Lampowy Q-metr

[HaMar]

Niestety, weekendowy wyjazd odciął mnie od tematu .
Jado, gratuluję udanych "łowów". Z przedstawionych gałeczek, po dwie skrajne z dolnego rzędu to typowe gałki od polskiego sprzętu pomiarowego lat '60. Reszty nie znam.
Co do lampki, wydaje się że jest ze sprzetu energetycznego. Dla mnie problemem jest jej duża średnica, wszystkie posiadane mają gwint 8 - 12mm. Jednak doszukałem się jednej (jedynej ) na 16mm, minusem jest fakt że niekomplenej (brak wyprowadzeń styków, ale można je dorobić niewielkim nakładem). Inna sprawa że może nie będzie takiej potrzeby i wystarczy jedynie wymiana zewnętrznej nasadki w tej już zamontowanej. Są bardzo podobne, jedynie wysokość nasadki w mojej jest około 3x mniejsza .

[Jado]

O!, wygląda w sam raz
Co do styków - myślę, że nie będzie z tym problemu, a może rzeczywiście da się podmienić sam "kapelusik" - o ile gwint ma ten sam skok. Myślałem też o tym, żeby zamiast żarówki zastosować nie grzejącego się białego LED'a - wtedy styki byłyby nie potrzebne. Tak więc - reflektuję

[Jado]

Główne prace mechaniczne zakończone (poza wykończeniówką, skalami pod gałki, okleiną, itp) - powoli zbliżam się do etapu montażu elektrycznego.
Oto aktualne zdjęcia:

Przód po zmianie gałek i dokupieniu gniazda w.cz.

Wnętrze widok ogólny z góry

Wyłacznik, bezpiecznik, dławik przeciwzakłóceniowy+kondensatory - elementy pod napięciem 230V.

Zasilacz - EZ80, STR150/30, trafo mojego nawijania, oprawki bezpieczników ze starego odbiornika lampowego. Kondensator elektrolityczny ma obudowę odizolowaną od masy podkładką z tekstolitu. Wykorzystałem też listwę lutowniczą do wyprowadzenia napięć poza mini-chassis zasilacza.

Zespół woltomierza lampowego w.cz. - lampy są umieszczone prawie na agregacie kondensatora zmiennego. Zwłaszcza 6AL5 jest najbliżej jak możliwe wyprowadzenia "gorącego" kondensatora, odpowiednio zorientowana (zresztą jak wszystkie lampy w tym urządzeniu).

Zespół gneneratora w.cz. Do przełącznika zakresów dołączyłem płytkę tekstolitową na której będą umocowane cewki generatora. Lampa generatora też tam jest w pobliżu - cel - minimalizacja odległości pomiędzy wszystkimi tymi elementami. W generatorze wstawiłem ECC85, bo ECC81 nie posiadam - mam nadzieję, że też będzie pasować.

Widok na całość - tym razem od tyłu. Jak widać pozostało trochę wolnych przestrzeni - wymogi minimalizacji połączeń ścieśniły większość elementów z przodu. Z drugiej strony zależało mi na max. oddaleniu trafa zasilającego od tych obwodów. Wszystkie mini chassis wykonane są z aluminium.

Jeśli zajdzie potrzeba wzajemnego izolowania od siebie poszczególnych bloków q-metru, to przewiduję możliwość wstawienia odp. ekranów z blachy pomiędzy nimi.

Tak więc teraz przede mną montaż elektryczny i kolejne uruchamianie bloków, poczynając od zasilacza.
To chyba najprzyjemniejsza (jeśli wszystko idzie zgodnie z planem) część
No i nawijanie cewek....

[Jado]

Montaż elektryczny praktycznie zakończony - pozostało tylko nawinięcie i podłączenie cewek generatora.
Mostek pomiarowy zadziwiająco czuły - dotknięcie palcem końcówki pomiarowej (już z podłaczoną cewką) powoduje że wskazówka leci do końca w szybkim tempie (uderzenie o bandę). Nie dziwne teraz że stosuje się w dzielniku rezystory 0,01R (lub mniejsze).

Mam jednak jedno pytanko związane z tematem - do podświetlania skali użyłem białego LED'a - tego o bardziej ciepłej, żółtawej barwie, a mimo to wydaje się on księżycowo biały w porównaniu z żaróweczką użytą do podświetlenia sąsiedniego miernika.
Może dało by się wyrównać barwy stosując jakiś filtr "przyżółcający" przed LED'em, nie mam jednak na razie pomysłu czego by tu użyć?
Ma ktoś doświadczenia w tej materii, albo jakiś dobry pomysł na filtr?

