Hallo Leute, ich habe was interessantes gelesen über diese "Helical Resonatoren". Also diese Spiral-Teile in einer Blechkiste, welche man als Resonator verwenden kann. Mich würde es mal interessieren, so ein Teil selber zu bauen, um das mal zu testen. Im Buch von A.I.Zverev sind ein paar Faustformeln drin (welche wohl damals empirisch ermittelt worden sind...) mit denen man die Abmessungen, Durchmesser und Anzahl Windungen des Resonators berechnen kann. Ich dachte mir also, ich nehme mir mal die als Grundlage her. Um so einen Resonator zu basteln ;-) Frequenz ist mir vorerst egal, ich habe Zugang zu VNAs bis 6GHz. Also dachte ich mir ich nehme mir mal einfach irgend eine Frequenz vor, um das mal auszuprobieren. Jetzt habe ich aber dennoch ein paar Fragen! 1. Was nimmt man als Gehäuse am besten dazu her. Das muss ja rundum komplett verschlossen sein, richtig? Ich denke, ein dünnes Kupferblech (wie dünn? 5x Eindringtiefe bei der gewünschten Frequenz, oder darfs auch dünner sein oder muss es dicker sein?) sollte genügen und lässt sich auch gut verlöten. 2. Der Draht, welcher den Resonator bildet - muss der poliert sein, und das Blech auch, oder funktioniert es auch wenns nicht poliert ist und halt die normalen Oxidschichten drauf hat? 3. Kann ich durch geschicktes Kontaktieren des Resonators dessen Eingangsimpedanz auf 50 Ohm bringen, oder muss ich da in der Tat noch ein Anpassnetzwerk bauen? Ich habe bereits einige Erfahrungen sammeln können mit Mikrowellentechnik, allerdings nur mit Streifenleitern; dort habe ich selber Filter dimensioniert (Hairpin Filters und Coupled Line Filter) und die haben recht gut funktioniert (Frequenz war 1.6GHz). Aber so ein Helical Teil, das ist doch nochmal eine andere Dimension ;-) sieht auch wunderbar interessant aus, das ist auch der Grund warum ich so ein DING bauen möchte. Gehe ich recht in der Annahme, dass ich, wenn ich ein Filter bauen möchte damit, mehrere solche Resonatoren brauche, die in der Frequenz leicht zueinander versetzt sind? Fragen über Fragen. Ich hoffe ihr könnt mir ein wenig auf die Sprünge helfen!
Hallo, saug Dir mal diese Software: http://tonnesoftware.com/helical.html > 1. Was nimmt man als Gehäuse am besten dazu her Rundum verschlossen, glatte Oberfläche, am besten versilbert. > 2. Der Draht, welcher den Resonator bildet - muss der poliert sein Kurzlich hat es jemand nachgemessen: Es ist egal, ob Kupfer blank oder oxidiert ist. Jedoch sollte die Metalloberfläche glatt sein oder am besten auch versilbert. > 3. ... dessen Eingangsimpedanz auf 50 Ohm bringen Das hängt von der Ankoppelung ab. Die Software Helical berechnet das. Gruß, Bernd
Da gibt es die beiden guten alten Bücher von Harry Koch aus dem Franzis-Verlag 1975. Vermutlich sind sie nur noch antiquarisch zu bekommen. Hier das kurze Kapitel zu Helixfiltern aus "Transistorsender" 5.Auflage 1976 ISBN 3-7723-5605-2, der andere Band heisst natürlich Transistorempfänger (2.Auflage 1975) ISBN 3-7723-5742-3. Damals gab es noch diese Praktiker die mit Faustformeln und Nomogrammen so etwas irgendwie hinbekommen haben. Heute muss das alles mit umfangreichen Computermodellen simuliert werden. Dazu hat man Messgeräte von denen man damals nicht zu träumen wagte... Ich hoffe es hilft weiter. Ich hatte mal die Idee eine Antennenweiche für 138/145 MHz als großes Helixfilter zu bauen, um mit derselben Antenne Amateurfunk auf 2m betreiben und Wettersatelliten empfangen zu können. Überschlagsmäßig hätte die Helix aus dieser gelb-grünen Erdungsleitung bestehen müssen, wie sie im Keller vom Stromzähler zur Wasserleitung führt, um die erforderliche Güte zu erreichen.
@Bernd, besten Dank für die Tips. Hast du sowas schon gebaut? Mache mich grade schlau darüber, wie ich das Kupfer versilbern kann. Habe da leider keine Chemikalien dazu im Haus; in meinem Ausbildungsbetrieb vor Jahrzehnten hatten wir da eine Flasche von ... Silberjodid? oder Chlorid? weiss es nicht mehr genau, so eine weisse Milch war das, die man aufs Kupfer schmieren konnte und das hinterliess dann einen Silberfilm. Heute natürlich strengstens verboten weils giftig ist ;-) Zur Ankopplung: irgendwie muss ich dann ja noch meinen Anschlussdraht z.B. vom BNC Stecker durch die Blechwand führen, um diesen Helix zu kontaktieren. Wie mache ich das am geschicktesten? Einfach ein Loch reinbohren und dann den Draht durch? Es kommt sicher auf den Lochdurchmesser an... @Christoph ja, genau, diese Monogramme hat es in meinem Zverev auch drin! Kennst du den? "Handbook of Filter Synthesis". Uralt, aber sind unzählige solche Filterarten drin, alles mit Tabellen und Diagrammen und solchen Faustformeln zum Berechnen. Natürlich alles in Inch, Foot und Yard ;-) Aber stört ja nicht. Ich lese das mal durch, vielleicht werde ich da auch noch bezüglich der Bleckstärke aufgeklärt. Gruss!
