g23) Building
signal generator with piston-type attenuator
(Signalgenerator med stempel dempeledd)
Bygget av LA7MI, beskrevet i Amatørradio nr
4/2004 side 6-7
Kopiert etter tillatelse fra forfatteren. Delvis redigert for å
prøve å forbedre fremstillingen.
Litt om signalgeneratorer
Den består av en rimelig stabil oscillatorkopling med variabelt
dempeledd på utgangen. Rimelige signalgeneratorer egner seg ikke
til å måle mottakerfølsomhet og speilfrekvensdempning. En
vanlig feil er at generatoren stråler ut gjennom dempeledd eller
fra chassis (Selv Wavetek 3001 stråler vel my på 70cm).
Utgangsnivået kan være spesifisert som "Maks 100mV
High/Low Switch". Vil man ha noe bedre får man betale. En
løsning kan være å finne en eldre generator med gode data. Her
beskrives hvordan man kan lage en generator med
presisjonsdempeledd på utgangen.
Konstruksjon av piston-type attenuator (stempel dempeledd)
Stempelattenuatoren.
Litteraturen kommer til hjelp. Det amerikanskje forlaget
McGraw-Hill utga for 50 år siden boken "Electronic
Measurements" av Terman & Pettit. I kapittel 15
beskrives hva som skjulte seg i datidens signalgeneratorer med
presisjonsattenuatorer. For å forstå prinsippet kan vi tenke
oss en oscillatorkopling hvor oscillatorspolen omgir seg med et
magnetfelt. Har vi en koplingsspole (link) på t par tørn
nærheten av oscillatorspolen vil det bli indusert en viss
spenning i koplingsspolen. Fjerner vi koplingsspolen fra
oscillatorspolen, vil den induserte spenningen synke.
Figur 1 viser en type dempeledd som den amerikanske boken kaller
for "bølgelederdempeledd" eller
"stempeldempeledd". Et metallrør er en viktig
bestanddel. Oscillatoren monteres på tvers av røret slik at
magnetfeltet kan utbre seg innover i røret. Den lille
koplingsspolen på et par tørn kan skyves fra og tilbake inne i
røret. Dempeledded har visse likheter med en sykkelpumpe. Når
man trekker pumpestangen utover synker nivået i den lille spolen
(pick-up spole). Det interessante er at nivået endrer seg 32dB
når spolen flyttes et stykke lik rørets innvendige diameter.
Selv brukte jeg 29,2cm diameter tynnvegget (2mm) rør og 20cm
langt. For å få 20dB variasjon (10 ganger spenning) kan en
regne seg frem til at blir 29,2 * (20/32) = 18,25mm. Hvis spolen
i en posisjon gir 1mV, vil en forskyving på 18,25mm vekk fra
oscillatoren redusere nivået 20dB, spenningen som først var 1mV
vil nå synke til 0,1mV (100µV). Ytterligere forskyvning på
18,25mm vil redusere spenningen til 10µV. Pick-up-spolen er så
liten at det ikke er snakk om noen impedans, det er derfor
montert en 47 ohms motstand i serie slik at vi kommer i nærheten
av 50ohm utgangsimpedans. En tynn myk coaxkabel fører signalet
ut fra dempeleddet til en coaxkontakt.
Konstruksjon av pick-up spole og
"pumpestang".
Spolen er montert på en rund printplate. Platen er lodden til en
messingring, og inntil samme ring er loddet fingerstock-kontakter
av berylliumkopper. Kontaktene sklir på innsiden av røret som
pakningen i en sykkelpumpe. "Pumpestangen" er laget av
en 22cm lang remse av 1mm messign med 25cm bredde. Den har en
skala som går fra 0,1µV til 100mV. Det tilsvarer 120dB
variasjon. Med 18,25mm pr 20dB blir skalalengden 109,5mm.
Nivådetektor.
Nær oscillatoren er det montert en u-bøyle med en
schottky detektordiode, 1N5711 eller HP2800. Detektoren mater via
en seriemotstand og tilhørende lavpassfilter til et følsomt
instrument. Oscillatornivået må justeres må justeres til et
bestemt meterutslag, da er generatoren nivåkalibrert.
Fig 2. Signalgenerator med 6C4 (EC90)eller 1/2 12AU7(ECC82)
Oscillatorkopling.
Oscillatoren dekker 3,5-43MHz i 3 områder. På skjemet er
dreievender vist for området 7-16MHz. På lavere frekvenser
koples inn seriespoler, mens på høyere frekvenser koples inn
paralellspolen L2. For å klare 100mV utgangsnivå på alle
områder trengs en kraftig oscillator. Det ble valgt en
rørtriode med 1/2 12AU7, det er det samme som 6C4. Legg merke
til lavpassfiltrene. Keramiske 10nF kondensatorer og spoler
viklet på ferritpottekjerner ble brukt. For at filtrene i
tilstrekkelig grad skal stoppe uønsket utstråling er de
innekapslet av messingblikk. Oscillatornivået justeres ved å
endre anodespenningen med et 50kW
trådviklet potmeter.
Oscillatorspole (Lo) på enden av messingrøret.
Denne vikles på et plastemne med diameter litt under halve
rørdiameteren (dvs ca 14mm), viklelengde 1/3 rørdiameter
(f.eks. 9mm). Spolen monteres mot enden av messingrøret slik at
magnetfeltet kan bre seg innover i røret.
Fig 3. Konstruksjon av boks
HF-tett boks. Det er en forutsetning at
selve oscillatoren er plassert i en HF-tett boks.
Supplyspenninger må gå gjennom innkapslede lavpassfiltre,
akslinger til vender og dreiekondensator må ikke spre HF ut av
boksen. Selv laget jeg boksen av 1mm messingplate og måtte
investere i en 300W loddebolt for å lodde den skikkelig sammen.
Lokket ble festet med skruer tett-i-tett. Skjermen fra en
coaxkabel ble brukt som pakning mellom lokk og boks. Det er
antydet hull for atenmuator-rør.
Fig. 4. Hvordan lage akselgjennomføring i vegg uten HF lekkasje
Føring av aksel gjennom vegg i boks
Her brukes plastaksel gjennom en messingkonstruksjon. For
ytterligere dempning er det viktig å bruke et messingrøret som
er minst 5 ganger så langt som messingrørets innvendige
diameter.
Notes which are not signed otherwise comes from LA7MI.
He has a soldering iron, but no email, and is reached by
telephone nr +47-55-902392.
He will be very pleased to receive
comments, the postal address is: LA7MI Stein Torp,
Tollbodalmenning 34, N-5005 Bergen, Norway
e/m
2004.04.07