Преобразователь "напряжение-частота"

Я попросил бы коллег оценить схему из журнала Радио №10 1987 стр 31 …33 "Широкодиапазонный преобразователь напряжение-частота"


на предмет наличия "подводных камней" при изготовлении и настройке, кроме этого хотелось бы увидеть рекомендации по замене советских компонентов на более современные.
Замену DD1 и DD2 на какую-нибудь АТМегу и цифровую индикацию уже планирую. Заранее благодарю.


[13.47 Кб]

Сообщение от Tyom Замену DD1 и DD2 на какую-нибудь АТМегу

Думаю, тут можно вообще всё выкинуть и заменить на атмегу.

Не пойдет, - пусть каждый занимается своим делом.

Если интересны другие реализации, есть простенькая схема на одном 555 таймере.
http://www.edn.som/contents/images/6531584.pdf

...а может просто микросхемку купить?;)
http://www.analog.som/en/analo... index.html

0

Сообщение от Pojotit ...а может просто микросхемку купить?;)

Работал с 7741. Неплохая. Но нужно смотреть, какие параметры ожидает ТС. Все же у меня 7741 была охвачена обратной связью через тестовые входные сигналы.

А вообще, то, что представлено в первом посте, представляет собой интегрирующий ПНЧ с импульсной обратной связью и прореживанием импульсов. Это "правильный" метод в том смысле, что потенциально обеспечивает наибольшую точность. Но реализация - не очень. Даже зверские резисторы - уже недостаток. Неинтегральное исполнение - источник температруной нестабильности.
Так и хочется спросить: а какова цель?

0

Так и хочется спросить:

- хочу построить на его базе универсальную измериловку с приличными параметрами (там в статье есть все формулы и требования), уже два десятилетия собираюсь, а теперь вот опять накатило ... :), "конские" резисторы где-то есть - приготовлены уже, но придется поискать. Кроме этого - просто интересно: крыжовник получится кислый, но свой

Сообщение от Tyom уже два десятилетия собираюсь

О! Это знакомо. Я так тоже люблю. Помечтать.

Ну, если у тебя стопудово будет данная схема взята за основу, то можно ее нУансы обсуждать? Или все же сначала пораскинешь мозгой и примешь решение? И возможно, что решение будет в пользу другой схемы или в пользу еще помечтать?

0

Сообщение от Tyom - хочу построить на его базе универсальную измериловку с приличными параметрами (там в статье есть все формулы и требования), уже два десятилетия собираюсь, а теперь вот опять накатило ... :), "конские" резисторы где-то есть - приготовлены уже, но придется поискать. Кроме этого - просто интересно: крыжовник получится кислый, но свой

...ну по моей ссылке микросхемки вродь как очень даж ничего по параметрам, ну вот к примеру:

The AD652 synchronous voltage-to-frequency convirter (SVFC) is a powerful buylding btock for precision analog-to-digital conversion, offering typical nonlinearity of 0.002% (0.005% maximum) at a 100 kHz output frequency

..ну можно ещё вот так:
http://wiringschematic.net/hig... 0-op-amps/
..если конечно диапазон подходит..

0

Сообщение от Tyom - хочу построить на его базе универсальную измериловку с приличными параметрами (там в статье есть все формулы и требования), уже два десятилетия собираюсь, а теперь вот опять накатило ... :), "конские" резисторы где-то есть - приготовлены уже, но придется поискать. Кроме этого - просто интересно: крыжовник получится кислый, но свой

На ПНЧ лучше 1% получить сложно. Да и еще у них входные напряжения обычно не очень удобные, а на масштабировании и сдвиге уровней опять же точность еще более ухудшается.

Я бы посоветовал обратить внимание на ICL7135. Без особых проблем обеспечивает шкалу +- 20 000 отсчетов, что при входном диапазоне +-2v дает точность 0,1 mV с погрешностью порядка +- 1 последнего знака. Фактически точность определяется опорным источником и входными делителями. Ставите на входе делитель 9 МОм/1 МОм, и имеете шкалу +-20v с дискретностью 1mV, чего хватает в большинстве случаев домашних измерений.

Имеется встроенная динамическая индикация на 7-сегментные СД индикаторы, кроме того, есть кодовые выходы, с которых легко считать значения контроллером. Схема включения простая, сами микросхемы - доступные и дешевые. Я давно набрал по 3 бакса. Если использовать совместно с MAX766 (конвертор из +5v в -5v), то можно питать от одного источника 5-6v.

http://www.gaw.ru/html.cgi/txt/ic/Texas ... cl7135.htm

Мужики, а вы мою подготовку не переоцениваете :)? По вашим ссылкам я ещё двадцать лет буду разбираться...

Основная прелесть данной схемы для меня в том, что по ней все разложено по полочкам и б/м понятно. Кроме этого авторы обещают пределы измерений от 1мВ до 1000В (шесть порядков) без каких-либо переключений, что тоже есть плюс.
Однако, не обходится и без минусов: "Для достижения параметров, указанных в начале статьи, в преобразователе необходимо использовать экземпляр ОУ К544УД1А (DA1) с током инвертирующего входа не более 10 рА и транзистор KT3I02B (VTI) с обратным током коллектор - эмиттер (Iкэк) менее 10 рА". Вот как раз минусы-то хотелось бы нейтрализовать применением более современной элементной базы, в которой я "не копенгаген" (тут нужны рекомендации) .

