r

Z PRAKTYKI

20

Radioelektronik Audio-HiFi-Video 9/2003

Przedstawiony w artykule

miernik mo¿e byæ dobrym

przyrz¹dem pomiarowym

dla wszystkich, którzy

zajmuj¹ siê radiokomuni-

kacj¹ zarówno profesjo-

nalnie, jak i amatorsko.

U

k³ad jest bardziej rozbudowany od

publikowanego ju¿ w ReAV nr

8/2002 prostego wskaŸnika pozio-

mu sygna³u radiowego. Jednak

dziêki temu, zakres jego zastosowañ jest znacz-

nie szerszy _ mo¿e byæ np. z powodzeniem

u¿yty do kontroli pracy urz¹dzeñ telefonii komór-

kowej oraz samych telefonów komórkowych,

oczywiœcie po zainstalowaniu na wejœciu odpo-

wiedniego obwodu rezonansowego. Dodatko-

w¹ zalet¹ jest równie¿ mo¿liwoœæ do³¹czenia nie

tylko anteny teleskopowej, lecz równie¿ ró¿nych

typów anten radiokomunikacyjnych, do wej-

œcia o znormalizowanej impedancji 50

Ω

.

Wykonanie przedstawionego uk³adu mo¿na

poleciæ jedynie tym konstruktorom, którzy ma-

j¹ ju¿ pewien zasób doœwiadczeñ z dziedziny

techniki radiowej i radiokomunikacyjnej w zakre-

sie w.cz. (KF, UKF). Uk³ad sk³ada siê z nastê-

puj¹cych bloków funkcjonalnych (rys.1):

q

strojonego obwodu rezonansowego

z elementami L1, L2, C3,

q

wzmacniacza w.cz. z tranzystorem T1,

q

detektora w uk³adzie podwajacza napiêcia z

diodami D1, D2 oraz kondensatorami C4, C6,

q

filtru dolnoprzepustowego z d³awikiem L3 i

kondensatorem C7,

q

wzmacniacza o czterech zakresach wzmoc-

nienia z uk³adem scalonym US1.

Urz¹dzenie jest zasilane pojedyñczym napiê-

ciem 9 V np. z baterii alkalicznej 6LR61.

Opis uk³adu

Zasadnicz¹ czêœci¹ urz¹dzenia jest równo-

leg³y obwód rezonansowy L2, C3. Obwód ten

mo¿e byæ sprzê¿ony z anten¹ teleskopow¹

za poœrednictwem kondensatora C1 lub z an-

ten¹ radiokomunikacyjn¹ o znormalizowanej

impedancji 50

Ω

, za poœrednictwem cewki L1.

Indukcyjnoœci L1 i L2 s¹ ze sob¹ sprzê¿one

dziêki nawiniêciu L1 bezpoœrednio na L2,

na jednym rdzeniu.

Wejœciowy obwód rezonansowy mo¿e byæ

równie¿ przestrajany napiêciem, za poœred-

nictwem warikapów. Takie rozwi¹zanie

uk³adowe przedstawiono na rys. 2. Mo¿na je

poleciæ tym Czytelnikom, którzy nie ”zdobêd¹”

agregatu strojeniowego. Trzeba jednak zaz-

naczyæ, ¿e agregat ma kilka sekcji co daje

wiêcej mo¿liwoœci tworzenia kombinacji

pojemnoœci. Mechaniczna przek³adnia

umo¿liwia bardziej precyzyjne strojenie

miernika natê¿enia pola.

Obci¹¿eniem obwodu rezonansowego L2,

C3 jest bramka G1 tranzystora polowego T1.

Dziêki bardzo du¿ej rezystancji wejœciowej

bramki G1 uzyskujemy ³atwe dopasowanie

impedancji obwodu L2, C3 do impedancji

wejœciowej stopnia wzmacniaj¹cego. Ele-

menty R2, C4 tworz¹ filtr górnoprzepustowy

o dolnej czêstotliwoœci granicznej 100 kHz,

przy ograniczeniu pasma do _3 dB. Wzmoc-

niony sygna³ zostaje poddany detekcji przez

diody detekcyjne ostrzowe D1 i D2 po³¹czo-

ne w uk³adzie podwajacza napiêcia. Reszt-

ki sygna³u w.cz. zostaj¹ usuniête z wyprosto-

wanego napiêcia za pomoc¹ filtru dolno-

przepustowego L3, C7. Wyprostowane i od-

filtrowane napiêcie zostaje wzmocnione przez

wzmacniacz US1, którego wzmocnienie mo¿-

na regulowaæ skokowo w czterech zakre-

sach: x 0,1; x 1; x 10; x 100. Dziêki takiemu

rozwi¹zaniu uzyskujemy mo¿liwoœæ pomia-

ru zarówno s³abych jak i silnych sygna³ów.

