Hallo lieber Leser
Ich brauche einen Spannungsmesser für die Frequenz von 13,56 MHz und ca.
3,5kV peak.
Ich hatte an eine Peak Messung mit kapazitiven Spannungsteiler am
Eingang gedacht. Bin nun auf der Suche nach einen geeigneten Bauteil
welche mir die Spannung ausgibt(Analog, oder noch besser per Bus wie I2C
oder SPI). Die Spannung soll also von einen MC eingelesen werden.
Ich habe einen kapazitiven Schweißprozess mit ca 800W Leistung und bin
in den Bereich weit von den 50Ohm Bereich entfernt. Könnt Ihr mir ein
Bauteil(IC) für diesen Anwendungsfall empfehlen.
Sogen macht mir auch das das Messsignal auf die Ausgangsgröße zum MC
übersprechen kann.
Danke für hilfreiche Hinweise
semi
semi schrieb:> Könnt Ihr mir ein> Bauteil(IC) für diesen Anwendungsfall empfehlen.
Widerstaende und kleine Kondensatoren. Daraus dann einen
Frequenzkompensierten Spannungsteiler bauen. Daran die ueblichen
Gleichrichterschaltungen. Und das ganze richtig abschirmen.
Nimm einen üblichen Detektorbaustein z.B.
http://www.analog.com/en/rfif-components/detectors/products/index.html#Log_Amps/Detectors
Baue dir einen kapazitiven Spannungteiler, bzw. eine C-R-Teiler wobei R
dann ein 50-Ohm-Kabel ist, welches zur entfernten Detektorschaltung
geht.
Dann "kalibrieren", vielleicht mit 35 V und Oszilloskop. 3.5 kV sind ja
auch "nur" 40 dB mehr. Die Detektoren haben oft 60 dB Dynamik und
DC-Ausgang.
Heute mal Gast schrieb:> wobei R dann ein 50-Ohm-Kabel ist, welches zur entfernten> Detektorschaltung geht.
Wobei die von dir genannten Logamps von Analog Devices typisch eher
keinen 50-Ω-Eingang haben.
Jörg Wunsch schrieb:> keinen 50-Ω-Eingang
Das stimmt und sollte natürlich mit nem parallelen R nahe des Detektors
berücksichtigt werden. Und ob sich genau 50 Ohm oder 40 -j35 einstellen,
ist nebensächlich. Frequenzkompensation und breitbandige Anpassung ist
eben nicht nötig. Es soll ja für eine einzelne Frequenz gültig sein und
man kalibriert es eben so hin. Gilt dann auch nur für die verwendete
Kabellänge etc...
und vorher rechnen, nicht das sich 100 W im Abschluss-R wiederfinden.
Dann hält dieser nicht so lange... ;-)
"Non-Inductive Design"
Mich würde mal interessieren, in wieweit diese Aussage gilt. Wo macht
die Geometrie den Gar aus? Könnte man so einen Baustein noch bei 80 MHz
oder noch höher nutzen?
Grüße
Silvio K. schrieb:> Wo macht> die Geometrie den Gar aus?
Naja, die übliche Faustformel ist ja, dass 1 mm Draht etwa 1 nH an
Induktivität einbringen.
> Könnte man so einen Baustein noch bei 80 MHz> oder noch höher nutzen?
2pi f ~ 5E8, wenn du jetzt 2E-8 H hast (2 x 10 mm), dann sind das
schon 10 Ω Blindwiderstand. Geht sicher noch, wird aber nicht mehr
so ganz “non-inductive” sein …
Ich habe eine 100-W-Dummyload zu Hause, die mit so einem Widerstand
aufgebaut ist (gibt's im gleichen Laden „nebenan“ als Bausatz). Kann
ich ja mal an den Antennenanalysator halten und gucken, wie sie sich
im unteren VHF-Bereich benimmt.
Jörg Wunsch schrieb:> Kann ich ja mal an den Antennenanalysator halten und gucken
Ja die gute alte 1 nH/mm-Regel. Wenn die Masse nicht weit ist, wird auch
schnell eine Leitung draus, bzw. eine Mischung aus allem. Es würde mich
wirklich mal interessieren was der Analysator sagt.
