Индикатор разности напряжений. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Измерительная техника

 Комментарии к статье

Иногда в радиолюбительской практике бывает нужно сравнивать между собой два напряжения и следить за изменением их разности. Конечно, могут сказать, для этой цели можно воспользоваться двумя вольтметрами, по стрелочным индикаторам которых нетрудно сделать нужную оценку. Однако подобный способ не всегда приемлем и а силу своего несовершенства, и из-за невысокой точности при оценке небольшой разности напряжений.

Вот здесь и придет на помощь электроника, в частности предлагаемый индикатор, схема которого в общем виде представлена на рис.1. Это дифференциальный усилитель, выполненный на транзисторах VT1 и VT2, нагрузками которых являются светодиоды HL1 и HL2. Отличительная особенность индикатора - объединение функций устройств сравнения и индикации в одном каскаде.

Рис.1

При равенстве входных постоянных напряжений, поданных на разъемы XS1 и XS2, яркость свечения светодиодов одинакова. Но стоит измениться одному из напряжений примерно на 3%, как различие в яркости свечения станет заметным, а при разнице входных сигналов свыше 20% будет гореть только один светодиод, по которому и определяют знак разности напряжений.

Каковы же практические возможности подобного индикатора? Вот два примера, которыми радиолюбители смогут воспользоваться при разработке различных конструкций.

Калибратор амплитуды - так можно назвать индикатор, схема которого приведена на рис.2. На разъем XS1 подают переменное напряжение, за амплитудой которого нужно следить и поддерживать ее на определенном уровне - его задают образцовым напряжением (от 0,5 до 5 В), устанавливаемым на базе транзистора VT2 подстроечным резистором R3. Пока амплитуда входного сигнала сравнима с заданным значением, яркость светодиодов одинакова. При отклонениях амплитуды в ту или иную сторону перестает светиться соответствующий светодиод.

Рис.2

Калибруют индикатор на заданный уровень сигнала так. На вход индикатора подают сигнал, например, амплитудой 1В, и перемещением движка подстроечного резистора добиваются одинаковой яркости светодиодов. При этом погрешность установки опорного напряжения не превысит 3%. Если подстроечный резистор заменить на переменный и снабдить соответствующей шкалой и отградуировать ее, в дальнейшем можно быстро устанавливать нужное значение опорного напряжения, а значит, контролируемый уровень входного сигнала.

Частотный диапазон калибратора составляет 20 Гц... 100 кГц. Питать его следует от стабилизированного источника постоянного тока напряжением 10. ..25 В. Однако при напряжении более 20 В резистор R2 должен быть сопротивлением 2,2 кОм.

Одно из практических применении подобного калибратора - индикатор уровня записи монофонического магнитофона. Конечно, калибратор может работать и в стереофоническом магнитофоне, позволяя точнее устанавливать одинаковое усиление по каналам. В этом случае к базе транзистора VT2 вместо резисторов R3, R4 подключают такую же цепочку, что и к базе VT1. Получится еще один вход. Теперь каждый вход соединяют со своим каналом усилителя. Воспроизводя какую-нибудь запись в режиме "Моно", регуляторами магнитофона устанавливают одинаковую яркость светодиодов. Иначе говоря, калибратор становится в этом случае индикатором стереобаланса.

Входы калибратора соединяют с одинаковыми цепями усилителей каналов, в которых амплитуда сигнала лежит в указанных выше пределах (0,5...5 В).

Если при подключении калибратора будет наблюдаться искажение звука в магнитофоне, придется установить перед входами калибратора эмиттерные повторители, выполненные по общепринятой схеме.

Несколько преобразовав схему предыдущего устройства, получите индикатор разрядки батарей, например, гальванических элементов (рис.3). Опорное напряжение в нем образуется параметрическим стабилизатором, составленным из балластного резистора и стабилитрона (детали R4 и VD1).