Кроме прочего, надо бы построить аналогичный ПНЧ для отрицательных напряжений (со своей элементной базой) и использовать их вместе при измерении переменки (суммировать импульсы обоих каналов и домножать на "поправку" сможет АТМега).
После всего - дополнить устройство источником стабильных 100В постоянки для измерения емкостей и шунтом для токов (задумки конца восьмидесятых).
Что-то много всего получается, соберусь ли ...

от 1мВ до 1000В (шесть порядков) без каких-либо переключений

А не перебор ли это?
Частота будет меняться от 1 Гц до 1 МГц???? Или от 10 Гц до 10 МГц???
И при высокой линейности?
Не верю...

0

Сообщение от Tyom авторы обещают пределы измерений от 1мВ до 1000В (шесть порядков) без каких-либо переключений, что тоже есть

враки
Там входной ток посчитать и мало не покажется.
Тут вот в чем дело. Авторы создали синхронный ПНЧ, зная, что это потенциально лучшее решение. На своем макете они получили что-то, может быть неплохое). Но при повторении конструкции будут вылазить естественные ограничения этого преобразователя. Я уж всех и не помню, если честно. Сам делал такое в конце 80-х, но там диапазон был порядка 40++ дБ (вольтметр с квадратором, на выходе диндиапазон удваивается).
Так что... Не то, чтобы авторы вруны. Но их методики никто не проверял. за свой базар они не платят... Потому могут и приукрасить, что они и сделали, вероятно.

Сообщение от Tyom Вот как раз минусы-то хотелось бы нейтрализовать применением более современной элементной базы, в которой я "не копенгаген" (тут нужны рекомендации) .

Ну, возьми и сделай. Не так уж там много геморра. Будет интересно. И да, современная база даст улучшения.
Единственное: не расстраивайся потом. Не "покладай велыки надии", как у нас говорят :)

Сообщение от Tyom Кроме прочего, надо бы построить аналогичный ПНЧ для отрицательных напряжений (со своей элементной базой) и использовать их вместе при измерении переменки (суммировать импульсы обоих каналов и домножать на "поправку" сможет АТМега).

Тут что-то чушью попахивает. Можешь поподробнее, каким методом переменку собираешься лечить? Мне, как вольтметристу в прошлом, интересно.
А лучше - сделай один такой ПНЧ на макетке, поиграйся и все пройдет. Это, знаешь, как встретить женщину, которую хотел еще девченкой. Рассмотришь ее - и одним заблуждением в жизни меньше.

0

Это, знаешь, как встретить женщину, которую хотел еще девченкой. Рассмотришь ее - и одним заблуждением в жизни меньше.

А как же романтика?

0

Сообщение от mzw Это, знаешь, как встретить женщину, которую хотел еще девченкой. Рассмотришь ее - и одним заблуждением в жизни меньше.

А как же романтика?
А вся романтика - как раз "до того"... Потом начинается суровая проза жизни.

Если бы Ромео и Джульетта остались живы, через некоторое время они начали бы грызть друг друга за то, что жизнь себе испортили...

там и правда стоит резистор на 10 гигаом? никогда такие не видел

0

Сообщение от kotobyti там и правда стоит резистор на 10 гигаом? никогда такие не видел

И не надо. Обычно просто делитель за делителем - и получают нужное ослабление.

0

Т-эээ-кс, просветительно-романтическую часть можно считать закрытой :). Мои сомнения вы подтвердили, за что большое спасибо, немного жаль, что статью почитали немногие (2) -тут полагаюсь на ваш опыт...
До детального разбора работы схемы с моделированием вопрос строительства остается открытым, но таки хотелось бы увидеть рекомендации по применению элементов, т.к. выбор "конкретных экземпляров" не осилю (100%), причем транзисторы нужны обеих структур ...

Обычно просто делитель за делителем

- конский резистор там стоит для компенсации утечек и более простого решения не представляю.

через некоторое время они начали бы грызть друг друга

- бывает и так, но не всегда.

Сообщение от Tyom До детального разбора работы схемы с моделированием вопрос строительства остается открытым,

Я прваильно понимаю - тебе все же интересно это сделать?
ОК, давай попробуем реализовать. Я по комплектовке не спец тоже, но по работе, расчету, метрологии внесу лепту.
Думаю, если ты более четко сформулируешь свои намерения, то советов типа "нах это делать, купи хороший мультиметр" будет поменьше :)

Сообщение от Tyom конский резистор там стоит для компенсации утечек и более простого решения не представляю.

Ну, на вскидку:

1) Во сколько раз уменьшишь R2 и R3, во столько же раз можно уменьшить этого коня. Диапазон и плавность регулирования не изменится.

2) Надо помотреть, нужен ли он вообще при использовании современных ОУ без смещения (с внутренней коррекцией)

3) Наличие МК позволяет устранять смещение, если оно постоянно. А в момент, когда ты перестал крутить R5, ты больше не отслеживаешь изменение смещения. Так замкни в этот момент вход на землю и скажи МК: "Запомни, гад, это НОЛЬ!!!" - эффект такой же, как от крутилки

ЩАС пора бежать.

А! Еще. После твоего пинка скачал статью. Чуток глянул начало. Авторы заявили 0,1% мультипликативной погрешности - что ж, это похоже на правду.

0

Крутилкой R5 мы ИМХО устанавливаем ноль на входе (пин2), тем самым компенсируем утечки (притечки) через инверт. вход ОУ, коллектор VT1 и прочие, а только потом в игру вступают схемы стабилизации нуля на выходе (внешние или внутренние). Уменьшение "коня" увеличит влияние схемы "компенсации" на скорость зарядки кондера С3 и скажется на точности измерений (я так думаю)