係数; 測定電圧のフォームファクタです。

RMS 電圧計には、二次静的変換特性を持つ AC 電圧変換器があります。このような変換器として、熱変換器、放物線の区分線形近似による二乗デバイス、真空管などが使用される。また、実効値電圧計を図のブロック図で作ると、

米。 6-6. 電子電圧計実効値のスキーム（統一目盛付）

ご飯。 6-3、測定された電圧の曲線の形状に関係なく、測定メカニズムのポインターの偏差は、測定された電圧の実効値の2乗に比例します。

ご覧のとおり、このような電圧計には二次スケールがあります。

周波数範囲内

5Hz～5MHz。

考慮されているAC電圧計に加えて、ダイオード補償電圧計が現在製造されています。

このような電圧計の動作原理は、図の図に示されています。 6-7、a、その主な要素は次のとおりです。ダイオードD。高感度磁電検流計 - ヌルインジケータ典型的な分圧器 ODN。ダイオードの電流 - 電圧特性の理想化された表現 (図 6-7、b) に基づいて、破線の形で、電圧計の入力に電圧が印加されていない場合、それらの電流はダイオードには流れません。電圧がに接続されると、いくらかの電流がダイオードを通って流れ始め、ヌルインジケータが逸脱します。補償電圧を増加（モジュロ）することにより、NI を流れる電流がなくなります。 NI の電流が消えた瞬間に、ODN ハンドルの位置に応じてカウントダウンが行われます。 NI の高感度と UK 設定の高精度により、小さな測定誤差 (最大 0.2%) を得ることができます。

これらの電圧計は、既存の電子電圧計の中で最も正確であり、高い入力インピーダンスと広い周波数範囲 (最大 MHz) を備えています。このデバイスの欠点は、操作が複雑なことです。

ダイオード補償電圧計は、正弦波電圧の正確な測定、および電子電圧計の検証と校正に使用できます。さまざまなタイプの中には、周期的およびパルス状の両方を測定するように設計された電圧計があります

強調します。このようなデバイスは、測定上限と、20 Hzの周波数範囲の交流での直流の基本誤差を備えた補償電圧計です。

電圧計に加えて、計測器製造業界では、電圧 (AC および DC) と電流 (AC および DC) を統一された DC 信号に変換する測定コンバーターを製造しています。このようなコンバータの構造原理は、多くの点で、電子電圧計の構造原理と類似しています。コンバータの際立った特徴は、出力に測定メカニズムがないことです。

ユニバーサル電圧計。

このような電圧計は、DC および AC 電圧を測定するように設計されています。一般化されたブロック図を図 1 に示します。ここで、B はスイッチです。スイッチBの位置に応じて、電圧計はコンバータPを備えたAC電圧計のスキームに従って動作します（位置またはDC電圧計（位置2））。

複合電圧計とも呼ばれるユニバーサル電圧計では、多くの場合、抵抗を測定できます。このような電圧計には、出力電圧が未知の抵抗に依存するコンバーターがあります (§ 6-5 を参照)。この依存性に基づいて、機器の目盛りは抵抗の単位で校正されます。測定時には、未知の抵抗値を持つ抵抗器を変換器の入力端子に接続し、スイッチを 3 の位置に設定します。

測定されたパルス (10 ～ 100 ではない) と重要なデューティサイクル (最大 109)。ここで、T はパルスの繰り返し周期です。

パルス電圧計は、測定されたパルスの振幅値で較正されます。

パルス電圧計は、図1のブロック図に従って作ることができます。 6-3、a、同時に、オープン入力の振幅値コンバーターが使用され、その出力電圧は測定されたパルスの振幅に等しくなければなりません。パルスの大きなデューティサイクルと短い持続時間は、振幅値のコンバーターに厳しい要件を課します。したがって、最新のパルス電圧計では、振幅変換器の補償回路が使用されています（図6-9）。入力パルスはコンデンサを充電します. このコンデンサの可変電圧成分, 測定されたパルスの再充電とパルス間の放電によって引き起こされる (図 6-4 の c と同様), AC 増幅器 U によって増幅され、整流されます。ダイオードを使用して回路の時定数は十分に大きく選択されるため、パルス間の間隔でコンデンサの電圧がわずかに変化します。フィードバック抵抗を使用して、コンバータの出力からコンデンサに補償電圧が印加されます。アンプのゲインが大きいと、コンデンサの両端の電圧の可変成分が大幅に減少します。その結果、定常状態では、このコンデンサの両端の電圧は測定された振幅とほぼ等しくなります。パルスであり、出力電圧はこの振幅に比例します。

パルス電圧計の規範的および技術文書は、パルスの持続時間（またはその周波数）の許容値の範囲と、電圧計の誤差が正規化された値内にあるデューティサイクルを示しています。したがって、パルス電圧計の測定上限は 2.5、10、20 V で、基本誤差は

米。 6-10。信号のスペクトルと理想的なバンドパスフィルターの周波数応答

パルス繰り返し率 1 Hz ～ 300 MHz、デューティサイクル 2 ～ 3 108。

選択電圧計。

このような電圧計は、特定の周波数帯域の電圧の実効値、または測定信号の個々の高調波成分の実効値を測定するように設計されています。

選択型電圧計の動作原理は、信号または狭帯域信号の個々の高調波成分を調整可能なバンドパスフィルターを使用して分離し、選択した信号の実効値を測定することです。図上。 6-10 実線の垂直線は、測定された信号のスペクトルを示し、破線はゲインを持つバンドパスフィルターの理想化された周波数応答です。さらに、測定された信号のスペクトルは、バンドパスフィルターがレオ通過帯域は、この信号のいくつかの高調波成分をすぐに通過させます。このような場合、選択型電圧計は、各コンポーネントの実際のゲインを考慮して、フィルターを通過した高調波成分の合計の実効値を測定します。この信号は測定信号の高調波成分を周波数に対応させたもので、この高調波成分の実効値を実効値電圧計で測定し、発生器の周波数を変えることにより、様々な高調波の実効値を測定することができます。信号のコンポーネント。

この回路のバンドパスフィルタの機能は、IF によって実行されます。 IF チューニング周波数の固定値 (チューニング不可) により、このアンプは高ゲインと狭帯域幅を持ち、選択電圧計の高い感度と選択性を保証します。

業界では、20 Hz ～ 100 kHz の周波数範囲の主な誤差である測定上限を備えた選択的マイクロボルトメーターを製造しています。

無線工学の実践のさまざまな条件で、最も必要なデバイスの1つはマルチレンジAC電圧計です。これは、広い範囲の低周波数と高周波数で大きな入力抵抗とかなり高い測定精度を維持します。

