Часто в радиолюбительской практике возникает необходимость измерения и контроля высокочастотного напряжения небольших уровней-от десятков миливольт до единиц вольт. Конечно, лучше всего для этих целей использовать заводской ВЧ вольтметр.

Но что делать, когда такого прибора нет под руками?

Выход из положения-изготовления простой приставки- ВЧ пробника к цифровому мультиметру типа DT700D или ему подобным.

У меня в моей мастерской тоже нет приличного ВЧ вольтметра. Да он мне особо и не нужен-вполне хватает точности и возможностей моего осциллографа С1-79 для контроля ВЧ напряжений. Но вот недавно столкнулся со свалившейся на голову проблемой-мой С1-79 отказал в самый неподходящий момент. О ремонте моего осциллографа рассказано в отдельной статье. Как назло-нужно было проверить наличие генерации в гетеродине приемника.

Пришлось по-быстрому изготовить описываемый в этой статье простой ВЧ пробник к цифровому мультиметру. Суть  этого решения-изготовление выносной высокочастотной детекторной головки, при помощи которой выпрямляется высокочастотное напряжение, а уже выпрямленное напряжение измеряет мультиметр. Эта идея стара как мир, и известна уже не один десяток лет.

Для повторения выбрана конструкция, описанная в журнале «Радио»  №8 за 2006 год.

Схема из этой публикации:

Здесь входные щупы Е1 и Е2 подключаются к исследуемой схеме. Через конденсатор С1 высокочастотное напряжение поступает на диод VD1. Далее выпрямленное напряжение поступает на цифровой вольтметр для непосредственного отсчета.

Есть ряд важных моментов:

-диод  VD1 должен быть германиевым, типов ГД507, ГД508, Д311, Д18, Д20, и даже Д9;

-цифровой мультиметр должен иметь входное сопротивление 1Мом, этому условию удовлетворяют дешевые мультиметры типа DT830, М830, М832, DT838 и подобные;

Этот ВЧ-пробник позволяет измерять высокочастотное напряжение уровнями от 20 мВэфф до примерно 2…3 Вэфф. Верхний предел измеряемых уровней напряжений зависит от предельно допустимого обратного напряжения конкретного диода. У диода 1Д508 это напряжение около 8 В. Согласно рекомендаций в статье в журнале «Радио» №8 за 2006 год, стр.58-59,  уровень измеряемого напряжений около 2…3 Вэфф уже будет предельным. Если применить диоды другого типа, с более высоким значением  предельно допустимого обратного напряжения, соответственно, и уровни высокочастотных напряжений в этом случае можно будет измерять более высокие.

ВЧ-пробник работает в диапазоне частот вплоть до 30 МГц, при этом обеспечивается удовлетворительная точность измерения. Но в общем случае, им можно регистрировать  ВЧ напряжения частотами и до 100…200 МГц. Строго говоря, для более-менее точных измерений необходимо составить калибровочный график, о чем подробно рассказано в вышеупомянутой статье в журнале «Радио», но я этого не делал. Мне достаточно было просто видеть наличие ВЧ напряжения и его максимумы при регулировке.

Но надо понимать, что чем меньше уровень измеряемого напряжения, тем больше будут занижены показания. Так, при измеряемых ВЧ напряжениях уровнем 1 В и выше, этот ВЧ пробник измеряет  с относительно небольшой погрешностью. При уровне измеряемого ВЧ напряжения 200 мВ показания будут занижены в 1,5 раза. При уровне измеряемого ВЧ напряжения 20 мВ показания будут занижены примерно в 3 раза. Именно для учета этих погрешностей и нужна калибровочная таблица.

В качестве корпуса использовал высохший маркер. Это предопределило и размеры платки ВЧ-пробника: длина 90 мм и ширина 9 мм:

Детали ВЧ-пробника распаяны со стороны фольги:

В качестве контакта Е1 использовал обычную стальную швейную иглу, которая припаяна к медной фольге платы. У такой иглы острый кончик, что обеспечивает отменный контакт с проверяемым узлом или блоком.

Для удобства восприятия конструкции, на изображении ниже представлена монтажная схема:

Для фиксации платы в корпусе маркера, к плате припаяна гайка с резьбой М2,5. Фиксирующий винт вставляется через отверствие в корпусе маркера и вворачивается в гайку. Это не позволяет плате двигаться внутри корпуса самопроизвольно:

Собранный ВЧ-пробник (уже в корпусе маркера) подключается к мультиметру экранированным проводом. Всё это выглядит так:

Повторюсь, что ВЧ-пробник рассчитан для работы с цифровыми мультиметрами с входным сопротивлением 1 МОм. Для калибровки подбирают резистор R1  так, чтобы при подаче на вход ВЧ-пробника синусоидального напряжения частотой сотни кГц или единицы МГц показания мультиметра были максимально близки к таковым эталонного вольтметра, например В3-38.

Калибровку ВЧ пробника я проверил только при уровне входного напряжения 2 В и частотой 200 кГц. Сигнал подавал с генератора Г3-106.  Цифровой мультиметр отобразил на индикатор 1970 мВ, что очень близко к уровню измеряемого напряжения. На этом я и завершил наладку и калибровку.

Об области применения ВЧ-пробника.

Пробник будет полезен при настройке и ремонте радиоприемников, их гетеродинов, настройке ДПФ и так далее. Присоединив ко входному щупе Е1 кусок провода в качестве антенны, этот пробник уже можно использовать как индикатор напряженности поля.

На фото ниже пример проверки работоспособности гетеродина моего SDR приемника:

Прибор показывает 1376 мВ. Гетеродин здесь работает на частоте 14 МГц. Как видно, вполне удобно  этим ВЧ-пробником проверять наличие колебаний генераторов или гетеродинов.

Еще один пример использования…

Проверим работу генератора простого FM-радиомикрофона. Генератор этого радиомикрофона работает на частоте около 90МГц.

Даже просто поднеся входной щуп к катушке индуктивности генератора, пробник уже регистрирует наличие колебаний:

А так выглядит измерение напряжения на коллекторе транзистора генератора FM-радиомикрофона:

Понятно, что показания прибора весьма далеки от истинных. Но цель здесь другая-убедиться простыми средствами в работоспособности устройства.

Обращаю внимание, что несмотря на довольно высокую рабочую частоту генератора FM-радиомикрофона, подсоединение щупа ВЧ-пробника к коллектору транзистора генератора не срывает генерацию. Это говорит об очень небольшой входной емкости ВЧ-пробника и достаточно высоком входном сопротивлении. Другими словами, этот простой ВЧ-пробник можно смело применять при контроле работы и наладке  устройств, которые работают на уже довольно серьезных частотах.

[spacer height=»20px»]

Короткое видео с демонстрацией работы этого высокочастотного пробника: