Základný úvod k mriežke

Grid Dip Meter (GDM) alebo Grid Dip oscilátor (GDO) je elektronický nástroj využívaný pri meraní a testovanie obvodov rádiové frekvencie. Je to v podstate oscilátor s exponovanou cievkou a odčítaním amplitúdy oscilácie. Má tri hlavné funkcie:

• Meranie rezonančnej frekvencie
  • rezonančného obvodu LC,
  • krištáľový / keramický rezonátor,
  • alebo anténa,
• Meranie indukčnosti alebo kapacity,
• Meranie frekvencie signálu,
• Generovanie RF sínusových signálov.

Na vyššie uvedenom obrázku GDM môžete vidieť, že klobúk riadi ladiaci kondenzátor s frekvenčnou stupnicou a na ľavej strane sú vymeniteľné cievky pre rôzne frekvenčné pásma a hneď pod frekvenčnou stupnicou je merač, ktorý sníma oscilátor výstupné napätie. Viac informácií o rôznych typoch oscilátorov sa dozviete tu.

Čo sa skrýva za menom?

Mriežkové merače sa tak nazývajú preto, lebo v čase, keď boli vyrobené pomocou triód, sa používali na meranie amplitúdy oscilátora meraním prúdu pretekajúceho sieťovým rezistorom.

Moderné GDO sa nevyrábajú s elektrónkami, ale s tranzistormi - najlepšie JFET alebo Dual-Gate MOSFET kvôli ich vysokej vstupnej impedancii, vďaka ktorej je oscilátor stabilnejší. GDO s tranzistormi možno nazvať ako TDO alebo TDM (Trans dip oscilátor / meter). Môžu byť tiež vyrobené s tunelovou diódou (tunelový dip oscilátor / meter) namiesto tranzistora alebo trubice.

Základný obvod

Tu zobrazený okruh pochádza z knihy „ Konštruktkcje krótkofalarskie dla początkujących “ od Andrzeja Janeczeka, volací znak SP5AHT. Je to dosť pravdepodobne najjednoduchší obvod GDM využívajúci BJT,

V srdci tohto obvodu leží VFO v konfigurácii Hartley, R1 poskytuje predpätie základne, R2 obmedzuje kolektorový prúd, C5 odpojí napájanie prepínané spínačom GF, C4 zabráni skratovaniu základne na zem pomocou L. C3 a L formy rezonančný obvod, ktorý nastavuje frekvenciu, C2, P2 (chyba tlače, mala by byť D2) a D1 tvoria zdvojovač napätia, ktorý usmerňuje (magnetické merače nemôžu merať striedavý prúd) signál, ktorý je potom filtrovaný C1 a privádzaný do 50uA meter cez hrniec na nastavenie citlivosti P1.

L by mal byť namontovaný mimo puzdra na zásuvku, aby ho bolo možné vymeniť za rôzne cievky za rôzne pásma. Zásuvka a zástrčka cievky môžu byť 5 alebo 3 kolíky DIN, stereofónna 3,5 mm zásuvka / konektor alebo čokoľvek, čo máte poruke, čo tiež zabráni nesprávnemu zapojeniu cievky (uzemnená časť k základni a naopak), pretože môže zabrániť oscilácii. C3 môže byť štandardný variabilný kondenzátor z tranzistorového rádia, aj keď pre vyššiu stabilitu frekvencie je vhodnejší taký, ktorý nemá nič medzi doskami (vzduchový typ). T1 môže byť akýkoľvek NPN BJT s hFE nad 150 a prechodovou frekvenciou nad 100MHz, ako napríklad 2SC1815, 2N2222A, 2N3904, BF199. L závisí od požadovaného pásma, pre LW a MW je možné ho navinúť na feritovú tyč, ale na JZ a hore je lepšie vzduchové jadro.Pre pásmo 3MHz - 8MHz je to 11uH, ale dá sa vypočítať pomocou mnohých kalkulačiek s cievkami online pre rôzne pásma

Meranie rezonancie LC obvodu

Použitie mriežkového meracieho prístroja ako zariadenia na meranie rezonancie induktora-kondenzátora závisí od obvodu. Ak je to iba rezonančný obvod, ktorý nie je k ničomu pripojený a s odhalenou cievkou, stačí umiestniť cievku rezonančného obvodu blízko exponovanej cievky GDM, ladiť svoj GDM, až kým merač neklesne. Tento pokles je spôsobený tým, že rezonančný obvod spojený s cievkou v GDM absorbuje časť energie v rezonančnom obvode, čo spôsobí pokles výstupného napätia oscilátora a zmenu zobrazenej hodnoty merača.

