Forum: HF, Funk und Felder SMY01, AM-Modulation, Symmetrie der Seitenbänder


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von Markus W. (dl8mby)


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Hallo R&S Experten
und solche, die den SMY01 besitzen,

Habe gestern beim Messen mit den o.g. Messender festgestellt,
dass bei Benutzung der AM Modulation (intern mittels AF Option)
das Spektrum der Seitenbänder nicht symmetrisch zum Träger ist.

Siehe die angehängten Bilder vom Träger ohne Modulation und
mit Modulation.

Eingestellt am Messender war eine AF mit 10kHz und 95% Modulations-
grad. Träger ist bei 20MHz und hat einen Pegel mit -40dBm.
SA wird mit Clock vom SYM01 betrieben.

Die beiden Hauptseitenbänder sind zwar 6dB unterhalb des Trägers
(entspricht den 25% aus der Theorie) aber die weiteren Seitenbänder
liegen nicht symmetrisch.

Nun zu meiner Frage.

a) ist das ein Problem des Modulators.
b) Liegt das am AF Klirrfaktor
c) liegt das noch im Rahmen der Spezifikation, sind ja schließlich
   mindestens 30dB unterhalb der Hauptseitenbänder.
c) Kann und soll man das durch einen Eingriff ins Gerät weg justieren.

Beim Überfliegen des Service Manuals (1062.5502.11) habe ich im
Inhaltsverzeichnis nur die drei Kapitel gefunden:

6.3.3.3 AM Error (A5/A12/A2)
6.3.3.4 Level of Harmonics too high (A5/A12)
6.3.3.6 Poor spectral purity (A4/A5/A12)

Stehen die "A" Nummern für ein Verweis auf ein Appendix (Anhang)

Konnte leider nichts finden, was mir weiter hilft.

Auf dem Deckblatt steht, dass das SM aus zwei Volumes besteht.
Mein SM hat 815 Seiten und ist wahrscheinlich nur das Volume #1.
Hat jemand einen Link zum Volume #2.

Für sachdienliche Hinweise
danke ich schon mal im Voraus.

Markus
DL8MBY

von Markus W. (dl8mby)


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Habe noch Folgende Schemata im SM gefunden,
die etwas zur AM-Modulation zeigen.

Markus

von oldeurope O. (Gast)


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https://www.mikrocontroller.net/attachment/361277/AM-Mod-Schema.png

Ich meine der Modulator macht zusätzlich eine Phasenmodulation.

LG
old.

von Ralph B. (rberres)


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Deine Beobachtung ist nichts so ungewöhnliches.

Die AM-Modulation der Signalgeneratoren ist allgemein sehr viel 
schlechter als ein mittels DDS Synthesizer erzeugtes AM-Moduliertes 
Signal.

Bei den Signalgeneratoren wird meist direkt in die Regelschleife der ALC 
eingegriffen, um die AM-Modulation zu erhalten.

Insbesonders bei einen hohen Modulationsgrad von 80% und mehr, kommt man 
imer mehr an die Grenzen, weil das Signal ja in der negativen 
Modulationshalbwelle immer weiter abgesenkt werden muss.

Bei 100% Modgrad muss der Ausgangspegel zwischen doppelten Wert und
Null !!! schwanken.

Der doppelte Wert wird man durch Auslegung der Endstufe eventuell noch 
hinbekommen, obwohl die Spezifikationen bei 100%AM nur noch +7dbm Pegel 
am Ausgang zulassen statt wie sonst +13dbm. ( was höher ist ist nicht 
mehr spezifiziert und wird teilweise nicht mal mehr durch die ALC 
ausgeregelt ).

Das Problem ist aber eher der Pegel Null. Soweit kann das Signal auf 
elektronischen Wege kaum abgesenkt werden.

Daher wird das Signal ab 80% Mod zunehmend mehr verzerrt. Das äussert 
sich in den Seitenbändern die zusätzlich auftreten.

Hat das Modulationssignal selber dann auch noch Verzerrungen, kann es 
dazu führen das sich Oberwellen der verschiedene Verzerrungsquellen je 
nach Seitenband addieren oder subtrahieren. Dadurch sind die 
Seitenbänder links und rechts verschieden hoch.

