Hallo,
seit einiger Zeit versuche ich ein Dämpfungsglied (40dB) und einen
Bandpass (Knickfrequenz ca. 15 MHz) zum Laufen zu bringen.
Im Grunde ist das keine große Sache. Ich hatte die beiden Glieder
bereits mit Durchsteckmontagebauteilen aufgebaut und laut Spec. hat das
auch gut funktioniert (bis 180 MHz).
Ich scheitere nun aber daran, alles in SMD-Bauweise auf eine Platine zu
bekommen. Hier bekomme ich immer ab ca. 5-10 MHz ein induktives
Verhalten, was leider dazu führt, dass die Übertragungsfunktion immer
weiter ansteigt.
Ich hätte eigentlich gedacht, dass das Frequenzverhalten mit kleineren
Bauteilen besser wird.
Ich habe mich bereits bemüht parasitäre Kapazitäten und Induktivitäten
zu vermeiden.
Hat jemand vielleicht ein paar allgemeine Tipps, was ich beachten
sollte? Ich bin mit meinem Latain am Ende. Ich zweifle mitunter auch an
unserem Spec. Interessant ist nur, dass es mit den Durchsteckbauteilen
funktioniert.
Schöne Grüße
Fritze
Fritze0815 schrieb:> Hat jemand vielleicht ein paar allgemeine Tipps, was ich beachten> sollte?
Zeige einen Schaltplan, ein Photo von deinem Aufbau und den
Frequenzgang.
Für welche Wellenwiderstand ist das Dämpfungsglied denn ausgelegt?
Bei dem genannten Frequenzbereich ist doch die Anordnung auf der
Leiterplatte und der sich dabei ergebende Wellenwiderstand der
Leiterbahnen ganz wesentlich. Es kann durchaus ein Übersprechen am
Dämpfungsglied oder am Tiefpass vorbei stattfinden. Also ohne Bild der
Leiterplatte, der Zuführungen usw. ist das reiner Nebel.
Bei den Durchsteckbausteinen ist der Innenaufbau sicher so gemacht, dass
es kein Übersprechen über das Dämpfungsglied hinweg gibt. Da werden z.B.
koaxial aufgebaute Widerstände usw. verwendet und der rohrförmige
Außenleiter verhindert jedes Übersprechen. Dazu gibt man schon
sorgfältig acht, das an den Übergängen keine Sprünge des
Wellenwiderstands entstehen.
Hallo,
also gerne will ich unterstützen (btw. alles auf 50 Ohm)
Ich hatte mal ursprünglich einen Bandpass designed mit 0.5MHz - 15 MHz,
der Aufbau war sehr spartanisch mit Leiterplatten als Gehäuse (Version
A)
Am Spek. ergibt sich dann auch exakt das gewünschte Verhalten (blaue
Kurve).
Ich hatte dann alles in ein Druckgussgehäuse gebastelt ... und da kam es
plötzlich nach dem eigentlichen Bandpassverhalten wieder zu einem
Anstieg im Frequenzverlauf (Version B grüne Kurve).
Egal woran es lag, ich habe nun versucht alles in SMD aufzubauen ... und
habe auf den Hochpass verzichtet. Nun ist es nur noch ein Dämpfungsglied
mit Tiefpass (Version C rote Kurve) Hier ist aber eigentlich nichts mehr
davon zu erkennen, bis auf eine Saugfrequenz.
Ich habe das ganze nochmal umdesigned ... was aber keinen wirklichen
Erfolg brachte (Version D hellgrüne Kurve)
Das Schematic gehört zu Aufbau: C und D.
Ich hab dazwischen noch verschiedene andere Varianten und auch versucht
mit entsprechenden Bauteilen zu arbeiten die ihre Eigenresonanzen erst
>100MHz haben.
Vorne dran gehört eigentlich noch ein Staffelschutz aus Gasableiter (ca.
2 pF), Induktivität und antiparalleler Diode (knapp 400 pF) -> die sind
jetzt aber noch gar nicht mit drin (nur bei C ist der Gasableiter noch
drin).
Meine letzte Theorie wäre noch, dass durch 40dB die Spannung um den
Faktor 100 herunter geteilt wird und tatsächlich etwas kapazitiv
dahinter einkoppelt ... aber wie soll ich das bitte schirmen? Da müsste
ich ja um das Dämpfungsglied einen extra Schirm ziehen ...
