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Forum: HF, Funk und Felder Niederfrequenz-Richtkoppler


Autor: Tobias Plüss (hubertus)
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Hallo Bastelkollegen!
Ich benötige einen Richtkoppler, welcher von einigen 10 kHz bis 500 MHz 
funktioniert.
Der Hintergrund ist, dass ich damit ein Transmission/Reflection Testset 
für den HP 4195A Netzwerkanalyzer realisieren möchte.
Die Koppeldämpfung des Richtkopplers ist nicht so wichtig, um die 10 dB 
wär gut. Besonders wichtig ist aber die Direktivität.
Es gibt ja verschiedene Ansätze, wie man Richtkoppler für diesen 
Frequenzbereich bauen kann; Tandem coupler, Bruene bridge usw.
Nur: welches ist der für meine Zwecke am besten geeignete? ein echtes HP 
41952A Testset zu besorgen, ist keine Option, da ich etwas bauen will.
Welligkeiten oder nicht schön gerade verlaufender Frequenzgang des 
Richtkopplers sind egal, da man die beim VNA ja wegkalibrieren kann.

Was wär ne gute Idee?

Autor: EMU (Gast)
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Tobias P. schrieb:
> Was wär ne gute Idee?

probier mal diese Lösung mit noch NF-geeigneteren Ferriten am Ende der 
Brücke
http://www.dg0sa.de/
--> unter Messschaltungen - Zubehör und Messbrücke nach DJ7VY
Du kannst hinten auch mehrere Windungen auf einen geeigneten Ferritkern 
aufwickeln, der noch 10kHz kann
Dann wäre die Richtschärfe zu schaffen, ich habe damit top 
Messergebnisse bis über 50dB Richtschärfe erreicht
Und beachte das Referenzport und das Messport brauchen sehr gute 
Abschlusswiderstände ,das Ding funktioniert wie eine gute Waage, sonst 
sind keine 40dB drin!!

EMU

Autor: Karl M. (Gast)
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Hallo Tobias,

als Funkamateur habe ich mit den passenden Kernen einen von 100kHz bis 
29kHz realisieren können.

Bei 10 kHz bis 500 MHz, wird es zu Problemen mit Dämpfung durch den 
langen Draht und die parasitären Kapazitäten zwischen den Wicklungen 
kommen.

Ein Problem dabei ist auch die passenden Kerne zu finden und auch kaufen 
zu können.
Sample könnte man bei http://ferrite.de/de/ anfragen, für Funkamateur 
geht das manchmal.

Realistisch für deine Anwendung wird es sein, zwei bzw. drei 
Richtkoppler zu entwerfen, die man an dann auch breitbandig, im 
angestrebten kleineren Frequenzbereich, bzgl. Direktivität optimieren 
kann.

http://www.giangrandi.ch/electronics/tandemmatch/t...

A) 10kHz - 1MHz
B) 1MHz - 50MHz
C) ab 50MHz

Autor: Maik ... (basteling)
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HP hat das doch auch mit einer resistiven Brücke gemacht. Da hast Du 
natürlich mehr Verluste als mit einem Richtkoppler, aber bei einem NWA 
wird das oft in Kauf genommen. Viele Testsets- wie da des HP8753 aben ja 
auch Brücken drin, die sich ihre 6dB genehmigen.

Die gabe es auch als kleines Kästli zum Aufschrauben auf die 5Hz bis 
200MHz NWAs.

http://www.hparchive.com/Manuals/HP-35676-SCHEMATIC.pdf

Habe ich irgendwann auf die Schnelle mit ein paar SMD-Rs mal 
nachgebaut..

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (christoph_kessler)
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Die niederfrequentesten Leistungsteiler von mini-circuits gehen von 2 
kHz bis 60 MHz. Die sind aber nicht auf Directivity gezüchtet.
https://www.minicircuits.com/WebStore/dashboard.ht...
https://www.minicircuits.com/WebStore/dashboard.ht...
https://www.minicircuits.com/WebStore/dashboard.ht...
Die SMA-Ausführung hatt immerhin >30 dB isolation
zwischen 10 kHz und 30 MHz

: Bearbeitet durch User
Autor: (º°)·´¯`·.¸¸.·´¯`·.¸¸.·´¯`·.¸¸.·´¯`·.¸¸.·´¯`·.¸¸.· (Gast)
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> welcher von einigen 10 kHz bis 500 MHz funktioniert.

Sowas wuerde bei mir in die Kategorie "Waere ja nett wenn
es sowas in wirklich brauchbar und preisguenstig geben wuerde".

Praktisch landet Mann aber bei Minicircuits TDC-10-1 und
TDC-10-2 und einem Bereich von 1 MHz bis 1000 MHz.

Das hat mir bislang auch immer noch gereicht.

Autor: (º°)·´¯`·.¸¸.·´¯`·.¸¸.·´¯`·.¸¸.·´¯`·.¸¸.·´¯`·.¸¸.· (Gast)
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P.S.: Bei den TDC-10-1 koennte nach unten sogar noch einiges gehen.

