Dämpfungsglied - Frequenzgang bestimmen

OP #5900108
Lesenswert?

Hallo zusammen,
ich habe hier zwei Dämpfungsglieder für 50Ohm - eines mit -10dB und 
eines mit -20dB. Diese wurden seinerzeit aus ELV-Bausätzen 
(Präzisionsdämpfungsglied ELV-Journal 1/92) zusammengebaut. Diese haben 
einen Frequenzbereich von DC bis ca. 1GHz. Mich würde jetzt 
interessieren wie sich die tatsächliche Dämpfung im Bereich von 100KHz 
bis ca.300MHz verhält.


Da ich keinerlei spezielle Messgeräte für eine solche Messung zur 
Verfügung habe, wollte ich folgendes tun.

Ich schließe das Dämpfungsglied an einen Sinus-Frequenzgenerator mit 
50Ohm Ausgang an der diesen Frequenzbereich hat. Vor und hinter dem 
Dämpfungsglied dann ein BNC T-Stück und mit einem BNC-Kabel ohne 
Tastkopf zum Oszilloskop. Mit dem Oszilloskop (Bandbreite 350MHz) möchte 
ich dann die Spannung vor und nach dem Tastkopf messen und damit dann 
die Dämpfung bestimmen.


Würde das prinzipiell Sinn machen oder vergesse ich da etwas? Müsste ich 
dann den Oszilloskop Eingang auch mit 50Ohm abschließen? Dieses hat nur 
einen 1MOhm Eingang und lässt sich nicht auf 50Ohm umschalten. Zur 
Anpassung wollte ich, wenn nötig, am Oszilloskop jeweils einen 50Ohm 
Durchgangsabschluss verwenden. Und nach dem Dämpfungsglied einen 50Ohm 
Abschlusswiderstand.


Vielen Dank im voraus!
Wolfgang
OP #5900191
Lesenswert?

Hallo Markus,
du meinst du das T-Stück nach dem Dämpfungsglied?


Wie mache ich das dann vor dem Dämpfungsglied? Doch mit 
Durchgangsabschluss am Oszi oder noch ein T-Stück mit 
Abschlusswiderstand? Denn da brauche ich ja einen Anschluss mehr, da ja 
noch der Generator mit ran muss.

Abschlusswiderstände 50Ohm mit BNC habe ich 2-Stück

Wolfgang
Gast #5900195
Lesenswert?

Wolfgang S. schrieb:
> Mich würde jetzt
> interessieren wie sich die tatsächliche Dämpfung im Bereich von 100KHz
> bis ca.300MHz verhält.

Mach's nicht so kompliziert. Vielleicht postest du mal ein Bild von 
diesen Dingern. Ich hatte mir vor Jahren mal selber welche gebaut, auf 
kleiner Leiterplatte, links und rechts je ein SMA, dazwischen das 
R-Netzwerk aus 0805. Die gingen zumindest bis 160 MHz völlig linear. Und 
da werden deine selbstgebauten Dämpfungsglieder wohl auch nicht 
dramatisch schlechter sein, wenn sie wenigstens einigermaßen sauber 
konstruiert sind.

Sind die noch mit bedrahtetem Zeugs? Ein Bild vom Inneren hilft.

Die normalen käuflichen Dämpfungsglieder in BNC oder SMA sind zumeist 
bis 4 GHz ausgewiesen (zumindest auf dem Papier).

W.S.
Gast #5900205
Lesenswert?

W.S. schrieb:
> Die normalen käuflichen Dämpfungsglieder in BNC oder SMA sind zumeist
> bis 4 GHz ausgewiesen (zumindest auf dem Papier).

Deswegen sage ich voraus dass die Messfehler im Aufbau
deutlich grösser sein werden als der Frequenzgang des zu
messenden Dämpfungsglieds (welches zu realisieren bei diesen
Frequenzen kein wirkliches Problem darstellt).

Schon allein der "Sinus-Frequenzgenerator" stimmt mich verdächtig.
Da müsste zumindest für diesen eine Eichmessung vorausgehen.
OP #5900229
Lesenswert?

