交流毫伏表的设计与制作,Millivoltmeter

交流毫伏表的设计与制作,Millivoltmeter

关键字：交流毫伏表的设计与制作

交流毫伏表的设计与制作

在进行电子实验或制作时，除信号源外，如果再有交流毫伏表，就会很方便地工作。例如测量放大器的频率特性和增益．交调失真和通道平衡的检测，滤波器的截止频率调整等等，都可以得心应手。但一般市售的万用电表或数字表．其交流大多不具备“mV”挡，而且可测的频率也多在1kHz以下，不能满足上述要求。

这里制作的交流毫伏表，设计目标为3mV~100V分十挡，频率范围12Hz-60kHz．测量误差小于1%。对业余电子爱好者来讲是如虎添翼。整机电路见图1。

在图1中，输入端用二刀十一位波段开关作量程选择，输入阻抗为300kΩ。第一级放大器选用单运放LF357H，其增益带宽积GB=20MHz，在100倍的增益下也能保证200kHz（-3dB)的带宽，完全能满足音频范围的要求。第二级运放接成有源检波器、进行AC-DC变换。为了使输入的数毫伏电压能驱动数伏的表头，第三级运放接成10倍放大器．但通过开关K1—2可改变增益。

从图1中可知，输入级衰减器只用了五只精密电阻，而不像一般电压表的衰减器，需每一挡位有一个衰减电阻，其原因是减少精密电阻的数量(尤其是低阻值的线绕电阻)，以防止输入级的频率特性恶化。但为了达到10挡的量程，用与输入级衰减开关K1—1同轴的增益转换开关K1—2，在10倍率的挡位加入43kΩ电阻以改变末级的增益来获得合适的衰减。

最后的输入电压用满量程1mA的电流表来读数。毫伏表的供电电压为正、负15V双电源供电。

元件选择三只运放均采用金属封装的八脚管，C1、C2选用无极性电容，C2也可用两只10μF钽电解电容同极性串联代替，图中电阻一律用金属膜电阻．精度为1％的电阻需用数字表精选，30Ω电阻可用多只电阻串、并联得到，尽量不用线绕电阻。输入插座选用音响设备上常见的莲花插座(RCA)，测试表笔的导线选用金属屏蔽线，屏蔽层作接地端。

安装与调整本表灵敏度很高，应装在金属机箱内．以避免外部干扰；输入端子与量程开关K1尽量靠近安装，输入电容（0.22μF）和五只衰减电阻直接焊接在开关K1上。电源变压器应安装在距离输入级最远的位置。

电流表刻度盘的绘制一般成品电流表的表盘刻度，都只能用于一种倍率。本表要适应3倍率和10倍率两种刻度。需要重新绘制。步骤如下：1)拆开电流表盖，拆下表盘，测量出表针的长度及整条刻度的弧度(即表针旋转范围．一般为90°)。2)在厚纸上作两条直径约100-200毫米的弧(直径大则制图精度高)，弧长与表针旋转角度吻合，将其中一条弧等分为50格(10倍率)，另一条等分为30格(3倍串)；3)用略大于表盘实际尺寸的打印纸重叠在上述大刻度纸上．圆心重合，用透明直尺按大刻度在弧上画出刻度。4)将绘出的刻度帖合到表盘上，注意圆心要严格重合，纸和表盘间不能有空气。用刻刀裁去表盘周边多余的纸。最后将表盘纸面快速掠过酒精灯火焰几次，烧掉纸面飞起的“毛”，以免妨碍表针运动。若用电脑绘图，则可省去步骤2、3。5)把表盘装回电流表．注意调整好表盘两边表针限位簧的

位置。

接通电源，在输入端开路状态下，电表指针应不动；若在各挡位表针都有轻微抖动，可在末级放大部分增加偏置调整电路进行微调．如图2；若只是在低量程端(如毫伏挡)有表针抖动现象，应是外界电磁干扰，可在机箱内将输入部分(包括输入端子、K1和电容、电阻)也用金属板隔离起来，并将金属板接地。最后，在输入端输入1V(1kHz)的交流信号，在“1V”挡，调整5KΩ电位器，使表针指示满度。然后输入不同交流电压．检测各挡位精度．若误差较大，应重测各衰减电阻及增益转换电阻(100kΩ、43kΩ)。

至此．一台高性价比的交流毫伏表制作成功。

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