Płytka wielofunkcyjna
D D












D




D





D D












D




D





D D D
















D


D







D











D D D
















D


D







D





























Niniejszy artykuł jest kolejnym projektem w serii realizowanej na płytce wielofunkcyjnej PW-03. Opisuje układ wzmacniacza pomia-
rowego prądu zmiennego. Jest to przystawka do multimetru, pozwalająca mierzyć małe napięcia zmienne, w tym przebiegi o częstotli-
wościach akustycznych.
Na płytce wielofunkcyjnej można też zrealizować dziesiątki innych interesujących i pożytecznych układów, na przykład: selektor
rytmu, wzmacniacz mocy audio  megafon, mikser audio, wyłącznik zmierzchowy, niskoszumny przedwzmacniacz mikrofonowy, regulator
poziomu cieczy, uniwersalny odstraszasz szkodników, korektor RIAA, syrenę alarmową, migacz dużej mocy, przełącznik sterowany pilotem
i wiele innych. Niektóre z nich zostaną zaprezentowane jako projekty w następnych numerach EdW, wiele innych można z powodzeniem
zrealizować we własnym zakresie, korzystając z wyczerpującego opisu płytki i wskazówek zamieszczonych w EdW 6/2004 na stronach 18...20.
Przystawka znajdzie zastosowanie przy
Rewelacyjnie prosta przystawka,
pomiarach wszelkich urządzeń audio. Należy
genialnie rozszerza możliwości popularnego multimetru.
podkreślić, że w wersji podstawowej jest to
Mierzy małe i bardzo małe napięcia zmienne. miliwoltomierz wartości szczytowej. Wartość
szczytową przebiegu sinusoidalnego można
Znakomity układ do pomiaru sygnałów audio.
łatwo przeliczyć na wartość skuteczną, dzie-
Trzy zakresy pomiarowe napięcia zmiennego:
ląc wskazanie przez 1,41. Opcjonalnie można
0,1mV& 2V (x1)
też zmienić wartość wzmocnienia, by bezpo-
10uV& 0,2V (x10)
średnio uzyskać wskazanie w wartości sku-
1uV& 20mV (x100)
tecznej przebiegu sinusoidalnego.
Pokazuje wartość szczytową przebiegów, a opcjonalnie
wartość skuteczną przebiegu sinusoidalnego.
1
Współpracuje z dowolnym woltomierzem prądu stałego.
Zakres napięć zasilania 9& 25V.
Pobór prądu modelu poniżej 10mA.
Prezentowany układ to wzmacniacz
pomiarowy prądu zmiennego z pros-
townikiem. Do wyjścia podłączony
jest dowolny woltomierz napięcia sta-
łego, który pokazuje wartość szczyto-
wą mierzonych napięć zmiennych.
Przystawka ma trzy zakresy pomiaro-
we, pozwalające mierzyć nawet zni- 1
kome napięcia zmienne o amplitu-
dach rzędu mikrowoltów.
Zastosowany układ scalony po-
zwala mierzyć przebiegi w pełnym
zakresie częstotliwości akustycznych.
EI ekt roni ka dI a Wszystki ch