[AndrzejJ]

Najlepiej kupić żółtego/bursztynowego leda
http://allegro.pl/dioda-led-5mm-burszty ... 79810.html

[Jado]

Obawiam się, że taki kolor będzie za ciemny - to musiałaby być "kość słoniowa"
Okazuje się, że kolor świecenia żaróweczki jest jedyny w swoim rodzaju - przy czym w zależności od napięcia na żaróweczce można mniej lub bardziej zażółcać barwę świecenia. A LED zawsze tak samo - najwyżej słabiej lub mocniej świeci.
Własnie próbowałem zrobić zdjęcie, ale okazuje się, że aparat nie widzi tych różnic w barwie - prawie identyczne jasności wychodzą na zdjęciu

[Jado]

Q-metr już wstępnie uruchomiony - wydaje się, że wszystko działa OK. Podłaczyłem kilka cewek na próbę i udało mi się doprowadzić do rezonansu, co wskazywał miernik wychyłowy.
Moduł generatora też już działa.
Dzisiaj nawijałem ceweczki do niego.

Zacząłem od takich materiałów:

Potem wytrasowałem linie:

Następnie powierciłem otworki na przyszłe końcówki lutownicze:

Tak wyszło po wycięciu kwadracików z tekstolitu i wstawieniu drutów robiących za końcówki lutownicze:

Na koniec przymiarka czy pasują do siebie (bez klejenia jeszcze):

Teraz nastąpiła najtrudniejsza część - obliczanie i nawijanie ceweczek. Na szczęście nawijarka spisała się znakomicie
Oto one:

Niestety na najwyższym zakresie (8-25MHz) obserwuję znaczny spadek napięcia generowanego przez generator - mimo podkręcenia na max potencjometru dostarczającego napięcie na lampę, poziom sygnału jest ledwo widoczny na mierniku.
Cewka tego zakresu (której nie pokazałem na zdjęciu, bo jest wlutowana testowo do q-metru) podobna jest z wyglądu do tej gwiaździstej widocznej na zdjęciu z lewej strony, tyle, że jest wykonana z ceramiki. Nawinięte jest 9 zw DNE 1,0 - niestety nie mam w tym momencie srebrzanki.
Podłaczenie cewek jest w tej chwili dość prowizoryczne - badałem tylko czy zakresy regulacyjne są takie jak planowałem (musiałem dokonać kilku korekt i od nowa wykonać niektóre cewki, bo ich indukcyjność była inna od zamierzonej), więc może przy montażu docelowym poziom napięcia wyjściowego trochę się polepszy.
Nie zaszkodzi też "pokombinować" trochę z samą cewką - może odczep dać wyżej (teraz jest na 1/3)?
W oryginale była lampa ECC81 - ja dałem ECC85 - może to ma też jakiś wpływ na generację na wysokich f?
Trzeba będzie trochę doświadczeń zrobić.

Zastanawiam się też nad ew. dodaniem gniazda na zewnętrzny generator w przypadku gdyby była potrzebna wysoka częstotliwość, a mnie nie udało się jej uzyskać tutaj bezpośrednio

Ale ogólnie można powiedzieć, że obyło się bez problemów przy uruchamianiu - można powiedzieć, że urządzenie "z kopa" ruszyło - teraz przechodzę do fazy dostrajania i później kalibracji.
To będzie najciekawsze

[Jado]

Dla tych co lubią oglądać zdjęcia (a widze że sporo, niestety mało jest piszących) - kilka nowych

Zespół cewek wraz z przełącznikiem zakresów gotowy do wmontowania do Q-metru:

Jak widać udało mi się znaleźć kawałek srebrnego drutu do nawinięcia cewki zakresu 8-25MHz.

Po zamontowaniu do wnętrza, Q-metr wygląda teraz tak:

Po uruchomieniu możliwe jest już doprowadzenie obwodu do rezonansu, co można zaobserwować na mierniku wychyłowym.
Wyjaśniło się częściowo dlaczego przy najwyższych f amplituda sygnału z generatora znacząco spadała. Winowajcą okazał się miernik częstotliwości którego pojemność wewnętrzna stanowiła dość duże obciążenie dla wyjścia sygnału z generatora (podobnie rzecz się miała przy podłączeniu sondy oscyloskopowej (poj 25pF).
Nie obejdzie się zatem bez wtórnika katodowego dla odseparowania częstościomierza od wyjścia generatora (prawdopodobnie na małej lampce subminiaturowej lub nuwistorze - żeby się zmieściło).
Bez podłączania częstościomierza sygnał z generatora zachowuje odp. amplitudę aż do 20MHz (generator generuje jeszcze do 30MHz). Warto by jeszcze sprawdzić jaki wpływ na poziom napięcia ma układ prostownika diodowego+wskaźnika, a także kabel doprowadzający sygnał w.cz. do mostka pomiarowego (dość gruby kabel w.cz. w ekranie) i sam mostek.
Przy najwyższych częstotliwościach widać też minimalny spadek poziomu sygnału z generatora w momencie dostrojenia obwodu pomiarowego do rezonansu (o grubość wskazówki miernika).

