Elektronika 
 
GDO
sp6xu
GDO – to skrót angielskiej nazwy przyrządu Grid Dip Oscillator. Jest to prosty przestrajany generator wielkiej częstotliwości pozwalający na mierzenie amplitudy oscylacji, służący do pomiaru częstotliwości rezonansowej a także jako generator sygnały w.cz.

W czasach technologii cyfrowych, i dostępności mierników elektronicznych, przyrząd ten nie jest specjalnie popularny i w warsztatach elektronicznych jest zastępowany o wiele dokładniejszymi miernikami częstotliwości oraz generatorami sygnałowymi. Przyrządy te są jednak stosunkowo drogie, a GDO jest układem niezwykle prostym, choć jego wykonanie może być wyzwaniem dla początkującego elektronika lub krótkofalowca. Pewnym problemem może być także zdobycie potrzebnych elementów w tym – kondensatora o zmiennej pojemności. Stosowane obecnie w sprzęcie radiowym diody pojemnościowe niestety się nie nadają bez poważnej przebudowy układu i zwiększenia stopnia jego komplikacji.

GDO jest generatorem przestrajanym w dość szerokim zakresie częstotliwości. Przygotowywany egzemplarz przy odpowiednim doborze cewek, powinien pokryć zakres częstotliwości od 1 do 100 MHz czyli pełny zakres fal krótkich i okolic. Pomiar częstotliwości strojonego obwodu, albo jakiegokolwiek układu elektronicznego który ma częstotliwość rezonansową, polega na sprzężeniu tego układu z cewką GDO i zmianie częstotliwości generatora. Jeśli częstotliwość drgań GDO będzie taka sama jak częstotliwość drgań obwodu rezonansowego, zauważymy pobór mocy przez badany układ – poprzez spadek wartości napięcia zmiennego na bramce tranzystora do którego nie trafi już cała energia drgań obwodu rezonansowego. Pomiar jest tu więc dość czasochłonny i nieco skomplikowany, ale rekompensuje nam to prostota przyrządu oraz jego uniwersalność. W warunkach polowych może służyć nawet jako nadajnik telegraficzny lub generator sygnałowy do testowania poszczególnych obwodów wielkiej częstotliwości zarówno odbiorników radiowych i jak i nadajników, a po niewielkich modyfikacjach może być użyty także jako nadajnik fali modulowanej amplitudowo.

Stopień komplikacji układu zależy od tego, jakiej dokładności miernik wychyłowy uda nam się zdobyć. Jeśli przyrząd oprzemy o miernik o dokładności 100 mikroamperów, nie będziemy potrzebowali dodatkowych tranzystorów, jeśli nasz miernik będzie służył do pomiaru prądów o wartości ponad 10 miliamperów – będziemy musieli zastosować wtórniki prądowe, co wiąże się ze zwiększeniem komplikacji układu o dwa tranzystory małej mocy i kosztów – o kilkadziesiąt groszy.

Schemat urządzenia w wersji przystosowanej do miernika 15mA przedstawia rysunek. Oscylator pracuje w układzie oscylatora Colpits’a którego częstotliwość zależy od parametrów obwodu rezonansowego – indukcyjności cewki oraz pojemności kondensatora, a zakres przestrajania – od tego jakie zmiany pojemności może zapewnić kondensator zmienny, Możemy w przybliżeniu założyć, że częstotliwość zależy odwrotnie proporcjonalnie od pierwiastka z pojemności i od liczby zwojów dołączonej cewki.

Zarówno liczby zwojów jak i liczba wymiennych cewek zależą od zastosowanego kondensatora zmiennego. Jeśli jego pojemność jest zbyt duża, może dołączyć w szereg kondensator stały (ceramiczny lub foliowy) by ją zmniejszyć zgodnie ze wzorem:

Przygotowując cewki warto posłużyć się arkuszem kalkulacyjnym, by dobrać liczby zwojów w zależności od posiadanego kondensatora zmiennego. Odczep cewki robimy między 1/4 a 1/3 uzwojenia licząc od strony podłączonej do źródła tranzystora.

arkusz z obliczeniami i użyte wzory

Montaż GDO warto na początek przeprowadzić na płytce prototypowej by sprawdzić wszystkie elementy. Do testów warto użyć cewek o większej liczbie zwojów odpowiadających niższym częstotliwościom. Wtedy do uruchomienia wystarczy nam prosta przystawka oscyloskopowa z zakresem do 20 MHz, którą możemy pożyczyć od kogoś kto nieco dłużej zajmuje się elektroniką. Take przystawki będące tanim zamiennikiem cyfrowego oscyloskopu pozwalają także na zgrubny pomiar częstotliwości.

Do uruchomienia będziemy także potrzebowali obwodu rezonansowego który będzie służył do prawdzie reakcji generatora na obecność obcego rezonansu. Możemy to użyć takiej samej cewki jak tak którą zastosujemy w generatorze, z dołączonym kondensatorem stałym o pojemności zbliżonej do średniej z minimalnej i maksymalnej pojemności kondensatora.

Przy montażu na płytce prototypowej trudno będzie zbliżyć jedną cewkę do drugiej, dlatego dodamy krótki przewód sprzęgający złożony z dwóch zwojnic po 2-3 luźno zwinięte zwoje połączone dwoma skręconymi przewodami. Uruchomiony generator powinniśmy zmontować w obudowie która pozwoli na trzymanie jej w ręce. Pokrętło kondensatora strojeniowego po zmontowaniu urządzenia powinniśmy zaopatrzyć w skalę częstotliwości przygotowaną dla każdej z wymiennych cewek. Do skalowania najlepiej użyć miernika częstotliwości.

Przykładową obudowę i montaż mechaniczny zaproponujemy w przyszłym numerze NO.

 
Opinie
 
Facebook
 
  
25827 wyświetleń

numer 6/2017
2017-06-04

Od redakcji
Dla młodszych
Dydaktyka
Elektronika
Felieton
Informatyka
Kącik poezji
Psychologia
Rozmaitości

nowyOlimp.net na Twitterze

nowy Olimp - internetowe czasopismo naukowe dla młodzieży.
Kolegium redakcyjne: gaja@nowyolimp.net; hefajstos@nowyolimp.net