Płytka wielofunkcyjna
Schemat ideowy wzmacniacza pomia-
rowego pokazany jest na rysunku 1, przy
czym kolorami niebieskim i zielonym
zaznaczone są elementy montowane niety-
powo. Układ zasilany jest pojedynczym
napięciem, a elementy R13, R14 i C6 two-
rzą obwód sztucznej masy  napięcia spo-
czynkowe na wejściach wzmacniaczy są
więc równe połowie napięcia zasilania. Do
obwodu sztucznej masy jest też dołączony
ujemny biegun współpracującego wolto-
mierza.
W przystawce pracuje popularny
wzmacniacz operacyjny NE5532. Układ
U1A jest typowym prostownikiem aktyw-
nym z obwodem filtrującym, dającym na
wyjściu napięcie stałe odpowiadające war-
tości szczytowej prostowanego przebiegu.
Przy jednakowych wartościach R15 i R17
wzmocnienie prostownika jest równe jed-
ności, czyli dołączony woltomierz napięcia
stałego pokazuje wartość szczytową prze-
biegu z wyjścia wzmacniacza U1B. Układ
U1B jest nieodwracającym wzmacniaczem
przebiegów zmiennych o wzmocnieniu
ustalanym za pomocą zwór. Gdy żadna ze
2
zwór nie jest założona, wzmocnienie
wynosi 10 i wynika ze stosunku rezystancji nym innym woltomierzem, nawet wskazów- Po skontrolowaniu poprawności montażu
R10 (90k&!) i R7 (10k&!). Gdy zwarta jest kowym i to na zakresie np. 5V. Maksymalne należy dołączyć zasilacz stabilizowany, najle-
zwora w miejscu R9, wzmocnienie jest równe napięcie wyjściowe na wyjściu prostownika piej o napięciu 9& 24V, ewentualnie alkalicz-
jedności. Natomiast gdy zwarta jest zwora zależy od napięcia zasilania modułu. Przy zasi- ną baterię 9-woltową. Układ zmontowany
w miejscu R7, wzmocnienie wynosi 100. laniu napięciem 12V sięga ponad 4V. Kto chce prawidłowo ze sprawnych elementów od razu
Trzecia zwora w miejscu R4 nie jest podłą- zwiększyć zakres napięcia wyjściowego, może będzie pracował poprawnie i nie wymaga żad-
czona i nie wpływa na układ. Dodana jest zwiększyć R13 do 15k&!, a nawet do 18k&!, co nej regulacji ani uruchamiania.
celowo, żeby jednoznacznie określić zakres obniży potencjał obwodu sztucznej masy. Do wyjścia należy dołączyć woltomierz
pomiarowy i wzmocnienie  chodzi o to, żeby napięcia stałego (DC) na zakresie 2V, a na
przy wzmocnieniu 10 też była zwarta jakaś Montaż wejście podać mierzony sygnał. Wskazanie
zwora  właśnie ta  ślepa w miejscu R4. Na początek w płytkę należy wlutować jedy- woltomierza należy podzielić przez współ-
Dolna częstotliwość graniczna wyznaczo- ną zworę z kawałka drutu. Nietypowo łączy
na jest głównie przez kondensator wmonto- ona punkt EN ze  środkowym punktem R17.
3
wany w miejsce R12 i przez współpracujący W miejsce R17 i R7 należy wlutować szere-
rezystor R15. Wynosi poniżej 20Hz przy gowo dwa elementy, a w miejsce R10  dwa
spadku o 3dB. Górna częstotliwość graniczna rezystory równolegle. Na płytce do zmiany
zależy od parametrów zastosowanego wzmocnienia przewidziano trzy pary kołków
wzmacniacza operacyjnego  kostka NE5532 - goldpinów (w miejsce R9, R4 i R7), które
nawet przy wzmocnieniu 100x zapewnia będą alternatywnie zwierane jedną zworą
pomiary w zakresie całego pasma akustycz- wykonaną z kawałka drutu i dwóch nasadek
nego. Wprawdzie na krańcach pasma charak- (gniazd-nasadek  odwrotności goldpinów).
terystyka nieco opada, ale w tak prostym Pomocą w montażu będzie rysunek 2 (płytka
przyrządzie jest to jak najbardziej dopusz- z zaznaczonymi zworami, diodą i rezystorem
czalne. w miejscu R10) oraz fotografie modelu.
W układzie podstawowym przewidziano Zalecana kolejność montażu podzespołów
rezystory precyzyjne o tolerancji 1%, ale takich jak w modelu podana jest w wykazie
w praktyce śmiało można zastosować zwykłe elementów. Podczas montażu należy zwracać
rezystory 5-procentowe, przy czym jako R10 szczególną uwagę na sposób wlutowania ele-
należy wlutować rezystor o nominale 91k&!. mentów biegunowych: kondensatorów elek-
Rezystory R15, R17 nie muszą mieć wartoś- trolitycznych, diod oraz układu scalonego,
ci 10k&!, można zastosować jakiekolwiek którego wycięcie w obudowie musi odpowia-
dwa jednakowe rezystory o wartości dać rysunkowi na płytce drukowanej.
7,5& 15k&! (w modelu pracują rezystory Po zmontowaniu układu trzeba bardzo sta-
11,5k&! 1%). rannie skontrolować, czy elementy nie zosta-
Układ przewidziany jest zasadniczo do ły wlutowane w niewłaściwym kierunku lub
współpracy z multimetrem cyfrowym na w niewłaściwe miejsca oraz czy podczas luto-
zakresie 2V napięcia stałego. Nic nie stoi na wania nie powstały zwarcia punktów lutowni-
przeszkodzie, żeby współpracował z dowol- czych.
EI ekt roni ka dI a Wszyst ki ch

