简单的电子管毫伏计

业余爱好者在调整自制的各种低频装置时，常会遇到一些交流低电压和低电平需要测量。对这些低电压和低电平的测量，一般电子管电压表灵敏度低，是无能为力的，必面使用比较特殊的仪器。这里向大家介格一具这样的仪表——电子管毫伏计，它可以测量25周至25千周的交流电压，有九个测量档：0—30毫伏；0—100毫伏；0—300毫伏；0—1伏；0—3伏；0—10伏；0—30伏；0—100伏；0—300伏，输入电阻为1.1兆欧。毫伏计的指示表上还有分贝刻度，可以用来绘制低频放大器里音量控制器和音调调节器的频率响应曲线。毫伏表的工作原理很简单：先是将输入的被测量电压经过两级电子管放大级，然后整流，通过一只微安表指示出被测量电压的数值。这里用的电子管放大器不比一般收音机中的低频放大部分更复杂，但要求却比较严格。它的放大增益在整个工作频带范围内必须稳定，并且不受电源电压变动的影响。此外，由于输入的被测量电压较低，所以放大器本身的噪音电平和交流声电平必面极低。为了达到这些要求，主要的是在放大器里采用深度负回授。

图1是毫伏计的电路。被测量电压经分压电阻R\(_{1}\)——R9，转换开关S和交连电容器C\(_{1}\)进入电子管6Н2П左边（按电路里所绘位置）的三极部分，放大后又通过电容器C2交连到右边三极部分再进行一次放大，以后由电子管屏极输出经电容器C\(_{3}\)到桥式整流器上，在这个电桥回路的对角线上接有一只可量200微安的直流微安表，通过它指示出被测量电压的读数。在这里，和一般电子管电压表不同的，是这只微安表没有直接接在电子管的阴极回路里，而是接在用四只半导体二极管组成的桥式整流器的电桥对角线上，再通过整流器才接到放大器输出端，因此微安表内没有屏流通过。不象一般电子管电压表那样，需用可变电阻从高压电路里抽取一部分电压来抵消微安表南端的电压，它省却了这只可变电阻——就是一般电子管电压表上的零位调整器，这样就简化了毫伏计的使用手续，也减低了电源电压变动所产生的影响。两级电子管都是用的接触栅负压，选用的栅极电阻阻值都很高（10兆欧）。从电子管阴极发射出的电子在奔向屏极的途中有一部分会碰到栅极上，再通过栅极电阻回到阴极，造成栅流，在栅极电阻上产生1伏左右的电压降，这就是所需的栅负压。所以它可以不需用自给栅负压那样的阴极电阻和旁路电容器。这样，电子管阴极直接接地，从而简化了电路，也减少了交流声和使用的另件。

放大器的负回授是将输出电压的一部分回输到前级的阴极回路中去，回输程度由可变电阻R\(_{11}\)控制，同时也利用它来校准毫伏计。放大器的增益为50倍，主要是从第一级上取得，第二级由于负荷（毫安表的内阻）委小，增益约为一倍左右。毫伏计的乙电电源是由Д7Ж或类似的半导体二极管组成的半波整流器供给。如果没有Д7Ж，可用硒整流器或6Х2П电子管来代替。

这只毫伏计是装在一只100×120×170毫米的金属箱内，面板上部装微安表，下部装转换开关S和输入插孔。底板是用1—2毫米厚的金属板作成，用铆钉或螺丝固定到面板上，和面板成垂交。电源变压器T，电解电容器C\(_{5}\)、C6，电子管座以及可变电阻R\(_{ll}\)就装在它的上面。毫伏计的部件安排如图2。为了避免电源变压器对输入电路的感应，在分压电阻R1—R\(_{9}\)与电源变压器T之间还加有一块金属隔离板。分压电阻R1—R\(_{9}\)都直接焊在转换开关S的焊片上，开关S是单刀十一掷的。在微安表的接线柱上装好焊片，四只半导体二极管就焊接在这焊片上。如果没有半导体二极管，也可用万用电表中用的桥式氧化铜整流器代替，但用氧化铜代替后，微安表上的刻度就不是均匀的了，需经实验重新定度。另外也可以用两只6Х2П电子管接成桥式电路来代替。毫伏计在装接的时候要尽量细心。电阻和电容器都可以直接焊到电子管座的焊脚上，屏极和栅极接线一定要短。电源变压器T的绕制是用截面积为3.2平方厘米的山形铁心（宽16毫米的磋钢片叠厚至20毫米），初级线圈220伏用直径0.15毫米（英规38号）漆包线绕3300圈，次级高压用0.12毫米径 （英规41号）线绕3000圈，灯丝线圈用0.51毫米径（英规26号）线绕96圈。

校准毫伏计须用比较准确的交流电压表，校准用的交流电源可以利用交流市电。如果选用的分压电阻R\(_{1}\)—R9都十分准确，那么只校准相邻的两个量档，例如只选校0—1伏和0—3伏两档就可以了。微安表度盘上画有三排刻度，其中第一、二两排的最大度数分别是3和10，第三排是分贝刻度。校准毫伏计时，在它输入端并接一只标准的电压表，再将它接入电压适当的交流电源（这个电压最好选在校准档的最大测量值），旋动可变电阻R\(_{11}\), 使微安表读数与标准表一致，这就校准了一个量限档，照这方法再校一档就行了。分贝测量数可由计算求得。在电声学里通常是选用1毫瓦功率在阻抗为600欧的负荷上的电平作为零水准（0分贝），这个电平相当于0.774伏的电压。附表是电压和分贝关系的对照，微安表上的分贝刻度就根据它来绘制。分贝刻度的起步栏是0—1伏档，本档电平基数为0分贝。在用分贝起步档以外的其他各档进行测量时，应该将在微安表上得到的读数之外，加上该档的分贝基数，这两个数的和才是被测量电平的正确分贝数。例如用0—10伏档测8伏的电压，指示电表上读数为+2分贝，这时应该加上0—10伏档的分贝基数20，才是它的实际电平，即2＋20=22分贝。各档分贝基数是按0分贝相当于0.774伏电压的比例算得的，都已标明在图1的电路里。用分贝起步档测量时，因为基数是0分贝，所以被测电平就由度盘上直接读得。

这只毫伏计是相当准确的，即使电源电压有+10％到-20％的变动，误差不超过2％。仪表的耗电约为12瓦。（王萍根据苏联“无线电”杂志1958年第11期材料译编）