Na koniec zdjęcie z "pomiaru" cewki:

[HaMar]

Witam w świątecznym dniu, z Serdecznymi Życzeniami Świątecznymi dla ogółu triodowiczów a szczególnie dla Jado tak wytrwale walczącego z budowanym sprzętem.
Jado, ponieważ skarżysz się że wszyscy oglądają (a doprawdy jest co) lecz mało piszą, postaram się zapełnić choć częściowo tą lukę. Z twojego "monologu" wynika że uporałeś się z najwyższym zakresem generatora. Mam jednak pytanie, gdzie mierzyłeś częstotliwość - na obwodzie rezonansowym? Czy nie lepiej za już istniejącym wtórnikiem, czyli na katodzie V1B? Może się mylę ale, podłączona tam sonda nie powinna tak silnie obciążać układu
I jeszcze moja ciekawość: gdzie ostatecznie ustaliłeś odczep cewki dla najwyższego zakresu?

[Jado]

Witam ,witam Dzięki!

Napięcie do częstościomierza pobierałem z katody V1B - przez kondensator 1nF.
Do częstotliwości mniejszych od 8-10 MHz wszystko działa świetnie, nie widać wpływu częstościomierza na napięcie wyjściowe, ale im wyżej to napięcie to "wycieka" gdzieś i przy 15-20MHz gwałtownie maleje. Solid state staje się płynny.
Podejrzewam, że oprócz samej sondy miernika znaczne obciążenie wprowadza też prostownik jak i mostek pomiarowy - będę musiał zrobić doświadczenie odłączając je.
Mam stary rosyjski "wysokoczastotnyj woltmetr" B3-15A, który jak zauważyłem wprowadza minimalne obciązenie (nawet na najniższym zakresie ) w porównaniu z sondą częstościomierza czy oscyloskopu, więc będę mógł nim zmierzyć czy napięcie na katodzie podskoczyło po odłączeniu w/w układów.
Nawet tak myślałem, że gdyby okazało się, że oryginalny QM-1-owy miernik na diodzie germanowej (układ prostownika szczytowego) wprowadzał duże obciążenie, to można by skopiować schemat z tego miernika - tez jest na diodach germanowych, ale dwóch.

Jeśli chodzi o odczepy to zauważyłem (analizując schematy innych generatorów z podanymi parametrami cewek), że im wyższa częstotliwość, tym odczep jest trochę wyżej. Dla najniższych f dałem już na 0,21, a dla najwyższej 0,3 (czyli jeśli cewka 8-25MHz ma 9 zwojów, to odczep jest na 3-cim).

Niestety - jeśli chodzi o skalowanie, to nie będzie to łatwe....
Najlepsza byłaby cewka wzorcowa (kilka) o znanym Q - i znając to Q tak ustawić odczyt na mierniku, żeby wskazywał właściwą wartość.
Próbowałem mierzyć jednocześnie napięcie na kondensatorze wzorcowym 5000pF i kondensatorze zmiennym obwodu rezonansowego, aby określić ich wielkość i obliczyć Q, ale układ zachowuje się dziwnie.
Napięcie na kondensatorze 5000pF w momencie rezonansu rośnie równocześnie z napięciem na kondensatorze obwodu rezonansowego - tak jakby napięcie obwodu rezonansowego odkładało się na nim albo następował na nim spadek napięcia w takt zmian prądu obwodu rezonansowego. Tak czy inaczej im większe napięcie na obwodzie rezonansowym, tym jednocześnie większe na kondensatorze 5000pF - i stosunek tych wielkości jest wciąż ten sam - około 15.
Może następuje jakieś przesunięcie fazowe między tymi napięciami - będę musiał to jeszcze dokładnie obejrzeć.
Tak czy inaczej trudno określić jakie jest napięcie wejściowe zasilające obwód rezonansowy, a bez tego nie ma jak obliczyć stosunku tych napięć czyli Q....

Umyśliłem sobie jeszcze inny sposób. Odłączyć cewkę, a następnie doprowadzając znane napięcie z generatora w.cz tak podregulować trymerem C8, żeby powstał jakiś równy stosunek podziału np. 1:100, 1:200 - to będzie można pomierzyć oscyloskopem albo B3-15A (na niższych f, żeby nie obciążały dzielnika).
Natomiast do woltomierza lampowego (zamiast cewki zaciski L zwarte drutem) doprowadzić napięcie zmienne z innego generatora i wyskalować go po prostu w voltach?
Następnie znając stosunek podziału dzielnika (czyli napięcie jakie powinno się pojawić na wejściu obwodu rezonansowego) i odczytując napięcie na kondensatorze rezonansowym voltomierzem lampowym, będzie można określić Q.
Pytanie tylko czy napięcie na kondensatorze wzorcowym 5000pF zmierzone bez obciążenia obwodem rezonansowym będzie takie same również po dołączeniu tego obwodu.
Przed Świętami nie za bardzo był czas aby to dokładnie pomierzyć wszystko - na razie więc próbuję ugryźć problem od strony rozumowej.

