Прецизионный источник опорного напряжения нужен в радиолюбительской лаборатории для проверки мультиметров. Предлагаем очень дешевую конструкцию такого ИОН. Он отлично подходит для проверки любого мультиметра, стоит недорого и, действительно, это одна из самых простых схем. Также можно использовать его как дешевый, но достаточно точный эталон для калибровки цифровых мультиметров.
На рынке представлено множество прецизионных ИОН. Все они различаются по точности и цене, а выходное напряжение обычно составляет 5,0 В, 10,0 В или 2,5 В. Представленная здесь идея проста. Выбран чип REF01, обеспечивающий стабильный выходной сигнал 10,0 В с минимальными изменениями в ответ на изменения напряжения питания, температуры окружающей среды или условий нагрузки.
На схеме изображена прецизионная схема опорного напряжения (10,0 В ± 0,3%). Диод Шоттки 1N5819 (D1) расположен по источнику питания, чтобы избежать повреждения микросхемы опорного напряжения в случае изменения полярности. RC-фильтр нижних частот (R1-C1) не обязателен, но он может уменьшить шум ИП. Диапазон входного напряжения составляет от 12 до 36 В.
Согласно техническому описанию, хотя REF01 предназначен для стабильной работы без каких-либо внешних компонентов, рекомендуется подключить к выходу керамический конденсатор емкостью 100 нФ для повышения стабильности и фильтрации шума низкого уровня напряжения. Дополнительный конденсатор емкостью от 1 мкФ до 10 мкФ может быть добавлен параллельно для улучшения переходных характеристик в ответ на внезапные изменения тока нагрузки. Но это увеличивает время включения устройства.
Ко входу также можно подключить электролитический, танталовый или керамический конденсатор емкостью от 1 до 10 мкФ для улучшения переходных характеристик в схемах, где напряжение питания может колебаться. Дополнительный керамический конденсатор емкостью 100 нФ следует подключить параллельно, чтобы уменьшить шумы питания.
Обратите внимание: входные и выходные конденсаторы следует устанавливать как можно ближе к контактам REF01.
Кроме того, контакт подстройки 5 REF01 может использоваться для увеличения или уменьшения выходного напряжения по сравнению с внутренне подстроечным номинальным выходным напряжением. Базовая конфигурация схемы показана ниже.
Измерения проводились при температуре 23°C после достаточного периода прогрева. Позже прецизионный эталон был переделан на 10 В, припаяв 8-контактное гнездо для микросхем к пластине платы FR4 и поместив всю сборку в пластиковый пенал с парой разъемов типа «банан». Корпус также оснащен разъемом питания для удобной запитки устройства от внешнего БП.
Вот итоговый результат:
Большинство дешевых цифровых мультиметров имеют один подстроечный потенциометр для калибровки. По опыту, калибровка мультиметра в диапазоне 20 В постоянки с использованием опорного напряжения 10 В даст наилучший результат. Это делается просто: подключив опорное напряжение ко входу, отрегулируйте калибровочный подстроечный потенциометр мультиметра так, чтобы показания составляли 10,0 В. Вот и все.
Обратите внимание, что всегда лучше сначала довести мультиметр до рабочей температуры, прежде чем прикасаться к его подстроечному резистору. То есть включите мультиметр и эталон напряжения за полчаса до калибровки.
Кроме того, некоторые цифровые мультиметры не имеют подстроечных потенциометров для калибровки или имеют несколько подстроечных потенциометров для различных регулировок. Если это так, то гораздо лучше идентифицировать чип и поискать его в даташитах, потому что там можно найти, где подключены элементы регулировки. Например, в наиболее распространенном ICL7106 (40-контактный DIL) его контакт 35 — это точка REF-LO, а контакт 36 — точка REF-HI. Технический паспорт ICL7106:
Следует отметить, что главный чип всех цифровых мультиметров — это сложная микросхема, включающая аналого-цифровые преобразователи, драйверы дисплея, опорный сигнал и таймер. Чип обрабатывает и отображает входное постоянное напряжение в диапазоне 0–200 мВ. Обычно различные делители напряжения, выбираемые поворотным переключателем, расширяют этот диапазон милливольт до практического диапазона напряжений.
Кстати, иногда сделать перенастройку внутри цифрового мультиметра не представляется возможным. В таких случаях можно скорректировать показания мультиметра, используя поправочный коэффициент, полученный при проверке мультиметра с помощью прецизионного источника опорного напряжения.