Wahrscheinlich wird es keine Überraschung geben. Ne Spiralenstruktur
wird schon nicht drin sein... ;-)
Vielleicht kommt man sogar auf ein GHz, wenn man den TO-247-Pin durch
eine drunterliegende 1,6er FR4 zur Microstip werden lässt.
Silvio K. schrieb:> Es würde mich wirklich mal interessieren was der Analysator sagt.
Gar nicht mal so schlecht. Die braune Kurve ist der Realteil, die
grüne der Imaginärteil. Ist also eher kapazitiv als induktiv.
Oh danke, das ging ja schnell. Ist auch immer wieder lustig, das
Amateurfunker lieber Z und SWR betrachten und HF-Techniker dagegen
|Gamma| in dB bzw. Smith bevorzugen ;-)
Was hast du für einen Antennenanalysator benutzt? GUI ist irgendwas
unter Linux ("/dev/cua1U"), oder?
Wenn ich mich nicht verrechnet habe, dann müssten es ca. -22 dB bei 80
MHz sein. Was ein echt guter Wert für so einen "billig"-Abschluss ist:
-->Z1=45-%i*5;
-->20*log10(abs((Z1-Z0)/(Z1+Z0)))
ans =
- 22.576786
Grüße
Silvio K. schrieb:> Oh danke, das ging ja schnell. Ist auch immer wieder lustig, das> Amateurfunker lieber Z und SWR betrachten und HF-Techniker dagegen> |Gamma| in dB bzw. Smith bevorzugen ;-)
Das andere wird noch, im Moment kann ich nur die rohen Messdaten
darstellen, und das ist halt Re(R) und Im(R).
> Was hast du für einen Antennenanalysator benutzt?
FA-VA mk3
http://www.box73.de/product_info.php?products_id=2583> GUI ist irgendwas> unter Linux ("/dev/cua1U"), oder?
Da im Original nur ein Windows-only GUI dabei ist, und ich selbst
an diesem einige Verbesserungswünsche hätte, habe ich mich
aufgerafft, ein Qt-GUI zu zimmern. (Daher auch dieser Thread hier:
Beitrag "Qt: Wie bekommt man ein DockWidget dazu, allen verfügbaren Platz zu nutzen?"
Qt ist relatives Neuland für mich, immer noch.)
In diesem Falle FreeBSD, aber die Plattformabdeckung sollte dank Qt
anschließend reichlich sein.
Die Stärke des FA-VA3 liegt eigentlich allerdings in der Darstellung
direkt am Gerät (und da ist Herr Smith natürlich auch schon mit
dabei).
> Wenn ich mich nicht verrechnet habe, dann müssten es ca. -22 dB bei 80> MHz sein.
Könnte passen, ich habe die Mathematik dafür jetzt nicht ganz parat.
> Was ein echt guter Wert für so einen "billig"-Abschluss ist:
Ja, denke ich auch.
Zum Vergleich nochmal der gleiche Analyzer mit dem gleichen Kabel,
aber diesmal ein Kathrein K 6226401 als Messobjekt. Ist aber eine
andere Kategorie, der ist bis 2,5 GHz spezifiziert (witzigerweise
auch mit SWR-Angaben im Datenblatt ;). Dafür aber verträgt er nur
10 Watt, und der FA-Bausatz oben hat noch einen -40-dB-Ausgang.
Jörg Wunsch schrieb:> Die Stärke des FA-VA3 liegt eigentlich allerdings in der Darstellung> direkt am Gerät (und da ist Herr Smith natürlich auch schon mit dabei).
Hier noch das entsprechende Bildschirmfoto.
Superspannend!
Jörg Wunsch schrieb:> Das andere wird noch, im Moment kann ich nur die rohen Messdaten> darstellen, und das ist halt Re(R) und Im(R).
Kann man das Gerät überhaupt kalibrieren? SOL? Das ist absolut
wichtig...
