Lampowy Q-metr

[Jado]

Dzisiaj przyszła przesyłka z lampkami od kolegi HaMar
Wielkie dzięki za lampki i wytrwałość w wysyłaniu!

Okazało się, że zielona oprawka pasuje do gwintu który miałem, wystarczyło więc podmienić tylko kapturek i gotowe.

Teraz całość wygląda tak:

[AZ12]

Witam

Wysoko umieszczone gniazdo BNC trochę tu nie pasuje, chyba, że częstościomierz będzie na nim stał.

[Jado]

O tym gnieździe pisałem już wcześniej. Zresztą zastanawiałem się nad tym czy w ogóle je dawać, ale ponieważ później byłoby je trudno dodać (po położeniu forniru), to się na nie zdecydowałem.
Jest tak wysoko dlatego, że mieści się tuż przy lampie V2B, tak żeby przez kondensator można było je z nią łatwo połączyć.
To wejście woltomierza lampowego Q-metru.

A gniazdo pomiarowe dla miernika częstotliwości to to drugie - na dole.

[Jado]

Po długiej przerwie wracam trochę do Q-metru.
Na początek (przy okazji innych prac nad emblematami z mosiądzu) wykonałem napisy pod gałki, gniazda i mierniki do Q-metru.
Oto kilka zdjęć.

Widok ogólny:

I zbliżenia:

Q-metr elektrycznie i mechanicznie już jest praktycznie gotowy (pozostało dodanie wskazówki i soczewki do skali bębnowej) - ale wciąż nie został wyskalowany.
Brakuje też cewek wzorcowych o znanym Q (przy danej pojemności i częstotliwości).

Mam jednak nadzieję, że odświeżenie tego tematu zachęci mnie do ostatecznego dokończenia urządzenia

A może również koledzy HaMar i Gustaw353, którzy mieli zamiar skonstruować swoje Q-metry, nabiorą chęci do ich realizacji (no chyba, że już to zrobili nie mówiąc nic nikomu albo zakupili fabryczne q-metry i plany samodzielnego wykonania stały się nieakatualne).

Ja natomiast będę musiał trochę odświeżyć pamięć co do zasady działania i skalowania q-metru - po kilku latach przerwy człowiek "wychodzi z tematu"

[HaMar]

Z duuuużym opóźnieniem zauważyłem ze temat "odżył" za sprawą założyciela.

Z mojej strony projekt Q-metra "zawisł" na skompletowaniu podstawowych elementów. Przyczyny tego są dwie, jak już gdzieś tu wspominałem - notoryczny brak czasu oraz "brak przymusu" - jako że na chwilę obecną mam dostęp do fabrycznego miernika RLC z pomiarem Q w zakresie do 5MHz. Niestety, jako że w życiu nic nie trwa wiecznie, wiem że ta druga przyczyna zamknie się za około 5 miesięcy. W tym czasie swojego Q-metra raczej nie zbuduję (bo przyczyna nr1 ) ale mogę pomóc Tobie wyskalować prawidłowo ten już zrobiony a tym samym zrobić wzorce" na przyszłość również dla siebie .
Proponuję, jeżeli dysponujesz chwilą czasu, abyś przygotował kilka cewek (wg. uznania z jakiego drutu, mogą być na rdzeniach kubkowych i/lub bez) podesłał je do mnie. Zmierzę dla różnych częstotliwości, opiszę i odeślę Tobie. Będziesz miał "wzorce" do skalowania Q-metra. Sam mam kilka gotowych na kubkach, również mogę je Tobie podesłać już pomierzone. Co sądzisz o takim rozwiązaniu?

[Jado]

Super Widzę, że temat odżył jeszcze we właściwym czasie (tj. że jeszcze jest dostęp do mostka RLC).
Z tego co widziałem, fabryczne cewki wzorcowe były zamknięte w metalowych kubkach - zastanawiam się czy też powinienem je tak zaekranować czy też może wystarczy jak cewki będą w kubkach ferrytowych, które też są dosyć zamkniętym obwodem magnetycznym. Będę musiał zrobić próbę.

