26

E l e k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c h

opracował
dypl. inż. Gregor Kleine

Wskaźnik pracy z neonówką

poprzez ciągłe świecenie sygna−
lizuje normalne funkcjonowanie
urządzenia, podczas gdy miganie
powiadamia o zadziałaniu ukła−
du bezpiecznika.

W przypadku, gdy bezpiecz−

nik jest sprawny, kondensator C2
tworzy pojemnościową wstępną
rezystancję dla neonówki i dzię−
ki temu świeci ona w sposób cią−
gły. Jeśli jednak bezpiecznik F1
ulega przepaleniu, to wówczas
napięcie przemienne, poprzez
diodę D1, dociera w formie pul−
sującego napięcia stałego do
członu RC zbudowanego na

R1/C1. Kondensator C1 powoli
ładuje się, aż zostanie osiągnięte
napięcie, przy którym nastąpi za−
płon neonówki tzn. około 80 do
100V. Przez diodę D2 kondensa−
tor C1 rozładowuje się teraz tak
długo, aż neonówka zgaśnie.
Przebieg ten powtarza się przez
cały czas i przy właściwym do−
braniu wartości C1 i R1 można
uzyskać wyraźne miganie. Po−
przez C2 dociera do użytkowni−
ka napięcie piłokształtne o ma−
ksymalnej wartości 30V.

Jako neonówki zastosowane

mogą zostać jedynie takie, które
nie mają zainstalowanych na sta−
łe wstępnych rezystorów do pra−
cy na 230V. Można więc posłu−
żyć się takimi, które mają koń−

cówki w formie drucików, albo
po prostu odłączyć wstępny re−

zystor od neonówki przystoso−
wanej do napięcia sieciowego.

E

E

E

E

ll

ll

e

e

e

e

k

k

k

k

tt

tt

o

o

o

o

rr

rr

w

w

w

w

E

E

E

E

d

d

d

d

W

W

W

W

Wskaźnik pracy i zadziałania bezpiecznika

Zasilacz z przewodem czujnikowym

Jest bardzo wiele zastosowań, w których ważne jest, aby ustawio−

ne napięcie zasilania było możliwie niezależne od wielkości prądu
wyjściowego. Jednak w przypadku silnie zmieniającego się obciąże−
nia może to prowadzić do poważnych problemów. O ile obciążenie
połączone jest ze źródłem napięcia za pośrednictwem pary krótkich
i dostatecznie grubych przewodów, to dobry układ regulacji nie powi−
nien mieć większych problemów z utrzymaniem napięcia

Rys. 1

do odbiornika

27

Elektor w EdW

E l e k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c h

Projektant: Fritz Hueber

Nowoczesne multimetry cy−

frowe z wyższej klasy cenowej
bardzo często wyposażone są
w funkcję hold (zatrzymanie),
która zatrzymuje wynik pomiaru
i pozwala na odczytanie go na−
wet po odsunięciu sondy pomia−
rowej. Poniższy projekt pokazu−
je, w jaki sposób można, stosując
najprostsze środki, rozbudować
tańsze lub przestarzałe wolto−
mierze, dodając im tę funkcję.

W nowoczesnych uniwersal−

nych urządzeniach pomiarowych
wynik pomiaru z wykorzysta−
niem funkcji „hold“ podlega
przetworzeniu analogowo−cyfro−
wemu i następnie jest zapisywa−
ny w pamięci. Taki sposób zrea−
lizowania funkcji jest dosyć
skomplikowany, dla “domowego
użytku” można jednak zastoso−
wać analogowe podtrzymanie

wyniku, które jest znacznie pro−
stsze w realizacji, a przede wszy−
stkim o wiele tańsze. Sercem
każdego systemu podtrzymania
jest kondensator, który ładuje się
do poziomu równego mierzone−
mu napięciu. Napięcie to musi
następnie pozostać gotowe do
pomiaru i to możliwie bez strat.
Przy zapamiętywaniu analogo−
wym występuje jednak bardzo
wiele czynników wpływających,
które będą prowadzić do niepra−
widłowości. Przede wszystkim
ładunek w kondensatorze nie jest
stały w funkcji czasu i stopniowo
maleje, gdyż mamy do czynienia
z samorozładowaniem, prądami
pełzającymi na płytce drukowa−
nej, z prądem wejściowym dołą−
czonego wzmacniacza pomiaro−
wego, jak również z prądem
upływu w kierunku wzmacnia−
cza wejściowego. Problem ten
można jednak rozwiązać wybie−

rając kondensator o bardzo wy−
sokiej rezystancji izolacji, odpo−
wiedni projekt płytki drukowa−
nej, nowoczesny wzmacniacz
operacyjny CMOS o rezystancji
wejściowej w zakresie T

Ω

oraz

stosując pewien mały, ale pomy−
słowy trick.