> Hast du sowas schon gebaut? Ja > wie ich das Kupfer versilbern kann Probiers erst mal nur mit Kupfer. Das geht trotzdem, nur die Güte ist deutlich schlechter. So wenig als möglich dran rumlöten, denn Zinn leitet noch viel schlechter. Such mal bei R. nach Leitsilber. Weiß jemand, ob das funktioniert? > Einfach ein Loch reinbohren und dann den Draht durch? > Es kommt sicher auf den Lochdurchmesser an... Einfach ein kleines Loch rein, das ist eher unkritisch. Ich würde das Loch so bohren, dass der isolierte Draht grad durchgeht, damit da nichts rumwackelt. Für höhere Frequenzen, wie z.B. 430 MHz, eventuell ein dünnes Koaxkabel durchführen, den Schirm außen aufs Gehäuse legen und den Innenleiter ankoppeln. Helixfilter sind einfach aufgewickelte Cavity-Filter, um Bauraum bei niedrigeren Frequenzen zu sparen. Darüber kommen noch die Interdigital-Filter, die sich dann schon mit Deinen Streifenleitern überschneiden.
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http://www.anreibe-silber.de/ das verwende ich für Platinen seit Jahrzehnten. Giftig wie die meisten Galvanikchemikalien, aber gut auf Kupfer und Messing aufzutragen. Die Flüssigkeit enthält viel Poliermaterial, das ist der Trick dabei. Daher auch die weiße Farbe. Der Zverenv habe ich noch nicht gelesen, aber andere Filterliteratur, Saal und Pfitzenmayer. Solche Nomogramme waren früher üblich, hier noch zwei Seiten zu Helixfiltern aus den "ITT Reference data for radio engineers" 5th edition 1974 (seit 1943!) ISBN 0672206781 , darin auch eine Herkunftsangabe des Nomogramms. Nachtrag, da fehlten noch ein paar inch/foot/yard von der folgenden Seite, hier als Bild.
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Die Ankopplung an den Resonator kann auch erfolgen, indem man eine Koppelspule unterhalb der Resonatorspule anordnet. Im einfachsten Fall kann das eine geätzte Struktur (z.B. in Form einer Dreiviertelwindung) auf der Leiterplatte sein.
Isidor schrieb: > 1. Was nimmt man als Gehäuse am besten dazu her. Das muss ja rundum > komplett verschlossen sein, richtig? Ich denke, ein dünnes Kupferblech > (wie dünn? 5x Eindringtiefe bei der gewünschten Frequenz, oder darfs > auch dünner sein oder muss es dicker sein?) sollte genügen und lässt > sich auch gut verlöten. Das Gehäuse einfach aus Weißblech bauen. Das funktioniert auch. Wenn auch mit etwas geringerer Güte als versilbertes Blech. Die Eindringtiefe der HF beträgt bei 100MHz nur wenige Mikrometer. Isidor schrieb: > 2. Der Draht, welcher den Resonator bildet - muss der poliert sein, und > das Blech auch, oder funktioniert es auch wenns nicht poliert ist und > halt die normalen Oxidschichten drauf hat? Einfach versilberten Draht nehmen. Nicht zu dünn. so 1,5-2mm Durchmesser. Isidor schrieb: > 3. Kann ich durch geschicktes Kontaktieren des Resonators dessen > Eingangsimpedanz auf 50 Ohm bringen, oder muss ich da in der Tat noch > ein Anpassnetzwerk bauen? Es gibt mehrere Möglichkeiten. z.B. Den Punkt am Kreis suchen, wo 50 Ohm existiert, und die Seele des Koaxkabels dort anlöten die Abschirmung direkt ans Gehäuse löten. Ansonsten ist Christophs Literaturhinweis schon hilfreich. Ralph Berres
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Hallo zusammen vielen Dank für eure Tips und hochgeladene PDF Dateien. Ich schaue mir das nochmals ganz genau an. Habe mir mal noch ein paar passende Bleche zuschneiden lassen. Zur Ankopplung wurde ich dann aussen am Blechgehäuse so einen Stecker wie im Bild montieren, hinten einen Draht (einfach irgend einen Draht, oder bestimmter Durchmesser? sollte ja 50 Ohm sein denke ich) anlöten und dann zu dem Helix Teil führen und dort anlöten. Den 50 Ohm Punkt finde ich durch probieren (anlöten, messen, merken dass es nicht passt und dann nochmals ;D ) Dauert noch eine Weile, bis ich meine Bleche bekomme. [Hatte leider nichts passendes da...] Sobald ich das habe lege ich los. Bin gespannt ob es funktionieren wird! Kann mir einer noch meine Vermutung von oben bestätigen oder widerlegen? Also dass ich, um z.B. ein Bandpass zu bauen, lediglich mehrere solche Resonatoren nehme, die in der Frequenz leicht zueinander versetzt sind, und diese dann parallel schalte. Geht das? Im Zverev wird da nicht so detailiert drauf eingegangen.
Hallo Isidor, >Kann mir einer noch meine Vermutung von oben bestätigen oder widerlegen? >Also dass ich, um z.B. ein Bandpass zu bauen, lediglich mehrere solche >Resonatoren nehme, die in der Frequenz leicht zueinander versetzt sind, >und diese dann parallel schalte. Nein. Auch Helixresonatoren sind im Prinzip Kreise, deren Frequenzen in einem Filter genau übereinstimmen müssen. Die Filtereigenschaften (Bandbreite, Welligkeit usw.) werden nur durch die Eigenschaften der Verkopplung definiert. Die Kreise müssen natürlich hintereinander und nicht parallel geschaltet sein. Helixfilter werden also prinzipiell wie normale LC-Filter berechnet. >Im Zverev wird da nicht so detailiert drauf eingegangen. Nanu? Der Zverev beschreibt doch die Eigenschaften der Resonatoren in epischer Breite mit allen notwendigen elektrischen/mechanischen Details und Nomogrammen (Seiten 499-507). Darüber hinaus wird die Konstruktion von mehreren Filtern mit 2 bis 5 Resonatoren anhand von detaillierten Berechnungen und Aufbaubeispielen gezeigt. Auch die Möglichkeiten der Kopplung und der Abgleich solcher Filter wird sehr ausführlich beschrieben (Seiten 508-521). Ich kenne keine Publikation, die die Helixfilter umfangreicher beschreibt als der Zverev. Eine Besonderheit wird dort auch erwähnt: Die Helixfilter sind Leitungskreise, die eben auch Resonanzen auf den Harmonischen zeigen, also bei 3x f, 5x f, usw. Daher ist u.U. ein TPF dahinter notwendig. BTW, Weißblech geht zwar auch, aber Zinn hat eine sehr schlechte Leitfähigkeit. Zinn auf Eisen ist nicht optimal. Messing ist auch Mist. Versilbern bringt, verglichen mit dem Aufwand, gegenüber Kupfer nur wenig. Horst
Ich hatte für meine Frequenzweiche auch an je drei Helixkreise gedacht, in einem Schubert-Weissblechgehäuse mit 50mm Höhe "74x148x50", in drei etwa quadratische Kammern geteilt. http://www.schubert-gehaeuse.de/prod01.htm Den Boden fest verlötet, Deckel irgendwie mit Federblech kontaktiert, so was heisst gelegentlich "fingerstock" z.B. http://www.feuerherdt.de/
Hallo Isidor, bei welcher Frequenz soll das Helixfilter eingesetzt werden? Bandbreite?
