Автор Тема: Самодельный волномер  (Прочитано 11854 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн RZ4HD

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 3744
  • Репутация: +380/-140
  • Дружу с паяльником 50 лет
Самодельный волномер
« : 10 Март 2010, 21:32:33 »
                 Здравствуйте, коллеги. Предложили недорого в Украине частотомеры типа Ч2-35, Ч2-36 и Ч2-37. Хотелось бы приобрести два последних модели, но. Украина. Опыт печальный. А приборы весят 11 кГ. Размеры 30х25х20 см.  Кто работал с этими приборами? Подскажите что там так весит? Понятно, что советская латунь. Но всё же. Можно ли лишнее открутить для уменьшения веса и габаритов и сохранить функции прибора? Блок питания или, скорее всего, трансформатор для подсветки шкалы.  Или ещё что ни будь.  Какие наши приборы имеют меньшие размеры и вес на диапазон 5600 МГц и 10500 МГц? Покупку на инджапане затрагивать не хочется.
                 А хочется затронуть тему разработки и изготовления самодельных резонансных частотомеров. Для начала на диапазон 900-1600 МГц и 2000-3000 МГц. На эти диапазоны у меня есть генераторы и можно настроить приборы.  Потом, имея некоторый опыт, двинуться выше по частоте.  Столкнулся при настройке генераторов с  тем, что прескалеры имеют часто на входе усилитель и показывают нередко двойную частоту генераторов. Или чушь. Подбирать амплитуду измеряемого сигнала не всегда удобно. В моём случае думаю, что перекачен ШПУ после генератора, хотя раскачку ШПУ увеличивал поэтапно до наступления момента прекращения резкого приращения выходной мощности при изменении входной. В волномере эту проблему можно уменьшить, кроме того с ним  лучше работать при настройке умножителей. На словах трудновато объяснить.
           Будет несколько вопросов по конструкции волномеров к тем, кто их разбирал, видел устройство, знает теорию, читал статьи и т.п.    Изготовить хочу приведенную на рисунке конструкцию на базе медной трубы.  Конструкция основывается на отрезке резонатора в четверть длины волны, сделанного из медной трубы. В книжках   почитал расчёты. Есть несколько основных формул. Они есть на рисунке. Диаметр внутреннего стержня должен быть меньше минимум в 6.3 раза нежели минимальная измеряемая длина волны. Я рассчитываю на длину волны, соответствующую максимальной частоте в   1600 МГц.   В качестве настроечного стержня применил 8 мм бронзовый стержень, на который нарезал резьбу М8х0.75. Он заходит внутрь резонатора по резьбе втулки. Устройство отсчёта пока не рассматриваю. Более качественного приспособления для продвижения стержня внутрь трубы у меня нет. Лучше использовать посеребренную трубку с цангой, но этого нет. Кроме того конструкция предполагает её повторение другими радиолюбителями. И использовать экстравагантные узлы не хочется. Здесь решение просто. Отношение внутреннего диаметра трубы к диаметру стержня равно 3.6 . Это соотношение скорее всего для получения максимальной добротности резонатора. Его трудновато выдержать из-за отсутствия широкого выбора материалов. Я попробую применить в качестве корпуса медную трубу с внутренним диаметром в 28 мм. А может быть и больше. Максимальный коэффициент перекрытия по измеряемой частоте равен трём. Я на это не замахиваюсь. Практика покажет.
         Как лучше сделать ввод и вывод энергии? Речь идет о технологической простоте. Хочу поставить SMA разъёмы скорее всего с петлями. Плоскость петли нужно ориентировать вдоль оси резонатора. Нужно ли эти разъёмы ставить именно в пучность тока? Кто разбирается в волноводах? Господа сантехники, помогите. Шутка, конечно. Кто добрёл до такой сантехники, я перед тем шапку готов снять. В этом случае минимальное влияние цепи сигнала на  резонатор? Короче, разъёмы с петлями нужно поставить максимально близко к стенке резонатора. Так? Или лучше применить емкостные зонды и разъёмы поставить в центре предполагаемой середины диапазона? Зонды делать проще. Но петли будут стоять всегда в нуле напряжения для любой частоты. А емкостные зоны не всегда в пучности напряжения. Все конструктивы используют петли и стоят у основания резонатора. Стоит ли разъёмы расположить диаметрально противоположно или можно разместить под 90 градусов? Так удобнее подключать разъёмы.
         Вопрос по детектору. В плане было использование  единой унифицированной детекторной головки на основе микросхемы AD-8313. Она работает для этих целей и на частоте в 4000 МГц. Применение данной микросхемы даст возможность работать с очень малыми уровнями мощности. Не сжечь бы её. При приобретении микросхемы AD-8317 есть большая вероятность изготовления измерителя мощности на её основе. В этом случае в качестве детектора для определения резонанса будет использоваться измеритель мощности. Его можно будет использовать при необходимости и для волномеров на частоты в 5600 МГц и 10600 МГц. Но при этом появится источник питания и подключение к сети.  Стоит ли это городить? Может ограничиться хорошим импортным СВЧ детекторным диодом типа НМС-28хх или ВАТ-15. На его основе сделать единую хорошую СВЧ детекторную головку и один измерительный прибор для определения резонанса у всех волномеров. Заводские приборы имеют нижний предел мощности в 0.2 мВт. Здесь при таком резонаторе этот параметр будет хуже, но достаточен скорее всего.
        Просьба помочь информационно советами, рекомендациями, ссылками, фотографиями и прочим материалом, который поможет разобраться с изготовлением волномера. Интересует вопрос измерения частоты,  когда по длине вдвинутого стержня укладывается три или пять четвертей волны. Как здесь не пролететь. Ведь можно посмотреть и оценить уровень гармоник и как то задавливать их при настройке или наоборот усиливать. Юрий.RZ4HD.
Я не такой богатый, чтобы покупать дешёвые вещи. А скупой всегда платит дважды.