米。 1. 高周波電圧計の入力の等価回路。

AC 電圧計の入力抵抗は複雑です。場合によっては、入力アクティブ抵抗 Rv と入力容量 Cv の要素の並列接続として表すことができます (図 1)。そのうちの最初のものはできるだけ大きくすることが望ましく、2 つ目は次のようにします。小さな。高周波で

また、電圧計の入力を調査中の回路に接続するワイヤのインダクタンス L pr の影響を考慮する必要があります。接続ワイヤの長さが長いと、インダクタンス L pr での電圧降下により、電圧計に供給される電圧が著しく低下する可能性があり、外部の電界および磁界がワイヤに大きな e を誘導します。 d.s. さらに、インダクタンス L CR は、キャパシタンス C とともに、独自の共振周波数を持つ直列発振回路を形成します。

f in \u003d 1 / (2π * (L pr * C in) 0.5)。（1）

周波数が fv に近い電圧を測定すると、電圧計は過大評価された読み取り値を示し、入力抵抗が急激に減少します。したがって、高周波電圧計の限界動作周波数は、通常、次の値によって制限されます。

f max = (0.1...0.2) f in, (2)

共振現象が測定精度に大きな影響を与えることはありません。約 20 cm の接続ワイヤの長さと既知の入力容量 Sv (ピコファラッド単位) を使用すると、電圧計の最大動作周波数 (メガヘルツ単位) は次の実験式によっておおよそ決定できます。

f max ≈ 200/С in 2 .

たとえば、ピコファラッドの数単位の静電容量 Sv では、周波数 fmax は数十メガヘルツに達しますが、Sv > 15 pF の場合、1 MHz を超えません。

静電、熱電、および電子電圧計は、広い周波数範囲で交流電圧を測定するために使用されます。

静電電圧計は、帯電した金属体の静電相互作用の原理に基づいており、0.5 の精度クラスで実行されます。 1.0 と 1.5。それらの周波数範囲は、ヘルツ単位から 1 ～ 30 MHz の範囲です。検討中の回路では、これらは 10 ～ 30 pF を超えない容量性負荷のみを表しています。電圧計の欠点は、測定限界を変更するのが難しいことです。これが、デバイスが通常単一限界である理由であり、高電圧を測定するための主な用途を決定する低感度 (測定上限は数十ボルト以上) です。 . 静電電圧計は、定電圧、特にキネスコープのアノードなどの高電圧の測定にも適しています。同時に、それらの入力インピーダンスは事実上無限大と見なすことができます。

熱電電圧計は、20 Hz から 1 ～ 20 MHz の周波数での使用が制限されています。それらの主な欠点は、入力抵抗が低く、通常は 10 kΩ 以下であり、過負荷容量が低いことです。

最も一般的で用途の広いデバイスは、電子 AC 電圧計です。主な特徴は次のとおりです。アンプと分圧器を使用する場合、マイクロボルト単位から数千ボルトまでの電圧範囲をカバーする高感度と広い測定限界。低入力容量 (数ピコファラッド) と高入力アクティブ抵抗 (最大数十メガオーム)。広い動作周波数範囲 (数十ヘルツから数百メガヘルツ); 大きな負荷に耐える能力。電子電圧計の欠点は次のとおりです。直流または交流電圧の安定した電源からの電力が必要です。測定を開始する前に、メーターの針を電気的にゼロに設定するか、電圧計を校正する必要があります。比較的大きな測定誤差 (最大 3-5%)。

動作原理によれば、電子電圧計は2つの主なグループに分けられます。測定された電圧が最初に増幅され、次にDCメーターを示す目的で整流される「増幅検出器」タイプの電圧計と、検出増幅器です。測定電圧を整流し、直流で増幅するタイプの電圧計。使用される能動素子の種類に応じて、トランジスタとチューブの電圧計が区別されます。

「検出増幅器」タイプの電圧計は、多くの場合、ユニバーサルACおよびDC電圧計として、またはACおよびDC電圧に加えて、無線回路要素のいくつかのパラメータを測定できる複合機器として実行されます。

幅広い用途の電子電圧計には、原則として、測定された正弦波電圧のRMS値で読み取られるスケールがあります。一部のデバイスには、相対的な透過レベル (デシベル単位) で表示される追加の目盛りが付属しています。

特別なタイプの電子電圧計には、選択的、パルス、対数、位相敏感、補償、デジタル電圧計が含まれます。

位相に敏感な電圧計は、さまざまな低周波 4 端子増幅器、フィルターなどの振幅-周波数および位相-周波数特性を測定するために使用されます。調査中のデバイスからの入力 Uin および出力 Uout 電圧は、電圧計に同時に供給されます。電圧計には2つのメーターがあります。それらの 1 つは、電圧 Uin と同相である測定電圧 Uout の実数成分 Ud を示します。 2 番目のメーターは、電圧 Uin に対して位相が 90° シフトした電圧 Uout の虚数成分 Umn を示します。両方のメーターの測定値に基づいて、出力電圧の値 (モジュール) を計算できます。

Uout \u003d (U d 2 + U mn 2) 0.5

および位相シフト:

φ\u003d arctg（U mn / U d）。

補償測定法に基づく補償電子電圧計（直流電圧を測定するための差動および補償方法を参照）は、電子交流電圧計の電圧校正特性をチェックし、発電機を測定する際の電圧計の例として使用されます。

電子電圧計の入力分圧器。

電子電圧計は、回路を複雑にすることなく、抵抗分圧器または容量分圧器が入力でオンになっている場合にのみ、大きな交流電圧を測定できます。入力分圧器（VDN）は、電圧計への別の付属品として作成されるか（図2）、構造的にそれと組み合わされます（図4）。後者の場合、電圧計には、VDN の有無にかかわらず機能する機能を提供するスイッチが追加されます。

VDN を使用すると、測定誤差が増加します。これは、除算ステップ数が多い場合に特に顕著です。したがって、VDN は通常、1 段階で実行されますが、正しい選択分周係数Nを使用すると、電圧計自体の測定限界の数を2倍にすることが可能であることがわかります。電圧計の測定上限が 1.3、10、30 V であるとします。これは、回路内のスイッチの設定によって決まります。次に、N = 100 で VDN を接続すると、100、300、1000、および 3000 V の追加の測定限界を取得できます。) および 4 つの位置 (1-3-10-30 V) またはセクション数を増やした 1 つの共通スイッチ8 つの位置 (1-3-10-30-100-300-1000-3000 V)。