Rozładowywanie kondensa−

tora na skutek prądu upływu nie
daje się skutecznie opanować
przy pomocy zwyczajnej diody
krzemowej. O wiele korzystniej−
sze jest zastosowanie diody LED
dokładnie osłoniętej przed świa−
tłem. Prąd upływu (prąd zaporo−
wy) diody LED, który właściwie
jest prądem foto, można w ten
sposób zredukować od kilku na−
noamperów do paru pikoampe−
rów. Ta właściwość LED−ów jest
znana od około 15 lat, jest jednak
niestety słabo wykorzystywana.
W przypadku egzemplarza wzor−
cowego zbudowanego przez au−

tora, aż nieprawdopodobnych 30
minut potrzeba było na to, żeby
napięcie wyjściowe w adapterze
spadło z pierwotnej wartości
1,000V o 1% do 0,990V.

Prezentowany schemat pod

względem prostoty jest trudny do
pokonania. Poza niezbędnym
dzielnikiem napięcia na wejściu
oraz pewną liczbą drobnych ele−
mentów do zasilania, składa się
on w zasadzie z dwóch wzmac−
niaczy operacyjnych połączo−
nych jako wtórnik napięciowy,
jednej diody LED i kondensatora
gromadzącego ładunek. Wejścio−
wy dzielnik napięcia, o łącznej
rezystancji wynoszącej równo
2,5M

Ω

praktycznie dla wszyst−

kich zastosowań jest dostatecz−
nie wysokoomowy. Dzielnik jest
przewidziany na zakresy napięć
wejściowych 2V, 20V i 200V,
przy czym podłączony wolto−
mierz pracuje stale na zakresie

wyjściowego na stałym pozio−
mie. Inaczej jednak wygląda sy−
tuacja w przypadku zastosowa−
nia długich przewodów pomię−
dzy obciążeniem i źródłem na−
pięcia, gdyż w takim przypadku
rezystancja przewodów będzie
już odgrywać istotną rolę. Spa−
dek napięcia na przewodzie nie

jest uwzględniany przez układ
regulacji i z tego powodu napię−
cie wyjściowe na zaciskach za−
silacza będzie stabilne, ale na
obciążeniu już nie. Jedyną dro−
gą rozwiązania tego problemu
jest zastosowanie tzw. przewo−
dów czujnikowych (sensoro−
wych) pomiędzy obciążeniem

a

układem

r e g u l a c j i .
P o n i e w a ż
przez prze−
wody czujni−
kowe płynie
stosunkowo
n i e w i e l k i
prąd,

więc

także spadek
napięcia na

tych prze−
wodach bę−
dzie mini−
malny. Tak
więc układ
r e g u l a c j i
będzie mógł
p o b i e r a ć
napięcie za−
s i l a j ą c e
( w y j ś c i o −
we) bezpo−
średnio na
obciążeniu.

Tylko nieliczne zasilacze po−

siadają wejścia do podłączenia
przewodów

czujnikowych,

a w przypadku bardzo wielu
urządzeń dokonanie modyfika−
cji i zastosowanie tych przewo−
dów połączone jest z bardzo du−
żymi problemami. Przy wyko−
rzystaniu starego, sprawdzone−
go układu L200 udaje się jednak
rozwiązać ten problem bardzo
łatwo, jak to widać na rysunku
1. “A” i “D” to normalne wyj−
ścia, podczas gdy “C” i “B” są
oznakowane

jako

wejścia czujnikowe.
Napięcie wyjściowe
wynosi:

Uwyj = 2,77V •
(1 + RP1/R1)

Przyjmując, że re−

zystancja

przewo−

dów

wyjściowych

wynosić będzie R2,
można zrealizować
ograniczenie prądu:
Imax = 0,45V / R2

Rezystancja

ta

musi naturalnie do−
stosowana być do
stosunkowo wyso−
kiej w tych warun−

kach mocy strat. Maksymalne
napięcie wejściowe układu wy−
nosi 40V, a maksymalny prąd
wyjściowy 2A.

