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Baumappe

HF Multimeter

misst L, C, Frequenz und Leistung

NICHT länger lieferbar, einige Bauteile sind leider obsolet!

Dieses Projekt wurde zuerst in der Verbandszeitschrift desDARC CQDL 5/2001 veröffentlicht. QRPproject dankt im Namen aller Selbstbauenden Funkamateure der Redaktion für die Erlaubnis, den Artikel als Grundlage für diese Baumappe zu übernehmen. Wir haben den Text an einigen wenigen Stellen an den aktuellen Bausatz angepasst. Die Verzögerung von fast 2 Jahren bis zum Erscheinen des Bausatzes liegt daran, dass das benutzte Display plötzlich vom Markt verschwunden war und wir erst jetzt Ersatz gefunden haben.

Wir danken dem Entwickler dieses HF-Multimeters Günther Fromhagen, DK8OH, der uns dieses Projekt zur Verfügung gestellt hat.

Messung Messbereich Auflösung
Kapazität: 10 pF...1 µF 0,1 pF
Induktivität 1 µH...10 mH 0,01 µH
Frequenz1 100 kHz...5 MHz 10 Hz
Frequenz2 100 kHz...40 MHz 100 Hz
Frequenz3 30 MHz...1300 MHz 1 kHz
Leistung -50...+16 dBm 0,1 dBm

Messung der Beleuchtungsstärkevon 100...99999 mit 1 Lux Auflösung ist vorgesehen, das benötigte IC ist jedoch im Bausatz nicht enthalten!

Das Messprinzip für L/C Messungen:

Grundlage der LC-Messung ist eine Oszillatorschaltung mit dem Spannungskomparator IC4. C7 und L1 bilden einen Parallelschwingkreis und bestimmen die Frequenz des Oszillators (etw 450 kHz). Der Referenzkondensator C9 wird über Relais 1 beim kalibrieren zum Schwingkreis parallelgeschaltet. Über die daraus entstehende Frequenzänderung und den Wert des Referenzkondensators können die Komponenten des Schwingkreises berechnet werden. Somit ist es möglich, die Induktivität der Spule L1 genau zu bestimmen und als Referenz für L-Messungen zu verwenden. Der zu messende Kondensator wird über die Buchsen K1 und K2 parallel zu C7 geschaltet und die zu messende Spule über die Buchsen K1 und K6 in Reihe zu L1. Beim Messen verringert sich die Frequenz des Oszillators. Über die Frequenzabweichung wird der Wert des Bauteils bestimmt. Der Mikrocontroller steuert über zwei Portleitungen die Relais für die L-C Messbereichsumschaltung und die Nullpunkteinstellung.

Leistung messen zwischen 100 kHz und 450 MHz

Der logarithmische Verstärker AD8307 erzeugt aus dem Hochfrequenzeingangssignal eine Gleichspannung, die vom AD-Wandler des Mikrocontrollers gemessen und in dBm umgerechnet wird. Das Eingangssignal gelangt über ein Dämpfungsglied (R23, R2, R3) und einen Koppelkondensator C3 an einen Eingang des AD8307. Der Kondensator C32 erzeugt eine Korrektur des Frequenzgangs, die genaue Messungen bis 450 MHz erlaubt. Weiterhin gehören C26, C1 und C2 zur Außenbeschaltung des AD8307.

Zur Leistungsmessung wird der Messbereich „P“ ausgewählt und das Signal an BNC-Buchse 2 angeschlossen. Im Frequenzbereich 100 kHz bis 450 MHz wird die Leistung von –40 dBm...16 dBm (100nW-40mW) als Zahlenwert angezeigt. Zusätzlich werden die Pixel von drei Zeichen als Balkenanzeige mit einer Auflösung von 120 Punkten angesteuert

QRG auf 10 Hz genau

Drei Messbereiche stehen für die Frequenzmessung zur Verfügung. Ein Widerstandsnetzwerk verteilt das Eingangssignal von BNC-Buchse 1 auf zwei Baugruppen. Ein breitbandiger Vorverstärker sorgt im Bereich 1 und 2 für die erforderliche Empfindlichkeit. Er besteht aus zwei Transistoren in Emitterschaltung. Das Ausgangssignal des Vorverstärkers steuert den Frequenzteiler 74HCT4520 an. Er teilt die Eingangsfrequenz durch 2 bzw. 16. Über den Multiplexer werden die Signalquellen vom Mikrocontroller ausgewählt. Er gibt die Messwerte mit 10 Hz und 100 Hz Auflösung aus.

Im Bereich „F1“ sind Frequenzmessungen (in kHz) zwischen 100 kHz und 5 MHz mit einer Auflösung von 10 Hz möglich (Display 5). Im Bereich „F2“ kann man Frequenzen zwischen 100 kHz und ca. 40 MHz (ebenfalls mit kHz-Anzeige) messen. Die Auflösung beträgt dabei 100 Hz (Display 6).

Im Bereich 3 verarbeitet ein ECL-Vorteiler U893 die Eingangsfrequenzen von ca. 50–1300 MHz. Er hat einen integrierten Vorverstärker und teilt das Eingangssignal durch 128. Da diese Frequenz noch nicht vom Mikrocontroller verarbeitet werden kann, teilt der 74HC4520 die Ausgangsfrequenz noch einmal durch 4. Über den Multiplexer gelangt das Signal an den Counter 0. Im Messbereich „F3“ schließlich können Frequenzen zwischen 50 MHz und 1300 MHz gemessen werden. Die Anzeige erfolgt in kHz bei einer Auflösung von 1000 Hz (Display 7). Der Controller schaltet die Torzeit passend zu den unterschiedlichen Vorteilern um.

Kalibrierung und Messwertaufnahme mit dem Computer.

Das HF-Multimeter kann über eine RS232 Schnittstelle an einen PC angeschlossen werden. Mit Hilfe eines mitgelieferten Programmes (Windows) können die Messbereiche kalibriert werden. Der Befehlssatz ist in der Baumappe notiert, es können also eigene Programme zur Messwertverarbeitung geschrieben werden.

Lieferung:

Der Bausatz wird mit einem Bopla Messgerätegehäuse geliefert, Bohschablonen usw. liegen dem Bausatz bei.

Bausatz inkl. Gehäuse, Baumappe und QRPproject Handbuch CD (Enthält alle Baumappen für QRPproject Bausätze und das Programm zur Kalibrierung / Messwerterfassung des HFMM mit dem PC

Optional: Verbindungskabel PC RS232 <> HF-Multimeter

Optional: Kalibrierung wenn das fertig aufgebaute Gerät funktionsfähig an QRPproject geschickt wird.

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