抵抗分圧器は、直列接続された 2 つの非誘導性および非容量性抵抗器で構成されます (図 2、a)。抵抗R2から、測定された電圧の厳密に定義された割合が電圧計の入力に供給され、Ux / Nに等しく、除算係数によって設定されます

N \u003d (R1 + R2v) / R2v、

これは、電圧計の読み取り値に対する乗数であり、通常は 10 ～ 100 の範囲で使用されます。ここ

R2v \u003d R2Rv / (R2 + Rv)

は、入力アクティブ抵抗のシャント効果を考慮した、VDN の 2 番目のアームのインピーダンスです。

電圧計 Rv. Rv >> R2 の場合、R2v ≈ R2 と見なすことができます。しかし、分周係数 N が小さいと、抵抗 Rv と R2 が同等になることがあります。これは、測定回路の入力アクティブ抵抗を本質的に決定する VDN の総抵抗をメガオームのオーダーで選択する必要があるためです。次に、抵抗Rvは、式によって決定される抵抗R2の必要な値に大きく影響します。

R2 = RvR1/((N-1)Rv - R1) = RvR2v/(Rv-R2v)

したがって、各 VDN は通常、特定のタイプの電圧計でのみ機能するように計算されます。

米。 2.抵抗（a）および容量（b）タイプの入力分圧器のスキーム。

抵抗性VDNの欠点は、電圧計の入力容量Cvの影響による測定電圧の周波数fへの分周係数の依存性であり、高周波での抵抗は抵抗R2およびRvに匹敵する可能性があります。 . 静電容量 Sv を考慮すると、実際の分割係数は

N "≒(N 2 + (2π * f * Cv * R1) 2) 0.5.

たとえば、N = 10、R1 = 9mOhm、R2v = 1mOhm、Sv = 10 pF、周波数 f = 1 kHz では、N "≈ 10、f = 10 kHz では N" ≈ 11.5、f では N" ≈ 11.5 が得られます。 = 100 kHz N" ≈ 57.5. また、周波数が高くなると、電圧計の入力抵抗 Rv がさまざまな理由で減少し、測定誤差が増加することも考慮に入れる必要があります。したがって、抵抗 VDN の使用は、低周波数範囲、およびそれらの伝統的な定電圧の領域。

抵抗性 VDN の上限周波数の顕著な増加は、2 つの方法で達成できます。まず、VDN のインピーダンスを下げます (ただし、これは常に許容できるとは限りません)。たとえば、Rx = 0.9 mΩ および R2v = 0.1 mΩ とすると、Sv = 10 pF で測定電圧周波数が 1 および 10 kHz の場合、N "≈ 10、f = 100 kHz では N" ≈ 11 になります。、5およびf \u003d 1 MHz N "≈57.5でのみ。別の方法は、周波数補正を適用することです。これは、破線で示されているように、コンデンサC1およびC2を使用して、それぞれ分圧抵抗R1およびR2をシャントすることによって実現されます。図2の図、a コンデンサの静電容量（電圧計の入力データを考慮して）は、両方のVDNリンクが同じ時定数を持つように選択されます。

R1C1 \u003d R2v (C2 + St)。

この場合、コンデンサC1の静電容量は、測定回路の入力静電容量を実質的に決定します。 2番目のコンデンサには静電容量が必要です

C2 = C1(N-1)-Cv。

これらのコンデンサの 1 つ (通常は C1) をトリマーとして使用すると、VDN のデバッグが容易になります。考慮された両方の方法を組み合わせて使用すると、抵抗性 VDN の適用可能な周波数の上限を 1 ～ 10 MHz に拡張できます。

高周波電圧を測定する場合、容量性分圧器は良い結果をもたらします（図2、b）。通常、デバイダコンデンサの 1 つで容量を調整できます。これにより、入力容量 Sv の影響を補償できます。一方、除算係数

N = (C1 + C2 + Cv)/C1

測定回路の入力容量を小さくするには、コンデンサ C1 と C2 の容量を小さくすることが望ましいです。ただし、このようなVDNは高周波領域での測定にのみ適しています。これは、周波数が低下すると、コンデンサC2の抵抗が電圧計の抵抗R3と釣り合うことが判明する可能性があるためです。したがって、より低い周波数の電圧を測定するには、容量値を増やした別のVDNが使用されることがあります。

高電圧回路に接続されたVDNの設計では、入力端子間のブレークダウンと誘電損失の増加を回避するために、入力端子間に十分な絶縁を提供し、操作の安全性を高める対策を講じる必要があります。

タスク 1. 電子電圧計の測定上限は、Rv \u003d 5 MΩ および C3 - 15 pF で 3、6、15、および 30 V です。入力アクティブ抵抗 = 10 MΩ で測定範囲を 600 V に拡張する電圧計への抵抗分圧器を計算します。分周比の変更による追加誤差が 5% を超えない限界周波数 fmax を求めます。

答え: N = 20; この場合、60、120、300、および 600 V の上限値で追加の測定限界が得られます。 R2v \u003d 500 kOhm; R1 = 9.5MΩ; R2 = 556キロオーム。

最大許容値 N max \u003d 1.05N \u003d 21 は、周波数で発生します

fmax = (N max 2 -N 2) 0.5 / (2πCvR1) = 7.15 kHz。

回答: C1 ≈ C "v \u003d 5 pF; C2 \u003d 80 pF.

「増幅検出器」タイプの電子電圧計

整流器電圧計は、比較的大きな交流電圧 (少なくとも 10 分の 1 ボルト) のみを測定するのに適しています。それらに供給される電圧が予備増幅されると、小さな交流電圧を測定することが可能になります。この場合に形成されるデバイスは、「増幅検出器」タイプの電子ミリボルトメータです。

米。 3.「増幅検出器」タイプのマルチレンジ電子電圧計の機能図。

大小の電圧を測定する必要がある場合、デバイスはマルチリミットです。同時に、すべての測定限界で、校正された分圧器を使用して入力電圧が初期（最低）限界まで低下します。その分圧係数は、整流器の出力に接続された磁電計の基準スケールに対する乗数を決定します。回路。で一般的なケースマルチリミット電圧計の機能図は、図 1 に示すものに対応しています。 3.