Układ L200 jest wprawdzie

wewnętrznie

zabezpieczony

przed przegrzaniem, ale nie
zwalnia to jednak z obowiązku,
żeby ten układ scalony, przy du−
żej mocy strat, zaopatrzyć w od−
powiedni radiator. Układ ten ła−
two można zrealizować na płytce
drukowanej przedstawionej na
rysunku 2.

Wykaz elementów:

Rezystory:

R

R11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..882200

Ω

Ω

R

R22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..00,,4477

Ω

Ω

// 55W

W

P

P11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1100kk ttrryym

meerr

Kondensatory:

C

C11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000nn
C

C22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 222200nn
C

C33 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..22220000

µµ

// 4400V

V

Pozostałe elementy:

K

K11 ...... K

K33 .. .. .. .. .. .. zzaacciisskkii ddoo w

wlluuttoow

waanniiaa w

w ppłłyyttkkęę R

RM

M55

IIC

C11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. LL220000 ((S

STT M

Miiccrrooeelleeccttrroonniiccss))

rraaddiiaattoorr ddllaa uukkłłaadduu IIC

C11

ppłłyyttkkaa ddrruukkoow

waannaa EEP

PS

S 999944001144−1111

Rys. 2

Hold−adapter do woltomierza

28

Elektor w EdW

E l e k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c h

2V. Za dzielnikiem napięcia wy−
stępuje filtr dolnoprzepustowy
na R4 i C1, który zabezpiecza
IC1 przed szkodliwymi napięcia−
mi zakłócającymi. R4 wspólnie
z D1 i D2 stanowią zabezpiecze−
nie przed zbyt wysokim napię−
ciem. Na wyjściu IC1a znajdują
się wspomniana już wcześniej
dioda LED D3, jako blokada dla
prądu wstecznego oraz konden−
sator przechowujący ładunek –
musi to być kondensator wyso−
kiej jakości np. typu MKT o na−
pięciu roboczym 100V

(ze

względu na rezystancję izolacji).
Za C2 znajduje się następny
wtórnik napięciowy IC1b, do
którego niskoomowego wyjścia
bez problemów można podłą−
czyć także analogowy miernik
wskazówkowy. Równolegle do
C2 znajduje się połącznik zwie−
rający S2, przy pomocy którego
po dokonaniu pomiaru można
rozładować kondensator.

Przełącznik S1b służy jako

wyłącznik (położenie 1) i do
sprawdzenia napięcia roboczego
(położenie 2). Przez diody D4
i D5 świeci się niskoprądowa
LED D6 tylko wtedy, gdy napię−
cie jest mniejsze od 2,8V, aby za−
sygnalizować, że napięcie zasila−
jące jest zbyt małe. Jako źródło
prądu praktycznie możliwe są
wszystkie zastosowania, poczy−
nając od baterii litowej 3,6−V, aż
po 9−V baterię typu “bloczek”
oraz zasilacz sieciowy. Pobór
prądu jest skromny i mieści się
poniżej 1mA. Podana na sche−
macie wartość dla R5 (390

Ω

) od−

nosi się do napięcia zasilającego
około 5V i w przypadku baterii
9−V powinna zostać podwyższo−
na do 1,2k

Ω

.

Przełącznik S1b w pozycjach

od 3 do 5 pracuje jako włącznik.
Dioda LED D6 w takich położe−
niach nie pracuje. W stanie spo−
czynkowym układ pobiera mniej
niż 1mA, a bez napięcia „hold“

0,2mA. Tylko
w

momencie

naciśnięcia na
przycisk RE−
SET na krótki
moment prąd
wzrasta

do

około 1,2mA.