Schöne Grüße
fritze
Ja siehste: In Version A wurde jeder "Bypass" des Signals an
Dämpfungsglied und Tiefpass vorbei verhindert, denn sie ist schön in
Kammern aufgeteilt
Dann ist die störende Längskopplung stark abgeschwächt. Wenn da die
durchbohrten Zwischenwände noch mit geerdeter Cu-Beschichtung ausgeführt
wären, wäre der Frequenzgang noch besser.
Der Aufbau im Gussgehäuse (b,c,d)ist in HF-Hinsicht geradezu schaurig.
Denke dran: jeder cm Leitung hat etwa 1pF Kapazität gegen Masse
Die Induktivitäten sind vielleicht bis 1MHz brauchbar. klar, dass bei 5
MHz schon die ersten Eigenresonanzen der Induktivität usw. auftauchen.
Bei den von Dir genannten Frequenzen sind sie völlig unbrauchbar.
Schau Dir mal wegen des Aufbaus, die LC-Filter hinter DDS-ICs an, die so
mit 30 oder 50 MHz Taktfrequenz Signale erzeugen. Da wirst Du nur noch
SMD-Widerstände und SMD-L's sehen, die dann noch überlegt auf einer
Leiterplatte platziert werden, deren Unterseite als Masseebene dient.
Dabei sind die Leiterbahnbreiten so gewählt, dass sie auf dem
Grundmaterial (z.B. FR4)gerade 50 Ohm Wellenwiderstand haben.
Man kann zwar bis 30 MHz noch vernünftig Schaltungen mit bedrahteten
Bauelementen aufbauen, muss dabei aber sehr überlegt aufbauen, das zeigt
Version A ja recht gut.
Darüber ist die SMD-Technik wesentlich besser, aber auch da muss der
Aufbau sehr gut überlegt werden. So wie in B,C,D gemacht, gehts nicht.
Ich hab im Moment keine gute Version eines 10-MHz-Tiefpassses zur Hand.
aber vielleicht weiß jemand anders einen link, wo so ein guter
10MHz-Tiefpass mit Schaltung und Aufbau abgebildet ist.
Hallo,
naja vielleicht bin ich da ja zu naiv, aber ich hätte nicht erwartet
jetzt die Leiterbahnen als Parallelleiter auszuführen und den
Wellenwiderstand anzupassen. Ich mein, es sind ja noch alles
konzentrierte Elemente.
Selbst bei 100 MHz beträgt die Wellenlänge 3 m und ein Zehntel wären
immer noch 30 cm.
Solche Probleme hinsichtlich der Wellenwiderstände würde ich nicht bei
einem Schaltbild mit <2cm erwarten.
Ich denke ich werde am Montag mal versuchen je eine Kupferbox über das
Dämpfungsglied und den Tiefpass zu löten.
Vielleicht löst sich damit wirklich das Problem.
Übrigens sind auch die Wände in Schaltung A Kupferplatinen (und
ihrerseits auf dem Gehäuse angelötet)
Danke erst mal
Schöne Grüße
fritze
Hallo,
ich habe gerade eine mehrfach SMA Dämpfungsglied mit 0dB, 6dB und 40dB
über Ebay bezogen.
Einige Bilder sind auch entstanden und der Aufbau funktioniert mit den
angegebenen Dämpfungswerten.
Wie man sieht ist das ein kollinearer 50 Ohm Wellenleiter und die Masse
ich beidseitig und flächig ausgeführt.
Die Dämpfungswerte wurden nach einem frischen abgeglichenen FA-NWT01
(box73.de) aufgenommen.
Bei deinen Metallfilmwiderständen sind noch die Anschlußbeine dran, die
stören und gehen mit 1mm=1nH in die Schaltung ein. Das gleiche gilt auch
für die Kondensatoren.
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Für schnelle Test mit gemischten Aufbauten habe ich mir die angehängten
2 seitigen HF-Platinen herstellen lassen.
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Und dann noch ein Blick auf eine universal Ladder-Filter Platine (max. 8
Quarze) hier als CW-Filter in Teilbestückung mit 6 Quarzen.
