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


BACK

2004.04.07