- Cosa c'è dietro il nome?
- Il circuito di base
- Misurazione della risonanza di un circuito LC
- Misurazione della risonanza di un risonatore
- Misurazione della risonanza dell'antenna
- Misurazione dell'induttanza o della capacità
- Misurazione della frequenza di un segnale
- Generazione del segnale
- Generazione di segnali RF modulati
Il Grid Dip Meter (GDM) o il Grid Dip Oscillator (GDO) è uno strumento elettronico utilizzato nella misura e nel test di circuiti a radiofrequenza. È fondamentalmente un oscillatore con una bobina scoperta e una lettura dell'ampiezza di oscillazione. Ha tre funzioni principali:
- Misurazione della frequenza di risonanza
- di un circuito risonante LC,
- un risonatore in cristallo / ceramica,
- o un'antenna,
- Misurazione di induttanza o capacità,
- Misurare la frequenza di un segnale,
- Generazione di segnali sinusoidali RF.
Nell'immagine sopra del GDM, puoi vedere la manopola che guida il condensatore di sintonia con una scala di frequenza e sul lato sinistro ci sono bobine intercambiabili per diverse bande di frequenza e appena sotto la scala di frequenza, c'è un misuratore che legge l'oscillatore tensione di uscita. Ulteriori informazioni sui vari tipi di oscillatori qui.
Cosa c'è dietro il nome?
I Grid Dip Meter sono chiamati così perché un tempo erano realizzati utilizzando triodi e utilizzati per misurare l'ampiezza dell'oscillatore misurando la corrente che scorre attraverso il resistore di griglia.
Le GDO moderne non sono realizzate con valvole a vuoto, ma con transistor, preferibilmente JFET o MOSFET Dual-Gate a causa della loro elevata impedenza di ingresso che rende l'oscillatore più stabile. I GDO con transistor possono essere chiamati TDO o TDM (Trans dip oscillator / meter). Possono anche essere realizzati con un diodo tunnel (oscillatore / metro a tunnel) invece di un transistor o tubo.
Il circuito di base
Il circuito mostrato qui proviene da un libro intitolato " Konstrukcje krótkofalarskie dla początkujących " di Andrzej Janeczek, nominativo SP5AHT. È molto probabilmente il circuito GDM più semplice che utilizza un BJT,
Al centro di questo circuito si trova un VFO in una configurazione Hartley, R1 fornisce la polarizzazione di base, R2 limita la corrente del collettore, C5 disaccoppia l'alimentazione commutata dall'interruttore GF, C4 impedisce che la polarizzazione di base venga cortocircuitata a terra da L. C3 e L un circuito risonante che imposta la frequenza, C2, P2 (errore di stampa, dovrebbe essere D2) e D1 formano un duplicatore di tensione che rettifica (i contatori magnetici non possono misurare AC) il segnale, che viene quindi filtrato da C1 e alimentato a 50uA misuratore tramite il potenziometro di impostazione della sensibilità P1.
L deve essere montato all'esterno della custodia su una presa in modo che possa essere scambiato con bobine diverse per bande diverse. La presa e la spina della bobina possono essere un DIN a 5 o 3 pin, una presa / jack stereo da 3,5 mm o qualsiasi altra cosa che hai a portata di mano che impedisce anche che la bobina venga collegata nel modo sbagliato (parte collegata a terra alla base e viceversa), in quanto potrebbe impedire l'oscillazione. C3 può essere un condensatore variabile standard di una radio a transistor, sebbene uno senza nulla tra le piastre (tipo ad aria) sia preferibile per una maggiore stabilità di frequenza. T1 può essere qualsiasi BJT NPN con hFE superiore a 150 e frequenza di transizione superiore a 100 MHz, come 2SC1815, 2N2222A, 2N3904, BF199. L dipende dalla banda desiderata, per LW e MW può essere avvolto su una barra di ferrite ma a SW e su nucleo d'aria è meglio.Per la banda 3MHz - 8MHz è 11uH ma può essere calcolato utilizzando i numerosi calcolatori di bobine online per bande diverse
Misurazione della risonanza di un circuito LC
L'uso di un Dip Meter di rete come dispositivo di misurazione della risonanza del circuito risonante induttore-condensatore dipende dal circuito. Se è solo un circuito risonante, non collegato a nulla e con la bobina esposta, è sufficiente avvicinare la bobina del circuito risonante alla bobina esposta del GDM, sintonizzare il GDM fino a quando il contatore non scende. Questa caduta è causata dal circuito risonante accoppiato alla bobina nel GDM che assorbe parte dell'energia nel circuito risonante, provocando un calo della tensione di uscita dell'oscillatore e una variazione del valore visualizzato dal misuratore.
