Grid dip meter
IL Grid dip meter è uno strumento utilissimo che non deve mancare nel laboratorio di un radioamatore.
Può essere utile in mille occasioni:
per misurare la frequenza di risonanza dei circuiti accordati, per misurare la capacità dei condensatori , per misurare l'induttanza di una bobina, per costruire trappole per le antenne, per misurare la lunghezza dei cavi coassiali, per generare segnali A Radio frequenza ecc..
Nella fig.2 è riportato lo schema.
Il mio grid dip meter, EICO mod.710, è un apparecchio compatto e manegevole costituito da un oscillatore colpitt (fig.3) formato da un triodo (6AF4A) da una bobina e da due condensatori variabili ad aria ; la bobina è intercambiabile.
l'apparecchio ha in dotazione 8 bobine necessarie per ottenere oscillazioni a radio frequenza a partire da 0,4 Mhz e fino a a 200MHz, le bobine sono:
- Bobina A da 0,4 a 0,7 MHz;
- Bobina B da 0,7 a 1,38 MHz;
- Bobina C da 1,38 a 2,9 MHz;
- Bobina D da 2,9 a 7,5 MHz;
- Bobina E da 7,5 a 18 MHz;
- Bobina F da 18 a 42 MHz;
- Bobina G da 42 a 100 MHz;
- Bobina H da 100 a 200 MHz.
L'alimentazione è a corrente alternata a 117 V con trasformatore con due secondari, uno a 6,3 V per l'alimentazione del filamento della valvola ed uno a 90 V.
Per l'alimentazione della placca del triodo la corrente alternata a 90 V , viene raddrizzata da un diodo allo stato solido e poi livellata da due condensatori elettrolitici (filtro a p greco) uno da 10 μF e l'altro da 50 μF.
Un terzo condensatore di valore molto inferiore è posto in parallelo ai due elettrolitici.
Ho acquistato lo strumento per pochi euro su ebay (fig.1) e funziona, ma solo con frequenze superiori a 2,9 MHz.
La cosa mi fa imbestialire e sebbene abbia speso un sacco di tempo per venirne a capo non sono ancora riuscito a farlo funzionare a partire dai 0,4 MHz.
Le ho provate tutte, ho controllato tutti i cablagi e la funzionalità degli elementi, tutto è a posto ....ma niente da fare.
Mi viene il dubbio che siano sbagliati i valori del condensatore (90 pF) e della resistenza (10 KΩ) di polarizzazione della griglia.
La costante di tempo infatti è pari a (90pF x 10KΩ) 9 x 10 -7 sec. che è inferiore al periodo di 2,5 x 10 -6 sec. relativo alla frequenza di 0,4 MHz.
La costante di tempo dovvrebbe essere di molto superiore ...ho provato a mettere una resistenza da 50 KΩ ed un condensatore da 300 pF, con costante di tempo pari a 1,5 x 10-5 sec. ,ma purtroppo nulla è cambiato.
Lo strumento oscilla, ma niente "DIP" , per quellle frequenze almeno,...... che non dipenda dalla valvola? ......l'ho ordinata e, appena mi arriva , la sostituirò.
funzionamento dello strumento
Lo strumento può funzionare con diverse modalità:
- Grid dip oscillator;
- Tuned RF diode;
- Oscillating detector.
Grid dip oscillator
In modalità G.D.O. lo strumento determina la frequenza di risonanza di un circuito CL.
Il funzionamento in tale modalità è il seguente:
Si accendi lo strumento azionando l'interruttore " ON OFF " in posizione ON e l'interrutore " OSCILLATOR-DIODE " in posizione OSCILLATOR.
Si inserisce nell'apposita presa la bobina di prova adatta alla frequenza (frequenza di risonanza del circuito in prova) che ci si aspetta di ottenere e, avvicinandola a detto circuito LC , si agisce sulla manopola del condizionatore variabile finchè la frequenza dell'oscillatore è pari a quella di risonanza del circuito in esame.
Quando ciò accade si ha una netta diminuzione "Dip" della corrente di griglia del tubo oscillatore a causa del fatto che il circuito in esame assorbe una certa quantità di energia, la variazione della corrente di griglia si manifesta con un brusco movimento della lancetta del microamperometro.
