Voir aussi : Le circuit série LC à la résonance - Un dip-mètre expérimental - Mesure d'une capacité à l'aide d'un grid-dip - Calculs et mesures de l'inductance d'une bobine - Un inductancemètre-capacimètre pas cher - L'impédancemètre HF MFJ-269 -    

Le grid-dip est l'appareil de mesure privilégié du radio-amateur. C'est un peu le contrôleur universel des circuits et appareils à haute fréquence. Il sert d'abord pour mesurer la fréquence de résonance d'un circuit oscillant mais aussi de générateur HF et de fréquencemètre. son nom vient du phénomène de chute brutale (le dip) de courant grille (grid) dans un oscillateur à tube lorsque une partie importante de l'énergie HF est prélevée sur le circuit oscillant de l'oscillateur.
Avec l'arrivée des transistors le "dip-mètre" est apparu et comme le transistor bipolaire ne comporte pas de grille, le grid-dip est devenu dip-mètre bien que son utilisation soit exactement la même.

Fonctionnement du grid-dip

La figure ci-contre représente le schéma de base d'un grid-dip à triode. L'oscillateur est un Colpitts classique. Le galvanomètre mesure le courant de grille, il est habituellement shunté avec un potentiomètre de faible résistance de façon à régler la déviation de l'aiguille à une position moyenne ; le courant grille au repos variant en fonction de la fréquence.
Lorsque la bobine du circuit oscillant est couplée avec un circuit oscillant résonant sur la fréquence de l'oscillateur, le courant grille baisse fortement. Si l'on fait varier la fréquence de l'oscillateur alors que la bobine est couplée, l'aiguille du galvanomètre chute brutalement lorsque la fréquence du grip dip égale celle du circuit à mesurer.
Le CV du grid-dip comporte un cadran gradué qui donne directement la fréquence de résonance du circuit mesuré.

Un grip-dip célèbre : celui de Heathkit

Les anciens radioamateurs se souviennet de Heathkit, société américaine qui produisait du matériel de mesure et d'émission, en kit ou assemblé, jusque dans les années 80. Le matériel était d'excellente qualité, fonctionnant à tous les coups (ou presque) et permettait à celui qui n'en n'avait pas la possibilité de réaliser son équipement.
Le dip-mètre représenté ici est un appareil à transistor fonctionnant parfaitement qui présente l'avantage sur un grid-dip à tube de pouvoir être transporté partout, y compris en haut d'une échelle pour mesurer la fréquence de résonance d'une antenne.

Le dip-mètre Heathkit HD1250 avec ses bobines. compact, robuste et fiable.	A : potentiomètre d'ajustement du galvanomètre B : réglage de la fréquence C : bouton marche-arrêt D : galvanomètre

Chaque grid-dip a son jeu de bobines particulier. Celles du dip-mètre de Heathkit couvrent les bandes suivantes :
- 1,6 à 3,4 MHz (bobine rouge)
- 3,2 à 6,6 MHz (bobine orange)
- 5,3 à 13 MHz (bobine jaune)
- 12,5 à 26 MHz (bobine verte)
- 25 à 51 MHz (bobine bleue)
- 48 à 100 MHz (bobine violette)
- 100 à 250 MHz (bobine marron)
La déviation du galvanomètre indique le fonctionnement de l'oscillateur. En touchant la bobine avec les doigts, l'indication du galvanomètre diminue légèrement, traduisant une absorption d'énergie.

Mesure de la fréquence de résonance d'un circuit oscillant.

Avec l'expérience on sait estimer la bande de fréquence du circuit à mesurer. Dans le cas présent nous avons une self de 4 spires (0,26µH) et un condensateur de 100 pF. La fréquence de résonance devrait se trouver entre 10 et 100 MHz.
Commençons par la bobine verte, en couplant au plus près les deux bobines. On tourne lentement le cadran d'un bout à l'autre et retour : pas de dip.
On continue avec la bobine bleue. Un dip très profond vers 35 MHz, en réalité entre 32 et 37 MHz. En diminuant le couplage le dip est moins profond mais plus net. La fréquence peut être lue avec le maximum de précision : 33,5 MHz. En réalité la précision est de l'ordre de + ou - 5% ce qui n'est déjà pas si mal. La fréquence réelle du circuit mesuré était en fait 31,5 MHz.

Coupler la bobine du grid-dip à la self du circuit à mesurer.	Tourner lentement le cadran du grid-dip jusqu'à obtenir un dip franc et lire la fréquence sur l'échelle correspondante. Ici : 34 MHz.

Utilisation en fréquencemètre-ondemètre

Le dip-mètre est un auxiliaire très précieux pour la mise au point ou le contrôle des générateurs, oscillateurs et émetteurs à haute fréquence.
Tournons le potentiomètre de façon à amener l'aiguille à zéro et branchons la bobine correspondant à la gamme de fréquence choisie. Par exemple un oscillateur sur 10 MHz (bobine jaune).
L'oscillateur étant sous tension, approchons la self du dip-mètre du montage à tester et tournons le cadran du CV. A l'approche de 10 MHz l'aiguille dévie fortement. Eloigner la self de façon à obtenir une faible déviation.
Comme pour la mesure d'un circuit oscillant, il est nécessaire de réduire le couplage au minimum car le circuit mesuré perturbe le fonctionnement du grid-dip et réciproquement.
La déviation du galvanomètre est proportionnelle au niveau du signal émis sur cette fréquence particulière. Contrairement au wattmètre ou au voltmètre apériodique (c'est à dire fonctionnant sur une large bande de fréquence), l'ondemètre indique le niveau du signal sur une seule fréquence. Ainsi, lorsque le signal comporte un harmonique important celui-ci ne sera pas pris en compte. Réciproquement, la mesure du niveau d'un harmonique est possible.
Exemple : correctement réglé, notre oscillateur fournit un signal puissant sur 10 MHz. Si l'oscillateur est saturé et le signal déformé, ce dernier comportera, en plus de la fréquence fondamentale sur 10 MHz, des harmoniques sur 20, 30, 40... MHz que le grid-dip permettra de mesurer.

Mesure d'inductance et de capacité

La mesure est simple, précise mais indirecte. Il suffit de réaliser une self stable dont la valeur est connue avec suffisamment de précision. Par exemple 1µH. On couple le condensateur à mesurer à la self et on mesure la fréquence de résonance du circuit oscillant ainsi constitué. La formule permettant de retrouver la valeur de C (en pF) est :
C = 25000/(f ².L) avec f en MHz et L en µH
Si L est égal à 1µH comme dans notre exemple la formule est encore plus simple :
C = 25000/f ²
On aura intérêt à se fabriquer un tableau comme le suivant :

fréquence lue (MHz)	capacité (pF)
4	1579
5	1010
6	702
7	515
8	394

Une courbe serait plus pratique car elle permet facilement l'interpolation.
La gamme couverte avec une self de 1µH s'étale de 5pF (70 MHz) à 2000pF (3,5MHz).

La mesure d'inductance est basée sur le même principe, à l'aide d'une capa étalon cette fois. Avec une capacité de 47pF on pourrait mesurer des selfs de faible valeurs comprises entre 0,11µH (70MHz) et 43µH (3,5MHz)