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Nixie Voltmeter


Der spinnt ja. War die erste Reaktion eines meiner Bekannten, baut selbst ein Voltmeter wo man die Dinger doch für unter 10.-€ bei jedem Elektronikversender erstehen kann. Vordergründig betrachtet stimmt das, aber hat schon mal jemand diese häßlichen Dinger in einem Röhrenverstärker Chassis gesehen zur Kontrolle des Anodenstromes, "Igitt Igitt" sag ich da nur. Da machen sich die Erbauer einen Haufen Arbeit und dann diese Dinger "Pfuideibel". Also muss eine stillechte Anzeige her. Aus dieser Überlegung entstand dieses Projekt.
Das Voltmeter hat folgende Eigenschaften :

Meßbereiche
0 - 999mV
1 - 9,99V
10 - 99,9V
100 - 999V
Eingangswiderstand
10 Mohm
Stromversorgung extern
2 x  9V  14VA
Stromversorgung intern
170V 8mA
5V 300mA

Das Netzteil
Das Netzteil besteht aus zwei Teilen einer Hochspannungserzeugung mit Stepup-Regler und einer normalen 5V Längsregelung.
Die 5V werden mit einem normalen Dreibeiner geregelt, dazu gibt es nicht viel zu sagen.
Die Hochspannung von 170V wird mit einem Stepup-Regler erzeugt. Die Schaltung macht aus ca. 10V DC 170V DC mit einer Belastbarkeit von 8mA. Der Wirkungsgrad beträgt ca. 76%. Mit dem Trimmer R8 kann im belasteten Zustand die korrekte Anodenspannung für die Nixieröhren eingestellt werden. Die Schaltung eignet sich auch für die Versorgung von Nixies in Uhren. Stepup-Regler sind arge Störenfriede um das auf ein eträgliches Mass zu reduzieren ist der Auswahl der Diode D1 besondere Aufmerksamkeit zu widmen. Normale Silizium Dioden können hier nicht verwendet werden. Es sind nur Fast Recovery Dioden einsetzbar wie die BYT08P.
Die Hochspannungserzeugung kann entfallen wenn die Möglichkeit besteht die Röhren aus der Anodenspannung des Verstärkers zu versorgen. Dann müssen aber die Vorwiderstände der Nixie Röhren neu berechnet werden.

Analog Digitalwandler
Auf der Suche nach einem Nixie kompatiblen ADC bin ich auf das IC CA3162 gestossen. Dieses IC ist eigentlich für LED Anzeigen im Multiplexbetrieb gedacht, aber mit etwas TTL-Technik kann man damit auch Nixies ansteuern.
Bei der Beschaltung des CA3162 bin ich von der Standardschaltung des Datenblattes ausgegangen. Die Schaltung ist unkritisch und recht simpel. Augenmerk muss man auf die Präzision und Qualität der beiden Kondensatoren C4 und C7 legen. Gute Folienkondensatoren sind ein Muss, sie beinflussen stark die Genauigkeit der AD Wandlung.
Der Spannungsteiler ist in 4 Stufen einstellbar. Man kann die Umschaltung weglassen, wenn nur ein Meßbereich im Verstärker benötigt wird.

Der Abgleich ist einfach
Zunächst wird die Anzeige mit Trimmer R11 bei kurzgeschloßenem Eingang auf Null gestellt. Danach wird eine bekannte Spannung angelegt und mit Trimmer R10 der richtige Wert eingestellt. Das ist alles an Abgleicharbeit.
Der Prototyp ist noch mit einem True RMS Wandler bestückt. Aufgrund der schlechten Beschaffbarkeit des eingesetzten IC's (MX536) verzichte ich auf die Veröffentlichung der Schaltung.

Demultiplexer
Der CA 3162 ist für Multiplex Anzeigen gedacht, also muss mit etwas TTL-Technik aus dem Multiplex Signal ein statisches Signal erzeugt werden.
Die Inverter von IC9 und die "Kondensatoren Batterie " werden zum zurecht rücken des Timings des Multiplexsignales benötigt. IC6,7,8 dient der Zwischenspeicherung des demultiplexten BCD - Wertes. IC3,4,5 decodieren dann das BCD Signal in Dezimalwerte für die Nixie Röhren.

Nixie Röhren
Das Voltmeter kann mit jeder beliegen numerischen Nixie Röhre aufgebaut werden. Die Platine ist für die IN8-2 vorgesehen, aber es sind auch andere Typen einsetzbar, wenn die Vorwiderstände R3,4,5 angepasst werden.

Platine
Die Platine ist eine 100x160 mm Europlatine. Ausser dem Netztrafo, Buchsen und Umschalter befinden sich alle Bauteile auf der Platine.

Viel Spass beim nachbauen.
Hans Borngräber

Der Prototyp
 


Die fertige Platine