Jörg Wunsch schrieb:> Qt ist relatives Neuland für mich, immer noch.)>> In diesem Falle FreeBSD, aber die Plattformabdeckung sollte dank Qt> anschließend reichlich sein.
Richtig, man kann schön mit dem Qt-Creator unter Windows programmieren.
Dank MinGW "fühlt" es sich auch fast wie Linux an (GCC etc.).
Silvio K. schrieb:> Kann man das Gerät überhaupt kalibrieren?
Nein, leider nicht umfassend. Nur "load", wenn ich mich recht entsinne
(und den Wert merkt er sich im EEPROM), und man kann noch ein Kabel
mitsamt Länge spezifzieren.
Hatte auch schon mal überlegt, ob man eine neue Firmware in Angriff
nimmt, aber das wäre mir jetzt in weiter Ferne. Nachteilig daran ist,
dass es keinen Bootloader besitzt, man gibt damit also zwangsläufig
die existierende Firmware auf.
> Richtig, man kann schön mit dem Qt-Creator unter Windows programmieren.
Würde mich nun nicht so sehr reizen :), aber der Vorteil ist eben, dass
man nur eine der von Qt unterstützten Plattformen als Programmier-Host
benutzen muss, die anderen ergeben sich (nahezu) von allein, wenn man's
richtig macht.
Jörg Wunsch schrieb:> Beitrag "Qt: Wie bekommt man ein DockWidget dazu, allen verfügbaren> Platz zu nutzen?"
Der Thread ist ja richtig aktuell...
> Nein, leider nicht umfassend.
Wenn du mit dem Projekt weiter bist, kann ich noch eine
Systemkorrekturfunktion beisteuern. Das setzt natürlich die Kenntnis der
Standards voraus (ESB oder S-Parameter). Die Fkt. ist eigentlich von
einem Kollegen, der aber gegenüber dem Open-Source Gedanken
aufgeschlossen ist. Dann muss man auch nicht das angeschlossene Kabel
per Offset zurückdrehen, sondern kalibriert es einfach heraus...
Silvio K. schrieb:> Wenn du mit dem Projekt weiter bist, kann ich noch eine> Systemkorrekturfunktion beisteuern.
Wenn du dir angucken willst, was schon im SVN ist (da sieht man auch,
wie die Daten vom Analyzer kommen), dann schreib' mir mal eine Mail.
Ich habe hier einen kleinen Projektserver, da kann ich dir gern einen
Zugang einrichten.
Hi!
Ich habe 1998 auch mal so was entwickelt, wobei bei mir die Spannungen
ein gutes Stück höher waren. Ich hatte damals einen kapazitiven Teiler
0,5pF / 2200pF gebaut. Widerstandsteiler kannst Du knicken, die
hochohmigen
Widerstände haben viel zu viel parasitäre Kapazitäten, die rauchen
einfach
ab. Der Teiler ging dann auf einen OPV mit nachgeschalteten Tiefpass,
ich
wollte nur die 13.56Mhtz messen nicht die Oberwellen. Danach kam ein
log. Verstärker AD8307. Das ganze hat wunderbar funktioniert. Ich hatte
in die Generatorleitung einen Messkondensator eingebaut und die Spannung
davor und danach gemessen. Ein Dritter AD8307 hat dann die Differenz
zwischen den beiden Teilern gebildet. Damit kannst Du die Lastimpeanz
bestimmen, das funktioniert aber grober Fehlanpassung nicht mehr so gut.
An die Sicherheit solltest Du aber auch denken. Parallel zum 2200pF
hatte
ich einen Gasableiter geschaltet, in Reihe zum 0,5pF eine Selfmade
Sicherung aus dünnem CUL-Draht.
Gruß Eddi
allianz schrieb:> Parallel zum 2200pF> hatte> ich einen Gasableiter geschaltet, in Reihe zum 0,5pF eine Selfmade> Sicherung aus dünnem CUL-Draht.
Ja bei ein paar kV HF sollte man langsam vorsichtig werden ;-) Das mit
dem Gasableiter ist ja eine gute Idee.