Ralph Berres

von Markus W. (dl8mby)


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Hallo Ralph,

danke für die sehr ausführliche Erläuterung.
Ich habe gestern alle Modulationsgrage in 10%
Stufen ausprobiert. Habe aber nur die gezeigten
Spektren als Image gesichert.
Mir war klar, das je näher der MG an die 100%
ran kommt es mehr Dreckeffekte geben dürfte - seitens
Modulator und auch durch den Klirrfaktor der AF.
Das dies sich zu einem unsymmetrischen Spektrum
addieren/mischen kann war mir jedoch nicht klar.
Habe es verschwitzt das Spektrum Linear, statt
logarithmisch darzustellen um zu sehen ob die
Hauptseitenbänder auch eine Unsymmetrie aufweisen.
Werde heute nochmals genauer messen.

Da Du aber das so erklärst kann ich mir nun etwas
besser vorstellen, das die Phasen der einzelnen beteiligten
Signale zu dem gezeigten Resultat führen.

Ich werde mal versuchen mit SCILAB eine Simulation
zu dem Effekt zu schreiben und schauen, mit welchen
Parametern ich dieses gemessene Spektrum nachbilden
kann. Möglicherweise ist es sogar leichter mit gnuradio
Blöcken dieses Verhalten nachzubilden.

Melde mich wieder, wenn ich was vorzeigbares habe.

Danke
und
schöne Ostern

Markus
DL8MBY

PS.: Aus Deiner Antwort schließe ich, dass nach
Deiner Meinung kein Handlungsbedarf besteht einen
Fehler zu suchen.

von Markus W. (dl8mby)


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@old

Sorry habe Deinen Beitrag übersehen.

Was meinst Du genau damit?

Dass die PM noch wirksam war, oder dass
beim AM-Betrieb irgendwie die PM auf den
Träger durch schlägt.

Markus
DL8MBY

von oldeurope O. (Gast)


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Markus W. schrieb:
> oder dass
> beim AM-Betrieb irgendwie die PM auf den
> Träger durch schläg

Ja, es ist nicht einfach AM ohne einen Laufzeit,
sprich PM-Anteil zu modulieren. Bei der Schaltung
eigentlich einleuchtend. Wobei das bei Dir schon heftig ist.

Mir ist das bei C-QUAM Experimenten aufgefallen,
gibt dann eine leichte Verschiebung der Stereobasis.
Auch ein nicht korrekt abgestimmter Kreis oder die
Antenne bewirken das.

Du kannst ja mal die Modulationsfrequenz vermindern,
da der Effekt ja bei niedrigen Tonfrequenzen kleiner
ist (wenn man den resultierenden Frequenzhub betrachtet).
Oder mit einem C-QUAM-Empfänger in Stellung Zwangsstereo
das Differenzsignal abhören.

LG
old.

von Markus W. (dl8mby)


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@old,

ich habe bereist gestern die Modulation
mit 1kHz bis 10kHz in 1kHz Schritten durchgeführt.
Sah zumindest optisch etwa gleich aus.
Bei der letzten Einstellung mit 10kHz AF Ton habe
ich dann die Bilder gesichert.

Werde heute mal genauer die Sache dokumentieren
und zusammentragen. Gestern hatte ich nicht so viel
Zeit dafür übrig.

Ich habe noch einen anderen R&S Messender SMG (801).
Bei dem kann ich heute auch das Spektrum Vergleichen.
Bin gespannt, ob ein ähnlicher Effekt zu sehen ist.


Markus
DL8MBY

von Ralph B. (rberres)


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Markus W. schrieb:
> Ich habe noch einen anderen R&S Messender SMG (801).

das ist aber eine andere Qualitätsklasse.

Ralph Berres

von Markus W. (dl8mby)


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Hallo Ralph,


kann Dazu nicht viel sagen und weiß auch nicht genau
wie Du das meinst - ob top oder flop.

Jedenfalls hat die Kiste die Möglichkeit intern zu sweepen.
Eine AF-Option ist auch verbaut. Der SMY01 glaube ich ist älter.
Möglicherweise hat er ein sauberes Spektrum, weil noch alte Technik.
Der SMG ist schon wesentlich digitaler, wenn ich das richtig sehe.

Schreib mal wie Du das gemeint hast.


Markus

von Markus W. (dl8mby)


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@Ralph,

Übrigens bin ich noch auf der Suche nach einer
Leitung, die den HF-Output am SMG auf die Frontseite
leitet. Z.Z hat der Messender den Ausgang hinten.

Hat aber nicht die höchste Priorität. Vielleicht findet
sich was in Juni auf der HAM-Radio in FH.

Markus
DL8MBY

von Ralph B. (rberres)


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Markus W. schrieb:
> kann Dazu nicht viel sagen und weiß auch nicht genau
> wie Du das meinst - ob top oder flop.

Wobbeln konnten sie beide und einen AF generator hatten auch beide.

der SMG ist der direkte Vorläufer des SMH und des SMHU. Der SMHU war der 
König der Signalgeneratoren aus dieser Zeit.

Das Signal des SMH bzw SMHU war ein gutes Stück sauberer als des SMY.

( Ich besitze beide SMHU und SMY02 ).

Die Modulationsaufbereitung ist beim SMHU auch wesentlich aufwendiger 
als beim SMY. Der SMY war wie der SMX eher in der Einsteigerklasse 
angesiedelt.

Markus W. schrieb:
> Übrigens bin ich noch auf der Suche nach einer
> Leitung, die den HF-Output am SMG auf die Frontseite
> leitet. Z.Z hat der Messender den Ausgang hinten.

Ich würde dir raten nicht die Leitung auszutauschen, weil du sonst eine 
komplett neue Kalibrierung durchführen musst. Die Dämpfung ist bei hohen 
Frequenzen bei der Laitung die nach hinten geht ein Stück höher.

Ich würde vielmehr die lange Leitung versuchen in einer großen Schlaufe 
ohne zu knicken nach vorne führen. Dann ersparst du dir eine komplette 
Neukalibrierung des Gerätes.

So habe ich das bei meinen SMHU auch gemacht.

Ralph Berres

von Markus W. (dl8mby)


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@Ralph,

das "ohne zu knicken" ist das Problem.

Mit welchem Biegeradius hast Du die Leitung verlegt.
Die Frage ist ob ich das richtig hin bekomme und der
Abstand Innenleiter zum Außenleiter nicht in Mit-
leidenschaft gezogen wird.

Des Semi-Rigid-Kabel hat ja innen als Dielektrikum
Teflon, wenn ich das richtig sehe.
Könnte man die Leitung mit einem Heißluftgebläße
auf ca. 100°C-150°C aufheizen um die Leitung, die
ja aus Cu besteht, an der gewünschten Stelle besser
biegen zu können?

Markus
DL8MBY

von Ralph B. (rberres)


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Markus W. schrieb:
> Mit welchem Biegeradius hast Du die Leitung verlegt.
> Die Frage ist ob ich das richtig hin bekomme und der
> Abstand Innenleiter zum Außenleiter nicht in Mit-
> leidenschaft gezogen wird.

nein würde ich nicht machen. Ein Biegeradius von ca 2-3cm dürfte noch 
gehen. Aber dann nicht mehr zurückbiegen.

Markus W. schrieb:
> es Semi-Rigid-Kabel hat ja innen als Dielektrikum
> Teflon, wenn ich das richtig sehe.

ja

Markus W. schrieb:
> Könnte man die Leitung mit einem Heißluftgebläße
> auf ca. 100°C-150°C aufheizen um die Leitung, die
> ja aus Cu besteht, an der gewünschten Stelle besser
> biegen zu können?

lasse das besser sein.

: Bearbeitet durch User
von Soul E. (souleye) Benutzerseite


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Ralph B. schrieb:

> nein würde ich nicht machen. Ein Biegeradius von ca 2-3cm dürfte noch
> gehen. Aber dann nicht mehr zurückbiegen.

Unsere Münchener Freunde bringen auch sowas wie in dem angehängten Bild. 
Finde ich grenzlagig, funktioniert aber bis 3 GHz einwandfrei.

von Ralph B. (rberres)


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soul e. schrieb:
> Unsere Münchener Freunde bringen auch sowas wie in dem angehängten Bild.
> Finde ich grenzlagig, funktioniert aber bis 3 GHz einwandfrei.

so lange in der Abschirmung keine Risse entstehen und das kabel nicht 
deformiert wird ist ja alles in Ordnung.