Do wyko−

nania urządze−
nia należy wy−
k o r z y s t y w a ć
w y ł ą c z n i e
p o d z e s p o ł y
najwyższej ja−
kości. Jako S2
najlepiej nada−
je się łącznik
samopowrotny
do zastosowań
c y f r o w y c h .
LED D3 to
zwyczajna dio−
da świecąca na
c z e r w o n o
(w

żadnym

przypadku nie
może to być
typ High−effi−
ciency), którą
przez wielokrot−
ne zanurzanie w czarnym lakie−
rze (z przerwami na wysuszenie)
należy zabezpieczyć przed świa−
tłem. Jako rozwiązanie alterna−
tywne można posłużyć się także
odcinkiem czarnej koszulki izo−
lacyjnej a następnie obydwa za−
kończenia

zamknąć

masą

uszczelniającą. Należy przy tym
zwrócić uwagę na dobrą izolację
końcówek LED, aby uniknąć
prądów powierzchniowych. Dla
układu scalonego CMOS powin−
no się przewidzieć dobrej jakości
podstawkę.

Przed zainstalowaniem nale−

ży płytkę z rozmieszczonymi
i wlutowanymi już elementami
starannie oczyścić i usunąć ślady
tłustych palców oraz pozostało−
ści lutowania. Najlepiej do tego
celu nadaje się jakiś alkohol np.

spirytus oraz twardy pędzel. Na
zakończenie płytkę drukowaną
od strony lutowanej można je−
szcze pokryć lakierem izolacyj−
nym. Zapobiega to nie tylko po−
wstawaniu dróg dla prądów
upływu wynikających z konden−
sowania się wilgoci, ale również
utrzymuje w czystości ścieżki.

Adapter po wykonaniu i za−

montowaniu w obudowie jest na−
tychmiast gotowy do pracy i nie
wymaga żadnej regulacji. Po włą−
czeniu i po każdym pomiarze na−
leży jeden raz nacisnąć na około 1
sekundę przycisk RESET, aby za−
gwarantować, że kondensator C2
będzie całkowicie rozładowany.
Po zwolnieniu przycisku może
być jeszcze wskazywane 2 ...3mV
napięcie offset, nie powoduje jed−
nak ono żadnego błędu pomiaro−

wego tak długo, jak mierzone na−
pięcie przekracza tę wartość.
W zasadzie układ ten nadaje się
także do pomiaru napięć prze−
miennych. W tym celu należałoby
zmniejszyć C1 do około 1nF, co
podwyższa górną granicę do
1000Hz (−3dB). Ze względu na
wysoką rezystancję wejściową
oraz w celu uniknięcia zaklinowa−
nia, zamiast gniazda bananowego
należy zastosować gniazdo BNC.
Układ scalony, ze względu na
swoje asymetryczne zasilanie,
tworzy wraz z D3 jednokierunko−
wy

prostownik

szczytowy.

W przypadku sinusoidalnego sy−
gnału wejściowego stałe napięcie
wyjściowe na adapterze będzie
z tego powodu wyższe o współ−
czynnik 1,414 ( 2) od wartości
efektywnej napięcia wejściowego.

Miernik pojemności

Rys. 1

Projektant: W. v.d. Voet

Ten niespodziewanie prosto

zbudowany miernik pojemno−
ści dysponuje pięcioma zakre−
sami pomiarowymi, jest łatwy

w wykonaniu i pozwala na do−
konanie wyboru pomiędzy
dwoma trybami wyświetlania
wyniku, a mianowicie na nor−
malnym ustroju wskazówko−
wym z ruchomą cewką, albo na

module DVM (woltomierz cy−
frowy).

Zasadę pracy układu przed−

stawionego na rysunku 1 nie jest
trudno

wyjaśnić.

Układy

IC1a i IC1b są skonfigurowane

jako multiwibrator astabilny
(AMV), którego częstotliwość
uzależniona jest od pojemności
C2 i od rezystancji R1 ... R3 wy−
branej przy pomocy przełączni−
ka S1. Sygnał wyjściowy

29

Elektor w EdW

E l e k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c h

opracował
Gregor Kleine

Jedynie diody Zenera o napię−

ciach Zenera w zakresie 6V mają
niewielki współczynnik tempe−
raturowy. Przy niższych napię−
ciach Zenera współczynnik ten
jest ujemny, a dla wyższych do−
datni. Od napięć Zenera wyno−
szących około 30V współczyn−
nik temperaturowy (TK) osiąga
wartość 0,1%/K, która pozostaje
stała dla wszystkich napięć Ze−
nera wyższych od tej wielkości
progowej.