Autor: Tobias Plüss (hubertus)
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Hallo zusammen

habe gestern Abend mal den Tandem coupler ausprobiert, also den wo man 2 
Übertrager braucht. Habe 10 Windungen sekundär verwendet auf einer 
Schweinenase und die Primärwindung wurde gebildet, indem der Draht 
einfach vom einen Koaxstecker durch eins der Löcher der Schweinenase 
geführt wurde. Hatte dort allerdings kein Coax!
Das Ergebnis war, dass ich bis ca. 100 kHz eine Kopplung von -23dB hatte 
(statt wie berechnet 20dB) und die S11 Anpassung war sehr schlecht.
Werde es aber heute nochmal mit einem Coax versuchen.
Die Direktivität war auch recht schlecht, nur 30dB.

Im Moment kann ich aber nicht verstehen, wie das mit einer resistiven 
Brücke funktionieren soll. Da kann ich doch keine Reflexionen mit 
messen, oder? ich war immer der Meinung, um Reflexion zu messen braucht 
man einen Richtkoppler.
Transmission ist klar, da braucht man keinen.

Grüsse
Tobias

Autor: Hp M. (nachtmix)
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Tobias P. schrieb:
> Da kann ich doch keine Reflexionen mit
> messen, oder? ich war immer der Meinung, um Reflexion zu messen braucht
> man einen Richtkoppler.

Doch das geht auch ohne Richtkoppler, die nur Blindwiderstände 
verwenden.
Die Beschreibung als vor- und rücklaufende Welle ist nur eine 
Möglichkeit.
Genau so gut kann man aber z.B. die Leistung der vorlaufenden Welle mit 
einem Analogmultiplizierer nach alter Väter Sitte als Produkt von Strom 
und Spannung U*I*cosφ bestimmen.

Ebenso kann man rein resistive Brückenschaltungen aufbauen, die nur dann 
abgeglichen sind, wenn ein Zweig ein reeller 50 Ohm Widerstand (oder die 
reflexionsfreie Leitung) ist.

: Bearbeitet durch User
Autor: Tobias Plüss (hubertus)
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Hp M. schrieb:
> Ebenso kann man rein resistive Brückenschaltungen aufbauen

ja, habe ich im hp Journal S. 19

http://www.hpl.hp.com/hpjournal/pdfs/IssuePDFs/1984-11.pdf

auch gesehen. Da ist auch kein Richtkoppler drin, dafür ein 
Transformator; wie es funktionieren soll ganz ohne Transformator oder 
Richtkoppler habe ich noch nicht verstanden.

Autor: gedünsteter Quadtroll (Gast)
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Was soll ein Richtkoppler fuer 10kHz ? Die wenigsten Leute haben 
irgendetwas, was groessenmaessig auch nur die kleineste 
Phasenverschiebung bewirken wuerde. Dann faellt so eine Messung auf eine 
Impedanzmessung zusammen.

Autor: Hp M. (nachtmix)
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gedünsteter Quadtroll schrieb:
> Die wenigsten Leute haben
> irgendetwas, was groessenmaessig auch nur die kleineste
> Phasenverschiebung bewirken wuerde.

Ich denke schon, dass es Leute gibt, die z.B. ein Telefon haben. Manche 
bauen auch Verstärker oder Lautsprecherboxen, reparieren Echolote, ...

Weitaus weniger aber werden einen HP4195A haben, und wer einen hat, 
möchte damit natürlich auch alles machen können.

Autor: Hp M. (nachtmix)
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Tobias P. schrieb:
> Besonders wichtig ist aber die Direktivität.

Das wird bei einem Frequenzbereich von 10kHz..500MHz überhaupt schwierig 
werden. Ich würde nicht versuchen das mit einem einzigen Gerät zu 
erreichen.

Für die ganz niedrigen Frequenzen kämen anstelle von Wickelgütern 
Differenzverstärker in Frage. Der NE592 z.B. geht bis in die Gegend von 
100MHz, wenn er keine Verstärkung machen muss.


Wenn du auf die Phaseninformation verzichten kannst, bzw. diese aus den 
Intensitäten berechnen kannst oder anders erhältst, kannst du eine Diode 
in der Brückendiagonale anordnen und die Richtspannung hochohmig 
abholen.
Solche Anordnungen firmieren dann unter der Bezeichnung Autotester.

Autor: Tobias Plüss (hubertus)
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Hi,

ich habe mal ein hp 35676A Testset mir geschnappt und damit gemessen.
Lustigerweise hat das funktioniert, auch bis 500 MHz, und das ganz ohne 
Richtkoppler!

Danach habe ich selber was gebastelt nach dem Schema hier

http://www.makarov.ca/vna_bridge_hack.htm

Figur 1, rechtes Teilbild. Den Balun habe ich selber gemacht mit einer 
Schweinenase und verdrilltem Kupferlackdraht. Das hat noch einen ticken 
besser funktioniert als das 35676A Testset!

