คำแนะนำเบื้องต้นเกี่ยวกับเครื่องวัดแบบกริด

ตารางเมตร Dip (GDM) หรือตาราง Dip Oscillator (GDO)เป็นเครื่องมืออิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้ในการวัดและการทดสอบของวงจรความถี่วิทยุ โดยพื้นฐานแล้วเป็นออสซิลเลเตอร์ที่มีขดลวดสัมผัสและการอ่านค่าแอมพลิจูดการสั่น มีหน้าที่หลักสามประการ:

• การวัดความถี่เรโซแนนซ์
  • ของวงจรเรโซแนนซ์ LC
  • เครื่องสะท้อนคริสตัล / เซรามิก
  • หรือเสาอากาศ
• การวัดความเหนี่ยวนำหรือความจุ
• การวัดความถี่ของสัญญาณ
• การสร้างสัญญาณคลื่นไซน์ RF

ในภาพด้านบนของ GDM คุณจะเห็นว่าหมวกลูกบิดบังคับตัวเก็บประจุแบบปรับด้วยมาตราส่วนความถี่และทางด้านซ้ายจะมีขดลวดที่สามารถแลกเปลี่ยนได้สำหรับย่านความถี่ต่างๆและภายใต้มาตราส่วนความถี่จะมีมิเตอร์ที่อ่านออสซิลเลเตอร์ แรงดันขาออก. เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับออสซิลเลเตอร์ประเภทต่างๆที่นี่

เบื้องหลังชื่ออะไร?

Grid Dip Meters ถูกเรียกแบบนั้นเพราะย้อนกลับไปในวันที่พวกเขาถูกสร้างขึ้นโดยใช้ triodes และใช้ในการวัดแอมพลิจูดของออสซิลเลเตอร์โดยการวัดกระแสที่ไหลผ่านตัวต้านทานกริด

GDO สมัยใหม่ไม่ได้ทำด้วยหลอดสุญญากาศ แต่มีทรานซิสเตอร์โดยเฉพาะอย่างยิ่ง JFETs หรือ Dual-Gate MOSFET เนื่องจากความต้านทานอินพุตสูงทำให้ออสซิลเลเตอร์มีเสถียรภาพมากขึ้น GDO ที่มีทรานซิสเตอร์สามารถเรียกได้ว่าเป็นTDO หรือ TDM (Trans dip oscillator / meter) นอกจากนี้ยังสามารถสร้างด้วยไดโอดอุโมงค์ (oscillator จุ่มอุโมงค์ / เมตร) แทนทรานซิสเตอร์หรือหลอด

วงจรพื้นฐาน

วงจรที่แสดงในที่นี้มาจากหนังสือชื่อ“ Konstrukcje krótkofalarskie dla początkujących ” โดย Andrzej Janeczek, call sign SP5AHT อาจเป็นวงจร GDM ที่ง่ายที่สุดโดยใช้ BJT

หัวใจของวงจรนี้คือ VFO ในการกำหนดค่า Hartley, R1 ให้อคติพื้นฐาน, กระแสตัวเก็บ จำกัด R2, C5 แยกแหล่งจ่ายไฟที่เปลี่ยนโดยสวิตช์ GF, C4 ป้องกันไม่ให้อคติฐานถูกลัดวงจรลงกราวด์โดยฟอร์ม L วงจรเรโซแนนซ์ที่กำหนดความถี่ C2, P2 (ข้อผิดพลาดในการพิมพ์ควรเป็น D2) และ D1 สร้างแรงดันไฟฟ้าสองเท่าที่แก้ไขสัญญาณ (มิเตอร์แม่เหล็กไม่สามารถวัด AC ได้) ซึ่งจะถูกกรองโดย C1 และป้อนให้กับ 50uA มิเตอร์ผ่านหม้อตั้งค่าความไว P1

ควรติดตั้ง L นอกเคสบนซ็อกเก็ตเพื่อให้สามารถเปลี่ยนขดลวดที่แตกต่างกันสำหรับวงดนตรีที่แตกต่างกันได้ ปลั๊กซ็อกเก็ตและขดลวดอาจเป็น DIN 5 หรือ 3 พินซ็อกเก็ต / แจ็คสเตอริโอ 3.5 มม. หรืออะไรก็ตามที่คุณมีอยู่ในมือซึ่งจะป้องกันไม่ให้ขดลวดเสียบผิดทาง (ส่วนที่ต่อสายดินกับฐานและในทางกลับกัน) เนื่องจากอาจป้องกันการสั่น C3 สามารถเป็นตัวเก็บประจุแบบแปรผันมาตรฐานจากวิทยุทรานซิสเตอร์แม้ว่าจะเป็นที่ต้องการโดยไม่มีอะไรระหว่างเพลต (ประเภทอากาศ) เพื่อความเสถียรของความถี่ที่สูงขึ้น T1 สามารถเป็น NPN BJT ใดก็ได้ที่มี hFE มากกว่า 150 และความถี่ในการเปลี่ยนผ่านมากกว่า 100MHz เช่น 2SC1815, 2N2222A, 2N3904, BF199 L ขึ้นอยู่กับวงดนตรีที่ต้องการสำหรับ LW และ MW สามารถพันบนแกนเฟอร์ไรต์ได้ แต่ที่ SW และแกนอากาศขึ้นจะดีกว่าสำหรับย่านความถี่ 3MHz - 8MHz คือ 11uH แต่สามารถคำนวณได้โดยใช้เครื่องคำนวณขดลวดจำนวนมากทางออนไลน์สำหรับแถบความถี่ต่างๆ

การวัดเรโซแนนซ์ของวงจร LC

การใช้ Grid Dip Meter เป็นอุปกรณ์วัดเรโซแนนซ์วงจรเรโซแนนซ์ของตัวเหนี่ยวนำ - ตัวเก็บประจุขึ้นอยู่กับวงจร หากเป็นเพียงวงจรเรโซแนนซ์ไม่ได้เชื่อมต่อกับสิ่งใดและเมื่อขดลวดเปิดออกคุณเพียงแค่ต้องวางขดลวดของวงจรเรโซแนนซ์ให้ใกล้กับขดลวดที่สัมผัสของ GDM ปรับ GDM ของคุณจนกว่ามิเตอร์จะลดลง การลดลงนี้เกิดจากวงจรเรโซแนนซ์คู่กับขดลวดใน GDM ดูดซับพลังงานบางส่วนในวงจรเรโซแนนซ์ทำให้แรงดันไฟฟ้าขาออกของออสซิลเลเตอร์ลดลงและค่าที่แสดงของมิเตอร์เปลี่ยนไป

หากขดลวดได้รับการป้องกัน (เช่นหม้อแปลง IF) คุณต้องจับคู่ GDM โดยการพันลวดสองสามรอบและเชื่อมต่อระหว่าง

การวัดการสั่นพ้องของเครื่องสะท้อนเสียง

การวัดคริสตัลเรโซเนเตอร์ด้วย GDM ทำได้ง่าย แต่ไม่ค่อยแม่นยำนัก วิธีนี้มีประโยชน์ในการกำหนดความถี่คริสตัลเมื่อฉลากเสื่อมสภาพ สิ่งที่คุณต้องทำคือเชื่อมต่อลวดสองสามรอบรอบขดลวด GDM และเชื่อมต่อลูปนั้นกับคริสตัล การสั่นพ้องจะสูงชันมากดังนั้นคุณต้องปรับ GDM อย่างช้าๆ

การวัดการสั่นพ้องของเสาอากาศ

ในการวัดความถี่เรโซแนนซ์ของเสาอากาศ (เช่นไดโพล) ให้หมุนลวดสองสามรอบรอบขดลวด GDM และเชื่อมต่อกับขั้วต่อเสาอากาศ ปรับ GDM และแลกเปลี่ยนขดลวดจนกว่าคุณจะเห็นการจุ่มลงบนมิเตอร์ คุณยังสามารถวัดว่าสายอากาศมีย่านความถี่กว้างเพียงใดโดยสังเกตว่าเข็มลดลงเร็วแค่ไหนระหว่างการปรับแต่ง

การวัดความเหนี่ยวนำหรือความจุ

คุณสามารถวัดค่าความเหนี่ยวนำของตัวเหนี่ยวนำหรือตัวเก็บประจุได้โดยสร้างวงจรเรโซแนนซ์ด้วยตัวเหนี่ยวนำหรือตัวเก็บประจุที่วัดได้และตัวเก็บประจุ / ตัวเหนี่ยวนำค่าที่รู้จักในแบบขนานและปรับ GDM และเปลี่ยนขดลวดจนกว่าคุณจะเห็นการจุ่มลงบนมิเตอร์เช่นเดียวกับ วงจร LC ปกติ ป้อนความถี่เรโซแนนซ์และความจุ / ความเหนี่ยวนำที่ทราบลงในเครื่องคำนวณเรโซแนนซ์ LC เพื่อรับค่าความเหนี่ยวนำ / ความจุที่ไม่รู้จัก

