Forum: HF, Funk und Felder 20MHz - 200MHz Isolator bzw. Zirkulator


von Paul (Gast)


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Hallo,

ich bin auf der Suche nach einem Isolator/Zirkulator für den 
Frequenzbereich 20MHz-200MHz bei einer Leistung von 4W. Kennt jemand 
eine Bezugsquelle für sowas oder hat vielleicht jemand eine Idee, wie 
sich das realisieren lässt?

Hintergrund ist, dass ein HF-Verstärker (4W Ausgangsleistung) auch bei 
schlechter Anpassung betrieben werden soll (VSWR > 5).

Bei einer bestimmten Anwendung kann es sogar vorkommen, dass von Außen 
Leistung eingespeißt wird, die größer ist, als die vom Verstärker 
abgegebene Leistung (also Reflexionsfaktor > 1).

Bin für jeden Hinweis dankbar.
Paul

von Uwe S. (de0508)


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Hallo Paul,

ich habe für Messzwecke mir etwas nach diesem Papier

RF design awards Low Frequency Circulator/Isolator Uses No Ferrite
http://www.wenzel.com/pdffiles1/pdfs/RFDesign3.pdf

aufgebaut.

Aber was soll das bei einem Sender und dieser schlechten Anpassung s=5 ?

Da kommt doch nur noch wenig Leistung 66% an der Antenne an.

Wäre dafür es nicht besser mit einem Richtkoppler die Pref und Pfwd zu 
bestimmen und mit einem einfachen L-C Tuner die Anpassung zu verbessern?

Den Abschnitt
Paul schrieb:
> Bei einer bestimmten Anwendung kann es sogar vorkommen, dass von Außen
> Leistung eingespeißt wird, die größer ist, als die vom Verstärker
> abgegebene Leistung (also Reflexionsfaktor > 1).

habe ich jetzt nicht beachtet, dieses kenne ich nur von/ bei 
Radaranlagen.

von Uwe S. (de0508)


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Hier noch ein Bild vom low Frequencyy RF Circulator, Isolator.

von Paul (Gast)


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Danke Dir!

Das Paper mit dem OpAmp-Zirkulator hatte ich auch schon gefunden. Das 
Problem dabei ist leider, dass es nur bis etwa 10dBm funktioniert. Hab 
bis jetzt auch noch keine Operationsverstärker gefunden, mit denen ich 
bis 4W käme.

Was verstehst Du unter einem LC-Tuner? Ein Anpassglied mit einstellbarem 
C? Das Problem dabei ist, dass sich das VSWR am Ausgang ändert. Die 
Anpassung müsste also automatisch nachgeführt werden. Den Richtkoppler 
habe ich schon und die Messung von Prev und Pfwd funktioniert aber ich 
wüsste jetzt nicht, wie ich das Anpassen automatisieren könnte.

von Ralph B. (rberres)


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Es gibt schon Anwendungen, bei welcher ein breitbandiger Verstärker 
seine Leistung bei beliebigen VSWR abgeben muss. EMV Einstrahlmessungen 
z.B.

Firmen die Verstärker für solche Anwendungen bauen, verwenden viel 
Gehirnschmalz um solche Verstärker so zu bauen, das sie bei jeder 
beliebigen Last stabil arbeiten, ohne runter zu regeln.

Nicht umsonst kosten solche Verstärker ein Vermögen.

Für einen 10W Verstärker der zwischen 1MHz und 1000MHz spezifiziert ist, 
kann man schnell mal 20000 Euro hinblättern.

Ralph Berres

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Anregung eines Plasmas ist auch so'n Thema, wobei ich mal vermute,
dass 4 W da zu wenig sind.

von Paul (Gast)


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Ralph Berres schrieb:
> Firmen die Verstärker für solche Anwendungen bauen, verwenden viel
> Gehirnschmalz um solche Verstärker so zu bauen, das sie bei jeder
> beliebigen Last stabil arbeiten, ohne runter zu regeln.

Wie machen die das? Wird da direkt der Verstärker angepasst oder wird um 
den Verstärker drum eine Schutzbeschaltung gebaut (so was wie ein 
Isolator)?

Mir würde Momentan nur einfallen, dass man abhängig von der 
rücklaufenden Leistung Dämpfungsglieder zuschalten könnte, welche eben 
diese Leistung dämpfen. Das Problem dabei ist natürlich, dass auch das 
hinlaufende Signal gedämpft wird. Das heißt für die gleiche 
Ausgangsleistung müsste man einen größeren Verstärker verbauen, was 
natürlich nicht die beste Lösung ist.


Ralph Berres schrieb:
> Für einen 10W Verstärker der zwischen 1MHz und 1000MHz spezifiziert ist,
> kann man schnell mal 20000 Euro hinblättern.

