Hallo zusammen Ich möchte mit einem alten HP 8753C Materialparameter(Epsilon tan D) messen. Hierzu packe ich mein Probenmaterial zwischen zwei Elektroden und Messe den S21 Parameter(Series-Through). Vor der Messung versuche ich meinen Netzwerkanalysator zu Kalibrierung, bin mir jedoch bei einem Punkt der Kalibrierung nicht ganz sicher ob ich den richtig verstanden habe. Deshalb die Frage, was bedeuten bei dem HP 8753C bei der Full 2-Port Kalibrierung die vier verschiedenen through Messungen (Fwd.Trans.Thru, FWD.MATCH THRU, REV.TANS.THrU und REV.MATCH THRU[siehe Bild])? Um meinen Testkondensator anzuschließen, nutze ich zwei RG319 Kabel mit SMA Stecker. Für die Kalibrierung mache ich zuerst die Reflexion Kalibrierung für Port 1 und 2 am Ende der jeweiligen RG319 Kabel. Anschließend verbinde ich die beiden Kabel mit einem kurzen Adapter (Port1---RG319---|SMA Stecker Male|SMA Female-Female|SMA Stecker Male|---RG319---Port2) und führe alle vier through Kalibrierungen durch. Mache ich dabei ein Fehler? Eine Through Messung oder vielleicht zwei für hin und zurück hätte ich ja noch verstanden, warum es aber 4 sind verstehe ich nicht. Der Frequenzbereich der mich interessiert ist von 1 MHz bis 100 MHz. Die Proben dich messen möchte sollten eine Stärke von 0,1 mm bis 20 mm haben. Als äußerer Abmessung akzeptiere ich alles von 20 mm bis 100 mm. Sollten noch Fragen oder Anregungen zu dem es Aufbau bestehen bin ich gern bereit weitere Informationen zu liefern. Sollte jemand Information zu einen solchen Aufbau haben bin ich ebenso an Details sehr interessiert. Speziell bei der Verbindung der beiden Außenleiter von Port 1 und 2 sowie bei der anschließende Kontaktierung der beiden Elektroden bin ich mir nicht sicher ob dies richtig ausgeführt ist.
Sebastian M. schrieb: > Speziell bei der Verbindung der beiden Außenleiter von > Port 1 und 2 sowie bei der anschließende Kontaktierung der beiden > Elektroden bin ich mir nicht sicher ob dies richtig ausgeführt ist. Eine verwegene Konstruktion. Warum misst du nicht einfach S11 eines Prüfkondensators (anstelle eines Short am Ende des Kabels)?
P.S.: Wenn du es mit sehr verlustarmen Materialien zu tun hast, verwendest du vielleicht besser eine Stripline: Kupferplatte an GND, Dielektrikum, Streifenleiter, Dielektrikum, Kupferplatte an GND. Einen zweiten Anschluss für die S21 Messung braucht man eigentlich nicht, wenn man dafür sorgt, das das offene oder kurzgeschlossene Ende des Streifenleiters nicht strahlen kann. So, wie du es aufgebaut hast, wird es jedenfalls nicht funktionieren und evtl. gefährdest du auch per ESD die Mischer/Sampler-Dioden des VNA.
Noch etwas: Gib die Präzision, die HP durch die Verwendung der APC-7 Stecker vorgegeben hat, nicht ohne Not auf. Das ist Meßgerätequalität, während SMA vergleichweise nur Bastlerniveau erreicht. Ja, das Zeug ist ist teuer, aber das wird dich hoffentlich anspornen sorgfältig damit umzugehen und die Behandlungsvorschriften zu beachten. Wie ich oben erwähnte, brauchst du ja nur S11 zu messen, kommst also mit einem Verbinder an der Prüfvorrichtung aus. Wenn das trotzdem dein Budget sprengt, dann nimm wenigstens 3,5mm Steckverbinder anstelle von SMA. Die sind mechanisch kompatibel mit SMA, aber sie sind nicht nur präziser gefertigt, sondern sie sind auch für eine längere Lebensdauer = größere Zahl von Verbindungen und Trennungen konstruiert. Vor allem: Verwende nur Steckverbinder von Markenherstellern! Die Fertigungsgenauigkeit der NoName-Steckverbinder und Adapter, die vielerorts billig angeboten werden, ist oft unter aller Sau, und du ruinierst dir damit leicht deine guten Verbinder. Wenn du nicht auf den Euro schauen musst, kannst du auch mal in den Katalogen der Hersteller von HF-Messtechnik nach fertigen Test Fixtures für dein Meßproblem schauen. Du bist ja nicht der Erste, der solche Messungen machen will/muss. Vielleicht fragst du auch mal bei Herstellern von Leiterplattenmaterialien, wie Rogers, wie man dort misst. P.S.: Sebastian M. schrieb: > Der Frequenzbereich der mich interessiert ist von 1 MHz bis 100 MHz Das hatte ich angesichts des HP85047A übersehen. Bei "Gleichstrom" sind die Präzisionsforderungen natürlich nicht so hoch wie bei einigen GHz. Dennoch bleibt es bei der Empfehlung einen grossen Bogen um chinesische Koax-Verbinder zu machen und die Teile pfleglich zu behandeln.
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Halllo Sebastian mich würde noch interessieren, was du da für Messleitungen hast. Ich suche noch ein paar hochflexible Messkabel für meinen VNA. Auch mit SMA-Anschluss. Was ist das blaue für ein Kabel? Und: ich muss evtl. demnächst ähnliche Messungen machen. Wie willst du aus S21 dein Epsilon und tan d berechnen? Bin sehr gespannt auf deine Antwort. Bezüglich der Kalibrierung schlage ich nachher im Handbuch nach. Es gibt dort ein Kapitel wo das in aller ausführlichkeit beschrieben ist.
Sebastian M. schrieb: > Eine Through Messung oder vielleicht zwei > für hin und zurück hätte ich ja noch verstanden, warum es aber 4 sind > verstehe ich nicht. Die Match Messungen dienen dazu Abweichungen von 50 Ohm im RX-Port zu berücksichtigen und machen damit die Thru Messungen genauer EMU
Als Information vorab, wofür ist der Aufbau gedacht. Ich möchte die komplexe Permittivität von verschiedenen Materialien bestimmen um beurteilen zu können wie gut sich diese dielektrisch erwärmen lassen. Dabei interessieren mich nicht nur die Materialparameter bei 20 °C sondern auch bei höheren Temperaturen. Ziel ist es mit einer Messapparatur schnell und einfach verschiedene Materialien vermessen zu können. Bei den in den Bildern gezeigten Aufbau handelt es sich um den ersten Versuch mit dem VNA erste Ergebnisse zu erzielen. @HP M.: Das mit der Strip-Line hört sich interessant an. Ich werde mal ein paar Berechnung anstellen wie so etwas für meinen Fall geometrisch aussehen könnte. Wie EMU schon geschrieben hat funktionierte die Messung des S11 Parameter nur gut bei 50 ohm. Für höhere Impedanzen ist das Series-Through Verfahren besser geeignet. Für Impedanzen unter 50 ohm ist das Shunt-Through Verfahren besser geeignet. Eine gute Übersicht hierzu liefert die Application Note 1369-2 von Agilent(http://cp.literature.agilent.com/litweb/pdf/5988-0728EN.pdf). Ich habe das RG319 Kabel und die SMA Stecker ausgewählt da sie recht flexibel sind. Kennst du