ディップメーター

ディップメーター(DM)とは (コルピッツ発振回路使用)

此は市販品です、DELICA(デリカ)

此は市販品です、DELICA(デリカ)

ディップメーター回路図

ディップメーター回路図

無線機器を自作する時には沢山のコイルを使います。
このコイルコンデンサと組み合わせて、目的の周波数に同調(共振)させて使用します。
この同調周波数(共振周波数)を非接触で測定出来るのが、ディップメーターです。

ディップメーターは、LC自励発振回路です。
今回はコルピッツ発振回路を使用し、バリコンで発振周波数を可変出来るようして、そのバリコンの回転角度から周波数を読み取ることが出来るようにします。
現在では周波数カウンタを内蔵し精度の良い測定が出来る物もあります。
発振コイルは、外部に出し、被測定回路(同調回路)と結合(電磁結合、時により静電結合)し易いようにします。

被測定回路とディップメーターの発振周波数が一致したとき共鳴現象により発振回路から被測定回路にエネルギーが吸い取られ発振勢力が弱まります、発振勢力(ゲート電流)をメーターにて表示してメーターの指示がピックと下がる(ディップする)ことで被測定回路の共振周波数とディップメーターの発振周波数が一致したことを検出します。

当局の若い頃(1960年半ば)に50MHzまで使用できるグリッドディップメーターを真空管で製作しました(残念ながら、今はもう無い、写真も残っていない!)形も大きく不格好でしたが大変重宝しました、今のように測定器が揃って無く周波数目盛りを記入するのに大変苦労しました、今では周波数カウンタなど何時でも使えるので本当にありがたいですね。
無線機を作るときにディップメーターが有るのと無いのでは大違いでした。作って良かった。
周波数の低いところの為にハートレー発振回路の物も作りたいですね、元は(九州時代・JH6JLC)持っていましたが、コイルの足が3本有りました。今までに何台か作ました。

ディップメーターで出来ること

1.コイル(インダクタンス)とコンデンサ(キャパシタンス)で構成する共振回路の共振周波数の測定。

2.分布定数回路(アンテナなど)の共振周波数や同軸ケーブルの電気長の測定など。

3.吸収型周波数計としても動作します。

4.高周波の信号源(SG)としても使用します。ただし周波数や発振信号の強度の安定度が悪いので簡易的に使用します。

※3SK35をSK114の[IDSS=0mA]を使用するとマイナス電源(1.5V)は要らなくなります(多分)、 可変抵抗器の-1.5V側はアースして下さい

※FETに2SK241等のシングルゲートFETを使用して、ソース電圧を可変抵抗で分圧するなどしても安定に動作します。これがお勧めですHi。

 外観の説明(下の写真を参考)

ディップメーター外観

ディップメーター外観(2015/01/30撮影)

 

ディップメーター全景

ディップメーター全景(2015/01/30撮影)

円盤       ==>発振周波数を可変する
黒いツマミ    ==>発振強度調整 50kB(半固定)==>メーター感度調整(ケース内)
Power SW    ==>電源スイッチ
コイル      ==>差し替えてバンドを切り替える
メーター     ==>発振強度を表示し回路のディップを知る。
BNCコネクタ   ==>発振器の出力をバッファーを通して取り出す

 ディップメーターの概要

ディップメータ目盛板

ディップメータ目盛板(2015/01/30撮影)

1.照明が良くないですが、真ん中の丸い円盤が、バリコン(2連)の軸と一緒に回転します、この円盤に書いてある目盛りから周波数を読みとります。現在では、ごく小型の周波数カウンタもあるので組み込んでディジタルで表示することも出来る。是非やってみたいですね。

2.BNCコネクター(コイルソケットの右側にあります)は高周波信号を取り出すものです。 周波数カウンタに接続して発振周波数の確認も出来る。

3.下側の長方形のものが電流計で、回路の発振の強度を表します。 テープデッキのレベルメーター(VUメーター)の再利用です。

4.上側の黒いツマミは100kΩBのボリュームで、発振の強さを調節します。 メーターは5~8割程度振らせるようにします。 目盛りがかすれてきたので、ペンで書き直した。 (2007/07/16)
年月がたち汚くなってきました、お化粧直しが必要です。(2015/01/30)

5.デュアルゲートMOSFET(3SK35)を使用したコルピッツ発振回路です。

6.測定器(治具と言った方がいいかも・・・)としての使い勝手が良いように、発振コイルは写真を見れば解るようにケースの外に飛び出しています。

ディップメーターを作る

製作過程の写真はありません、撮ってない。

● 測定範囲は、発振出来る範囲になる、のでなるべく低い周波数から、高い周波数まで発振するように、また測定範囲内に自己ディップがなるべく無いように部品配置、配線の引き回しに注意します。

● それには、コイル、バリコン、発振回路(高周波回路部分)は、最短距離(太く短く)で配線できる様に配置する。

● また、測定器としては、操作しやすいことも大事です。

● すると、上の写真のような格好になってしまいました、メーカー品を見ているのでイメージが出来ているのかも知れません。

● 現在では、バリコン(2連)の入手が難しくなっています、バリコンの代わりに、バリキャップ・ダイオードを使用することが出来ます。ただし、周波数の安定度はやや悪くなります、ディップメーターとしては問題ないと思います。

