Fishermans Dipper

Artikel im FUNKAMATEUR 6/1998 Seite 693

Ein Dipper ist ein universelles Meßgerät zur vergleichenden Resonanzmessung an Schwingkreisen
Seine Einfachheit machte es möglich, solch ein Gerätchen im Rahmen des FA-Ideenwettbewerbes "Wochenendprojekte in Dosen" in einer Apothekenschachtel unterzubringen.

Ein Dipper besteht aus einem in der Frequenz veränderbaren Oszillator mit kalibrierter Skala, dessen HF-Spannung angezeigt wird. Beim aktiven Betrieb wird ein zu messender Schwingkreis (Prüfling) lose an dem Schwingkreis des Dippers angekoppelt, d. h. in dessen Nähe gebracht. Der Dipper wird von der niedrigsten zur höchsten Frequenz durchgestimmt. Sind Dipper und Prüfling in Resonanz, dann entzieht der Prüfling dem Dipper Energie und es kommt zu einem Spannungseinbruch am Indikatorinstrument. Der Zeiger des Instrumentes "taucht" deutlich dem Nullpunkt entgegen, er macht einen "Dip". Daher der Name. Jetzt braucht man die Frequenz nur noch an der hoffentlich gut geeichten Skala abzulesen. Ist der Schwingkreis eine Antenne, dann sieht man auf Anhieb, ob sie zu lang oder immer noch zu kurz ist. Besteht der Schwingkreis aus Spule und bekanntem Kondensator (Wert ist aufgedruckt) läßt sich die Induktivität der Spule errechnen. Oder umgedreht.

Im passiven Betrieb als Absorptionsfrequenzmesser läßt sich die abgegebene HF einer Baugruppe (z.B. VFO) durch einen invertierten Dip feststellen, d. h. die LED leuchtet bei Resonanz. Weitere Einsatzmöglichkeiten im aktiven Betrieb ist die Verwendung als Signalgenerator, die Bestimmung der Eigenresonanz von HF-Drosseln und die Bestimmung des Verkürzungsfaktor eines Kabels.

Stromlaufplan FET-Dipper

Bild 1: Stromlaufplan des FET-Dippers mit LED-Anzeige

Stromlaufplan

Die Schaltung stammt aus (1), arbeitet mit einem Indikatorinstrument mit 50 µA Endwert und wurde von mir schon mehrfach aufgebaut. Um diesen Dipper in einer Apothekenschachtel unterzubringen muß ein sehr kleines Indikatorinstrument vorhanden sein oder aber man ersetzt es durch einen anderen Indikator. Es bietet sich eine LED an, aber auch ein Tongenerator der seine Frequenz in Abhängigkeit von der zu messenden HF-Spannung ändert ist denkbar. Zunächst skeptisch habe ich mich für die LED entschieden, weil sie doch gegenüber anderen Lösungen am wenigsten Volumen mitbringt. Im praktischen Betrieb war ich dann doch erstaunt, wie deutlich sich ein Dip abzeichnet. Auch die Frage: "Hat sich der Zeiger bewegt hat oder habe ich mit der Hand gewackelt?" stellt sich bei dieser trägheitslosen Anzeige nicht mehr. Die Schaltung besteht aus einen Oszillator mit dem FET VT1 (BF245C), dessen Schwingkreis aus dem Drehkondensator und einer Steckspule gebildet wird. Aus diesen Oszillator wird über einen Kondensator (8,2 pf) HF ausgekoppelt, mit einer Siliziumdiode gleichgerichtet und über eine Darlington-Stufe mit den Transistoren VT2/VT3 (BC547C) und die LED zur Anzeige gebracht. Je höher die HF-Spannung, desto heller die LED. Zentraler Punkt der Schaltung ist die Sub-D-Buchse. Über eine Brücke an den Steckspulen wird die Spannung für die Anzeigebaugruppe eingeschaltet. Die Steckspulen dienen der Meßbereichsumschaltung.


