GDO 170kHz - 264MHz

Jedným z najviac používaných prístrojov pri práci s vysokofrekvenčnými obvodmi je merač rezonancie, zvaný tiež sací merač, skôr (vo vákuovej dobe) tiež GDO - Grid Dip Oscilátor, indikoval sa ním pokles mriežkového prúdu elektrónky. Používa sa na zisťovanie množstva najrôznejších veličín, predovšetkým pre meranie rezonančných kmitočtov ladených obvodov. Jeho hlavnou a najväčšou výhodou je, že umožňuje merať aj obvody pripojené v zariadení, ktoré dokonca ani nemusí byť v chode. Ich zapojení existuje celá rada, po surfovaní po nete sa mi najviac zapáčil vzhľadom aj na jednoduchosť konštrukcie GDO ktoré kedysi popisoval SM0VPO na svojom webe.

Originálny popis GDO-1 na stránkach SM0VPO.

Originálny popis GDO-2 na stránkach SM0VPO.

Schéma zapojenia GDO:

Merač rezonancie je v podstate oscilátor kmitajúci v požadovanom (voliteľnom) frekvenčnom rozsahu. Jeho rozsahy sú meniteľné pomocou mechanicky stabilných výmenných cievok. Ako indikátor naladenia sa používa citlivý mikroampérmeter. Ak je ladený obvod merača GDO naladený na frekvenciu zhodnú s kmitočtom meraného obvodu, tento odsaje časť energie z oscilátora, čo sa prejaví na indikátore naladenia ako pokles ručičky. Týmto prístrojom je možné aj pomocou jednoduchého výpočtu alebo grafu zisťovať indukčnosť cievky, kapacitu kondenzátora, prípadne i akosť meraného obvodu. Ďalej je možné ním premeriavať antény, spojovacie vedenia a podobne. Je to teda skutočne ten najužitočnejší prístroj, a kto si na neho raz zvykol, stane sa priamo chorobne závislým na jeho používania a nedokáže si prácu bez neho predstaviť.

Pre presné meranie frekvencie som do zapojenia pridal cez odpor a kondenzátor voľne naviazaný SMA konektor pre pripojenie externého čítača frekvencie. Kúpil som za pár eur čítač frekvencie z ebay - odkaz 1MHz až 1.1GHz na ktorý som prispájkoval SMA konektor. Pre rozsah GDO 170kHz až 1MHz sa treba spoľahnúť na stupnicu alebo použiť iný čítač FRQ, tento čítač meria naozaj až od 1MHz. Koaxiálny kábel so SMA konektormi som kúpil tiež z ebay - odkaz za pár centov, u nás za cenu celého kábla z ebay nekúpim ani jeden SMA samec konektor... Stupnicu som naciachoval s hotovými nalakovanými výmennými cievkami GDO, vytlačil na laserovej tlačiarni a nalepil na prístroj obojstrannou samolepkou. Stupnicu som vytlačil na hrubší fotografický papier v najvyššej možnej kvalite. Tu je výkres stupnice pre vytlačenie: tu je grafika v .PDF a tu v .CDR vo fontoch aj krivkách. Koliesko stupnice som vyrezal na CO2 laseri z plexiskla hrúbky 3mm a rysku zo spodnej strany som narysoval ostrou oceľovou rysovacou ihlou a zatrel čiernou fixkou. Po utretí plexiskla ryska krásne vystúpila, odčítanie na stupnici GDO aj bez čítača je dostatočne presné. Hotové koliesko s ryskou som nalepil sekundovým lepidlom na TESLA gombík so 6mm duralovou klieštinou. Tieto gombíky sa už bohužiaľ nevyrábajú a čoraz je ťažšie ich zohnať. Je to veľká škoda lebo tieto minulé TESLA gombíky sú naozaj nadčasové, veľmi kvalitne vyrobené a perfektne súosé.

