Moin,
Die Sache ist etwas komplex und ich mag versuchen es möglichst Kompakt
zu halten. Es geht darum, das ich einen 1,5W CW Sender gebaut habe. 30m
HAM Band. Das SWR-Meter sagt: ~1,5W Forwärts, ~0,3W Reflektiert. SWR =
~1.2. Ich habe diverse Antennen durch, auch von zwei Standpunkten. Das
Signal ist aber (Sendeantenne hängt aktuell als Dipol in 8m Höhe) nach
1000m kaum noch zu empfangen (mit diversen Empfängern und Antennen). Ich
frage mich nun ob das PI-Filter am Ausgang nicht gescheit funktioniert.
Der PI-Tiefpass (5 Pole) am Ausgang der PA kümmert sich um die
Oberwellenfilterung (fcut=11,5Mhz) und auch um die Impedanzanpassung von
PA-Transistor zu Ausgang (Z=50R). Das Filter habe ich aus gängigen
Formeln abgeleitet und den Teil mit der Impedanzanpassung aus
Lookup-Tables hergeleitet. Das Filter funktionierte schlecht, nur ca.
50mW kamen am Ausgang raus. Danach habe ich die Werte etwas verändert
und ich war schell bei 1,8W. Am Ausgang befand sich ein Dummy-Load mit
50R.
Aus Neugierde habe ich die Werte weiter verändert und war dann bei 4W,
was mir seltsam vor kam. Auch der PA-Transistor wurde echt heiß. Ich
habe darauf hin ein Antennen-Anpassgerät zwischen Sender und Dummy
eingeschleift. Schon bei geringen Blindanteilen (Xc und Xl) wurde das
Ausgangssignal stark verzerrt, so, als würde der Filter selbst
schwingen.
Also habe ich die zweite Modifikation rückgängig gemacht. Verzerrungen
treten jetzt erst auf, wenn größere Blincanteile auftreten.
Wenn ich unter der Antenne sitze, dann stört das Feld mein Notebook (es
brummt heftig aus dem Lautsprecher), was mir eigentlich sagt: "ja, da
ist ein starkes Feld vorhanden".
Ich frage mich nun:
- Ist es möglich, dass das Filter zwar Energie liefert, aber auf eine
falsche Art und Weise? Quasi, eine, die nicht abgestrahlt werden kann?
Nie von gehört... aber man lernt nie aus.
- Wie muss sich ein Ausgangsfilter bei Fehlanpassung verhalten?
- Sind die Oszillogramme OK? Meiner Meinung nach ja, weil durch die
zunehmende Fehlanpassung die rücklaufende HF für Intermodulation im
Filter sorgt.
Oder habe ich jetzt etwas rudimentäres so gar nicht kapiert? :)
Danke und LG,
Zazzle
Hallo Zazzle
Es könnte sein, dass die PA zum Schwingen neigt, wenn sich die
Eingangsseite des Pi-Filters nicht wie vorgesehen verhält. Befindet sich
an der Basis des Transistors auch ein Schwingkreis? Dann mal einen
Widerstand 22-47 in die Basisleitung einschleifen.
> dass das Filter zwar Energie liefert, aber auf eine falsche> Art und Weise? Quasi, eine, die nicht abgestrahlt werden kann?
Ja, wilde Schwingungen auf einer anderen Frequenz und die werden auch
abgestrahlt. Also sei vorsichtig!
Gruß, Bernd
Zur Frage, wie sich ein Filter bei Fehlanpassung verhält folgende
Überlegung:
Betrachte das Filter als LC-Transformationsglied. Je nach den Werten von
L, C, und Frequenz wird eine Impedanz an Port 1 zu einer Impedanz an
Port 2 transformiert.
Der Innenwiderstand der PA "sieht" also an seinem Ausgang (=
Filtereingang) eine Impedanz:
Z = R + jX
Grüße
Moin!
