Projekty Tech

Na oddziałowym forum dyskusyjnym czasem toczą się ciekawe dyskusje, dotyczące różnych tematów związanych z krótkofalarstwem. Jednym z dyskutowanych ostatnio (w połowie czerwca 2024) tematów były pomiary indukcyjności oraz przyrządy wykorzystywane do takich pomiarów.

Dyskusję zainicjował Rafał SQ5OUO, który przedstawił pomiary indukcyjności (L) wykonane miernikiem LC-200A.

W dyskusji wziął udział Marcin SP5IOU, który poinformował, że także posiada miernik LC-200A, ale jednocześnie zasugerował, że do celów radiowych pomiary parametry R, L, C komponentów lepiej wykonywać za pomocą analizatora VNA. Zaletą VNA jest możliwość wykonania pomiaru dla zakresu częstotliwości, w jakim ma dany element pracować.

Marcin od niedawna wykorzystuje Lite VNA 64, wersję rozszerzoną nanoVNA. Najbardziej użytecznym rozszerzeniem jest zwiększenie liczby próbek do 1000. Poprzednie modele miały 100 a później 200 próbek, co zmuszało do dokonywania kalibracji dla węższych zakresów, np dla pasm. Obecnie można zrobić dwie kalibrację np  1 - 15 MHz i 15 - 30 MHz, co daje próbkę co 14 , 15 KHz, więc jest to wystarczająca gęstość do zdejmowania charakterystyk anten. W dodatku przyrząd ma kartę SD i można mieć pod ręką wiele kalibracji.
Dodatkowe, może mniej istotna cechy, to możliwość pomiarów do 6GHz, większy display i więcej różnych funkcji pomiarowych, n. wynik w postać paralel lub serial L, C, i też R, więc jest to też miernik RLC.

Taki analizator kosztuje w około 700PLN w sklepie producenta. Zdaniem Marcina SP5IOU jest znacznie lepszy niż dwa poprzednie modele.

W toku dyskusji Marcin zauważył, że raczej kondensatorów o dużej pojemności - elektrolitów raczej się tą metodą nie zmierzy. Raczej elementy RLC dla częstotliwości radiowych.

W toku dyskusji padło pytanie: Jaka jest najprostsza metoda zmierzenia cewki (L)? Włączyć na zaciski i zmierzyć?

Rada Marcina jest następująca:

W zasadzie tak, tylko ustawić CW na częstotliwość dla której chcemy parametr zmierzyć i wybrać format wyświetlania S11 na serial lub paralel L dla cewki, lub C dla kondensatora. Miernik LC-200A jakoś dobiera sobie częstotliwość pomiaru. Patrzyłem dla cewki o indukcyjności ok 200nH to było 640KHz. VNA mierzy od 50 czy 100KHz, więc można stworzyć podobne warunki. Fajnie na VNA widać że cewka ma ujemną pojemność jak się wybierze format C. Za pomocą LC-200A dobierałem indukcyjność cewek wydłużających antenę KF i działało, ale myślę że do takich pomiarów czy też elementów filtrów w,cz to raczej VNA. Tu widać wszystko np. do jakiej częstotliwości kondensator jest kondensatorem a od jakiej zaczyna być cewką :).

No i kabelek z krokodylkami trzeba sobie dorobić.

Ostatnio eksperymentowałem użycie VNA jako GDO i daje się. Sprzęgacz w postaci kilku zwojów nawiniętych na palcu i znów pomiar S11 w formacie logmag. Tylko trzeba ustawić dość małą skalę, aby było widać dip. 

Nie zaprzeczam że do prostych pomiarów - testowania komponentów przed wlutowaniem w płytkę LC-200A może być wygodniejszy, jakkolwiek wygodniejsze do tego są testery elementów. Są tanie. Mam kilka różnych, też taki co ma w sobie prosty oscyloskop, generator, tester niektórych czujników. Do eksperymentów z Arduino, czy montażu układów bardzo wygodny. Najnowszy który mam to DSO-TC3, ale mam go już trochę czasu. Testery nie są bardzo dokładnymi przyrządami, ale do powyższych zastosowań w zupełności wystarczające, a wygoda duża. Wtykasz element i po chwili wiesz czy to opornik, cewka, kondensator czy dioda a dla trójników jaki tranzystor FET, MOSFET czy może triak.

Dokonałem pomiarów porównawczych za pomocą LiteVNA i LC-200A. Zacząłem od cewki powietrznej o średnicy 23mm, długość 9mm, 4 zwoje. Według geometrii taka cewka ma indukcyjność 430nH. Ta moja ma jeszcze druty doprowadzające, wiec ma trochę więcej. LC-200A próbował to zmierzyć na F= 632KHz i dał wynik 230nH.

VNA przy tej samej częstotliwości pokazał 828 nH - widać że ta częstotliwość jest zbyt mała dla wiarygodnych pomiarów takiej cewki. Dopiero przy 10MHz VNA pokazał  wiarygodny wynik 477nH.

Następnie mierzyłem większą cewkę i obydwa przyrządy pokazały bardzo podobnie 24uH. Częstotliwość jaką LC-200A ostawił to 532KHz.

Ta cewka mierzona przy 5MHz dała wynik 36uH, a na 10MHz indukcyjność była ujemna, gdyż reaktancję zdominowała pojemność cewki.

Ta cewka to wariometr, więc ustawiłem ją na 5.6uH przy 10MHz. LC200A pokazał 5uH przy 4.7uH przy 612KHz, więc pojedyncza uH da się mierzyć. VNA dla tej częstotliwości pokazał indukcyjność 5.2uH.