Podstawowe wprowadzenie do miernika zapadu sieci

Siatka Dip Meter (GDM) lub grid dip meter (GDO) jest elektronicznym urządzeniem stosowane w pomiarach i testowanie układów o częstotliwości radiowej. Jest to w zasadzie oscylator z odsłoniętą cewką i odczytem amplitudy drgań. Ma trzy główne funkcje:

• Pomiar częstotliwości rezonansowej
  • obwodu rezonansowego LC,
  • rezonator kryształowo-ceramiczny,
  • lub antena,
• Pomiar indukcyjności lub pojemności,
• Pomiar częstotliwości sygnału,
• Generowanie sygnałów sinusoidalnych RF.

Na powyższym obrazku GDM widać pokrętło sterujące kondensatorem strojeniowym ze skalą częstotliwości a po lewej stronie wymienne cewki dla różnych pasm częstotliwości a tuż pod skalą częstotliwości miernik odczytujący oscylator napięcie wyjściowe. Dowiedz się więcej o różnych typach oscylatorów tutaj.

Co kryje się za nazwą?

Grid Dip Meters nazywane są w ten sposób, ponieważ kiedyś były wykonane przy użyciu triod i używane do pomiaru amplitudy oscylatora poprzez pomiar prądu przepływającego przez rezystor sieciowy.

Nowoczesne GDO nie są wykonane z lamp próżniowych, ale z tranzystorami - najlepiej JFET lub MOSFET z podwójną bramką ze względu na ich wysoką impedancję wejściową, która sprawia, że ​​oscylator jest bardziej stabilny. GDO z tranzystorami można nazwać TDO lub TDM (oscylator / miernik dip Trans). Mogą być również wykonane z diodą tunelową (tunelowy oscylator / miernik) zamiast tranzystora lub lampy.

Obwód podstawowy

Pokazany tutaj tor pochodzi z książki Andrzeja Janeczka „ Konstrukcje krótkofalarskie dla początkujących ”, znak wywoławczy SP5AHT. Jest to prawdopodobnie najprostszy obwód GDM wykorzystujący BJT,

Sercem tego obwodu jest VFO w konfiguracji Hartleya, R1 zapewnia polaryzację podstawy, R2 ogranicza prąd kolektora, C5 oddziela zasilanie przełączane przez przełącznik GF, C4 zapobiega zwarciu polaryzacji podstawy do masy przez formę L. C3 i L. obwód rezonansowy, który ustawia częstotliwość, C2, P2 (błąd drukowania, powinien być D2) i D1 tworzą podwajacz napięcia, który prostuje (mierniki magnetyczne nie mogą mierzyć AC) sygnał, który jest następnie filtrowany przez C1 i podawany do 50uA miernik za pomocą potencjometru czułości P1.

L powinien być zamontowany na zewnątrz obudowy na podstawce, dzięki czemu można go wymienić na różne cewki na różne pasma. Gniazdo i wtyczka cewki mogą być 5 lub 3 pinami DIN, stereofonicznym gniazdem / gniazdem 3,5 mm lub czymkolwiek, co masz pod ręką, co również zapobiega podłączeniu cewki w niewłaściwy sposób (część uziemiona do podstawy i odwrotnie), ponieważ może to zapobiec oscylacjom. C3 może być standardowym zmiennym kondensatorem z radia tranzystorowego, chociaż jeden bez niczego między płytami (typu powietrznego) jest preferowany dla wyższej stabilności częstotliwości. T1 może być dowolnym NPN BJT z hFE powyżej 150 i częstotliwością przejścia powyżej 100 MHz, na przykład 2SC1815, 2N2222A, 2N3904, BF199. L zależy od pożądanego pasma, dla LW i MW można go nawinąć na pręcie ferrytowym, ale przy SW i na górze rdzeń powietrzny jest lepszy.Dla pasma 3 MHz - 8 MHz jest to 11uH, ale można to obliczyć za pomocą wielu kalkulatorów cewek online dla różnych pasm

Pomiar rezonansu obwodu LC

Zastosowanie miernika zapadkowego sieci jako urządzenia do pomiaru rezonansu obwodu rezonansowego cewki indukcyjnej i kondensatora zależy od obwodu. Jeśli jest to tylko obwód rezonansowy, do niczego nie podłączony iz odsłoniętą cewką, wystarczy umieścić cewkę obwodu rezonansowego blisko odsłoniętej cewki GDM, dostroić GDM, aż miernik spadnie. Spadek ten jest spowodowany przez obwód rezonansowy sprzężony z cewką w GDM, który pochłania część energii w obwodzie rezonansowym, powodując spadek napięcia wyjściowego oscylatora i zmianę wyświetlanej wartości miernika.

