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.
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.
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
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 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.
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
> 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.
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
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.