Układ zaprezentowany na ry−

sunku 1 pozwala, przy pomocy
jednego tranzystora, na skompen−
sowanie dodatniego współczyn−

nika temperaturowego, przy
czym wykorzystuje się do tego
celu napięcia na złączu baza−emi−
ter o TK –2,2mV/K. Taki sposób
kompensacji funkcjonuje więc
tylko dla diody Zenera o napię−
ciach Zenera powyżej 6V.

Dla przykładu przyjmijmy, że

wymagane jest napięcie Zenera
wynoszące 18V. Mamy wówczas
do czynienia ze współczynni−
kiem

temperaturowym

+16mV/K. Ten TK jest 7,3 razy
większy od TK dla złącza BE
tranzystora T1. Wynika więc z te−
go dobranie wielkości elementów
w dzielniku napięcia R1 i R2 ta−
kie, żeby R1 był 6,3 razy większy
od R2. Jeżeli przyjmie się R2
wynoszące 1k

Ω

, to R1 powinien

z AMV poprzez C1 dociera do
multiwibratora monostabilnego
(MMV), który składa się
z IC1c i IC1d. MMV zostaje wy−
zwolony wtedy, gdy impulsy
wytwarzane przez AMV poja−
wią się w zintegrowanej formie
na

wyjściu

IC1d.

Okres,

w którym to zachodzi, uzależ−
niony jest od wybranego rezy−
stora (R5 lub R6) oraz od bada−
nego kondensatora Cx. Długość
impulsu na wyjściu IC1d bezpo−
średnio koresponduje z pojem−
nością nieznanego kondensato−
ra. Wartości R1 ... R6 zostały
w taki sposób dobrane, że przy
pomocy S1 można przełączać
pomiędzy pięcioma zakresami
pomiarowymi, rozpoczynając od
100pF w położeniu 1, aż do
1F w pozycji 5.

Bloki otoczone przerywaną

linią przedstawiają sposoby,
jakimi można przedstawiać
zmierzoną wartość pojemności.
Ustrój wskazówkowy z rucho−
mą cewką (M1) sterowany jest
poprzez zwykły tranzystor
BC547. Impulsy wyznaczane
są z bezwładności wartości po−
miarowych i w związku z tym
odpadają dodatkowe elementy,
jak np. integrator. O tym, że
niekoniecznie musi przy tym
chodzić o hi−tech−elektronik,
najlepiej

świadczy

sposób

podłączenia miernika cyfrowe−
go (DVM) w ramce obok. Wy−

stępuje tutaj mia−
nowicie układ cał−
kujący w formie
R10 i C4. Jak z te−
go

wynika,

do

miernika DVM do−
ciera więc napięcie
stałe, które jest
proporcjonalne do
czasu trwania im−
pulsu.

Wyregulowanie

tego urządzenia dla
obydwu mierników
przy pomocy zna−
nych albo dokład−
nych pojemności to
już sprawa dziecin−
nie prosta. W tym
celu należy ustawić
przełącznik S1 we
właściwym położe−
niu i odpowiednio
wyregulować przy
pomocy P1 albo P2
w taki sposób, żeby
wskazywana war−
tość była dokładna.
Ponieważ błąd po−
miaru jest bardzo
silnie uzależniony
od dokładności sto−
sowanych elemen−
tów, więc jako R1 ...
R6 należy zastoso−
wać dokładne rezy−
story o bardzo wą−
skiej tolerancji.

Rys. 1

Rys. 1

Rys. 2

Dioda Zenera skompensowana temperaturowo

30

Elektor w EdW

E l e k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c h

mieć wartość 6,3k

Ω

. Ekspery−

mentalnie zostało ustalone, że
chcąc uzyskać napięcie Zenera
18V jako diodę D1 trzeba użyć
diodę Zenera na napięcie 15V.

