Základní úvod do mřížkového dip metru

Grid Dip Meter (GDM) nebo Grid Dip oscilátor (GDO) je elektronický nástroj využívaný při měření a testování obvodů radiové frekvence. Je to v podstatě oscilátor s exponovanou cívkou a odečtem amplitudy oscilace. Má tři hlavní funkce:

• Měření rezonanční frekvence
  • rezonančního obvodu LC,
  • krystalický / keramický rezonátor,
  • nebo anténa,
• Měření indukčnosti nebo kapacity,
• Měření frekvence signálu,
• Generování RF sinusových signálů.

Na obrázku GDM nahoře můžete vidět, jak klobouk ovládá ladicí kondenzátor s frekvenční stupnicí a na levé straně jsou vyměnitelné cívky pro různá frekvenční pásma a těsně pod frekvenční stupnicí je měřič, který čte oscilátor výstupní napětí. Další informace o různých typech oscilátorů naleznete zde.

Co je za jménem?

Grid Dip Meters se nazývají tak, protože v době, kdy byly vyrobeny pomocí triod, byly použity k měření amplitudy oscilátoru měřením proudu protékajícího mřížkovým odporem.

Moderní GDO nejsou vyráběny s elektronkami, ale s tranzistory - nejlépe JFET nebo Dual-Gate MOSFET kvůli jejich vysoké vstupní impedanci, díky níž je oscilátor stabilnější. GDO s tranzistory lze nazvat jako TDO nebo TDM (Trans dip oscilátor / metr). Mohou být také vyrobeny s tunelovou diodou (tunelový oscilátor / metr) místo tranzistoru nebo trubice.

Základní obvod

Zde zobrazený okruh pochází z knihy „ Konstrukcje krótkofalarskie dla początkujących “ od Andrzeje Janeczeka, volací značka SP5AHT. Je to docela pravděpodobně nejjednodušší GDM obvod využívající BJT,

V srdci tohoto obvodu leží VFO v konfiguraci Hartley, R1 poskytuje základní zkreslení, R2 omezuje kolektorový proud, C5 odděluje napájení přepínané přepínačem GF, C4 zabraňuje zkratu základního zkreslení na zem pomocí L. C3 a L formy rezonanční obvod, který nastavuje frekvenci, C2, P2 (chyba tisku, měla by být D2) a D1 tvoří zdvojovač napětí, který usměrňuje (magnetické měřiče nemohou měřit AC) signál, který je poté filtrován C1 a přiváděn do 50uA měřič přes potenciometr pro nastavení citlivosti P1.

L by měl být namontován mimo pouzdro na zásuvku, aby bylo možné jej vyměnit za různé cívky pro různá pásma. Zásuvka a cívka mohou být 5 nebo 3 pinové DIN, stereofonní 3,5 mm zásuvka / jack nebo cokoli, co máte po ruce, což také zabraňuje nesprávnému zapojení cívky (uzemněná část k základně a naopak) protože to může zabránit oscilaci. C3 může být standardní variabilní kondenzátor z tranzistorového rádia, i když pro vyšší stabilitu frekvence je vhodnější jeden bez jakéhokoli mezi deskami (vzduchový typ). T1 může být jakýkoli NPN BJT s hFE nad 150 a přechodovou frekvencí nad 100MHz, například 2SC1815, 2N2222A, 2N3904, BF199. L závisí na požadovaném pásmu, pro LW a MW jej lze navinout na feritovou tyč, ale u SW a horního vzduchového jádra je to lepší.Pro pásmo 3MHz - 8MHz je to 11uH, ale lze jej vypočítat pomocí mnoha kalkulaček cívek online pro různá pásma

Měření rezonance LC obvodu

Použití měřiče mřížky jako měřicího zařízení rezonančního obvodu induktoru a kondenzátoru závisí na obvodu. Pokud se jedná pouze o rezonanční obvod, který není k ničemu připojen a s odkrytou cívkou, stačí umístit cívku rezonančního obvodu blízko exponované cívky GDM, vyladit GDM, dokud měřič neklesne. Tento pokles je způsoben rezonančním obvodem připojeným k cívce v GDM absorbujícím část energie v rezonančním obvodu, což způsobí pokles výstupního napětí oscilátoru a změnu zobrazené hodnoty měřiče.