Hast Du dazu vielleicht eine Adresse?

von Ralph B. (rberres)


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Paul schrieb:
> Hast Du dazu vielleicht eine Adresse?

http://www.emvgmbh.de/03_b_emv_messtech/01_Breitbandverst_Wissen.html

Paul schrieb:
> Wie machen die das? Wird da direkt der Verstärker angepasst oder wird um
>
> den Verstärker drum eine Schutzbeschaltung gebaut (so was wie ein
>
> Isolator)?

Genau weis ich es auch nicht. Diese Verstärker sind wohl hoffnungslos 
überdimensioniert und arbeiten im A-Betrieb, so das eine voll 
rücklaufende Leistung problemlos verkraftet wird. Jedenfalls regeln 
zumindest die Verstärker von AR bei Fehlanpassung nicht runter.

Da sie ja extrem breitbandig sind und kaum Frequenzgang haben ( alleine 
das ist schon eine Herausforderung ) verbietet sich damit auch den 
Einsatz von Zirkolatoren als Isolator.

Ralph Berres

von Purzel H. (hacky)


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Ich wuerd einen highpower Richtkoppler von Minicircuits verwenden. Den 
SYDC-20-13HP, der koppelt -20dB in beiden Richtungen aus.

von Ralph B. (rberres)


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Nano Oschi schrieb:
> Ich wuerd einen highpower Richtkoppler von Minicircuits verwenden. Den
>
> SYDC-20-13HP, der koppelt -20dB in beiden Richtungen aus.

Was bringt ihm das?

Bitte einfach mal den kompletten Tread lesen.

Ralph Berres

von Purzel H. (hacky)


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Wenn zuviel zurueckkommt den Eingang zum Verstaerker abschwaechen. Gegen 
die externe Leistung kann man wenig machen.

von HF-Werkler (Gast)


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Hallo,
für solche Zwecke nimmt man einfach einen Verstärker mit doppelter 
Leistung und schaltet am Ausgang ein 3dB Dämpfungsglied. Dann sieht der 
Verstärker immer mindestens eine Anpassung von -6dB (Hin -3dB und zurück 
-3dB), was zur Stabilisierung meist ausreicht. D.h. der Verstärker muss 
nur 1/4 seiner Ausgangsleistung als Reflexion verkraften.

Gruss

von Ralph B. (rberres)


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Nano Oschi schrieb:
> Wenn zuviel zurueckkommt den Eingang zum Verstaerker abschwaechen. Gegen
>
> die externe Leistung kann man wenig machen.

Genau das will der Tread ja nicht.

Paul schrieb:
> Hintergrund ist, dass ein HF-Verstärker (4W Ausgangsleistung) auch bei
>
> schlechter Anpassung betrieben werden soll (VSWR > 5).
>
>
>
> Bei einer bestimmten Anwendung kann es sogar vorkommen, dass von Außen
>
> Leistung eingespeißt wird, die größer ist, als die vom Verstärker
>
> abgegebene Leistung (also Reflexionsfaktor > 1).

Was er sucht ist folgendes.

Paul schrieb:
> ich bin auf der Suche nach einem Isolator/Zirkulator für den
>
> Frequenzbereich 20MHz-200MHz bei einer Leistung von 4W.

Also nützt ihm ein Richtkoppler rein garnichts.

Wie gesagt einfach Tread komplett lesen.

Ralph Berres

von Purzel H. (hacky)


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Meines Wissens sind Isolatoren und Zirkulatoren Wellenleiter Devices. Da 
ist die gewuenschte untere Grenzfrequen etwas auf der unhandlichen 
Seite. Moeglicherweise laesst sich da was mit Spulen und Trafos 
anstellen. Mir scheint Oktav Band schon auf der breiten Seite zu sein, 
lieber weniger. Der Poster sucht aber Dekad Band. Wenn's das denn gaebe, 
waeren die Werte eher auf der schlechten Seite, also Isolation 10 dB 
oder weniger.

von Paul (Gast)


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Ralph Berres schrieb:
> Da sie ja extrem breitbandig sind und kaum Frequenzgang haben ( alleine
> das ist schon eine Herausforderung ) verbietet sich damit auch den
> Einsatz von Zirkolatoren als Isolator.

In meinem Fall wäre eine zusätzliche Frequenzabhängigkeit kein Problem. 
Es werden auch nur Sinussignale im Bereich von 20MHz - 200MHz 
verarbeitet. Also die Signale an sich sind nicht breitbandig.

Insgesamt scheint sich mein Eindruck ja leider zu bestätigen, dass es 
das ,was ich bräuchte, nicht so wirklich gibt.

Bleibt wohl nur die Lösung mit den nachgeschalteten Dämpfungsgliedern.
Wenn noch jemand eine andere Idee hat...

von Ralph B. (rberres)


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Der Vorschlag mit einen Leistungsdämpfungsglied ist wohl in diesem Fall 
der praktikabelste. Selbst wenn man 6dB dämpft, bräuchte man die 
vierfache Leistung, also 16 Watt. Man hat dann 12db Rückflussdämpfung. 
Das merkt die Endstufe nur noch maginal.

