Hallo !
Manchmal kann sich so ein Projekt ganz schön hinziehen, aber es gibt so
viel andere Arbeit. Vorweg, ich will das Wort "Leistungsmesser " nicht
mehr in den Mund nehmen...weil der Begriff falsch ist. Richtig ist
Leistungsvergleicher auf thermischer Basis. Messen ist was mit direkter
Anzeige und sofortiger Ausgabe eines Messwertes. Es hat viel Zeit
gebraucht um das Optimum aus meiner Verwendeten Methode rauszukitzeln.
Da zum erfassen einer Leistung hier zwei Schritte erforderlich sind ist
die Methode nicht unbedingt schnell.Thermische Erfassungen mit einfachen
Mitteln sind ohne viel Tricks und Geldeinsatz nicht schnell zu bekommen.
Wer nicht unbedingt 3000 Euro für ein kostengünsiges und schnelles
Messsystem übrig hat ist trotzdem mit meiner einfachen Lösung im
Amateureinsatz nicht schlecht dran.
Ich bin immer wieder erstaunt wie genau das Teil seine Arbeit macht.
Natürlich habe auch ich lernen müssen , dass HF-mäßig die Bäume nicht in
den Himmel wachsen. Die von mir verwendeten BNC Buchsen ergaben im 70cm
Band ein VSWR von 1.5. Das sollte die Grenze sein, denn das hat zur
Folge ,dass 4% der Leistung nicht am Sensor ankommen und vermutlich auf
dem Messkabel in Wärme umgesetzt werden.Bei meiner maximalen
Messleistung von 250mw wären das
10mW welche so hoffe ich noch keine thermischen parasitäre Auswirkungen
haben weil sie von Kühlkörper "Kabel" (50cm H155)lang vernichtet werden.
Hier noch meine Erfahrungs-Daten: Brauchbar von DC-bis 70cm Band.
Vergleichen kann man ab 100mV aber unterhalb 300mV sind Messfehler von
0,5 bis 10% möglich.Darüber bis 250 mW kann man den Messfehler locker
kleiner 5% halten. Meine Testvergleiche nach der Fertigstellung mit dem
Aufbau nach dem letzten technischen Stand waren nicht schlechter als 0,8
bis 2,5%.Da diese Tests mit Gleichspannung erfolgten müßte man bei HF
VSWR und Anschlussdämfung (Kabel,Stecker)noch frequenzabhängig
berücksichtigen.
Ntürlich braucht man etwas Übung mit dem Teil ,aber ich hatte davon jede
Menge...;-) Hier die Bilder und eine Tabelle eines Kaufbaren
kalibrierten Leistungsmesskopfes für das DMM. Ich habe nur die 0db Linie
kopiert, aber das reicht um zu zeigen wie sinnlos es ist mit
unkalibrierten Diodentastköpfen Leistung messen zu wollen. Trotzdem sind
diese Teile zum abgleichen nützlich weil schnell. Sorry, dem Kastl
fehlen hinten noch zwei Blenden...;-)
MFG
herbert schrieb:> Leistungsvergleicher auf thermischer Basis
Warum so umständlich wenn man mit einem kleinen Halbleiter,
sprich Logarithmic Detector, viel schneller, genauer und bis
zu weit höheren Frequenzen den Pegel messen kann?
Sowas ähnliches nennt sich HP3400A oder HP3403 und kostet in der Bucht
ca 50-100€, wenn man ein wenig wartet, bis jemand mal wieder eines
billig einstellt. Sind ausserdem beide u einiges genauer :)
Was haste denn für thermische Sensoren genommen?
Frickelfritze schrieb:> Warum so umständlich wenn man mit einem kleinen Halbleiter,> sprich Logarithmic Detector, viel schneller, genauer und bis> zu weit höheren Frequenzen den Pegel messen kann?
Meinst du den AD8307? Das Teil hat unkalibriert einen Fehler von 1db,
das sind etwas über 20%. Wenn man eine genaue Referenz hat kann man den
durchaus auf der Kalibrierfrequenz auf ca.0,2db Genauikeit bringen. Aber
man will ja breitbandig (DC-500Mhz) so wie er spezifiziert ist messen.