[HaMar]

Na wstępie dwa pytania:
- jaki masz częstościomierz (Rin/Cin)?
- jaki jest w przybliżeniu poziom sygnału (zakres poziomów) na katodzie V1B?
i ciekawostka do przemyślenia: przy pojemności oscyloskopu (sondy oscyloskopu) rzędu 15-20pF reaktancja wnoszona przy 20MHz to 530-398Ohm. Nie powinno to tak bardzo „dławić” sygnału z wtórnika, zważywszy że (jak gdzieś tu już pisałem) jest on stale obciążony detektorem pomiaru poziomu a to aż 1nF do masy przez diodę. Jakoś „na wyczucie” wydaje mi się że jest jeszcze inne, nie rozpoznane obciążenie. Może warto zastanowić się nad jakością kabli pomiarowych? Ale może się mylę

Od chwili mojego zainteresowania się tym wątkiem, dużo zastanawiałem się jak dokonać kalibracji budowanego Q-metra. Wnioski na chwilę obecną są jedynie garścią luźnych uwag, może wspólnie wypracujemy metodę, jako że mnie również taka kalibracja czeka. Obiecuję że łatwo nie będzie , mam jednak nadzieję że doprowadzi to do celu.

Popraw proszę lub rozwiń moje uwagi:
- pierwsza (dedukując z instrukcji QM1), na kalibrację wskazań Q mostka pomiarowego nie ma wpływu częstotliwość. Zgodnie z instrukcją wystarczy jedna cewka o znanej indukcyjności i dobroci aby po wstrojeniu mostka dokonać kalibracji wskazań (za pomocą trymera C8) wyskalowanego fabrycznie mikroamperomierza i będą one poprawne dla wszystkich innych kombinacji częstotliwości i indukcyjności. Zalecana przez producenta częstotliwość kalibracyjna to 1MHz. Znajdująca się na wierzchu miernika tabelka częstotliwości pomiarowych dotyczy tylko pomiaru L.
- problemem jest fakt że Twój wskaźnik nie jest wyskalowany oraz że nie znamy (nawet w przybliżeniu) napięci pomiarowego oryginalnego QM-1. Dodatkowo użyta dioda półprzewodnikowa może mieć całkiem inna charakterystykę niż Heathkit’a (a nie znamy nawet typu tej ostatniej).
- dobroć cewki zależy od stosunku jej reaktancji dla częstotliwości pomiarowej do (w najprostszym przypadku) rezystancji uzwojenia (lub/i strat w izolacji/rdzeniu/związanych ze zjawiskiem naskórkowości). Dla niższych częstotliwości, prawidłowo wykonanej cewki (nawinięcie koszykowe, duża średnica, karkas ceramiczny, brak rdzeni ferro) i naszych „amatorskich” potrzeb, można przyjąć że jest to tylko Xl/R.
- moja propozycja kalibracji: wykonaj cewkę (z założeniami jak punkt wyżej) o indukcyjności 125uH co pozwoli na jej zestrojenie z mostkiem pomiarowym przy 1MHz i około środkowego położenia kondensatora mostka. Przyślij do mnie, zmierzę ją przy 1MHz na analizatorze RLC (indukcyjność, dobroć, rezystancja, pojemność) i odeślę. Tu „pobożne życzenie” – wskazane aby miała Q około 250 (lub więcej!). Teraz można (po wstrojeniu częstotliwościowym mostka i przy C8 ustawionym na ½) ustalić wskazania Q, za pomocą zmiany napięcia z generatora, na koniec skali (lub na zmierzoną Q cewki). Następnie na wskaźniku poziomu zaznaczamy poziom kalibracyjny X1.
Kolejne kroki to dołączenie szeregowo z wzorcową cewką bezindukcyjnych rezystorów o wartościach degradujących Q takiego układu do 200/150/100/50, wyliczonych z zależności Xl/R. Pozwoli to na naniesienie punktów Q=50/Q=100… na skali miernika, dalszy krok to interpolacja skali pomiędzy naniesionymi punktami.
Zmniejszamy poziom generatora tak aby wskazanie Q spadło do 125 i zaznaczamy na wskaźniku poziomu drugi punkt kalibracyjny X2.
- proponuję wykonać taką samą kalibrację dla np 150kHz (i odpowiedniej cewki) co powinno pozwolić jeszcze bardziej uniezależnić się od strat w cewce innych niż rezystancja uzwojenia.
- możesz oczywiście nawinąć (i przysłać do obmierzenia) kilka cewek dla sprawdzenia poprawności kalibracji na różnych zakresach częstotliwości .

Jeżeli gdzieś „poszedłem na skróty” i tekst jest mało zrozumiały proszę o korektę

[Jado]

Ponieważ już późno, to nie odniosę się teraz do Twojego postu - zrobię to jutro.
Natomiast poczytałem trochę o samym wtórniku i tu jest chyba wyjaśnienie jego zachowania przy większych częstotliwościach:
To cytat z artykułu na fonarze: http://www.fonar.com.pl/audio/teoria/po ... 10/wzm.htm

4.0. Wyjściowa pojemność wtórnika katodowego i jego główna wada

Wtórnik katodowy działa tak, jak zostało opisane poprzednio, pod warunkiem, że w obwodzie katody znajduje się tylko opór. W praktyce jednak opór ten jest zbocznikowany małą pojemnością (rys.4), na którą składa się wiele czynników, jak pojemność wejściowa następnego stopnia, pojemności szkodliwe (międzyprzewodowe) itd.