B e r n d W. schrieb:> Es könnte sein, dass die PA zum Schwingen neigt, wenn sich die> Eingangsseite des Pi-Filters nicht wie vorgesehen verhält. Befindet sich> an der Basis des Transistors auch ein Schwingkreis? Dann mal einen> Widerstand 22-47 in die Basisleitung einschleifen.>
Hmm, der PA Transistor wird über einen Übertrager (Impedanzanpassung
Treiberstufe>PA) gespeist. Ein 47R Widerstand liegt von Basis nach
Masse.
Das Signal an der Basis ist nicht rein Sinusförmig, sondern leicht
verzogen, aber das biegt das Filter schon nach der ersten Induktivität
gerade (bzw, Filtert das, was eine Oberwelle ergibt).
Sollte also OK sein.
>> dass das Filter zwar Energie liefert, aber auf eine falsche>> Art und Weise? Quasi, eine, die nicht abgestrahlt werden kann?> Ja, wilde Schwingungen auf einer anderen Frequenz und die werden auch> abgestrahlt. Also sei vorsichtig!
Mmhmm. Also das Oszi sagt, es ist alles fein und auch das durchscannen
der Frequenz bis 30MHz weist auf keine Abstrahlung auf Oberwellen hin.
Was ich eher meinte, ist, ob das Filter quasi keine ohmsche Last
bedienen kann, sondern nur einen reaktiven Teil der Antenne. Ist an sich
Unsinn, weil in einen Dummy Load (und in die angepasste Antenne) wird ja
Energie abgegeben.
Wenn ich das richtig verstanden habe, dann ist im Resonanzfall der
Antenne Xl=Xc, woraus sich der ohmsche Blindanteil ergibt, der dann die
Energie abstrahlt. Fehlanpassung tritt ja dann auf, wenn Xc oder Xl
abweicht und sich die Blindleistungen nicht aufheben.
Danke. :)
LG,
Zazzle
Habe letztens ähnliches bei einem kleinen 80-m-Sender beobachtet.
War allerdings der Versuch, auf eine sehr hochohmige (verkürzte)
Antenne direkt anzupassen. Auch da war mit einer Dummy-Load alles OK,
mit einer richtigen Antenne dann parasitäre Schwingungen.
Hatte dann leider noch keine Zeit zu sehen, wie man das Ding stabil
bekommt.
Hallo Zazzle
Die PA schwingt, falls die Beschaltung am Kollektor und an der Basis die
selbe Frequenz zuläßt. Der Transistor dreht das Signal um 180°. Falls
nun bei irgendeiner Frequenz der Schwingkreis am Kollektor das Signal um
weiter 180° dreht und der Transistor durch die Miller-Kapazität koppelt,
gehts los.
Wird die PA nicht angesteuert, liegen an der Basis Null Volt und die
Schwingung stoppt. Beim Senden wird regelmäßig der Bereich um 0,6-0,7V
durchschritten, was die parasitäre Schwingung erneut startet. Diese
Frequenz ist nicht konstant, sondern hängt vom Arbeitspunkt des
Transistors ab. Zusätzlich bilden sich sicherlich Mischprodukte aus der
ansteuernden Frequenz und der parasitären.
Ein Widerstand nach GND funktioniert nicht, es schwingt selbst bei 10
Ohm noch. Abhilfe schafft meist ein Widerstand in der Basisleitung. Die
Wirkung ist doppelt: Der Basis-Schwingkreis wird bedämpft und die
Kopplung zwischen Kollektor und Basis-Schwingkreis wird gestört.
Gruß, Bernd
Hallo
Ich würde mal schätzen, das der Filter nichts eigenes produziert, wenn
er abgestimmt ist, er aber in beiden Richtungen gleich gut durchlässt.
Eigenes würde er nur bei Sättigung von ferromagnetischen Materialien
produzieren.
Falls dann die Antenne etwas reflektiert, es also eine rücklaufende
Welle gibt, und gleichzeitig die Neutralisation der Endstufe schlecht
ist und für diesen Endstufentyp aber eine erforderlich ist, ist klar was
passiert.
