A rácsmerülő mérő alapvető bemutatása

A Grid Dip Meter (GDM) vagy a Grid Dip Oscillator (GDO) egy elektronikus eszköz, amelyet rádiófrekvenciás áramkörök mérésére és tesztelésére használnak. Alapvetően egy oszcillátorról van szó, amelynek tekercs és oszcillációs amplitúdó kiolvasása van. Három fő funkciója van:

• A rezonáns frekvencia mérése
  • egy LC rezonáns áramkör,
  • egy kristály / kerámia rezonátor,
  • vagy egy antenna,
• Induktivitás vagy kapacitás mérése,
• A jel frekvenciájának mérése,
• RF szinusz hullámok előállítása.

A GDM fenti képén látható, hogy a kalapos kalapács egy frekvenciaskálával irányítja a hangoló kondenzátort, a bal oldalon pedig cserélhető tekercsek találhatók különböző frekvenciasávokra, és közvetlenül a frekvenciasáv alatt van egy mérő, amely leolvassa az oszcillátort kimeneti feszültség. Tudjon meg többet a különféle típusú oszcillátorokról itt.

Mi áll a név mögött?

A rácsmerülő mérőket azért hívják így, mert a napokban triódék felhasználásával készültek, és az oszcillátor amplitúdójának mérésére használták őket a rácsellenálláson átfolyó áram mérésével.

A modern GDO-k nem vákuumcsövekkel készülnek, hanem tranzisztorokkal - lehetőleg JFET-ekkel vagy Dual-Gate MOSFET-ekkel, mivel nagy bemeneti impedanciájuk miatt az oszcillátor stabilabb. A tranzisztorral ellátott GDO-k TDO-nak vagy TDM-nek (Trans dip oszcillátor / méter) hívhatók. Tranzisztor vagy cső helyett alagútdiódával (alagút dip oszcillátor / méter) is elkészíthetők.

Az alapvető áramkör

Az itt bemutatott áramkör Andrzej Janeczek, SP5AHT hívójel, „ Konstrukcje krótkofalarskie dla początkujących ” című könyvéből származik. Valószínűleg ez a legegyszerűbb GDM áramkör, amely BJT-t használ,

Ennek az áramkörnek a középpontjában egy Hartley-konfigurációban lévő VFO található, R1 biztosítja az alap előfeszítést, az R2 korlátozza a kollektor áramát, a C5 leválasztja a GF kapcsolóval kapcsolt áramellátást, C4 megakadályozza, hogy az alap előfeszültsége testzárlatos legyen L. C3 és L forma egy rezonáns áramkör, amely beállítja a frekvenciát, C2, P2 (nyomtatási hibának D2-nek kell lennie) és D1 feszültség-duplázót képez, amely kijavítja a jelet (a mágneses mérők nem tudják mérni az AC-t), amelyet aztán C1-vel leszűrve az 50uA mérő a P1 érzékenység beállító edényen keresztül.

Az L-t a tokon kívül, egy aljzaton kell felszerelni, így különböző tekercsekre cserélhető, különböző sávokhoz. Az aljzat és a tekercsdugó lehet egy 5 vagy 3 tűs DIN, egy sztereó 3,5 mm-es aljzat / aljzat vagy bármi, ami kéznél van, ami szintén megakadályozza a tekercs rossz bekötését (földelt rész az aljzathoz és fordítva), mivel megakadályozhatja az oszcillációt. A C3 lehet egy tranzisztoros rádió standard változó kondenzátora, bár a nagyobb frekvenciás stabilitás érdekében előnyösebb, ha a lemezek között nincs semmi (levegő típusú). A T1 bármely NPN BJT lehet, amelynek hFE értéke meghaladja a 150-et és az átmeneti frekvenciája meghaladja a 100 MHz-et, például 2SC1815, 2N2222A, 2N3904, BF199. Az L a kívánt sávtól függ, LW és MW esetén ferritrúdra tekerhető, de DNy-i és felfelé irányuló levegőmagnál jobb.3MHz - 8MHz sáv esetén 11uH, de kiszámítható a sok tekercses számológéppel online, különböző sávokhoz

Egy LC áramkör rezonanciájának mérése

A Grid Dip Meter használata induktor-kondenzátor rezonáns áramkör rezonancia mérő eszközként az áramkörtől függ. Ha csak egy rezonáns áramkörről van szó, nincs csatlakoztatva semmihez, és a tekercs szabadon van, akkor csak a rezonáns áramkör tekercsét kell a GDM szabadon álló tekercséhez közelíteni, a GDM-et addig kell hangolni, amíg a mérő le nem esik. Ezt a csökkenést az okozza, hogy a GDM tekercséhez kapcsolt rezonáns áramkör elnyeli a rezonáns áramkörben lévő energia egy részét, ami az oszcillátor kimeneti feszültségének csökkenését és a mérő kijelzőjének változását okozza.