Hallo Funker, Ich will es nur mal ausprobieren zum Bauen. Somit ist mir die Frequenz im Moment egal (hab keine konkrete Anwendung, wie gesagt will ich es nur mal bauen um zu testen.) Habe Zugang zu Spec + VNA bis 6 GHz; damit das Filter einigermassen kompakt wird und nicht ne riesen Kiste resultiert, sollte die Frequenz, denke ich, einige 100 MHz sein. Gleichwohl sollte sie nicht zu hoch sein, sonst wird das Filter für mich alten Grobmotoriker zu klein ;-) Ich dachte mal so an 430 MHz. Da sich mit dem Helixfilter offensichtlich Güten von 1000 ohne Probleme realisieren lassen, sollte es ja keine Schwierigkeit sein, die Bandbreite auf einige 10 MHz zu setzen. Oder? Q = f_res / B Ich weiss, mein vorhaben mutet etwas seltsam an :-) Es ist halt so dass ich im Moment keine konkrete Anwendung habe, aber ich will wieder mal was bauen. Da ich mich für solche HF Technik interessiere, dachte ich das wär mal ein netter Versuch. Coupled Line Filter habe ich erst kürzlich gebaut für 1.6 GHz. Sowie ein Hairpin Filter, auch für 1.6 GHz. Interdigital will ich auch mal noch ausprobieren, ich warte damit noch bis ich ein paar Reste von Rogers MAterial bekomme, dort drauf baue ich das dannn ;-) Für den Helix brauche ich aber kein Rogers und es ist ein interessantes Teil, darum kommt das jetzt mal dran. Gruss aus dem Bastelkeller ;-)
Hallo Leute interessanter Thread. Ich habe auch ein Filter gebraucht, und zwar für 430 MHz. Ich habe es mal ausprobiert: http://www.kooltek.net/hslu/uhf-helixfilter Anhand der beiden PDFs habe ich meine Resonatoren berechnet. Und siehe da, es funktioniert! Das Filter soll eine Mittenfrequenz von 430 MHz haben sowie eine Bandbreite von ca. 20 MHz. Als Einfügungsdämpfung möchte ich max. ca. 0.3 dB zulassen. Also habe ich anhand des Nomogramms 8.1 herausgefunden, dass ich bei 3 Resonatoren ein Q_loaded / Q_unloaded von ca. 0.02 brauche; das unloaded Q ist etwa 1000. Damit erhalte ich für die Seitenlängen der Kiste 2 cm, eine Höhe von 3 cm sowie rund 4.5 Windungen von 2mm Kupferdraht. Alles zusammengeschustert, als Blech habe ich ein verzinntes Blech verwendet, wie es zur Abschirmung von HF-Verstärkern verwendet wird (weiss nicht mehr wie das Blech heisst, ist aber sicher aus Kupfer). Was allerdings schwierig ist, war die Bestimmung der Höhe der "Zwischenwände". Diese habe ich empirisch ermittelt - Zwischenwand einlöten, Filterkurve messen, feststellen dass es nicht passt, Zwischenwand wieder raus löten und etwas abschneiden. Kennt ihr da eine ungefähre Faustformel wie man das sonst machen könnte? Ansonsten: Beim Deckel habe ich 3 M3 Muttern angelötet, womit man die Filterkurve einstellen kann. So konnte ich das Passband zu ziemlich genau 430 MHz verschieben - leider ist meine Einfügungsdämpfung zu hoch. Und was auch interessant war: der erste Wurf des Filters hatte eine viel zu tiefe Frequenz; zwar war es wunderbar flach oben, aber leider zu tief. Also musste ich von den 4.5 Windungen noch etwas abzwacken. Könnte es daran liegen dass ich mich da verrechnet habe, oder ist das halt einfach etwas ungenau und man muss da immer von Hand noch etwas herum korrigieren? Gruss Tobias
Hallo Tobias Tonnesoft liefert die größe des Fensters. Eine weitere Möglichkeit ist, das Fenster zu klein zu machen und einen isolierten Draht durchzulegen. Der bildet dann eine veränderbare Koppelkapazität. Dann gibt es eine induktive Fusspunktkopplung mit einer Drahtschleife. Einen Draht ans Abschirmblech löten, schleifenförmig durch ein Loch isoliert auf die andere Seite ziehen und dort auch wieder anlöten. Durch Annähern zur Helix kann man die Kopplung erhöhen. Gruß, Bernd
Hallo Bernd danke für die Tipps. Was meinst du zu meinem Filter, sieht für den ersten Versuch ganz brauchbar aus, oder? oder ist es reiner Zufall, dass das funktioniert? ;-) Tonnesoft lade ich mir grade runter. Leider werden da die Gleichungen zur Berechnung nirgends aufgeschrieben.
Hallo Tobias
Ja, sieht gut aus. Wichtig ist last but not least auch ein HF-dichtes
Verschließen. Dann wird vermutlich die Dämpfung oberhalb des Durchlasses
noch besser.
> Tonnesoft lade ich mir grade runter.
Außerdem lassen sich dann die Ergebnisse vergleichen.