La frequenza che si legge nella scala graduata dello strumento in corrispondenza del "dip" è quella cercata.
Tuned RF diode
In tale modalità lo strumento ha la funzione di determinare la frequenza di un circuito a radio frequenza eccitato.
Come si opera? :
Si accendi lo strumento azionando l'interruttore " ON OFF " in posizione ON e l'interrutore " OSCILLATOR-DIODE " in posizione DIODE.
In tale situazione la placca del triodo viene disalimentata; non si ha nessuna oscillazione ( per questo moivo tale modalità viene chiamata anche " nonoscillating detector ) e la valvola funge da diodo rivelatore.
Si inserisce nell'apposita presa la bobina di prova adatta alla frequenza (frequenza di risonanza del circuito a RF eccitato) che ci si aspetta di ottenere e, avvicinandola a detto circuito LC , si agisce sulla manopola del condizionatore variabile finchè la frequenza dell'oscillatore è pari a quella di risonanza del circuito in esame.
A questo punto nel diodo circola una certa corrente che viene indicata dal microamperometro.
Il valore della frequenza cercata si legge nella scala graduata dello strumento.
Oscillating detector
In tale modalità lo strumento ha la funzione di determinare la frequenza di una fonte di radio frequenza sconosciuta .
Come si opera? :
Si accende lo strumento azionando l'interruttore " ON OFF " in posizione ON e l'interrutore " OSCILLATOR-DIODE " in posizione OSCILLATOR.
Si inserisce una cuffia ad alta impedenza nell'apposita presa ed in tal modo si disinserice il microamperometro; si inserisce poi una bobina di prova .
Quando la bobina inserita si accoppia opportunamente con la fonte di radio frequenza sconosciuta si verifica il fenomeno di battimento.
Tale battimento, che altro non è che la differenza fra la frequenza prodotta dall'oscillatore e la frequenza sconosciuta, ha una frequenza audio e pertanto viene ascoltata in cuffia.
Agendo sul condensatore variabile si arriva al punto in cui le due frequenza sono uguali e la loro differenza è pari a zero; si ha cioè un battimento nullo (zero beat) ed in cuffia non arriva più alcun suono.
La frequenza che si legge nella scala graduata in corrispondenza dell'annullamento del suono in cuffia corrisponde alla frequenza cercata.
Misura capacità, induttanza e coefficiente di qualità
capacità
Per la misura della capacità incognita di un condensatore si utilizza lo strumento in modalità D.G.O.
Costruiamo un circuito LC utilizando una induttanza di cui si conosce il valore ed il condensatore di cui si vuole conoscere la capacità .
Si pone nello strumento una bobina di prova di opportuno valore e si determina così la frequenza di risonanza.
Utilizzando la formula C = 1/(2 x π2 x f2 x L), si ottiene il valore cercato della capacità.
induttanza
Per la misura l'induttanza incognita di una bobina si utilizza lo strumento in modalità D.G.O.
Costruiamo un circuito LC utilizando un condensatore di cui si conosce il valore ed la bobina di cui si vuole conoscere l'induttanza .
Si pone nello strumento una bobina di prova di opportuno valore e si determina così la frequenza di risonanza.
Utilizzando la formula L = 1/(2 x π2 x f2 x C), si ottiene il valore cercato dellinduttanza.
coefficiente di qualità
In modalità G.D.O. lo strumento è in grado di misurare il coefficiente di qualità Q di un circuito LC.
Operando come già detto quando si è parlato della modalità G.D.O. si misura con un VTVM (vacuum tube volt meter) la tensione del circuito in esame in corrispondenza della frequenza di risonanza fr ; agendo sul variabile si ottengono due posizioni in cui la tensione è del 70,7 % (3 db sotto) inferiore di quella massima misurata in risonanza.
A queste due posizioni corrispondono due frequenze f1 ed f2 ; il coefficiente di qualità Q è allora: Q= fr/(f1-f2).
Metodi di accoppiamento
Nella fig.4 sono indicato vari metodi di accoppiamento.
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