Оффлайн us2iep Иван

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 1048
  • Репутация: +97/-40
Re: Самодельный волномер
« Ответ #1 : 11 Март 2010, 00:21:33 »
  Привет Юрий!
Я сантехник, без кавычек, поэтому не претендую на правильность, но эта штука мне помогает в настройке умножителей. Сделал её с какого-то вояцкого резонатора, в котором стояла лампа ГС-13. Внутренний диаметр 48 мм, диаметр штока 15 мм. Использовал винт от этого же резонатора, с трапециидальной резьбой. Длина резонатора 16,8 cм. При полностью задвинутом штоке резонанс - 384 МГц. Третью гармошку от генератора 500х3=1500 МГц видит хорошо, выше я, пока, ещё не мерял.
  Юрий, мне мой сантехнический разум подсказывает, что шток должен быть гладким, я бы брал трубку и внутри нарезал резьбу. Может я ошибаюсь, значит поправят.
« Последнее редактирование: 11 Март 2010, 07:07:34 от us2iep Иван »
С уважением, Иван, 73!

Оффлайн UT6IO Григорий

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 1264
  • Репутация: +123/-40
  • QRA: KN97GT
Re: Самодельный волномер
« Ответ #2 : 11 Март 2010, 03:11:17 »
Всем привет!
Иван прав, добротность очень резко падает при поперечных царапинах, тем более на резьбе!
Хочу сразу предостеречь от попыток использования элементов от телескопических антенн. На вид красиво, на практике очень паршивый контакт на распорных пластинах. Я остановился на коаксиальном переходе 75 - 50 больших приборных разъемов, тех которые с резьбой 27 мм. Одну сторону заглушил медной фольгой, в отверстие которой впаяны петли связи и центральный стержень перехода, вторая сторона - заглушка с настроечным пятаком с мелкой резьбой, классика. Центральный стержень пришлось конечно укоротить. Перестраивается от 1000 до 1300 МГц.
Есть желание попробовать коаксиальный или полосковый волномер с перестройкой диэлектриком. Рисунок прилагаю.
При замещении воздуха фторопластом частота понижается на ~ 69%.
Полосковый должен быть подешевле и попроще в изготовлении, не будет токарных работ. Диэлектрик вставлять с открытой стороны резонатора.
Очень хочу сам попробовать, но руки не доходят!
С уважением Григорий ex RB5IIQ, US5IIQ
TS-2000SX, FT-991A
тел. "Феникс" 0713346029

Оффлайн RZ4HD

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 3744
  • Репутация: +380/-140
  • Дружу с паяльником 50 лет
Re: Самодельный волномер
« Ответ #3 : 11 Март 2010, 07:59:30 »
               Доброе утро, коллеги. Спасибо за информацию. С резьбой и понижение добротности понятно, но ведь и на 5600 МГц в фильтрах используются винтики с резьбой и вроде работает. Да, добротность будет не та, чувствительность хуже, но резонанс то найду и мощность можно добавить. Пока буду использовать винт. Это сможет повторить практически любой, а вот найти трубку с цангой сложно. У сантехника Ивана это есть, ему проще. У других таких железок нет. Иван. Про посылку пока ни какой информации с таможни.
                Про диэлектрик думал и конструктив с открытым выходом и полуволновым резонатором. Габариты увеличиваются в два раза. Правда это не беда для таких длин волн. Но хотелось бы получить больший коэффициент перекрытия. Теоретически он равен трём. Можно на каждый радиолюбительский диапазон сделать полуволновой волномер с запасом по краям, но часто  используются частоты вне этих диапазонов. При скидке диапазона 5600  МГц на 1296 МГц гетеродин делается по системе 500МГц х 3 =1500МГц х 3 = 4500 МГц. Как вариант. Последние 4500 МГц можно не замерить с волномером на 5600 МГц при использовании диэлектрика. Юрий. RZ4HD.
Я не такой богатый, чтобы покупать дешёвые вещи. А скупой всегда платит дважды.

Оффлайн R3GC Владимир

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2878
  • Репутация: +392/-63
Re: Самодельный волномер
« Ответ #4 : 11 Март 2010, 09:17:32 »
Юрий вскрыл сейчас волномер ВМТ-10. Заодно смазал. А то скрипел в некоторых положениях  ;)   Сверху виден аттенюатор. Сам механизм не видно, но в во всех других применялась цанга длиной не менее 15 мм. Все серебрение отполировано до зеркального блеска, в т.ч. и штырь. Перекрытие у данного волномера  от 12.4 до 3.8 см. Жаль шкала не в МГц. По поводу измерения 2-3 гармоники - это от сигнала зависит. Подавал 2.8 ГГц  с уровнем 100 % по прибору, на 5.6 ГГц  стрелка не шевелится. В то же время генератор на 1 транзисторе на 2.5 ГГц  видно и 2 и 3 гармонику хорошо.
73!

Онлайн RX3DR Александр

  • Модератор форума
  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 3739
  • Репутация: +210/-84
  • команда UF3D
  • QRA: KO85XM
Re: Самодельный волномер
« Ответ #5 : 12 Март 2010, 11:23:44 »
Вот нашел небольшое описание к волномеру ВМТ-10
ex RX3DUR-UV3DUR

Оффлайн RZ4HD

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 3744
  • Репутация: +380/-140
  • Дружу с паяльником 50 лет
Re: Самодельный волномер
« Ответ #6 : 15 Март 2010, 12:17:59 »
Здравствуйте, коллеги. Пол часа работы на токарном станке и полтора часа с 200 Ваттным паяльником - и волномер готов. Всё оказалось гораздо проще, чем я думал. Сигнал  для проверки диапазона подавал от генератора Г4-78. Диапазон 1140-1810 МГц.  Все работает без проблем. Запас по механике перестройки есть с обеих сторон. Пока результатом доволен.
              Волномер состоит из корпуса, выполненного из медной трубки с внутренним диаметром 25 мм и длиной 95мм.  В качестве элемента настройки используется бронзовый стержень диаметром 8 мм и длиной 136 мм. На нем нарезается резьба М8х0.75мм.   Из бронзы или латуни изготовляется по чертежу втулка. Её размеры не критичны за исключением диаметра сквозного отверстия  для нарезания резьбы М8х0.75мм. Втулка припаивается к передней крышке. На расстоянии в 10 мм от края корпуса  на диаметрально расположенных концах медной трубки сверлятся два отверстия для установки и запайки двух разъёмов. Я использовал отечественные посеребряные разъёмы СР-50 с фторопластовым изолятором, ответной частью которых являются разъёмы СР-50-275ФВ. На концах корпуса делаются два пропила на глубину 1.5 -2 мм. К разъёмам припаиваются петли, изготовленные согласно чертежу из 0.6 мм посеребряной проволоки.  Второй конец петли вставляется в пропил и припаивается. Затем петля немного отгибается от того места, куда будет устанавливаться передняя стенка. Настроечный винт вкручиваем во втулку на всю долину  и припаиваем переднюю стенку к корпусу. Эту операцию нужно сделать аккуратно и без перекосов, располагая настроечный винт по оси корпуса. При вращении не должно быть биений. Мне это удалось отлично, но более удобно использовать центрирующие фторопластовые шайбы, вставляемые во внутрь корпуса при пайке. Здесь всё получается очень просто, но шайбы нужно вытачивать заблаговременно. После этого припаивается задняя стенка. Волномер готов.
            В качестве детекторной головки планируется использовать съемную головку, накручивающуюся на разъем  и представляющую собой небольшую коробочку из латуни с разъёмом для подключения микроамперметра. Сейчас я использовал детектор на основе диода ВАТ-62, расположенный на соединительном кабеле между прибором и волномером.
             Сразу отвечу на вопрос о механизме отсчёта. Планировал применить микрометр и таблицу соответствия, но у него ход всего 25 мм не зависимо от размера микрометра. В конструкции волномера для данного диапазона он не применим. Хотел поставить волномер на шасси и оснастить вал диском, который был бы рядом со шкалой. Шкалу можно было бы отградуировать непосредственно в Мегагерцах. Но решил использовать для упрощения конструкции цифровой штангенциркуль с точностью в 0.05 мм. Это очень просто и применимо для разных волномеров. Заранее с помощью ГСС делается таблица соответствия частоты и показаниям  штангенциркуля.
            На частоте в 1100 МГц одному обороту вала соответствует перестройка в 7.5 МГц. На частоте в 1800 МГц это значение увеличивается до 18 МГц на один оборот. Кстати, резонансная система, не смотря на применение настроечного стержня с резьбой, получилась прилично добротой. За один оборот вала показания прибора изменяются от нуля до максимума и снова до нуля. Микроамперметр на 100 мкА реагирует на поворот вала в 10-20 градусов очень прилично.
         Кое-какие дополнительные данные напишу вечером. Юрий.RZ4HD.
Я не такой богатый, чтобы покупать дешёвые вещи. А скупой всегда платит дважды.