Man sieht, sehr kurze Verbindungen und durchgehende Masseflächen.
Als letzte noch eine Messung genau dieses Filters aus 2012.
Die Weitabselektion ist klasse und kein Koppel zwischen Ein- und
Ausgang.
Anm. die Platine ist versilbert.
Hallo,
ich habe auch mal auf einer Lochrasterplatine ein 40dB Dämpfungsglied
mit SMD 0805 und Kupferband, als Massefläche aufgebaut.
Anbei die Konstruktionszeichnung, der Schaltplan und eine S21 Messung.
In der Mitte stehen die Widerstände hochkant !
Hallo,
gerade finde ich noch einige Bilder, wie man normale 1%
Metallfilmwiderstände als MELF-Widerstände umarbeiten kann.
Man muss den Draht und auch an den Ende die Isolation entfernen.
Dann kann man daraus auch ein 40dB Abzweig-Dämpfungsglied konstruieren.
Hallo,
danke für die vielen Anregungen. Ich werde am Montag nochmal mein Glück
probieren und mich dann nochmal melden.
Ich bin doch irgendwie beeindruckt, dass man sich doch so einen Kopf
machen muss, bei so "niedrigen" Frequenzen.
Ich hätte so etwas ab 500 MHz -> 4 GHz o.ä. erwartet.
Schöne Grüße
fritze
Hallo Fritze0815,
simuliere doch mal deine reale Schaltung A mit allen Induktivitäten des
gestreckten BNC Innenleiters, aller Widerstände und aller Kondensatoren.
Das sind jeweils 1nH pro 1mm!
Du wirst überrascht sein.
Auch liegen über den (Teil-)Baugruppen immer noch einige fF gegen Masse
und evtl. auch zwischen den Ein- und Ausgang.
Das kann man einfach simulieren, in dem man eine Hand über die Schaltung
hält.
Fritze0815 schrieb:> ...> Ich habe das ganze nochmal umdesigned ... was aber keinen wirklichen> Erfolg brachte (Version D hellgrüne Kurve)
Bei deinen SMD Aufbauten C und D vermisse ich eine vernünftige Masse.
Diese 8mil Leiterbahn taugt dafür bestimmt nicht. Besonders bei höheren
Frequenzen kann sich dadrauf sonstwas aufbauen ... und das tut es
anscheinend auch.
Hallo,
naja ich hatte in früheren Versionen mit Ratsnet gearbeitet und mit
doppelseitigen Platinen, leider hatte ich hier den Eindruck, dass die
Koppelkapazitäten zu groß werden.
Das Material hat ein eps_r von vielleicht 4 und die Abstände sind schon
sehr gering, bei so großen Flächen sind die Streukapazitäten schon recht
hoch, so dass ich mich für sehr dünne Leiterbahnen entschieden hatte.
Ich werde noch eine Version mit dickeren Leiterbahnen und kleinen
Kupferboxen über den beiden 20dB Dämpfungsgliedern und dem Tiefpass
probieren, die auf der Unterseite der Platine schließe.
Ich bilde mir ein, dass das Übersprechen evtl. die größten Probleme
bereitet.
Die Bauteile sollten das alle packen und Streuinduktivitäten im Bereich
von bis zu 10 nH stellen bei 100MHz gerade mal 6 Ohm dar, womit deren
Einfluss eigentlich ungeordnet werden sollte.
Die Strategie ist aber erst mal klar. Kurze Leiterbahnen, koaxialer
Aufbau und Schirme über den Dämpfern und dem Tiefpass /bzw. Bandpass.
Schöne Grüße
fritze
Hallo Fritze0815,
Nun 10nH pro Widerstand und jeweils 15nH pro BNC Buchse. Die axialen
Kondensatoren bringen vielleicht 15nH mit.
Alles Bezogen auf Aufbau B. Diese Bauteile kannst Du wiederverwenden
und wie unten beschrieben modifiziert wieder einsetzen.
Ich sehe du hast die HF noch nicht verstanden, das ist nicht beleidigend
gemeint. Man muss halt erst ein Gefühl dafür bekommen.
Deshalb mache bitte einen Schaltungsaufbau im Manhattan Style Technik.
