所述栅陷表(GDM)或栅陷振荡器(GDO)是在测量和射频电路的测试中使用的电子仪器。它基本上是一个带有裸露线圈和振荡幅度读数的振荡器。它具有三个主要功能:
- 测量谐振频率
- LC谐振电路
- 晶体/陶瓷谐振器
- 或天线
- 测量电感或电容
- 测量信号的频率,
- RF正弦波信号的生成。
在上面的GDM图像中,您可以看到旋钮帽以频率标度来引导调谐电容器,并且在左侧有用于不同频带的可互换线圈,而在频率标度之下,有一个仪表可以读出振荡器输出电压。在此处了解有关各种类型振荡器的更多信息。
名字的背后是什么?
Grid Dip Meter之所以这样称呼,是因为在过去,它们是使用三极管制成的,并且通过测量流经栅极电阻的电流来测量振荡器的幅度。
现代的GDO并非由真空管制成,而是由晶体管-最好是JFET或双栅极MOSFET制成,因为它们的高输入阻抗使振荡器更加稳定。带有晶体管的GDO可以称为TDO或TDM(互感器/仪表)。它们也可以用隧道二极管(隧道浸入振荡器/仪表)代替晶体管或电子管制成。
基本电路
此处显示的电路来自Andrzej Janeczek的 一本名为“ Konstrukcjekrótkofalarskiedlapoczątkujących ”的书,编号为SP5AHT。这很可能是使用BJT的最简单的GDM电路,
该电路的核心是采用Hartley配置的VFO,R1提供基极偏置,R2限制集电极电流,C5使通过GF开关切换的电源去耦,C4防止基极偏置因L短路接地。C3和L形式设置频率C2,P2(打印错误,应为D2)和D1的谐振电路形成倍压器,对信号进行整流(电磁计无法测量AC),然后由C1滤波并馈入50uA通过灵敏度设置罐P1来测量仪表。
L应该安装在外壳外部的插座上,以便可以将其换成用于不同频段的不同线圈。插座和线圈插头可以是5或3针DIN,3.5mm立体声插座/插孔,也可以是您手头上的任何东西,还可以防止线圈以错误的方式插入(接地部分接地,反之亦然),因为它可以防止振荡。 C3可以是晶体管无线电的标准可变电容器,尽管为了提高频率稳定性,最好在极板之间没有任何东西(空气型)。 T1可以是hFE超过150且过渡频率超过100MHz的任何NPN BJT,例如2SC1815、2N2222A,2N3904,BF199。 L取决于所需的波段,对于LW和MW,可以将其缠绕在铁氧体棒上,但在SW和空芯处更好。对于3MHz – 8MHz频段,它为11uH,但可以使用许多在线线圈计算器针对不同频段进行计算
测量LC电路的谐振
电网浸入式仪表作为电感器-电容器谐振电路谐振测量设备的使用取决于电路。如果这只是一个谐振电路,未连接任何东西且线圈裸露,则只需将谐振电路的线圈靠近GDM的裸露线圈,对GDM进行调谐,直到仪表跌落。这种下降是由于耦合到GDM中的线圈的谐振电路吸收了谐振电路中的一些能量,导致振荡器的输出电压下降以及电表的显示值发生变化。
如果线圈是屏蔽的(例如,中频变压器),则需要通过缠绕几匝电线并将其连接到
测量谐振器的谐振
用GDM测量晶体谐振器很容易,但不是很准确。此方法对于确定标签磨损后的晶体频率很有用。您需要做的就是在GDM线圈周围绕几圈电线,然后将环路连接到晶体。共振将非常陡峭,因此您需要非常缓慢地调整GDM。
测量天线共振
要测量天线(例如偶极子)的谐振频率,请在GDM线圈上绕几圈,然后将其连接到天线连接器。调整GDM和交换线圈,直到您看到仪表上的倾角。您还可以通过注意调谐期间针头掉落的速度来测量天线的带宽。
测量电感或电容
您可以通过以下方式来测量电感器或电容器的电感:将测量的电感器或电容器与已知值的电容器/电感器并联构成一个谐振电路,并调谐GDM并更换线圈,直到看到电表的倾角,就像常规LC电路。将谐振频率和已知的电容/电感输入LC谐振计算器,以获取未知的电感/电容。
我们之前制作了一个基于Arduino的电容表和频率表来测量电容和频率。
测量信号的频率
使用GDM有两种测量频率的方法:
- 吸收频率测量
- 外差频率测量
当GDM关闭时,吸收式频率测量开始工作,信号施加到绕GDM线圈的几圈导线上,然后调谐仪表并改变线圈,直到仪表读数上升为止,这就是信号频率。
吸收式频率测量模式的工作方式与水晶收音机类似,GDM调谐电路会拒绝除谐振频率以外的其他频率的所有信号,二极管会将信号的高频AC转换为DC,因为电表只能在DC下工作。它仅适用于将电表通过二极管连接到谐振电路的GDM类型,例如前面介绍的基本TDO电路中的那种。由于二极管的正向电压,信号幅度必须相对较高,不少于100mV。它也可以用来查看信号中的谐波失真程度,只需将GDM调谐到比所测信号频率高2、3或4倍的频率,还可以调谐到比信号频率低2或3倍的频率即可首先没有测量谐波。
外差频率测量模式仅适用于具有专用电话插孔的GDM。它以混合频率的原理工作,例如,如果我们的GDM以1000kHz振荡,并且有一个1001kHz信号耦合到GDM线圈,则频率外差(混频)会在1kHz(1001kHz – 1000kHz = 1kHz)上产生一个信号。听说插孔中是否插入了耳机。
这是一种更为灵敏,准确的频率测量方法,可用于匹配晶体以用作晶体滤波器。
信号产生
要将GDM用作变频振荡器,您要做的就是将一个线圈缠绕在原始GDM线圈上,并在其上连接一个缓冲放大器。建议使用缓冲放大器,因为直接从缠绕在GDM线圈上的线圈获取输出将对其加载,并导致幅度和频率不稳定,甚至振荡会逐渐减弱。
产生调制的RF信号
某些电网仪表能够生成AM调制信号,它们可以通过以下方式来实现:通过电源变压器以60Hz交流电对其进行调制,整流后以120Hz交流电对其进行调制(前两种是旧管GDM中的常用方法),也可以使用板载AF发生器(更常见于高档晶体管TDM)。如果调制发生在发生器上,则AM信号中可能有一个小的FM分量。