Die rücklaufende Welle tritt vom Endstufenausgang durch bis zum Eingang,
wird von dort wieder verstärkt und zum Ausgang phasenverschoben wieder
herausgegeben.
Abhilfe wäre nach meiner Vorstellung eine frequenzabhängige
Gegenkopplung der Endstufe (Die Endstufe monobandig machen) und eine
Gegenkopplung, die eine brauchbare Neutralisation bewirkt.
Neutralisation heißt, die Signalrichtung vom Ausgang zum Eingang der
Endstufe wird blockiert.
MFG
Matthias
Matthias K.(DO4MKA) schrieb:> Die rücklaufende Welle tritt vom Endstufenausgang durch bis zum Eingang,> wird von dort wieder verstärkt und zum Ausgang phasenverschoben wieder> herausgegeben.
Diese neuartige Theorie einer von hinten durch den Verstärker
rücklaufenden und am Verstärkereingang dann umdrehenden und wieder
verstärkten aber phasenverschobenen Welle ist stark
Nobelpreisverdächtig.
Rainer V. schrieb:> Zazzle schrieb:>> SWR-Meter sagt: ~1,5W Forwärts, ~0,3W Reflektiert. SWR = ~1.2.>> Beim Nachrechnen komme ich auf SWR=2.6 => Leistungsverlust um 20%.
Kann alles sehr falsch sein, falls da wirklich eine VHF- oder
UHF-Schwingung im Spiel ist.
Vielleicht hilft der Schaltplan und ein Foto der Endstufe weiter.
Kelvin Klein schrieb:> Diese neuartige Theorie einer von hinten durch den Verstärker> rücklaufenden und am Verstärkereingang dann umdrehenden und> wieder verstärkten aber phasenverschobenen Welle ist stark> Nobelpreisverdächtig.
Was an "schlechter Neutralisation" hast Du nicht verstanden?
lrep schrieb:> Kann alles sehr falsch sein, falls da wirklich eine> VHF- oder UHF-Schwingung im Spiel ist.
Ja.
> Vielleicht hilft der Schaltplan und ein Foto der Endstufe> weiter.
Und vor allem: Spektrum des Ausgangssignals ansehen. (Schneller
Oszi mit tauglicher FFT.)
Oberwellen sind "ortsfest"; Selbsterregung wandert (zumindest
ist das bei Kleinsignal-Stufen so --> Handempfindlichkeit).
Kelvin Klein schrieb:> Diese neuartige Theorie einer von hinten durch den Verstärker> rücklaufenden und am Verstärkereingang dann umdrehenden und wieder> verstärkten aber phasenverschobenen Welle ist stark> Nobelpreisverdächtig.
Nun, wenn Du einen übrig hast, warum nicht.
Oder habe ich etwa böse theoretisiert?
Das würde ich nicht sagen, denn falls die Welle von der Antenne
reflektiert wird und durch schlechte Neutralisation zum
Verstärkereingang gelangt, wird sie dort etwas bewirken, und das ist
sicher etwas unerwünschtes. Was genau ist wohl vom Einzelfall abhängig,
brauchst aber keineswegs stänkern. Von mir kein Stänkerpunkt.
Matthias K.(DO4MKA) schrieb:> Oder habe ich etwa böse theoretisiert?> Das würde ich nicht sagen, denn falls die Welle von der Antenne> reflektiert wird und durch schlechte Neutralisation zum> Verstärkereingang gelangt, wird sie dort etwas bewirken, und das ist> sicher etwas unerwünschtes. Was genau ist wohl vom Einzelfall abhängig,
Nein du hast nicht böse theoretisiert.
Du salbaderst nur irgendein verschwurbeltes Zeugs zusammen.
Nachts ist es kälter als draußen, wieviele ist vom Einzelfall abhängig.
Alles klar!
Kelvin Klein schrieb:> Nein du hast nicht böse theoretisiert.> Du salbaderst nur irgendein verschwurbeltes Zeugs zusammen.