Mein Freud Volker beschreibt das Prinzip in seinem Blog:
#
http://www.elektronikbasteln.pl7.de/elektronische-schaltungen-mit-der-manhatten-style-technik-aufbauen.html
Man verwendet eine FR4 35µm kupferkaschierte Platine und stellt die
Kontaktukte über kleine Lötinseln her. Diese Lötinseln stellt man aus
einem kleinen schmalen Streifen FR4 her.
Wichtig dabei ist es ein Gefühl für die Längen der Anschlussdrähte zu
erhalten! Also alle Anschlussdrähte der Widerstände und Kapazitäten sehr
sehr kurz gestalten.
Auch könnte man die Rs und Cs gegen, z.B. SMD der Große 1206, ersetzen.
Bei den Kondensatoren sollte man auf CG0 oder NP0 Material achten.
Zum Dämpfungsglied, löte die Widerstände immer geometrisch symmetrisch
nach Masse auf. Das sieht dann fast wie eine "H" aus.
Baue das Dämpfungsglied und den BP-Filter getrennt mit SMA-Buchsen auf.
So kann man beide vermessen, den noch Aufbau abändern und evtl. noch mit
einer Schirmung versehen.
Das Dämpfungsglied würde ich noch überarbeiten und etwas weniger
Dämpfung vorsehen. Du wirst mit diesen Werten bei -40,2dB herauskommen.
Die FR4 Platine sorgt hier für eine durchgehende und flächige Masse !
Das ist wichtig.
Und Nochmals kürze auch bei BNC Buchen den freistehenden Mittelleiter
auf 1-1,5mm; so bleiben hier noch 1-1,5nH übrig.
Vorher muss man natürlich auch die Isolation bis zur Metallkante der
BNC-Buchse zurück schneiden.
Hier noch ein schnelles SW-Bild von drei BNC-Buchsen und ihrer
Verwandlung.
Mit AppCAD berechne ich die Koxialenwellenleiter:
# http://www.hp.woodshot.com/
Hallo Fritze0815,
dies ist meine Auslegung der 2x 20dB Dämpfungsglieder.
Ich habe meine vorhandenen SMD Werte genommen.
240 Ohm hat nicht jeder in der Bastelkiste.
Für SMD 1206:
Anstatt 240R||82R kann man auch 330R||150R||150R wählen. Und bitte immer
an ein "H" denken, d.h. die 150R||150R = 75R werden als eine Einheit
übereinander gelötet.
Die Bauteilwerte wurden mit RFSim99 simuliert und optimiert.
Boaaah!
Ich hab ja schon meine Vorstellungen, was da gemacht werden muss bzw.
kann, aber was man hier an Aufbauten und Messergebnissen sieht, ich
staune.
Wolfgang schrieb:> Zeige einen Schaltplan, ein Photo von deinem Aufbau und den> Frequenzgang.
Kann man eigentlich schon unter jeden zweiten Thread pauschal setzen.
Aber trotzdem vielen Dank für diesen Beitrag!
Bin immer wieder begeistert, wenn ich hier was von den HF-Pros lesen
darf.
Ist schon eine ganz andere Elektronik, was ihr da macht. :-)
Hallo Forum,
um meinem Entwurf
#
https://www.mikrocontroller.net/attachment/292758/40dB-Daempfungsglied.png
auch etwas Leben einzuhauchen, habe ich das 2x 20dB Dämpfungsglied mit
meiner 1/2 HF-Testplatine unter Zuhilfenahme von Klebekupfefolie mit
SMA-Buchsen aufgebaut.
Die Messung mit dem FA-NWT01 liefert ein gutes Messergebnis mit S21 =
40dB.
Ich muss den NWT4000 noch mal herausholen, dann sehen wir auch S21
Messung bis max 4,4GHz.
Mit SMD 1206 Widerständen sollte bei ca. 300MHz schon die SMD
Induktivitäten die Oberhand gewinnen.
Mit SMD 0805 Widerständen kann man bis 500MHz abdecken.
Hallo zusammen.
@ Uwe S:
Super gemacht, da muss ich mir ein Scheibchen von abschneiden.
Vielen Dank für die Anregungen.
@ Fritze
Das geht bis 15MHz sicher auch mit bedrahteten Bauteilen.
Wie sind Funkamateure vor 30 und mehr Jahren bei VHF und UHF
ohne SMD ausgekommen? Auf den Aufbau kommt es an.
