Kubagert's dev[b]log

Woltomierz jak sama nazwa wskazuje służy do pomiaru napięcia . Zbudowany został w oparciu o popularny układ woltomierza i jednocześnie dekodera 3 1/2 cyfry ICL7107. Oprócz samego układu woltomierza na płytce znajduje się próbnik stanów logicznych.
Zasada działania:
Woltomierz oparty na ICL7107 mierzy napięcie w zakresie 0-200mV. W celu poszerzenia zakresu zastosowano dzielnik napięcia oparty na rezystorach (R14+R17) i R18. Przy wartościach R14=500k, R17=500k i R18=100k tworzy się dzielnik 100k/1M. W rezultacie możemy mierzyć napięcie w zakresie od 0-20V. Dioda zenera 5.1V dodana została aby zabezpieczyć układ przed zbyd dużym napięciem wejściowym. Potencjometr P1 służy do kalibracji woltomierza. Należy tak ustawić rezystancję, aby napięcie referencyjne pomiędzy odczepem potencjometru a wejściem IN_LO układu ICL7107 wyniosło 100mV. Aby układ ICL7107 mógł działać przy zasilaniu napięciem +5V, wymagane jest doprowadzenie napięcia -5V. Aby rozwiązać ten problem zbudowana została przetwornica napięcia ujemnego.

Drugą częścią układu jest wspomniany wcześniej próbnik stanów logicznych, zrealizowanu na układzie scalonym LM358. Jest to układ składający się z dwóch wzmacniaczy operacyjnych, które zostały połączone jako komparator okienkowy. Jeden wzmacniacz sygnalizuje przekroczenie zadanego poziomu napięcia (3.33V), a drugi spadek napięcia poniżej zadanego poziomu (1.66V). Z wyjścia wzmacniacza wysterowane są tranzystory T1 i T2 tak, że stan niski sygnalizowany jest świeceniem diody D2, a stan wysoki włączeniem diody D4. Pozimy napięć progowych ustawiamy dzielnikiem złożonym z rezystorów R5, R13, R15. Dla przyjętych wartości 2.2k otrzymujemy napięcia progowe 1.66V i 3.33V (przy zasilaniu napięciem +5V). Są to poziomy do przyjęcia dla układów CMOS. Lecz można tego używać także do badania układów TTL. Kolejnym ulepszeniem próbnika stanów logicznych są uniwibratory zrealizowane na układzie 4098. Służą one do detekcji krótkich impulsów. Przedłużają one ich czas trwania, umożliwiając ich wizualną obserwację. Z powodu zastosowania stosunkowo wolnego wzmacniacza operacyjnego wykrywane będą impulsy dłuższe niż 2us.

Próbnik stanów logicznych

Schemat woltomierza

Dodatkowe pliki pomocne przy budowie takiego woltomierza:

• Schemat i płytka drukowana woltomierza i próbnika stanów logicznych w formacie Eagle
• Dokumentacja techniczna woltomierza z dekoderem 3 i pół cyfry Icl7107
• Dokumentacja techniczna przetwornicy napięcia ujemnego Icl7660
• Dokumentacja techniczna wzmacniacza operacyjnego LM358