Pre pripájanie výmenných cievok je použitá zásuvka (samica) päťkolíkového NF konektora typu DIN. Po rozobratí samcov DIN konektorov nám ostanú dva plechové výlisky a samotné samce konektory. Tieto som použil pre výmenné cievky, údaje o ich vinutiach sú v tabuľke. Aby sme sa dostali aj na tie najvyššie kmitočty, je veľmi dôležitá potreba čo možno najkratších spojov v ladenom obvode, lebo aj spoje majú určitú indukčnosť a kapacitu, a tie nám výrazne znižujú maximálne dosiahnuteľný kmitočet GDO. Cievky sú navinuté na plastové trubičky priemer 15mm z použitých pásiek z registračných pokladní. Ja som ich získal zadarmo v COOP Jednote keď som pekne poprosil predavačku aby mi ich odkladala, hi. Aj tak ich vyhadzujú do smetí. Také isté trubičky - pásky do registračných pokladní - používa aj TESCO, LIDL a pod. 5-pinový DIN samec konektor pekne natuho vôjde do vnútra trubičky ale po kompletácii cievky som konektor ešte dovnútra trubičky pre istotu vlepil a poistil malou skrutkou M2 cez stenu trubičky aby sa pri výmene cievky konektor náhodou z trubičky nevytrhol.

Pri navíjaní cievok som fixoval vinutie kvapkou sekundového lepidla a po zapojení konektora na vinutie a skompletovaní cievky som hotovú cievku nastriekal bezfarebným akrylátovým lakom v spreji. GDO s hotovými cievkami som ciachoval až po dokonalom vyschnutí laku! Pre nižšie frekvencie, kde je nutné navinúť viac závitov som použil čelá - medzikružia o priemere 22 mm vystrihnuté z plastickej hmoty 0.8mm zo starých kariet, odporúčam najprv vyvŕtať otvory s priemerom 15 mm (podľa použitých trubičiek) a až potom silnejšími nožnicami vystrihnúť medzikružia. Ja som ich opäť vyrezal na CO2 laseri. Pre každú cievku sú potrebné tri tieto čelá, na trubičku som ich prilepil sekundovým lepidlom. Vinutie som prelepil čiernou elektroinštalačnou páskou. Cievka pre najnižší DV a SV rozsah je trochu komplikovaná, musel som použiť 4 sekcie cievok z VF lanka. Cievky pochádzajú zo starých rádií alebo TV, fakt si už nepamätám odkiaľ som ich kedysi dávno vylámal. Opatrne som odpílil cievky na 8mm kostričkách aby prečnievali z vinutia pár milimetrov a vnútorný závit v bakelite som pred odpílením odvŕtal 6mm vrtákom. Na dlhšie feritové 6mm jadro som navliekol štyri takto získané sekcie cievky, zalepil sekundovým lepidlom a pozapájal vinutia do série. Potom som pripojil začiatok, stred a koniec vinutí na DIN konektor a zafixoval vodiče sekundovým lepidlom. Hotovú cievku som vlepil do trubičky s DIN konektorom a kompletnú cievky som zafúkol do teplom samozmršťovacej modrej bužírky. Jedine takto je možné urobiť cievku s vysokou indukčnosťou a zároveň s čo najnižšou kapacitou vinutia. VF lanko je v tomto prípade ideálne. Prístroj je vstavaný do plastovej čiernej krabičky, pod ladiaci kondenzátor som znútra vložil tenký oceľový pocínovaný plech z konzervy aby GDO nebolo citlivé na priblíženie ruky alebo iných vodivých predmetov. Tieniaci plech tvorí aj zemný pól prístroja. Ladiaci kondenzátor namontujte podľa obrázku tak, aby jeho vývody boli čo možno najbližšie vývodom konektora (krátke spoje!), prípadne ich môžete aj skrátiť, aby sme sa dostali frekvenčne čo najvyššie. Samotný oscilátor s tranzistorom FET BF256C je zapojený systémom "vrabčie hniezdo", opäť z dôvodu čo najkratších spojov, tesne pod prepojkou kondenzátor - 5-pin DIN konektor. Bližšie je to jasné z obrázku.

