FET - DIPMETR pro 80 KHz - 460MHz
Jedním z nejvíce používaných přístrojů při práci s vysokofrekvenčními obvody je měřič rezonance, zvaný také ssací měřič, dříve (ve vakuové době) také GDO – Grid Dip Oscilátor, indikoval se jím pokles mřížkového proudu elektronky. Používá se pro zjišťování spousty nejrůznějších veličin, především pro měření rezonančních kmitočtů laděných obvodů. Jeho hlavní a největší výhodou je, že umožňuje měřit i obvody připojené v zařízení, které dokonce ani nemusí být v chodu. Jejich zapojení existuje celá řada, po spoustě laborování jsem si vybral jako celkem nejspolehlivější verzi, kterou kdysi popisoval SM0VPO na svém webu..
Obrázek 1 – schema dipmetru
Měřič rezonance je v podstatě oscilátor kmitající v požadovaném (volitelném) kmitočtovém rozsahu. Jeho rozsahy jsou měnitelné pomocí mechanicky stabilních výměnných cívek. Jako indikátor naladění se používá citlivý mikroampérmetr. Je-li laděný obvod měřiče naladěn na kmitočet shodný s kmitočtem měřeného obvodu, tento odsaje část energie z oscilátoru, což se projeví na indikátoru vyladění jako pokles.
Tímto přístrojem je možno i pomocí jednoduchého výpočtu nebo grafu zjišťovat indukčnost cívky, kapacitu kondenzátoru, případně i jakost měřeného obvodu. Pokud je u něj možnost modulace (jako u popisovaného), je možno jej použít také pro slaďování přijímačů místo signálního generátoru. Dále je možno jím proměřovat antény, spojovací vedení a podobně. Je to tedy skutečně ten nejužitečnější přístroj, a kdo si na něj jednou zvykl, stane se přímo chorobně závislým na jeho používání, a nedovede si práci bez něj představit.
Tak a teď, když jsme si dostatečně vysvětlili co všechno umí, můžeme se pustit do popisu konkrétního provedení a do jeho stavby. Na závěr se pak budeme věnovat popisu nejrůznějších měření, konkrétní případy použití a podobně.
Základem popisovaného přístroje, který je proveden poněkud jinak, než běžně popisovaná zařízení tohoto typu, je Wheatstoneův můstek. V jedné jeho větvi je místo odporu připojen oscilátor osazený tranzistorem řízeným polem (FET) typu BF245 a podobným. Tato metoda značně zvětší hloubku poklesu ručičky měřicího přístroje, pokles je mnohem ostřejší. Přístroj je napájen z jedné destičkové baterie 9 V, která při běžném používání vydrží více než rok. Proto není nutné používat pro její připojení "patentkové" svorky, ale vývody mohou být připájeny napevno. Vypínač můžeme použít buď samostatný, nebo v kombinaci s potenciometrem.
Měřidlo je získáno z vyřazeného rozhlasového přijímače s magnetofonem, ze stejného zdroje také pochází ladicí kondenzátor. Přijímač měl rozsahy SV a VKV, proto je ladicí kondenzátor čtyřnásobný – má 2 sekce po 270 pF a 2 sekce po 20 pF. V popisovaném zapojení jsou s výhodou použity všechny čtyři sekce, tedy podle schématu C1a a C1b s vyšší kapacitou, C1c a C1d jsou sekce s menší kapacitou. Pokud vámi použitý kondenzátor má odlišné kapacity, je nutno příslušně zmenšit počty závitů cívek – doporučuji vyhledat zkušenějšího kolegu, nebo si počíst v článcích o laděných obvodech (viz výše), kde se dozvíte, jak to s těmi cívkami vlastně je.
