Mikrowellenfilter

Gast #6599094
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Ich bin student der Physik und gerade bei meiner Masterarbeit. Dazu 
messe ich in einem Mikrowellenplasma 2,45 Ghz ein Potential mit einem 
Multimeter. Leider hat es wohl den Eingang vom Multimeter mitgenommen. 
Weiß jemand ob es sinnvoll ist für die Anregungsfrequenz einen Filter zu 
nehmen und ob man solche Filter noch diskret aufbauen kann oder muss ich 
schon Leiterstrukturen nutzen?
Gast #6599191
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Harvey F. schrieb:
> für die Anregungsfrequenz einen Filter zu
> nehmen

Das scheint sinnvoll sein. Evtl braucht es mehr als einen Kondensator.

Wie sieht denn das zu messende Signal tatsächlich aus? Von den realen 
Gegebenheiten hängen die zu treffenden Massnahmen ab. Messen, oder in 
einem Forum, wo dein Signal nicht bekannt ist, fragen. Hat dein Studium 
etwas mit Naturwissenschaften zu tun?

Berechne doch einfach ein diskretes Filter und ein Filter in 
Streifenleiter Technik. Du wirst sofort erkennen, welche Dimensionen für 
dich realistisch umzusetzen sind.
#6599238
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2 Kilowatt reichen aus, um ein Multimeter zu beschädigen.
https://www.minicircuits.com/WebStore/RF-Filters.html
oben "Lowpass" anklicken
die Filter sind für 50 Ohm berechnet, aber für DC ist das egal.

Um zuverlässig Mikrowellen zu unterdrücken nimmt man gern "Tubular low 
pass filter", die sind ziemlich breitbandig und halten höhere Spannungen 
aus, hier allerdings nicht gelistet.
Gast #6599251
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Christoph db1uq K. schrieb:
> 2 Kilowatt reichen aus, um ein Multimeter zu beschädigen.
> https://www.minicircuits.com/WebStore/RF-Filters.html
> oben "Lowpass" anklicken
> die Filter sind für 50 Ohm berechnet, aber für DC ist das egal.
>
> Um zuverlässig Mikrowellen zu unterdrücken nimmt man gern "Tubular low
> pass filter", die sind ziemlich breitbandig und halten höhere Spannungen
> aus, hier allerdings nicht gelistet.

Danke für den Hinweis. Würde es nicht reichen Bandsperren für 2.45Ghz zu 
nehmen und deren vielfache?
Gast #6599273
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Christoph db1uq K. schrieb:
> Wie hoch muss denn "DC" reichen, das sind vermutlich nur ein paar
> Hertz.
> Ein Durchführungskondensator genügender Spannungsfestigkeit würde auch
> reichen. Für 2 Kilowatt kommen bei Resonanz mehrere hundert Volt
> zustande.
> https://de.rs-online.com/web/p/netzfilter/1678500/
> 70€ pro Stück, aber der ist auch für 16 Ampere ausgelegt.

Betriebsspannung 250VAc wäre doch zu wenig wenn mehrere huntert Volt bei 
Resonanz auftreten.
#6599438
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Christoph db1uq K. schrieb:
> So ein Tubular LPF besteht nur aus einer Koaxialleitung mit abwechselnd
> dickem und dünnem Innenleiter. Dazu eventuell eine Teflon-Isolation
> dazwischen.

hiermit kann man das berechnen

https://www.changpuak.ch/electronics/Stepped_Impedance_Lowpass_Coax.php

Hier kann man Innendurchmesser des Aussenleiters und die beiden 
Aussendurchmesser der verschieden abgestufte Innenleiter eingeben.

Auch die Dielektrizitätskonstante kann man eingeben.

man erhält eine Liste sowohl mit den Abmessungen der einzelnen koaxialen 
Stücke, als auch die zugehörigen Impedanzen.

Mit diesen Angaben kann man mit dem Programm RF-Simm99 sich 
Transmissionslines aneinander hängen, und sowohl die Länge als auch die 
Impedanz der einzelnen Stücke eingeben, welche man von dem Programm 
zuvor gewonnen hat.

Jetzt kann man die Übertragungskurve simulieren und auch ein 
Smithdiagramm erstellen.
Man kann jetzt mit den Längen der einzelnen Elemente spielen und 
versuchen gewünschte Parameter anzupassen.

Ich habe auf diese Art koaxiale Tiefpasfilter für 440MHz 5ter Ordnung 
mit butterworthcharakteristik berechnet und gebaut. Die gemessene 
Ergebnisse stimmen erstaunlich gut mit den simulierten Ergebnisse von 
RFsim überein.

Ralph Berres
Gast #6599461
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Harvey F. schrieb:
> Das zu messende Signal kenne ich nicht.

Dann sieh es dir doch endlich an. Das ist Teil deiner Arbeit.

Harvey F. schrieb:
> Es geht nicht darum eine
> Kurvenform zu messen sondern ein DC Potential.

Davon war auch nicht die Rede.

Harvey F. schrieb:
> Allerdings wird da eine
> Mikrowelle mit 2kW eingekoppelt und das noch gepulst.

Es geht um die Verteilung der Leistung im Frequenzbereich. Davon hängt 
die Gestaltung des Filters ab.

Du hast jetzt eigentlich genug Information bekommen, um mit der Arbeit 
beginnen zu können. Ich wünsche dir viel Erfolg.
Gast #6599648
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Christoph db1uq K. schrieb:
> Multimeter

Von einem Multimeter habe ich nicht geschrieben. Welche Information über 
seinen Versuchsaufbau er braucht, habe ich ihm oben beschrieben.

Christoph db1uq K. schrieb:
> Ein Abblockkondensator über dem Multimetereingang würde es vermutlich
> auch schon ausreichend schützen.