Gruß, Bernd
Hallo Bernd so, ich hab mir mal die Ergebnisse mit Tonnesoftware angeschaut. Unglaublich, ich hätte ja erwartet, dass da gar nichts passt, aber offenbar habe ich nicht so verkehrt herumgerechnet - er sagt, das Gehäuse müsse eine Seitenlänge von 2.03 cm haben, ich hab 2cm erhalten; Höhe soll gemäss Tonne ca. 3.1 cm sein, ich habe 3.2. Auch die Anzapfung für die 50 Ohm hat er gleich wie ich, nämlich nach 0.25 Windungen bzw. 90°. Einzig die Windungszahl weicht ab: ich habe 4.5 Windungen, und habe dann noch abschneiden müssen, während Tonne 5.3 Windungen angibt. Da stimmt sicher was nicht, denke ich.... ;-) Ach ja und die Einfügungsdämpfung ist halt bei mir auch höher, als berechnet. Gut ich hab auch Lackisolierten Draht genommen, weil ich keinen Blanken hatte. Eigentlich sollte er ja, wie weiter oben bereits gesagt wurde, versilbert sein, aber wir haben kein solches Anreibesilber da, glaube ich...
>er sagt, das Gehäuse müsse eine Seitenlänge von 2.03 cm haben, > ich hab 2cm erhalten Warum nimmst du nicht ein Stückchen Kupferrohr vom Baumarkt, anstatt Cu-Folie mit dem elektrisch schlechten Lötzinn zu beschmieren ? Abgleichen musst du den Resonator so oder so. Wenn das Rohr deutlich länger ist, als die Helix, kommt an den Enden auch ohne Deckbleche kaum noch etwas heraus.
Tobias Plüss schrieb: > Also habe ich anhand des Nomogramms > 8.1 herausgefunden, dass ich bei 3 Resonatoren ein Q_loaded / Q_unloaded > von ca. 0.02 brauche; das unloaded Q ist etwa 1000. Das ist aber schon sehr optimistsch betrachtet. Tobias Plüss schrieb: > Alles zusammengeschustert, als Blech habe > ich ein verzinntes Blech verwendet, wie es zur Abschirmung von > HF-Verstärkern verwendet wird (weiss nicht mehr wie das Blech heisst, > ist aber sicher aus Kupfer). Zinn ist ein sehr schlechter Leiter. Was du meinst nennt sich Weissblech. HF dringt bei 430MHz wegen des Skineffektes nur wenige Mikrometer tief ein. Deswegen sollte das Blech versilbert sein. Es sollte auch einigermasen stabil sein, weil es sonst zu Mikrofonieeffekte und zu thermischen Stabilitätsproblemen kommen kann. Tobias Plüss schrieb: > Gut ich hab auch Lackisolierten Draht genommen, weil ich keinen Blanken > hatte. Eigentlich sollte er ja, wie weiter oben bereits gesagt wurde, > versilbert sein, aber wir haben kein solches Anreibesilber da, glaube > ich... Dann darf man sich über die hohe Einfügdämpfung nicht wunern. 0,2-0,3 dB Einfügedämpfung halte ich auch für sehr optimistisch. Ich würde mal eher 1-1,5db ansetzen was erreichbar ist. Für geringere Dämpfungen und bessere Selektion wären Topfkreisfilter angesagt. Ralph Berres
Morgen, @Ralph Diese Topfkreise kenne ich natürlich. Habe ich auch schon gesehen. Leider fehlt es mir da an sämtlichen Berechnungsgrundlagen; das einzige was ich weiss ist dass das Teil Lambda/4 lang sein soll. Aber wie sich der Durchmesser bemisst und welche Dimensionen die Koppelspulen haben sollen, sagt einem leider niemand, und einfach herumpröbeln geht ja nicht so einfach, wenn ich das Teil aus dem vollen fräse :-/ weisst du denn wie mans berechnet? @foo das Blech habe ich natürlich nicht selbst cerzinnt, das wird so geliefert als 'Abschirmblech' ;-) @Bernd habe einen Lieferanten für dieses Anreibe-Silber gefunden und probiere das dann auch noch aus. Bin gespannt was es bringt!
>vor Jahrzehnten hatten wir da eine Flasche von ... >Silberjodid? oder Chlorid? weiss es nicht mehr genau, so eine weisse >Milch war das, die man aufs Kupfer schmieren konnte und das hinterliess >dann einen Silberfilm. Wenn es weiss war, wird es Silberchlorid gewesen sein, Silberiodid ist gelb. Kannst du leicht selbst machen, in der Apotheke bekommst du Höllenstein-Stifte (aus geschmolzenem Silbernitrat) zum Wegätzen von Warzen. Etwas Silbernitrat in destilliertem Wasser lösen und Kochsalz-Lösung hinzugeben, schon hast du eine Silberchlorid Brühe. Ob sie zur Hauchversilberung taugt, weiss ich nicht, das müsste man ausprobieren. Das ist auch nicht besonders giftig, aber aus Silbersalzen scheidet sich leicht elementares Silber in Form schwarzer Flecken ab, die kaum noch zu entfernen sind. Auf der Haut wächst das allmählich aus, aber Kleidung ist unwideruflich versaut. >Such mal bei R. nach Leitsilber. Weiß jemand, ob das funktioniert? Funktionieren wird das schon, aber eher im umgekehrten als dem beabsichtigten Sinn. Die Übergangswiderstände zwischen den Körnchen sind zu groß. >Das Gehäuse einfach aus Weißblech bauen. Das funktioniert auch. Wenn >auch mit etwas geringerer Güte als versilbertes Blech. Die Eindringtiefe >der HF beträgt bei 100MHz nur wenige Mikrometer. Ja, aber es ist Vorsicht geboten. Je niedriger die Frequenz und je schlechter die Oberfläche leitet, umso größer ist die Eindringtiefe, und wenn das EM-Feld durch die Leitschicht durchgreift und darunter Eisen mit seiner hohen Permeabilität findet, wird die Dämpfung kriminell. >das einzige was ich weiss ist dass das Teil Lambda/4 lang sein soll. Das ist richtig, denn so ein Topfkreis ist nichts anderes als eine am Ende kurzgeschlossene Koaxialleitung. Deren Wellenwiderstand hängt allein vom Verhältnis Aussendurchmesser / Innendurchmesser ab (und dem epsilon, falls ein Dielektrikum drin ist). Die Leerlaufgüten werden natürlich umso höher, je größer diese Durchmesser sind, weil die ohmschen Verluste sinken. Andererseits darf man die Dimensionen auch nicht übertreiben, denn bei allzu großen Durchmessern kann das Gebilde (auch Koaxkabel!) dann als Hohlleiter arbeiten, und da ist dann alles anders.