Ralph Berres

von Markus W. (dl8mby)


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@Ralph,
@souleye,

darin besteht ja die Kunst des Biegens.
Keine Risse in dem Außenmantel und keine
Quetschungen des Dielektrikums zu verursachen.

Markus
DL8MBY

PS.: Ich hänge mal ein paar Bilder mit Spektren
die ich gestern vom SMG und SMY01 gemacht habe,
zu der AM-Mod Symmetrie Problematik und generell
zur Signal-Purity beider Messender.

von Ralph B. (rberres)


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Markus W. schrieb:
 SMG_vers_SMY01_Purity_CW_20MHz.png


ich sehe zwar keine AM Modulation aber recht deutlich das der SMG 
bezüglich Phasenrauschen besser ist, als der SMY ( was zu erwarten war).

Ralph Berres

: Bearbeitet durch User
von W.A. (Gast)


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Markus W. schrieb:
> Könnte man die Leitung mit einem Heißluftgebläße
> auf ca. 100°C-150°C aufheizen um die Leitung, die
> ja aus Cu besteht, an der gewünschten Stelle besser
> biegen zu können?

Über 100°C-150°C lacht das Kupfer noch.

von Markus W. (dl8mby)


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@Ralf,

Die weiteren Spektren, wie versprochen.

Der SMG liefert nur acht AF Frequenzen
(0.04, 0.15, 0.30, 0.40, 1.00, 3.00, 6.00, 15.00)kHz,
mit denen intern moduliert werden kann.
Ich habe mal 15kHz bei 80% Mod.-Grad gemessen.

Spektrum sieht im Gegensatz zum SMY01 symmetrisch aus.
Allerdings geht der SMG, der für RF ab 100kHz spezifiziert
ist, bis 5kHz runter. Für den Unteren Bereich habe ich auch
einige Spektren gespeichert, sowie Vergleichs-Spektren
SMG vers SMY01.

Was ich noch machen werde, ist die externe AM-Modulation
vom SMY01 mit dem SMG und Umgekehrt. Der AF Ausgang ist ja
nach außen herausgeführt.


Markus
DL8MBY

von Ralph B. (rberres)


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Markus W. schrieb:
> Für den Unteren Bereich habe ich auch
> einige Spektren gespeichert, sowie Vergleichs-Spektren
> SMG vers SMY01.

was auch völlig normal ist.

Ralph Berres

von Petra (Gast)


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Schau Dir mal die AM mit einem Oszilloskop an. Das geht besser als mit 
einem SA ohne AM Demodulation.

von Markus W. (dl8mby)


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Hallo Patra,

dann müsste ich doch auch eine unsymmetrische Hüllkurve
zu sehen bekommen.

Wie weiter oben geschrieben, möchte ich die Modulation
am SA betrachten, indem ich sie extern zuführe.
Habe einen SMG und den SMY01. Beide könne extern moduliert
werden. Somit nach ich diesen Versuch über Kreuz.

Danke für Deinen Vorschlag, werde diesen umsetzen und berichten.

Markus
DL8MBY

von Markus W. (dl8mby)


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Hallo Petra,

habe gestern den SMY01 am Oszi dran gehabte.
Bilder folgen am WE - hatte nicht allzu viel
Zeit für die Messung. Auf dem ersten Blick
sieht aber die Hüllkurve, der internen Modulation
wie gewohnt aus (schöner gefüllter Sinus mit
Maximalwert/Scheitelwert und kleinem Maximum, so daß
das Verhältnis dem eingestelltem 80% MG entspricht.)

Mir ist gestern noch in den Sinn gekommen, das meine
CMU200 auch einen zwei Kanal AF-Generator hat.
Habe es auch gleich ausprobiert. Liefert 0-21kHz und
0-5V am AF Ausgang.
Damit kann ich die Messung mit der externen Modulation
gleichzeitig am SMG und SMY01 durchführen und beide
RF-Outputs gleichzeitig auf den Oszi (CH1/CH2) legen
und vergleichen. Das erspart mir das ständige Umstöpseln
der Kabel.