@W.S.
Ein Bild vom Innenleben habe ich nicht, sind zugelötet. Der Aufbau sind 
bedrahtete Widerstände als Pi-Glied in einem Abschirmgehäuse mit 
beidseitig angelöteten BNC-Anschlüssen.

Das der Messfehler vielleicht größer ist, als der Fehler im Frequenzgang 
mag sein. Mich interessiert aber trotzdem wie ich den Messaufbau am 
Besten gestalte um so wenig wie möglich Fehler zu machen. Vor allem wie 
ich das richtig terminiere, denn das ist für mich Neuland.

@jo mei
Der Sinusgenerator ist ein SMPC von R&S. Für was brauche ich da eine 
Eichmessung? Ich möchte doch vor und nach dem Dämpfungsglied messen.
#5900283
Lesenswert?

Wolfgang S. schrieb:
> @jo mei
> Der Sinusgenerator ist ein SMPC von R&S. Für was brauche ich da eine
> Eichmessung? Ich möchte doch vor und nach dem Dämpfungsglied messen.

der hat 50 Ohm Innenwiderstand. Damit gehst du ohne T-glied direkt über 
ein 50 Ohm Koaxkabel auf dein Dämpfungsglied, welches ja ebenfalls 50 
Ohm Impedanz hat.

Das andere Ende des Dämpfungsgliedes schliest du direkt an dein 
Koaxkabel an, ohne T-Glied oder ähnliches. Erst das Ende des Koaxkabels 
schliest du mit Hilfe eines T-Gliedes an dein Oszillograf an. Der noch 
freie Anschluss des T-Gliedes wird mit einen 50 Ohm Abschlusswiderstand 
terminiert.

Sollte der Eingang deines Oszillografen auf 50 Ohm einstellbar sein, 
entfällt das T-glied samt 50 Ohm Widerstandes direkt am Eingang des 
Oszillografen ( Bei einen 350MHz Oszillograf sogar warscheinlich).

Bedenke aber das ein 350MHz Oszillograf bei 350MHz schon 3db Abfall 
haben kann.

Eigentlich wäre hier ein HF-Milivoltmeter besser geeignet als ein 
Oszillograf. Empfehlenswert wäre hier z.B. URV5 samt Duchgangsmesskopf 
URV5-Z2 und ein Abschlusswiderstand RNB. Alles von Rohde&Schwarz.

Dieser Messkopf ist von 10KHz bis 2GHz brauchbar.

Ralph Berres
OP #5900350
Lesenswert?

Hallo Ralph,
danke für Deine Erläuterungen soweit alles klar.
Ein HF-Millivoltmeter habe ich leider nicht zur Verfügung, sonst wäre 
das auch meine Wahl gewesen.

Ralph B. schrieb:
> der hat 50 Ohm Innenwiderstand. Damit gehst du ohne T-glied direkt über
> ein 50 Ohm Koaxkabel auf dein Dämpfungsglied, welches ja ebenfalls 50
> Ohm Impedanz hat.

Wenn ich nun aber auch vor dem Dämpfungsglied messen möchte, dann 
brauche ich doch ein T-Stück um damit auf das Oszi zu kommen. Muss ich 
dann da auch terminieren? Ich möchte nämlich direkt mit zwei Kanälen 
einmal vor und einmal nach dem Dämpfungsglied messen.

Gruß
Wolfgang
#5900359
Lesenswert?

Wolfgang S. schrieb:
> Wenn ich nun aber auch vor dem Dämpfungsglied messen möchte, dann
> brauche ich doch ein T-Stück um damit auf das Oszi zu kommen. Muss ich
> dann da auch terminieren? Ich möchte nämlich direkt mit zwei Kanälen
> einmal vor und einmal nach dem Dämpfungsglied messen.