Das geht so einfach nicht wenn man nicht auch breitbandig kalibriert.
Aber das ist ja die Krux, wenn ich was hätte um breitbandig kalibrieren
zu können,dann wäre ich nicht bei einer thermischen Variante gelandet.
Diese Problem haben aber die meisten.
Rote T. schrieb:> Sowas ähnliches nennt sich HP3400A oder HP3403 und kostet in der Bucht> ca 50-100€, wenn man ein wenig wartet, bis jemand mal wieder eines> billig einstellt. Sind ausserdem beide u einiges genauer :)
Das sind ja RMS Messgeräte.Das eine Taugt bis 10MHz das andere bis
100MHz.
Gemeinsamkeiten zu meinem Teil entdecke ich nicht.
Gab es zu Deinem Gerät schon mal einen Thread?
Wenn nein, was genau hast Du denn da gebaut?
( Problemstellung, Grundgedanke, Schaltplan ).
Und welche Frage hast Du an das Forum damit?
Stefan M. schrieb:> Gab es zu Deinem Gerät schon mal einen Thread?
Die Frage wurde von Bernd schon beantwortet. Dass ich keinen Link
gesetzt habe lag daran ,dass sich damals kaum jemand näher neugierig
war. Im übrigen
habe ich damals nur über Vorversuche berichtet und nicht über ein
ausgegorenes Konzept. Jetzt bin ich soweit fertig, dass ich wenigstens
bis in das 70cm Band vergleichen kann. Angestrebt waren aber das 23cm
Band. Das Problem ist erkannt und wird so wie ich Zeit habe in einer
Version 2 umgesetzt.
Stefan M. schrieb:> Und welche Frage hast Du an das Forum damit?
Ist das Bedingung um hier posten zu dürfen?
Wenn es hier niemanden gibt der Interesse hat das mal nachzubauen ,dann
wird dieser Beitrag kurz bleiben. Mein Thread soll aber nur Denkanstoß
sein und keine exakte Bauanleitung. Ich wollte nur zeigen ,dass man auch
mit schlichten Methoden sehr gut HF-Leistung bestimmen kann ohne dazu
über einen kalibrierten Hf-Messplatz verfügen zu müssen. Messfehler mit
20% und höher sind für mich unakzeptabel. Aber ich gebe natürlich gerne
Auskunft wenn Fragen bestehen.
Jörg W. schrieb:> Mach mal bitte einen Vorschlag, ich würde den gern nochmal> ändern.
Wie wäre es mit "NF/HF-Leistung ermitteln über die "Nachführ-Methode"?
... oder fällt dir was anderes ein?
herbert schrieb:> Stefan M. schrieb:>> Und welche Frage hast Du an das Forum damit?>> Ist das Bedingung um hier posten zu dürfen?
Danke für den link zum "alten" Thread.
Jetzt verstehe ich etwas mehr.
Aus meiner Sicht ist das Forum schon dazu da, um Fragen zu stellen.
Zwingend ist das vielleicht nicht, es führt aber zu einer solideren
Diskussionsgrundlage über ein Projekt.
Ich könnte hier zig Selbstbaugeräte und deren Werdegang von mir
vorstellen, aber ohne die absolut exakten Details, Schaltpläne und die
Motivation des Projektes, wird es für die meisten Leser schwer, sich zu
beteiligen.
Das Du Dein Projekt aber nun soweit abgeschlossen hast, ist aber
trotzdem eine tolle Sache.
Das möchte ich nicht leugnen.
Viele Ideen versauern ja auch schon mal halbfertig in der Ecke. Bei mir
jedenfalls...:-)
herbert schrieb:> ich will das Wort "Leistungsmesser " nicht> mehr in den Mund nehmen...weil der Begriff falsch ist. Richtig ist> Leistungsvergleicher auf thermischer Basis. Messen ist was mit direkter> Anzeige und sofortiger Ausgabe eines Messwertes.
Nein, der Begriff ist schon richtig.
Messen heisst vergleichen.