彼らは、電圧計増幅器を広帯域化するよう努めています。つまり、広い周波数帯域内でゲインが一定であること、および回路要素の電源電圧、温度、およびパラメータの特定の制限内で変動することを保証する特別な手段を講じています。この目的のために、増幅段の負荷抵抗が低減され、周波数および温度補償スキームが使用され、動作モードが安定します。後者は、直流電圧と交流電圧に深い負帰還 (o.o.s.) を使用することによって実現されます。増幅段の帯域幅が増加するとそのゲインが減少するため、広帯域増幅器は多段にする必要があり、必要な段数が多いほど、周波数範囲が広くなり、必要なゲインを決定する初期測定限界が低くなります。実際には、電圧計には3〜5個の増幅段が含まれており、その動作周波数の上限は1 MHzを超えません。電圧計の動作範囲を低周波領域に限定すると、必要な増幅段数が減り、増幅段数が不要になります。複雑なスキーム周波数補正により、作業の全体的な安定性が向上します。

電圧計で測定される電圧の最小値は、アンプ自体のノイズのレベルによって制限されます。これは、入力段のトランジスタまたはランプのノイズ特性に依存します。さまざまなピックアップや AC バックグラウンドの影響を軽減するために、電圧計は慎重にシールドされ、供給電圧は十分にフィルタリングされています。

「増幅検出器」タイプの電圧計の測定ブロックは、通常、磁電計に負荷された整流器回路であり、整流器デバイスの測定ブロックおよび整流器電圧計のセクションで説明したものと同様です。整流器は絶縁コンデンサを介してアンプの出力に接続されているため、入力に測定電圧がない場合、メーター回路には電流が流れません。したがって、メーターの「ゼロ」を設定する必要はありません。

調査中の回路への影響を減らし、小さな電圧と大きな電圧を測定するときに読み取り値の比較可能性を確保するには、電圧計には、すべての測定限界にわたって高い、可能であれば安定した値を維持する入力抵抗が必要です。電圧計の入力にカソードフォロアを取り付けると、入力 (アクティブ) 抵抗が数メガオームに達することがあります。

トランジスタの AC 電圧計は、トランジスタ DC 電圧計 (トランジスタ DC 電圧計を参照) と同様に作成できます。つまり、追加の抵抗器と直列に接続された敏感なトランジスタ AC マイクロアンメータに基づいています。ただし、このような電圧計の入力抵抗は測定限界に依存し、測定電圧が低い場合は十分に大きくない場合があります。さらに、追加の抵抗器のリアクティブパラメータにより、電圧計を高周波で使用する可能性が制限されます。

バイポーラトランジスタを使用する場合、エミッタフォロワ回路に従って電圧計の入力でマッチングステージがオンになると、最高の安定した入力抵抗（数百キロオーム）が提供されます。入力段がソースフォロワ (電界効果トランジスタ) の場合、入力抵抗は数メガオームに達します。ご存知のように、ソースフォロア (およびカソードとエミッターのもの) は入力容量が小さく (数ピコファラッド)、出力インピーダンスが低いため、広帯域であることがわかります。フォロアの低出力インピーダンスにより、後続の増幅段の低インピーダンス入力との整合が容易になります。バイポーラトランジスタ必要な周波数範囲で安定した電圧増幅を提供するスキームに従って。

ほとんどの電圧計では、メインの多段分圧器は入力整合段 (フォロワ) の直接負荷であるため、低インピーダンス (数千または数百オーム) になる可能性があります。これにより、抵抗器の正確な選択が容易になり、数メガヘルツの周波数まで周波数補正なしで行うことができます。入力分圧器が存在しないか、大きな分圧係数と周波数補正要素を備えたシングルステージとして実行されます (セクションを参照)。

図上。図４は、２０Ｈｚ〜２００ｋＨｚの周波数範囲で動作し、１０〜３０〜１００〜３００〜１０００Ｖの交流電圧（ｒｍｓ値で）を測定するための上限を有するマルチリミットトランジスタ電圧計の図を示す。はトランジスタ T1 のソースフォロワであり、その負荷は低抵抗分圧器 R4-R8 です。デバイスの入力では、第 2 の周波数補償分圧器 R1、C1、R2、C2 が分周係数 N = 1000 でオンになります。スイッチ B1 の設定に応じて、測定上限が次のスケールで読み取られます。 B2 をミリボルトまたはボルト単位で切り替えます。低電圧を測定する場合、入力分圧器は使用されず、電圧計の入力抵抗が減少しないように、デバイス回路から切り離されます。

測定された電圧の主な増幅は、共通エミッタ回路に従って接続されたバイポーラトランジスタT2およびT3の段階を増幅することによって実行されます。大幅なゲインを確保するには、約 100 の Vst 係数を持つトランジスタを選択する必要があります. 電圧計の周波数応答の拡張は、増幅段間の直接 (ガルバニック) 接続によって促進されます。トランジスタ T2. 低周波数と高周波数。アンプの比較的高い出力インピーダンスを測定ユニットの低抵抗と一致させるために、T4トランジスタのエミッタフォロワが出力に取り付けられています。

アンプの動作モードの安定化は、o を使用することによって達成されます。約。と。トランジスター T3 のエミッターから同調抵抗 R11 を介してトランジスター T2 のベースへの定電圧による。後者を使用すると、フィードバックの深さを調整できるため、電圧計の校正時に使用されるゲインを調整できます。

必要な周波数帯域幅を確保し、電圧計のスケールの直線性を高めるには、強い o. 約。と。電解コンデンサＣ９、測定ユニットの整流器および抵抗器Ｒ１９を介して、トランジスタＴ４のエミッタからトランジスタＴ２のエミッタへ電圧を交流させる。フィードバックの程度は、チューニング抵抗 R12 を使用してデバイスをセットアップするときに調整されます。スケールの直線性は、2 つの整流ダイオード (D3 と D4) を大容量の電解コンデンサに置き換え、半波整流回路を使用することで改善できます。

米。 4.「増幅検出器」タイプのトランジスタ電圧計のスキーム。

一部の電子電圧計には、デバイスの感度をテストおよび修正するために使用される基準交流電圧を生成するキャリブレータが含まれています。校正器の動作には正弦波電圧源が必要なため、AC 電源の真空管電圧計と簡単に互換性があります。トランジスタ電圧計では、キャリブレータの入力を外部 AC 電源に接続できる場合や、電圧計の設計に低電力 DC-AC コンバータが含まれている場合があります。

最も単純ですが、非常に信頼できるのは、シリコンツェナーダイオードキャリブレータです (図 5)。逆並列に接続された 2 つの同一のツェナーダイオード D1 および D2 は、U > Ust の条件で、交流電圧 U の両方の半波をそれらを特徴付ける安定化電圧 Ust のレベルで確実に安定化します。ツェナーダイオードを流れる電流が Imin - Imax 内で変化するときに安定化が実行される場合、制限抵抗 R1 には抵抗値が必要です。

