Модуль прецизионного выпрямителя

Часть 2 - изготовление и настройка

Подбираем компоненты для сборки

При обсуждении принципиальной схемы модуля мы уже упоминали, что разброс величины сопротивления резисторов RN1A...RN1E должен быть как можно меньше. При этом их номинальное сопротивление не имеет особого значения и может быть любым в диапазоне от 10 кОм до 100 кОм. Первоначально автор предполагал использовать сборку из пяти изолированных резисторов в корусе SIP-10, вроде той, что показана на фото справа. Такие сборки выпускает, например, компания Bourns, Inc и некоторые другие. Однако, когда дело дошло до приобретения этой сборки и установки ее на плату, выяснились следующие обстоятельства: во-первых, разыскать ее в интернет-магазинах, как российских, так и зарубежных, оказалось чрезвычайно трудно или даже совсем невозможно, во-вторых, оказалось, что объединение пяти резисторов в одном корпусе еще не гарантирует хорошей согласованности сопротивлений этих резисторов. В тех экземплярах сборок, которые в итоге с величайшим трудом удалось раздобыть, разброс величин сопротивлений достигал 2-3%, что для наших целей, скажем так, великовато. Оказалось гораздо проще использовать пять дискретных резисторов, отобрав их из двух-трех десятков резисторов одного номинала, при этом, несложно получить разброс не более десятых долей процента. В итоге, посадочное место на разработанной автором печатной плате так и осталось под сборку в корпусе SIP-10, возможно, когда-нибудь такие сборки с малым разбросом сопротивлений станут доступны, а пока запаиваются туда 5 дискретных резисторов в вертикальном положении (фото слева).

Операционные усилители LF412 можно заменить на LF353, TL072 или другие аналогичные со входом на полевых транзисторах. При наличии выбора предпочтение следует отдать ОУ с большей скоростью нарастания выходного напряжения и более высокой частотой единичного усиления.

Диоды D1 и D2 - диоды Шоттки, но при их отсутствии можно использовать и кремниевые диоды, например, популярные 1N4148 или аналогичные. Транзистор T1 - любой кремниевый маломощный n-p-n транзистор.

Обратите внимание! В первых версиях всех модулей, описанных на этом сайте, для межплатных соединений использовались разъемы Dupont, однако впоследствии все соединители данного типа были заменены более надежными из серии KF2510. Подробнее о причинах и последствиях этой замены прочитайте дополнение от 18.01.2024 во вступительной статье на этом сайте.

Разрабатываем печатную плату

Как и для других модулей набора, печатная плата модуля прецизионного выпрямителя разрабатывалась в CAD-системе EAGLE 7.5.0, как односторонняя, а если некоторые цепи развести на одной стороне платы не получалось - использовались проволочные перемычки.

Результат работы EAGLE показан на рисунках внизу. Соответствующие файлы можно скачать по ссылкам в конце этой публикации.

Рис.3. Плата модуля прецизионного выпрямителя. Вид со стороны элементов.

Плата модуля измерительного усилителя. Вид печатных проводников в зеркальном отображении ("сквозь плату"). — Рис.4. Плата модуля прецизионного выпрямителя. Вид печатных проводников в зеркальном отображении ("сквозь плату").

Напоминаем, что, как и в других публикациях на этом сайте, вид печатных проводников показан в зеркальном отображении. После разводки в EAGLE получившаяся конфигурация печатных проводников дорабатывалась вручную в графическом редакторе, в результате чего получился фотошаблон следующего вида.

Рис.5. Плата модуля прецизионного выпрямителя. Фотошаблон для метода с пленочным фоторезистом.

В таком виде он применяется для изготовления плат с использованием пленочного фоторезиста, а если вы предпочитаете лазерно-утюжный метод, то это изображение следует перевести из негатива в позитив.

После монтажа элементов изделие приобретает примерно такой вид:

Рис.6. Плата модуля прецизионного выпрямителя в сборе.

Настраиваем модуль

Если все компоненты проверены до их запайки на плату и резисторы RN1A...RN1E подобраны в соответствии с приведенными выше рекомендациями, то модуль будет работать сразу. Для проверки, того что модуль работает, как задумано, на его вход подают синусоидальный сигнал с СКЗ 1В, подключают вход одного канала осциллографа на вход модуля, а вход второго канала - к выводу 7 микросхемы IC1B и убеждаются в том, что осциллограмма в точности соответствует рис. 2 в первой части этой публикации.

Далее, в зависимости от того, где в дальнейшем будет использоваться модуль, необходимо отрегулировать выходное напряжение (ток) модуля. Для этого при входном синусоидальном сигнале 1В (СКЗ) выполняют следующие действия:

если модуль предполагается использовать в аналоговом приборе со стрелочным индикатором, то этот стрелочный индикатор подключают к выходу Out I модуля и резистором R2 устанавливают его стрелку на конец шкалы.
если модуль предполагается использовать в цифровом приборе, то на выход Out U подключают вольтметр постоянного тока и резистором R2 устанавливают на этом выходе напряжение 3,16 В.

На этом изготовление и настройка модуля заканчиваются, а автор ждет ваших комментариев и предложений.