Z ciekawostek dotyczących samego Q-metru - niedawno postanowiłem przeczyścić trochę szybkę miernika (tego dużego), a właściwie podpolerować, bo kiedyś kapnęło mi na nią coś, co zmyłem potem benzyną, ale po tej benzynie szybka stała się lekko matowa.
Tak więc dosyć sporo tarłem ją.... No i naelektryzowała się tak, że wskazówka miernika (jego czułość to 40uA) podniosła się na 10 działkę nad zero - i tak stała.
Teraz - po 2 tygodniach opadła wreszcie i wychyla się tylko 0,5 działki ponad zero.
Jednak szybki szklane mają tą zaletę, że są odporne na zarysowanie i nie elektryzują się. Ale to tak przy okazji tematu

Tak więc - w tym tygodniu postaram się te cewki wzorcowe wykonać i będę mógł wysłać do pomiarów.

[Jado]

W tzw. międzyczasie udało mi się trochę jeszcze "dopieścić" Q-metr.
Dzięki uprzejmości Alka pożyczyłem od niego dwie cewki pomiarowe serii CPQL-1A.
Jedna pracująca na częstotliwości 300kHz, druga 1MHz.
Pierwsza z nich miała mieć dobroć 200, druga 100 (w/g instrukcji producenta).
Jadnak po podłączeniu do q-metru nie zachowują się one zgodnie z przewidywaniami. O ile ta pierwsza (300kHz) wykazywała duża dobroć, to ta druga mająca mieć q=100 @ 1MHz wykazuje dobroć rzędu 20 tylko.
Przyjąłem jednak, że ta pracująca na 300kHz jest tą dobrą i w/g niej wstępnie ustawiłem Q-metr.
Istnieje jeszcze jedna metoda kalibracji polegająca na odstrojeniu Q-metru o +-3dB od częstotliwości rezonansu i stosownych obliczeniach, wtedy można określić Q dla cewki o nieznanej dobroci.
Stosowny opis jest tutaj:

Kalibracja_bez_cewki_wzorcowej.pdf

(25.92 KiB) Pobrany 114 razy

Zastosowałem powyższą metodę i ta zdaje się potwierdzać kalibrację w/g pierwszej cewki pomiarowej (300kHz).
Niestety mój częstościomierz (samoróbka) ma za mało cyfr po przecinku, żebym mógł dokonać obliczeń z większą dokładnością (trzeba by się rozejrzeć za jakimś fabrycznym częstościomierzem (PFL?) ).

Nie mogąc dostać idealnie dopasowanej do moich potrzeb soczewki walcowej (do powiększenia skali pojemności kondensatora wzorcowego q-metru), poszedłem za radą kolegi Gustaw 353 i wykonałem soczewkę z kawałka plexi o grubości 10mm i wymiarach dopasowanych do okienka skali.
Szlifowanie - stopniowo od zgrubnego (papier 80) poprzez drobniejsze grubości (180, 300, 1000), aż do całkiem drobnych (1500, 2000, 2500), zakończone polerowaniem na szmatce z rozsmarowaną na niej pastą polerską czerwoną - dało zadowalający efekt w postaci gotowej soczewki.
Po wykonaniu uchwytu z mosiądzu mogłem ją przykręcić do płyty czołowej q-metru.

Teraz widać o wiele wyraźniej
Wskazówka wykonana jest z kawałka brzeszczotu od piłki włosowej (grubość 3/0), która idealnie nadała się do tego celu

Do położenia cewki na czas pomiaru wykonałem z kawałka plexi małą półeczkę - odejmowaną w razie czego na czas transportu.

Podczas pomiaru:

Dodałem też dodatkowy zakres Q x 4, bo niektóre cewki mogą wykazywać większą dobroć. Gniazdo BNC z prawej strony u góry podłaczone jest do anody diody detekcyjnej Q-metru tym samym umożliwiając wykorzystanie jego woltomierza lampowego do pomiarów zewnętrznych napięć zmiennych (np. podczas strojenia pośredniej w radioodbiorniku)
Kondensator dostrojczy (vernier) ma tymczasowo skalę papierową, ale docelowo będzie to trawiona w mosiądzu skala - dla utrzymania konwencji mosiężno-drewnianej urządzenia.
Gruba, metalowa obudowa cewek pomiarowych CPQL okazała się niezbyt udanym patentem. Nie jest w gnieździe pomiarowym połączona bezpośrednio z masą, lecz za pośrednictwem kondensatora 5nF (wzorcowego) - z masą. Dotknięcie palcem obudowy skutkuje więc wychyleniem wskazówki miernika poza skalę. Za to duża blacha zwiększa ponad miarę pojemność cewki ( o kilkanaście pF), która dodaje się do pojemności obwodu rezonansowego.