Hallo foo, > Das ist richtig, denn so ein Topfkreis ist nichts anderes als eine am > Ende kurzgeschlossene Koaxialleitung. jaa, ich bin (noch) nicht der totale Chef in elektromagnetischer Feldtheorie, aber so ein bisschen intuitiv leuchtet das ein. Am unteren Ende ist der Mittelleiter rundum sauber kurzgeschlossen, dort ist die Spannung 0 und dafür der Strom maximal, und am anderen Ende ist der Mitelleiter offen, d.h. dort ist die Spannung maximal und der Strom null. Aus deiner Aussage schliesse ich, dass das Verhältnis Aussendurchmesser/Innendurchmesser im Prinzip egal ist, und mir lediglich den Wellenwiderstand von diesem Resonator vorgibt (und somit das unloaded Q ? ). Wie dann die Anpassung an 50 Ohm gemacht wird, leuchtet mir allerdings noch immer nicht ein.
Tobias Plüss schrieb: > Aus deiner Aussage schliesse ich, dass das Verhältnis > Aussendurchmesser/Innendurchmesser im Prinzip egal ist, und mir > lediglich den Wellenwiderstand von diesem Resonator vorgibt Ja aber es gibt m.E. irgend einen Grund warum man versucht den Wellenwiderstand bei ca. 70 Ohm zu halten. Warum 70 Ohm optimal für ein Topfkreis ist, kann sicher jemand anderes hier erklären. Ich selbst weis es nicht. Tobias Plüss schrieb: > Wie dann die Anpassung an 50 Ohm gemacht wird, > leuchtet mir allerdings noch immer nicht ein. In dem man am Boden entweder den Kreis an einen bestimmten Punkt anzapft ( galvanische Einkopplung , eine Koppelschleife vorsieht ( induktive Kopplung ) oder kapazitiv über eine Sonde einkoppelt. Ralph Berres
>Aus deiner Aussage schliesse ich, dass das Verhältnis >Aussendurchmesser/Innendurchmesser im Prinzip egal ist, und mir >lediglich den Wellenwiderstand von diesem Resonator vorgibt Nein, der Wellenwiderstand ist eben nicht egal, denn er ist bei dem belasteten Resonator entscheidend für das Verhältnis von Blindleistung zu Wirkleistung, also die Betriebsgüte und somit die Bandbreite. Lediglich die absoluten Maße sind weitgehend unkritisch und bestimmen vor allem die Leerlaufgüte, die meist sehr viel größer als die Betriebsgüte ist, und diese folglich nur wenig beinflusst. Im übrigen sind viele Topfkreise etwas kürzer als lambda/4. Dann wird das System nämlich induktiv und man kann es mit einer kleinen Kapazität am offenen Ende abstimmen.
Das würde bedeuten: ein Topfkreis für 430 MHz wäre ca. 170 mm hoch
('etwas' kleiner als Lambda/4) und der Durchmesser von Innen- und
Aussenleiter sollte ungefähr so sein, dass man mit Luft als Dielektrikum
einen Wellenwiderstand von ca. 70 Ohm erhält, wie das Ralph vorschlägt.
Die Absoluten Abmessungen sind egal; je grösser sie sind, desto grösser
wird auch die Leerlaufgüte (unloaded Q), steht so zumindest im Zverev,
leider gibt er auch keine sonstigen genaueren Angaben zu Topfkreisen.
Einkoppeln könnte man so wie hier
http://www.amalgamate2000.com/radio-hobbies/radio/top_plate_attach-1.JPG
und da der Topfkreis ja durch die Schraube am Ende abstimmbar wird,
sollte die Grösse dieser Leiterschleife auch eher unkritisch sein.
Interessant wirds dann, wenn man mehrere Topfkreise koppelt, so wie ich
das bei den Helix Dingern gemacht habe.
