Vorteile eines Voltmeters mit Zeigerinstrument
In der HF-Technik wird oft der Ausdruck „auf Maximum abstimmen“ verwendet. Dafür eignet sich ein Zeiger-Voltmeter mit Diodensonde.
Die Verwendung eines digitalen Messgeräts ist oft nicht möglich oder zumindest nicht vorteilhaft. Nur ein Messgerät, das nicht vom HF-Feld beeinflusst wird (was beispielsweise durch das Messen der Spannung an einer Handfunkstation überprüft werden kann, ohne dass sich der Wert auf dem Display ändert) und ein Bargraph sind geeignet.
Die Anzeige auf einem Zeigerinstrument ist dennoch vorteilhafter. Genau ein solches Gerät wird in folgendem Artikel beschrieben. Es ist für Anfänger in der HF-Technik gedacht, die ihr Ham Shack um weitere Messgeräte erweitern.
Hohe Eingangsimpedanz des Voltmeters
Die Schaltung nutzt die hohe Eingangsimpedanz von Feld-effektgesteuerten Transistoren - FET. Ein dahinter geschalteter bipolärer Transistor erhöht den Gewinn und dient gleichzeitig als Zweig der Brücke, an der ein Messgerät angeschlossen ist. Ein Voltmeter zeichnet sich durch einen hohen Innenwiderstand (ca. 10 Mohm) und eine gute Empfindlichkeit aus.
Anschluss eines Voltmeters
Die Schaltung verbirgt keine Raffinessen und muss beim ersten Anschluss funktionieren. Der Eingangsteiler wird vorerst nicht mit festen Widerständen bestückt, sondern mit Trimmpotentiometern, damit das Voltmeter kalibriert werden kann. Die Verstärkungstoleranz von T1 und T2 ist nämlich enorm.
Nach dem Einschalten beginnen die Bauteile ungleichmäßig zu erwärmen, was ein Ungleichgewicht der Brücke verursacht. Dies wird durch Einstellen des Potentiometers behoben, sodass der Zeiger des Messgeräts auf Null zeigt. Nach einigen Minuten stabilisiert sich dieses Phänomen. Die Stromversorgung kann von einer 9V-Batterie (Achtung auf den entnommenen Strom, die Batterielebensdauer beträgt nur wenige Stunden Messung) oder von einer externen Stromquelle mit 9-15V erfolgen. Die Batterie ist jedoch vorteilhafter.
Kalibrierung
Jetzt können wir mit der Kalibrierung beginnen. Wir benötigen eine einstellbare Gleichstromquelle von 0 bis 25V und ein genaues Voltmeter. Auf der Quelle stellen wir die Spannungen schrittweise ein und versuchen durch Drehen der Trimmer, identische Spannungen auf beiden Voltmetern anzuzeigen. Wir beginnen mit einem Bereich von 50V, aber durch Drehen eines Trimmers werden die anderen Bereiche erweitert. Es erfordert Geduld. Zum Schluss ersetzen wir die Trimmer durch feste Widerstände. Ungewöhnliche Werte können aus mehreren Widerständen zusammengesetzt werden.
VF-Sonde zur Messung von HF-Spannung
Ein sehr nützliches Zubehör zum Voltmeter ist die VF-Sonde. Es kann bequem in einen trockenen Stift eingebaut werden. Vergessen Sie nicht das kurze Erdungskabel mit Krokodilklemme von der Sonde zum Messgerät. Andernfalls messen wir nur induzierte Spannung.
Die Messung von VF-Spannungen ist jedoch eher orientierend. Die Sonde ist sowohl frequenz- als auch spannungsabhängig. Eine genaue Kalibrierung würde eine separate Skala für jeden Bereich und mehrere Sonden entsprechend der Frequenz erfordern. Mit dieser Sonde kommen wir für den KV-Bereich aus, für höhere Frequenzen wäre es ratsam, den Eingangskondensator zu verkleinern. Die Genauigkeit ist insbesondere bei der Messung kleiner Spannungen reduziert, bei höheren Spannungen steigt die Genauigkeit. Für die meisten Messungen ist die Genauigkeit ausreichend.