● すると、周波数の可変が直流電圧で出来るので、可変抵抗器(ボリューム)を使用することになります、部品配置がかなり自由になります。

● 目盛り板は、ガラエポ基板から円盤を切り出します。そして、ケント紙などの白い紙を貼り付けて、目盛りを書き込めるように、同心円を4本くらい、コンパスで描きます。

● 部品配置が決まりましたら、ケースの加工(穴開けなど)をします、怪我をしないように注意しましょう。

● ケースの加工が終わったら、構成部品(バリコン、ボリューム、コイルソケット、BNCコネクタ、電源スイッチ、メーター、目盛り板、カーソルなど)を取り付けます。

● 難しいところは、バリコンの軸と、目盛り板の固定です、各自工夫して下さい。

● カーソルは、アクリル板を加工して使用しました。

● 配線は、回路図とにらめっこして、空中配線で行いました。

コイル図面

コイル図面

● コイルの製作は(左の図面は参考図です、私は吸収型周波数計も同じ寸法で製作)

1.コイルのボビンの材料(私は10mm径のアクリルパイプをDIYで購入)の切断 (8cm位の長さに)

2.コイルのプラグの製作(当局はガラエポの万能基板を利用して左の図のように加工)

3.1と2で作った部品を、2液混合のエポキシ系接着剤で固定します。

4.ディップメーターの調整(魂を入れる)はまづ、1回巻きのコイルを作りました。

ディップメーターの調整(魂を入れる)

まづ発振させます、発振しないと何も始まりません。

1.電池をセットして、コイルソケットに、1回巻きのコイルを差し込みます。

2.周波数カウンターが有る時は、信号出力用のBNCコネクターに周波数カウンターをつないでおきます。

3.周波数カウンターが無い人は、この機会に、キットなどを組み立ててみてはいかがでしょうか、1万円以内で普通に使うには、満足できるものが出来ます。

4.では、電源スイッチをオンにします。

5.発振強度調整用ボリュームを右に回してみます、メーターが少しでも振れたでしょうか。

6.振れたらメーター感度調整用ボリュームを回してみます、メーターの振れが変化すると思います。

7.ここまでで、メーターが振れないときは、3回巻きのコイルを作って、1回巻きのコイルと取り替えて、4.からやり直してみます、どうですか。

8.これでもメーターが振れないときは、作成した回路をもう一度点検しましょう。

9.FETの足は間違えていませんか、ハンダ付け不良はないですか?、また、回路図とよく見比べてみましょう。 (電極(足)を間違えていた場合は、FETが壊れているかもしれないので新しい物と取り替えてみるのも1つの方法ですね)

10.メーターが振れれば、発振回路として、動作しています。(多分?)

11.メーターが振れなければ、ディップメーターとして使えません。!!当たり前ですね・・申し訳ありませんhi。

12.メーターが振れたら、発振する最低の巻き数(周波数の一番高い)のコイルを巻きます、1回、1.5回、2回、3回などコイルを作って試してみます。 これは、使用したい周波数範囲により適宜変更してください。

周波数校正(目盛り板に周波数を記入&コイルの製作)

1.ここでは、周波数カウンターがあるものとして進めます。 周波数カウンタが無い場合には、ゼネカバ受信機やトランシーバー、FMラジオなどを総動員して工夫してみましょう。

2.めでたく、メーターが振れたら、発振する最低の巻き数のコイル(最も高い周波数のコイル)を使って、メモリ(スケール)の記入を始めます(始めは鉛筆で薄く書いて、最後にインクなどで書き込みます)、仮にAバンドとします。(使用目的により周波数は決めてよい、無理して広範囲の周波数にすると変なディップや発振強度の変動などで悩むことになる)

3.周波数カウンターの表示を見ながら記入する訳ですが、周波数の高いバンドから、記入しますので、目盛り板の内側の円を使って下さい、始めは、鉛筆を使って記入して、納得がいってから、油性のインク等で記入すると良いでしょう。

4.次のバンド(Bバンド)のコイルを作りましょう。

・例えば今、Aバンドのコイルのバンド幅が200MHzから65MHzとします。

・この場合、最低周波数と最高周波数の比は、約3になります。

・Bバンドの巻き数はAバンドの巻き数の約9倍(3×3)になります。(ここの3の根拠は、最低周波数と最高周波数の比の、約3です) (周波数を1/3にするにはインダクタンスは9倍必要、インダクタンスは巻き数の2乗に比例するので巻き数を3倍にする[32=9]) *2009/11/21追記

・それぞれのバンドの周波数範囲は少しずつオーバラップするようにコイルの巻き数を調整します。(巻き数を若干少なめにする)*2009/11/21追記

5.(3)(4)をバンドを読み替えて必要な、バンド分を繰り返して作ります。

6.だいたい、1.5MHz位から200MHz位までで日常の使用には間に合うと思います。これより低い周波数はハートレー発信回路を使用した方が楽かも??

7.巻き終わったら、周波数の範囲を書き込んだ紙を貼り付けて、透明の熱収縮チューブをかぶせておきます。(2011/05/20) 出来ればプリンタで印刷して使用するといいでしょう。(私は手書きでやりましたが、失敗です???)

戻る