Se la bobina è schermata (trasformatori IF ad esempio) è necessario accoppiare il GDM avvolgendo alcune spire di filo e collegandolo tra
Misurazione della risonanza di un risonatore
Misurare i risonatori di cristallo con GDM è facile ma non molto preciso. Questo metodo è utile per determinare la frequenza dei cristalli quando l'etichetta si è consumata. Tutto quello che devi fare è collegare alcuni giri di filo attorno alla bobina GDM e collegare quel loop al cristallo. La risonanza sarà molto ripida, quindi è necessario sintonizzare il GDM molto lentamente.
Misurazione della risonanza dell'antenna
Per misurare le frequenze di risonanza di un'antenna (come un dipolo) avvolgere alcuni giri di filo attorno alla bobina GDM e collegarlo al connettore dell'antenna. Sintonizza il GDM e scambia le bobine finché non vedi il calo sul misuratore. Puoi anche misurare quanto è larga l'antenna osservando la velocità con cui l'ago scende durante la sintonizzazione.
Misurazione dell'induttanza o della capacità
È possibile misurare l'induttanza di un induttore o di un condensatore creando un circuito risonante con l'induttore o condensatore misurato e un condensatore / induttore di valore noto in parallelo e sintonizzando il GDM e cambiando le bobine fino a quando non si vede il calo sul misuratore, proprio come con un normale circuito LC. Immettere la frequenza di risonanza e la capacità / induttanza nota in un calcolatore di risonanza LC per ottenere l'induttanza / capacità sconosciuta.
In precedenza abbiamo realizzato un misuratore di capacità e un frequenzimetro basato su Arduino per misurare la capacità e la frequenza.
Misurazione della frequenza di un segnale
Esistono due modi per misurare la frequenza utilizzando il GDM:
- Misura di frequenza assorbente
- Misura di frequenza eterodina
La misurazione della frequenza assorbente funziona quando il GDM è spento, il segnale viene applicato a pochi giri di filo avvolto attorno alla bobina GDM, quindi il misuratore viene sintonizzato e le bobine vengono cambiate fino a quando la lettura del misuratore non aumenta e questa è la frequenza del segnale.
La modalità di misurazione della frequenza di assorbimento funziona in modo simile a una radio a cristallo, il circuito sintonizzato GDM rifiuta tutti i segnali da frequenze diverse dalla sua frequenza di risonanza, il diodo trasforma la CA ad alta frequenza del segnale in CC perché i misuratori possono funzionare solo con CC. Funziona solo con quei tipi GDM che hanno il misuratore collegato al circuito risonante tramite un diodo, come quello nel circuito TDO di base spiegato in precedenza. L'ampiezza del segnale deve essere relativamente alta, non inferiore a 100 mV, a causa della tensione diretta del diodo. Può essere utilizzato anche per vedere il livello di distorsione armonica nel segnale, sintonizzare semplicemente il GDM su una frequenza 2, 3 o 4 volte superiore alla frequenza del segnale misurata e anche sintonizzarsi su una frequenza 2 o 3 volte inferiore per vedere se si non misurava un'armonica in primo luogo.
La modalità di misurazione della frequenza eterodina funziona solo con quei GDM che hanno una presa telefonica dedicata. Funziona sul principio di miscelazione delle frequenze, ad esempio, se il nostro GDM oscilla a 1000kHz e c'è un segnale di 1001kHz accoppiato alla bobina GDM le frequenze eterodine (mix) creano un segnale su 1kHz (1001kHz - 1000kHz = 1kHz) che può essere sentire se ci sono cuffie collegate al jack.
Questo è un metodo di misurazione della frequenza molto più sensibile e accurato e può essere utilizzato per abbinare i cristalli al filtro a cristalli.
Generazione del segnale
Per utilizzare il tuo GDM come oscillatore a frequenza variabile, tutto ciò che devi fare è avvolgere una bobina sulla bobina GDM originale e collegare un amplificatore buffer ad essa. Si consiglia l'uso di un amplificatore buffer perché prendere l'uscita direttamente dalla bobina avvolta sulla bobina GDM la caricherà e causerà instabilità di ampiezza e frequenza e forse anche le oscillazioni che si attenuano.
Generazione di segnali RF modulati
Alcuni misuratori di griglia sono in grado di generare segnali modulati AM, lo fanno modulandolo con 60Hz AC dal trasformatore di potenza, 120Hz AC dopo la rettifica (i primi due sono i metodi usuali nel vecchio tubo GDM) o avendo un generatore AF a bordo (più spesso trovato in TDM a transistor fantasia). Se la modulazione avviene al generatore, potrebbe esserci una piccola componente FM nel segnale AM.