Ha a tekercs árnyékolt (például transzformátorok esetén), akkor a GDM-et össze kell kapcsolnia néhány sodrony sodrással és összekapcsolva

A rezonátor rezonanciájának mérése

A kristályrezonátorok mérése GDM-mel könnyű, de nem túl pontos. Ez a módszer hasznos a kristályfrekvencia meghatározásához, amikor a címke elhasználódott. Csak annyit kell tennie, hogy néhány fordulatos huzalt csatlakoztat a GDM tekercs köré, és ezt a hurkot a kristályhoz köti. A rezonancia nagyon meredek lesz, ezért nagyon lassan kell hangolnia a GDM-et.

Antenna rezonancia mérése

Az antenna (például a dipólus) rezonancia frekvenciájának méréséhez tekerjen néhány huzalt a GDM tekercs köré, és csatlakoztassa az antenna csatlakozójához. Hangolja be a GDM-et, és tekercseket cseréljen, amíg meg nem jelenik a mérő merülése. Azt is megmérheti, hogy milyen széles sávú az antenna, ha megjegyzi, hogy a tű milyen gyorsan esik le a hangolás során.

Induktivitás vagy kapacitás mérése

Az induktivitás vagy a kondenzátor induktivitását úgy mérheti meg, hogy a mért induktorral vagy kondenzátorral, valamint egy ismert értékű kondenzátorral / induktorral párhuzamosan rezonáns áramkört készít, és a GDM-et és a tekercseket addig változtatja, amíg meg nem látja a mérő süllyedését, csakúgy, mint a egy szabályos LC áramkör. Helyezze be a rezonancia frekvenciát és az ismert kapacitást / induktivitást egy LC rezonancia számológépbe az ismeretlen induktivitás / kapacitás megszerzéséhez.

Korábban készítettünk egy Arduino alapú kapacitásmérőt és frekvenciamérőt a kapacitás és a frekvencia mérésére.

A jel frekvenciájának mérése

A frekvencia kétféle módon mérhető a GDM segítségével:

• Abszorpciós frekvencia mérése
• Heterodin frekvencia mérése

Az abszorpciós frekvenciamérés akkor működik, amikor a GDM-t kikapcsolják, a jelet a GDM-tekercs körül hurkolt huzalra fordítják, majd a mérőt hangolják és a tekercseket addig változtatják, amíg a mérő leolvasása fel nem megy, és ez a jel frekvenciája.

Az abszorpciós frekvencia mérési mód a kristályrádióhoz hasonlóan működik, a GDM hangolt áramkör elutasít minden jelet a rezonáns frekvenciától eltérő frekvenciákról, a dióda a jel nagyfrekvenciás váltakozó áramát DC-re fordítja, mert a mérők csak DC-vel működhetnek. Csak azokkal a GDM típusokkal működik, amelyeknél a mérő egy diódán keresztül csatlakozik a rezonáns áramkörhöz, például a Basic TDO áramkör korábban kifejtettjéhez. A dióda előremenő feszültsége miatt a jel amplitúdójának viszonylag magasnak, legalább 100 mV-nak kell lennie. Használható a jel harmonikus torzításának megtekintésére is, egyszerűen hangolja a GDM-et a mért jelfrekvenciához képest 2, 3 vagy 4-szer nagyobb frekvenciára, és hangoljon rá 2 vagy 3-szor alacsonyabb frekvenciára is, hogy lássa, eleve nem mért harmonikát.

A heterodin frekvencia mérési mód csak azoknál a GDM- eknél működik, amelyek rendelkeznek külön telefoncsatlakozóval. A frekvenciák keverésének elvén működik, például, ha a GDM-nk 1000 kHz-en oszcillál, és van egy 1001 kHz-es jel a GDM-tekercshez kapcsolva, a heterodin (mix) frekvenciák jelet hoznak létre 1 kHz-en (1001 kHz - 1000 kHz = 1 kHz), amely lehet hallottam, ha fejhallgató van csatlakoztatva az aljzathoz.

Ez egy sokkal érzékenyebb és pontosabb módszer a frekvencia mérésére, és felhasználható a kristályok kristályszűrőhöz való illesztésére.

Jelképzés

Ha GDM-jét változó frekvenciájú oszcillátorként szeretné használni, csak annyit kell tennie, hogy tekercsel egy tekercset az eredeti GDM tekercs fölé, és csatlakoztat hozzá egy puffererősítőt. Puffererősítő használata ajánlott, mert a kimenet közvetlenül a tekercsből a GDM tekercs fölé véve megterheli, ami amplitúdó és frekvencia instabilitást, sőt talán a rezgéseket is elhal.

Modulált RF jelek generálása

Néhány rácsmérő képes AM modulált jelek előállítására, vagy megcsinálják úgy, hogy a transzformátor 60 Hz-es váltakozásával, egyenirányítás után 120 Hz-es váltakozással (az első kettő a szokásos módszer a régi cső GDM-ben), vagy beépített AF-generátorral rendelkeznek (gyakrabban képzeletbeli tranzisztoros TDM-ekben találhatók). Ha a moduláció a generátoron történik, akkor az AM jelben lehet egy kis FM-komponens.