Un Grid-Dip Meter es un oscilador de alta frecuencia
con bobinas intercambiables que presenta características
especiales. Operando libremente genera una señal
de frecuencia conocida, sirviendo así para
la determinación de puntos en la escala
de sintonía de receptores. Sin embargo,
cuando su bobina osciladora se acerca a un circuito
resonante cualquiera (una bobina y un capacitor)
ocurre un fenómeno importante:
“cuando la frecuencia del circuito iguala
la del conjunto LC próximo, ocurre una
alteración de las condiciones internas
que alteran la corriente de drenaje del transistor
de efecto de campo, y esto se puede visualizar
fácilmente en un instrumento”.
De esta forma, basta acercar el aparato del circuito
LC desconocido y ajustar la frecuencia del oscilador
interno hasta el punto en que se verifique la
alteración en la corriente (acusada por
el instrumento). En este momento leemos directamente
en la escala su frecuencia de resonancia.
Para determinar la inductancia de una bobina
basta proceder de la misma forma, conectando en
paralelo con ella un capacitor de valor conocido.
Basándonos en el valor de la frecuencia
de resonancia, calculamos fácilmente la
inductancia, como explicaremos.
El circuito opera con una tensión de 9V
provista por una batería pequeña,
siendo por esto totalmente portátil.
Daremos instrucciones para que usted haga 3 bobinas
para la cobertura de las frecuencias entre 1,
2 y 25MHz, pero nada impide que con nuevas bobinas
se amplíe este alcance hasta 100MHz, siempre
que se tomen algunas precauciones en el sentido
de evitar puntos muertos en las escalas o inestabilidades.
Además de los usos propuestos en la introducción,
el Dip Meter también sirve como excelente
generador de señales para calibración
de receptores.
En los "viejos tiempos" de las válvulas,
un instrumento muy popular entre los especialistas
era el "Grid-dip Meter", que significa
"medidor de zambullida de corriente de grilla".
Este nombre se debía al hecho de tener
una válvula triodo, en la cual uno de los
elementos era la grilla (grid), y que la misma
era conectada de tal forma que operaba como osciladora
de alta frecuencia.
Cuando este circuito era acercado a un sistema
resonante LC, de frecuencia coincidente, ocurría
una caída en la corriente de grilla que
podía ser acusada por un instrumento sensible.
En la versión moderna sustituimos la válvula
triodo por un transistor de efecto de campo (FET),
y en lugar de tener una variación en la
corriente de "gate'; ya que en un FET su
elevada impedancia impide que esto ocurra, tenemos
una variación en la corriente de drenaje
(D).
Ocurre entonces que, al acercar la bobina del
circuito oscilador del "Dip Meter",
a un circuito resonante LC, hay una fuerte caída
de corriente de drenaje, detectada por la aguja
indicadora del instrumento usado.
Si el instrumento estuviera dotado de un capacitor
variable y un juego apropiado de bobinas que permita
cubrir una amplia banda de frecuencias, el mismo
se vuelve un instrumento de suma utilidad en la
determinación de frecuencias de resonancia,
y de modo inmediato, en el cálculo de pequeñas
inductancias.
El circuito que describimos es justamente eso:
el transistor de efecto de campo BF245 es conectado
como oscilador Hartley, donde LX y CV determinan
la frecuencia de operación. La realimentación
viene a través de C2 y la polarización
de compuerta (gate) es proporcionada por el resistor
R1.
Para detectar las variaciones de la corriente
de drenaje conectamos un microamperímetro
de 0-200µA (aproximadamente) en conjunto
con un potenciómetro de ajuste, que permite
colocar fácilmente la aguja indicadora
en el centro de la escala en la operación
normal.
Ajustando entonces CV podemos llegar al punto
en que ocurra la coincidencia de frecuencias entre
el Dip Meter y el circuito LC analizado, cuando
la corriente de drenaje cae, haciendo que la tensión
en M1 suba con una fuerte deflexión de
la aguja del instrumento.
Esta deflexión ocurre en el sentido de
que hay una caída de la tensión
correcta, ya que el puente es equilibrado con
un valor positivo del lado del cursor de P1. Tenemos
entonces un verdadero “movimiento”
de la aguja del instrumento cuando se encuentra
la resonancia. La operación por encima
de 30MHz encuentra dos tipos de problemas que
exigen habilidad en el montador: el primero se
refiere a las bobinas, que deben tener pocas espiras
con un mínimo de capacidades parásitas.
El segundo está en el valor de CV1, que
eventualmente debe ser reducido. Así, para
extender el alcance hasta 100MHz, por ejemplo,
debemos también alterar el límite
inferior de la operación, que debe subir
hasta alrededor de 5MHz.
En la figura 1 damos el diagrama completo del
aparato. Observe que se trata de un circuito bastante
sencillo, pues se usan pocos componentes. Sin
embargo, como se trata de un instrumento que funciona
en frecuencias elevadas, son importantes algunos
cuidados con la disposición de las piezas
para evitar capacidades parásitas e inestabilidad.
En la figura 2 damos la placa de circuito impreso,
bastante sencilla.
El capacitor variable es del tipo de dos secciones,
aprovechándolo de una radio de válvulas
fuera de uso, y su valor no es crítico,
pues en función de él haremos la
calibración de la escala. Se pueden usar
capacitores variables con capacidades máximas
comprendidas en la banda de 190 a 300pF. En verdad,
no se debe preocupar con el valor exacto de las
capacidades extremas de este componente, pues
enseñaremos cómo hacer la calibración
del instrumento sin tener en cuenta este hecho.
Basta que el capacitor variable sea del tipo
usado en radios de ondas medias antiguas, con
dos secciones.
El instrumento de medición es un microamperímetro
del tipo usado como vúmetro en aparatos
de audio. Su valor no es crítico, pudiendo
tener fondo de escala entre 100 y 300µA.
Hasta incluso se puede usar un miliamperímetro
de 0-1mA con el cambio de P1 por un potenciómetro
de 2k2.
Este potenciómetro puede incorporar el
interruptor general, como en el prototipo, facilitando
así la utilización del instrumento.
Los resistores son de 1/8W con 10% de tolerancia
y los capacitares son todos cerámicos de
buena calidad. Para Q1 podemos usar el BF245 o
bien el MPF102. En el caso del MPF102, sin embargo,
la disposición de los terminales es diferente,
lo que debe ser previsto al ubicarlo en la placa.
Para un capacitor variable de aproximadamente
210pF de capacidad máxima, damos las bobinas
con las bandas de frecuencias cubiertas, pero
como puede haber tolerancias los valores son aproximados.
La calibración exacta será explicada
más adelante.
Todas las bobinas (3) son enrolladas en tubos
de cartón de 2 cm de diámetro con
una longitud que varía entre 2 y 4 cm (según
el número de espiras).
También puede emplear como “base”
un tubito del tipo de los que contienen los rollos
fotográficos.
La ubicación en el Dip Meter se hace por
medio de un zócalo redondo y su base correspondiente
de 9 pins, del tipo usado para válvulas,
aunque puede emplear cualquier sistema de conexión,
incluso zócalos tipo DB15 (empleados en
computadoras).
En la tabla que se reproduce a continuación
relacionamos el número de espiras y la
banda de frecuencia cubierta por la correspondiente
bobina.
Todas las bobinas poseen toma central y están
arrolladas con alambre esmaltado 28 AWG (0,3211
mm).