Wie man das macht, und wie schnell man zu den Ergebnissen kommt, steht
auf anderen Blättern.
herbert schrieb:> Hier die Bilder und eine Tabelle eines Kaufbaren> kalibrierten Leistungsmesskopfes für das DMM. Ich habe nur die 0db Linie> kopiert, aber das reicht um zu zeigen wie sinnlos es ist mit> unkalibrierten Diodentastköpfen Leistung messen zu wollen.
Deshalb haben die meisten Leistungsmesser einen Kalibrator, oft 50MHz
1mW, eingebaut, dessen Leistung thermisch stabilisiert wird.
Warum gibst du den Typ des "Kaufbaren kalibrierten Leistungsmesskopfes"
nicht an, und warum nicht den Typ der vermessenen Diode?
Wie du selbst a.a.O. schon bemerkt hast, ist auch der mechanische Aufbau
wichtig. Ein Foto wäre also gut.
Außerdem kannst du nicht so einfach von der Richtspannung auf die
Leistung schliessen.
Bis etwa -20dBm steigt die Richtspannung recht gut proportional zur
HF-Leistung, aber nicht proportional zur HF-Spannung.
Die Proportionalität von Richtspannung und HF-Spannung, tritt erst bei
wesentlich höheren Pegeln ein, und mit deinem 1mW bist du in dem
Übergangsbereich, in welchem weder das Eine noch das Andere zutrifft.
Der starke Anstieg der Richtspannung zu hohen Frequenzen hin deutet
jedenfalls auf zu hohe parasitäre Induktivitäten hin.
Entweder wird die Impedanz des Abschlusswiderstandes immer höher, weil
er in Reihe mit einer Leiterschleife liegt, oder die Anschlußdrähte der
Diode sind zu lang und ergeben mit der Sperrschichtkapazität eine
Resonanz.
Außerdem wäre es ja interessant zu erfahren, wie der Frequenzgang deines
vielfach überarbeiteten thermischer Leistungsmesser jetzt aussieht.
Stefan M. schrieb:> Aus meiner Sicht ist das Forum schon dazu da, um Fragen zu stellen.> Zwingend ist das vielleicht nicht, es führt aber zu einer solideren> Diskussionsgrundlage über ein Projekt.
Als Funkamateur ernährt man sich oft von Ideen anderer OM´s .Für mich
ist es nur natürlich, dass man da auch mal was gibt. Eine Idee ist nur
dann wirlich nützlich wenn andere auch was davon haben. Wie ein Glucke
auf dem Teil zu sitzen hat keinen Ham-Spirit.
Stefan M. schrieb:> Ich könnte hier zig Selbstbaugeräte und deren Werdegang von mir> vorstellen,
Mach das doch! Aber mache Details erst dann publik wenn es auch Abnehmer
für deine Tipparbeit gibt. Wenn du die Hunde zum fressen schleppen musst
lohnt sich das nicht.
Stefan M. schrieb:> Das Du Dein Projekt aber nun soweit abgeschlossen hast, ist aber> trotzdem eine tolle Sache.> Das möchte ich nicht leugnen.
Danke! Es steckt viel Zeit in diesem Teil die ich benötigt habe um zb.
die Nachteile eines sehr empfindlichen thermischen Sensors in den Griff
zu bekommen.
Stefan M. schrieb:> Viele Ideen versauern ja auch schon mal halbfertig in der Ecke. Bei mir> jedenfalls...:-)
Das kenne ich leider auch...;-)
Hp M. schrieb:> Deshalb haben die meisten Leistungsmesser einen Kalibrator, oft 50MHz> 1mW, eingebaut, dessen Leistung thermisch stabilisiert wird.
Das funktioniert mit einer einzigen Frequenz aber nur wenn thermisch und
nicht elektrisch gemessen wird.
Hp M. schrieb:> Warum gibst du den Typ des "Kaufbaren kalibrierten Leistungsmesskopfes"> nicht an, und warum nicht den Typ der vermessenen Diode?