R1 = (U-Ust)/((Imax-Imin)/2 + Ust/(R2 + R3))。

分圧器 R2、R3 のインピーダンスは、電圧計の入力抵抗の 10 分の 1 であると同時に、電源に著しく負荷がかからないように十分大きくなければなりません。その分割係数は、出力で安定した電圧が得られるように選択され、低電圧測定限界の 1 つに等しくなります。キャリブレータを調整するとき、必要な電圧はチューニングポテンショメータ R3 によって正確に設定されます (標準電圧計の測定値による)。測定を開始する前に、この電圧は、対応する測定限界に接続された校正済み電圧計の入力に供給され、電圧計回路で提供される調整を使用して、そのメーターの矢印がスケールの終わりまでずれます。

米。 5.半導体ツェナーダイオードのAC電圧キャリブレータのスキーム。

選択マイクロボルトメータは、無線周波数範囲の非常に低い電圧を測定するために使用されます。それらは通常、シングルまたはダブル周波数変換を備えたスーパーヘテロダイン受信機のスキームに従って実行されます。デバイスの高周波部分は、測定された電圧の周波数に調整され、高周波数と中間周波数で大きなキャリブレーションされたゲインを受け取ります。検出器の負荷は、測定された電圧の値で校正された磁電計です。測定を開始する前に、ゲインの制御と調整が実行されます。これには、デバイスの入力に必要な周波数の基準電圧を供給する内部キャリブレーションジェネレータが使用されます。その選択的特性により、選択的マイクロボルトメータを使用して、周期信号とノイズ信号のスペクトルを調べたり (これらのスペクトルの個々の成分の周波数を連続的に調整することによって)、電磁場の強度を測定したりできます (アンテナはその入力でオンになっています）およびその他の高周波測定。

「検出増幅器」タイプの電子電圧計

広周波数範囲（超高まで）で小さすぎない電圧（10分の1ボルト以上）を測定するように設計された電子電圧計、および汎用および複合測定器で使用するように設計された電子電圧計は、通常、「検出器増幅器」タイプの回路（図6）。測定された電圧は、半導体またはランプ検出器によって整流され、整流された電圧の DC 成分は、抵抗分圧器と AC 成分を除去する RC フィルターを介して DC アンプに供給されます。アンプの出力で、磁気電気メーターANDがオンになり、そのスケールは測定された電圧のrmsまたは振幅値で較正されます。分圧器、フィルタ、メータリングアンプは、基本的に、通常は高抵抗入力を備えたマルチレンジ DC 電圧計です。この場合、AC 電圧計は、すべてのリミットでほぼ同じ高い入力抵抗を維持しながら、マルチリミットであることがわかります。測定限界の変更が増幅回路で提供されている場合、分圧器が存在しない可能性があります。電圧計の欠点は、メーターの「弾丸」を事前に取り付ける必要があることです。

米。 6.「検出増幅器」タイプのマルチレンジ電子電圧計の機能図。

「検出器 - 増幅器」タイプの電圧計に固有のものは、振幅電圧計の整流器ユニットに最もよく似ている検出器コンポーネントのみです。一部のデバイスでは、検出器は、測定された電圧の平均整流値を抽出する全波回路に基づいて形成されます。

「検出増幅器」タイプの電子電圧計は、整流器電圧計として表すことができ、そのインジケータは電子DC電圧計です。明らかに, 広い範囲の値と周波数で交流電圧と定電圧を測定するためのユニバーサル電圧計としてこのような電圧計を使用することは合理的です. このような電圧計のレイアウトは、図の2つのバージョンで示されています. 7.最初のオプション（図7、a）の基礎は、意図した目的に直接使用できる典型的な電子DC電圧計です。直流電圧を測定するために追加の高電圧制限を取得する必要がある場合は、直列接続された高抵抗抵抗 Rc のグループが取り付けられた外部の十分に絶縁されたプローブが使用され、DC 電圧計の入力に接続されます。後者は特定の測定限界に設定されています。検出器コンポーネントはプレフィックスの形で作成され、ほとんどの場合、閉じた入力を備えた振幅検出器のスキームに従って実行され（図8、b）、交流電圧を測定する必要がある場合は電圧計に接続されます。ダイオード D をオンにする極性は、DC 電圧計で測定される電圧の極性と一致している必要があります。入力接続ワイヤの1つを画面とデバイスの本体に接続する可能性は、後者のスキームにも依存します。

米。 7.「検出増幅器」タイプのユニバーサル電子電圧計のレイアウト図。

入力コンデンサ C は、測定電圧の最大振幅に対して (逆電圧ダイオード D と同様に) 計算する必要があります。その容量は、相反する 2 つの要件を満たす必要があります。一方では、動作周波数の十分に高い上限を確保するために、コンデンサの誘導リアクタンスと高周波での能動損失を減らすために、小さな容量Cを持つことが望ましいです。一方、動作周波数の下限を確保するために、コンデンサCの容量がダイオードDの逆方向抵抗よりもはるかに小さくなるように、大きな容量を持つことが望ましいです。実際には、容量Cを取ります\u003d 0.001 ... 0.1 μF、妥協の考慮事項と特定の境界周波数範囲に基づいています。

抵抗器 R の抵抗値は、AC 電圧と DC 電圧の読み取りスケールの一致条件 (同じ測定限界) から選択されます。これは、検出器コンポーネントの選択された回路が、整流および入力電圧。ダイオード D の逆抵抗とインジケータ (DC 電圧計) の入力抵抗 Rin が十分に大きい場合、ダイオードの両端の定電圧は測定電圧の振幅 Rm に近くなり、振幅を読み取ることができます。 R = 0で対応するDC電圧スケールを使用します。ただし、実効値U = 0.707 * Um（正弦波電圧）で表示する必要がある場合は、DC電圧計に供給される整流電圧を下げる必要がありますによると; これは、抵抗 R ≈ 0.415*Rin で達成されます。抵抗器 R の抵抗値の正確な調整は、デバイスのセットアップ時に行われます。

電圧の下限 (約 3 V まで) では、AC 電圧スケールの直線性が損なわれる可能性があり、ダイオードによる低電圧検出の効率が低いため、対応する DC 電圧スケールと完全には一致しない可能性があります。抵抗Rinの変化により、電圧計の入力分圧器がこれらの制限にあるため、DCがオフになるか、シャントとして機能する可能性があります。低電圧限界での一部の電圧計の誤差を減らすために、特別に選択されたダイオード D と抵抗 R を備えた特別な検出器コンポーネントを使用するか、補正グラフまたはテーブルを使用します。