Wenn Du die Güte haben würdest, mitzuteilen, welchen Teil
von "schlechte Neutralisation" Du nicht richtig verstanden
hast, könnten wir Dir ja helfen. Aber so...
Possetitjel schrieb:> Kelvin Klein schrieb:>>> Nein du hast nicht böse theoretisiert.>> Du salbaderst nur irgendein verschwurbeltes Zeugs zusammen.>> Wenn Du die Güte haben würdest, mitzuteilen, welchen Teil> von "schlechte Neutralisation" Du nicht richtig verstanden> hast, könnten wir Dir ja helfen. Aber so...
Mag ja sein, dass einige Gedanken daran im Grund teilweise zutreffend
sind. Die Art wie es rübergebracht wird ist konfus und unverständlich.
Meines Erachtens die verschwurbelte mystische "Wellenthorie" von weiter
oben nicht besonders als Erklärung der vom TO beschriebenen Effekte
geeignet.
Eine Welle unterscheidet sich von einer Schwingung dadurch dass sie sich
räumlich ausbreitet. Im Raum oder wie hier n diesem Falle auf einer
Leitung. Dafür gelten die Gesetzmäßigkeiten der Leitungsgleichungen.
Eine Welle, die am Ende der Leitung aus irgendeinem Grund ganz oder
teilweise reflektiert wird überlagert sich mit der hinlaufenden Welle
und verursacht im eingeschwungenen Zustand am Leitungseingang durch die
Überlagerung eine vom Wellenwiderstand der Leitung abweichende
veränderte Eingangsimpedanz Z = R + jX. Das ist die Impedanz, die die PA
als Last "sieht".
Außerhalb der Leitung enden die Leitungsgleichungen. Ich kann also die
Leitung von der PA abtrennen und die Last Z = R + jX durch konzentrierte
Bauelemente: einen Widerstand R und eine Spule L, bzw. R und C ersetzen,
ohne dass sich für die PA dadurch etwas ändert. Wie auch, die PA kann ja
nicht in die Zukunft sehen.
Um die Vorgänge in der PA zu beschreiben brauche ich also keinerlei
Wellenbetrachtung, da ich mit konzentrierten Bauelementen wie
Widerständen, Kondensatoren, Spulen und Spannungs- und Stromquellen und
ihren Parametern rechnen kann. Feldgrößen wie elektrische oder
magnetische Flussdichte kommen in einer konzentrierten Schaltung nicht
zur Anwendung. Es werden ganz normal die Kirchhoffschen Regeln genutzt.
(Dies ist immer dann zutreffend, wenn die Leiterlängen in der PA klein
gegenüber der Wellenlänge sind, was bei dem hier besprochenen Fall wohl
zutrifft).
Meinetwegen kann man von falscher Neutralisation sprechen. Gemeint ist
wohl eher, dass in der PA die Schwingbedingung (Verstärkung >=1 und
phasengleiche Rückkopplung) bei Anliegen eienr komplexen Laste erfüllt
ist. Das ist eine Frage der Schaltungsauslegung und des Aufbaus.
Kurzum, man braucht die Schaltung, irgendwelche esoterischen
Wellen-von-hinten-nach-vorne-und-phasenverschoben-verstärkt-Theorien
helfen dem Threadopener zu einer praktischen Lösung nicht weiter.
Grüße
Kelvin Klein schrieb:> Um die Vorgänge in der PA zu beschreiben brauche ich also keinerlei> Wellenbetrachtung, da ich mit konzentrierten Bauelementen wie> Widerständen, Kondensatoren, Spulen und Spannungs- und Stromquellen und> ihren Parametern rechnen kann...
Sehr schlau bemerkt. Es ging jedoch auch um die Filterung, in der zum
Beispiel elektromagnetische Energie eine Laufrichtung aufweist, ähnlich
wie in einer Verzögerungsleitung.
http://de.wikipedia.org/wiki/Verz%C3%B6gerungsleitung
Damit kann ich auf eine Fehlerspannung/Energie am Ausgang der PA
hinweisen, die in einer "guten" PA nur als Verlustleistung verbraten
wird, bei einer unzureichenden Neutralisation jedoch verschiedene
schädliche Wirkungen haben kann, je nach Schaltung.