Ak je cievka tienená (napríklad IF transformátory), musíte GDM spojiť navinutím niekoľkých závitov drôtu a jeho pripojením medzi

Meranie rezonancie rezonátora

Meranie kryštálových rezonátorov pomocou GDM je jednoduché, ale nie veľmi presné. Táto metóda je užitočná na určenie frekvencie kryštálov, keď sa štítok opotrebuje. Všetko, čo musíte urobiť, je pripojiť pár závitov drôtu okolo cievky GDM a pripojiť túto slučku ku kryštálu. Rezonancia bude veľmi strmá, takže musíte GDM ladiť veľmi pomaly.

Meranie anténnej rezonancie

Na meranie rezonančných frekvencií antény (napríklad dipólu) naviňte niekoľko závitov drôtu okolo cievky GDM a pripojte ju ku konektoru antény. Nalaďte GDM a vymeňte cievky, až kým na merači neuvidíte pokles. Môžete tiež zmerať, aké široké je pásmo antény, a to tak, že si všimnete, ako rýchlo klesá ihla počas ladenia.

Meranie indukčnosti alebo kapacity

Indukčnosť induktora alebo kondenzátora môžete merať tak, že paralelne vytvoríte rezonančný obvod s meraným induktorom alebo kondenzátorom a kondenzátorom / induktorom so známou hodnotou a vyladíte GDM a zmeníte cievky, až kým na merači neuvidíte pokles, rovnako ako pri bežný LC okruh. Vložte rezonančnú frekvenciu a známu kapacitu / indukčnosť do kalkulačky rezonancie LC, aby ste získali neznámu indukčnosť / kapacitu.

Predtým sme vyrobili merač kapacity a frekvencie na báze Arduina na meranie kapacity a frekvencie.

Meranie frekvencie signálu

Existujú dva spôsoby merania frekvencie pomocou GDM:

• Absorpčné meranie frekvencie
• Heterodynové meranie frekvencie

Meranie absorpčnej frekvencie funguje, keď je modul GDM vypnutý, signál sa aplikuje na niekoľko závitov drôtu navinutého okolo cievky GDM, potom sa naladí merač a cievky sa menia, až kým sa výstup z merača nezvýši, a to je frekvencia signálu.

Režim merania absorpčnej frekvencie funguje podobne ako krištáľové rádio, vyladený obvod GDM odmieta všetky signály z iných frekvencií, ako je jej rezonančná frekvencia, dióda premieňa vysokofrekvenčný striedavý signál na DC, pretože merače môžu pracovať iba s DC. Funguje iba s tými typmi GDM, ktoré majú elektromer pripojený k rezonančnému obvodu cez diódu, ako je napríklad vysvetlenie v základnom obvode TDO. Amplitúda signálu musí byť relatívne vysoká, najmenej 100 mV, kvôli doprednému napätiu diódy. Môže sa tiež použiť na zobrazenie úrovne harmonického skreslenia v signáli, jednoducho naladiť GDM na frekvenciu 2, 3 alebo 4-krát vyššiu ako je nameraná frekvencia signálu a tiež naladiť na frekvenciu 2 alebo 3-krát nižšiu, aby ste zistili, či na prvom mieste nemeral harmonickú.

Režim merania frekvencie heterodynu funguje iba s tými GDM, ktoré majú vyhradený telefónny konektor. Funguje to na princípe zmiešavacích frekvencií, napríklad ak náš GDM osciluje na 1 000 kHz a k GDM cievke je pripojený signál 1001 kHz, frekvencie heterodyne (mix) vytvárajú signál na 1 kHz (1001 kHz - 1000 kHz = 1 kHz), ktorý môže byť počuť, či sú do konektora zapojené slúchadlá.

Toto je oveľa citlivejšia a presnejšia metóda merania frekvencie a dá sa použiť na porovnanie kryštálov s kryštálovým filtrom.

Generovanie signálu

Ak chcete použiť svoj GDM ako oscilátor s premenlivou frekvenciou, stačí navinúť cievku na pôvodnú cievku GDM a pripojiť k nej tlmiaci zosilňovač. Odporúča sa použitie medzipamäťového zosilňovača, pretože výstup priamo z cievky navinutej cez cievku GDM ju zaťaží a spôsobí nestabilitu amplitúdy a frekvencie a možno dokonca aj vymiznutie oscilácií.

Generovanie modulovaných RF signálov

Niektoré mriežkové merače sú schopné generovať modulované signály AM, robia to buď tak, že ich modulujú 60 Hz striedavým prúdom z výkonového transformátora, 120 Hz striedavým prúdom po usmernení (prvé dva sú obvyklé spôsoby v starej elektróde GDM) alebo tým, že majú zabudovaný generátor AF (častejšie sa vyskytujú vo fiktívnych tranzistorových TDM). Ak sa modulácia deje na generátore, v AM signáli môže byť malý FM komponent.