Du könntest von deinen Generator auf das Tstück an deinen hochohmig 
geschalteten Oszillografen gehen, von da aus auf dein Dämpfungsglied, 
welche ja das Ende des Koaxkabels terminiert. Ausgang wie schon 
beschrieben.


grundsätzlich muss immer das Ende eines Koaxkabels mit 50 Ohm terminiert 
werden.  Es geht um Vermeidung von Reflektionen im Kabel.

Ob die Terminierung durch den Eingang eines Schaltungsteils oder durch 
einen Abschlusswiderstand geschieht ist zunächst egal.

Was man nicht darf ist zweimal terminiern. Insbesonders nicht an 
verschiedene Stellen des Koaxkabels.

Ralph Berres
#5900378
Lesenswert?

Ein BNC-T ist immer eine Stoßstelle, die man besser vermeidet. Ich würde 
erst den Aufbau ohne Dämpfungsglied und dann mit ihm messen.

Vor Jahren habe ich einen Stufenabschwächer mit dem R&S FSBS mit 
Trackinggenerator ausgemessen. Den Hersteller gibt es anscheinend noch:
http://www.waveline-inc.com/
aber das Teil ist nicht mehr zu finden. Mit dem Frequenzgang  ist das 
kein Wunder. Ich habe keine Spezifikation, Anschlüsse sind BNC-Buchsen.
Angehängte Dateien:
OP #5900566
Lesenswert?

Christoph db1uq K. schrieb:
> Ein BNC-T ist immer eine Stoßstelle, die man besser vermeidet. Ich würde
> erst den Aufbau ohne Dämpfungsglied und dann mit ihm messen.

Macht sich ein Stück so extrem bemerkbar? Ich habe leider keinerlei 
Vorstellung davon wie stark sich das auswirkt.

Vielleicht messe ich dann doch mal auf beide Arten. Einmal mit T-Stück 
und einmal wie Du es vorgeschlagen hattest. Ich bin doch neugierig wie 
groß der Unterschied dann ist.

Christoph db1uq K. schrieb:
> Hier der Artikel von ELV:
> 
https://www.elv.de/Pr%C3%A4zisions-D%C3%A4mpfungsglieder/x.aspx/cid_726/detail_34715

Ja, genau diese habe ich.

@karadur
Hast Du auch die diese ELV-Teile mit den bedrahteten Widerständen? Es 
gab später nochmal eine andere Ausführung mit SMD-Widerständen glaube 
ich.
Gast #5900641
Lesenswert?

Man könnte auch einen Rechteckgenerator anschließen und die 
Flankensteilheit ermitteln.

Generator muss mit 50 Ohm speisen,
das Oszilloskop mit 50 Ohm abgeschlossen sein.

Es gilt die Beziehung:

siehe auch https://de.wikipedia.org/wiki/Anstiegs-_und_Abfallzeit

Wenn die obere Grenzfrequenz bei einem GHz liegt,

Dann sollte der Einfuß unter  1ns sein. Das ist wahrscheinlich 
besser als der Generator und das Oszilloskop. Flankensteilheit mit und 
ohne Dämpfungsglied vergleichen.
Gast #5900659
Lesenswert?

Christoph db1uq K. schrieb:
> Ein BNC-T ist immer eine Stoßstelle, die man besser vermeidet.

Besser ist es einen BNC 50 Ohm Durchgangsabschluß am Oszilloskop zu 
verwenden, falls dieses 50 Ohm nicht unterstützt.

https://www.conrad.at/de/search.html?search=100463&category=%1Ft08%1Fc37381

Der Teil ist zwar nicht billig, aber man kann sogar Leitungslängen durch 
die Reflexion messen (Laufzeit zum offen Ende und wieder zurück)
Angehängte Dateien:
Gast #5900735
Lesenswert?

GEKU schrieb:
> Man könnte auch einen Rechteckgenerator anschließen und die
> Flankensteilheit ermitteln.
> [...]
> Es gilt die Beziehung:

Die Beziehung gilt aber nur für einen Tiefpass erster Ordnung. Das 
Dämpfungsglied muss kein solcher sein. Die Messung mag als grobe 
Abschätzung aber einen gewissen Wert haben.
#5900784
Lesenswert?

karadur schrieb:
> Meine haben bedrahtete Widerstände.

das dürfte selbst bis nur 350MHz schwer werden damit einen glatten 
Frequenzgang hinzubekommen. Unmöglich ist das aber nicht.

