Alex_EXE

Во время разработки периодически становится необходим резистор с номиналом, которого нет под рукой. Возможные варианты, что бы получить нужное сопротивление: подобрать ближайший подходящий, набрать последовательным и параллельным соединением из существующих, идти в магазин, магазин сопротивлений.

Магазин сопротивлений

Многим должны быть знакомы такие устройства с уроков физики — большие черные коробки с кучей галетных переключателей. В лаборатории такой магазин изредка бывает полезно иметь под рукой. Например для подборки номиналов цепей обратной связи.

Магазин сопротивлений, вид на резисторы

Часто можно обойтись переменным резистором, но с помощью магазина сопротивлений можно более точно производить выбор номинала и легко считать, без использования мультиметра, какой номинал выставлен.

Но есть и ряд минусов:

Во первых. Габариты магазина из 70 и более резисторов и кучи переключателей будут больше, чем у одного или пары простых резисторов, или одного подстроечного.

Во вторых. в высокоскоростных цепях, цепях чувствительных к емкостной или индуктивной составляющей большой магазин может внести множество искажений, затуханий и помех.

В третьих. Невозможно плавно производить изменение сопротивления, изменение происходит всегда с некоторым шагом. У обозреваемого магазина для большей компактности производится переключение номинала не кратно единицы умноженной на разряд, а производится двоичным кодированием, т.е. номинал разряда выбирается суммой (1, 2, 3, 4).

В четвертых. Переключатели вносят дополнительное сопротивление в выставленный номинал.

Тем не менее решил дополнить свою лабораторию данным устройством.

Для уменьшения габаритов и количества компонентов отказался от идеи с галетными переключателями на 10 позиций для каждого разряда. Последовательное переключение единиц в разряде было заменено на двоичное кодирование — набор необходимого сопротивления одного разряда из 4-х базовых номиналов: 1, 2, 3, 4. Была использована не распространенная система кодирования двоично-десятичная (1, 2, 4, 8) для того, что бы максимальное сопротивление одного разряда по возможности не превышало 9, вышло 10; так же для уменьшения количество используемых резисторов. Для повышения точности магазина: номиналы каждого разряда строятся из резисторов одного номинала и одной партии, что бы уменьшить разброс.

Схема

Схема

Перечень компонентов

Компонент	Позиционное обозначение	Корпус	Количество
1	R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9, R10	RES-1206	10
10	R11, R12, R13, R14, R15, R16, R17, R18, R19, R20	RES-1206	10
100	R21, R22, R23, R24, R25, R26, R27, R28, R29, R30	RES-1206	10
1K	R31, R32, R33, R34, R35, R36, R37, R38, R39, R40	RES-1206	10
10K	R41, R42, R43, R44, R45, R46, R47, R48, R49, R50	RES-1206	10
100K	R51, R52, R53, R54, R55, R56, R57, R58, R59, R60	RES-1206	10
1M	R61, R62, R63, R64, R65, R66, R67, R68, R69, R70	RES-1206	10
SW DIP4	S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7	SW DIP4 SMD	7
PLS2	X1	PLS2	1

Печатная плата

Размер платы 98х30мм.

Резисторы применены по 10шт номинала 1 Ом, 10 Ом, 100 Ом, 1К, 10К, 100К, 1М в корпусе 1206 точностью 1%. 7 SMD переключателей. Разъём PLS2.

Сборочный рисунок

Точность

С точностью у данного магазина вышло не идеально. В схеме были применены дешевые китайские переключатели по 5р. Установке возможно фирменные переключатели по 70р из местного радиомагазина помешала жаба. Плюс не все номиналы удалось приобрести с точностью в 1%, пара разрядов 5%. В итоге минимальное сопротивление, когда переключатели шунтируют все сопротивления, вышло около 6-25Ом. Такой большой разброс вызван низким качество переключателей.

Установлен (Ом)	Замер (Ом)	Ошибка (%)
0.00	8.852
1.00	9.42	842.10
2.00	10.47	423.50
5.00	13.54	170.80
6.00	14.77	146.17
10.00	17.11	71.10
10.00	18.29	82.90
50.00	58.07	16.14
100.00	107.90	7.90
100.00	107.90	7.90
500.00	505.90	1.18
1 000.00	1 003.00	0.30
1 000.00	1 003.00	0.30
5 000.00	5 006.00	0.12
10 000.00	9 997.00	-0.03
10 000.00	10 020.00	0.20
50 000.00	49 920.00	-0.16
100 000.00	99 820.00	-0.18
100 000.00	99 770.00	-0.23
500 000.00	500 000.00	0.00
1 000 000.00	999 300.00	-0.07
1 000 000.00	1 000 400.00	0.04
5 000 000.00	4 975 000.00	-0.50
10 000 000.00	9 855 000.00	-1.45
47 000.00	46 940.00	-0.13
1 111 111.00	1 111 500.00	0.04
1 234 567.00	1 232 400.00	-0.18
11 111 110.00	10 938 000.00	-1.56

Измерение сопротивления производились RLC метром XJW01. Сопротивление замкнутых щупов -5мОм. В каждом разряде выставлялись сопротивления кратные 1, 5, 10; измерение последующего разряда производилось таки же способом, поэтому пограничные значения дублируются.

В итоге установка разряда в единицы ом не имеет смысла, ошибка получилась больше 600-2500%. Боле менее пользоваться магазином становится возможным только с 50-100 Ом, ошибка уменьшается до 16-8%. От 1К ошибка меньше 1%.

Замер номинала 0 Ом

Замер номинала 47 КОм

Замер номинала 11 111 111 Ом (11,111 МОм)

Что можно сделать для повышения точности: использовать более качественные переключатели или заменить их PLD перемычками, но это приведет к менее удобному переключению.

Вывод

Небольшое дополнение в набор инструментов разработки, хоть вышло и не очень точным.

Скачать файлы проекта

Содержимое архива: