Uma introdução básica ao medidor de mergulho de grade

O Grid Dip Meter (GDM) ou o Grid Dip Oscillator (GDO) é um instrumento eletrônico usado na medição e teste de circuitos de radiofrequência. É basicamente um oscilador com uma bobina exposta e leitura de amplitude de oscilação. Possui três funções principais:

• Medindo a frequência ressonante
  • de um circuito ressonante LC,
  • um ressonador de cristal / cerâmica,
  • ou uma antena,
• Medindo indutância ou capacitância,
• Medindo a frequência de um sinal,
• Geração de sinais de onda senoidal RF.

Na imagem acima do GDM, você pode ver o botão giratório direciona o capacitor de sintonia com uma escala de frequência e no lado esquerdo há bobinas trocáveis ​​para diferentes bandas de frequência e logo abaixo da escala de frequência, há um medidor que lê o oscilador voltagem de saída. Saiba mais sobre os vários tipos de osciladores aqui.

O que está por trás do nome?

Grid Dip Meters são chamados assim porque antigamente eles eram feitos usando tríodos e usados ​​para medir a amplitude do oscilador medindo a corrente que flui através do resistor de grade.

Os GDOs modernos não são feitos com válvulas, mas com transistores - de preferência JFETs ou MOSFETs de porta dupla, devido à sua alta impedância de entrada que torna o oscilador mais estável. GDOs com transistores podem ser chamados de TDO ou TDM (Trans dip oscilator / meter). Eles também podem ser feitos com um diodo túnel (medidor / oscilador de mergulho em túnel) em vez de um transistor ou tubo.

O Circuito Básico

O circuito mostrado aqui vem de um livro chamado “ Konstrukcje krótkofalarskie dla początkujących ” por Andrzej Janeczek, indicativo de chamada SP5AHT. É possivelmente o circuito GDM mais simples usando um BJT,

No coração deste circuito está um VFO em uma configuração Hartley, R1 fornece polarização de base, R2 limita a corrente do coletor, C5 desacopla a fonte de alimentação comutada pela chave GF, C4 evita que polarização de base seja encurtada para o terra por L. C3 e L forma um circuito ressonante que define a frequência, C2, P2 (erro de impressão, deve ser D2) e D1 formam um dobrador de tensão que retifica (medidores magnéticos não podem medir AC) o sinal, que é então filtrado por C1 e alimentado a 50uA medidor através do potenciômetro de configuração de sensibilidade P1.

L deve ser montado fora da caixa em um soquete para que possa ser trocado por diferentes bobinas para diferentes bandas. O soquete e o plugue da bobina podem ser DIN de 5 ou 3 pinos, um soquete / jaque estéreo de 3,5 mm ou qualquer outro que você tenha em mãos que também evite que a bobina seja conectada de forma errada (parte aterrada na base e vice-versa) pois pode impedir a oscilação. C3 pode ser um capacitor variável padrão de um rádio transistor, embora um sem nada entre as placas (tipo ar) seja preferível para maior estabilidade de frequência. T1 pode ser qualquer NPN BJT com hFE de mais de 150 e frequência de transição de mais de 100 MHz, como 2SC1815, 2N2222A, 2N3904, BF199. L depende da banda desejada, para LW e MW ele pode ser enrolado em uma haste de ferrite, mas a SW e para cima o núcleo de ar é melhor.Para a banda de 3 MHz - 8 MHz é 11uH, mas pode ser calculado usando as muitas calculadoras de bobinas online para diferentes bandas

Medindo a ressonância de um circuito LC

O uso de um Grid Dip Meter como um dispositivo de medição de ressonância de circuito ressonante capacitor indutor depende do circuito. Se for apenas um circuito ressonante, não conectado a nada e com a bobina exposta, basta colocar a bobina do circuito ressonante perto da bobina exposta do GDM, sintonizar seu GDM até o medidor cair. Esta queda é causada pelo circuito ressonante acoplado à bobina no GDM absorvendo parte da energia no circuito ressonante, causando uma queda na tensão de saída do oscilador e uma mudança no valor exibido do medidor.