Pro připojování výměnných cívek je použita zásuvka (samice) pětikolíkového nf konektoru typu DIN, ten můj pocházel ze starého počítače pro připojení klávesnice. Ale i ve starších nf zařízeních se jich jistě najde dost. Předpokládám, že jsou ještě i v prodeji. Ze starých klávesnic jsem odřezal zástrčky (samce) těchto konektorů a použil je pro výměnné cívky, údaje o jejich vinutí jsou v tabulce. Abychom se dostali i na ty nejvyšší kmitočty, je velice důležitá potřeba co možná nejkratších spojů v laděném obvodu, neboť i spoje mají určitou indukčnost a kapacitu, a ty nám výrazně snižují maximálně dosažitelný kmitočet.
Cívky jsou navinuty na kostřičky, získané ze starých značkovačů (fixy). Pro nižší kmitočty, kde je nutno navinout více závitů, jsou použity čela o průměru 2 cm vystřižené z plastické hmoty ze starých telefonních karet, doporučuji nejprve vyvrtat otvory o průměru 10 mm (dle použitých kostřiček) a teprve potom silnějšími nůžkami vystřihnout mezikruží. Pro každou cívku jsou potřebné tři tyto čela.
Vývody cívek jsou připojeny ke kolíkům zástrčky z vnitřní strany, čísla vývodů jsou patrny z obrázku 1, tedy na vývody 1, 2 a 3. V dipmetru je k těmto vývodům připojena dvojice ladicího kondenzátoru s menší kapacitou, pro nižší rozsahy kmitočtů (pod 30 MHz) jsou v zástrčkách propájeny vývody 1 – 4 a 3 – 5, čímž jsou navíc připojeny i sekce s větší kapacitou.
|
Rozsah kmitočtů |
Počet závitů |
Vodič |
Poznámky |
|
80 - 310 kHz |
750 + 750 |
vf licna |
do 2 sekcí, propoj 1 - 4, 3 - 5 |
|
0,3 - 1,4 MHz |
300 + 300 |
vf licna |
do 2 sekcí, propoj 1 - 4, 3 - 5 |
|
1 - 3,5 MHz |
120 + 120 |
vf licna |
do 2 sekcí, propoj 1 - 4, 3 - 5 |
|
3 - 8 MHz |
50 + 50 |
0,22 mm |
do 2 sekcí, propoj 1 - 4, 3 - 5 |
|
7 - 20 MHz |
20 + 20 |
0,33 mm |
2 vrstvy válcově, propoj 1 - 4, 3 - 5 |
|
14 - 35 MHz |
9 + 9 |
0,5 mm |
1 vrstva válcově, propoj 1 - 4, 3 - 5 |
|
30 - 75 MHz |
5 + 5 |
1 mm |
1 vrstva válcově, bez propojek |
|
70 - 200 MHz |
2 |
2 mm |
Bez odbočky, odpor 470 ohmů mezi vývody 2 - 3 |
|
150 - 460 MHz |
0 (zkrat) |
2 mm |
Bez odbočky, odpor 470 ohmů mezi vývody 2 - 3 |
Cívky po jejich nastavení přilepíme ke konektoru epoxidovou pryskyřicí nalitou dovnitř kostřiček, doporučuji také přetřít slabší vrstvou epoxidu i vinutí.
Přístroj je vestavěn do hliníkové krabičky o rozměrech kolem 8 x 6 cm, asi 3 cm hluboké. Ladicí kondenzátor namontujte podle obrázku 2 tak, aby jeho vývody byly co možná nejblíže vývodům konektoru (krátké spoje!), případně je můžete i zkrátit, abychom se dostali až do pásma 460 MHz. Samotný oscilátor s tranzistorem FET je sestaven systémem "vrabčí hnízdo", opět z důvodu co nejkratších spojů, těsně pod propojkou kondenzátor – konektor. Blíže je to snad jasné z obrázku.
Obrázek 2 - konstrukce
CEJCHOVÁNÍ.
K ocejchování stupnice je možno použít několika různých metod. Samozřejmě, že nejjednodušší a nejrychlejší je použití digitálního měřiče kmitočtu (čítače), ovšem pokud je k dispozici. Dále je možno použít některý ze skenovacích přijímačů (já jsem si za tímto účelem zapůjčil Lambdu 4). S výhodou se dá použít i VKV přijímač, například v pásmu 144 MHz se dají najít harmonické kmitočty z 72, 48, 36, 28,8 a 24 MHz. Příslušné kmitočty si na provizorní stupnici označíme měkkou, ostře ořezanou tužkou. a po dokončení obtáhneme lihovým fixem.