Ich weiss ja nicht, ob es besonders klein sein muss.
Dann wären doch z.B. kleine Amidon Ringkerne (T25, T37) für
die paar nH bzw. uH besser geeignet.
Zusätzlich würde ich den TP von 3*L und 2*C auf 2*L und 3*C
ändern. Die Cs sind doch viel unproblematischer.
@ Admin
Ich denke, der Thread wäre bei HF, Funk & Felder besser aufgehoben!
73
Wilhelm
Danke Wilhelm,
zum TP-HP-Filterdesign habe ich extra nichts geschrieben, da wir nicht
wissen wofür es gedacht ist.
Und als Ringkerne sind sicherlich Micrometal (Amidon) Txy-6 Material
geeignet.
Moin,
Wie waer's denn eigentlich, wenn man den ganzen Filterkrempel zwischen
die beiden Daempfungsglieder baut? Dann hat der ganze Apparat nach
aussen hin in beide Richtungen breitbandig eine bessere Anpassung.
So'n Filter im Sperrbereich reflektiert doch ganz ordentlich - das ist
ja der Witz am Filter, aber ob man das dann immer so brauchen kann...
Gruss
WK
Deine Leitungen sind viel zu dünn. 1mm von dieser Leitung wird ca. 1 nH
Induktivität haben. Kannst du ja mal in die Simulation einbauen ...
Nimm eine Platine mit 0.8mm Dicke und mach dann die Leiterbahnen 1.5mm
breit (oder dicker und entsprechend breiter ... so wichtig ist das auch
nicht, bloß mach sie nicht so unglaublich dünn wie gerade). Die
Unterseite der Platine muss komplett mit Masse gefüllt sein und bei
jeder Masseanbindung gibt es ein Bohrloch. Dann mal in das Datenblatt
der Induktivitäten schauen, ob die für so hohe Frequenzen überhaupt
geeignet sind. Gleiches gilt für die Kapazitäten, da vor allem mal auf
die Toleranz achten, es gibt SMD-Caps mit riesigen Toleranzen (+80% -20%
o.ä.). Wenn dein Eingangssignal mehr als wenige Volt p-p hat, verlieren
die Kondensatoren auch oft an Kapazität.
Plus, mach mal dene Platine sauber (Lotspritzer entfernen, Flussmittel
wegputzen). Oft findet der Fehler sich dann auch in einer falschen
Lötverbindung ;)
Dann wird das auch so funktionieren wie simuliert ;) die Querstreben
sind dann bei 15 MHz m.E. egal.
Hallo,
also danke für die viele Resonanz. Ich habe einiges dazu gelernt, wobei
viele Tipps auf einen Frequenzbereich zielen, den ich gar nicht bedienen
möchte.
Ich habe heute Morgen ein Layout geätzt und mal aufgebaut.
Dabei habe ich die Glieder wie folge angeordnet: Schutz (Gasableiter,
Induktivität, Varistor), 20dB Dämpfungsglied (H-Bauweise), den Bandpass
und noch ein 20dB Dämpfungsglied (H-Bauweise).
Alles mit Innenleiter und als Ratsnetmasse drum rum. Die Leiterbahnen
habe ich auch etwas dicker ausgeführt - war dann auch leichter zu löten.
Zuerst ergab sich leider das bekannte Bild. Ich habe dann aber
Kupferbleche, quasi als Querschott in den Aludruckguss eingezogen. Mit
jedem Schott wurde das Verhalten dann das Übertragungsverhalten besser.
Die Streuinduktivitäten und Kapazitäten sind meines Erachtens noch
irrelevant (10 nH bei 150 MHz stellen einen Widerstand von 9,2 Ohm,
verteilt ... bzw. 10 pF sind immernoch über 100 Ohm). Einzig und allein
das Übersprechen über die Koppelkapazität von Eingang zu Ausgang ist
eine relevante Größe. Das zeigt jetzt auch der Aufbau. Mein VNA löst nur
bis 180 MHz auf, zeigt bis dahin aber das projektierte Verhalten.
Naja, immerhin was gelernt. Dem Übersprechen hatte ich nie wirklich
Beachtung geschenkt ...
Schöne Grüße
Fritze
