Q-metru - cum se face

[Vizitator]

On 3/3/2019 at 7:53 PM, VAX said:

Va trece epoca jocurilor pe calculator si lumea se va intoarce la treburile serioase, la inginerie adevarata, bine platita. Cautand pe net despre Q-ul bobinelor, am vazut ceva articole de cercetare in care se discuta despre bobinele de captare a semnalului de la instalatiile cu RMN (imagistica medicala).

Din pacate nu sunt multi care sa-i invete pe tineri ce tine de practica. Teorie li se preda, dar profesorii nefiind si buni practicieni (n-au pregatire completa), nu pun accentul pe ce trebuie. 

Echipamentele vechi dar bune din laboratoare, pe care se facea odinioara practica corespunzatoare (pana'n revolutie si probabil si dupa, o scurta perioada), au fost casate si inlocuite din comoditate cu niste de surse/osciloscoape/punti RLC digitale, din clasa low/mid budget, in timp ce studentii vin aproape in stare comatoasa (cu creierul total deconectat de la realitate) la cursuri si laboratoare. N-ai ce sa-i mai inveti cand ai doar cateva varfuri/promotie, in timp ce restul se lupta cu analfabetismul cronic. In concluzie, tehnica veche dar diversa, disponibila si pe care se putea invata, a fost inlocuita cu cateva aparate "de laborator" obosite, studentii sunt praf si d'abia respira si imediat vin si noile generatii de profesori care sunt mai putin "praf" decat studentii pentru ca au fost nevoiti sa invete ceva pentru titularizari. Cred ca doar in cercetare mai ai sanse sa vezi nivelul asta de interes pentru electronica si electrotehnica, sau in cadrul altor chestiuni "exotice" unde chiar este necesar. Ata ete.

Editat Martie 15, 2019 de Vizitator

[VAX]

Din datele de catalog de la TDK, nu sunt ferite (NiZn) cu permeabilitatea de ordinul sutelor, care sa mearga acceptabil la peste 10 MHZ. Este logic sa se utilizeze doua transformatoare, unul pentru F<5MHz si altul pentru F>5MHz, din ferite diferite. Primul este utilizat la masurarea bobinelor cu Q ridicat, destinate frecventelor joase, iar al doilea pentru bobine de frecventa mare, cu Q mai mic.

 

 

 

 

[VAX]

Schema Q-metrului HP-4342A. Va puteti inspira de aici. Ochiul fura !

 

Se vede ca are ALC inainte de transformator. Este mult mai complicat sa introduci in bucla de ALC secundarul transformatorului. Nici HP nu s-a incurcat cu astfel de sofisticareli.

 

 

 

Scheme de Q-metre mai vechi:

http://www.bunkerofdoom.com/lit/boonton190a_qmeter.pdf

http://hparchive.com/Boonton/Boonton-Manual-190A.pdf

http://hparchive.com/Boonton/Boonton-Manual-160A-260A.pdf

https://elektrotanya.com/tesla_bm560_q-meter_ru.pdf/download.html

https://www.vintage-radio.info/download.php?id=252

http://bee.mif.pg.gda.pl/ciasteczkowypotwor/Ferisol/Ferisol M-803A Q-Meter (en Francais) WW.pdf

Editat Martie 16, 2019 de VAX

[Mircea]

M-am trezit cu chef de zgariat cablaje, asa ca am incropit repetorul pe emitor, ala din HP, dar cu tranzistoare din sertar.

 

Asta e schema:

 

Asta e implementarea:

 

Asta e in primarul trafului injector (curba galbena). Curba albastra e tensiunea pe condensator:

 

Asta e in secundar, fata de tensiunea pe condensator (aceeasi frecventa ca-n testul precedent, cu driver AO):

 

Si aici e rezonanta... care e alta decat in testul precedent (cu driver AO):

 

Pentru cei care nu vor sa dea pagina inapoi, tensiunea in secundar era 250mV (cu driver AO) si pe condensator 7,32V

In montajul actual, tensiunea in secundar este 112mV (cu repetor pe emitor) si pe condensator 3,72V (la aceeasi frecventa de 258873Hz). Q difera in limita a 10-15%.