ユニバーサル電圧計の2番目のバージョン（図7、b）は、入力にスイッチと交換可能なコンポーネントがないことを特徴としています。回路全体を計算して、まず必要な測定限界で交流電圧を測定します。特に、抵抗Rは通常、非常に高い抵抗（約10MΩ）で使用されます。これにより、整流された電圧のフィルタリングが改善され、偶発的な過負荷がデバイスに与える影響が制限されます。抵抗器 Rc は、DC 電圧スケールが利用可能な AC 電圧スケールと一致することを保証する必要があります。交流電圧の目盛りの読み取りがUmの振幅値で行われる場合、それらはRc≒R 2 /（R + Rin）を取り、RMS電圧値を読み取るとき

Rc ≈ (0.7 * R 2 - 0.3 * R * Rin) / (R + R)。

このオプションの欠点は、ダイオード D の逆方向抵抗が変化したときに、AC 電圧と DC 電圧のスケールの達成された一致に違反する可能性があることです.これは、DC 電圧を測定するときに検波回路をオフにすると回避できます.

DC電圧計の入力に分圧器がない場合（たとえば、図5、aおよび6の回路のように）、抵抗Rは入力フィルタRfの要素（Rf）として機能できます。参照。フィルタ容量は比較的大きく (100 分の 1 マイクロファラッド)、最低動作周波数での抵抗が抵抗 Rf よりはるかに小さくなるようにする必要があります。

検出器コンポーネントの回路に含まれるダイオードは、2 つの主な要件を満たす必要があります。測定された交流電圧の上限を決定するため、最大許容逆電圧 Uobr.max の十分に高い値であり、0.5 * Uoar を超えてはなりません。振幅または実効値、それぞれ最大値および 0.35*Urev.max; AC電圧計の入力アクティブ抵抗Rvはそれに依存するため、小さな逆電流、または同等に、逆抵抗Rrevが大きくなる可能性があります。後者は通常、ダイオードDの逆方向抵抗とその負荷抵抗Rn \u003d R + Rinによって形成される並列回路の直流抵抗の1/4から1/3の範囲です。

Rin ≈ 0.3*Rrev*Rn/(Rrev + Rand)。

Rbrの場合<< Rн, то Rв ≈ 0,3*Rобр. И наоборот, при Rобр >> Rn Rn ≈ 0.3*Rn が得られます。 Rrev ≈ Rn の場合、Rv ≈ 0.15 * Rn です。

高い逆電圧に耐え、ほぼ無制限の逆抵抗と安定したパラメータを持つチューブダイオードを備えた検出器で使用すると、電圧計は非常に高い入力抵抗 (低周波数で数十および数百メガオーム) を持ち、(入力分圧器なしで) を提供できます。重要な交流電圧の測定 (最大 100-150 V)。ただし、ダイオードフィラメントに電力を供給し、その初期電流を補償する必要があるため、それらの使用は制限されています（図8、a）。

半導体ダイオードは特別な電力を必要とせず、初期電流もありません。寸法は小さいですが、ランプダイオードと比較して、はるかに低い逆電圧に耐え、有限の逆抵抗を持っています。さらに、それらのパラメータは、温度とダイオードに印加される電圧に著しく依存し、時間の経過とともに多少変化します。したがって、半導体検出器を備えた電圧計の場合、入力抵抗と測定電圧の制限値は数倍低くなり、測定誤差はランプ検出器を備えた電圧計よりも高くなります。逆電流が小さい高周波（ポイント）ダイオードを検出器に使用すると、電圧計の入力抵抗が数メガオームに達し、測定上限が数十ボルトに達することがあります。半導体とランプの両方の高周波ダイオードの電極間の静電容量は、通常、ピコファラッドの数単位または10分の1になるため、入力回路を合理的に設置した「検出器 - 増幅器」タイプの電圧計は、数十または数百メガヘルツに等しい動作周波数の上限。

電圧計には、交換可能または切り替え可能な 2 つの検出器コンポーネントが付属している場合があります。許容逆電圧は高いが入力容量が大きい平面ダイオード上にあるそのうちの 1 つと、容量が約 0.1 μF のデカップリングコンデンサ C を備えたものは、広い範囲の値で比較的低い周波数の電圧を測定するときにオンになります。（最大数百ボルト）。ポイントダイオードと数千ピコファラッドの容量を持つコンデンサCを備えた2番目の検出器は、高周波およびマイクロ波周波数の比較的低い電圧（最大数十ボルト）を測定するために使用されます。

「検出増幅器」タイプのスキームによれば、パルス電圧計は、さまざまな持続時間とデューティサイクルのパルスの振幅を測定するようにも設計されています。通常、2 点ダイオード検出器を使用して、それぞれ正と負の極性のパルスを検出します。

電子AC電圧計の設計上の特徴と目盛り

さまざまな周波数の電圧を測定するときの調査中の回路に対する広帯域電圧計の影響の程度は、その入力パラメータRv、Sv、およびLprの値によって決まります（図1）。

入力容量 Sv は、入力回路に含まれるランプや半導体素子の入力電極間の容量と、これを接続するパネルの対応するソケット間の容量、および実装容量で構成されます。入力に小型の部品とクランプを使用し、それらを合理的に配置し、短い導体と接続する場合、設置の静電容量は3〜6 pFです。この場合、入力の正しい選択電子機器回路要素を出力ピンに直接はんだ付けすると、電圧計の入力容量を6〜10 pFに制限できます。

電圧計 Rv の入力アクティブ抵抗は、入力回路の特定の回路と、入力に接続された電子デバイスの入力アクティブ抵抗によって決まります。低周波数では、単位に等しいことが判明し、数十、メグオームになることはあまりありません。高周波で動作する場合、抵抗 Rv は、電子デバイスおよび回路基板のシリンダー、ハウジング、またはベースでの誘電損失の増加により、いくらか減少します。これらの損失の削減は、入力にベースレス無線管を使用し、入力クランプや入力回路のその他の要素を高周波誘電体（ポリスチレン、無線磁器など）で作られたパネルに取り付けることによって達成されます。

メートル波とデシメートル波の範囲では、ランプの電極間の電子移動時間は測定電圧の周期に比例し、その結果、ラジオ管の入力回路の損失が急激に増加します。周波数が高くなると、半導体の質量の損失も増加します。これは、ダイオードの場合は整流係数と逆方向抵抗の減少として現れ、トランジスタの場合は入力抵抗と電流伝達係数 Vst の減少として現れます。これらの損失は、小型チューブと半導体デバイスを使用することで低減されます。実際には、測定された電圧周波数 100 MHz で、電圧計の入力アクティブ抵抗を数十キロオーム、数百キロオームのオーダーで得ることができます。