@Jörg: Ich habe bei im Shop box73 gesehen, dass der Bereich messbarer
Impedanzen vom FA-VA3 5 Ω bis 1000 Ω beträgt. Das verwundert mich ein
wenig. Was zeigt er an, wenn du einen Short ran hängst? Oder Open?
Silvio K. schrieb:> Was zeigt er an, wenn du einen Short ran hängst? Oder Open?
Muss ich heute abend mal sehen. Kann sein, dass das Ding zwar in
der Messung jenseits der genannten Grenzen kommt, aber in der (internen)
Darstellung nicht.
Silvio K. schrieb:> Oder Open?
Bei diesen Frequenzen ein guter Witz ;-) Ich meinte einfach offen
lassen. Es wäre schön, wenn du auch jeweils wieder ein Screenshot vom
Smithdiagramm anhängen könntest. Vielleicht ist es ja wirklich nur eine
Darstellungssache. Die rechte Ecke vom Smithdiagramm hat naturgemäß in
der Impedanz-Domain Probleme. Die linke Ecke in Y.
Silvio K. schrieb:> Ich meinte einfach offen lassen.
Schon klar.
"Short" ist so "short", wie es bei einem BNC-Stecker halt geht.
Ja, die Messwerte intern sind bei "short" im Bereich weniger Ohm, also
durchaus auch kleiner als 5 Ω.
Bei "open" flimmert halt irgendwas kreuz und quer, was sich bei jeder
Messung schon mal drastisch ändert. Da die Skalierung intern jedoch
fest ist und nicht automatisch wie bei meinem Qwt, rennt das Diagramm
dort einfach an den oberen Anschlag.
> Es wäre schön, wenn du auch jeweils> wieder ein Screenshot vom Smithdiagramm anhängen könntest.
Hab' ich mal gemacht.
Der induktive Anteil bei "short" ist sicher zum Teil auf den BNC-Stecker
zurückzuführen, könnte aber auch intern schon im Gerät begründet sein.
Einen echten BNC-"Short" besitze ich leider nicht.
Coole Sache,
das Open sieht ja echt gut aus. Der Kurzschluss echt bescheiden und das
liegt nicht daran, dass du ihn selber gelötet hast. Der hohe reale
Z-Anteil stört mich. Der dürfte nicht sein. Ich kann leider nicht
abschätzen, ob das eine fehlende Korrektur ist oder eine Schwäche des
Gerätes oder beides.
Ein Vorschlag um es heraus zu finden:
*Ich schicke dir 3 Standards (S,O,L) und ein Stück Koax-Kabel auf SMA,
gar nichts besonderes aber bekannt, da durchgemessen.
*Du misst SOL und SOL mit Kabel und schickst mir dann die Roh-Daten als
Streuparameter
*Ich korrigiere die Daten und sehe anhand der Plausibilität der Daten,
ob die Empfänger linear sind. Außerdem kann man sie dann mit den Daten
eines "richtigen" VNA vergleichen.
Sind die Daten gut, dann macht es Sinn eigene Korrekturen
einzuprogrammieren.
Silvio K. schrieb:> Der hohe reale> Z-Anteil stört mich.
0,6 Ω, mehr wird das Gerät nicht hergeben.
> Ein Vorschlag um es heraus zu finden:
Kannst du von mir aus machen. Ich würde dir dann die gemessenen
Rohdaten (CSV-Datei, vielleicht habe ich dann auch ein XML) senden.
Gut. Ich schicke dir noch eine eMail und dann eine Mail ;-) Hast du
einen SMA-BNC-Adapter (der vielleicht nicht gerade von Reichelt kommt)?
Standards sind female.
Silvio K. schrieb:> Hast du einen SMA-BNC-Adapter (der vielleicht nicht gerade von Reichelt> kommt)?
Habe ich. Ich vermute, der könnte dir gefallen; habe mal einen
SMA-Terminator draufgesetzt. ;-)
(Vermutlich wird das Gerät intern sogar besser als 0,1 Ω auflösen
können, aber genauer werden die Werte nicht ausgegeben.)
