|
Nauwkeurige potentiometer voor spanningsinstelling |
|
klik hier voor compleet overzicht |
- Stelt spanningen in tot +/-1 mV nauwkeurig
- Ook geschikt voor negatieve spanningen
- Kan eventueel symmetrisch ten opzichte van de massa gebruikt worden
- Slechts 8 onderdelen
INLEIDING
Vaak is het noodzakelijk, bijvoorbeeld bij het afregelen van schakelingen, te beschikken over een zeer preciese gelijkspanning.
Bij het afregelen van een analoge of digitale dB-meter, moet men bijvoorbeeld een ijkspanning hebben van precies 0,775 V.
Een spanning tot op 1 mV nauwkeurig instellen door middel van een gewone draaipotentiometer op een voeding lukt echter echt niet!
Een 20-slagen potentiometer is natuurlijk niet aanwezig en er zit dus niets anders op dan op een experimenteerprintje een paar
instelpotentiometertjes in serie te schakelen en aan te sluiten op de uitgang van een gestabiliseerde voeding.
Op deze pagina wordt een zeer eenvoudig apparaatje beschreven, waarmee men een gelijkspanning desnoods tot op 0,1 mV nauwkeurig
kan instellen. Een zeer handig hulpmiddeltje in het laboratorium!
HET PRINCIPE
Het principe van het apparaatje berust op een ideetje dat ooit door Vego in 'Radio Bulletin' werd gepubliceerd. Een gewone
spanningsdeler, opgebouwd met een normale potentiometer kan, zoals geschetst in figuur 1, worden vervangen door een combinatie van
drie potentiometers: twee identieke potentiometers R1 en R2, verbonden tussen de massa en bijvoorbeeld een voeding en een derde
potmeter R3, vele malen groter in waarde en verbonden tussen de lopers van de twee eerste potentiometers. Op de uitgang van de
schakeling staat dan een spanning, die gelijk is aan de som van UL en dat deel van het spanningsverschil UH
- UL dat bepaald wordt door de plaats van de loper van R3.
Figuur 1: Het principe.
Als UL iets kleiner wordt gemaakt dan UH, staat er een zeer kleine spanning over de volledige koolbaan van R3 en kan men met deze derde potentiometer iedere spanning tussen deze twee waarden heel erg nauwkeurig instellen, zelfs met doodgewone draaipotentiometers.
VOORBEELD
Stel dat men een spanning van precies 0,775 V nodig heeft voor het afregelen van een logaritmische omvormer. Men stelt dan
potentiometer R1 zo in, dat de spanning op de loper gelijk is aan ongeveer 0,7 V en potentiometer R2 zo in, dat de spanning op zijn
loper gelijk is aan ongeveer 0,8 V. Over R3 staat dan een spanning van slechts 100 mV, zodat het heel gemakkelijk mogelijk is om op
de uitgang de gewenste waarde te verkrijgen. Voorwaarde is natuurlijk wel dat men de beschikking heeft over een zeer goed
gestabiliseerde en zeer stabiele voeding met een verwaarloosbare drift. Maar met de moderne geïntegreerde
spanningsstabilisatoren met hun uitstekende eigenschappen mag dat geen probleem zijn.
|
Interessante elektronica links Klik hier ... Kattenschrikdraad installatie houdt katten in of uit uw tuin Klik hier ... Boeken voor de elektronicus Klik hier ... Software voor schema tekenen, print ontwerpen en simulatie Klik hier ... Goedkope digitale oscilloscopen, via USB aan te sluiten op uw PC Klik hier ... Goedkope meetapparatuur voor het testen van uw onderdelen Klik hier ... Draadloze elektronica in uw huis Klik hier ... Inbraakalarm van Marmitek en KlikAanKlikUit Klik hier ... Bespaar energie met PowerSafer |
PRAKTISCHE SCHAKELING
Het principe is tot een in de praktijk goed bruikbaar apparaatje volgens figuur 2 uitgewerkt. Naast de drie
potentiometers heeft men een draaischakelaar nodig met 2x3 standen en een goede operationele versterker om het geheel te bufferen. In
de bovenste stand van schakelaar S1 wordt de spanning op de loper van potentiometer R1 via de schakelaarcontacten 1 en 7 aangeboden
aan de buffer (IC1) en dus ook aan de uitgang. Op de uitgang verschijnt de hoge spanning UH, af te regelen met R1.
