True RMS-Millivoltmeter

Erstellt: DL6GL, 16.01.2018, letzte Änderung 16.02.2018

Gemeinschaftsentwicklung von DG1KPN und DL6GL.

In die Niederungen der Tonfrequenzen verirrt sich ein Funkamateur eher selten. Wie es der Zufall wollte, entspann sich zwischen Norbert, DG1KPN und mir, DL6GL, als ich von der Restaurierung eines in grauer Vorzeit entstandenen NF-Millivoltmeters berichtete, eine unbekümmerte Diskussion, was denn ein solches Millivoltmeter heutzutage leisten könnte. So war die Idee einer Neuauflage geboren.

Norbert hatte auch ein betagtes selbst gebautes NF-Millivoltmeter, das sogar True RMS konnte [1]. Neben den anderen spärlichen Quellen im Web [2] bis [4] sagte uns das immer noch nicht veraltete Konzept von ELO aus dem Jahr 1986 am meisten zu. Neuzeitliche Anpassungen haben wir vorgenommen:

• Verwendung eines noch bezahlbaren RMS-Konverters AD736 statt AD636
• Auswertung, Steuerung und Anzeige mit einem Arduino NANO.

Diese Merkmale haben wir mit unserem True RMS-Millivoltmeter erreicht:

• Messbereiche 2mVRMS bis 200VRMS in sechs Dekaden,
  wahlweise Spannungs-, Pegel-, Leistungs-, und Relativpegelanzeige.
• Eingangsimpedanz 1MΩ / ca. 30pF.
• Wahlweise Verwendung eines 10:1 Scope-Tastkopfes.
• Frequenzgang ±1% im 200mV-Messbereich (DDS-Response korrigiert):
  10 bis 32.000 Hz mit OPA604
  10 bis 45.000 Hz mit LF357.

Nachtrag vom 16.02.2018:
Nachmessungen mit einem AD637 True RMS-Konverter (1% Messfehler bei 200kHz) haben ergeben, dass dem zur Aufnahme der Frequenzgänge verwendete DDS-Generator am oberen Frequenzende doch etwas die Puste ausgeht, z.B. -1% bei 50kHz, siehe hier. Die angegebenen Fehlergrenzen am oberen Ende sind damit nicht belastbar. Korrektur ist beigefügt, siehe Download.

Referenzen

[  1]  Effektivwert-Messgerät, ELO 10/1986
[ 2]  http://www.theimann.com/Analog/Misc_Tech/Millivoltmeter/index.html
[ 3]  http://www.gammaelectronics.xyz/audiox_07-2009_RMS-meter.html
[ 4]  True RMS-Voltmeter, Elektor, 12/1993
[ 5]  http://www.analog.com/en/products/linear-products/rms-to-dc-converters.html
[ 6]  http://www.analog.com/en/products/linear-products/rms-to-dc-converters/ad736.html
[ 7]  http://www.sengpielaudio.com/Rechner-db-volt.htm
[ 8]  https://easyeda.com/de
[ 9]  https://www.banggood.com/de/search/arduino-nano.html
[10] http://www.radiolocman.com/shem/schematics.html?di=70216
[11] https://dl6gl.de/armeleute-dds-funktionsgenerator