Aber eine Endstufe mit 16Watt und 20-200MHz zu bauen ist auch nicht 
gerade trivial.

Von Phillips ( oder war es Motorola? ) gab es mal eine Applikation zum 
Bau einer Endstufe, die etwa passend sein könnte.

Ralph Berres

von Uwe S. (de0508)


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Hallo Ralph,

vielleicht doch einfacher als man denkt im KW-Bereich mit den neuen 
Fets:

Schaltbild
* http://www.kn-electronic.de/stlp-pics/HP-10W-PA-STLP.JPG

FET-PA
* http://www.kn-electronic.de/Bausaetze/FET-PA10.html

von Ralph B. (rberres)


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Uwe S. schrieb:
> vielleicht doch einfacher als man denkt im KW-Bereich mit den neuen
>
> Fets:

Nur das diese Endstufe für einen Frequenzbereich von 1,6-30MHz ausgelegt 
ist. Der TE fordert aber einen Frequenzbereich von 20MHz -200MHz.

Das dürfte schon wesentlich schwieriger werden. Ob das noch mit Trafos 
geht, bin ich ein wenig skeptisch.

Ich habe in meinen Archiv das gefunden.

Es entspricht zwar immer noch nicht den Forderungen des TE, kommt es 
aber ein Stück näher, als eine reine KW Endstufe.

Ralph Berres

von Paul (Gast)


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Vielen Dank euch!

Die Schaltungen sind auf jeden Fall interessant.

von Silvio K. (exh)


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Vielleicht nützt dir das was:

http://contact.freescale.com/content/RuggedVideo?t=el

http://www.freescale.com/webapp/sps/site/taxonomy.jsp?nodeId=0106B9752000M20225

Der Ansatz mit dem Dämpfungsglied ist wohl der einfachste, auch wenns 
Energieverschwendung ist. Wenn du einen stabilen Verstärker hättest, der 
für mehr Leistung ausgelegt ist, dann kannst du ihn mit wenig Leistung 
auch gegen die Wand fahren und er sollte das aushalten. Bzw. du dämpfst 
nur 1-2 dB und alles ist im grünen Bereich. Allerdings killst du mit 
Reflexionfaktoren > 1 potentiell jede Stabilität...

Was willst du denn machen? Wurde das schon geschrieben?

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Amateurfunkgeräte haben oft eine Schutzschaltung, mit Richtkoppler - 
vielleicht war oben das gemeint. Sie regeln eben zurück, wenn das VSWR 
zu groß wird.

Zirkulatoren sind immer schmalbandig, mehr als eine Oktave hab ich noch 
nicht gelesen, eher weniger. Valvo hat mal sowas auch für den 
VHF-Bereich gebaut, nannte sich "Isoduktor".

http://www.amplifiers.com/ die bauen Hochfrequenzverstärker in allen 
Größen, da gibts auch Applikationsschriften.

von Silvio K. (exh)


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Christoph Kessler (db1uq) schrieb:
> nannte sich "Isoduktor"

Hallo Christoph,
ist ein Isoduktor einem Zirkulator äquivalent? Von den Eigenschaften her 
wohl ja. Wie schmalbandig ist das Teil? Laut Datenblatt wird es mit 
zusätzlichen Kondensatoren abgeglichen = schmalbandig(?)

Gruß

Silvio

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Keine Ahnung, ich kenne die auch nur aus diesem Datenblatt. Unten rechts 
im Diagramm steht an der Vertikalachse "Bandbreite" von etwa 35 MHz für 
die niederfrequenteste Version. Das könnte die -20 dB Bandbreite zu sein 
weil unten noch "Sperrdämpfung 20 dB" steht.
Vielleicht kann man die mit den Trimm-Cs abstimmen, sodaß ein Typ für 
den ganzen Bereich verwendet werden kann.

Übrigens:
http://www.valvo.com/
Wikipedia:
"1999 wurde der Spezialbereich der Valvo-Hochfrequenz-Zirkulatoren und 
Isolatoren in die Selbstständigkeit entlassen. Die neue Firma kaufte 
kurz darauf den von Philips nicht mehr benutzten Handelsnamen „Valvo 
Bauelemente GmbH“ und vertreibt bis heute seine Produkte unter dem Namen 
Valvo erfolgreich auf dem Markt."
http://www.valvo.com/Selektion/k100_mhz.htm
http://www.valvo.com/Selektion/100_mhz.htm
allerdings
"Last update Juni 2003"

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Auf der Suche nach Valvo-Applikationen (zum TCA580, andere Baustelle) 
habe ich auch das hier wiederentdeckt: "Valvo-Brief" zu Isoduktoren von 
1980.
Vielleicht interessierts mal jemanden. Es sind also Zirkulatoren ohne 
Anpassnetzwerke, die muß man selbst dranbauen.

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