- Hvad ligger bag navnet?
- Det grundlæggende kredsløb
- Måling af resonans af et LC-kredsløb
- Måling af resonans af en resonator
- Måling af antenneresonans
- Måling af induktans eller kapacitans
- Måling af signalfrekvensen
- Signalgenerering
- Generering af modulerede RF-signaler
The Grid Dip Meter (GDM) eller gitterdykmeter (GDO) er et elektronisk instrument, der anvendes i måling og afprøvning af radiofrekvens kredsløb. Det er dybest set en oscillator med en eksponeret spole- og svingningsamplitude-aflæsning. Det har tre hovedfunktioner:
- Måling af resonansfrekvensen
- af et LC-resonanskredsløb,
- en krystal / keramisk resonator,
- eller en antenne,
- Måling af induktans eller kapacitans,
- Måling af signalets frekvens,
- Generering af RF sinusbølgesignaler.
I ovenstående billede af GDM kan du se, at knaphatten styrer tuningkondensatoren med en frekvensskala, og på venstre side er der udskiftelige spoler til forskellige frekvensbånd og lige under frekvensskalaen er der en måler, der læser oscillatoren ud udgangsspænding. Lær mere om forskellige typer oscillatorer her.
Hvad ligger bag navnet?
Grid Dip Meters kaldes sådan, fordi de blev fremstillet ved hjælp af trioder på dagen og blev brugt til at måle oscillatoramplituden ved at måle strømmen, der strømmer gennem gittermodstanden.
Moderne GDO'er er ikke lavet med vakuumrør, men med transistorer - helst JFET'er eller Dual-Gate MOSFET'er på grund af deres høje inputimpedans, der gør oscillatoren mere stabil. GDO'er med transistorer kan kaldes TDO eller TDM (Trans dip oscillator / meter). De kan også laves med en tunneldiode (tunnel diposcillator / meter) i stedet for en transistor eller et rør.
Det grundlæggende kredsløb
Kredsløbet vist her kommer fra en bog kaldet “ Konstrukcje krótkofalarskie dla początkujących ” af Andrzej Janeczek, kaldesignal SP5AHT. Det er muligvis det enkleste GDM-kredsløb ved hjælp af en BJT,
I hjertet af dette kredsløb ligger en VFO i en Hartley-konfiguration, R1 tilvejebringer base-forspænding, R2 begrænser kollektorstrømmen, C5 afkobler strømforsyningen, der er skiftet med GF-kontakten, C4 forhindrer, at basisforspænding kortsluttes til jorden af L. C3- og L-form et resonanskredsløb, der indstiller frekvensen, C2, P2 (udskrivningsfejl, skal være D2) og D1 danner en spændingsdobler, der korrigerer (magnetiske målere kan ikke måle AC) signalet, som derefter filtreres af C1 og føres til 50uA meter via følsomhedsindstillingspotten P1.
L skal monteres uden for kabinettet på en sokkel, så den kan udskiftes med forskellige spoler til forskellige bånd. Stikkontakten og spolestikket kunne være en 5 eller 3-polet DIN, et 3,5 mm stereo-stik / stikkontakt eller hvad du end har ved hånden, der også forhindrer spolen i at blive tilsluttet forkert (jordet del til basen og omvendt), da det kan forhindre svingning. C3 kan være en standard variabel kondensator fra en transistorradio, selvom en uden noget mellem pladerne (lufttype) er at foretrække for højere frekvensstabilitet. T1 kan være en hvilken som helst NPN BJT med hFE på over 150 og overgangsfrekvens på over 100 MHz, såsom 2SC1815, 2N2222A, 2N3904, BF199. L afhænger af det ønskede bånd, for LW og MW kan det vikles på en ferritstang, men ved SV og op er luftkernen bedre.For 3MHz - 8MHz bånd er det 11uH men kan beregnes ved hjælp af de mange spoleberegnere online til forskellige bånd
Måling af resonans af et LC-kredsløb
Brugen af et gitterdypmåler som en induktor-kondensatorresonanskredsløbsmåleenhed afhænger af kredsløbet. Hvis det bare er et resonanskredsløb, der ikke er forbundet til noget og med spolen udsat, skal du bare placere spolen i resonanskredsløbet tæt på den eksponerede spole i GDM, tune din GDM, indtil måleren falder. Dette fald skyldes, at resonanskredsløbet koblet til spolen i GDM absorberer noget af energien i resonanskredsløbet, hvilket forårsager et fald i oscillatorens udgangsspænding og en ændring i målerens viste værdi.
