A ktualizováno v lednu 2020
Přímoukazující měřič kmitočtu - stanovení multiplikativního koeficientu a mezního kmitočtu
Úvod V předchozím článku jsme si ujasnili princip, na jakém pracuje přímoukazující měřič kmitočtu (čítač) a roli několika základních prvků, ze kterých se skládá (zdroj referenčního kmitočtu - časová základna, hradlo, vstupní jednotka, řídící jednotka, zobrazovací jednotka. Také jsme si ujasnili nejčastější chyby měření, které můžeme od použitých principů měření očekávat. Shrneme dvě základní: 1. Multiplikativní chyba. Vzniká tím, že čítač ve skutečnosti měří poměr kmitočtů, v konkrétním případě poměr vstupního kmitočtu a kmitočtu referenčního zdroje. Hodnota vstupního kmitočtu je zobrazována na displeji. Je zatížena multiplikativní chybou. Přesnější naměřenou hodnotu získáme, pokud si stanovíme tzv. multiplikativní koeficient čítače. 2. Aditivní chyba. Vzniká tím, že např. vstupní jednotka nebo hradlo měřiče nezpracovává správně vstupní impulsy. Obvykle se začíná projevovat na horní mezi použitelnosti přístroje. Od určitého kmitočtu přestává přímoukazující měřič kmitočtu kmitočet měřit. Cíl měření 1. Stanovit tzv. multiplikativní koeficient. Jde o koeficient, kterým můžeme vynásobit zobrazovanou hodnotu na displeji a po vynásobení obdržíme přesnější hodnotu měřené veličiny (kmitočtu), než nám ukazuje displej. 2. Stanovit mezní kmitočet, na kterém nám čítač přestává přesně měřit kmitočet. Předpokládáme, že se začne projevovat tzv. aditivní chyba hradla (vstupní jednotky), konkrétně se začnou ztrácet impulsy, zobrazovaná hodnota nebude stabilní a od určitého kmitočtu přestane přístroj věrohodně měřit. Postup měření 1. Čítač zapneme a vyčkáme ustáleného režimu TCXO, který tvoří časovou základnu. Přístroj z fotografie vpravo je při teplotě 23°C ustálen za cca 15 minut a poté se jeho zobrazovaná hodnota nemění. 2. Nastavíme vhodnou citlivost vstupního zesilovače, měřený rozsah (1250 MHz), nejdelší dobu časové základny a připojíme ke vstupu čítače GPS DO generátor (rovněž ustálený, synchronizovaný). 3. Ověříme funkci na kmitočtu 100.000000 MHz. Čítač ukazuje 99.9999 MHz to není vhodná hodnota na výpočet multiplikativního koeficientu. Obrázek vlevo. 4. Nastavíme na generátoru kmitočet 800.000000 MHz. Čítač ukazuje hodnotu 799.9987 MHz. Multiplikativní koeficient je k = 0.999998375 |
Dílčí závěry Pokud bychom pomocí tohoto čítače stanovili kmitočet časové základny přijímače pro pásmo 10368 MHz, přijímač by ve skutečnosti přijímal na kmitočtu 10367.983 MHz, tedy o 17 kHz níž. Spektrum slaboučké stanice na obrazovce programu WSJT-X bychom nenašli. Po korekci multiplikativním koeficientem ano. Poznámka: Oscilátor TCXO testovaného čítače udrží zobrazenou hodnotu mnoho hodin. |
Stanovení mezního kmitočtu, na kterém lze měřit kmitočet výstupního signálu oscilátoru VFO4351. Nepříjemnou vlastností testovaného čítače je, že bez připojeného vstupu displej zobrazuje nesmyslné nestabilní hodnoty a to poblíž kmitočtů, kde měříme (obrázek vpravo). To je velice, velice matoucí. Moje vstupní jednotky čítačů toto nikdy nedělaly, ale u levných přístrojů jeden nikdy neví, jak to firma zhotovila. Nicméně, po zapnutí generátoru na kmitočtu kolem 850 MHz ukazuje čítač hodnoty věrohodné, viz obrázek dole (nastaveno 851 MHz). Postup 1. Čítač jsme ověřili GPS DO generátorem na kmitočtu 800 MHz. 2. Nyní nastavíme kmitočet na generátoru (VFO 4351 -viz obrázek pod textem) f = 1000.000 MHz. A zjistíme, že čítač neměří. 3. Budeme tedy "půlit interval" a výsledek si zapisovat do tabulky (viz tab.: 1) |  |
4. A zjistíme, že na kmitočtu 975 MHz čítač neměří. Na kmitočtu 960 MHz ano. Tlačítkem ++ na generátoru krokujeme směrem nahoru a zjišťujeme, že od kmitočtu 963 MHz se začínají "ztrácet impulsy " a zobrazovaná hodnota se začíná snižovat víc, než by odpovídalo multiplikativní chybě. 5. Na kmitočtu 965 MHz se impulsy ztrácejí značně a na kmitočtu 966 MHz už měřič díky malé úrovni generátoru a nekvalitní vstupní jednotce čítače neměří. Závěr Nic nového pod sluncem. Některé druhy provozu, např. příjem slaboučkých signálů EME na vyšších kmitočtech však vyžadují, abychom se uměli s přijímačem naladit tam, kde očekáváme šum s téměř neviditelným spektrem. Nikoliv o 10 až 20 kHz nebo i o více kHz vedle, když na obrazovce spektra vidíme jen 3 kHz. Za určitých podmínek to jde i s levnými hračkami, pokud víme, jak fungují, jak se chovají a pokud existuje metoda, jak zkorigovat naměřenou hodnotu. |
TU 73, Mira, ok1ufc