Mit SMD Widerständen ist es wesentlich einfacher.

Übrigens die richtig professionellen Widerstände sind als T-Glied 
aufgebaut und haben gegen Masse eine runde Widerstandsscheibe mit dem 
Innendurchmesser des Dämpfungsgliedrohres welche vom Innenleiter gegen 
Masse geschaltet ist.

Von dieser Scheibe gehen dann die beiden Serienwiderstände mittig gegen 
die Anschlusspins der Koaxbuchsen. Der Durchmesser der beiden 
Widerstände sind so gewählt das sie mit dem Rohr 50 Ohm Wellenwiderstand 
bilden.

Ralph Berres
#5901238
Lesenswert?

Das ELV-Heft habe ich hier, es gibt keine Fotos vom Inneren. Das hier 
ist die einzige Aufbauzeichnung. Dazu eine Tabelle der Widerstandswerte 
für unterschiedliche Dämpfungswerte.
Mit der Faustformel "Ein Millimeter gleich ein Nanohenry" ist das dünne 
Anschlußdrähtchen im Stecker schon eine Längsinduktivität. Als 
Innenleiter eines Koaxkabels betrachtet dürfte dessen Impedanz über 100 
Ohm liegen.
Mit SMD-Widerständen kann man das heute besser machen.
Angehängte Dateien:
#5901251
Lesenswert?

Christoph db1uq K. schrieb:
> Mit der Faustformel "Ein Millimeter gleich ein Nanohenry" ist das dünne
> Anschlußdrähtchen im Stecker schon eine Längsinduktivität. Als
> Innenleiter eines Koaxkabels betrachtet dürfte dessen Impedanz über 100
> Ohm liegen.

Hinzu kommt noch das handelsübliche bedrahtete Widerstände ihren 
Widerstandsbelag in Form eines Wendels aufgetragen ist.

Das sind nochmal zusätzliche Induktivitäten.

Christoph db1uq K. schrieb:
> Mit SMD-Widerständen kann man das heute besser machen.

Vor etlichen Jahren gab es mal eine Bauanleitung in den UKW Berichten, 
wie man Dämpfungsglieder in SMD so aufbaut, das sie einen bestmöglich 
linearen Frequenzgang haben. Es erfordert allerdings Zugang zu einer 
Drehbank.

Ralph Berres
#5901278
Lesenswert?

Ich habe einen Stufenabschwächer mit HF-Relais, soweit ich weiß aus 
einem Rohde&Schwarz-Gerät. Da wird mit Dick- oder Dünnschichtschaltungen 
(?) auf Keramikmaterial gearbeitet, das ist fürs Hobby nicht machbar.
Wenn man so etwas gebraucht kauft, besteht immer die Gefahr dass der 
Vorbesitzer den Eingang überlastetet hat und die niederohmigen 
Widerstände durchgebrannt sind.
#5901702
Lesenswert?

Den feinen Unterschied zwischen Dick- und Dünnschichttechnik habe ich 
noch nicht verstanden, Wikipedia ist auch nicht hilfreich:
https://de.wikipedia.org/wiki/Dickschicht-Hybridtechnik
https://de.wikipedia.org/wiki/D%C3%BCnne_Schichten#Elektronik
Hier scheint es eher die Dickschichttechnik zu sein
"drucktechnisch realisierbare Widerstände höchster Genauigkeit 
(Laserabgleich, besser als 0,1 %) in weiten Wertebereichen "

https://scdn.rohde-schwarz.com/ur/pws/dl_downloads/dl_application/application_notes/1ma225/1MA225_2d_Modulation_Signalgenerierung.pdf
Seiten 18-19 ist ein breitbandiger Stufenabschwächer beschrieben, 
Messkurven bis 3,3GHz und Fotos
#5901767
Lesenswert?