Рис.3

Работу индикатора иллюстрирует рис.4. В интервале напряжений батареи 12,6...7 В горит светодиод HL1, причем яркость его почти не изменяется. Если же напряжение падает ниже 7 В, начинает гореть светодиод HL1 и одновременно уменьшается яркость HL2. Одинаковая яркость обоих светодиодов может свидетельствовать о необходимости подзарядить батарею (если она составлена из аккумуляторов) или заменить ее. В интервале напряжений 6...2,5 В будет гореть светодиод HL2, информируя об уменьшении напряжения батареи ниже нормы.

Рис.4

Подстроечным резистором R2 можно смещать граничную область (dU на рис. 4) от 3,8...4,3 В при нижнем, по схеме, положении движка до 11...12,3 В при верхнем положении.

Подобный индикатор удобно использовать, скажем, в автомобиле для контроля напряжения бортовой сети. При максимальном напряжении питания индикатор потребляет ток около 2 мА, а при напряжении 6В - примерно 1,2 мА, Светодиоды могут быть и другие, но тогда придется подобрать резистор R3 для получения нужной яркости свечения.

При замене указанных на схеме кремниевых транзисторов германиевыми структуры n-p-n (МП37Б) наблюдалось некоторое расширение зоны dU, в пределах которой горят оба светодиода, до 1,5 В. В случае использования кремниевых транзисторов серий КТ361, КТ349, КТ3107 и аналогичных структуры p-n-p придется изменить полярность подключения светодиодов, стабилитрона и источника питания.

Смотрите другие статьи раздела Измерительная техника.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Власть является ключевым фактором счастья в отношениях 11.03.2026

Исследования семейных и романтических отношений показывают, что длительное счастье пары зависит не только от привычных факторов, таких как доверие, уважение и преданность, но и от более тонких психологических аспектов. Современные ученые ищут закономерности, которые отличают действительно счастливые пары от остальных, чтобы понять, какие механизмы поддерживают гармонию в отношениях. Группа исследователей из Университета Мартина Лютера в Галле-Виттенберге и Бамбергского университета провела опрос среди 181 пары, которые состояли в совместных отношениях более восьми лет и прожили вместе хотя бы месяц. Участники заполняли анкету, описывая различные аспекты своих отношений, включая распределение обязанностей, эмоциональную поддержку и степень вовлеченности в совместные решения. Анализ данных показал интересный паттерн: пары, где оба партнера ощущали высокий уровень личной власти, оказывались наиболее счастливыми и удовлетворенными. В данном контексте под властью понимается способност ...>>

Защищенная колонка-повербанк Anker Soundcore Boom Go 3i 11.03.2026

Компания Anker представила новую модель линейки Soundcore - колонку Soundcore Boom Go 3i, ориентированную на активное использование на улице. Новинка отличается высокой степенью защиты: корпус соответствует стандарту IP68, что обеспечивает водо- и пыленепроницаемость, а ударопрочный дизайн выдерживает падение с высоты до одного метра. За качество звука отвечает 15-ваттный драйвер, обеспечивающий пик громкости до 92 дБ, а технология BassUp 2.0 усиливает низкие частоты, делая звучание более насыщенным. Колонка обладает автономностью до 24 часов, а LED-индикатор позволяет контролировать уровень заряда батареи. Кроме того, Soundcore Boom Go 3i может выполнять функцию павербанка: согласно внутренним тестам, устройство способно зарядить iPhone 17 с нуля до 40% за один час, что делает его полезным аксессуаром в походах и поездках. Среди функциональных особенностей модели стоит выделить технологию Auracast, которая улучшает подключение и позволяет создавать стереопару из двух колонок ...>>