Онлайн RX3DR Александр

  • Модератор форума
  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 3739
  • Репутация: +210/-84
  • команда UF3D
  • QRA: KO85XM
Re: Самодельный волномер
« Ответ #7 : 15 Март 2010, 13:12:35 »
Юра ,привет! Тут посмотрел твой рисунок волномера и подумал ,может его можно сделать по типу банок(Pirecap) которые применяют для трансвертеров на 5,6 и 10гиг.
Делаем банку ,на ее торце по центру нарезаем резьбу ,изготавливаем дно с двумя зондами из полужесткого кабеля (или фторопластового) . Дно припаиваем и вот получаем тот же волномер. Только вот думаю резьбовую часть стержня сделать более толстой ,а ту часть которая входит сделать гладкой .
ex RX3DUR-UV3DUR

Оффлайн RZ4HD

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 3744
  • Репутация: +380/-140
  • Дружу с паяльником 50 лет
Re: Самодельный волномер
« Ответ #8 : 15 Март 2010, 13:34:24 »
Саша. Думал об этом, но здесь проще и надёжней. Я не люблю термин полужёсткий. Не хочу, что бы что то болталось, или как бы болталось.Зонды трудно рассчитать. Петли тоже. Сначала были соображения сделать разъёмы вращающиеся по оси для подбора связи и возможности получить импеданс в 50 Ом, но это не получится при  таком большом коэффициенте перекрытия по частоте =3. Поставил такие впаянные. Далее попробую 2-4 ГГц по такому же принципу, но с меньшими  по диаметру трубой и центральным стержнем. Цанги и полированный центральный стержень не хочу применять. И так работает хорошо. Да и здесь все просто, как умывальник. Сантехника ведь. Очень остро всё строится. Куда уже. Один оборот и улетел на 20 МГц. Микроамперметр на нуль уходит. Точность определения частоты можно получить плюс минус 5 МГц на частоте в 1300 МГц. Это достаточно для настройки умножителей или посмотреть спектр : вторую или третью гармонику.  Этот прибор не для точного измерения частоты. Саша. Дай свой конструктив центрального стержня для настройки.  Я не могу сообразить как это сделать. Юрий.RZ4HD.
Я не такой богатый, чтобы покупать дешёвые вещи. А скупой всегда платит дважды.

Онлайн RX3DR Александр

  • Модератор форума
  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 3739
  • Репутация: +210/-84
  • команда UF3D
  • QRA: KO85XM
Re: Самодельный волномер
« Ответ #9 : 15 Март 2010, 14:13:50 »
Юра ,рисунок есть в документе по ВМТ-10
ex RX3DUR-UV3DUR

Оффлайн RZ4HD

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 3744
  • Репутация: +380/-140
  • Дружу с паяльником 50 лет
Re: Самодельный волномер
« Ответ #10 : 15 Март 2010, 15:53:39 »
        Александр. Рисунок рисунком. Спасибо за него. Но там конкретно не описан конструктив. Виден принцип работы. Прибор, кстати, неплохой. Купил бы именно такой, а не серию Ч2-??? Он нам более подходит. На словах легко реализовать то, что ты пишешь. Практически сложнее. Как ты сделаешь гладкой ту часть, которая входит? Только цанги, я думаю. И там стержень входит всего на 1-4 сантиметра. А попробуй, когда есть 10 сантиметров. Не знаю.
       Еще прошу подсказать теоретический вопрос. Как связаны между собой в этом резанаторе от волномера максимальный внутренний диаметр резонатора (медной трубки) и максимально возможная измеряемая частота? Что бы не возникали другие моды волн. Опять вопрос к сантехникам. Помогите. Юрий.RZ4HD.
Я не такой богатый, чтобы покупать дешёвые вещи. А скупой всегда платит дважды.