Po dodaniu tej pojemności układ (rys.4) przypomina swym wyglądem "detektor o nieskończonej oporności" (detektor o nieskończenie wielkiej oporności opisany jest dalej) i rzeczywiście nim jest.
Właśnie ta pojemność, która przemienia wtórnik katodowy w taki detektor, powoduje zniekształcenia i jest źródłem poważnego kłopotu. Wszędzie, gdzie opór i pojemność są skojarzone, prąd zmienia się eksponencjalnie, a osiąga swoją ostateczną wartość dopiero po pewnym czasie. Czas ten jest zależny od iloczynu oporności i pojemności i równa się tzw. stałej czasu t=CR.

Zmiana w napięciu katodowym, biorąc pod uwagę te dwa wypadki, wynosi: 50-5=45V dla 50V zmiany w wejściu. "Wzmocnienie"=45/50=0,9. Przedpięcie wynosi w 1-szym wypadku -5V i 0V w drugim. Przypuśćmy, że lampa nie przewodzi prądu przy przedpięciu =-10V. Wszystkie te rozważania są zgodne z prawdą jeśli pojemność C=0. Biorąc pod uwagę pojemność C, załóżmy wypadek (b), czyli siatka-ziemia =+50V, prąd anodowy Ia=5mA, katoda-ziemia =+50V. Przedpięcie =0V. Dajmy na to, że na wejściu przychodzi ujemny impuls =-50V. Gdyby pojemności C nie było, prąd spadłby do 0,5mA (nastąpiłyby warunki wypadku (a)). Lecz obecność pojemności C nie zezwala na natychmiastową zmianę prądu anodowego. Napięcie katody może spaść tylko eksponencjalnie, przez wyładowanie się C poprzez oporność obwodu.

Z tego powodu, podczas gdy napięcie siatka-ziemia spadło do zera, katoda wciąż pozostaje pod potencjałem +50V. Czyli przedpięcie na siatce wynosi -50V, co jest znacznie powyżej zatykającego przedpięcia (-10V). Podczas zatkania wtórnik katodowy traci wszystkie swe własności, oporność wyjściowa przestaje być, tak pożądanie niska, a staje się równa nieskończoności (lampa nie przewodzi).

Zauważyłem, że do spadku napięcia wystarczy samo podpięcie kabla BNC nie podłączonego do niczego - przetestowałem tak kilka kabli. Niektóre dawały mniejszy spadek napięcia inne większy, a w jednym przypadku spadek zależał od tego która stroną był ten kabel podpięty - tak jakby samo gniazdo BNC (materiał izolacyjny?) miało wpływ na poziom napięcia wyjściowego (widać, że te gniazda mają inną izolację jedna jest przezroczysta, druga czarna).
Wygląda na to, że główną rolę gra tu pojemność, ew. stratność materiału izolacyjnego kabla.
Jutro sprawdzę podłączając jakiś mały kondensatorek na wyjście BNC (czyli katodę wtórnika) czy nadal spadnie - jeśli nie to wyglądałoby, że główną rolę gra stratność w kablu?

[Jado]

Na wstępie dwa pytania:
- jaki masz częstościomierz (Rin/Cin)?

Ten częstościomierz to samoróbka sprzed 21 lat w/g schematu z któregoś radioelektroników, więc nie powiem ile, bo nie wiem

- jaki jest w przybliżeniu poziom sygnału (zakres poziomów) na katodzie V1B?

Ustaliłem na ok 0,5V w/g wskazań B3-15A, a w/g oscyloskopu jest to jakieś 1,35V pp.
Przy większych amplitudach powstają zniekszatałcenia sinusoidy. Ponieważ mój miernik (ten podświetlony) ma czułość 25uA czyli 2 razy większą niż ten oryginalny od QM-1, a przy napięciu 0,5V wskazówka znajduje się w połowie skali, to ten mniej czulszy pokazywałby w tej sytuacji 0,25 skali czyli mniej więcej to co widzimy jako kreski na skali miernika od QM-1.

i ciekawostka do przemyślenia: przy pojemności oscyloskopu (sondy oscyloskopu) rzędu 15-20pF reaktancja wnoszona przy 20MHz to 530-398Ohm. Nie powinno to tak bardzo „dławić” sygnału z wtórnika, zważywszy że (jak gdzieś tu już pisałem) jest on stale obciążony detektorem pomiaru poziomu a to aż 1nF do masy przez diodę. Jakoś „na wyczucie” wydaje mi się że jest jeszcze inne, nie rozpoznane obciążenie. Może warto zastanowić się nad jakością kabli pomiarowych? Ale może się mylę