Раннее воздержание от алкоголя перестраивает мозг и иммунитет 10.03.2026

Алкогольная зависимость - хроническое расстройство с компульсивным употреблением спиртного, которое влияет не только на поведение, но и на функционирование мозга и иммунной системы. Недавние исследования показали, что даже на ранних этапах воздержания организм начинает перестраиваться, открывая новые возможности для терапии зависимости. Ученые сосредоточились на пациентах, находящихся в первые недели абстиненции, и зафиксировали значительные изменения в мозговой активности. С помощью функциональной магнитно-резонансной томографии они выявили перестройку сетей нейронных связей, отвечающих за контроль импульсов и принятие решений. Эти изменения могут быть ключевыми для восстановления самоконтроля и снижения риска рецидива. Одновременно с нейронной перестройкой исследователи наблюдали колебания иммунной системы. В крови повышался уровень цитокинов - сигнальных белков, регулирующих воспалительные процессы. Эти данные свидетельствуют о существовании нейроиммунного взаимодействия, при ...>>

Случайная новость из Архива Секрет стойкости пены бельгийского пива 09.09.2025 Пена на поверхности бокала пива давно воспринимается как эстетический элемент напитка, однако за ней скрываются сложные физико-химические процессы, изучением которых занялись швейцарские ученые из ETH Zurich. Под руководством профессора Яна Вермана команда провела семилетнее исследование. Цель работы - понять, почему одни сорта пива формируют плотную и устойчивую пену, а другие - нет. Исследование началось с обычного вопроса одного бельгийского пивовара: "Как вы контролируете процесс брожения?" На что он ответил: "За пеной". Оказалось, что это не просто шутка: устойчивость пены напрямую связана с количеством стадий ферментации и составом белков в напитке. Наиболее стабильная пена наблюдается у бельгийских сортов с тройной ферментацией, таких как траппистское пиво. Менее стойкая - у сортов с двойным брожением, а наименее стабильная - у лагерных напитков с одноразовой ферментацией. Для сравнения ученые изучили продукцию одной крупной швейцарской пивоварни и отметили, что пена там пока далека от идеала. Ранее считалось, что ключевую роль играет вязкость пленки на пузырьках: содержащиеся в солоде белки утолщают оболочку и удерживают пену. Однако в пиве с тройной ферментацией механизмы иные. Здесь главным стабилизатором выступают эффекты Марангони - поверхностные токи, возникающие из-за различий в поверхностном натяжении жидкости. Эти токи предотвращают разрушение пузырьков и обеспечивают долговременную стойкость пены. Особое внимание ученые уделили белку LTP1 (липид-транспортный белок 1). В лагерных сортах он сохраняет исходную структуру и действует как микроскопические сферы, формирующие защитный слой на поверхности пузырьков. В напитках с двойным брожением белки модифицируются и образуют сетчатую структуру, которая усиливает защиту. После третьего брожения LTP1 распадается на фрагменты, один конец которых притягивает воду, а другой отталкивает. Подобная структура делает пену максимально устойчивой, напоминая действие поверхностно-активных веществ в бытовых моющих средствах. Результаты исследования показывают, что пивная пена - это не просто украшение бокала. Механизмы стабилизации пузырьков важны и в других областях: машиностроении, экологии и пищевой промышленности. Например, избыточная пена в смазочных маслах электромобилей может быть нежелательной, а знания о белковых структурах позволяют создавать биопены для молочной промышленности и устойчивые ПАВы без фтора и силикона. Команда ETH Zurich уже сотрудничает с компаниями, такими как Shell, для применения этих открытий на практике. Как подчеркивает профессор Ян Верман, "пиво само по себе нашло эффективный способ управлять сложными механизмами - нам остается только учиться у него". Этот пример показывает, как привычные вещи повседневной жизни могут служить источником ценных научных открытий и вдохновлять на новые технологии.

Другие интересные новости:

▪ MSP430FG6626 - микроконтроллер для портативных измерительных устройств

▪ Бытовой мюонный детектор

▪ Лазерная резка воды с использованием гидрофобных частиц

▪ Ускоренное изучение новых языков увеличивает мозг

▪ Хранение углерода в океане

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Узлы радиолюбительской техники. Подборка статей

▪ статья Картофелесажалка. Чертеж, описание

▪ статья Где живут акулы? Подробный ответ

▪ статья Руководитель подразделения. Должностная инструкция

▪ статья Простой стробоскоп с двумя излучателями. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Блок питания для мультиметра DT-182. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026