加入收藏 | 设为首页 | 会员中心 | 我要投稿 | RSSRSS-巴斯仪表网
您当前的位置:首页 > 数字万用表 > 数字万用表基础理论

2×4测量开关 A Simple 2 by 4 Scanner

时间:2012-10-19  来源:38hot  作者:lymex


做了面包板插件测试,功能正常。
 

改进电路

这个电路在设计过程中,得到各位群友网友的大力支持,提出不少改进意见,比如直接VMC取电、增加LED显示等功能等。经过试验,均为可行,因此有了这个改进版。



最显著的改进就是VMC取电,这样就既不用外接电源、也不用内部电池了,排除了因为供电而引起的干扰,也避免了因电池而引起的没电、充电的麻烦。

VMC,英文意思是“电压测试完成”,有时也叫MC(测试完成)。这是一个硬件插口,一般输出高电平,每当一次测试完成后,输出一个负脉冲。由于不少万用表的VMC输出是TTL电平,开路电压甚至不到4V,而且一有电流电压还要下降,因此初版没考虑取电的问题。然而,由于这个2×4开关采用了74HC电路,耗电可以忽略,磁保持继电器也是节电能手,使得低压、小电流供电成为可能。

经过试验和权衡,采用了3.5V的电源电压。一方面,即便最差的万用表在提供0.3mA的场合下电压也能达到3.75V的输出,经过肖特基二极管在小电流下压降<0.1V,低压差微功耗3端压降<0.05V,这样还能一定的电源电压余量。另一方面,磁保持继电器采用绕组并联,理论上驱动电压为2.0V,采用4个74HC门并联驱动,每个门只需提供16mA,这样压降为1V,因此还保留有一定的驱动余量。事实上,把电源电压降低到3.05V,仍然工作的很好。当然,低压取电的一个限制,就是工作的时候采样周期不能太快,因为每次开关,消耗电荷是一定的,速度越快电流越大,而太大的电流VMC承受不了,压降就太低了,造成无动作或干脆不工作了。在TTL输出的场合下(比如3458A),最快采样周期为0.8秒。当然在CMOS输出的场合(大部分万用表是)就不受这个限制。由于驱动绕组并联后为62.5欧,按照5ms的驱动周期,电容应选5ms/62.5=80uF,实际选择100uF。

另外一个改进,就是把74HC73的另外一个JK利用了起来,接到多谐振荡器的后面,这样一方面使得波形完全对称,另一方面也把周期加大一倍,可以用小的电容达到相同的延时。

最后一个改动是增加了LED显示电路。为了节约用电,采用脉冲显示的形式。当然,如果采用电源或锂电,可以把串联的47uF电容短路掉,就变成常亮显示了。


实际制作

外壳选择了体积小巧的蓝色壳,这样就不需要自己的位置安装放置,用引线就可以吊悬,或者挂起来。

这个外壳的尺寸是94×69.3×31mm,内部电路板最大尺寸为90×66mm,只有一个插槽。购买单价13.88,购自TB的江南精品馆。


电路板采用我常用的那种长条的环氧洞洞板,150×51mm,裁成两个66×51的


VMC、LED、按钮和电位器的4组引线采用网线,硬一些,但取材和焊接方便。采用先穿孔后焊接的方式,只要拆装的时候稍微注意不要在根部经常弯折,是不会断的。




后部信号线自然也采用网线,但要屏蔽的。这网线是超5类屏蔽的的,经过测试,绝缘电阻很高(20米紧密双绞,电阻>3T),对于一般的测试不会有影响,而且热电动势很低。

分享到:
来顶一下
返回首页
返回首页
发表评论 共有条评论
用户名: 密码:
验证码: 匿名发表
栏目导航->数字万用表基础理论
  • 数字万用表基础理论
  • 数字万用表拆解及评测
  • HP/Agilent万用表校准维修
  • Fluke万用表校准维修
  • 其它万用表校准维修
  • 推荐资讯
    使用普通运放的仪表放大器
    使用普通运放的仪表放
    3V与5V混合系统中逻辑器接口问题
    3V与5V混合系统中逻辑
    数字PID控制及其改进算法的应用
    数字PID控制及其改进
    恶劣环境下的高性价比AD信号处理数据采集系统
    恶劣环境下的高性价比
    栏目更新
    栏目热门