Pozostaje jeszcze wykonanie własnych cewek wzorcowych i wysłanie ich do kolegi HaMar celem określenia ich dobroci, a potem ponowne porównanie ze wskazaniami q-metru i ew. korektę.

Potem pozostają już tylko pomiary cewek i ich interpretacja

[zjawisko]

Jednak szybki szklane mają tą zaletę, że są odporne na zarysowanie i nie elektryzują się.

Jest taki multimetr (a właściwie cała seria) produkcji NRD - UNI11E. Całkiem przyzwoity, popularny i często można go dostać za dobre słowo. Bo raz, mało kto ma wystarczającą cierpliwość żeby go używać (hasło "2 baterie 9V i paluszek" wywołuje popłoch), a dwa - 90% egzemplarzy skończyło swój żywot śmiercią tragiczną. Po kilkunastu latach klej, którym szybkę wklejono w obudowę (jakiś DDRowska mutacja butaprenu, nasz zresztą zachowuje się podobnie) pęka i ta (dość masywna) szyba najzwyczajniej w świecie opada na wskazówkę ustroju całym ciężarem przygważdżając ją do skali. Ale dość bajania, do rzeczy - to szkiełko potrafiło się naelektryzować jak cholera, zresztą w instrukcji pisano, że jakiekolwiek pocieranie szmatkami może utrudnić pomiary.

Niestety mój częstościomierz (samoróbka) ma za mało cyfr po przecinku, żebym mógł dokonać obliczeń z większą dokładnością (trzeba by się rozejrzeć za jakimś fabrycznym częstościomierzem (PFL?) ).

Jeśli to wiaderko TTLów to sprawa jest banalnie prosta, ale to chyba jakiś miernik mikroprocesorowy? Wystarczyłoby po prostu wydłużyć czas bramkowania (dzieląc we właściwym miejscu układu częstotliwość wzorcową :10, :100, przez... ile starczy cierpliwości ). Wynik pomiaru przesunie się "w lewo", utracisz co prawda najbardziej znaczące cyfry (ale to żadna strata, bo przecież je znasz z poprzedniego pomiaru) ale zyskasz za to te mniej znaczące, po przecinku.
Właśnie tak jest to realizowane w częstościomierzach serii "małe" PFL - tylko 5 pozycji wyświetlacza i wskaźnik przepełnienia, ale wybierając coraz to dłuższe czasy bramkowania można zajrzeć za przecinek nawet dla fmax. Pomijam rzecz jasna sprawę dokładności takiego pomiaru za pomocą wzorca typu goły kwarc wepchnięty w piekarnik utworzony ze stada układów TTL...

edit:
Wśród rozmazanego opisu udało mi się dowidzieć, że przecież masz tam wybór czasu bramkowania. Nie da się go wydłużyć?

[Jado]

Ale dość bajania, do rzeczy - to szkiełko potrafiło się naelektryzować jak cholera, zresztą w instrukcji pisano, że jakiekolwiek pocieranie szmatkami może utrudnić pomiary.

A tego nie wiedziałem Ale chyba szkło nie elektryzuje się tak bardzo jak plastik. Ostatnio zresztą nauczyłem się odelektryzowywać (tfu co za słowo) szybki - jedną rękę przykłada się do szybki, drugą do masy urządzenia - i ładunek schodzi

Wśród rozmazanego opisu udało mi się dowidzieć, że przecież masz tam wybór czasu bramkowania. Nie da się go wydłużyć?

Owszem, ale wymyśliłem sobie tam taką funkcję - przepełnienia zakresu.
W momencie wystąpienia przeniesienia z ostatniego licznika sygnał ten załącza przerzutnik monostabilny wysterowujący swoim sygnałem wejście test układów 7447. Wtedy na wyświetlaczach widać same ósemki - co oznacza "przepełnienie zakresu" i że należy zwiększyć zakres pomiaru (ręcznie).
Mało tam brakowało w sumie do automatycznego wyboru zakresu...no, ale jakoś na to wtedy nie wpadłem. To moja stara konstrukcja z 1988r - w zasadzie to już zabytek
Musiał bym, więc odłączyć ten sygnał - wtedy można było by dokonać pomiaru.

Co do grzania TTL-i - masz rację jest to mały piecyk. Nawet wentylatorek tam umieściłem załączany czujnikiem rtęciowym

[zjawisko]

Ale dość bajania, do rzeczy - to szkiełko potrafiło się naelektryzować jak cholera, zresztą w instrukcji pisano, że jakiekolwiek pocieranie szmatkami może utrudnić pomiary.