Rein von meinem Verständnis glaube ich aber nicht, dass
eine Unsymmetrie der harmonischen Seitenbänder, die mehr
als 30dB unterm Träger liegen in einem Oszillogramm zu
sehen sein wird.

Ich habe leider noch nicht genau geprüft, (bei linearer
Darstellung im SA) wie weit sich die Hauptseitenbänder
der AM-Modulation am SMY01 in ihrem Pegel unterscheiden.
Das sieht man in der logarithmischen Darstellung nicht so
genau und mein Augenmerk galt bei meinen Messungen mehr
der Verteilung der harmonischen Seitenbänder.


Markus
DL8MBY

von Petra (Gast)


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Wenn ich mich nicht täusche, benötigt der SMH exakt 1V am AF Eingang zur 
Modulation. Schau Dir die Modulation bei verschiedenen 
Eingangsspannungen an.

von Ralph B. (rberres)


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Petra schrieb:
> Schau Dir mal die AM mit einem Oszilloskop an. Das geht besser als mit
> einem SA ohne AM Demodulation.

Hallo Petra

Die Ursache weshalb die erste Oberwelle der Modulationsfrequenz in den 
beiden Seitenbändern unsymetrisch ist, wirst du im dem Oszillogramm 
vermutlich nicht sehen. Dafür ist der Pegel der 1. Oberwelle zu klein.

Markus W. schrieb:
> Ich habe leider noch nicht genau geprüft, (bei linearer
> Darstellung im SA) wie weit sich die Hauptseitenbänder
> der AM-Modulation am SMY01 in ihrem Pegel unterscheiden.

Das hängt direkt vom Modulationsklirrfaktor ab, der ist schon bei 80% 
Modulationsgrad nicht mehr zu vernachlässigen.

Diese unsymetrisch hohen Seitenbänder zweiter Ordnung und höher kommen 
auch durch die Signallaufzeit der Regelstrecke zustande. Das NF Signal 
hat ja hinter der Pegelmessstelle eine Zeitverzögerung bedingt durch das 
Siebglied, welches dafür verantwortlich ist. Man könnte die 
Zeitkonstante kleiner machen. Dann wird die Pegelregelung schneller und 
die Unsymetrien der Seitenbänder kleiner. Aber die untere Grenzfrequenz 
für die Modulationsnf steigt dann aber auch.

Im SMG ist das besser gelöst als im SMY. Da ist der Modulator weitgehend 
eigenständig  und die Modulation erfolgt nicht dadurch das sie als 
Führungsgröße für die Amplitudenregelung dient, wie beim SMY.

Petra schrieb:
> Wenn ich mich nicht täusche, benötigt der SMH exakt 1V am AF Eingang zur
> Modulation. Schau Dir die Modulation bei verschiedenen
> Eingangsspannungen an.

Das ist auch richtig. Der SMY als auch der SMG meldet aber im Display 
brav wenn der NF Eingangspegel vom Sollwert zusehr abweicht.

Für einen exakt definierten Modulationsgrad muss der Pegel in der Tat 
auch exakt den vom Hersteller verlangten Wert entsprechen. ( Wie hoch 
der genau ist , müsste ich selber nachschauen ).

Markus gehe mal davon aus das das Verhalten bei beiden Generatoren 
normal ist, und kein Grund zur Besorgnis ist.

Ralph Berres

von Markus W. (dl8mby)


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Hallo Petra,
hallo Ralph,
und werte Mitleser.

Danke für die Erklärungen und Eure Infos.

Ich hätte jetzt mal mit 0,7V angefangen
zu Modulieren und mir das am RF-Ausgang
im Spektrum und Zeitbereich angesehen.
Dann langsam den Modulations-Pegel erhöht,
bis der MG die 100% erreicht.

Mein Argument zu der Unsymmetrie am SMY01
wäre, dass es beim SMG nicht so zu sehen
ist. Das hast Du ja aber hinreichend
und einleuchtend erklärt - Danke nochmals.