Podłączyłem na wyjście kondensatorek 24pF i napięcie spadło tak o 0,1V czyli pojemność ma już jakieś znaczenie, natomiast sam kabel pomiarowy zdusza napięcie do 0,05V czyli prawie do zera, a sama wyczka BNC zmniejsza poziom sygnału o jakieś 0,025V.
Obawiam się, że w tej sytuacji sam wtórnik niewiele pomoże - owszem napięcie na katodzie nie będzie już spadać, ale na wyjściu tego drugiego wtórnika już owszem, a przy tak małej amplitudzie częstościomierz "nie załapie". Trzeba by dołożyć jakiś wzmacniacz - albo wymienić kable pomiarowe A może chodzi o niedopasowanie impedancji falowej kabla - wtórnik 600R, kabel 50R? Może gdyby zmniejszyć rezystor katodowy do 50R (w tym drugim wtórniku), to wtedy nie byłoby takiego spadku napięcia.
Sonda oscyloskopowa tektronixa 1:10 powoduje zmniejszenie sygnału o 0,1V. Wszystkie powyższe pomiary wykonywałem przy częstotliwości 19,2MHz - mam akurat taką jedną cewkę - 10zw drutem 1,5mm, powierzna. Ciekawe, że taka cewka ma lepsze Q niż cewka krzyżowa (jakaś przypadkowa z pudełka) nawijana licą - oczywiście ta druga mierzona na znacznie mniejszej f.

Od chwili mojego zainteresowania się tym wątkiem, dużo zastanawiałem się jak dokonać kalibracji budowanego Q-metra. Wnioski na chwilę obecną są jedynie garścią luźnych uwag, może wspólnie wypracujemy metodę, jako że mnie również taka kalibracja czeka. Obiecuję że łatwo nie będzie , mam jednak nadzieję że doprowadzi to do celu.

No łatwo nie będzie, ale jak się powiedziało A (czyli zbudowało Q-metr), to teraz trzeba powiedzieć B (czyli go skalibrować).
Chociaż nawet bez kalibracji Q-metr umożliwia osiągnięcie jakiś punktów odniesienia - jeśli by się robiło cewki, to można stwierdzić która ma lepsze parametry (większe wychylenie) nie znając dokładnie wartości Q.

Popraw proszę lub rozwiń moje uwagi:
- pierwsza (dedukując z instrukcji QM1), na kalibrację wskazań Q mostka pomiarowego nie ma wpływu częstotliwość. Zgodnie z instrukcją wystarczy jedna cewka o znanej indukcyjności i dobroci aby po wstrojeniu mostka dokonać kalibracji wskazań (za pomocą trymera C8) wyskalowanego fabrycznie mikroamperomierza i będą one poprawne dla wszystkich innych kombinacji częstotliwości i indukcyjności. Zalecana przez producenta częstotliwość kalibracyjna to 1MHz. Znajdująca się na wierzchu miernika tabelka częstotliwości pomiarowych dotyczy tylko pomiaru L.

No tak piszą, chociaż przy najwyższych f jak widać zachodzą różne zjawiska i podejrzewam, że dokładność na tym cierpi.
Sam pisałeś, że kondensator mierzony na niskiej f miał większą pojemność niż na 1MHz, a ciekawe jak przy 20MHz by było?
Ale dla niższych zakresów chyba powinno być w miarę jednakowo.

- problemem jest fakt że Twój wskaźnik nie jest wyskalowany oraz że nie znamy (nawet w przybliżeniu) napięci pomiarowego oryginalnego QM-1. Dodatkowo użyta dioda półprzewodnikowa może mieć całkiem inna charakterystykę niż Heathkit’a (a nie znamy nawet typu tej ostatniej).

No ja dałem 0,5V - jak wyżej pisałem. W sąsiednim wątku od diodach wypłynęła informacja o diodzie GD507, która ma dobre parametry częstotliwościowe (do 1GHz jak piszą), więc taka dioda zapewni chyba dobre wskazanie do max częstotliwości naszego Q-metru. W tej chwili dałem AAY 37 - diodę ze złotym drutem (brzmi jak z James'a Bonda ).
Spore znaczenie ma też tutaj kształt przebiegu - przy czystej sinusoidzie wskazanie (porównywane z oscyloskopem) jest takie samo. Natomiast przy zmianie kształtu przebiegu - jego wskazówka pokazuje ten sam punkt, a pomiar oscyloskopem stwierdza, że napięcie jest niższe. U Łapińskiego w "Miernictwie teleelektrycznym t.4" wyczytałem, że podobno lepsze są pod tym względem prostowniki międzyszczytowe, które dają przy okazji dwa razy większe wychylenie miernika - można by to kiedyś sprawdzić.

- dobroć cewki zależy od stosunku jej reaktancji dla częstotliwości pomiarowej do (w najprostszym przypadku) rezystancji uzwojenia (lub/i strat w izolacji/rdzeniu/związanych ze zjawiskiem naskórkowości). Dla niższych częstotliwości, prawidłowo wykonanej cewki (nawinięcie koszykowe, duża średnica, karkas ceramiczny, brak rdzeni ferro) i naszych „amatorskich” potrzeb, można przyjąć że jest to tylko Xl/R.

