Οπτικός συγκριτής συχνοτήτων

Μέτρηση ηλεκτρικών και άλλων επιστημονικών μεγεθών.
Άβαταρ μέλους
p.gabr
Δημοσιεύσεις: 44
Εγγραφή: 11 Οκτ 2013, 13:04
Ονομα: Παναγιώτης

Οπτικός συγκριτής συχνοτήτων

Δημοσίευσηαπό p.gabr » 14 Ιαν 2014, 21:39

Οπτικός συγκριτής συχνοτήτων

Εικόνα

Συχνότητες 0.2-500 MHz
Αναφορά για 0-10 Hz
Ευαισθησία >300mV


Πρόκειται για μια συσκευή όπου δίνει οπτική ένδειξη για την διάφορα δυο συχνοτήτων.
Η συσκευή χρησιμοποιεί ένα μίκτη με ανορθωτή και ένα όργανο (γαλβανόμετρο) που μπορεί να παρακολουθεί την απόκλιση των δυο συχνοτήτων μικρής διαφοράς (max. 15Hz).

Ως γνωστόν από την μίξη δυο συχνοτήτων, προκύπτουν η άθροιση η διάφορα και πολλαπλάσια αυτών, έτσι λοιπόν εάν δυο σήματα είναι παραπλήσιας συχνότητας, μπορούμε να έχουμε οπτική ένδειξη στο όργανο. To να συγκρίνεις δυο ίδιες συχνότητες, η να προσπαθήσεις να φέρεις την μια επάνω στην άλλη, είναι δύσκολο ειδικά όταν οι διαφορές τους είναι πολύ μικρές, η ζητάς να προσεγγίσεις κάτι τέτοιο.


Το ιστορικό μιας μέτρησης

Κατόπιν τηλεφωνήματος (πρώην συναδέλφου πριν 5-6 χρόνια) δέχτηκα την διακρίβωση μιας αεροπορικής συσκευής, για τον έλεγχο συχνότητας 10ΜΗz (φάνηκε εύκολο τηλεφωνικά). Μην πολυλογώ ήρθε ένα πρωί, παρήγγειλα καφέ και καθίσαμε να τα πούμε, αφού πρώτα βάλαμε την συσκευή στην πρίζα, γιατί ήθελε καμιά ώρα ζέσταμα. Κοιτώ το manual, έξοδο 28+/-2 dBm 50Ω (ωραία εύκολο λέω), και ακρίβεια συχνότητας ???? Αρχίζουν και με ζώνουν τα φίδια, γιατί στους πολλαπλασιασμούς με τις αρνητικές δυνάμεις δεν τα πάω καλά. Μετά από μια σύσκεψη βγήκε +/- 0.140Hz στους 10MHz.

ΤΟΤΕ κατάλαβα ότι θα έχει ενδιαφέρον το θέμα!

Ετοίμασα τον πάγκο μου έφερα κάνα δυο συχνόμετρα HP, έβαλα το network/spectrum analyzer και άρχισα το ψάξιμο.
Συνδέω τα συχνόμετρα για τεστ σε μια γεννήτρια και γρήγορα κατάλαβα ότι θα ήταν μάταιο, ποσό μάλλον να το εμπιστευτώ. Τα τελευταία δεκαδικά έπαιζαν και σιγά σιγά ολίσθυναν. Αλλά μήπως και η γεννήτρια ήταν διακριβωμένη; Πως θα ήμουν σίγουρος για να βγάλω συμπέρασμα και μάλιστα να βασιστώ και να ρυθμίσω;

Τότε σκέφτηκα την γεννήτρα πρότυπου χρόνου ρουβιδίου, η οποία είναι και αυτή σε συχνότητα 10MHz αλλά σε άλλο τμήμα. Ζήτησα να ανοιχτεί, καθότι έχει και δορυφορικό χρονισμό και καθυστερεί λίγο. Το σκεφτικό μου ήταν να χρησιμοποιήσω το συχνόμετρο δίνοντας του την πρότυπη συχνότητα από την γεννήτρα ρουβιδίου, στην είσοδο εξωτερικής συχνότητας χρονισμού (external time base).
(Tα συχνόμετρα εκτός της εσωτερικής γεννήτρια 10MHz που έχουν, έχουν από πίσω και την δυνατότητα σύνδεσης εξωτερικής πηγής και φυσικά η ακρίβεια μέτρησης εξαρτάται από αυτό)

Αφού έκανα όλα αυτά, προσπαθούσα με το spectrum analyzer (που είχε έχτρα options hi stabilizer frequency και πολλά άλλα) μήπως και πλησιάσω την ένδειξη. Μέτρησα πρώτα την έξοδο και ήταν σωστή γύρω στα 29dBm. Ψάχνοντας τώρα για τα δύσκολα, είδα ότι δέχθηκε span 1Hz, με επιλογή φίλτρων IF και η κυματομορφή απεικονίστηκε αποκλίνοντας 2 τετράγωνα δηλ. 0.2Hz (ήταν βέβαια σαν την καμπούρα της καμήλας αλλά έβγαινε η κορυφή). Άνοιξα τα καπάκια της συσκευής και έβαλα το κολόχερο μου να δω πως αλλάζει η συχνότητα... Πράγματι γινόταν αλλά η αμφιβολία υπήρχε για το αν το όργανο μου μετρούσε σωστά.