Praktischer Aufbau

Zuerst werden in die Apothekerschachtel die benötigten Aussparungen und Löcher gebohrt. In der Mitte die Bohrung für den Drehkondensator, etwas am Rand die für die LED. An der einen Seite wird die Aussparung für die Sub-D-Buchse herausgetrennt. Da diese Aussparung trapezförmig sein muß, bohrt man viele kleine 1 mm Löcher entlang der gewünschten Form und versucht das Material vorsichtig mit einer kleinen Schere herauszutrennen. Dann folgen die Löcher für den Schalter ("Aktiv - Passiv") und den Einstellregler für die Empfindlichkeit. Der Deckel der Schachtel wird zur Rückseite degradiert und muß an den Stellen, wo er mit dem Schalter und der Sub-D-Buchse in Kontakt kommt etwas ausgespart werden, damit er richtig schließt . Dann wird ein Stück Universalleiterplatte (am besten geeignet Streifenleiterplatte) passend gemacht, so daß sie den Boden der Schachtel bedeckt und mit entsprechenden Löchern für Drehko und LED versehen. Diese Leiterplatte wird mit den Leiterbahnen nach oben in die Schachtel geklebt. Dies dient gleichzeitig der mechanischen Stabilisierung des Gehäuses. Dann wird die Sub-D-Buchse und der Drehko mit den Anschlüssen in Richtung Sub-D-Buchse eingebaut. Danach werden alle übrigen Teile, in den Bohrungen befestigt. Jetzt kann die Verdrahtung ausgehend von der Sub-D-Buchse, d. h. von deren unterer Reihe beginnen. Zur Herstellung der Spulen dienen Steckhülsen für Kabelträger der Größe PG16, die es auf jedem Baumarkt gibt. In diese PVC-Hülsen werden drei kleine Löcher zum Durchführen des Wickeldrahtes gebohrt. Man beginnt die Spule vom "kalten Ende" her zu wickeln. Das "kalte Ende" der Spule ist der Teil, der auf Massepotential liegt, während des "heiße Ende" über eine Kapazität mit dem Gate des FET verbunden ist. Am "heißen Ende" liegt im aktiven Betrieb die größte HF-Spannung an. Hat man ein Drittel der Gesamtwindungszahl erreicht, legt man diesen Teil der Windung mit etwas Nagellack fest, damit die Wicklung nicht wieder vom Spulenkörper rutscht. Nun wird der Draht zu einer Schlaufe von ca. 10 cm Länge geformt, in der Mitte dieser Schlaufe geknickt und durch das mittlere Loch gesteckt und am unteren Ende des Spulenkörpers herausgeführt. Die Schlaufe wird zunächst leicht verdrillt. Jetzt werden die restlichen zwei Drittel der Spule gewickelt, das obere Ende durch das dritte Loch nach unten geführt und die gesamte Spule mit etwas Nagellack festgelegt. Nachdem der Lack getrocknet ist, wird die Anzapfung fest verdrillt, verzinnt und so gekürzt, daß etwa 1,5 cm aus dem Spulenkörper herausragen. Die beiden Enden ("heiß und kalt") werden ebenfalls verzinnt und gekürzt. Damit die Spulenkörper auf die Sub-D-Stecker passen, müssen die Stecker mit der Feile passend gemacht werden, indem an jeder Seite etwa 0,5 mm entfernt werden. Der fertig gewickelte Spulenkörper wird an die Sub-D-Buchse angelötet, über den Schaft geschoben und mit Sekundenkleber befestigt. Die Wicklungszahlen sind in der Tabelle (1) angegeben, Spule 1 überstreicht den weit verbreiteten ZF-Bereich, die anderen den KW-Bereich. Sollen höhere Frequenzen erreicht werden muß ein kleinerer Drehko eingesetzt werden.

Eichung

Die Kalibrierung des Dipper erfolgt mit einem Frequenzzähler. Dazu wird eine Eichtabelle für die Spulen mit der Skalierung des Drehknopfes und den Frequenzen aufgestellt. Bei der Gestaltung der "Frontplatte" kommt ein Aufkleber zum Einsatz. Hierzu wird ein Ordner-Label mit einem Laser-Drucker entsprechend bedruckt, ausgeschnitten und auf die Schachtel geklebt.


Tabelle (1): Spulenwerte für FET-Dipper für Spulenkörper mit 16 mm

Spule Bereich Wdg. Draht- Spulenlänge
1 390...520 kHz 200 0,3 mm 35 mm (2 Lagen)
2 1,4... 4,7 MHz 68 0,3 mm 22 mm
3 4,3... 14 MHz 33 0,3 mm 11 mm
4 14... 34 MHz 16 0,5 10 mm


Bauteile:

1 BF245
2 BC547C
1 VQA13 o.ä.
1 Drehko 200pf
( Quetscher/Klein-Flachdrehkondensator z. B. Conrad Best.-Nr.: 48 23 15-44)
1 Drehknopf
1 Sub-D-Buchse 9-polig
4 Sub-D-Stecker 9-polig
4 Spulenkörper 16 mm (Steckmuffen zur Verbindung von Elektro-Installationsrohren PG16)
1 Schalter
1 Batterieanschluß-Clip
1 Ferritperle
1 Einstellregler 100k
1 Widerstand 10 Ohm
1 Widerstand 220 Ohm
1 Widerstand 33 kOhm
1 Widerstand 220 k Ohm
2 Si-Dioden SAY17; oder 1N4148
1 Kondensator 8,2 pf
2 Kondensator 33 pf
3 Kondensator 47 pf
2 Kondensator 10 nf
1 Universalleiterplatte
1 Apothekenschachtel
div. Cu-Lackdraht (CuL) 0,3...0,5 mm Durchmesser
1 Ordnerlabel (selbstklebend)


Literatur:

(1) Heilmann, H.-D., DM3HM: Einfacher MOSFET-Dipper, FUNKAMATEUR Heft 6, 1972, Seite 294



Bilder:

Bild 1: Stromlaufplan des FET-Dippers mit LED-Anzeige (siehe oben)



Ansicht FET-Dipper


Bild 2: Vorderansicht des FET-Dippers LED-Anzeige in der Apothekenschachtel. Links oben die optische Anzeige, rechts der Schalter "aktiv - passiv", seitlich darunter das Poti für die Empfindlichkeit und in der Mitte der Drehknopf mit Skala.


Ansicht FET-Dipper


Bild 3: Blick in die Verdrahtung des FET-Dippers. In der Mitte ist der Drehko zu erkennen, darüber der FET, rechts oben die LED und rechts neben dem Drehko die beiden BC547C.


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Copyright© Andreas Bilsing, DL2LUX, upload 11.Juni 1998