DIY测量收音机高中放增益的高频微伏表

changwanren

                    DIY测量收音机高中放增益的高频微伏表
      收音机高中放的各级增益是判断收音机性能指标的重要参数，要想测量高中放各级的增益，最好是采用高频微伏表测量。业余条件下，要想DIY一款宽频带的微伏表，难度很大。所以需要制作一个窄带的微伏表。
我制作的这款测量增益的微伏表，对于业余测量增益，还是很实用的。
     此高频微伏表示我制作的收音机检测仪的一部分(见下图）


    一、设计与制作思路：
      对于高频的测量采用变频+中放的窄带模式。
     要想测量微伏级别的电压，采用窄带放大器，有助于减小噪声。采用LA1135芯片，此芯片的场强指示输出电压范围可达0—7伏，他和输入电压存在对应关系，虽然不是线性关系，但可以自行绘制表盘，通过测量场强指示输出电压和输入电压的对应关系。对于电脑显示来讲的数据处理，可以采用分成若干段来计算，减小非线性带来的读书误差。得到较准确的输入电压值。芯片场强指示输出电压，通过ADS1115芯片进行A/D转换后传给电脑，经过数据处理，显示测量结果。
     此电路的中放 采用三只单中周，中频采用465KHz和455KHz，通过按键开关进行切换。
     本振配振电容采用变容二极管，通过LC72131进行数控。
    由于场强指示输出电压与输入电压的关系是非线性的，随着输入频率和本振输出电压的改变，输出电压与输入频率的对应关系也不是恒定值，所以采用输入电压与场强指示输出电压的关系来确定增益的大小，误差很大。所以采用衰减器的衰减的数值来判断增益。若衰减后的输出电压等于输入电压，那么衰减的数值就等于“增益”，这样测量“增益”精度要高一些。
二、        微伏表工作原理和电路图：

   1、探头采用场管，获得高阻探头。
2、衰减器的衰减范围0—82分贝，分辨率1分贝。
3、中放采用3只单中周，中频采用465KHz和455KHz，通过按键开关控制。由于LA1135由变频级输入中频，对中频有很大的衰减，所以测量中放增益不通过变频级输入，增加一级中放，单独输入中频，通过开关切换。
4、由LA1135的16脚输出场强指示电压。
5测量频率范围455KHz—21MHz，分为4个波段。
1、530——1600KHz
2、2—5.5MHz
3、5.5—14MHz
4、14—21MHz

changwanren

三、PCB板的设计与制作

  PCB板热转印

元件焊接

四、衰减器的制作

dianzig

制作很精致，很专业。

siyin

感觉场管的栅漏电阻100K还是小了一点，一般毫伏表要求输入阻抗1M欧，否者会影响被测电路。所以建议用1M欧的栅漏电阻。仅供参考。

mowin

厉害！衰减器学习了

bd3ur

不错的制作

changwanren

四、        调试数据
对于中频465KHz测量电压的调试，条件：ADS1115采用4伏量程，满量程的A/D转换数为32768，当输入信号由0—200uV时，采集输出数值见下图。

可看出场强指示输出电压与输入电压是非线性关系，找不到对应关系的计算公式，所以只能通过分段计算来减小非线性，我把它分成10段来计算。
五、测量软件设计和使用方法

若测量中频电压值：在测量频率数据框中输入465，中频频率数据框中输入0，按确定键后，信号发生器就发出465KHz。


若测量高频频率的电压值：
如：测量800KHz的频率，将“测量频率”对话框输入800，中频频率数据框中输入465，按“确定”键，再按“测量”键。

changwanren

siyin 发表于 2024-4-26 08:40
感觉场管的栅漏电阻100K还是小了一点，一般毫伏表要求输入阻抗1M欧，否者会影响被测电路。所以建议用1M欧的 ...

      谢谢建议！场管在高频使用时，输入阻抗随输入频率的升高，输入阻抗变小显著，将输入G极对地连接一个较小的电阻，有助于在不同频率使用下，使总输入阻抗变化较小，要想使探头总阻抗大一些，可以在串联一只较大的电阻，但总增益会减小一些。自制的高频测量工具，别指望有太高的测量精度，误差能做到小于10%，就可以认为是高精度了。

longshort

siyin 发表于 2024-4-26 08:40
感觉场管的栅漏电阻100K还是小了一点，一般毫伏表要求输入阻抗1M欧，否者会影响被测电路。所以建议用1M欧的 ...

相對低頻來説，阻抗確實越高越好。這裏的100K已經不小了，若同時還有1pF的分佈電容并聯的話，那麽它的極點頻率就只有1.59MHz，而且在這個頻率上的響應要下降3dB。擴展到21MHz，容抗將只有7.58K歐，若信號源有較大的内阻，那麽所接收到的信號電壓將有可觀的下降。

changwanren

六、中频增益的实际测量实验例
     首先调好中频幅频曲线





    中频曲线调好后，就可以测量中频增益。首先测量最前级中周次级电压，调整信号发生器的输出信号幅度，使微伏表的电压显示大于100uV,然后测量第二只中周的次级电压，配合衰减器的衰减倍数，使微伏表的示数与第一次测量一致，衰减器的衰减倍数就是一中放的增益。例如：
      例：测量第一个中周的次级电压是159.8uV，测量第二只中周次级电压时衰减器衰减了29分贝，得到微伏表示数158.9 uV，与第一次测量示数最贴近的一个示数，得到了一中放此时的增益是29分贝

changwanren

    七、高放电路增益测量实验例
      测量一个中波不带调谐高放的电路实验，首先扫频仪下输入调谐回路是否正常，见下图


    确定高放电路正常后，测量高放电路在某频率下的增益（频率695KHz），测量前首先要向72131发送本振电压数据（695+465），再发信号发生器输出频率695KHz。






  测量结果：测量三极管输入电压时，衰减器衰减11分贝，测量输出电压时衰减器衰减31分贝，两次微伏表示数基本相等，得到增益20分贝。

fqx0451

很好收音机测量仪器。

changwanren

    DIY收音机检测仪的内部电路

szsz

你好，楼主，这个电路图和实物图是不是不完全一致？
我看电路图里面的PD输出到VT之间的低通滤波器您没用那个LC72131上自带的那个mos管，也没有外加放大管，而实物图对应的位置似乎有一个三极管。
请教了

changwanren

szsz 发表于 2024-9-20 20:24
你好，楼主，这个电路图和实物图是不是不完全一致？
我看电路图里面的PD输出到VT之间的低通滤波器您没用那 ...

你看到的那个“三极管”实际是78L05,是给72132提供5伏电压。
由于PCB板为自制，所以电路图和PCB图没有认真校对，仅供参考。我调试时若发现PCB设计有局部问题，随时进行了修改（局部改动），但没有对电路图和PCB设计进行 修改，所以仅供参考，坛友若有兴趣可以认真研究一下电路图和PCB图，发现走线连接有问题，自行修改。