Современная электроника №6/2026

ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ 36 WWW.CTA.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 6 / 2026 чён ли конденсатор C AV (C AV и C AV1 ) меж- ду выводами V OUT и C AV (10-й вывод) или нет. А подключением этих конденса- торов управляет коммутатор RS2103 (DA2) в зависимости от сигнала C, подаваемого на его вывод In (1-й вывод DA2) с МК. Конденсатор C3 ёмкостью около 8 пФ (рекомендуемый произво- дителем для блокировки ВЧ составля- ющей выходного сигнала) постоянно подключён между 11-м и 10-м выво- дами DA2. Подстроечный резистор R1 совместно с R2 предназначен для подстройки нуля выходного сигна- ла DA1. Резистор R3, подключённый одним концом к напряжению питания (+3 В), а другим – ко входу разрешения CS (5-й вывод DA1), постоянно разре- шает работу DA1. Подстроечный рези- стор R4 предназначен для регулировки коэффициента усиления DA1 (около 1). Конденсаторы C1 и C2 – блокировоч- ные. Конденсатор C4, подключённый ко входу питания DA2 (2-й вывод), так- же блокировочный. Входной сигнал подключается к при- бору с помощью разъёма XВХ (гнездо RCA) – см. пунктирный прямоуголь- ник, обозначенный как «Вход RCA» в середине правой части схемы. К это- му разъёму одним концом подключён кабель, на втором конце которого рас- положен разъём SIP-02 (XUвх’), кото- рый подключается к штыревому разъ- ёму PSLM-02 (XUвх), расположенному на плате. К этому разъёму подключён делитель напряжения R1d–R4d, кото- рый определяет диапазон подключа- емых напряжений (0,2 В, 1 В, 10 В и 20 В). Эти 4 сигнала, «земля» и сигнал Vin подключены к штыревому разъ- ёму PSLM-06 (XDV). К этому разъёму подключён кабель, на одном конце которого расположен ответный разъ- ём SIP-06 (XDV’) в пунктирном прямо- угольнике с надписью «Переключа- тель диапазонов», а провода второго его конца непосредственно припаяны к одному направлению переключате- ля диапазонов RS1010 24 (4 положе- ния, 2 направления) – ПД1. Ко второ- му направлению этого переключателя припаяны провода с сигналами DIAP0, DIAP1, DIAP2 и «земля» (GND) одного конца кабеля, на втором конце кото- рого расположен гнездовой разъём XDIAP’, который подключён к шты- ревому разъёму XDIAP, расположен- ному на плате. Сигналы DIAP0, DIAP1 и DIAP2 подключены к соответству- ющим выводам МК (18-й, 17-й и 16-й выводы MK EFM8LB12F32-QFN24 (DD1)). Эти сигналы служат для того, чтобы МК определял, какой из диапазонов выбран. Когда сигнал DIAP0 подклю- чён к «земле», т.е. DIAP0 = 0, сигнал Vin подключается к сигналу 0,2 В, отме- ченному на делителе R1d–R4d. При DIAP1 = 0 к Vin подключается сигнал 1 В, при DIAP2 = 0 к Vin подключается сигнал 10 В. Если все сигналы (DIAP0, DIAP1 и DIAP2) отключены, т.е. нахо- дятся в состоянии «лог. 1» на МК (бла- годаря слаботоковым подтяжкам к питанию), Vin подключается к сигналу 20 В. Номиналы резисторов делителя выбраны так, что на любом диапазо- не (0,2 В, 1 В, 10 В и 20 В) при подклю- чении ко входу сигнала с действую- щим значением напряжения, равным максимальному напряжению диапа- зона, напряжение V in будет составлять 0,2 В. Вот пример. Пусть на диапазо- не 10 В действующее значение напря- жения на входе (U ВХ ) будет 10 В. Тогда в точке «10 В» напряжение составит: U 10В = [10 В × (R3d + R4d)] / (R1d + R2d + + R3d + R4d) = [(10 В × (0,15К + 0,15К)]/ (12К + 2,7К + 0,15К + 0,15К) = (10 В × × 3К)/15К = 0,2 В. Сигнал V in (с разъёма XDV) подклю- чён к одному из входов сдвоенного ОУ OPA1642 (3-й вывод DA5.1) через резистор R3m. ОУ DA5.1 представляет собой неинвертирующий ОУ с коэффи- циентом усиления K, равным: K = R2m/ R1m + 1 = 20К/5К + 1 = 5. Для баланса токов на входе ОУ резистор R3m дол- жен быть равен: R3m = R2m || R1m = = 4 К, поэтому номинал этого резисто- ра выбран равным 4,02К (из 1%-го ряда E96). Кроме того, этот резистор ещё выполняет роль защиты ОУ от высо- кого входного напряжения (если, не дай бог, при установке диапазона на 0,2 В на вход ОУ будет подан сигнал с амплитудой 20 В или более, чего автор категорически не советует делать). Выходной сигнал ОУ DA5.1 (VinOPA) подключён ко входу Vin DA1 (15-й вывод). Второй ОУ (DA5.2) инверти- рует и поднимает сигнал VinOPA на 1,5 В, т.е. с его выхода поступает сигнал VinOPA+1,5 В. В этом участвуют резисто- ры R4m и R5m (поднимают сигнал на 1,5 В вверх), а также резисторы R6m и R7m (инвертируют сигнал с коэффици- ентом усиления, равным –1). С выхода DA5.2 сигнал поступает на неинверти- рующий вход компаратора, построен- ного на ОУ TPAD8605 (DA6). А его инвер- тирующий вход подключён к делителю R8m–R9m, который подключён к напря- жению питания (+3 В) и делит его попо- лам (т.е. до +1,5 В). В результате, если входное напряжение компаратора пре- вышает 1,5 В, его выходное напряже- ние становится почти равным напря- жению питания (+3 В), в противном случае оно составляет почти 0 («зем- ля»). Таким образом, входной сину- соидальный сигнал преобразуется в прямоугольный меандр. Это требует- ся для измерения частоты с помощью МК (см. далее). Выходной сигнал компа- ратора (F) подключается к двум входам МК DD1 (19-й и 7-й выводы). Конден- саторы C2m, C3m и C5m – блокировоч- ные, C4m устраняет ВЧ-составляющую выходного сигнала. Сигнал Vout с выхода DA1 (11-й вывод) подключается к неинвертиру- ющему входу ОУ OPA735 (DA4) через резистор R4a. Этот ОУ включён по схеме неинвертирующего усилителя с коэффициентом усиления, равным KU = R2a/R1a +1 = 10К/10К + 1 = 2. Для сохранения баланса токов на входах ОУ резистор R4a должен быть равен: R4a = R1A||R2a = 10 К || 10 К = 5 К. Помимо усиления входного сигнала в 2 раза, ОУ выполняет ещё роль сво- еобразного интегратора (или ФНЧ) с помощью конденсатора C2a, вклю- чённого в ОС ОУ. Такой интегратор требуется, чтобы существенно сни- зить пульсации напряжения при измерении средневыпрямленного значения напряжения (при измере- нии действующего значения напря- жения. К выходу DA1 подключаются конденсаторы CAV и CAV1, которые исключают подобную пульсацию выходного напряжения DA1). С выхо- да ОУ DA4 через RC-цепочку R3a–C4a сигнал ADCinA поступает на первый вход АЦП МК (ADC0.1) и одновремен- но на тестовый разъём PLL-02 (XTST), к которому ответным разъёмом может подключаться кабель, который своей второй стороной может быть подклю- чён к цифровому тестеру. Это требу- ется, например, для установки нуля выходного сигнала ADCinA и вооб- ще для сравнения показания прибо- ра с измеренным значением тестера (см. далее). Таким образом, учитывая, что коэффициенты усиления ОУ DA5.1 и DA4, а также встроенного в DA1 ОУ равны соответственно 5, 2 и 1, получа- ем, что общий коэффициент усиления сигнала схемы составляет 5 × 2 × 1 = 10. Если, например, на диапазоне 0,2 В действующее значение напряжения будет 0,2 В, то входное напряжение на входе ADCinA МК будет составлять 2 В.