 

Dar cum noua frecventa de rezonanta este 260867Hz, Q urca spre 40% mai mult.

 

De placerea testului, am pus 82pF in serie cu inductanta de 100uH, rezonanta (maxim de tensiune pe C) o ating catre 1,41MHz ceea ce este departe de calculul de 1,75MHz. Q este raportul dintre 736mV (pe condensator) si 108mV (in secundar).

 

LE: in configuratia actuala, pana la 5MHz se pastreaza peste 2Vpp in primar. La 10MHz ajung la 0,5Vpp. Alt tranzistor este necesar pentru 30MHz. In fine, detalii.

 

Editat Martie 16, 2019 de Thunderer

[VAX]

Va trebuie tranzistor cu Ft catre 1 GHz sau chiar mai sus (merg multe BFR96 puse in paralel), iar curentul prin tranzistor sa fie de cel putin 5 ori mai mare decat amplitudinea maxima din RF (la rezonanta). In felul asta se mentine functionarea liniara si impedanta mica la iesire. Sunt probleme la alternanta negativa - vedeti pe osciloscop cu semnal dreptunghiular la intrare si sarcina de valoare (ohmica) mica.

[VAX]

Schema asta o stiati ?

 

http://www.ari-pordenone.it/q_meter.htm

[Mircea]

Am facut repetorul pe emitor din aparat industrial, acuma nici ala nu e bun, trebuie alt curent prin final... cred ca pierdem toti vremea si/sau scopul topicului. 

 

Ultima schema pusa cu ce difera de schema HP?

[franzm]

Cu D5 pusa asa cum e desenata în schema?

[Mircea]

Aia e pusa cu scop anume acolo. 

 

Crezi ca LED-ul ala de dupa 7915 s-ar aprinde chiar fara D5?

[VAX]

2 hours ago, Thunderer2018 said:

Am facut repetorul pe emitor din aparat industrial, acuma nici ala nu e bun, trebuie alt curent prin final...

Pai dumneata ai spus ca mergea nesatisfacator chiar si la 10 MHz si ca trebuie sa pui alt tranzistor. 

2N2219 are Ft de ordinul 300 MHz, dar la curent mare. Trebuie un tranzistor cu Ft mult mai mare, care sa aiba modul de beta mare si la 100 MHz. Pentru ca Zo=Zg/(modul de beta).

2 hours ago, Thunderer2018 said:

Ultima schema pusa cu ce difera de schema HP?

Este pusa pentru ceilalti cititori, sa vada cum au facut si altii un Q-metru. Pentru diversitate, are si poze, e cu lipituri, cum vor unii.

[Ion_Bumbu]

Domnule, clar nu`i vina dumneavoastra, da` va functiona schema aia, are nenea ala ceva probleme cu sensul diodelor sau ma insel si eu?

Editat Martie 16, 2019 de Ion_Bumbu

[Mircea]

Schema aia e copie dupa HP. 

 

@VAX, ca-mi sugerati alt tranzistor e OK. Dar cata vreme am lucrat la o frecventa care nu influenta amplificarea etajului, de ce imi sugerati alta configuratie, cu mai multe tranzistoare ca sa cresc curentul prin final?

 

Dvs stiti care este curentul prin final daca se disipa sub 2W pe rezistenta de 220R? Vorbesc de schema HP pe care am reprodus-o.

[VAX]

10 hours ago, Thunderer2018 said:

Schema aia e copie dupa HP. 

 

@VAX, ca-mi sugerati alt tranzistor e OK. Dar cata vreme am lucrat la o frecventa care nu influenta amplificarea etajului, de ce imi sugerati alta configuratie, cu mai multe tranzistoare ca sa cresc curentul prin final?