Jeżeli wielkość napięcia Ze−

nera jest drugorzędna a chodzi
przede wszystkim o uzyskanie
napięcia niezależnego od tempe−
ratury, to wówczas kompensacja

może być dokonana w układzie
zaproponowanym na rysunku 2.
Najlepiej jest zastosować jako P1
precyzyjny potencjometr 10−
obrotowy.

Jeśli chodzi o tranzystor, to

jest to uniwersalny tranzystor
n−p−n, dla przykładu może to być
BC238.

projektował R. Graham

Mamy przekaźnik i wszystko

już pasuje, za wyjątkiem napię−
cia dla uzwojenia przekaźnika,
które niestety jest wyższe od na−
pięcia roboczego, jakie jest do
dyspozycji. Przestaje to jednak
być problemem, gdy zastosuje
się prosty, mały układ pomocni−
czy, który pozwala na sterowa−
nie przekaźnikiem 12V także
przy

napięciach

roboczych

6V albo 9V, lub ewentualnie wy−
korzystanie

przekaźnika

24V w instalacji 12V.

Podane przez producenta na−

pięcie dla cewki przekaźnika
wymagane jest w zasadzie tylko
do tego, żeby zadziałał przeka−
źnik. Jeśli już przekaźnik za−
działał, to całkowicie wystar−
czające będzie niższe napięcie
(napięcie podtrzymujące), które
utrzyma przekaźnik w stanie
włączonym. Zazwyczaj jako
napięcie podtrzymujące wystar−
czy połowa napięcia znamiono−
wego cewki. Prezentowany
układ wykorzystuje tę zasadę
i

wytwarza krótki impuls

o podwójnym napięciu zasilają−
cym (teoretycznie), aby dopro−

wadzić przekaźnik, pomimo ni−
skiego napięcia roboczego, do
stanu “załączony”.

W wariancie układu przedsta−

wionym na schemacie “A” funk−
cjonuje to następująco: Po przy−
łożeniu napięcia zasilającego
przez rezystor R3 dosyć szybko
ładuje się kondensator elektroli−
tyczny 220

µ

F do napięcia 6V.

Układ jest teraz w stanie goto−
wości do zadziałania. Skoro tyl−
ko na wejściu sterującym pojawi
się dodatni poziom (powyżej
3V), to tranzystor T1 włącza
się i oczywiście zaczyna prze−
wodzić także tranzystor T2.
W związku z tym, poprzez tran−
zystor T2, na przekaźniku poja−
wi się dodatnie napięcie zasilają−
ce, podczas gdy równocześnie
tranzystor T1 sprowadzi dodatni
zacisk kondensatora elektroli−
tycznego C1 do poziomu masy.
W związku z tym, w odniesieniu
do poziomu masy na zacisku
ujemnym kondensatora będzie
napięcie –6V. Ponieważ ujemny
zacisk kondensatora jest połą−
czony z drugą końcówką uzwo−
jenia przekaźnika, więc w po−
czątkowym momencie na uzwo−
jeniu tym jest 12V i przekaźnik

może się włączyć. Wraz z rozła−
dowywaniem się kondensatora
dosyć gwałtownie spada napię−
cie na uzwojeniu przekaźnika do
poziomu 6V, będzie ono jednak
całkowicie wystarczające do te−
go, żeby przekaźnik utrzymać
w stanie załączonym. Stała cza−
sowa układu RC, w którym na−
stępuje spadek napięcia, wynika
z pojemności kondensatora elek−
trolitycznego oraz z rezystancji
uzwojenia przekaźnika.

Prosty wariant układu z ry−

sunku “A” poprawnie funkcjo−
nuje w znacznej większości
przypadków, ma jednak pewne
drobne wady. Przede wszyst−
kim przekaźnik wyłącza się
z

około

1−sekundowym

opóźnieniem po sprowadzeniu
sygnału sterującego na wej−
ściu do poziomu masy. Jeżeli
wkrótce po wyłączeniu na
wejściu sterującym pojawi się
ponownie sygnał włączenia
(high), to najprawdopodobniej
kondensator nie będzie je−
szcze całkowicie naładowany
i z tego powodu przekaźnik
nie zawsze włączy się natych−
miastowo. Do tego należy je−
szcze dodać, że dioda włączo−
na pomiędzy masę a uzwoje−

nie przekaźnika dodatkowo
zmniejsza maksymalne możli−
we napięcie na przekaźniku do
około 10,8V.