Hallo zusammen. Kaum ist man mal ein paar Tage nicht zuhause, gehen hier doch die Pferde durch ;-) foo schrieb: > Wenn es weiss war, wird es Silberchlorid gewesen sein, Silberiodid ist > gelb. > Kannst du leicht selbst machen, in der Apotheke bekommst du > Höllenstein-Stifte (aus geschmolzenem Silbernitrat) zum Wegätzen von > Warzen. > Etwas Silbernitrat in destilliertem Wasser lösen und Kochsalz-Lösung > hinzugeben, schon hast du eine Silberchlorid Brühe. > Ob sie zur Hauchversilberung taugt, weiss ich nicht, das müsste man > ausprobieren. Wo hast du denn diese Weisheiten her? Silberchlorid ist so gut NICHT wasserlöslich, daß es sogar zur Gravimetrie (Wikipedia) gebraucht wird. Damit wirst du nicht einen Hauch von Silber auf Nichts bringen. Das Weiße in der Lösung ist Calciumcarbonat (CaCO3), auch bekannt unter den Namen Schlämmkreide oder Wiener Kalk. Das brauchte man früher, um Silberteile zu polieren, und es dient auch hier zum Polieren. Der Rest der Suppe besteht aus Silbernitrat (wasserlöslich) und - jetzt kommt der Knaller - aus einer gehörigen! Portion Zyankali! Ohne geht es auf diesem Weg nicht. Man kann das Ganze in Wasser auflösen, oder besser mit viel CaCO3 zu einem Brei verarbeiten und damit die Versilberung aufreiben. > Das ist auch nicht besonders giftig... Wirklich..?? Wohl kaum. Das, was die Firma Drewanz seit vielen Jahren vertreibt, war schon vor vielen Jahtzehnten ein alter Hut. Diese Rezeptur habe ich schon Anfang der 70er Jahre im 'Hagers Handbuch der pharmazeutischen Praxis' gefunden. Diese Ausgabe des Hagers stammte aus den 20er oder 30er Jahren. Meine Kumpels und ich waren natürlich der Meinung, das eine versilberte Platine besser ausssieht, also habe ich damals davon einige Flaschen gefertigt. Mit dem Wattebauch aufgetragen, danach etwas taube Fingerspitzen und den Geruch von Bittermandel in der Nase... Im reiferen :-) Alter sind wir dann zu dem Ergebnis gekommen, daß die Gefahren doch viel größer sind als der dabei erzielte Effekt. Das mag natürlich bei einem Topfkreis etwas bringen. Ralph Berres schrieb: > Warum 70 Ohm optimal für ein Topfkreis ist, kann sicher jemand anderes > hier erklären. Ich selbst weiss es nicht. Nach meiner Kenntnis ist bei 70 Ohm ein Minimum der Verluste, darum werden die Kabelfritzen wohl 75 Ohm brauchen. Bei 50 Ohm ist die Spannungsfestigkeit höher; die früher üblichen 60 Ohm bei deutschen Messgeräteherstellern sollen wohl so ein Zwischending darstellen. Nach meiner Erinnerung gibt es in alten Meinke-Gundlachs dazu auch ein Diagramm. @ Tobias In den Tiefen meiner Festplatte(n) befindet sich noch ein Basic-Programm, mit dem man lambda/4 Topfkreisfilter berechnen konnte. Aus einer alten HAM-RADIO. Natürlich, wie sich das gehört, in Inches. Soweit ich mich erinnere, musste man nur die Frequenz, die Bandbreite und den Durchmesser des Leiters eingeben. Das Prg. berechnete dann die Abmessungen der Dose und die Abstände der Leiter; dazu gab es dann noch einen rudimentären Plot der Übertragungskurve. Ich habe selbst nie damit gearbeitet; wenn ich es finde, schicke ich es dir. 73 Wilhelm
>Warum 70 Ohm optimal für ein Topfkreis ist, kann sicher jemand anderes hier erklären. Ich selbst weis es nicht. Weil bei ein paar und siebzig Ohm ein breites Dämpfungsminimum liegt. Deshalb haben auch Antennenkabel vorzugsweise 75 Ohm. http://www.itwissen.info/definition/lexikon/75-Ohm-Impedanz-75-ohm-impedance.html Wenn man sehr hohe Leerlaufgüten und geringe Bandbreiten anstrebt, sollte man das natürlich beachten, aber oft braucht man größere Bandbreiten, wie z.B. bei Fernsehsignalen, und dann ist die Leerlaufgüte von untergeordneter Bedeutung und es werden andere Aspekte, wie die Spannungsfestigkeit, wichtig.
Noch vergessen: http://www.rexin-loettechnik.de/anreibe-silber.php Man beachte die Lieferbedingungen. 11,00 EU für 100ml, da kann bei den heutigen Silberpreisen nicht allzuviel Silbernitrat drin sein. 73 Wilhelm
>Der Rest der Suppe besteht aus Silbernitrat (wasserlöslich) und - jetzt >kommt der Knaller - aus einer gehörigen! Portion Zyankali! Ohne geht >es auf diesem Weg nicht. Dann ist die Suppe natürlich hochgiftig und ohne die Schlämmkreide kann man damit wahrscheinlich auch elektrolytisch versilbern. Ich will aber nicht ausschliessen, das mit AgCl nicht doch eine Anreibeversilberung möglich ist. So ganz und gar unlöslich ist es nicht und in direktem Kontakt der Teilchen mit dem Kupfer könnte schon etwas passieren. Allerdings schätze ich dass jegliche Anreibeversilberung zu dünn ist. Viellicht nützt sie etwas bei cm-Wellen, aber bei UHF muß man das Silber wohl galvanisch auftragen, womit wir wieder beim Cyanid wären. Dafür gibt es allerdings seit langem auch cyanidfreie Bäder. Nicht ganz so gut wie KCN, dafür aber teurer und sie bringen einen nicht gleich in die Kiste, wenn man unvorsichtig daran riecht.
Nabend allerseits @Wilhelm ja, dein Basic-Programm klingt interessant. Man kann ja das dann auf eine etwas modernere Programmiersprache umsetzen, ich hab leider keine Basic-taugliche Hardware (mehr) ;-) Wegen dieser 70 Ohm: könnte man denn theoretisch den Resonator nicht auch so dimensionieren, dass er eine Impedanz von 50 Ohm hat? dann wäre ja die Anpassung optimal und man hätte ein besseres SWR oder S11 an den beiden Anschlüssen. Noch immer erschliesst sich mir nämlich nicht, wie da eine Impedanzanpassung geschehen soll; wenn der Resonator doch 70 Ohm hat und man mit einem 50 Ohm Kabel daher kommt, dann passt das ja niemals. Beim Helical Filter ist es einigermassen einleuchtend; dort habe ich ja eine galvanische Verbindung von meinem Eingangsport zur Helix, und irgendwo auf dieser Helix existiert ein Punkt, der 50 Ohm Impedanz hat -- bei Resonanz. Aber beim Topfkreis, wo per Induktionsschleife angekoppeelt wird (was man bei der Helix ja auch könnte) werden diese 50 Ohm sicher von der Grösse Umfang Form der Koppelschleife abhängen. Leider bin ich noch nicht so weit, dass ich das alles simulieren kann. :-(
>könnte man denn theoretisch den Resonator nicht auch so dimensionieren, >dass er eine Impedanz von 50 Ohm hat? >dann wäre ja die Anpassung optimal und man hätte ein besseres SWR oder S11 >an den beiden Anschlüssen. Nein, das ist witzlos und hat auch nicht viel mit der Dimensionierung des Resonators zu tun. Bei der Resonanzfrequenz stellt der Resonator, genau wie ein Parallelschwingkreis, einen sehr hohen (Verlust)-widerstand dar, der kaum Leistung aufnimmt. Dann entscheiden andere Dinge über die Leistungsanpassung zwischen Generator und Last. Da der Resonator selbst ja nahezu keine Verluste hat, kann er die Dämpfung ausserhalb des Durchlassbereichs nur realisieren, indem er die Leistung zum Generator reflektiert, also ein hohes S11 verursacht. Viel wichtiger ist also die Art von Ein- und Auskopplung. Die Ankopplung -kapazitiv oder induktiv- ist i.d.R. also recht lose, damit der Schwingkreis frei schwingen kann und damit spielt das Z der Koaxleitung keine grosse Rolle.