No raczej tak - chociaż czytałem gdzieś, że im większa średnica tym większa pojemność własna cewki. Z ciekawostek - cewka anteny ferrytowej mierzona jako pusta (bez ferrytu) ma dość małe Q - po włożeniu pręta ferrytowego wskazówka szybuje poza skalę - najwięcej ze wszystkich cewek jakie do te pory próbnie mierzyłem.
Natomiast umieszczenie cewek z dużymi rdzeniami w generatorze powoduje znaczne zniekształcenia sinusoidy i duże różnice w amplitudzie napięcia przy przestrajaniu.

- moja propozycja kalibracji: wykonaj cewkę (z założeniami jak punkt wyżej) o indukcyjności 125uH co pozwoli na jej zestrojenie z mostkiem pomiarowym przy 1MHz i około środkowego położenia kondensatora mostka. Przyślij do mnie, zmierzę ją przy 1MHz na analizatorze RLC (indukcyjność, dobroć, rezystancja, pojemność) i odeślę. Tu „pobożne życzenie” – wskazane aby miała Q około 250 (lub więcej!). Teraz można (po wstrojeniu częstotliwościowym mostka i przy C8 ustawionym na ½) ustalić wskazania Q, za pomocą zmiany napięcia z generatora, na koniec skali (lub na zmierzoną Q cewki). Następnie na wskaźniku poziomu zaznaczamy poziom kalibracyjny X1.
Kolejne kroki to dołączenie szeregowo z wzorcową cewką bezindukcyjnych rezystorów o wartościach degradujących Q takiego układu do 200/150/100/50, wyliczonych z zależności Xl/R. Pozwoli to na naniesienie punktów Q=50/Q=100… na skali miernika, dalszy krok to interpolacja skali pomiędzy naniesionymi punktami.
Zmniejszamy poziom generatora tak aby wskazanie Q spadło do 125 i zaznaczamy na wskaźniku poziomu drugi punkt kalibracyjny X2.
- proponuję wykonać taką samą kalibrację dla np 150kHz (i odpowiedniej cewki) co powinno pozwolić jeszcze bardziej uniezależnić się od strat w cewce innych niż rezystancja uzwojenia.
- możesz oczywiście nawinąć (i przysłać do obmierzenia) kilka cewek dla sprawdzenia poprawności kalibracji na różnych zakresach częstotliwości .

Nie ma problemu - zrobię kilka cewek i przyślę - może nawet niektóre umieszczę w kubku ekranującym, tak jak to się widzi w opisach cewek wzorcowych fabrycznych q-metrów.

Jeżeli gdzieś „poszedłem na skróty” i tekst jest mało zrozumiały proszę o korektę

Dla mnie wszystko jasne

Z uwag odnośnie samego q-metru mogę dodać od siebie:
- zastosowanie jako potencjometrów, potencjometrów drutowych 10-obrotowych znakomicie spełniło swoją rolę - zwłaszcza, że potencjometr do regulacji napięcia na generator jest dość obciązony (prąd ok 8mA) i nawet robi się lekko ciepły.
Dokładność regulacji jest b. dobra przy 10 obrotach. Jedynie przy przejściu na max f gdy amplituda spada, trzeba się trochę nakręcić, żeby go do oporu w prawo podkręcić (ale to gdzieś tak od połowy zakresu dopiero)
- stabilność częstotliwości jest dobra - mostek pozostawiony w stanie rezonansu na kilkadziesiąt minut, na najwyższym zakresie nie wykazuje jakiegoś znaczącego odstrojenia, może minimalnie.
- napięcie na rezystorze 5,6R w żarzeniu lampy 6AL5 spada o jakieś 1,45V dając w efekcie żarzenie lampy na poziomie 5VAC.

[Jado]

Dzisiaj zrobiłem kilka doświadczeń z Q-metrem.
Chciałem zorientować się jakie obciążenie dla wtórnika wprowadzają : mostek pomiarowy i detektor diodowy.
Okazuje się, że detektor diodowy wnosi stosunkowo niewielkie obciążenie - napięcie przysiada z 0,92Vsk do 0,85V (f = 31MHz)
Natomiast mostek pomiarowy z kablem wprowadza już duże obciążenie - napięcie z 0,85V przysiada do 0,27V po dołączeniu mostka (f=31MHz).
Ponieważ z wcześniejszych testów wynikało, że największe tłumienie wprowadza kabel w ekranie, to wywaliłem dotychczasowy kabel doprowadzający sygnał z wtórnika do trymera C8 - ten kabelek liczył sobie 21cm. Dałem kabel bez ekranu, ale też w izolacji w.cz. - podobnej do tej jaka była w płaskim kablu 300 Ohm. Kabel oddalony jest od chassis, jak i innych kabli - wisi "w powietrzu".

Od razu poprawiło to poziom sygnału na wyjściu wtórnika - teraz poziom 0,5Vsk utrzymuje się aż do 26MHz - dopiero później spada poniżej tego poziomu (bez mostka sygnał ten utrzymuje poziom 0,85V przy fmax=31MHz - niestety bez mostka nie da się używać q-metru )
Myśle, że to wystarczy (musi)- skoro oryginalny QM-1 generował tylko do 18MHz.
W sumie generator przestraja w zakresie 65kHz-31MHz w 6 podzakresach, z czego jak wyżej napisałem efektywne napięcie mam do 26MHz.

