• Kelvin Varley Voltage Divider

    From G8MNY@4:902/6 to WW on Tue Dec 10 06:00:30 2024


    By G8MNY (Updated Nov 07)
    (8 Bit ASCII graphics use code page 437 or 850, Terminal Font)

    I came across this intriguing circuit in an old Fluke Differential Valve Voltmeter. It divides the reference 500V into 50,000 x 10mV steps, with just 5 2 pole 10 way switches & 49 Rs.

    10's 1s 0.1s
    ÚÄÄÄÄÂÄo ÚÄÄÄÄÂÄo ÚÄÄÄÄÂÄo
    ³ 8K ³ 1K6 ³ 320 0.01s
    ³ ÃÄo ³ ÃÄo ³ ÃÄo ÚÄÄÄÄÂÄo 10
    ³ 8K ³ 1K6 ³ 320 ³ 64
    ³ ÃÄo ³ ÃÄo ³ ÃÄo ³ ÃÄo 9
    ³ 8K ³ 1K6 ³ 320 ³ 64
    ³ ÃÄo ³ ÃÄo ³ ÃÄo ³ ÃÄo 8
    100's ³ 8K ³ 1K6 ³ 320 ³ 64
    ³ ÃÄo ³ ÃÄo ³ ÃÄo ³ ÃÄo 7
    +500V ³ 8K ³ 1K6 ³ 320 ³ 64
    ÄÄÄÄÄÂÄo ³ ÃÄo ³ ÃÄo ³ ÃÄo ³ ÃÄo 6
    40K ³ 8K ³ 1K6 ³ 320 ³ 64
    ÃÄo ³ ÃÄo ³ ÃÄo ³ ÃÄo ³ ÃÄo 5
    40K ³ 8K ³ 1K6 ³ 320 ³ 64
    ÃÄo ³ ÃÄo ³ ÃÄo ³ ÃÄo ³ ÃÄo 4
    40K ³ 8K ³ 1K6 ³ 320 ³ 64
    ÃÄo ³ ÃÄo ³ ÃÄo ³ ÃÄo ³ ÃÄo 3
    40K SW5a³ 8K SW4a³ 1K6 SW3a³ 320 SW2a³ 64
    ÃÄo<ÄÄÄÙ ÃÄo<ÄÄÄÙ ÃÄo<ÄÄÄÙ ÃÄo<ÄÄÄÙ ÃÄo<ÄÄÄÄÄÄÄÄ
    40K | 8K | 1K6 | 320 | 64 |
    ÃÄo 100V ÃÄo 10V ÃÄo 1V ÃÄo 100mV ÃÄo 1 Selected
    40K | 8K | 1K6 | 320 | 64 10mV Output 0VÄÄÄÂÁÄo<ÄÄÄÄÄÄÄÄÁÄo<ÄÄÄÄÄÄÄÄÁÄo<ÄÄÄÄÄÄÄÄÁÄo<ÄÄÄÄÄÄÄÄÁÄo 0 Voltage
    ³ SW5b SW4b SW3b SW2b SW1 |
    ³___________________________________________________________0V

    HOW IT WORKS
    The last 0.01V decade divider is conventional, with 10x 64ohm (11 steps). This is then fed from 2 taps apart of the 0.1s (11 320ohm Rs) switch giving 10 steps. Each step has a 100mV, as the 0.01 chain load is 10x 64 = 640, across 2x 320 = 640 making the 2 taps apart look like 320 to the other 9 320 in that chain keep the 10:1 divide ratio perfect. This only works for 11 resistor chains with 5x the previous value. The other divide banks do the same thing.

    All resistors were special 0.1% stable types. In practice the 6 high value 40K Rs are all made with a calibration 1k preset + 39K5 for good accuracy.

    Note the output Z is quite variable from 64 ohms for 10mV to 50k for 255V. So the dialled up voltage is only with no load like a valve volt meter.

    MAKING YOUR OWN
    Of course standard E12 values could be used & a correction R put across each stack, to calibrate the load to be correct to the next stack...

    33Kx6 0.5W, 2M2+6K8x11, 150K+1K5x11, 33K+330x11, 22K+68x10 gives 0.2% chains.

    10's 1s 0.1s
    ÚÄÄÄÄÂÄo ÚÄÄÄÄÂÄo ÚÄÄÄÄÂÄo
    ³ 6K8 ³ 1K5 ³ 330 0.01s
    ³ ÃÄo ³ ÃÄo ³ ÃÄo ÚÄÄÄÄÂÄo 10
    ³ 6K8 ³ 1K5 ³ 330 ³ 68
    ³ ÃÄo ³ ÃÄo ³ ÃÄo ³ ÃÄo 9
    ³ 6K8 ³ 1K5 ³ 330 ³ 68
    ³ ÃÄo ³ ÃÄo ³ ÃÄo ³ ÃÄo 8
    100's ³ 6K8 ³ 1K5 ³ 330 ³ 68
    ³ ÃÄo ³ ÃÄo ³ ÃÄo ³ ÃÄo 7
    +500V ³ 6K8 ³ 1K5 ³ 330 ³ 68
    ÄÄÄÄÄÂÄo ³ ÃÄo ³ ÃÄo ³ ÃÄo ³ ÃÄo 6
    33K ³ 6K8 ³ 1K5 ³ 330 ³ 68
    ÃÄo ³ ÃÄo ³ ÃÄo ³ ÃÄo ³ ÃÄo 5
    33K ³ 6K8 ³ 1K5 ³ 330 ³ 68
    ÃÄo ³ ÃÄo ³ ÃÄo ³ ÃÄo ³ ÃÄo 4
    33K ³ 6K8 ³ 1K5 ³ 330 ³ 68
    ÃÄo ³ ÃÄo ³ ÃÄo ³ ÃÄo ³ ÃÄo 3
    33K SW5a³ 6K8 SW4a³ 1K5 SW3a³ 330 SW2a³ 68
    ÃÄo<ÄÄÄ´ ÃÄo<ÄÄÄ´ ÃÄo<ÄÄÄ´ ÃÄo<ÄÄÄ´ ÃÄo<ÄÄÄÄÄÄÄÄ
    33K ³ 6K8 ³ 1K5 ³ 330 ³ 68 |
    ÃÄo 2M2 ÃÄo 150K ÃÄo 33K ÃÄo 22K ÃÄo 1 Selected
    33K ³ 6K8 ³ 1K5 ³ 330 ³ 68 10mV Output 0VÄÄÄÂÁÄo<ÄÄÄÁÄÄÄÄÁÄo<ÄÄÄÁÄÄÄÄÁÄo<ÄÄÄÁÄÄÄÄÁÄo<ÄÄÄÁÄÄÄÄÁÄo 0 |
    ³ SW5b SW4b SW3b SW2b SW1 |
    ³___________________________________________________________0V

    The input voltage can be what you like e.g. 200V to 1KV, just use the appropriate number of 33K Rs (V/100 +1) to keep the system calibrated.


    Why don't U send an interesting bul?

    73 De John, G8MNY @ GB7CIP


    -----------------------------------------
    ARGEN-X BBS - IPV6 TELNET LU9DCE.DYNU.COM -----------------------------------------


    --- Mystic BBS v1.12 A48 (Linux/64)
    * Origin: ARGEN-X BBS (4:902/6)