aaah, und weil der 'Topf' allseitig geschlossen ist, kann die Leistung im Resonanzfall gar nicht anders, als zum Ausgangsport zu fliessen oder? dann funktioniert auch sowas http://www.pittjug.org/b2b/pics/Cavity_Filter.jpg nach dem genau gleichen Prinzip. Man muss halt einfach schauen, dass diese koaxialen Teile auf ca. 70 Ohm kommen, und 'irgendwie' lose einkoppeln. ;-) gut, auf irgend eine Art muss man dann noch B festlegen.
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Hallo zusammen,
anbei das Pprogramm.
Meine Erinnerung hat mich doch etwas im Stich gelassen; das
Programm berechnet Interdigitalfilter.
In dem *.ZIP-File ist auch ein GW-Basic dabei für diejenigen, die
so etwas nicht mehr haben.
@ Tobias :
> ich hab leider keine Basic-taugliche Hardware (mehr)
Einen Rechner mit einem XP wirst du doch wohl noch besitzen?
In der DOS-BOX ist das gar kein Problem.
Selbst auf WIN7 laufen alte DOS-Prgs; man bekommt leider keinen
großen Bildschirm mehr.
Zu den Topfkreisen noch ein paar Anmerkungen:
In den UKW-Berichten - auf die ich dich ja schon einmal hingewiesen habe
-
und z. B. den DUBUS-Heften aus den 70er und 80er Jahren findet man
haufenweise Veröffentlichungen, in denen lambda/4 Topfkreise
verwendet wurden. Diese werden wohl kaum berechnet worden sein.
Na, da sind wir mittlerweile wohl von den Helixen etwas abgekommen.
73
Wilhelm
Irgendwo im Meinke-Gundlach gibt es eine Kurve für die Verluste in Koaxkabel, die in der Gegend 60..70 Ohm ein flaches Minimum hat. Das ist vermutlich die Quelle, aus der diese geheimnisvollen 70 Ohm stammen. Praktisch interessiert eher der geringere Durchmesser des Innenleiters bei Rundfunkkabel mit 75 Ohm gegenüber den 50 Ohm aus der Messtechnik. Der Kupferpreis dürfte hier wesentlich sein.
>Irgendwo im Meinke-Gundlach gibt es eine Kurve für die Verluste in >Koaxkabel, die in der Gegend 60..70 Ohm ein flaches Minimum hat. Das ist >vermutlich die Quelle, aus der diese geheimnisvollen 70 Ohm stammen. Einen Link auf diese Kurve Dämpfungsverlauf vs. Z hatte ich oben schon gepostet. Hier also noch einmal: http://www.itwissen.info/definition/lexikon/75-Ohm-Impedanz-75-ohm-impedance.html
Hallo Wilhelm, Super Sache, klar habe ich einen Rechner hier mit XP ;-) in einer VM tut mein altes XP brav seinen Dienst. Mit dem neuen Zeug kann ich leider nicht so viel anfangen, daher ist eine VM in der Tat unumgänglich! Dort wird auch GWBasic laufen. Danke dir! Ja, die UKW Berichte. Die sind legendär. Nur habe ich leider absolut keine Ahnung, woher ich diese alten Ausgaben kriege, ohne dass mir die ständig jemand scannt (soll jetzt keine Aufforderung sein :-) ). Und ich glaube auch hier in der Schweiz sind die nicht so verbreitet, leider. @foo Gehe ich recht in der Annahne, dass man die Bandbreite des Topfkreises dadurch wählt, dass man über die Kopplung das loaded Q entsprechend beeinflusst. Eher lose Kopplung ergibt ein hohes loaded Q. Mit B = fm / Q ergibt sich eine schmale Bandbreite. (Dafür hohe Einfügungsdämpfung weil lose Kopplung? ) und mit starker Kopplung ergibt sich somit eine grosse Bandbreite (fm bleibt hoffentlich konstant... ) [ und man bekommt eine geringere Einfügedämpfung?] Nun ja, wenn ich mirs so recht überlege @Wilhelm hast du zwar schon recht dass wir jetzt von den ursprünglichen Helixen etwas abgekommen sind, aber im Grunde ist es immer noch das selbe, nur dass im einen Fall der Resonator im Zentrum halt aufgewickelt wird ;-)
Tobias Plüss schrieb: > Ja, die UKW Berichte. Die sind legendär. Nur habe ich leider absolut > keine Ahnung, woher ich diese alten Ausgaben kriege, ohne dass mir die > ständig jemand scannt (soll jetzt keine Aufforderung sein :-) ). Viele der alten Ausgaben gibt es noch im UKW-Verlag. Zum großen Teil sogar ganze Jahresbände. Ralph Berres
Inzwischen auch viele auf CD / DVD. Ich habe mehrere auf der HamRadio 2014 bestellt und bald danach zugeschickt bekommen. http://ukw-berichte.de/ -> Online-shop -> Produkte -> Zeitschriften/Fachliteratur ->Zeitschrift UKW-Berichte leider kein direkter Link möglich ab 1970, die aus den 60ern werden sicher auch mal folgen
Hallo allerseits Danke für den Tip mit den UKW-Berichten, @Christoph. @alle anderen: ich will mir jetzt mal Prototypenmässig einen solchen Topfkreis auch noch bauen, um mal einen Vergleich zu haben. Weiter oben wurde ja gesagt, dass der Topfkreis eine Impedanz von ca. 70 Ohm haben sollte. Also habe ich mit der Formel für Koaxkabel hier http://de.wikipedia.org/wiki/Koaxialkabel#Parameter_eines_Koaxialkabels berechnet, dass das Verhältnis vom grossen zum kleinen Durchnesser D/d etwa 3.2 sein muss, wenn der Topfkreis mit Luft (er = 1) gefüllt ist. Meiner Meinung nach kann man jetzt die beiden Durchmesser wählen, wie man will, sie sollten halt kleiner als die Wellenlänge sein (habe ich irgendwo gelesen, finde die Referenz nicht mehr). Man könnte also wählen d = 5 mm und D = 16 mm dann hat man einen Wellenwiderstand von gut 70 Ohm. Ich werde also in einen Aluklotz ein 16er Loch bohren. Dann eine Bodenplatte konstruieren, wo ich diesen 5 mm 'Zapfen' montieren kann, sowie eine Koppelschleife. Diese Bodenplatte wird dann auf den Aluklotz drauf geschraubt, sodass dieser unten zu ist. Wenn ich ein Bandpass will, bohre ich einfach 3 Löcher nebeneinander (als Beispiel) und fräse in der Zwischenwand zwischen zwei Löchern ein Fenster raus. Wie ich dann allerdings die Bandbreite wähle, sehe ich noch nicht. Aber im Zverev ist ein Bild von einem Filter, wo das genau so gemacht wurde. Was haltet ihr von der Idee? mal so als Versuch :-) Gruss edit: interessanter Link http://rfcafe.com/references/electrical/coaxial-resonator.htm
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> Dann eine Bodenplatte konstruieren, >wo ich diesen 5 mm 'Zapfen' montieren kann Diese Stelle ist kritisch. Da dort ein Spannungsminimum liegt, ist der Strom an dieser Stelle besonders hoch und jedes Milliohm Übergangswiderstand ist schädlich. Am besten also löten.
