A projekt célja olyan egyszerű amatőr műszer létrehozása, amely alkalmas szűrők átviteli karakterisztikájának megjelenítésére az 1  kHz-200 MHz tartományban.
Az 1.ábrán egy 100 MHz-es szűrő mérése látható. A mérés megkezdése előtt a kezelő nyomógombokkal be kell állítani a center frekvenciát, a frekvencia löketet és a diszkrét frekvencia lépéseket.
Ez utóbbi a kijelző felbontása (480X320
pixel) automatikusan változik, de a pontos
frekvenciák beállíthatósága indokolttá teszi.
A legkisebb lépés 10 Hz, a legnagyobb 10
MHz. Így a működési tartomány maximum
20 gombnyomással átfogható. A kezdeti beállítások a menüből végezhetők el. A menü bekapcsolás után megjelenik, és a 2.ábrán látható.

 

Négy mezőt tartalmaz, a felső
három tartalmazza rendre az aktuális center frekvenciát, deviációt és a frekvencia léptetés nagyságát.
Az alsó mező a kiszámított, és beírt löket alsó és felső határát mutatja. Az alapértelmezett beállításokhoz 110 MHz centerfrekvencia, 10 MHz
löket és 1 MHz lépés tartozik.
Bekapcsoláskor ez jelenik meg.

A vobler 8 db nyomógombbal rendelkezik. Az F jelű a center frekvencia beállítására (Frequency), a D jelű a löket beállítására (Deviation), az S jelű alépés (Step) beállítására szolgál. Mindegyiket a fel-le nyilakkal lehet módosítani. A beállított értéket az R gombbal (Return) lehet érvényesíteni. A beállított érték megjelenik a menüben. Ha a menüben nincs kiválasztva semmi a frekvenciák módosítására vonatkozóan, akkor a felfelé nyíl gombbal tárolhatók a menüben látható értékek. Ha volt tárolt adat és a megjelenő  menüben aktiváljuk a lefelé nyilat, akkor a legutolsó mentett mérés adataira cserélődik az alapértelmezett beállítás. A mérés az OK gomb megnyomásával kezdődik, ekkor a kimeneten megjelenik a vobbuláló frekvencia, a bemenetre jutó jelet feldolgozza a logaritmikus erősítő és az Arduino 2560 board. Az eredmény megjelenik a TFT kijelzőn. A mérés megszakítható az E jelű gombbal. (Esc).
A vobler kapcsolási elrendezése a 3. ábrán látható. 4 fő egységből áll: arduino MEGA board, 3.5” színes TFT kijelző, generátor, logaritmikus detektor.

 

A mikrovezérlő kiírja a menüt, beolvassa az üzemállapot beállításához szükséges gombok állapotát, a szkennelés során felrajzolja az átviteli karakterisztikát. Kiküldi a generátornak a pillanatnyi frekvenciát meghatározó adatokat. Beolvassa a logaritmikus detektor kimenetén megjelenő 25 mV/dB értékű egyenfeszültséget, konvertálja a 480×320 pixel felbontású képernyőnek a függőleges pixelkoordinátákat. Konvertálja pillanatnyi frekvencia alapján az x koordinátákat.
A konvertálás során a frekvencia léptetést is meghatározza a beállított löket alapján. A generátor négyszögjelet állít elő 50 Ohm kimeneti ellenállással. A szintemelést a MAR8 erősítő végzi. A logaritmikus detektor, az AD8307 0-5 V közötti DC feszültséget állít elő a bemenőjelből, aminek a felfutása dB-ben lineáris az adatlapja szerinti határok között.

A műszer szétszerelt állapotban a 4. ábrán látható. A TFT modul közvetlenül bedugaszolható az Arduino MEGA panelba. Kábelezni csak a logaritmikus detektor kimenőjelét és a generátor panel adatbemenetét kell  és természetesen a tápfeszültségeket. A két utóbbi elem a műszerház hátlapján elhelyezkedő BNC csatlakozók közelében található. A generátor kimenőjelének szivárgását a detektor bemenetére ónozott vaslemez árnyékolások csökkentik. Az Arduino panel alatt van a műszerházhoz
rögzítve a 7905 stabilizátor és a két szűrőkondenzátor.

Hátrányok:

A négyszögjel generátor alkalmazása nem szerencsés a voblerek esetén, mert a harmonikus tartalom hamis eredményeket is mutat, ha a vizsgált szűrő üzemi tartománya ismeretlen, vagy indokolatlanul nagy a löket.
A probléma az 5. és 6. ábrán látható.

 

Az 5 ábra szerint a szvip 2 MHz- ről indul és harmonikusokat tartalmaz, melyek mindegyike a vizsgált szűrő bemenetére jut. Mivel a vizsgált szűrő a 14 MHz-es sávra készült, a  frekvencia növekedése során akadnak olyan harmonikusok, melyek a vizsgált szűrő áteresztő tartományába esnek, és belengetik a szűrő rezgőköreit, Ez hamis rezonancia képeket eredményez 7, 3.5, … környékén. Ez a hiba elkerülhető a löket helyes  megválasztásával.
A 6. ábrán a 14 MHz-es sávszűrő +/- 3 MHz-es lökettel van felrajzolva. A vizsgált szűrő bemeneti és kimeneti rezgőköreinek ellenállását egy-egy csatolótekercs transzformálja 50
Ohmra. A kétkörös sávszűrő két virtuális rezonanciapontot eredményez, mert egymást kölcsönösen félrehangolják. A két púp egyike sem rendelhető valamelyik rezgőkörhöz. A rezgőköri induktivitások hangolása az átviteli karakterisztika szimmetriáját befolyásolja. Kezdetben arra kell törekedni a hangolás során, hogy a két púp minél magasabb legyen. A púpok frekvenciában mért távolsága a rezgőkörök kölcsönhatásának következménye.
Ez utóbbi az ilyen – felső kapacitív csatolású- szűrőknél kritikus, mert ez fogja meghatározni a sávszélességet. Ha a csatolás csökken a kapacitás túl kicsiny volta miatt az átviteli karakterisztika egypúpúvá alakul és csökkenni kezd a kimenő jel, bár a sávszélesség csökken, ami meg előnyös lehet. Ezért kompromisszumot kell keresni minden sávon az amatőr sáv szélességének és a rezgőkörök csatolásának mértéke között. Vevőszűrőkben jó megoldás lehet az úgynevezett kukactrimmer. Ez egy nyákba forrasztott 1-2 cm-es  vastagabb huzalra tekert 0.1 mm-es zománchuzal. Mérés közben a vékony huzal meneteit
letekerve (és lecsípve) a kapacitás egyre csökken. Így megtalálható az optimális kapacitás érték.

A készülék szoftvere innen tölthető le:

3.5-TFT-wobbler-2021-aug27.ino

73! HA5KJ Jóska 2021 aug. 21.