Оффлайн RZ4HD

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 3744
  • Репутация: +380/-140
  • Дружу с паяльником 50 лет
Re: Самодельный волномер
« Ответ #11 : 16 Март 2010, 07:48:09 »
Доброе утро, коллеги. Привожу несколько фотографий волномера. Остаетя открытым вопрос о том как связан максимальный диаметр прменяемой трубы с максимальной измеряемой частотой. Юрий.RZ4HD.
Я не такой богатый, чтобы покупать дешёвые вещи. А скупой всегда платит дважды.

Оффлайн RZ4HD

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 3744
  • Репутация: +380/-140
  • Дружу с паяльником 50 лет
Re: Самодельный волномер
« Ответ #12 : 16 Март 2010, 15:31:12 »
          Здравствуйте, коллеги. Что могу добавить по волномеру. При введении болта вовнутрь резонатора на 37.3 мм, что теоретически составляет четверть длины волны  при частоте в 2010.7 МГц, частота генератора, при которой наблюдался резонанс составила 1810 МГц. Эта разница составляет приблизительно 10 %.
        При введении болта вовнутрь резонатора на 60 мм, что теоретически составляет четверть длины волны  при частоте в 1250 МГц, частота генератора, при которой наблюдался резонанс составила 1140 МГц. Эта разница составляет приблизительно 9 %.  Отсюда вывод, что на этих  частотах при проектировании длины резонатора нужно делать его на 8-9%  короче. Юрий. RZ4HD.
Я не такой богатый, чтобы покупать дешёвые вещи. А скупой всегда платит дважды.

Оффлайн UT6IO Григорий

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 1264
  • Репутация: +123/-40
  • QRA: KN97GT
Re: Самодельный волномер
« Ответ #13 : 17 Март 2010, 02:00:29 »
Очень красиво нарезана резьба! На токарном станке, а потом леркой на верность? Не хватает подпружиненной резьбы.
А 10% по всей вероятности - цена резьбы на резонаторе! На гладком стержне все получается по расчету.
С уважением Григорий ex RB5IIQ, US5IIQ
TS-2000SX, FT-991A
тел. "Феникс" 0713346029

Оффлайн RZ4HD

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 3744
  • Репутация: +380/-140
  • Дружу с паяльником 50 лет
Re: Самодельный волномер
« Ответ #14 : 17 Март 2010, 07:28:24 »
                Доброе утро, коллеги. На длинном стержне на токарном станке без хитростей или приспособлений резьбу не нарежешь. Использоваласть абсолютно новая плашка и олеиновая кислота. Заход делался немного на конус и на начальном этапе нарезки плашка прижималась к будущему болту, зажатому в патрон, задней бабкой. Плоскость плашки была абсолютно перпендикулярна оси болта. После нарезки 2-3 сантиметров резьбы задняя бабка свигалась в сторону.
          О подпружиненной резьбе думал. Просто на все руки не доходят и это стартовый, экспериментальный образец. Так как в работе стержень не должен выкручиваться совсем, а должен оставаться внутри миллиметров на 20-25, то хочется втулку развернуть внутрь резонатора, сделать ее резьбовую часть очень тонкой и пропилить 4 продольных пропила и одеть на конце пружину. Может для второго экземпляра так и сделаю. Есть кусок трубки по размеру ровно на второй экземпляр. Кстати, сегодня посмотрю минимальную частоту получившегося волномера и скорее всего буду укорачивать корпус. Мне нижняя граница нужна в районе 1000 МГц, важнее захватить участок в 2800 МГц. Или это будет уже второй волномер делать. У второго в плане участок частоты 2200-6000 МГц.
            Несовпадение практической длины с теорией меня не смущает. Всё равно таблицу буду делать. А применение гладкого стержня с цангой сильно усложняет конструктив. Пишите Ваши варианты изготовления конструктива на основе гладкого стержня. Защита от проворота, механизм перемещения стержня и прочее. Как сделать маленькие карданчики? У меня их нет. Юрий,RZ4HD.
Я не такой богатый, чтобы покупать дешёвые вещи. А скупой всегда платит дважды.