eine Quelle wo man die APC-7 Stecker für vernünftige Preise bekommen kann? Sobald ich mir mit der Geometrie sicher bin und der Aufbau steht wollte ich auch auf 3,5 mm wechseln, aber auch hier sind die Quellen recht spärlich. Meine Hoffnung ist, dass der "Gleichstrom" mir bei diesen Frequenzen diese Nachlässigkeit vorerst verzeiht. Zurzeit bin ich durch umstecken der Kabel in der Lage alle drei Messverfahren mit diesem Messausbau zu realisieren. Deswegen erscheint der Aufbau vielleicht auch etwas verwegen. Solltest du einen Hersteller kennen der solche Aufbauten liefert würde ich mich über ein professionelles Vorbild sehr freuen. Wenn ich mich an Agilent halte, sollte ich den VNA beiseite stellen und ein passendes Messgerät mit Messapparatur kaufen. Natürlich für einen Spottpreis. @Tobias Plüss: Das blaue auf den Fotos ist normaler Schlumpfschlauch den ich als Knickschutz verwendet habe. Ansonsten ist es ganz normales RG319 Kabel. In der oben genannten Application Note findest du auf Seite 10 einige Informationen. Hier musst du nur die Formeln nach Zx umstellen. Da ich zurzeit an der Universität Hannover arbeite, bin ich mir nicht sicher in wieweit dir Links zu weiteren wissenschaftlichen Veröffentlichungen außerhalb des Uninetzes nützlich sind. Wenn du weiteres Interesse hast kannst du dich ja gern auch per E-Mail mal an mich wenden. Bin gerne bereit Information und Ergebnisse zu teilen. @all: Danke für eure Antworten Sebastian
Sebastian M. schrieb: > möchte die > komplexe Permittivität von verschiedenen Materialien bestimmen um > beurteilen zu können wie gut sich diese dielektrisch erwärmen lassen. Also bist du im Bereich eher hoher Verlustfaktoren unterwegs. Dann wirst du auch eine Heizung des Probeaufbaus vorsehen müssen, denn gewöhnlich steigen die Verluste mit der Temperatur -und u.U. sehr steil- an. Sebastian M. schrieb: > Ich habe das RG319 Kabel und die SMA Stecker ausgewählt da sie recht > flexibel sind. Aber, wie es aussieht, hast du eine riesige Leiterschleife variabler Geometrie aufgebaut, deren Induktivität das Meßergebnis dominiert. Wahrscheinlich gibts mit der Kapazität des Prüflings dann auch noch eine Serienresonanz. Übel auch, dass diese "Rahmenantenne" strahlt und bei den höheren Frequenzen nicht zu wenig. Du wirst allso alles mögliche messen, nur nicht das, was dich interessiert. Sebastian M. schrieb: > Wie EMU schon geschrieben hat funktionierte die Messung des S11 > Parameter nur gut bei 50 ohm. Was hindert dich daran den Aufbau dahin gehend auszurichten? Sebastian M. schrieb: > ennst du eine Quelle wo man die APC-7 Stecker für > vernünftige Preise bekommen kann? Du meinst "preisgünstig"? Wenn ich's wüsste, brachte ich selbst nicht zu adaptieren. Gelegentlich gibt es etwas auf dem Surplus-Markt, aber wirkliche Schnäppchen sind selten.
Der Testaufbau kommt in einer Kammer aus Aluminium mit einer Heizung und
Temperaturregler. Genztemperatur wird dann durch die Kabeln vorgegeben
aber das ist OK. Hatte auch schon den Fall das die Werte mit der
Temperatur fallen. Dann war bei 40°C mit dielektrisch heißen Schluss.
Bis dahin ging es aber in unter einer Sekunde.
>Was hindert dich daran den Aufbau dahin gehend auszurichten?
Wenn ich mir meine Probengeometrie immer wünschen könnte, würde ich eine
Messung mit meiner Standardelektrode machen und danach je nach
Permittivität die Dicke anpassen. Speziell bei geschichteten Proben kann
ich das nicht. Ich könnte auch von der Werkstatt viele verschiedene
Elektroden mir unterschiedlichen Radius fertigen lassen. Schon wäre es
wenn man die bestehenden Verfahren aber auch praktisch anwenden könnte.
Dann käme ich mit drei Standardradien super aus.
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