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交流毫伏表的設計與制作,Millivoltmeter

關鍵字：交流毫伏表的設計與制作

交流毫伏表的設計與制作

在進行電子實驗或制作時，除信號源外，如果再有交流毫伏表，就會很方便地工作。例如測量放大器的頻率特性和增益．交調失真和通道平衡的檢測，濾波器的截止頻率調整等等，都可以得心應手。但一般市售的萬用電表或數字表．其交流大多不具備“mV”擋，而且可測的頻率也多在1kHz以下，不能滿足上述要求。

這里制作的交流毫伏表，設計目標為3mV~100V分十擋，頻率范圍12Hz-60kHz．測量誤差小于1%。對業余電子愛好者來講是如虎添翼。整機電路見圖1。

在圖1中，輸入端用二刀十一位波段開關作量程選擇，輸入阻抗為300kΩ。第一級放大器選用單運放LF357H，其增益帶寬積GB=20MHz，在100倍的增益下也能保證200kHz（-3dB)的帶寬，完全能滿足音頻范圍的要求。第二級運放接成有源檢波器、進行AC-DC變換。為了使輸入的數毫伏電壓能驅動數伏的表頭，第三級運放接成10倍放大器．但通過開關K1—2可改變增益。

從圖1中可知，輸入級衰減器只用了五只精密電阻，而不像一般電壓表的衰減器，需每一擋位有一個衰減電阻，其原因是減少精密電阻的數量(尤其是低阻值的線繞電阻)，以防止輸入級的頻率特性惡化。但為了達到10擋的量程，用與輸入級衰減開關K1—1同軸的增益轉換開關K1—2，在10倍率的擋位加入43kΩ電阻以改變末級的增益來獲得合適的衰減。

最后的輸入電壓用滿量程1mA的電流表來讀數。毫伏表的供電電壓為正、負15V雙電源供電。

元件選擇三只運放均采用金屬封裝的八腳管，C1、C2選用無極性電容，C2也可用兩只10μF鉭電解電容同極性串聯代替，圖中電阻一律用金屬膜電阻．精度為1％的電阻需用數字表精選，30Ω電阻可用多只電阻串、并聯得到，盡量不用線繞電阻。輸入插座選用音響設備上常見的蓮花插座(RCA)，測試表筆的導線選用金屬屏蔽線，屏蔽層作接地端。

安裝與調整本表靈敏度很高，應裝在金屬機箱內．以避免外部干擾；輸入端子與量程開關K1盡量靠近安裝，輸入電容（0.22μF）和五只衰減電阻直接焊接在開關K1上。電源變壓器應安裝在距離輸入級最遠的位置。

電流表刻度盤的繪制一般成品電流表的表盤刻度，都只能用于一種倍率。本表要適應3倍率和10倍率兩種刻度。需要重新繪制。步驟如下：1)拆開電流表蓋，拆下表盤，測量出表針的長度及整條刻度的弧度(即表針旋轉范圍．一般為90°)。2)在厚紙上作兩條直徑約100-200毫米的弧(直徑大則制圖精度高)，弧長與表針旋轉角度吻合，將其中一條弧等分為50格(10倍率)，另一條等分為30格(3倍串)；3)用略大于表盤實際尺寸的打印紙重疊在上述大刻度紙上．圓心重合，用透明直尺按大刻度在弧上畫出刻度。4)將繪出的刻度帖合到表盤上，注意圓心要嚴格重合，紙和表盤間不能有空氣。用刻刀裁去表盤周邊多余的紙。最后將表盤紙面快速掠過酒精燈火焰幾次，燒掉紙面飛起的“毛”，以免妨礙表針運動。若用電腦繪圖，則可省去步驟2、3。5)把表盤裝回電流表．注意調整好表盤兩邊表針限位簧的

位置。

接通電源，在輸入端開路狀態下，電表指針應不動；若在各擋位表針都有輕微抖動，可在末級放大部分增加偏置調整電路進行微調．如圖2；若只是在低量程端(如毫伏擋)有表針抖動現象，應是外界電磁干擾，可在機箱內將輸入部分(包括輸入端子、K1和電容、電阻)也用金屬板隔離起來，并將金屬板接地。最后，在輸入端輸入1V(1kHz)的交流信號，在“1V”擋，調整5KΩ電位器，使表針指示滿度。然后輸入不同交流電壓．檢測各擋位精度．若誤差較大，應重測各衰減電阻及增益轉換電阻(100kΩ、43kΩ)。

至此．一臺高性價比的交流毫伏表制作成功。

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