Am sugerat sa puneti multe (4-5) BFR96 in paralel (sortate si cu rezistor in emitor  - 1 ohm) la fiecare, pentru ca sunt ieftine in raport cu tranzistor de putere medie cu Ft de ordinul 5 GHz. Eu as pune BFR95 (TO39 - Ft=3,5GHz), pentru ca am. Conteza cat este "beta" (modulul amplificarii in curent) la frecventa maxima de lucru. Ft mare si curent mare prin tranzistor asigura rezistenta mica la iesire (ohmi),

 

10 hours ago, Thunderer2018 said:

Schema aia e copie dupa HP. 

 

@VAX

Dvs stiti care este curentul prin final daca se disipa sub 2W pe rezistenta de 220R? Vorbesc de schema HP pe care am reprodus-o.

Ma gandesc ca nu va veti limita la 30 MHz si veti merge spre 70-80 MHz (cat permite trafo). Eu nu ma leg de schema de la HP, ci de cum se procedeaza pentru un Q-metru bun. Trebuie sa aveti cativa ohmi la iesirea din repetorul pe emitor si cuplarea cu trafo sa se faca prin rezistor de valoare mica (cativa ohmi - cat permite tranzistorul final, sa nu se prajeasca). Rezistenta de 220 ohmi este foarte mare daca vreti sa masurati si bobine cu Q foarte mare (>1000). Este ceva exotic, dar radioamatorii se ocupa si cu d-astea.

https://www.jlab.org/accel/inj_group/docs/Coaxial_Resonators.pdf

https://core.ac.uk/download/pdf/79442786.pdf

http://mwl.diet.uniroma1.it/people/pisa/RFELSYS/MATERIALE INTEGRATIVO/Kikkert_RF_Electronics_Course/10-RF_Electronics_Kikkert_Ch7_RFFiltersPart2.pdf

http://mwl.diet.uniroma1.it/people/pisa/RFELSYS/MATERIALE INTEGRATIVO/Kikkert_RF_Electronics_Course/05-RF_Electronics_Kikkert_Ch3_RFTransformers.pdf

http://mwl.diet.uniroma1.it/people/pisa/RFELSYS/MATERIALE INTEGRATIVO/Kikkert_RF_Electronics_Course/

Editat Martie 17, 2019 de VAX

[franzm]

10 hours ago, Thunderer2018 said:

stiti care este curentul prin final daca se disipa sub 2W pe rezistenta de 220R? Vorbesc de schema HP pe care am reprodus-o.

5mA.

Dar nu asta-i înca problema noastra majora. Haideti sa comparam cele doua variante de injectare a semnalului, cea cu divizor rezistiv, ca la Boonton si cea cu transformator de banda larga, folosita de HP.

Varianta Boonton este relativ simpla si de banda larga. Necesita însa o sursa de putere si eventual componente (termocuplu) greu de obtinut.

Varianta HP necesita un transformator de banda (100kHz-50MHz) larga dificil de realizat (nu se poate bobina multifiliar din cauza raportului de transformare necesar). În regim de amator va trebui sa reducem banda de frecvente. Ceea ce nu ne convine.

Asa ca n-ar fi rau sa exploram posibilitatea combinarii celor doua variante: un divizor rezistiv alimentat printr-un transformator de banda larga cu raport de transformare ceva mai redus. Acest transformator îl putem bobina multifiliar. Retistoare neinductive de valoare potrivita se gasesc iar pentru masurarea/monitorizarea nivelului putem apela la componente moderne. Transformatorul poate fi atacat din circuitul cu AO propus de colegul. Daca banda de frecvente a transformatorului nu-i suficienta, acesta se poate schimba relativ usor.

[sesebe]

La TPA6120 utilizat ca driver pt traf v-ați gindit?

Poate merge lejer pina pe la 30Mhz iar cu o proiectare îngrijită poate atinge chiar și 100Mhz la 3db.