Wymiana kabla z ekranowanego na nieekranowany spowodowała o dziwo... zmniejszenie wskazań (mniejsze Q) dla cewki 10zw drutem 1,5mm. Wskazanie spadło przynajmniej o połowę - tak jakby ktoś pokręcił trymerem C8 i zmniejszył poziom sygnału dochodzącego do mostka
Jak widać wszystko tu może mieć wpływ na wskazania - pytanie, które były prawidłowe?

[HaMar]

Swoją odpowiedź rozpocznę od „drążenia” problemu „obciążania” wtórnika katodowego. Widać że daje tutaj znać o sobie zjawisko opisane w cytowanym przez Ciebie artykule z Fonaru, wywołane pojemnością przyłączanych kabli i sond pomiarowych, ale wobec spadku tylko o 20% to chyba nie jedyny problem . Pojemność sond Tektronix’a to około 20pF (nie wiem jakich używasz, 1:1/1:10, model, warunki kompensacji) więc będą „dusić” podobnie jak C=24pF. Słusznie zauważasz że przy tej częstotliwości pewne znaczenie może też mieć dopasowanie impedancyjne kabli i urządzeń współpracujących, szczególnie „niewiadomego” częstościomierza (i nie mam tu nic do „samoróbki”, raczej do jej „niewiadomych” parametrów). Jednak jeżeli podłączenie kabla pomiarowego powoduje spadek z 0,5V do 0,05V (Uskutecznego@20MHz) to IMHO taki kabel ma swoje miejsce w koszu na śmieci
Jeszcze tylko pytania: czy zachowałeś wszystkie zasady pomiaru w.cz. i czy spadek ten jest w punkcie przyłączenia czy na końcu tegoż kabla. W drugim przypadku to tylko tłumienność kabla którą należy uwzględnić w wynikach pomiarów lub WYMIENIĆ KABEL
Podsumowując powyższe, mocno dyskusyjne wydaje się pobieranie sygnału do pomiaru częstotliwości generatora z wyjścia wtórnika zasilającego mostek. Myślę że należało by to rozwiązać inaczej, przy niewielkiej wartości tego napięcia można rzeczywiście pomyśleć o wzmacniaczu dołączanym za wtórnikiem.
Faktem jest że, w czasach gdy powstawał QM1 takich problemów nie było wobec braku ogólnodostępnych częstościomierzy liczących! Powstał w czasach obecnych i może obecnymi metodami należało by go rozwiązać (np. jakiś monolityczny wzmacniacz szerokopasmowy poprzedzony wtórnikiem na CMOS’ie)? Jednak ucierpi na tym „koszerność” konstrukcji!

Wartości napięcia pomiarowego które podajesz (0,5Vskutecznego i 1,35Vpp), potwierdzają poprawność pomiaru oboma metodami. Usk to połowa Upp podzielona przez pierwiastek z 2 (przepraszam za taki zapis ale napisanie tego w „edytorku” Triody przerasta moje możliwości ). Oczywiście jest to prawdziwe tylko dla przebiegu sinusoidalnego, co już pośrednio zauważyłeś w swoich uwagach o zaniżaniu pomiaru Upp oscyloskopem przy obecności zniekształceń napięcia mierzonego.

Co do diody miernika poziomu. Mam kilka różnych „ostrzówek”, w tym wspomnianą GD507. Mogę (ale to po nowym roku, bo obecnie jestem na urlopie) złożyć (w tym wypadku to wielkie słowo ) woltomierz jak w QM1 i wypróbować w przedziale powiedzmy 100kHz do 38MHz (taki generator mam dostępny bez „proszenia”) z różnymi diodami. Co o tym myślisz?

Ostatnia sprawa, dziękuję z końcowe uwagi. Będą cenne w chwili uruchamiania mojego egzemplarza. Tu muszę się pochwalić, zdobyłem kondensatory 15-550pF z wbudowaną „chytrą” przekładnia planetarną 8:1 oraz izolatory ceramiczne do portów pomiarowych. Zrobię zdjęcia to, jeżeli pozwolisz, wkleję je tu (te kondensatorki to istne cacko!).

C.D. dopisuję ponieważ kolega Jado wbił się pierwszy przed moją odpowiedzią

- dopiero teraz zauważyłem że chciałeś być lepszy od Heathkit'a rozszerzając zakres generatora, to cierp i myśl jak to zrealizować
- zaczynam nabierać przekonania że używane przez Ciebie kable ekranowane to hmm.... nadają się do sam wiesz czego. Swoją drogą, może warto jako przyłącze generator-mostek użyć zwykłej, nie izolowanej srebrzanki . Zobacz też w instrukcji i na zdjęciach wnętrza, jest tam prowadzony najkrótsza drogą odcinek izolowanej "krosówki"
- nadgorliwość (w tym wypadku w użyciu kabli ekranowanych) nie zawsze popłaca
- prawidłowe są/będą wskazania skalibrowanego odpowiednim wzorcem urządzenia, bez względu na to jak i na czym będzie zbudowane.