Das ist auch bestimmt keine "esoterische Welle-von-hinten-nach-vorne",
sondern ein konkretes Problem in Verstärkerschaltungen bei denen der
Signalfluss eigenwillige Wege durch fehlerhafte Neutralisation gehen
kann.
Dazu sagt Dir Kirchhoff gar nichts.
> Meinetwegen kann man von falscher Neutralisation sprechen. Gemeint ist> wohl eher, dass in der PA die Schwingbedingung (Verstärkung >=1 und> phasengleiche Rückkopplung) bei Anliegen eienr komplexen Laste erfüllt> ist. Das ist eine Frage der Schaltungsauslegung und des Aufbaus.
Wenn ich Neutralisation sage, meine ich Neutralisation, und es ist auch
ein gebräuchlicher technischer Begriff.
>Der PI-Tiefpass (5 Pole) am Ausgang der PA kümmert sich um die>Oberwellenfilterung (fcut=11,5Mhz) und auch um die Impedanzanpassung von>PA-Transistor zu Ausgang (Z=50R). Das Filter habe ich aus gängigen>Formeln abgeleitet und den Teil mit der Impedanzanpassung aus>Lookup-Tables hergeleitet.
kann man machen ist aber eigentlich Mist
besser PA für R out 50 Ohm
Tiefpass auch 50 Ohm In - Out
dann lässt sich beides unabhängig voneinander testen
ansonsten sieht das Ergebnis wie schon beschrieben eher bescheiden
aus und ne Fehlersuche wird nicht einfach
Jörg Wunsch schrieb:> Ralf schrieb:>> kann man machen ist aber eigentlich Mist>> Hat man früher (zu Röhrenzeiten) immer so gemacht,> Stichwort Collins-Filter ;-)
Wieso "früher"... ist das Collins-Filter heutzutage aus
der Mode gekommen? - Die Frage ist ernst gemeint, ich bin
kein OM.
Possetitjel schrieb:> ist das Collins-Filter heutzutage aus der Mode gekommen?
Für Röhrengeräte nicht :), bei Transistoren findet man es eher
selten.
Meine Vermutungen für die Gründe:
1) Eine Transistor-PA ist sehr viel empfindlicher gegen Fehlanpassung
als eine mit Röhren, denn sie kann die überschüssige Leistung nicht
„verglühen“. Außerdem sind heutige Sender breitbandig für die ganze
Kurzwelle (ggf. noch darüber hinaus) aufgebaut, sodass man lieber eine
nicht frequenzabhängige Anpassung der PA baut, bei der man außerdem
die Fehlanpassung gut messen kann, um so die Ansteuerung ggf. zu
reduzieren. Die Antennenanpassung von genormten 50 Ω am Ausgang auf
die Antenne erledigt man dann in einem separaten Tuner.
2) Bei Röhren-PAs musste man vorwiegend von der Impedanz der Röhre
auf die der Antenne abwärts transformieren. Bei Transistoren liegt
die Ausgangsimpedanz der PA eher unter der der Antenne. In der Folge
bräuchte man PA-seitig unhandlich große Drehkos.
Jörg Wunsch schrieb:> 1) Eine Transistor-PA ist sehr viel empfindlicher gegen> Fehlanpassung als eine mit Röhren, denn sie kann die> überschüssige Leistung nicht „verglühen“. Außerdem sind> heutige Sender breitbandig [...]
Ach so... jetzt fällt der Groschen.
Meine vagen Kenntnisse umfassen nur breitbandige Transistor-PAs;
die Besonderheiten bei Röhren waren mir nicht alle präsent.
Ich hatte es so aufgefasst, dass etwas grundsätzliches
HF-Technisches gegen die Pi-Schaltung als Anpassglied
spricht, aber das war ja nicht gemeint.
Filter-Graph.jpg
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