Nieco bardziej rozbudowany

wariant układu przedstawiony
na schemacie “B” jest wolny
od tych wad dzięki dodatkowe−
mu stopniowi z tranzystorem
i jeszcze jedną diodą. Tranzy−
stor BC558 jest teraz oddzielo−
ny od prądu ładowania konden−
satora elektrolitycznego i kon−
densator ten może się teraz
szybko naładować przez dodat−
kowy tranzystor. Opóźnienie
wymagane do naładowania jest
dzięki temu mniejsze od mecha−
nicznych opóźnień na stykach
przekaźnika i zarówno przy wy−
łączaniu, jak i przy ponownym
włączaniu przekaźnika nie wy−
stępują już żadne opóźnienia,
ani czasy oczekiwania.

W przypadku pracy z przeka−

źnikami o niskich napięciach na−
leży uwzględnić, że nacisk na
styki jest nieco mniejszy niż przy
napięciu znamionowym przeka−
źnika, tak więc dla bezpieczeń−
stwa powinno się pracować
z prądami zdecydowanie niższy−
mi od maksymalnego dopu−
szczalnego obciążenia styków.

Rys. A

Rys. B

Prosty układ podwajania napięcia
dla przekaźników

31

Elektor w EdW

E l e k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c h

Projektant: Fritz Hueber

Proste generatory sygnałowe

lub funkcyjne do prezentowania,
ustawionej częstotliwości są za−
zwyczaj wyposażone w zwykłą
skalę na pokrętle przestrajają−
cym, która oczywiście z natury
rzeczy nie może być zbyt do−
kładna. Tego typu generatory, za
niezbyt duże pieniądze, można
jednak wyposażyć w prosty
układ dyskryminatora zliczające−
go, który wymaga jedynie kilku
standardowych podzespołów.

Sygnał wejściowy dla tego

układu powinien mieć postać fa−
li prostokątnej o wypełnieniu
50% i standardowym poziomie
TTL. Sygnał ten steruje tranzy−
storem T1 pracującym jako prze−
łącznik. Człon RC w obwodzie
bazy poprawia przełączanie przy
wyższych

częstotliwościach.

Przez T1 i rezystor R2, w rytmie
sygnału wejściowego odbywa
się ładowanie i rozładowywanie
jednego z kondensatorów C3 ...
C6, wybranych przy pomocy
przełącznika S1. Dla dokładno−
ści wskazań niezwykle ważną ro−
lę odgrywa R2. Jeżeli jego rezy−
stancja jest zbyt duża, to konden−
satory przy wyższych częstotli−
wościach nie mogłyby się dosta−
tecznie szybko naładować i wte−
dy sygnał na kolektorze tranzy−
stora T1 nie będzie czystą falą
prostokątną. Ale za to wtedy, gdy
tranzystor T1 będzie przewodził,
prąd przepływający przez rezy−
stor, a tym samym i całkowity
pobór prądu w układzie będzie
niewielki. Jeśli jednak dobierze
się mniejszy rezystor , to wpraw−
dzie poprawią się parametry ła−
dowania (a tym samym także
i dokładność), lecz równocześnie
wzrośnie pobór prądu. Wartość
podana na schemacie (470

Ω

) to

sprawdzone eksperymentalnie
i

jednocześnie potwierdzone

praktycznie rozwiązanie kom−
promisowe.

Prąd ładowania i rozładowa−

nia kondensatorów przepływa
także przez złącze baza−emiter
tranzystora T2 i przez diodę D1.
Przez pojemnościową impedan−
cję kondensatora prąd zmienia
się liniowo wraz ze zmianą czę−

stotliwości. Zróżnicowana wyso−
kość prądu kolektora tranzystora
T2 daje w efekcie zróżnicowaną
wysokość impulsów, gdyby nie
było kondensatora C7, który in−
tegruje impulsy do postaci rów−
nego napięcia stałego. To stałe
napięcie jest ze swojej strony
oczywiście uzależnione od czę−
stotliwości i doprowadzane jest
poprzez potencjometr P1 do mi−
liamperomierza. O ile dostępna
jest skala liniowa, to może ona
być dalej wykorzystywana.