Habe dann ein Quarzfilter mal ausgemessen und mit einem 8753C verglichen 
mit 85047A Testset. Bild im Anhang. Mein selbergebautes Testset scheint 
also gar nicht so schlecht zu sein! Obgleich der DUT-Anschluss nicht 
schöne 50 Ohm hat.

Ein Test bei höheren Frequenzen steht noch aus, ich brauche dazu erst 
mein DUT.

Zu dem Schema hier

http://www.hparchive.com/Manuals/HP-35676-SCHEMATIC.pdf

welches oben verlinkt wurde, habe ich noch eine Frage. Ich habe mal die 
Portimpedanzen berechnet und habe so herausgefunden, dass nicht einer 
der 4 Ports 50 Ohm hat. Habe ich mich jetzt verrechnet? wenn nicht wär 
doch das schlecht, einige DUTs wie z.B. Filter mögen es ja nicht, wenn 
sie was anderes als 50 Ohm sehen?

Grüsse
Tobias

Autor: Robert M. (r0bm)
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Man könnte den geforderten Frequenzbereich mit 2 getrennten Brücken 
erfüllen. Für 10Hz bis 10MHz eine aktive Brücke mit OPVs und für den 
Bereich 1-500MHz die schon erwähnte passive Messbrücke.

http://techlib.com/files/RFDesign3.pdf
http://michaelgellis.tripod.com/Bi-directional_amp.pdf
http://www.wetterlin.org/sam/SA/Operation/ActiveBridge.pdf
http://www.yagicad.com/Bridge1.pdf

Autor: Tobias Plüss (hubertus)
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Ja, nur wären 2 Brücken eher eine Notlösung. Die Idee mit den OpAmps ist 
aber cool.
Ich habe vorhin folgendes Experiment gemacht:
Habe die Brücke wie hier

http://www.yagicad.com/Bridge1.pdf

nachgebaut mit 2 Stück Koaxkabel und 4 Schweinenasen. Es ist 
erstaunlich: am VNA ausgemessen, erkennt man, dass der Balun von ca. 1 
MHz bis über 3 GHz flach wie ein Brett ist im Frequenzgang. Wirklich 
grossartig! Allerdings leider eben erst ab ca. 1 MHz. Ich frage mich, ob 
man durch zufügen weiterer Schweinenasen den Frequenzgang nach unten 
erweitern kann. Und wenn ja wie viele das sein müssten? hab leider nicht 
mehr so viele zur Hand.

Autor: EMU (Gast)
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Tobias P. schrieb:
> Allerdings leider eben erst ab ca. 1 MHz. Ich frage mich, ob
> man durch zufügen weiterer Schweinenasen den Frequenzgang nach unten
> erweitern kann.

Jetzt bist du entlich hier angekommen
Beitrag "Re: Niederfrequenz-Richtkoppler"

Nein, die niedrigen F brauchen andere Ferrite, solche die auch die 
niedrigen F können, da nimmt man keine DLKs mehr sondern nimmt Ringkerne 
die für diese F konstruiert wurden und wickelt mehrere Windungen drum 
herum

Bei R&S sieht das dann so aus
Dort sind 3 Ferrite im Einsatz der große für niedrige F ab 40kHz der 
lila für 4GHz

EMU

Autor: Hp M. (nachtmix)
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Tobias P. schrieb:
> Habe die Brücke wie hier
>
> http://www.yagicad.com/Bridge1.pdf
>
> nachgebaut mit 2 Stück Koaxkabel und 4 Schweinenasen. Es ist
> erstaunlich: am VNA ausgemessen, erkennt man, dass der Balun von ca. 1
> MHz bis über 3 GHz flach wie ein Brett ist im Frequenzgang. Wirklich
> grossartig!

Ist ja auch ein altes HP-Design.

Autor: DH1AKF K. (wolfgang_kiefer) Benutzerseite
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Hallo Tobias,
schon Dein Thema ist irreführend: Es sollte "Breitband- HF- Brücke" 
heißen.
Ein Richtkoppler ist etwas ganz anderes.
Mit diesem Thema hat man sich im qrp- Forum bereits vor 10 Jahren 
befasst, und es gab brauchbare Ergebnisse.
Siehe diesen Thread:
http://www.qrpforum.de/index.php?page=Thread&postI...

Ich selbst habe mit 10 Doppellochkernen BN 43-2402 und sehr dünnem 50 
Ohm Koaxkabel (Antennenkabel aus älteren WLAN- Routern) gute Erfahrungen 
gemacht. An den beiden Ausgangsports (Messport und Blindport) sollte man 
noch je zwei identische Drosseln mit Ferritkernen höherer Permeabilität 
(d.h. für niedrigere Frequenzen) in Reihe schalten.

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