Se a bobina for blindada (transformadores IF, por exemplo), você precisa acoplar o GDM enrolando algumas voltas do fio e conectando-o entre

Medindo a ressonância de um ressonador

Medir ressonadores de cristal com GDM é fácil, mas não muito preciso. Este método é útil para determinar a frequência do cristal quando o rótulo está gasto. Tudo o que você precisa fazer é conectar algumas voltas de fio ao redor da bobina GDM e conectar esse loop ao cristal. A ressonância será muito acentuada, então você precisa ajustar o GDM muito lentamente.

Medindo a ressonância da antena

Para medir as frequências de ressonância de uma antena (como um dipolo), enrole algumas voltas de fio ao redor da bobina GDM e conecte-o ao conector da antena. Sintonize o GDM e troque as bobinas até ver a queda no medidor. Você também pode medir a largura de banda da antena observando o quão rápido a agulha desce durante o ajuste.

Medindo indutância ou capacitância

Você pode medir a indutância de um indutor ou um capacitor fazendo um circuito ressonante com o indutor ou capacitor medido e um capacitor / indutor de valor conhecido em paralelo e sintonizando o GDM e mudando as bobinas até ver a queda no medidor, assim como com um circuito LC regular. Insira a frequência de ressonância e a capacitância / indutância conhecida em uma calculadora de ressonância LC para obter a indutância / capacitância desconhecida.

Anteriormente, fizemos um medidor de capacitância e medidor de frequência baseado em Arduino para medir a capacitância e a frequência.

Medindo a frequência de um sinal

Existem duas maneiras de medir a frequência usando o GDM:

• Medição de frequência de absorção
• Medição de frequência heteródina

A medição de frequência de absorção funciona quando o GDM está desligado, o sinal é aplicado a algumas voltas do fio em volta da bobina GDM, então o medidor é sintonizado e as bobinas são alteradas até que a leitura do medidor suba e essa seja a frequência do sinal.

O modo de medição de frequência de absorção funciona de forma semelhante a um rádio de cristal, o circuito sintonizado GDM rejeita todos os sinais de frequências que não sejam a frequência de ressonância, o diodo transforma a alta frequência AC do sinal em DC porque os medidores só funcionam com DC. Ele só funciona com os tipos de GDM que têm o medidor conectado ao circuito ressonante por meio de um diodo, como o do circuito TDO básico explicado anteriormente. A amplitude do sinal deve ser relativamente alta, não inferior a 100mV, por causa da tensão direta do diodo. Também pode ser usado para ver o nível de distorção harmônica no sinal, simplesmente sintonize o GDM em uma frequência 2, 3 ou 4 vezes superior à frequência do sinal medido e também sintonize em uma frequência 2 ou 3 vezes inferior para ver se você não mediu um harmônico em primeiro lugar.

O modo de medição de frequência heteródino funciona apenas com aqueles GDM que possuem um conector de telefone dedicado. Funciona no princípio de misturar frequências, por exemplo, se nosso GDM oscila a 1000kHz e há um sinal de 1001kHz acoplado à bobina GDM as frequências heteródinas (mix) criando um sinal em 1kHz (1001kHz - 1000kHz = 1kHz) que pode ser ouvido se há fones de ouvido conectados à tomada.

Este é um método muito mais sensível e preciso de medição de frequência e pode ser usado para combinar cristais para filtro de cristal.

Geração de Sinal

Para usar seu GDM como um oscilador de frequência variável, tudo o que você precisa fazer é enrolar uma bobina sobre a bobina GDM original e conectar um amplificador de buffer a ela. O uso de um amplificador de buffer é recomendado porque tirar a saída diretamente da bobina enrolada sobre a bobina GDM irá carregá-la e causar instabilidade de amplitude e frequência e talvez até mesmo a diminuição das oscilações.

Geração de sinais de RF modulados

Alguns medidores de grade são capazes de gerar sinais modulados em AM, eles o fazem modulando-os com 60 Hz CA do transformador de potência, 120 Hz CA após a retificação (os dois primeiros são os métodos usuais no GDM de tubo antigo) ou tendo um gerador de AF integrado (mais frequentemente encontrados em TDMs de transistor sofisticados). Se a modulação acontecer no gerador, pode haver um pequeno componente FM no sinal AM.