Płytka wielofunkcyjna
czynnik wzmocnienia przystawki, zależnie
od ustawienia zwory  tu pomocą będzie
(w kolejności lutowania)
rysunek 3.
Prezentowany prosty układ nie ma wpraw-
1 zwora między punktem 16 dwie szpilki goldpin
dzie profesjonalnych parametrów, niemniej na
EN i  środkowym punktem R17 w miejsce R4 wg rysunku 2
najczulszym zakresie ma rozdzielczość sięga-
2 w miejsce R18 wlutować diodę 17 dwie szpilki goldpin
jącą 1uV, co pozwala mierzyć napięcia zmien-
1N4148 w miejsce R7 wg rysunku 2
ne na poziomie szumów termicznych, przy-
3 w miejsce R17 wlutować diodę 18 R7 1k&! 1%
najmniej teoretycznie. Należy jednak pamię-
1N4148 wg rysunku 2 nietypowo wg rysunku 2
tać, że układ ma duże wzmocnienie i zmonto-
4 R10  10M&! 19 R17 10k&! 1%
wany na dość dużej płytce może zbierać roz-
wg rysunku 2 nietypowo wg rysunku 2
maite  śmieci , w postaci brumu sieciowego
5 R10  90,9k&! wg rysunku 2 20 w miejsce R12
i innych zakłóceń. Aby zmniejszyć czułość na
6 R13  10k&!  kondensator 1uF stały
takie  śmieci moduł warto umieścić w meta-
7 R14  10k&! 21 C5  100uF/16V
lowej obudowie i połączyć obudowę z masą.
8 R15  10k&! 1% 22 w miejsce R20
9 R99  100k&! 5%  kondensator 100uF/16V
Możliwości zmian
nietypowo wg rysunku 2 23 C6  220uF/16V
Układ można modyfikować na wiele sposo-
10 R7  10k&! 1% 24 C3  470uF/25V
bów. Na przykład można dodać dzielnik wej-
nietypowo wg rysunku 2 25 włożyć na kołki zworę
ściowy R2/R3 wg rysunku 4, co pozwoli
11 podstawka 8-pin ustalającą wzmocnienie
uzyskać zakres do 20V i do 200V. Wprawdzie
pod układ scalony U1 26 w miejsce R3 dołączyć
takie zakresy ma multimetr, ale większość
popularnych multimetrów nie mierzy prawid- 12 C1  100nF przewód wejściowy
łowo przebiegów w zakresie całego pasma (może być oznaczony 104) 27 do otworów R16, R20 dołączyć
akustycznego, a jedynie częstotliwości w za- 13 D11  dioda 1A woltomierz wg rysunku 2
kresie od 50Hz do co najwyżej 1kHz. (np. 1N4001, 1N5817) 28 U1  włożyć układ scalony
Rezystory R2, R3 takiego dzielnika należy
14 C8  470uF TL082 do podstawki
dobrać, uwzględniając oporność wejściową
15 dwie szpilki goldpin 29 do punktów PLUS, MINUS
przystawki dla przebiegów zmiennych.
w miejsce R9 wg rysunku 2 dołączyć zasilanie
A oporność ta jest praktycznie równa rezys-
KompIet podzespołów jest dostępny w sieci handIowej AVT jako kit szkoIny AVT-616.
K
o
m
p
I
e
t
p
o
d
z
e
s
p
o
ł
ó
w
j
e
s
t
d
o
s
t
ę
p
n
y
w
s
i
e
c
i
h
a
n
d
I
o
w
e
j
A
V
T
j
a
k
o
k
i
t
s
z
k
o
I
n
y
A
V
T
-
6
1
6
.
tancji R99, czyli 100k&!, bo ogromną impe-
Płytkę wieIofunkcyjną PW-03 naIeży zamówić oddzieInie.
P
ł
y
t
k
ę
w
i
e
I
o
f
u
n
k
c
y
j
n
ą
P
W
-
0
3
n
a
I
e
ż
y
z
a
m
ó
w
i
ć
o
d
d
z
i
e
I
n
i
e
.
dancję wejściową scalonego wtórnika U1B
można pominąć.  Górny rezystor tłumika
(R2) nie powinien mieć zbyt dużej wartości 
oporność 100k&! wydaje się optymalna. Na Kto chce, może też zmienić rezystancję wej- Jak wiadomo, wszystkie proste mierniki
rysunku podane są proponowane wartości ele- ściową samej przystawki, zmieniając R99, przebiegów zmiennych błędnie mierzą prze-
mentów dla dzielników 1/10 i 1/100. przy czym w przypadku zmniejszania rezys- biegi o kształcie różniącym się od sinusoidy.
tancji R99 trzeba zwiększyć wartość C8 Należy wyraz
nie podkreślić, że już w założe-
Należy jednak mieć świadomość, że niu przystawka miała być jak najprostsza
zwiększenie R99 zwiększy spadek napięcia na i przy podanych wartościach elementów
4
tym rezystorze, wynikający z przepływu pokazuje wartość szczytową mierzonego
prądu polaryzacji wejścia wzmacniacza ope- przebiegu. Aby obliczyć wartość skuteczną
racyjnego i wzmacniania tego napięcia. przebiegu sinusoidalnego, należy odczytaną
W układzie podstawowym jest to w dużej wartość podzielić przez 1,41 (pierwiastek
części skompensowane przez rezystancję R10 z dwóch). Kto chciałby od razu uzyskiwać na
(dla pełnej kompensacji R99 powinien mieć dołączonym woltomierzu takie wartości sku-
wartość dokładnie taką jak R10). Problem teczne (dla sinusoidy), powinien zmniejszyć
prądu wejściowego można łatwo wyelimino- wzmocnienie U1A przez zastosowanie takich
wać, stosując wzmacniacz operacyjny wartości rezystorów, żeby stosunek R15/R17
TL072, który ma prądy polaryzacji wejść wynosił 1,41.
radykalnie mniejsze niż NE5532. Wzmac-
niacz TL072 ma jednak nieco gorsze para-
metry częstotliwościowe, co zmniejszy
pasmo przenoszenia i dokładność przy
pomiarze częstotliwości w pobliżu górnej
granicy pasma akustycznego. Piotr Górecki
EI ekt roni ka dI a Wszystki ch