In einer Zeit wo man über Urheberrechtsverletzungen flott abgemahnt
werden kann, ist es nicht klug Originaldokumente leichtfertig in eigenen
Projekten zu verarbeiten. Aber die restlich Pegel zeigen auch das was
ich zeigen wollte, dass elektrische Leistungsmessverfahren ohne
breitbandige kalibration des Teiles sinnlos sind. In diesem Teil wird
eine Zero-Bias Schottkydiode verwendet. Jede Diode ist anders, sogar
gleiche Typen wenn sie nicht aus dem selben Fertigungsprozess stammen.
Hp M. schrieb:> Außerdem kannst du nicht so einfach von der Richtspannung auf die> Leistung schliessen.
Aus der Richtspannung aus 50 Ohm berechnet man die Leistung. Die
Richtspannung ändert sich aber krass bei gleichem Pegel aber anderer
Frequenz.Deshalb muss man ja zwingend kalibrieren, aber nicht nur auf
einer Frequenz.
Hp M. schrieb:> Außerdem wäre es ja interessant zu erfahren, wie der Frequenzgang deines> vielfach überarbeiteten thermischer Leistungsmesser jetzt aussieht.
Ich habe den ersten Aufbau mit den isolierten BNC-Buchsen noch etwas
überarbeitet und nach dem vermessen beschlossen sie trotzdem zu
verbauen. VSWR ist bei 470 MHz 1,5,bei 300Mhz ca.1,3, bei 145MHz ca
1,15.Etwas darunter und bei Kurzwelle lohnt sich eine Bereinigung der
Vergleichsergebnisse nicht.
Eine andere Buchse hatte erst bei 1,3Ghz ein VSWR von 1.5.Die kommen in
Version 2 zum Einsatz.Aber da steckt noch Arbeit dahinter...
...nur um zu zeigen was ohne kalibrieren zu müssen möglich ist. Da jetzt
auf eine kostenlose "Mess-APP" für´s Smartphone zu warten lohnt sich
nicht.;-)
Eine (evtl. einfachere) Alternative ist die Verwendung von Mikrolämpchen
in einer Brückenschaltung. Hier wird der Verlauf des
Glühfadenwiderstandes ausgewertet. Damit gibt es auch keine Probleme mit
der Umgebungstemperatur.
War 2009 mal ein Diskussionsthema im qrp-Forum:
http://www.qrpforum.de/index.php?page=Thread&threadID=4514
Der Thread ist zwar nicht mehr vollständig, aber weiter hinten zeigt
DH7AZ Bilder und ausführliche Messungen bis 1300MHz. Nur so als
Anregung.
MfG, Horst
herbert schrieb:> man will ja breitbandig (DC-500Mhz) so wie er spezifiziert ist messen.> Das geht so einfach nicht wenn man nicht auch breitbandig kalibriert.
Ja und? Man kalibriert eben einmal breitbandig, für das ganze
Band das einem interessiert. Was ist daran so aufwendig ein paar
Stützstellen, je nach Genauigkeitsanforderungen mehr oder weniger.
Und wer es besonders genau haben will macht dies noch bei zwei
oder drei Temperaturen und interpoliert mit dem Mikrokontroller.
sowohl über Frequenz als auch über Temperatur.
Eine Breitbandmessung ist sowieso nicht beliebig genau da je nach
Signalform die Oberwellen einen signifikanten Anteil am Pegel
haben können.
HST schrieb:> Eine (evtl. einfachere) Alternative ist die Verwendung von Mikrolämpchen> in einer Brückenschaltung.
Die Methode ist mir bekannt, erfordert aber damit man überhaupt sehen
kann was man da gebaut hat entsprechenden Messmittel Einsatz, also
Sachen die etwa an einem Industriearbeitsplatz zu finden sind aber doch
sehr selten in Bastelkellern.
HST schrieb:> Damit gibt es auch keine Probleme mit> der Umgebungstemperatur.
Das Problem hatte ich nur anfänglich im Versuchsstadium. Ich habe ein
gutes Mittel dagegen gefunden. Wie man sehen kann gibt es zwei
Messstellen. Wenn ich gerade ein gössere Leistung bestimmt habe, taugt
die Messstelle bis sie abgekühlt ist eine Weile nicht für sehr kleine
Leistungen. Da ist es gut wenn man noch eine kalte parat hat. Ein
dritter Sensor kümmert sich ausschließlich in einer sehr einfachen aber
zuverlässigen Schaltung um die Drift der Messumgebung. Trotzdem sollte
die Raumtemperatur einigermaßen stabil sein. Bei mir steht oft für lange
Zeit die selbe Temperatur +-0,2C.