Was für eine optimistische Vermutung bei 2 kW. Das ist genau der 
Optimismus, der ihn schon ein Multimeter gekostet hat.
Gast #6599684
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Ralph B. schrieb:
> Ich habe auf diese Art koaxiale Tiefpasfilter für 440MHz 5ter Ordnung
> mit butterworthcharakteristik berechnet und gebaut. Die gemessene
> Ergebnisse stimmen erstaunlich gut mit den simulierten Ergebnisse von
> RFsim überein.
>
> Ralph Berres

Danke ich werde das mal versuchen. Ich persönlich nutze lieber Qucs.
#6599937
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Straßburg hatte ich verwechselt, das war die Software zum Druck von 
Skalen für Zeigerinstrumente:
http://www.f5bu.fr/galva-herunterladen/
Dominique F1FRV sitzt im Nordwesten von Paris, Maidenhead-Kenner JN18BX
https://www.levinecentral.com/ham/grid_square.php

Hier ein Flohmarktfund, der anhängende Zettel besagt 
"Hochspannungsüberschläge".
Die Messwerte sind von mir.

Noch ein Tipp: Die meisten Multimeter halten sich beim Abstand der 
Bananenstecker an die alte Steckdosennorm von etwa 19mm. Nur der 
Durchmesser der Schukosteckerstifte ist größer als 4mm. Dafür gibt es 
Adapter von Bananenstiften auf BNC-Buchse, z.B. Conrad Nr. 2299814,  das 
würde das Multimeter besser vor Hochfrequenzeinstreuung schützen als 
lange unabgeschirmte Messstrippen.
Angehängte Dateien:
Gast #6600556
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Christoph db1uq K. schrieb:
> Ein Abblockkondensator über dem Multimetereingang würde es vermutlich
> auch schon ausreichend schützen. Aber ein Tiefpass ist die saubere
> Lösung.

Die Frage ist, was das Mikrowellensignal zu einem Kurzschluss durch 
einen Kondensator sagt und wie verlustarm/spannungsfest der Kondensator 
ist. Sonst bratzt der einfach nur weg.
Gast #6601025
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Also nochmal zur Klarstellung. Ich habe eine Durchführung ins Plasma 
gelegt und mit einem langen Draht wollte ich das Potential messen. Dabei 
habe ich gezündet mit 1kW Mikrowellenleistung und Pulsen 500Hz. Dabei 
muss wohl das Potential gegenüber der Kammerwand so groß geworden sein, 
dass es das Multimeter zerschossen hat. Ich habe damit gegen die 
geerdete Kammerwand gemessen. Daher wäre die Frage, ob ein Filter für 
2.45 Ghz etwas bringt aber ein versuch ist es wert.
Gast #6601132
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Harvey F. schrieb:
> Ich habe eine Durchführung ins Plasma
> gelegt und mit einem langen Draht wollte ich das Potential messen.

Kannst du mal ein Bild zeigen? Von der Leitungsführung wird abhängen, 
wie stark das Plasma auf deine DC-Leitung einkoppelt. Die HF würde ich 
möglichst nahe an der Quelle blocken (Drossel wickeln) plus 
Durchführungskondensator.

Wenn man deine Realisierung sieht hilft das bestimmt bei der 
Lösungsfindung.

Gefilterte Grüße
Volker
Gast #6601256
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Die Spannung muss doch sicher nicht in voller Höhe durchgeführt werden, 
sondern geht auf einen Spannungsteiler. Wenn man innerhalb der Kammer 
einen langgezogenen, sehr hochohmigen Schichtwiderstand (Megohm-Bereich) 
einsetzt, kann außerhalb ein niederohmiges R gesetzt werden. Wenn so gut 
wie keine oder nur sehr kurze Drahtstückchen verwendet werden, koppelt 
ggf. nicht viel HF ein. Alternativ das hochohmige R direkt an den Duko 
setzen, die andere Seite dürfte dann keine große Rolle spielen. Der Duko 
braucht dann nur die Spannungsfestigkeit der geteilten DC-Spannung zu 
vertragen, HF sollte nicht viel ausmachen. Vielleicht simuliert man das 
mal mit einem geeigneten Tool (LTspice wird wohl nicht reichen dafür).
Gast #6601262
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Denke gerade, Schichtwiderstand muss nicht sein, gewendelt wäre gar 
nicht verkehrt. (Sind die im Megohm-Bereich überhaupt noch gewendelt?) 
Jedenfalls sehr hochohmig, dann ist die Filterwirkung mit dem Duko 
zusammen schon gut. Wenn noch moduliert wird, kann außen mit weiteren Cs 
die Filterwirkung bei tieferen Frequenzen verbessert werden.
Gast #6601652
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Je nachdem was du messen willst sollte man in Plasmen keine Tiefpässe 
benutzen, da du das plasma zu sehr beeinflusst. Notchfilter für 2.4Ghz 
wäre das mittel der Wahl. Du willst nur die Energie bei dieser Frequenz 
nicht zu deinem Messgerät lassen, jedoch nicht durch einen Tiefpass in 
Wärme wandeln.
Gast #6602068
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Niklas, den Einwand verstehe ich nicht. Der Tiefpaß macht 
(näherungsweise) eine Totalreflektion der 2.45GHz, da wird keine Energie 
entzogen. Wenn man mit einer Drossel auskoppelt ist der TP bei 2.45GHz 
am Eingang hochohmig.

Notch wäre ein Kurzschluß bei 2,45GHz, da hätte ich Bedenken ob man das 
2.45GHz Feld stört. Tiefpass mit Seriendrossel am Eingang scheint mir 
daher geeigneter?

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