Napiêcie niezrównowa¿enia wzmacniacza

operacyjnego US1 mo¿emy skorygowaæ za

pomoc¹ potencjometru wieloobrotowego

R10. Wartoœæ mierzonego sygna³u jest od-

czytywana z pomiarowego, wychy³owego

ustroju magnetoelektrycznego M1. Zerowa-

nie wskaŸnika w warunkach bez sygna³u na

wejœciu odbywa siê za pomoc¹ potencjo-

metru R13, maksymalne wychylenie wskaŸni-

ka ustawiamy potencjometrem R11, nato-

miast wyboru w³aœciwego zakresu pomia-

rowego dokonujemy za pomoc¹ prze³¹cz-

nika SW1.

Monta¿ uk³adu

Monta¿ uk³adu rozpoczynamy od wykonania

p³ytki drukowanej przedstawionej na rys. 3.

P³ytka zosta³a przystosowana konstrukcyjnie

do monta¿u agregatu strojeniowego 2

x 253p + 2 x 14,7p, lub obwodu rezonanso-

wego z warikapami, strojonego napiêciem.

W p³ytce drukowanej wiercimy wszystkie

otwory w zale¿noœci od wybranej wersji ob-

wodu rezonansowego. Nastêpnie lutujemy

w pierwszej kolejnoœci, w miejscach oznaczo-

nych na schemacie monta¿owym (rys. 4) ja-

ko ZW, styki od ³¹cza terminala. W póŸniej-

szej eksploatacji bêdziemy je mogli zwieraæ

zwieraczami stosowanymi na p³ytach g³ów-

nych komputerów IBM (tzw. jumper) w celu

przy³¹czenia odpowiednich sekcji agregatu

strojeniowego, aby w³¹czyæ odpowiedni za-

kres mierzonych czêstotliwoœci. W dalszej ko-

lejnoœci lutujemy pozosta³e elementy uk³adu,

pomijaj¹c jedynie monta¿ wskaŸnika wychy-

³owego i tranzystora polowego T1, który lu-

tujemy do p³ytki od strony druku na samym

koñcu, po wmontowaniu wszystkich elemen-

tów. Na rys. 5 przedstawiono fragment zmie-

szczenia elementów obwodu rezonansowe-

go strojonego napiêciem. Teraz przychodzi

kolej na wykonanie cewek L1 i L2. Zosta³y

one wykonane nastêpuj¹co: z prêta ferryto-

wego o œrednicy 8 mm odciêto kawa³ek o d³u-

goœci 15 mm. Uzyskany w ten sposób rdzeñ

owiniêto dwoma warstwami papieru przy-

klejonego do rdzenia. Na przygotowane w ten

sposób pod³o¿e nawiniêto w jednej warstwie,

starannie, zwój przy zwoju 15 zwojów drutu

DNE 0,8 uzyskuj¹c cewkê L2 o indukcyjno-

œci 7,5

µ

H. Nastêpnie L2 owiniêto ponownie

dwoma warstwami papieru

przyklejonego do L2 i na œrod-

ku L2 nawiniêto 2 zwoje dru-

tu DNE 0,8 tworz¹ce cewkê

L1. Wykonana w ten sposób

cewka indukcyjna wraz

z agregatem strojeniowym

pokrywa ca³y zakres KF. Je-

¿eli zechcemy wykonaæ ze-

spó³ cewek na wy¿sze czê-

stotliwoœci np. w zakresie

UKF to nale¿y zrezygnowaæ

MIERNIK NATʯENIA

POLA ELEKTROMAGNETYCZNEGO

Rys. 1. Schemat

uk³adu

metrem R13 ”0” na wskaŸniku M1 i po raz ostat-

ni testujemy miernik natê¿enia pola, u¿ywaj¹c

do tego ponownie generator w.cz. Sprawdzamy

wychylenie wskazówki na poszczególnych za-

kresach oraz obserwujemy zachowanie siê

uk³adu przy zbli¿aniu siê i oddalaniu od Ÿród³a

sygna³u w.cz.

Koñcowe uwagi monta¿owe

Wykonany i uruchomiony uk³ad nale¿y umieœciæ

w metalowej ekranuj¹cej obudowie. Pokrywê

obudowy trzeba po³¹czyæ elektrycznie z mas¹

urz¹dzenia. Sygna³ mierzony powinien wchodziæ

do miernika tylko za poœrednictwem anteny.

Przy pracy w terenie nale¿y przewidzieæ mo¿-

liwoœæ uziemienia ca³ego urz¹dzenia. Na ze-

wn¹trz obudowy trzeba umieœciæ wskaŸnik wy-

chy³owy M1, ga³kê agregatu do strojenia obwo-

du wejœciowego (C3), prze³¹cznik zakresów

SW1, oraz potencjometr R13 do ustawienia ”0”

na wskaŸniku M1. Nale¿y pamiêtaæ o dwóch

gniazdach antenowych: do anteny teleskopowej

i radiokomunikacyjnej 50

Ω

. Trzeba równie¿

przewidzieæ mo¿liwoœæ od³¹czenia anteny tele-

skopowej przy korzysta-

niu z drugiego wejœcia

antenowego. Osobn¹

spraw¹ pozostaje pro-

blem wyskalowania mier-

nika w warunkach ama-

torskich. W praktyce

mo¿na tego dokonaæ je-

dynie przez porównanie

wskazañ z przyrz¹dem

fabrycznym, jednak

w wiêkszoœci przypad-

ków w warunkach ama-

torskich wystarcza orien-

tacyjny pomiar i stroje-

nie uk³adów na maksi-

mum lub minimum wska-

zañ miernika.

