Foxiss Гир перезагрузка, в этой статье хотелось рассмотреть, как классический гетеродинный индикатор резонанса (ГИР) обретает новую жизнь в современную цифровую эпоху. Несмотря на почтенный возраст схемы, прибор продолжает эволюционировать — от ламповых конструкций к транзисторным, а теперь и к микроконтроллерным решениям.
Обновлённый ГИР способен не только выполнять свои традиционные функции, но и интегрироваться в измерительные комплексы, работая с частотами вплоть до СВЧ-диапазона. В этом цикле из нескольких статей хотелось показать, как проверенная временем идея получает «второе дыхание» благодаря современной элементной базе и новым подходам к обработке сигналов.
ГИР (оригинальное название — GDO, или GDM, GDO — это англоязычная аббревиатура от Grid Dip Oscillator) — это один из тех измерительных приборов, чьё происхождение уходит корнями в ранние времена любительского радио. ГИР несложно построить и использовать. Поколения радиолюбителей покупали и собирали такие базовые приборы тысячами — из наборов или просто по принципиальной схеме.
С учётом пользовательского опыта, накопленного за несколько поколений, а также конструкторских подходов, продиктованных техническим прогрессом, в этой теме (как и во многих других) накопился огромный массив знаний. Поэтому главная цель этой энциклопедической статьи — помочь современному пользователю сориентироваться в этом море информации, используя наглядные примеры.
С другой стороны, на уровне конструкции хотелось показать одно-два интересных решения, следуя определённой общей линии. В этом отношении мы не можем стремиться к описанию «до последнего винтика» — для этого потребовался бы большой цикл статей. Также факт, что сегодня уже меньше людей собирают такие приборы в качестве основной цели, хотя в некоторых случаях они всё ещё удерживают свои позиции. Что же именно имеется в виду? Надеемся, это станет ясно после прочтения!
В любительских кругах с момента его изобретения (с 1947 года) стало общеизвестно, что «Гир» хотя и является всего лишь одним из многих контрольно-измерительных приборов, но сам по себе способен заменить целый ряд других приборов, если знать, для чего и как его использовать. Может возникнуть вопрос, справедливо ли это утверждение и в наши дни, когда существуют дешёвые и легкодоступные возможности приобретения приборов?
Ответ будет неоднозначным, поскольку, например, для определения номиналов компонентов (ёмкости, индуктивности) цифровые портативные приборы зачастую лучше. Чем косвенный метод, предлагаемый данным прибором, (хотя метод измерения индуктивности, применяемый в них, имеет серьёзные ограничения). Однако в некоторых областях, таких как измерение антенн, определение электрической длины линий передачи, функция модулированного «сигнал-генератора» и т.п., если нам нужно быстрое и простое решение, то выбор за ГИР!
Реализация измеряемых LC-контуров (например, фильтров) с помощью керамических фильтров или других технологий также отбирает хлеб у ГИР. Выживанию этого культового измерительного прибора может способствовать улучшение некоторых его характеристик (схемотехнических), а также переориентация в цифровой мир.
ГИР является воплощением изобретательности радиолюбителя в конструировании приборов, и, по весьма субъективному мнению, со времён его создания в ламповую эпоху его так и не превзошли. Разумеется, при каждой смене технологической эпохи обновлялись его схемотехника и размеры, но стремление к простой и дешёвой реализации сохранилось и по сей день.
Оригинальный Grid Dip Oscillator (ГИР) использовал электронную лампу в классической схеме генератора Колпитца, при этом измерительный прибор включался в его сеточную цепь. При измерении внешний резонансный контур (слабо) связывается с колебательным контуром генератора, и если оба контура находятся в резонансе, то происходит уменьшение сеточного тока. Отсюда и происходит название прибора.
Если внешний контур имеет высокую добротность, то это уменьшение сеточного тока при резонансе проявляется особенно остро. ВЧ-напряжение выпрямляется диодом сетка–катод, и полученное постоянное напряжение непосредственно питает индикаторный прибор. Типичный первоначальный облик GDO показан на рисунке в начале статьи.
Исторически сложно определить, когда этот популярный любительский прибор впервые появился в радиолюбительских публикациях. Доступные данные разнятся в зависимости от континентов, профессиональных журналов и т.д. Согласно журналу HAM Radio № 8 за 1981 год, самая ранняя любительская ссылка на Grid Dip Oscillator встречается в журнале CQ № 3 за 1947 год, в статье некоего Бада Бэйна (W6WB).
Автор использовал лампу 3A5 с батарейным питанием, и его прибор перекрывал любительские диапазоны от 80 до 10 метров. В то же время в журнале QST № 3 за 1980 год можно прочитать, что этот журнал ещё в 1926 году представил ранний вариант, который за годы претерпел множество конструктивных изменений. Как бы то ни было, вплоть до массового распространения транзисторов господствовала ламповая техника. Так что это первая статья из цикла, посвящённая гетеродинным индикаторам резонанса закончена. Продолжение тут