短い導体で実装し、小型で無誘導のカップリングコンデンサを使用すると、入力回路のインダクタンスは 100 分の 1 マイクロヘンリーになり、それ自体の共振周波数は数百メガヘルツに達します。長さに沿って分布するインダクタンスとキャパシタンスを持つ入力接続ワイヤは、許容測定誤差に対応する制限動作周波数 fmax を低減します。これらのワイヤの長さが測定電圧の波長 λ の 1% を超えない場合、これらのワイヤの影響は実質的に無視できます。

入力端子またはソケットがデバイスの本体に取り付けられている場合、高周波電圧を測定するときに、電圧計を調査中の回路に近づけることが常に可能であるとは限らないため、許容可能な長さの接続ワイヤを省くことができます。 . したがって、多くの電子電圧計では、高周波入力部分（検出増幅器電圧計の検出器コンポーネント、増幅器検出器電圧計のソース、エミッタまたはカソードフォロワ）は、別の小型シールドリモートユニットの形で作られています。プローブと呼ばれます（図7aを参照）。プローブは、柔軟なシールドケーブルで電圧計回路の残りの部分に接続されます。測定中、プローブは調査中の回路に持ち込まれ、そのヘッドに配置された電位ピンが直接接続されるか、または短い導体が回路の必要な電位点に接続されます。ほとんどのデバイスでケースと電圧計の共通マイナス（非対称入力回路付き）に接続されている2番目のクランプ（通常は「ワニ」タイプ）は、回路の最低電位のポイントに予備的に接続されています。

外部の電場および磁場の影響を排除するために、電圧計は金属製のケーシングに配置されています。これは、動作中に接地することをお勧めします。被試験デバイスの本体または画面は、このケーシングにしっかりと接続されています。

米。 8. AC電圧計の校正スキーム。

電子（およびその他の）AC電圧計の調整と校正は、図1に示す回路を使用して実行できます。 8. ここでは、電圧計 V を基準として使用します。この電圧計の測定限界は、校正済みの電圧計によって測定された電圧の限界値と等しいか、それよりわずかに大きくなければなりません。連続的に調整可能な Tr 単巻変圧器によって、測定された限界に等しい電圧が抵抗分圧器 R1-R3 に印加され、スイッチ B が「x1」の位置に設定されている場合、電子電圧計の要素を調整することによって、針そのメーターのは、スケールの終わりに偏向しています。次に、単巻変圧器のスライダーを動かして電圧を徐々に下げ、目盛の中間点で校正特性を確認します。分圧器を使用すると、同じ 1 リミット基準電圧計 V を使用して、複数の測定限界で電子電圧計を校正できます。基準電圧計がマルチレンジの場合、分圧器を除外することで校正回路が簡素化されます。

電子電圧計用電源

スキームと使用条件に応じて、電子電圧計は直流または交流電源から電力を供給されます。

トランジスタ電圧計は、原則として、eの小型乾電池または充電式電池で駆動されます。 d.s. 4.5 ... 9 V。これらは、回路の残りの部分から分離された特別なコンパートメントのデバイスのケーシング内に配置されています。の一つオプション電源回路を図1に示します。 9. プレーナダイオード D2 は、バッテリ B が間違った極性で接続されている場合にデバイスを保護します. 電源電圧のパラメトリック安定化は、抵抗 R1 を介して電源に接続されているツェナーダイオード D1 によって実行されます. 必要な安定化モードは抵抗で提供されます

R1 = (U-Ust) / ((Imax - Imin) / 2 + In)、

ここで、Imin と Imax はツェナーダイオードを流れる最大許容電流値であり、Iн は電源の負荷電流の公称 (平均) 値です。電源電圧の非常に高い安定性が必要な場合は、ツェナーダイオードと抵抗器の 2 番目のリンクが同様の方法でオンになり、最初のリンクの出力よりも幾分低い安定した電圧が得られるように設計されています。安定化要素が放棄された場合、電源は約 100 マイクロファラッドの容量を持つコンデンサでシャントされます。

米。 9.トランジスタ電圧計の供給電圧のパラメトリック安定化のスキーム。

一部のデバイスでは、必要に応じて追加の抵抗器を介して電源に接続される電圧計メーターを使用して供給電圧を監視します。

ポータブル真空管電圧計は、ほとんどの場合、内部でバッテリー駆動されています。彼らは、低アノード電圧 (5-10 V) で動作する電圧計の低フィラメント電流の経済的なラジオ管を使用することで、1 つの低電圧バッテリーでうまくいく傾向があります。場合によっては、フィラメント電池で駆動される低電力のトランジスタ化電圧コンバータを使用して、アノード回路に電力を供給します。

真空管電圧計が AC 主電源から給電されると、回路、ランプ、および動作モードを選択するためのオプションが拡張されます。これにより、入力抵抗を増やして測定限界と動作周波数範囲を拡大しながら、感度の低いメータをデバイスで使用することができます。電源回路の直流電流は 10 ～ 20 mA を超えないため、リップル高電圧電圧計の動作にほとんど影響を与えない場合、電源整流器は通常、負荷と並列に接続された数マイクロファラッドの容量を持つコンデンサがフィルターとして機能する単波回路に従って実行されます。電源電圧の変動の可能性がある電圧計の安定性を高めるために、ランプの電源モードを安定させるためにさまざまな方法が使用されます。電源変圧器のすべての二次巻線の交流電圧を同時に安定化させる鉄共振安定器を使用すると、良好な結果が得られます。電源ネットワークのワイヤを介して伝播する高周波干渉の電圧計への影響を排除するために、電圧計ケーシングの出口にある電源ワイヤは、数千ピコファラッドの容量を持つコンデンサでケースに接続されています。

図上。 86は基本を示しています シンプルなトランジスタ DC 電圧計回路入力抵抗は約 100 kΩ、測定範囲は 0 ～ 1000 V の 7 つのサブレンジ: 0 ～ 1。 0-5、0-10; 0-50; 0-100; 0 ～ 500 および 0 ～ 1000 V です。このようなデバイスは、トランジスタおよびランプ増幅器ステージの動作モードの測定に役立ちます。

このデバイスは、電圧が 1.5 V の単一のガルバニ電池によって電力を供給されます。これは、ブラジルのアマチュア無線の雑誌に記載されています。

デバイスのセットアップは簡単です。まず、入力を開いた状態で、可変抵抗器 R8 を使用して、デバイスのミリアンペア針をゼロに設定します。次に、スケールが校正されます。これを行うには、電圧計の入力を基準電圧源、たとえば外部ガルバニ電池の極に接続し、デバイスのプローブを入力ソケット「O」と対応する測定限界に挿入します。可変抵抗器Ｒ９を調整することにより、基準電池の電圧に対応する電圧計の読みが得られる。