A tego nie wiedziałem Ale chyba szkło nie elektryzuje się tak bardzo jak plastik. Ostatnio zresztą nauczyłem się odelektryzowywać (tfu co za słowo) szybki - jedną rękę przykłada się do szybki, drugą do masy urządzenia - i ładunek schodzi

Tak, to odelektryzowy(tu dodać odpowiednią ilość "wy", lepiej brzmi )wanie działa. Może to przez polistyrenową obudowę? Może ta elektrostatyka bruździ we wzmacniaczu pomiarowym o wysokiej Rwe? Nie mam pojęcia jak, elektronika jest zakryta metalowym ekranem, szybka jest ze szkła a to to elektryzuje się aż (nie)miło.

Owszem, ale wymyśliłem sobie tam taką funkcję - przepełnienia zakresu.
W momencie wystąpienia przeniesienia z ostatniego licznika sygnał ten załącza przerzutnik monostabilny wysterowujący swoim sygnałem wejście test układów 7447. Wtedy na wyświetlaczach widać same ósemki - co oznacza "przepełnienie zakresu" i że należy zwiększyć zakres pomiaru (ręcznie).

Fatalny wodotrysk. Wystarczy kontrolka sygnalizująca "przepełnienie", wtedy swobodnie można się "poruszać" po wyniku. Ta kontrolka w przypadku częstościomierza to bardziej informacja, że cały wynik "nie zmieścił się" na wyświetlaczu, a nie jak w przypadku np woltomierza - ostrzeżenie przed przeciążeniem, ryzyko uszkodzenia.

Mało tam brakowało w sumie do automatycznego wyboru zakresu...no, ale jakoś na to wtedy nie wpadłem. To moja stara konstrukcja z 1988r - w zasadzie to już zabytek

Nim mój PFL-30 ('80 albo '81 - też zabytek, ale za to dzielnie ciągnie aż po 68MHz) zdecyduje się, który zakres wybrać to ja zdążę stracić cierpliwość. Nie pamiętam kiedy ostatnio używałem automatu.

Musiał bym, więc odłączyć ten sygnał - wtedy można było by dokonać pomiaru.

To dobry pomysł, przyda się nie raz, nie dwa.

[ballasttube]

Polecam a propos temat zapytania Kolegi Tiqueta we Wątkach bez odpowiedzi.
Co to jest?Jakoś mi się tak to kojarzy tutaj w pewnym wycinku.
Pozdrawiam.
Jacek.

[HaMar]

Koledzy, na szybko kilka słów o elektryzowaniu szybki . Problemem jest izolowana wskazówka. Potrafi gromadzić ładunki i to zarówno taka ze szkła jak i metalowa i w "kooperacji" z izolacyjną szybką nieźle mieszać. Z czasów gdy układy wychyłowe były moim chlebem powszednim, była na to metoda: przed zamknięciem obudowy wskaźnika intensywnie chuchamy na wewnętrzną stronę szybki i wskazówkę pozostawiając do samoistnego wyschnięcia. Wilgoć w połączeniu z wszechobecnymi zanieczyszczeniami chemicznymi pozwala na rozproszenie ładunków i ... do czasu kolejnego czyszczenia szybki "na sucho" przez nadgorliwego użytkownika, wszystko jest OK.

A co do wklejania szybek. Moim zdaniem są tylko dwa rozsądne środki używane w zależnie od okoliczności: w nowszych wskaźnikach - bezbarwny silikon szklarski/akwarystyczny a w starszych (czarnych/bakelitowych/odpornych na temperaturę) - smoła, osobiście z dobrym skutkiem używam szewskiej.

[Jado]

Owszem, ale wymyśliłem sobie tam taką funkcję - przepełnienia zakresu.
W momencie wystąpienia przeniesienia z ostatniego licznika sygnał ten załącza przerzutnik monostabilny wysterowujący swoim sygnałem wejście test układów 7447. Wtedy na wyświetlaczach widać same ósemki - co oznacza "przepełnienie zakresu" i że należy zwiększyć zakres pomiaru (ręcznie).

Fatalny wodotrysk. Wystarczy kontrolka sygnalizująca "przepełnienie", wtedy swobodnie można się "poruszać" po wyniku. Ta kontrolka w przypadku częstościomierza to bardziej informacja, że cały wynik "nie zmieścił się" na wyświetlaczu, a nie jak w przypadku np woltomierza - ostrzeżenie przed przeciążeniem, ryzyko uszkodzenia.