Układ jest przydatny dla

wszystkich napięć z zakresu od 5
do 15V. W tabelce podany jest
pobór prądu dla tych napięć oraz
wartość wymaganego wstępnego
rezystora R3 w przypadku, gdy
wykorzystywany

jest

100−

µ

A ustrój pomiarowy. Wartości

w nawiasach odnoszą się do R2
= 1k

Ω

. Dzięki temu pobór prądu

spada zdecydowanie, natomiast
błąd wskazania, który normalnie
plasuje się w okolicach 2%, nie−
znacznie wzrasta. Jeżeli pobór
prądu nie odgrywa żadnej roli, to
wartość R2 można do tego stop−
nia zmniejszać, żeby prąd płyną−
cy przez T1 nie przekroczył ma−
ksymalnej dopuszczalnej warto−
ści 100mA. Najmniejsze możli−
we wartości R2 zostały podane
w tabeli w kolumnie zaznaczonej
jako R2min.

Napięcie robocze nie jest kry−

tyczne, musi być jednak staran−
nie stabilizowane. Jeżeli zamiast

analogowego ustroju pomiaro−
wego preferowany jest wyświe−
tlacz cyfrowy, to ustrój ten moż−
na po prostu zastąpić przez rezy−
stor 1k

Ω

i spadek napięcia na

tym rezystorze mierzyć na zakre−
sie 200−mV. W przypadku pro−
stego woltomierza cyfrowego
LCD należy oczywiście mieć na
uwadze także i to, że wymaga on
własnego zasilania. Aby w pełni
wykorzystać zakres wskazań
woltomierza LCD, podzakresy
miernika mogą być podzielone
na 200Hz, 2000kHz, 20kHz
i 200kHz. Jako T1 można zasto−
sować ewentualnie tranzystor
w.cz. (BSX20).

Aby uzyskać możliwie najdo−

kładniejsze wskazania, konden−
satory C3 … C6 muszą być do−
kładnie nawzajem do siebie do−
brane, a ich pojemności muszą
być dokładnie w stosunku 1:10,
przy czym dla C3 pewną rolę od−
grywa także pojemność układu.

Podczas regulacji układu na−

leży kolejno dla każdego podza−
kresu podać na wejście falę pro−
stokątną o częstotliwości około
2/3 górnej granicy podzakresu
(będzie to przykładowo 600Hz
dla zakresu 1kHz) i następnie
przy pomocy potencjometru P1
zgrubnie ustawić napięcie do
wychylenia na około 2/3 zakresu
skali. Żeby przy regulacji dla
każdego podzakresu nie zmie−
niać jednak przyjętego ustawie−
nia P1, należy najpierw odszukać

podzakres, dla którego wystąpi
najwyższe napięcie. Dla takiego
podzakresu należy teraz przy po−
mocy P1 dokonać precyzyjnej
regulacji przy znanej częstotli−
wości wejściowej. W pozosta−
łych trzech podzakresach wska−
zania będą teraz nieznacznie za−
niżone. Poprzez równoległe do−
łączenie małych kondensatorów
do każdego kondensatora z tych
trzech podzakresów można teraz
dokonać precyzyjnego dostroje−
nia do wymaganej wartości.

Jeśli taka procedura postępo−

wania jest zbyt uciążliwa, to za−
miast P1 można zastosować nor−
malny rezystor i oprócz tego do−
dać cztery trymery (potencjome−
try montażowe) szeregowo do
R3, które będą przełączane przez
drugi poziom przełącznika S1.
Każdy zakres da się teraz nieza−
leżnie dostroić. Jeżeli zastosuje
się

przełącznik

zespolony

o trzech warstwach (3 x 4 kon−
takty), to trzecia warstwa może
być nawet wykorzystana do
przełączania pozycji kropki dzie−
siętnej na wyświetlaczu LCD.

Editorial items appearing on pages 26 − 31 are the copyright property of © Segment B. V. Beek, The Netherlands, 1998, which reserves all rights.

Elektroniczna skala

Rys. 1

5

9

15

56

9

15

39

100

12

19 (12) 56

120

15

22 (14) 68

150

U

B

I

B

R3

R2

min

[V]

[mA]

[k

Ω

Ω

] [

Ω

Ω

]