デバイスを 1 つのスケールでのみ校正できるようにするには、抵抗器 R1 ～ R7 の抵抗値を非常に正確に選択する必要があります (許容誤差は 1 ～ 2% 以下)。

電圧計の製造には、GT108やMP41、MP42などのトランジスタを任意の文字インデックスで使用できますが、常にVst \u003d 50-80の同じ値、0-の電流のミリアンメータを使用できます1ミリアンペア。電源は、単一の要素 316 または 343、373 にすることができます。

動作中、この電圧計の高い入力抵抗は、トランジスタでDCアンプを使用することにより達成されることを覚えておく必要があります。トランジスタのパラメータは周囲温度に大きく依存します。したがって、測定を行う前に、機器の針を慎重にゼロに設定する必要があります。周囲温度さらにそのスケールを調整します。これは、従来のアボメータと比較して、説明した電圧計の欠点です。

DCアンプが電界効果トランジスタで作られている電圧計は、はるかに優れた安定性を備えています。図上。 87 DC電圧計の回路図を示します 0 ～ 1 V の電圧を測定するため、2 つの電界効果トランジスタで収集されます。デバイスの入力インピーダンスは約 4 MΩ です。このようなデバイスは、その説明で推奨されているように、受信機と増幅器のトランジスタ段のベース回路の DC 電圧を測定するのに非常に役立ちます。

この電圧計では、KP102E および KP103K タイプの電界効果トランジスタを使用できます。直列に接続された 3336 L 電池 3 個を電源として使用できます.必要に応じて、供給電圧を 9 V に下げることができます.たとえば、0 ～ 10 V または 0 ～ 100 V の範囲内の高電圧を測定するには、外部高-係数分割 10:1 または 100:1 の抵抗分圧器。高抵抗入力のミリボルトメータ。通常、アマチュア無線家は、入力インピーダンスが低いアボメータで AC 電圧を測定します。最良の結果は、ミリボルトで計算された非常に低い低周波電圧を測定できる標準のミリボルトメーターを使用して得ることができます。オートメータはせいぜい 0.1 V しか測定できません。

図上。図８８は、約２ＭΩの入力抵抗を有する単純な低周波ミリボルトメータの回路図を示している。測定装置のポインターの完全な偏差は、15 ～ 100 mV の入力電圧に対応します。電圧計は 4.5 V 電池で動作しますが、このデバイスの低周波増幅器の入力で電界効果トランジスタがオンになっているからこそ、このような良好な結果が得られます。

アメリカのラジオ雑誌の1つに掲載されたスキーム（図88）によると、ミリボルトメーターには、電界効果トランジスタT1のソースフォロワ、共通エミッタ回路に従って接続されたトランジスタT2の電圧増幅器、および電流計を搭載した2半波信号電圧整流器 - マイクロアンメータ . 整流器への信号の増幅、したがってデバイスの感度は可変抵抗器R5によって調整されます。また、図のように可変抵抗スライダが下の位置にある場合、ミリボルトメータの感度は 100 mV です。このデバイスの測定範囲は、入力に測定信号の分圧器を追加することで大幅に拡張できます。この場合、入力抵抗が10MΩを超えるマルチレンジ測定デバイスを入手できます。

ミリボルトメータは、トランジスタ KP103Zh または KP103L (T1,) と MP41A (T2)、およびダイオード D9V-D9E (D1、D2) を使用して作成できます。 3336L バッテリーは電源として使用できます。外部干渉を避けるために、ミリボルトメータの部品を金属ケースに入れることが望ましいです。

リニアスケール付きミリボルトメーター。交流電流のほとんどのアボメーターとミリボルトメーター (上記のものを含む) の欠点は、ゼロに近いスケールの不均一性です。これは、小信号でのダイオード整流器のゲインの非線形性によるものです。このようなデバイスの規模を線形化するにはさまざまな方法がありますが、ほとんどの場合、アマチュア無線の設計では困難です。この点で、英国のアマチュア無線雑誌のページに記載されているAC電圧計は、操作のシンプルさと信頼性が特徴で、その概略図を図1に示します。 89. この電圧計は、ダイオード D1 ～ D4 のブリッジ整流器で構成され、その対角線の 1 つは、目盛が 0 ～ 500 μA で内部抵抗が 500 オームのミリ電流計で負荷され、もう 1 つはコレクタとトランジスタT1上に組み立てられた増幅段のベースは、共通のエミッタを持つ回路に従って接続されています。他の同様の電圧計では、2 番目の対角線がコレクタとエミッタの間に接続されています。ここで間違いはありますか？いいえ。このデバイスでは、直列接続されたブリッジ整流器とコンデンサ C2 を介して、トランジスタ T1 のコレクタからベースへの非線形負電流フィードバックが発生します。

低い信号電圧ではダイオードを流れる電流も小さいため、負帰還の影響は重要ではなく、カスケードによって得られるゲインは大きくなります (60 ～ 100)。信号電圧が増加すると、ダイオードのコンダクタンスが増加し、それに伴って負帰還電流が増加し、ステージのゲインが減少します。また、入力の信号が大きいほど、整流器への信号の増幅は少なくなります。その結果、電圧計スケールの最初のセクションが整列 (線形化) され、電圧計の読み取り値がマイクロアンメータスケールの分割と完全に一致する可能性があります。このデバイスで測定された交流電圧の最大値は、マイクロアンメータの最大読み取り値を抵抗器R3の抵抗で割った比に数値的に等しくなります。例えば、図のような図で表すと、 89 抵抗 R3 電圧計は、0 ～ 5 V の範囲の交流電圧を測定できます。

この電圧計の製造では、Vst \u003d 80-120 の KT315G タイプのトランジスタを使用することをお勧めします。トランジスタのコレクタ回路に流れる直流電流の量は、抵抗R1の抵抗値を選択することによって調整されます。ダイオードのタイプは、D18 または D20、D9D、D9I です。図に示すと、 89 個のコンデンサを使用して、電圧計は 20 Hz から 600 kHz までの周波数帯域で電圧を測定できます。デバイスに電力を供給するために、Krona-VTs バッテリーまたは直列に接続された 2 つの 3336L バッテリーが使用されます。

Vasiliev V.A. 外国のアマチュア無線の設計。 M.、「エネルギー」、1977年。

電圧計の周波数範囲。 電子電圧計