Hallo,
ich experimentiere gerade mit der im Anhang gezeigten
Impedanzanpassschaltung. Ziel ist es, die 50Ohm Quelle an den 1kOhm
Widerstand anzupassen.
Die Betriebsfrequenz ist 45MHz.
Habe mit den Bauteilwerten simuliert, die ich auch im tatsächlichen
Aufbau verwendet habe, die idealen Werte sind geringfügig anders,
deshalb herrscht keine perfekte Anpassung.
Auch ist z.B. R3 mit 1.1Ohm eingefügt, weil die im tatsächlichen Aufbau
verwendete Spule 1.1Ohm Widerstand hat.
Jedoch ist ersichtlich, dass in der Simulation bei 45MHz die Spannung am
1000Ohm-Widerstand (V(out)) deutlich größer ist als die Eingangsspannung
(V(in)). Das macht ja auch Sinn, denn um an 1000Ohm die selbe Leistung
abzugeben muss die Spannung höher sein als an 50Ohm.
In der Simulation ist also alles nachvollziehbar und funktioniert wie
gewünscht.
Nun habe ich die Schaltung auf einer Leiterplatte aufgebaut. Am Eingang
ist ein Signalgenerator mit 50Ohm Innenwiderstand angeschlossen (ersetzt
V1 und R2 im Schaltplan). Parallel zu R1 (1000Ohm) messe ich mit einem
Oszilloskop mit einem 10Meg-Tastkopf die Spannung.
Dabei ergeben sich folgende Amplituden:
V(in)_gemessen = 63mV
V(out)_gemessen = 51mV.
Warum habe ich diese starke Abweichung zw. Messung und Simulation?
Die verwendete Spule ist diese hier:
https://www.tme.eu/en/details/cw0805-560/smd-coils/ferrocore/
Ist diese Spule eventuell nicht für diese "hohe" Frequenz (45MHz)
geeignet?
Moin,
Der C3 kommt mir an der Stelle nicht so passend vor. Tut das Not, dass
da ein Kondensator an der Stelle rumoxidiert? Und dann ist's von 50 auf
1000 Ohm halt schon mal ein Haufen Holz, da wuerd' ich die Anpassung
eher in 2 Stufen machen, nicht in einer.
Gruss
WK
Helmut S. schrieb:> Lies mal im Datenblatt des Taskopfes wieviel Eingangskapazität der hat.> Das können schon 15pF sein. Die liegen dann parallel zu C3.
Ohja, guter Tipp, genau, er hat 15pF. Und wenn ich in der Simulation
15pF einfüge, dann ist V(out) schon leicht niedriger als V(in).... das
scheint also das Problem zu sein..... Schade. Aber Danke für den
Hinweis. Was könnte man machen, um es dennoch zu messen?
Georg schrieb:> Ist diese Spule eventuell nicht für diese "hohe" Frequenz (45MHz)> geeignet?
Nö. Die Güte wird wesentlich schlechter sein als angenommen.
HF Rechner schrieb:> Georg schrieb:>> Ist diese Spule eventuell nicht für diese "hohe" Frequenz (45MHz)>> geeignet?>> Nö. Die Güte wird wesentlich schlechter sein als angenommen.
Ok, welche Spule ist dann empfehlenswert? Hast Du da einen Tipp für
mich, oder vielleicht einen Hinweis auf welche Parameter bei der Auswahl
zu achten ist?
Bernd schrieb:> Eventuell ohne Tastkopf messen. Direkt an den Eingang des Oszi mit einem> Koax Kabel ?
Ok, aber dann muss ich das Oszi doch auf 50Ohm einstellen? Außerdem hat
ja das Koaxialkabel 50Ohm und am 1000Ohm-Widerstand wird es dann zu
Reflexionen kommen?
Helmut S. schrieb:> Du könntest den 1kOhm durch 910Ohm und 100Ohm in Reihe erestzen und dann> an den 100Ohm messen.
Ahja, das ist ja eine sehr gute Idee, werde ich mal ausprobieren!
Bernd schrieb:> Eventuell ohne Tastkopf messen. Direkt an den Eingang des Oszi mit einem> Koax Kabel ?