Hallo foo ich würde eine 5mm Bohrung machen und dann den Zapfen so konstruieren, dass ich den rein pressen kann. Also eine Presspassung. Meiner Meinung nach ergibt dies eine Kaltverschweissung und sollte somit guten Kontakt ergeben. Alu lässt sich leider schlecht löten :-( und so einen massiven Kupferblock habe ich nicht, vor allem wäre der sehr sehr teuer (verglichen mit dem Alu). Oder was meinst du? Und wie gesagt, wie bestimme ich die Bandbreite? über die Grösse der Koppelschleife?
>Oder was meinst du?
Ich würde überhaupt kein Aluminium verwenden.
Entweder Kupferrohre aus dem Baumarkt oder Messing versilbert.
Da das Dämpfungsminimum recht breit ist, kommt es so genau auch nicht
auf das Durchmesserverhältnis 1:3 an. Fehler dort werden durch größere
Absolutdurchmesser mehr als kompensiert.
Ein Innenleiter von 5mm Durchmesser entspricht einem Querschnitt von
20mm2.
Vielleicht kannst du bei einem Elektriker ein Stückchen entsprechenden
Draht abstauben.
Außerdem muß weder Innenleiter noch Aussenleiter zwingend rund sein. Das
ist zwar elektrisch etwas günstiger und auch einfacher zu berechnen als
ein kreisrunder Querschnitt, aber ist kein Dogma.
>Und wie gesagt, wie bestimme ich die Bandbreite? über die Grösse der
Koppelschleife?
Durch Grösse und Lage der Koppelschleife und durch MESSEN.
Du schriebest doch doch du habest Zugang zu VNAs.
Dann benutze sie auch.
Davon konnte die Ingenieure, die diese Technik entwickelten, nur
träumen.
Ja klar habe ich VNAs, sogar bis 8 GHz. Aber zu viel 'try and error' ist nicht gut.
Hallo Hochfrequenzbastelfreunde, ich habe mal einen Versuch gemacht. Hatte keinen ausreichend grossen Aluklotz da, und habe darum erstmal mit einem kleineren Resonator einen Versuch gemacht.... http://www.kooltek.net/hochfrequenz/test-eines-koaxialen-resonators die Resonanzfrequenz stimmt nicht ganz, aber es liegt eindeutig an der Endkapazität des Mittelleiters, denn wenn ich auf den Deckel drücke und damit die Distanz zwischen der Masse und dem Mittelleiter verkleinere, dann verschiebt sich die Resonanzfrequenz sehr deutlich. Die Einfügungsdämpfung ist auch recht hoch, ich vermute weil das Aluminium nicht poliert und nicht versilbert ist und weil meine Koppelschleifen mit 10 mm schon recht gross sind (und damit Q schlechter wird). Morgen habe ich dann 'richtiges' Alu und fräse das nochmal ordentlich. Muss mir vorher noch überlegen, wie ich das mit dem Mittelleiter mache - wenn der Resonator 170 mm lang sein soll, kann ich nicht ein 170 mm tiefes Loch fräsen mit einem solch dünnen Stäbchen in der Mitte ;-) Gruss
>ich vermute weil das Aluminium nicht poliert und nicht versilbert ist
Aluminium kann man nicht versilbern.
Ausser beim Schrotthändler.
Moin foo, doch klar kann man. Beispielsweise in dieser Diplomarbeit http://scholar.sun.ac.za/bitstream/handle/10019.1/18067/maas_coaxial_2011.pdf?sequence=1 wird, sofern man der Autorin glauben darf, versilbertes Alu verwendet. Einige Galvanikfirmen bieten das auch an. Also denke ich dass es möglich ist. Aber das war ja eigentlich auch nicht die Frage ;-) Gruss.
>Einige Galvanikfirmen bieten das auch an. >Also denke ich dass es möglich ist. Danke, ich habe es zur Kenntnis genommen! Offenbar funktioniert das mit wasserfreien Elektrolyten, ähnlich denen in Li-Akkus. Daraus, dass nur einige Firmen die Versilberung von Alu anbieten, schliesse ich, dass das Verfahren Tücken hat, die nicht jeder meistert. Das wird sich im Preis niederschlagen. Wie gut, dass es Messing gibt, das nicht nur billiger als Alu ist, sondern sich zudem noch problemlos bearbeiten und einwandfrei versilbern lässt.
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