Τότε μου ήρθε στο μυαλό η σύγκριση δυο συχνοτήτων, κάτι που το είχα δει με μαγικό μάτι σε συσκευή FSK. Υπολογίζω λοιπόν εάν μπορώ να κάνω μίξη στα δυο σήματα (της γεννήτριας ρουβιδίου και της συσκευής), τότε ίσως μπορώ να δω το αποτέλεσμα στον παλμογράφο. Έψαξα τα συρτάρια μου και καθότι συλλέγω όλα τα περίεργα που μπορεί να χρησιμεύσουν, βρήκα το καταλληλότερο:

Εικόνα
Εικόνα


Ιδού λοιπόν ο μίκτης με δυο εισόδους L-R και έξοδο ανορθωμένη στο Ι.
Σίγουρα θα μου κάνει λέω και το συνδέω σε δυο γεννήτριες με συνδεμένο στην έξοδο παλμογράφο. Βλέπω αυτό που περίμενα, ανεβο-κατέβαινε η γραμμή πάνω κάτω. Είχα και ένα γαλβανόμετρο πολύ ευαίσθητο και άρχισα το παιχνίδι. Αφαίρεσα τον παλμογράφο σύνδεσα αυτό και είδα την βελόνα να κινείται δεξιά αριστερά, σύμφωνα με την διάφορα των δυο συχνοτήτων.

ΤΩΡΑ ΗΞΕΡΑ ΟΤΙ ΘΑ ΠΕΤΥΧΕΙ!

Πήρα την συσκευή και αυτό που μαστόρεψα και πήγα στην γεννήτρα ρουβιδίου. Επειδή έβγαζε χαμηλότερη έξοδο κάπου +10 dΒm πρόσθεσα ένα εξασθενητή στο σήμα της συσκευής (που ήταν +29 dBm), έτσι και τα δυο σήματα θα ήταν ίσια και ως προς την τάση. Με το που συνδέθηκε, το αποτέλεσμα ήρθε αμέσως! Ναι η βελόνα κουνιόταν δεξιά αριστερά ΑΡΓΑ-ΑΡΓΑ.

Χώνω το κατσαβίδι στο ρυθμιστικό και το ακινητοποιώ. Ένα κύκλο (δεξιά αριστερά) κάθε δυο λεπτά το έφτασα κάτι που σημαίνει 1/120=0.008Hz
Κάθισα και το απολάμβανα και την επομένη μέρα έφτιαξα το θρυλικό αυτό σασί που τα φιλοξενεί μέχρι σήμερα.
Το τεστ πέτυχε και πιστοποιήθηκε η κατάσταση του!

Το εσωτερικό

Εικόνα

Με την συσκευή κατόπιν ως πρότυπη πηγή, και τον συγκριτή μου έλεγξα όλα τα όργανα μου για να ξέρω τι γίνεται.

Χαρακτηριστικά το πολύ-όργανο μου έφευγε 4Hz ενώ κάποιου άλλου 8Hz.

Παραθέτω λοιπόν αυτήν την συσκευή ως γνώση... και ποιος ξέρει όπως και έμενα μου ήρθε στο μυαλό η σύγκριση συχνοτήτων ίσως φανεί και σε κάποιον άλλον χρήσιμη.
Εικόνα


Μια εικονική αναπαράσταση σε gif animation:
Εικόνα

Μια τέτοια κίνηση δείχνει περίπου 0.7Hz διαφοράς.

Δεν είναι απαραίτητο το γαλβανόμετρο, ο παλμογράφος και το πολύμετρο κάνουν!
Υπάρχουν και άλλοι μέθοδοι, με παλμογράφο, είσοδο σε δυο κανάλια για την πρόσθεση/αφαίρεση των δυο σημάτων (επιλογή ΑDD), αλλά εγώ αυτό σκέφτηκα εκείνη την στιγμή.

Τέλος να υπενθυμίσω και τα συχνόμετρα ακουστικής συμβολής που αυτά και μόνο υπήρχαν για έλεγχο συχνότητας μέχρι το 1960.

Άβαταρ μέλους
SV1XV
Δημοσιεύσεις: 3
Εγγραφή: 22 Μαρ 2014, 15:45
Ονομα: Costas
Τοποθεσία: KM18UA
Επικοινωνία:

Re: Οπτικός συγκριτής συχνοτήτων

Δημοσίευσηαπό SV1XV » 23 Μαρ 2014, 07:58

Δεν είναι απαραίτητο το γαλβανόμετρο, ο παλμογράφος και το πολύμετρο κάνουν!
Όχι το ψηφιακό πολύμετρο βέβαια, χρειάζεται ένα αναλογικό. Επειδή τα όργανα στα αναλογικά πολύμετρα δεν έχουν γρήγορη απόκριση είναι καλύτερο ένα αναλογικό VU meter ή ένα ηλεκτρονικό με μπάρα με LED.

Πολύ ωραία κατασκευή, την στέλνω σε ένα φίλο στην ΥΠΑ που ασχολεται με μετρήσεις χρόνου και συχνότητας.

pez
Δημοσιεύσεις: 376
Εγγραφή: 03 Ιούλ 2016, 01:51
Ονομα: pez
Τοποθεσία: eu
Επικοινωνία:

Re: Οπτικός συγκριτής συχνοτήτων

Δημοσίευσηαπό pez » 12 Σεπ 2019, 11:55

.
- Εντάξει. Έκανα [Αναζήτηση] στο forum για "Ρουβίδιο" και "Rubidium" αλλά
όχι και για "ρουβιδίου"... : ) Έψαξα όμως. Πάντα Ψάχνω. Μετά από εκείνη
την επανάληψη της Βιβλιοθήκης του Ευγενιδείου, αν θυμάμαι καλά, ή κάτι
τέτοιο.

- Πολύ Καλή Εργασία. Μπράβο !
.


Επιστροφή σε “Οργανα μετρήσεως”

Μέλη σε σύνδεση

Μέλη σε αυτήν τη Δ. Συζήτηση: Δεν υπάρχουν εγγεγραμμένα μέλη και 0 επισκέπτες