Jeśli cewka jest ekranowana (na przykład transformatory IF), należy połączyć GDM przez nawijanie kilku zwojów drutu i podłączenie go między

Pomiar rezonansu rezonatora

Pomiar rezonatorów kryształowych za pomocą GDM jest łatwy, ale niezbyt dokładny. Ta metoda jest przydatna do określania częstotliwości kryształów, gdy etykieta ściera się. Wszystko, co musisz zrobić, to podłączyć kilka zwojów drutu wokół cewki GDM i podłączyć tę pętlę do kryształu. Rezonans będzie bardzo stromy, więc musisz bardzo powoli dostroić GDM.

Pomiar rezonansu anteny

Aby zmierzyć częstotliwości rezonansowe anteny (np. Dipola), owiń kilka zwojów drutu wokół cewki GDM i podłącz ją do złącza anteny. Dostrój GDM i wymień cewki, aż zobaczysz spadek na mierniku. Możesz również zmierzyć szerokość pasma anteny, odnotowując, jak szybko opada igła podczas strojenia.

Pomiar indukcyjności lub pojemności

Możesz zmierzyć indukcyjność cewki indukcyjnej lub kondensatora, wykonując obwód rezonansowy z mierzoną cewką lub kondensatorem i kondensatorem / cewką o znanej wartości równolegle i dostrajając GDM i zmieniając cewki, aż zobaczysz spadek na mierniku, tak jak w przypadku zwykły obwód LC. Wprowadź częstotliwość rezonansową i znaną pojemność / indukcyjność do kalkulatora rezonansu LC, aby uzyskać nieznaną indukcyjność / pojemność.

Wcześniej stworzyliśmy miernik pojemności i częstotliwości na bazie Arduino, aby zmierzyć pojemność i częstotliwość.

Pomiar częstotliwości sygnału

Istnieją dwa sposoby pomiaru częstotliwości za pomocą GDM:

• Pomiar częstotliwości absorpcyjnej
• Pomiar częstotliwości heterodynowej

Pomiar częstotliwości absorpcyjnej działa, gdy GDM jest wyłączony, sygnał jest doprowadzany do kilku zwojów drutu owiniętego wokół cewki GDM, następnie miernik jest dostrajany i cewki są zmieniane, aż odczyt miernika wzrośnie, czyli częstotliwość sygnału.

Tryb pomiaru częstotliwości absorpcyjnej działa podobnie do radia kryształkowego, dostrojony obwód GDM odrzuca wszystkie sygnały z częstotliwości innych niż częstotliwość rezonansowa, dioda zamienia prąd przemienny o wysokiej częstotliwości sygnału na prąd stały, ponieważ mierniki mogą pracować tylko z prądem stałym. Działa tylko z tymi typami GDM, w których miernik jest podłączony do obwodu rezonansowego za pośrednictwem diody, na przykład w opisanym wcześniej obwodzie Basic TDO. Amplituda sygnału musi być stosunkowo wysoka, nie mniejsza niż 100 mV, ze względu na napięcie przewodzenia diody. Można go również użyć do sprawdzenia poziomu zniekształceń harmonicznych w sygnale, po prostu dostrój GDM na częstotliwość 2, 3 lub 4 razy wyższą niż zmierzona częstotliwość sygnału, a także dostrój do częstotliwości 2 lub 3 razy niższej, aby sprawdzić, czy nie zmierzył harmonicznej w pierwszej kolejności.

Tryb pomiaru częstotliwości heterodynowej działa tylko z tymi GDM, które mają dedykowane gniazdo telefoniczne. Działa na zasadzie mieszania częstotliwości, na przykład, jeśli nasz GDM oscyluje przy 1000 kHz i jest sygnał 1001 kHz sprzężony z cewką GDM, częstotliwości heterodynowe (mieszane) tworzą sygnał na 1 kHz (1001 kHz - 1000 kHz = 1 kHz), który może być słychać, czy do gniazda są podłączone słuchawki.

Jest to znacznie czulsza i dokładniejsza metoda pomiaru częstotliwości i może być używana do dopasowywania kryształów do filtra kryształowego.

Generowanie sygnału

Aby użyć GDM jako oscylatora o zmiennej częstotliwości, wystarczy nawinąć cewkę na oryginalną cewkę GDM i podłączyć do niej wzmacniacz buforowy. Zalecane jest użycie wzmacniacza buforowego, ponieważ pobieranie wyjścia bezpośrednio z cewki nawiniętej na cewkę GDM spowoduje jego obciążenie i spowoduje niestabilność amplitudy i częstotliwości, a nawet osłabienie oscylacji.

Generowanie modulowanych sygnałów RF

Niektóre mierniki sieciowe są w stanie generować sygnały modulowane AM, robią to albo modulując je prądem przemiennym 60 Hz z transformatora mocy, a prądem zmiennym 120 Hz po wyprostowaniu (pierwsze dwa to zwykłe metody w starej lampowej GDM) lub przez wbudowany generator AF (częściej spotykane w fantazyjnych tranzystorowych TDM). Jeśli modulacja ma miejsce w generatorze, w sygnale AM ​​może występować niewielka składowa FM.