Lüften ,die Heizung hochfahren oder den Staubsauger laufen lassen
während man messen will geht trotzdem nicht. Das sollte aber kein
Problem darstellen bei amateurmäßigen Einsatz.Das Leben hat viele
Regeln...;-)
Frickelfritze schrieb:> Ja und? Man kalibriert eben einmal breitbandig,
Wenn du kalibrieren kannst,dann braucht dich das Thema nicht
interessieren.
Frickelfritze schrieb:> Da geht man dann ein, zweimal zum Kollegen der einen Messsender hat.
Den Kollegen der einen kalibrierten vertrauenswürdigen Pegelgenerator
bis GHz sein eigen nennt oder Zugang zu so einem Teil hat, hat jeder Hf
-Bastler um die Ecke? Ich nicht und viele andere auch nicht. Wäre es
anders, dann hätte ich etwas anderes gebaut. Bei dem Teil komme ich ohne
aus. Lediglich das VSWR des Heizers muss überprüft werden, was
allerdings etwas einfacher ist.
Frickelfritze schrieb:> interpoliert mit dem Mikrokontroller.> sowohl über Frequenz als auch über Temperatur.
Ordentliche Leistungsmesser sind (innerhalb ihres Arbeitsbereichs)
unabhängig von der Frequenz.
Jörg W. schrieb:> Ordentliche Leistungsmesser sind (innerhalb ihres Arbeitsbereichs)> unabhängig von der Frequenz.
Aber nur deshalb weil bei kommerziellen Produkten das durch eine teuere
und aufwändige Technik sichergestellt wird. Auch weil naturgemäße VSWR
Fehler zb. die frequenzabhängig auftreten können elegant und teuer
rausgerechnet werden. Thermische Leistungsmesser haben nur in diesem
Punkt mit der "Frequenz" etwas zu tun,sonst nicht. Dioden haben damit
immer was zu tun...leider...
herbert schrieb:> Dioden haben damit immer was zu tun...leider...
Nö, meines Wissens sind auch die Geräte mit Diodenmesskopf innerhalb
ihres zugesicherten Bereichs frequenzneutral. Sie enthalten ja
keine Messeinrichtung für die Frequenz, mit denen sie das rausrechnen
könnten.
Dafür wird aber vermutlich ein wenig Aufwand getrieben.
Jörg W. schrieb:> Dafür wird aber vermutlich ein wenig Aufwand getrieben.
Das nennt sich "Korrekturdatenbank"...und die ist riesig. Ich war bis
dto. der Meinung, nichtlineare Bauelemente mit Sperrschichten haben
immer einen Frequenzgang. Wenn man eine bestimmte Diode benutzt kann man
eine frequenzabhängige Korrektur locker machen und ablegen. Aber ich
muss gestehen, dass in dieser Richtung mein Wissen nicht auf dem letzten
Stand ist. Mein Wissen ist nur, das zb. bei R&S ohne Datenbanken nichts
geht. Da ist jedes Teil das angeschlossen wird kodiert und danach werden
die Einstellungen getätigt ohne diese die Genauigkeit gar nicht zu
machen wäre. Ob man im Netz Details finden kann wie diese Geräte
arbeiten glaube ich jetzt nicht. Läuft wohl unter
Firmengeheimnis...sonst kommt das eines Tages zum halben Preis aus
China.
Ja, klar haben die Korrekturdaten drin (bei R&S in einem EPROM, der
sich im Stecker befindet), aber da sie keine Möglichkeit haben, die
Frequenz des Signals zu messen, kann sich die Korrektur nur auf den
Pegel und die Temperatur beziehen.
Jörg W. schrieb:> aber da sie keine Möglichkeit haben, die> Frequenz des Signals zu messen, kann sich die Korrektur nur auf den> Pegel und die Temperatur beziehen.