POUŽITÍ.
Do přístroje zasuneme příslušnou cívku, dle rozsahu, ve kterém budeme pracovat. Jednotlivé rozsahy jsou voleny tak, aby se částečně překrývaly, takže můžeme lépe odhadnout kterou cívku použít. Napájení zapneme teprve až po zasunutí cívky! Potenciometrem řízení citlivosti si nastavíme výchylku ručičky měřidla přibližně do poloviny stupnice. Pak jednoduše cívku měřiče přiblížíme (v ose) k cívce měřeného obvodu, a prolaďujeme kondenzátorem měřiče tak dlouho, až se objeví ostrý hluboký pokles výchylky na měřidle. Pozor na to, že tento pokles se projeví (ale v menší míře) i při vyladění na harmonický kmitočet (dvojnásobek atd.). Je proto nutné sledovat ten nejmohutnější pokles. Po nalezení správného kmitočtu cívku měřiče pomalu oddalujeme od měřeného obvodu a potenciometrem zvětšujeme výchylku, tím je docíleno přesnějšího měření. Nakonec již jen stačí na stupnici přečíst měřený kmitočet. Takto je možno naladit "za studena" celý přijímač nebo vysílač tak, že po jejich zapnutí jsou zapotřebí jen velmi malé opravy doladění.
MĚŘENÍ INDUKČNOSTI CÍVEK
Pro tento účel je vhodné (ale nikoli bezpodmínečně nutné) si do stíněné krabičky vestavět ladicí kondenzátor s větší kapacitou (výborné jsou 2 x 500 pF ze starých rádií) a ovládací knoflík s ukazatelem podložit stupnicí cejchovanou v kapacitách. Pokud jej nemáte, postačí několik pevných kondenzátorů, jejichž kapacitu znáte. Neznámou cívku připojíte paralelně ke kondenzátoru a popsanou metodou hledáte jejich rezonanční kmitočet. No a po jeho nalezení je to již jednoduché, podle vzorečku L = 25330 / f2 * C (mH, MHz, pF) zjistíte její indukčnost.
MĚŘENÍ KAPACITY KONDENZÁTORŮ.
Pro měření kapacity neznámých kondenzátorů použijeme stejné zapojení, jako v předešlém případě, s tím rozdílem, že známe indukčnost použité cívky (změřené jak bylo popsáno). K cívce připojíme neznámý kondenzátor, najdeme rezonanční kmitočet a počítáme C = 25330 / f2 * L (pF, MHz, mH). Jednoduché, že ano?
DALŠÍ MOŽNOSTI.
Obdobně, za pomocí malé improvizované vazební cívečky, je možno měřit i rezonanční kmitočty antén, zjišťovat přesnou délku souosého kabelu, použitého jako symetrizační transformátor (balun) a podobně. Takovýchto využití je ještě celá řada, pro začátek ale vás tím nechci zatěžovat. Na různé "fígly" jistě přijdete časem sami, nebo (a to velmi doporučuji) se poradíte se zkušenějším kolegou.
Pokud si na malý konektor (například jack 3 mm) vyvedete i možnost modulace (kondenzátor M47 ve schématu), dá se měřič použít i jako signální generátor pro slaďování přijímačů AM. Případně se dá malý nf generátorek s jedním tranzistorem vestavět i do pouzdra měřiče, místa je zde dost.
TOHLE NEDĚLEJTE.
Pokud by jste se postavili těsně u východu z obchoďáku, a vždy když někdo opouští obchod zapnuli měřič někde (přesnou hodnotu nutno vyzkoušet) v rozsahu 80 – 310 kHz, okamžitě se spustí alarm, že zákazník odnáší nezaplacené zboží. Ale jak uvádím, tohle vůbec nedoporučuji, mohl by jste pak mít tvář oteklou od facek.....
Zdroj http://www.sm0vpo.com/