Parametre cievok GDO:

Rozsah ladenia (MHz)	0.17 - 0.52	0.58 - 1.10	1.10 - 4.80	1.70 - 7.50	2.70 - 12.2	4.6 - 20.8	7.7 - 34.9	14.6 - 71.0	45 - 160	140 - 264
Indukčnosť v uH	4850	330	115	48.6	18.9	6.6	2.4	0.65	0.12	0.04
Priemer kostričky (mm)	8	15	15	15	15	15	15	15	15	8
Priemer vodiča (mm)	VF lanko 10x0.04	0.25 CuS	0.25 CuS	0.25 CuS	0.25 CuS	0.25 CuS	0.25 CuS	0.25 CuS	0.8 CuS	0.6 CuT
Počet závitov	??? - inkurant	240	160	80	40	20	10	5	2	0 - polzávit
Konštrukcia	4 sekcie + feritové jadro 6mm H6	viacvrstvo s čelami	jednovrstvo	jednovrstvo	jednovrstvo	jednovrstvo	jednovrstvo	jednovrstvo	samonosne	samonosne

Všetky cievky majú vyvedený stred vinutia (začiatok a koniec vinutia sa pripojí na piny 1 a 2 DIN konektora) ktorý je pripojený na pin č.3 DIN konektora okrem dvoch cievok pre najvyššie frekvenčné rozsahy = 264-140MHz a 160-45MHz ktoré majú vinutie pripojené na piny 1 a 2 DIN konektora a zapojený SMD odpor 560 ohmov medzi piny 2 a 3 DIN konektora. Tieto dve cievky sú samonosné bez trubičky.

POUŽITIE: Do prístroja zasunieme príslušnú cievku, podľa rozsahu, v ktorom budeme pracovať. Jednotlivé rozsahy sú volené tak, aby sa čiastočne prekrývali, takže môžeme lepšie odhadnúť ktorú cievku použiť. Napájanie zapneme až po zasunutí cievky! Potenciometrom riadenia citlivosti si nastavíme výchylku ručičky meradla približne do polovice stupnice. Potom jednoducho cievku merača priblížime (v osi) k cievke meraného obvodu, a prelaďujeme kondenzátorom GDO tak dlho, až sa objaví ostrý hlboký pokles výchylky na meradle. Pozor na to, že tento pokles sa prejaví (ale v menšej miere) aj pri vyladení na harmonický kmitočet (dvojnásobok atď.). Je preto nutné sledovať ten najmohutnejší pokles. Po nájdení správneho kmitočtu cievku merača pomaly odďaľujeme od meraného obvodu a potenciometrom zväčšujeme výchylku, tým je docielené presnejšieho merania. Nakoniec už len stačí na škále alebo čítači prečítať frekvenciu merania. Takto je možné naladiť "za studena" celý prijímač alebo vysielač tak, že po ich zapnutí sú potrebné len veľmi malé opravy doladenia ladených obvodov.

MERANIE INDUKČNOSTI CIEVOK: Pre tento účel je vhodné (ale nie bezpodmienečne nutné) si do tienenej krabičky vstavať ladiaci kondenzátor s väčšou kapacitou (výborné sú 2 x 500 pF zo starých rádií) a ovládací gombík s ukazovateľom podložiť stupnicou ciachovanou v kapacitách. Pokiaľ ho nemáte, postačí niekoľko pevných kondenzátorov, ktorých kapacitu poznáte. Neznámou cievku pripojíte paralelne ku kondenzátoru a popísanou metódou hľadáte ich rezonančný kmitočet. No a po jeho nájdení je to už jednoduché, podľa Thomsonovho vzorca L = 25330 / f 2 * C ( mikroH, MHz, pF) zistíte jej indukčnosť.

MERANIE KAPACITY KONDENZÁTOROV: Pre meranie kapacity neznámych kondenzátorov použijeme rovnaké zapojenia, ako v predošlom prípade len s tým rozdielom, že poznáme indukčnosť použitej cievky (zmeranej ako bolo popísané). K cievke pripojíme neznámy kondenzátor, nájdeme rezonančný kmitočet a opäť počítame C = 25330 / f 2 * L (pF, MHz, mikroH).

ĎALŠIE MOŽNOSTI: Podobne, za pomoci malej improvizovanej väzobnej cievočky je možné merať aj rezonančné kmitočty antén, zisťovať presnú dĺžku súosého kábla, použitého ako symetrizačný transformátor (balun), merať cievky v tienených krytoch a podobne.

Pokiaľ si na malý konektor (napríklad jack 3.5 mm) vyvedieme aj možnosť modulácie (kondenzátor 470nF v schéme GDO-1 SM0VPO), dá sa merač GDO použiť aj ako signálny generátor pre zlaďovanie prijímačov AM. Prípadne sa dá malý nf generátor s jedným tranzistorom vstavať aj do puzdra merača, miesta je tu dosť.

73 Igor OM3CUG G QRP club 5976