@Christoph

Dünnschicht         => aufgedampft oder aufgesputtert 
(Edel-Metallbeschuß im Vakuum) feinere Strukturen möglich. Mit Glas 
(SiO2) versiegelbar.

Dickschichttechnik => Drucktechnik z.B. Siebdruck. Austrocknen
und dann Laserabgleich falls gewünscht.

Durfte beides einige Zeit bei Siemens in den Ferien als Werksstudent 
machen. Ist schon lange her.

Markus

Für die Dünnschichttechnik relevant!

Habe noch die Ätz- und Galvanik-vorgänge beim Erzeugen der Strukturen,
sowie Photo-Lithographie zu erwähnen vergessen.
Im Prinzip eine Mischung aus Leiterplatten und Halbleiter-Fertigung
nur mit etwas größeren Strukturen (Stand 80/90-Jahre) als es bei
den Halbleitern damals schon üblich war.

Nochwas ;-)

Trägermaterial war meist ein 10x10cm² großes Keramik-Substrat
aus Silizium-Oxid, welches nach Fertigstellung mittels eines CO2
Lasers zurecht geschnitten wurde und dann mit Beinchen oder Bond-
drähten, je nach Einsatzzweck, versehen wurde.
OP #5901916
Lesenswert?

Nur zur Info,
die Teile sind nunmal schon fast 30 Jahre alt und waren ursprünglich von 
mir bis ca. 100 kHz benutzt worden. Da ich diese aber habe, wollte ich 
eben doch mal wissen wie es um diese bei höheren Frequenzen bestellt 
ist.

Klar kann ich welche kaufen die bei weitem besser sind und somit auch 
viel mehr kosten würden. Da gibt es aber auch einen Kosten-Nutzen Faktor 
für mich, da ich die nur für Hobbyzwecke benutze.

Christoph db1uq K. schrieb:
> Mit SMD-Widerständen kann man das heute besser machen.

Ohne Zweifel, würde ich das heute auch so machen wollen. Damals war das 
für den gedachten Einsatzzweck nicht nur vom Preis her ok.

@karadur
danke für die Messung
Gast #5902123
Lesenswert?

Hallo Wolfgang S. und Forum,

Damit das Gestochere im Nebel etwas weniger wird, habe ich meine 
Widerstände aus dem ELV-Bausatz von damals (ich hatte noch ein paar) auf 
eine SMD Platine mit SMA-Anschlüssen verfrachtet und einmal mit dem VNWA 
vermessen.(Bilder)
Die SMA-Buchsen habe ich heraus kalibriert da sie ja nicht kompatibel 
mit den BNC-Buchsen wären. Der Frequenzgang ergibt sich also rein aus 
den Widerständen des ELV-Paketes.
Da ich nicht mehr alle Werte von damals hatte ist eben ein 12dB 
Dämpfungsglied draus geworden (in der Nähe von 10dB)

S21 ist die Durchgangsdämpfung S11 ist der Einrangsreflektionsfaktor, 
S12 und S22 sind die Werte von der anderen Portseite her.
§00MHz wären aus meiner Sicher eher die Grenze.
Viele Grüße
EMU
Angehängte Dateien:
#5913920
Lesenswert?

Ralph B. schrieb:
> Vor etlichen Jahren gab es mal eine Bauanleitung in den UKW Berichten,
> wie man Dämpfungsglieder in SMD so aufbaut, das sie einen bestmöglich
> linearen Frequenzgang haben. Es erfordert allerdings Zugang zu einer
> Drehbank.
>
> Ralph Berres

Ralph,
kannst du dazu etwas mehr sagen?
ich habe eine Drehbank und mir auch schon überlegt, wie man das 
'richtig' macht.

Antwort schreiben

Bitte melde dich an, um einen Beitrag zu schreiben.

oder

Mit Google-Account einloggen

Die Registrierung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.

Jetzt registrieren