Z tego co pamiętam, to miało to definitywnie zwracać uwagę użytkownika, że wynik nie zmieścił się na wyświetlaczu - aby nie wziął on wyniku cząstkowego za prawidłowy.
A propos wodotrysków - częstościowmierz może też służyć jako licznik w przód i tył, z ręcznym zerowaniem.
Miało to chyba być pomocne przy nawijaniu transformatorów
No i jest też możliwość przeładowywania stałej (zamiast zera) - tak że przyrząd mógł służyć za skalę elektroniczną.
Ale jakoś nigdy tych wodotrysków nie użyłem A to już 27 lat

Mało tam brakowało w sumie do automatycznego wyboru zakresu...no, ale jakoś na to wtedy nie wpadłem. To moja stara konstrukcja z 1988r - w zasadzie to już zabytek

Nim mój PFL-30 ('80 albo '81 - też zabytek, ale za to dzielnie ciągnie aż po 68MHz) zdecyduje się, który zakres wybrać to ja zdążę stracić cierpliwość. Nie pamiętam kiedy ostatnio używałem automatu.

No to nic nie straciłem jak widzę

[Jado]

Polecam a propos temat zapytania Kolegi Tiqueta we Wątkach bez odpowiedzi.
Co to jest?Jakoś mi się tak to kojarzy tutaj w pewnym wycinku.
Pozdrawiam.
Jacek.

Że niby też Q-metr to może być? Można rzucić okiem...

[zjawisko]

Problemem jest izolowana wskazówka. Potrafi gromadzić ładunki i to zarówno taka ze szkła jak i metalowa i w "kooperacji" z izolacyjną szybką nieźle mieszać.

No to zagadka wyjaśniona.

Z czasów gdy układy wychyłowe były moim chlebem powszednim, była na to metoda: przed zamknięciem obudowy wskaźnika intensywnie chuchamy na wewnętrzną stronę szybki i wskazówkę pozostawiając do samoistnego wyschnięcia. Wilgoć w połączeniu z wszechobecnymi zanieczyszczeniami chemicznymi pozwala na rozproszenie ładunków i ... do czasu kolejnego czyszczenia szybki "na sucho" przez nadgorliwego użytkownika, wszystko jest OK.

Kiedyś wymyśliłem jeszcze bardziej finezyjny patent. Przepłukanie szybki w słabym roztworze płynu do płukania tkanin.

A co do wklejania szybek. Moim zdaniem są tylko dwa rozsądne środki używane w zależnie od okoliczności: w nowszych wskaźnikach - bezbarwny silikon szklarski/akwarystyczny a w starszych (czarnych/bakelitowych/odpornych na temperaturę) - smoła, osobiście z dobrym skutkiem używam szewskiej.

No tak, tak, tylko teraz wytłumacz to DDRowcom, żeby zmienili klej bo szybki odpadają po 20 latach.

A propos wodotrysków - częstościowmierz może też służyć jako licznik w przód i tył, z ręcznym zerowaniem.
Miało to chyba być pomocne przy nawijaniu transformatorów
No i jest też możliwość przeładowywania stałej (zamiast zera) - tak że przyrząd mógł służyć za skalę elektroniczną.

Zgrabny kombajn. Najpierw pomyślałem (sugerując się nowoczesnym wyglądem), że miernik jest zbudowany w oparciu o mikrokontroler, później przyjąłem, że to klasyczny zestaw 7490, 7475, 7447 a teraz okazuje się, że liczniki są rewersyjne i programowalne. Z tyłu jest zestaw przełączników do programowania, czy bardziej na bogato, z zestawem zatrzasków?

Ale jakoś nigdy tych wodotrysków nie użyłem A to już 27 lat

Nic straconego. Może jakaś lampowa superheterodyna z cyfrową skalą częstotliwości?

Nawiasem, nie wiem jak jest w innych miernikach serii PFL ale w przypadku PFL-30 konstruktorzy się nie popisali. Stabilizator MA7805 na tylnej ściance - OK, ale połączenie jego wyjścia z płytką za pomocą cieniutkiego przewodu powoduje, że z 5V robi się... 4,85V przy dobrym wietrze.
Pewnie jakiś wniosek racjonalizatorski na ograniczenie mocy wydzielanej w układach TTL.
Ale jak już wspomniałem wcześniej, działa, zupełnie przyzwoicie. Jak zaczyna wybrzydzać to go straszę, że zostanie wymieniony na "dużego" PFLa. Takie groźby zawsze działają.