Und du meinst, ein Koax Kabel mit einer Impedanz von 1000Ω findet sich
so leicht?
Wolfgang schrieb:> Bernd schrieb:>> Eventuell ohne Tastkopf messen. Direkt an den Eingang des Oszi mit einem>> Koax Kabel ?>> Und du meinst, ein Koax Kabel mit einer Impedanz von 1000Ω findet sich> so leicht?
Wenn man direkt mit einem 50Ohm Kabel messen will, dann natürlich den 1k
Widerstand ersetzen durch 2*470Ohm in Reihe und am/im Oszieingang mit
50Ohm abschließen.
Helmut S. schrieb:> Wenn man direkt mit einem 50Ohm Kabel messen will, dann natürlich den 1k> Widerstand ersetzen durch 2*470Ohm in Reihe und am/im Oszieingang mit> 50Ohm abschließen.
Aber dann habe ich doch 470Ohm + (470*50)/(470+50)Ohm =~ 515Ohm statt
1000Ohm Last?!
Georg schrieb:> Aber dann habe ich doch 470Ohm + (470*50)/(470+50)Ohm =~ 515Ohm statt> 1000Ohm Last?!
Aso, oder ist es 470 + 470 + 50 ~= 1000Ohm, weil man dann das Oszi in
Reihe statt parallel anschließt?
Georg schrieb:> Georg schrieb:>> Aber dann habe ich doch 470Ohm + (470*50)/(470+50)Ohm>> =~ 515Ohm statt 1000Ohm Last?!>> Aso, oder ist es 470 + 470 + 50 ~= 1000Ohm, weil man> dann das Oszi in Reihe statt parallel anschließt?
Klar, wie denn auch sonst.
Das ist das Prinzip des resistiven 1:20-Tastkopfes.
50-Ohm-Abschluss am Oszi nicht vergessen!
Georg schrieb:> In der Simulation ist also alles nachvollziehbar und> funktioniert wie gewünscht.
Für einen praktischen Aufbau sind 7pF ziemlich wenig;
da bekommt man leicht Ärger mit den Streukapazitäten.
Für eine kampfbastlertaugliche Schaltung würde ich
versuchen, eine andere Struktur zu wählen, die größere
Kapazitäten verwendet.
Georg schrieb:> Georg schrieb:>> Aber dann habe ich doch 470Ohm + (470*50)/(470+50)Ohm =~ 515Ohm statt>> 1000Ohm Last?!>> Aso, oder ist es 470 + 470 + 50 ~= 1000Ohm, weil man dann das Oszi in> Reihe statt parallel anschließt?
Ja. Wichtig ist dabei dass der 50Ohm Widerstand im Idealfall im
Oszilloskop ist. Das haben aber nur die relativ teuren Oszillokope. Die
Notlösung ist dann ein 50Ohm Widerstand direkt am Eingang des
Oszilloskops. Diese 50Ohm-Abschlüsse gibt es fertig als "feed through
termination".
https://www.mouser.de/datasheet/2/829/HUBER_2bSUHNER_6701.01.B_DataSheet-1531173.pdf
HF Rechner schrieb:
>Georg schrieb:>> Ist diese Spule eventuell nicht für diese "hohe" Frequenz (45MHz)>> geeignet?>>Nö. Die Güte wird wesentlich schlechter sein als angenommen.
Das vermute ich auch, 1,1 Ohm Gleichstromwiderstand
der Spule ist schon sehr schlecht.
von Georg schrieb:
>Ok, welche Spule ist dann empfehlenswert?>Hast Du da einen Tipp für mich,
Eine Spule aus versilberten Kupferdraht,
Durchmesser vielleicht so so 0,8mm bis 1mm
>oder vielleicht einen>Hinweis auf welche Parameter bei der Auswahl>zu achten ist?
Der Gleichstromwiderstand sollte so klein
wie möglich sein.
Georg schrieb:> Hallo,>> Danke für die Tipps mit der Spule. Ich konnte diese hier finden:> https://ds.yuden.co.jp/TYCOMPAS/ut/detail?pn=LBM2016TR56J%20%20&u=M>> Wäre diese Spule geeignet?