Hvis spolen er afskærmet (hvis f.eks. Transformere), skal du koble GDM ved at vikle et par omdrejninger af ledningen og forbinde den mellem
Måling af resonans af en resonator
Måling af krystalresonatorer med GDM er let, men ikke særlig præcis. Denne metode er nyttig til bestemmelse af krystalfrekvensen, når etiketten er slidt af. Alt hvad du skal gøre er at forbinde et par omdrejninger med ledning omkring GDM-spolen og forbinde den løkke med krystallen. Resonansen vil være meget stejl, så du skal indstille GDM meget langsomt.
Måling af antenneresonans
For at måle resonansfrekvenserne på en antenne (såsom en dipol) vind et par omdrejninger af ledning omkring GDM-spolen og tilslut den til antennestikket. Indstil GDM og udskift spoler, indtil du ser dip på måleren. Du kan også måle, hvor bredbånd antennen er, ved at bemærke, hvor hurtigt nålen falder under indstilling.
Måling af induktans eller kapacitans
Du kan måle induktansen på en induktor eller en kondensator ved at oprette et resonanskredsløb med den målte induktor eller kondensator og en kendt værdikondensator / induktor parallelt og indstille GDM og skifte spoler, indtil du ser dip på måleren, ligesom med et almindeligt LC-kredsløb. Indtast resonansfrekvensen og den kendte kapacitans / induktans i en LC-resonansberegner for at få den ukendte induktans / kapacitans.
Vi lavede tidligere en Arduino-baseret kapacitansmåler og frekvensmåler til måling af kapacitans og frekvens.
Måling af signalfrekvensen
Der er to måder at måle frekvensen ved hjælp af GDM:
- Absorberende frekvensmåling
- Heterodyne frekvensmåling
Den absorberende frekvensmåling fungerer, når GDM er slukket, signalet påføres et par omdrejninger af ledning, der er krøllet rundt om GDM-spolen, hvorefter måleren er indstillet, og spolerne ændres, indtil målerudlæsningen går op, og det er signalfrekvensen.
Den absorberende frekvensmålingstilstand fungerer på samme måde som en krystalradio, GDM-tunet kredsløb afviser alle signaler fra andre frekvenser end dens resonansfrekvens, dioden drejer signalets højfrekvente AC til DC, fordi målere kun kan arbejde med DC. Det fungerer kun med de GDM-typer, der har måleren tilsluttet resonanskredsløbet via en diode, som den i Basic TDO-kredsløbet, der blev forklaret tidligere. Signalamplituden skal være relativt høj, ikke mindre end 100 mV, på grund af diodens fremadspænding. Det kan også bruges til at se niveauet for harmonisk forvrængning i signalet, simpelthen indstille GDM til en frekvens 2, 3 eller 4 gange højere end den målte signalfrekvens og også indstille til en frekvens 2 eller 3 gange lavere for at se om du målte ikke en harmonisk i første omgang.
Heterodyne-frekvensmåling fungerer kun med de GDM, der har et dedikeret telefonstik. Det fungerer på princippet om blanding af frekvenser, for eksempel hvis vores GDM oscillerer ved 1000 kHz, og der er et 1001 kHz signal koblet til GDM-spolen, frekvenserne heterodyne (mix) skaber et signal på 1 kHz (1001 kHz - 1000 kHz = 1 kHz), som kan hørt, hvis der er hovedtelefoner tilsluttet stikket.
Dette er en meget mere følsom og nøjagtig metode til frekvensmåling og kan bruges til at matche krystaller til krystalfilter.
Signalgenerering
Hvis du vil bruge din GDM som en oscillator med variabel frekvens, skal du bare vikle en spole over den originale GDM-spole og tilslutte en bufferforstærker til den. Det anbefales at bruge en bufferforstærker, fordi at tage output direkte fra spolen viklet over GDM-spolen vil indlæse den og forårsage amplitude og frekvens ustabilitet og måske endda svingningerne dør ned.
Generering af modulerede RF-signaler
Nogle netmålere er i stand til at generere AM-modulerede signaler, de gør det enten ved at modulere det med 60Hz AC fra strømtransformatoren, 120Hz AC efter korrigering (første to er de sædvanlige metoder i gammelt rør GDM) eller ved at have en indbygget AF-generator (oftere findes i fancy transistor-TDM'er). Hvis moduleringen sker ved generatoren, kan der være en lille FM-komponent i AM-signalet.