Egzemplarz prototypo-

wy miernika natê¿enia

pola elektromagnetycz-

nego zosta³ praktycznie

sprawdzony i przetesto-

wany w paœmie KF 80

m i w paœmie obywatel-

skim CB 11 m.

n

Mariusz Janikowski

Bc107

@

poczta.onet.pl

ze stosowania rdzenia, nawijaj¹c cewki jako

powietrzne na wykonanym wczeœniej kar-

kasie ze zwiniêtego i sklejonego papieru.

Mo¿emy równie¿ zaadaptowaæ jak¹œ cewkê

fabryczn¹ np. jeden z filtrów serii 7 x 7. Mo-

zaika œcie¿ek na p³ytce drukowanej umo¿li-

wia monta¿ ró¿nego rodzaju indukcyjnoœci.

Wartoœæ indukcyjnoœci nale¿y tak dobraæ

aby wraz z odpowiednimi pojemnoœciami

zmiennymi agregatu strojeniowego uzyskaæ

rezonanse równoleg³e w interesuj¹cych nas

zakresach czêstotliwoœci, np. w paœmie krót-

kofalarskim 80 m, w paœmie obywatelskim

CB 11 m, w radiowym zakresie UKF 88

÷

108

MHz, lub w paœmie amatorskim UKF 2 m lub

70 cm. To, na jaki zakres siê zdecydujemy,

zale¿y od naszych potrzeb. Wartoœci ele-

mentów L2 i C3, obwodu rezonansowego

mo¿emy obliczyæ ze wzorów:

przy czym: f [MHz], C [pF], L [

µ

H]

Teraz, na koñcu przystêpujemy do wlutowa-

nia tranzystora polowego T1 od strony dru-

ku, z zachowaniem ostro¿noœci.

l

f

,

C

C

f

,

L

⋅

⋅

=

⋅

⋅

=

2

3

2

3

10

3

25

10

3

25

21

Radioelektronik Audio-HiFi-Video 9/2003

Uruchomienie uk³adu

Podczas uruchamiania bêd¹ potrzebne pod-

stawowe przyrz¹dy pomiarowe: oscyloskop, mi-

liwoltomierz, generator w.cz. W pierwszej kolej-

noœci w³¹czamy do uk³adu napiêcie zasilaj¹ce

+9 V. Nastêpnie w³¹czamy generator w.cz.

i ustawiamy go na zakresie czêstotliwoœci, do

których przystosowaliœmy miernik, po czym do-

strajamy obwód wejœciowy miernika do czê-

stotliwoœci generatora. Sprzê¿enie miêdzy

uk³adami powinno byæ bardzo s³abe np. w po-

staci dwóch le¿¹cych obok siebie przewodów,

z których jeden jest do³¹czony do generatora,

a drugi spe³nia funkcje prowizorycznej anteny te-

leskopowej. Teraz przy³¹czamy oscyloskop do

drenu tranzystora T1 i ustawiamy potencjome-

trem R1 punkt pracy tranzystora tak, aby uzy-

skaæ maksymalne wzmocnienie. Nastêpnie

miliwoltomierzem sprawdzamy obecnoϾ wypro-

stowanego napiêcia na wyjœciu detektora (koñ-

cówka 3 US1). Je¿eli próby wypadn¹ pomyœl-

nie, to mo¿emy wy³¹czyæ generator w.cz., a miê-

dzy masê uk³adu i wyjœcie US1 (koñcówka 6)

w³¹czyæ miliwoltomierz. Nastêpnie ustawiamy

prze³¹cznikiem SW1 zakres x 10 i ustawiamy

potencjometrem wieloobrotowym R10 minimal-

ne napiêcie niezrównowa¿enia na wyjœciu

wzmacniacza. Wartoœæ tego napiêcia nie powin-

na przekraczaæ 5 mV na zakresach x 0,1; x 1;

x 10 i 10 mV na zakresie x 100. Teraz mo¿emy

do³¹czyæ wskaŸnik wychy³owy M1. Potencjometr

R13 zwieramy tymczasowo do masy, a poten-

cjometr R11 ustawiamy tak, aby pe³ne wychy-

lenie wskazówki wskaŸnika M1 nast¹pi³o przy

doprowadzeniu do niego napiêcia 5 V. W razie

koniecznoœci korygujemy wartoœæ R11 lub do-

³¹czamy szeregowo odpowiednio dobrany re-

zystor sta³y. Nastêpnie ustawiamy potencjo-

Rys. 2. Schemat obwodu rezonansowego

strojonego napiêciem

Rys. 3. P³ytka drukowana (skala 1:1)

Rys. 4. Rozmieszczenie elementów

Rys. 5. Fragment rozmieszczenia elementów

obwodu rezonansowego strojonego napiêciem