Weerstand R2 vervangt de normale belasting (R3 en R5) van potentiometer R1, zodat het omschakelen van de schakelaar geen
merkbare invloed heeft op de grootte van de ingestelde spanning.
Figuur 2: Het schema.
In de onderste stand van de schakelaar wordt de spanning op de loper van potentiometer R5 via de contacten 6 en 9 aangeboden aan de uitgang, zodat nu de lage spanning UL met R5 kan worden ingesteld. Nu vervangt de weerstand R4 de normale belasting van de loper van R5. In de middelste stand wordt potentiometer R3, de fijnregelaar, door middel van de schakelaarcontacten 2 en 5 tussen de lopers van potentiometers R1 en R5 geschakeld en gaat de loper van dit onderdeel via schakelaarcontact 8 naar de buffer en naar de uitgang. Dank zij de omschakelaar kan men dus op een heel gebruikersvriendelijke manier eerst de hoge grensspanning, dan de lage grensspanning en tot slot de gewenste spanning instellen. Het enige extra onderdeel is de condensator C1, geschakeld tussen de ingangsspanning en de massa. Deze zorgt voor het ontkoppelen van deze spanning en verhindert eventuele oscilleerneigingen van de operationele versterker.
| WEERSTANDEN | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| R1 | 4,7 kOhm | potentiometer, lin, mono | R2 | 470 kOhm | 1/4 W koolweerstand, 5 % |
| R3 | 470 kOhm | potentiometer, lin, mono | R4 | 470 kOhm | 1/4 W koolweerstand, 5 % |
| R5 | 4,7 kOhm | potentiometer, lin, mono | - | - | - |
| CONDENSATOREN | |||||
| C1 | 100 nF | MKH | - | - | - |
| HALFGELEIDERS | |||||
| IC1 | CA3140 | operationele versterker | - | - | - |
| DIVERSEN | |||||
| S1 | 4x3 | draaischakelaar | 4 | knop | voor 6 mm as |
| 4 | 3 mm | soldeerlipje | 1 | IC-voetje | 8 pennen |
DE BOUW VAN DE SCHAKELING
Figuur 3 geeft de componentenopstelling van het printje. Voor schakelaar S1 wordt natuurlijk een 4x3-standen Lorlin-type
gebruikt met printcontacten. Twee secties blijven dan ongebruikt. De drie potentiometers worden met hun behuizing aan de koperzijde
van het printje gemonteerd, de as wordt op de componentenzijde vast geschroefd, de contacten worden naar binnen gebogen en vast
gesoldeerd op de printgaatjes.
Figuur 3: Componentenopstelling.
TIP'S VOOR HET GEBRUIK
Het regelgebied van het apparaatje wordt volledig bepaald door de eigenschappen van de toegepaste operationele versterker:
EXTRA SERVICE: DOWN-LOADEN VAN HET PRINTONTWERP
U kunt het ontwerpje van de print van deze nabouwschakeling uit onze Internet-site down-loaden. Het ontwerp werd gescand met een resolutie van 300 dpi en staat ter beschikking als TIF-file, LZW-compressie.
Deze file kan in ieder grafisch programma geopend worden en geprint op transparante folie. Gebruik hiervoor bij voorkeur een inkjet-printer!
Druk het ontwerpje af met de afmetingen die hieronder staan vermeld!
Nadien kunt U met dit transparant een stukje foto-gevoelige printplaat belichten.
Klik hier ... en ga terug naar het begin van deze pagina
Klik hier ... en ga terug naar de bouwbeschrijvingen van Vego
Klik hier ... en ga terug naar het hoofd-menu van de Vego-site