Die Spule hat eine niedrigere Güte als deine vorherige Spule. Auch die
SRF ist nicht besser. Dein Problem ist doch nicht die bisherige Spule
sondern dass du nur mit 1kOhm belasten darfst und nicht mit einer
zusätzlichen Parallelkapazität durch die Messung. Da die Schaltung ja
vermutlich nicht dazu dient die Energie nur an einem 1kOhm-Widerstand zu
verbraten, musst du die Eingangskapazität der nachfolgenden Schaltung
bei der Wahl von C3 berücksichtigen.
Hallo Helmut,
Danke, ich glaube hier ist aber etwas durcheinander geraten. Das
Ursprüngliche Problem war ja tatsächlich die zusätzliche Kapazität durch
den Oszi-Tastkopf. Da hattest Du sofort den richtigen Hinweis gebracht.
Zusätzlich hatte man mich aber darauf hingewiesen, dass meine Spule viel
(1.1Ohm) Widerstand hat. Daher habe ich nach einer Spule mit geringerem
DC-Widerstand gesucht. Warum hat diese Spule niedrigere Güte? Bei
niedrigerem DC-Widerstand müsste die Güte doch steigen? Liegt es
eventuell an den unterschiedlichen Messfrequenzen?
1
Typ: CW0805-560
2
L: 560nH
3
DC-R: 1.1Ohm
4
Güte: 45 @ 100MHz
5
SRF: 340MHz
6
7
Typ: LBM2016TR56J
8
L: 560nH
9
DC-R: 0.29Ohm
10
Güte: 30 @ 25.2MHz
11
SRF: 300MHz
So ganz scheint da aber etwas nicht zusammen zu passen, denn lt.
Wikipedia gilt:
und z.B. für die CW0805-560 kommt man da auf:
Wo liegt mein Fehler? Wird R bei 100MHz größer als der DC-Widerstand?
Skin-Effekt? (Kam daher der Tipp mit dem versilberten Draht?)
Die Güte Q einer Spule hängt vom Ferritmaterial, dem Serienwiderstand
und der Frequenz ab. In einem Seriengerät baut man keine Spulen selber.
Man schaut bei den Herstellern nach dem besten Kompromiss. Bei dir kommt
es bestimmt auch nicht darauf an ob du 5% der Leistung in der Spule
verlierst oder 1%.
Helmut S. schrieb:> Die Güte Q einer Spule hängt vom Ferritmaterial, dem Serienwiderstand> und der Frequenz ab. In einem Seriengerät baut man keine Spulen selber.> Man schaut bei den Herstellern nach dem besten Kompromiss. Bei dir kommt> es bestimmt auch nicht darauf an ob du 5% der Leistung in der Spule> verlierst oder 1%.
Ok, Danke für die Info.
Ja, so sehe ich das auch, d.h. ich suche einfach nach einer Spule mit
guter Güte und die setzte ich dann ein. Vielleicht bleibe ich auch
einfach bei der CW0805-560, denn (wie Du schon geschrieben hast) ist
mein Problem ja die Kapazität parallel zu den 1000Ohm.
Oft ist aber bei den Herstellern die Güte nicht bei meiner
Betriebsfrequenz (45MHz) sondern z.B. bei 100MHz angegeben. Wie kann ich
da auf die Güte bei 45MHz schließen? Wie ist die Tendenz? Wird die Güte
mit steigender Frequenz eher schlechter?
Ja, und wie Du auch schon vermutet hast, kommt da später etwas anderes
dran, nämlich ein Filter. Und dieses hat nur 0.5pF || 1000Ohm, sodass
ich vermutlich kein Problem habe - mal ausprobieren.
Viele Grüße,
Georg
Georg schrieb
> Oft ist aber bei den Herstellern die Güte nicht bei meiner
Betriebsfrequenz (45MHz) sondern z.B. bei 100MHz angegeben. Wie kann ich
da auf die Güte bei 45MHz schließen? Wie ist die Tendenz? Wird die Güte
mit steigender Frequenz eher schlechter?
Die Güte steigt mit der Frequenz bis zu einem Maximum und fällt dann
wieder ab. Wenn man Glück hat findet man im Datenblatt ein Diagramm.
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