Nicht ganz ...... wenn man die Geräte kennt weiss man dass man
nicht nur den Pegel per (SCPI-)Kommando abfragen sondern als
Messparameter auch die Frequenz vorher mitteilen kann.
Damit weiss die Gerätefirmware sehr genau welche Korrektur-
parameter anzuwenden sind, dementsprechend genau sind die
Pegelmesswerte.
Jörg W. schrieb:> Nö, meines Wissens sind auch die Geräte mit Diodenmesskopf innerhalb> ihres zugesicherten Bereichs frequenzneutral. Sie enthalten ja> keine Messeinrichtung für die Frequenz, mit denen sie das rausrechnen> könnten.
Stimmt.
Selbst ohne eine Korrektur zu benutzen ist die Frequenzabhängigkeit
kommerzieller Meßköpfe gering, z.B. +/- 0,5dB im Frequenzbereich
10MHz..18GHz.
Hp M. schrieb:> Stimmt.> Selbst ohne eine Korrektur zu benutzen ist die Frequenzabhängigkeit> kommerzieller Meßköpfe gering, z.B. +/- 0,5dB im Frequenzbereich> 10MHz..18GHz.
Ich denke, dass man zu diesen Messköpfen noch ein dazu gehöriges
Anzeigegerät benötigt.Bei R$S gibt es ein "kostengünstiges" Teil für den
PC via USB. Man braucht aber eine spezifische Software. In dieser
befindet sich sicher auch eine korrektur Datenbank.
Herbert mein Schätzelein, ich will dein Teil. ;-)
Wann gehst du in Produktion??? Brauchst du Kapital, musst du Kraut
Funding machen ;-)
Wenn du sagst, ich will erstmal den Ball flach halten, mach doch einen
schönen Artikel im Funkamateur!
Julia H. schrieb:> Herbert mein Schätzelein, ich will dein Teil. ;-)
Welches?
Julia H. schrieb:> Wann gehst du in Produktion??? Brauchst du Kapital, musst du Kraut> Funding machen ;-)
Nie! Kapital könnte ich trotzdem gebrauchen...zb. für die "Sternstunden"
oder andere Projekte...;-)
Julia H. schrieb:> Wenn du sagst, ich will erstmal den Ball flach halten, mach doch einen> schönen Artikel im Funkamateur!
Weiß ich noch nicht, aber die Leute suchen eher eine Mess- App für´s
Smartphon. Wenn man keinen µC verbaut hat sondern zum auswerten benutzt
was man hat (DMM) dann ist das für viele nicht attraktiv genug. Mit
meinem Teil kommen am besten Plattenhörer zurecht, welche die Ruhe haben
sich eine Scheibe von vorne bis hinten anzuhören ohne einen
Nervenzusammenbruch zu bekommen weil das Teil nix zum zappen hat. Messen
...Verzeihung "vergleichen" empfinde ich inzwischen als Meditation. Ich
bin schon richtig "süchtig". ;-)
Frickelfritze schrieb:> Nicht ganz ...... wenn man die Geräte kennt weiss man dass man> nicht nur den Pegel per (SCPI-)Kommando abfragen sondern als> Messparameter auch die Frequenz vorher mitteilen kann.
Hier mal eine Messung die demonstriert was mit (rechts) und ohne
(links) Frequenz-Mitteilung an den Leistungsmesser herauskommt.
Es wurde die Leistung eines R&S Messsenders gemessen, Messkopf
ist ein NRP-Z21 (10MHz-18GHz), angeschlossen an ein R&S NRP2 als
Basiseinheit. Messsender und Messkopf verbunden mit einem
SMA-Übergang sowie SMA-auf-N Adapter. Der dargestellte
Frequenzgang ist also die Summe der Übergänge plus Pegelfehler
des Messsenders und Messkopf plus Pegelfehler durch Fehlanpassung.
Bei der linken Kurve wurde der NRP fest auf 100MHz "eingestellt".
Pegeldarstellung ist relativ, also S21 in dB.
Therm._Leistungsvergleicher.JPG
(210 KB)
Therm.Leistungsvergleicher.JPG
(220 KB)
Richtspannung_einer_Diode_Kopie.JPG
(74 KB)