Sorge hatte ich keine, jedoch fehlte mir
eine hinreichende Erklärung für die Beobachtung
und so was nagt dann an einem und lässt nicht
locker ;-)

Kennt Ihr eigentlich die AF-Ausgangs/-Eingangs
Impedanzen der o.g. Messender?
Habe diesbezüglich noch nicht im Manual nachgelesen.
Sind das 600 Ohm, 1 kOhm oder mehr.
Sind die mit 50 Ohm oder weniger (LS 4/8 Ohm) belastbar,
ohne, dass sie zu Schaden kommen?


Markus
DL8MBY

PS.: Ich weiss, ich könnte es selber ausmessen, aber
Wissen teilen funktioniert schneller als dieses explizit
durch Versuche zu erwerben ;-)

: Bearbeitet durch User
von Ralph B. (rberres)


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SMY AF Ausgang

Leerlauf 1VS RI<10 Ohm RL>200 Ohm

AM Klirrfaktor bei 1KHz m=30% 1% M=80% 2%

Eingangsimpedanz des Modulationseingan 1VS an 100Kohm

Vom SMG habe ich jetzt kein Datenblatt.

Ralph Berres

von Markus W. (dl8mby)


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Hallo Ralph,

Habe noch ein Verständnissproblem mit:

>Leerlauf 1VS RI<10 Ohm RL>200 Ohm

Ist das so aus dem DB?

Meinst Du mit RI den Innenwiderstand des
AF-Ausgangs?

Wenn Ja,
dann kann doch RL auch in dieser Größenordnung liegen.
(Leistungsmaximum)

Habe ich da einen Gedankenfehler, oder habe ich
Deine Angaben falsch gedeutet?

Markus
DL8MBY

von Ralph B. (rberres)


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Markus W. schrieb:
> Meinst Du mit RI den Innenwiderstand des
> AF-Ausgangs?

ja

Markus W. schrieb:
> enn Ja,
> dann kann doch RL auch in dieser Größenordnung liegen.
> (Leistungsmaximum)

Nein.

Der Ausgang wird dann in die Strombegrenzung gehen.

Ist wie bei einer Lautsprecherendstufe. Der hat auch einen RI im 
Miliohmbereich. Deswegen kannst du aber noch lange kein Lautsprecher mit 
einer Impedanz im Miliohmbereich anschließen, um aus der 10W Endstufe 
Kilowatt zu ziehen.

Ralph Berres

von Markus W. (dl8mby)


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Ralph,

danke.

Dieser Gedanke kam mir auch, als ich die Frage abgeschickt habe.
Nur sind die 50 Ohm BNC Stecker etwas irritierend beim AF-Ausgang.

Du meinst aber dass da eine Strombegrenzung als Schutz verbaut ist?
Ich hatte gestern den Oszi versehentlich auf 50 Ohm gestellt als ich
den AF-Ausgang auch gemessen habe. Das Signal sah aber nicht unsauber
/verzerrt aus. Habe aber nicht explizit auf die Amplitude geachtet.

Markus
DL8MBY

von Ralph B. (rberres)


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das ist einfach nur der Ausgang eines Operationsverstärkers.

Der Operationsverstärker hat ja im gegengekoppelten Zustand auch einen 
Ausgangswiderstand im Miliohmbereich. Intern hat jeder 
Operationsverstärker Strombegrenzungswiderstände.

Ralph Berres

von Markus W. (dl8mby)


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Dann ist ein KS ungefährlich?

Mir war nicht klar, ob ein OP oder
konventionell ein Transistor in der
AF-Ausgangs-Endstufe arbeitet.

Bei (5V/200 Ohm) wären das 1/8 Watt.
Die CMU schafft 5V, ob der SMY01 oder
der SMG auch 5V können kann ich jetzt
nicht sagen.

Danke und schönes WE.

Markus
DL8MBY

von Ralph B. (rberres)


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Markus W. schrieb:
> Bei (5V/200 Ohm) wären das 1/8 Watt.
> Die CMU schafft 5V, ob der SMY01 oder
> der SMG auch 5V können kann ich jetzt
> nicht sagen.

ja aber im Leerlauf.

Im NF Gebiet wird eigentlich immer mit Spannungsanpassung gearbeitet, 
und nicht mit Leistungsanpassung.


Ralph Berres

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