ก่อนหน้านี้เราได้สร้าง Capacitance meter และเครื่องวัดความถี่ที่ใช้ Arduino เพื่อวัดความจุและความถี่

การวัดความถี่ของสัญญาณ

การวัดความถี่โดยใช้ GDM มีสองวิธี:

• การวัดความถี่ดูดซับ
• การวัดความถี่เฮเทอโรไดน์

การวัดความถี่แบบดูดซับจะทำงานเมื่อปิด GDM สัญญาณจะถูกนำไปใช้กับลวดสองสามรอบที่วนรอบขดลวด GDM จากนั้นมิเตอร์จะถูกปรับและขดลวดจะเปลี่ยนไปจนกว่าการอ่านค่ามิเตอร์จะสูงขึ้นและนั่นคือความถี่ของสัญญาณ

โหมดการวัดความถี่ดูดซับจะทำงานคล้ายกับวิทยุคริสตัลวงจรที่ปรับ GDM จะปฏิเสธสัญญาณทั้งหมดจากความถี่อื่นที่ไม่ใช่ความถี่เรโซแนนซ์ไดโอดจะเปลี่ยน AC ความถี่สูงของสัญญาณเป็น DC เนื่องจากมิเตอร์สามารถทำงานร่วมกับ DC เท่านั้น ใช้งานได้เฉพาะกับประเภท GDM ที่มีมิเตอร์เชื่อมต่อกับวงจรเรโซแนนซ์ผ่านไดโอดเช่นวงจรพื้นฐาน TDO ที่อธิบายไว้ก่อนหน้านี้ แอมพลิจูดของสัญญาณจะต้องค่อนข้างสูงไม่น้อยกว่า 100mV เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้าของไดโอด นอกจากนี้ยังสามารถใช้เพื่อดูระดับความผิดเพี้ยนของสัญญาณฮาร์มอนิกเพียงแค่ปรับ GDM ให้สูงกว่าความถี่สัญญาณที่วัดได้ 2, 3 หรือ 4 เท่าและยังปรับความถี่ให้ต่ำลง 2 หรือ 3 เท่าเพื่อดูว่าคุณ ไม่ได้วัดฮาร์มอนิกตั้งแต่แรก

โหมดการวัดความถี่ Heterodyneใช้งานได้กับ GDM ที่มีแจ็คโทรศัพท์เฉพาะเท่านั้น ทำงานบนหลักการของความถี่ในการผสมเช่นหาก GDM ของเราสั่นที่ 1000kHz และมีสัญญาณ 1001kHz ควบคู่ไปกับขดลวด GDM ความถี่ heterodyne (ผสม) จะสร้างสัญญาณที่ 1kHz (1001kHz - 1000kHz = 1kHz) ซึ่งสามารถ ได้ยินว่ามีหูฟังเสียบเข้ากับแจ็คหรือไม่

นี่เป็นวิธีการวัดความถี่ที่ไวและแม่นยำกว่ามากและสามารถใช้เพื่อจับคู่คริสตัลสำหรับฟิลเตอร์คริสตัล

การสร้างสัญญาณ

ในการใช้ GDM ของคุณเป็นออสซิลเลเตอร์ความถี่ตัวแปรสิ่งที่คุณต้องทำคือหมุนขดลวดเหนือขดลวด GDM เดิมและเชื่อมต่อเครื่องขยายเสียงบัฟเฟอร์เข้ากับมัน แนะนำให้ใช้แอมพลิฟายเออร์บัฟเฟอร์เนื่องจากการนำเอาท์พุทโดยตรงจากแผลขดลวดเหนือขดลวด GDM จะโหลดและทำให้เกิดความไม่แน่นอนของแอมพลิจูดและความถี่และอาจถึงขั้นความผันผวนที่กำลังจะตาย

การสร้างสัญญาณ RF แบบมอดูเลต

กริดมิเตอร์บางตัวสามารถสร้างสัญญาณมอดูเลต AM ได้พวกเขาทำได้โดยการปรับด้วย 60Hz AC จากหม้อแปลงไฟฟ้า 120Hz AC หลังการแก้ไข (สองวิธีแรกเป็นวิธีการปกติใน GDM หลอดเก่า) หรือโดยมีเครื่องกำเนิด AF ออนบอร์ด (มักพบในทรานซิสเตอร์แฟนซี TDM) หากการมอดูเลตเกิดขึ้นที่เครื่องกำเนิดไฟฟ้าอาจมีส่วนประกอบ FM ขนาดเล็กในสัญญาณ AM