原创小量程、高精度音频毫伏表的制作

 2008-5-6 13:47  1912 6 6 分类: 测试测量

本文介绍的毫伏表分4档量程：lmV，10mV，100mV和1Vrms测试。此毫伏表适合于：频响测试，增益测量，校验话筒的输出电平等。电源由6V或9V电池供电，整机耗电只几mA。
此电路的特点是采用精密的全波整流器电路，使整个音频范围的线性度良好．

一、精密整流器
图1是采用负反馈来获得良好线性的基本精确半波整流电路9其中D1包含在负反馈电路中，D2的作用是处于输出电路的信号通路上。D1的作用是使信号产生的失真正好补偿D2的非线性。总的效果，输出是线性的。
运放(ICl)构成同相放大器。R1接在IC1的同相输入端，输入电压通过C1加到IC1同相输入端。在输入信号正半周时，D2和R2构成负反馈，输入电压小时，D2的正向电阻远高于R2，这时负反馈较弱，闭环增益很高。当输入电压大于0．5V时，D2正向电阻很小，这时负反馈增强，闭环增益下降，甚至可低于l。
在信号每输入半周的开始，电路的高增益使输出电压几乎瞬时就跳到+O．5V(或降到一O．5V)。之后，增益又下降到1附近。这时输出电压随输入电压上升和下降。当输出电压降到+O．5V左右时，D2的电阻再次开始增加．相应地闭环增益也增加。输出电压保持在O．5左右，很快又降到0V。在输入信号的负半周．过程也类似．只是这时的反馈网络由D1和R2构成。
图2(a)示出了输入信号波形，图2(b)是相应的从IC1输出的波形。此波形已产生严重失真。整个电路的半波整流是由D3完成的．它两端约有o．5V的正向压降。实际电路，D1和D3是相同型号的二极管，R2=R3。通过D3后的输出电压应由IC1的输出精确地平衡，从而给出一个精确的半波整流信号，如图2所示。

二、电路工作原理
音频毫伏表完整的电路示于图3。Sl作为由R1～R5衰减器构成的分挡开关。此电路的基本灵敏度、是lmVrms，但衰减器可降低灵敏度，这样就构成了10mV，100mV，和1Vrms挡。R1～R5衰减器还有两个作用，一是为ICl同相端提供偏置，二是为电路设置大于100kΩ的高输入阻抗。ICl仅作为前置放大，其闭环电压增益约55倍。R6和R7(原文R6该为R8)为ICl的负反馈网络。
精密整流器是以IC2为基础构成的全波整流器。它通过桥式整流器(D1到D4)来驱动动圈式电表。电表和整流电路都包含在负反馈电路中。结果，IC2的输出信号是按所希望的失真波形变化的，这就补偿了桥式整流二极管的非线性。
因为锗二极管的正向压降比硅二极管的低得多，所以，桥式整流电路中采用锗二极管。VR 1电位器可控制负反馈的大小，从而也控制IC2的闭环增益。D5和D6(正向导通)起着稳压二极管的作用，并保护电表不致过载。