Pokud je cívka stíněná (například IF transformátory), musíte GDM spojit navinutím několika závitů drátu a jeho připojením mezi

Měření rezonance rezonátoru

Měření krystalových rezonátorů s GDM je snadné, ale ne příliš přesné. Tato metoda je užitečná pro stanovení frekvence krystalů, když se štítek opotřebuje. Vše, co musíte udělat, je připojit několik závitů drátu kolem GDM cívky a připojit tuto smyčku ke krystalu. Rezonance bude velmi strmá, takže musíte ladit GDM velmi pomalu.

Měření anténní rezonance

Chcete-li měřit rezonanční frekvence antény (například dipólu), naviňte několik závitů drátu kolem cívky GDM a připojte ji ke konektoru antény. Nalaďte GDM a vyměňte cívky, dokud neuvidíte pokles na měřiči. Můžete také měřit, jak širokopásmová je anténa, a to tak, že si všimnete, jak rychle během ladění klesá jehla.

Měření indukčnosti nebo kapacity

Indukčnost induktoru nebo kondenzátoru můžete měřit tak, že paralelně vytvoříte rezonanční obvod s měřeným induktorem nebo kondenzátorem a kondenzátorem / induktorem se známou hodnotou a vyladíte GDM a změníte cívky, dokud neuvidíte pokles na měřiči, stejně jako u běžný LC obvod. Zadejte rezonanční frekvenci a známou kapacitu / indukčnost do kalkulačky LC rezonance, abyste získali neznámou indukčnost / kapacitu.

Dříve jsme vyrobili měřič kapacity a frekvence na bázi Arduina pro měření kapacity a frekvence.

Měření frekvence signálu

Existují dva způsoby měření frekvence pomocí GDM:

• Absorpční měření frekvence
• Měření frekvence heterodynu

Měření absorpční frekvence funguje, když je GDM vypnutý, signál je přiveden na několik závitů drátu smyčkovaného kolem GDM cívky, pak je měřič naladěn a měněny cívky, dokud se výstup měřiče nezvýší a to je frekvence signálu.

Režim měření absorpční frekvence funguje podobně jako krystalové rádio, vyladěný obvod GDM odmítá všechny signály z jiných než rezonančních kmitočtů, dioda mění vysokofrekvenční střídavý signál na stejnosměrný, protože měřicí přístroje mohou pracovat pouze se stejnosměrným proudem. Funguje pouze s těmi typy GDM, které mají měřič připojený k rezonančnímu obvodu pomocí diody, jako je ta v základním obvodu TDO, která byla vysvětlena výše. Amplituda signálu musí být relativně vysoká, ne méně než 100 mV, kvůli dopřednému napětí diody. Lze jej také použít k zobrazení úrovně harmonického zkreslení signálu, jednoduše naladit GDM na frekvenci 2, 3 nebo 4krát vyšší než je frekvence měřeného signálu a také naladit na frekvenci 2 nebo 3krát nižší, aby zjistil, zda na prvním místě neměřil harmonickou.

Režim měření frekvence heterodynu funguje pouze u těch GDM, které mají vyhrazený telefonní konektor. Funguje na principu směšovacích frekvencí, například pokud naše GDM osciluje na 1000kHz a je tam 1001kHz signál spojený s GDM cívkou, frekvence heterodyn (mix) vytváří signál na 1kHz (1001kHz - 1000kHz = 1kHz), který může být slyšíte, zda jsou do konektoru zapojena sluchátka.

Jedná se o mnohem citlivější a přesnější metodu měření frekvence a lze ji použít k porovnání krystalů s krystalovým filtrem.

Generování signálu

Chcete-li použít GDM jako oscilátor s proměnnou frekvencí, stačí navinout cívku na původní cívku GDM a připojit k ní vyrovnávací zesilovač. Doporučuje se použití vyrovnávacího zesilovače, protože převzetí výstupu přímo z cívky navinuté na cívce GDM jej načte a způsobí nestabilitu amplitudy a frekvence a možná i umírání oscilací.

Generování modulovaných RF signálů

Některé měřiče mřížky jsou schopny generovat modulované signály AM, buď to modulují pomocí 60 Hz střídavého proudu z výkonového transformátoru, 120 Hz střídavého proudu po opravě (první dva jsou obvyklé metody ve staré elektronce GDM), nebo pomocí integrovaného generátoru AF (častěji nalezené v efektních tranzistorových TDM). Pokud k modulaci dojde na generátoru, může být v signálu AM malá komponenta FM.