Guten Morgen. Ich würde gerne für eine Anwendung ein Filter aus meiner Bastelkiste verwenden, und weiss nicht, wie ich hier messen soll. Zunächst hat mein VNA einen Eingangswiderstand von 50 Ohm, das Filter vermutlich nicht. Es wird also erforderlich sein, eine Anpassung vorzunehmen. Diese muss nur im Frequenzbereich des Filters anpassen. Ich muss also die Mittenfrequenz des Filters messen. Kann ich das Filter als frequenzbestimmendes Bauelement in einen Oszillator einsetzen und so die Mttenfrequenz messen? Und wie messe ich die Ein/Ausgangsimpedanzen des Filters? Die Annahme, dass es schon passst, erscheint recht optimistisch...:-) Grüsse Robert
Nein, es handelt sich um Filter in meiner Bauteilekiste, und es sind passive Filter, auch Quarzfilter, aber meistens LC oder LCR Filter aus der Nachrichtentechnik.
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Hans Nussbaum hat sehr interessante Bücher geschrieben. Unter anderem einen variablen Oszillator mit einer Messbrücke koppeln, damit kann man den Eingangswiderstand ablesen,aber der verwendete Oszillator geht nur bis 50 Mhz. Was du benötigst ist nur noch eine Messbrücke.So ein komplettes Gerät mit eingebautem Frequenzzähler habe ich mal gekauft. Aber dein VNA geht in der Frequenz höher als 50 Mhz vom LTC1799 Oszillator. Gruß Hans
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Mit nem Specci, den nen Trackiggenerator hat ausmessen. Oder mit Prüfgenerator / Meßsender und Millivoltmeter die Kurve aufnehmen. @All: Könnte man nicht mittels nem kleinen Verstärker in Basisschaltung nicht ein Anpassungsglied bauen? mfg
R. F. schrieb: > Zunächst hat mein VNA einen Eingangswiderstand von 50 Ohm, das Filter > vermutlich nicht. was für einen VNA hast Du denn? man kann ggf. die Impdanzen umrechnen dafür gibt es im VNWA ein fertiges Werkzeug Wenn du Messungen exportieren kannst ginge dieses Werkzeug auch im VNWA. das Tool ist free eric1
von R. F. schrieb: >Und wie messe ich die Ein/Ausgangsimpedanzen des Filters? Die Annahme, >dass es schon passst, erscheint recht optimistisch...:-) Mit einem einstellbaren Koppelwiderstand zwischen Generator und Schwingkreis. Schwingkreis auf Resonanz bringen und den Koppelwiderstand soweit vergrößern bis die Amplitude des Schwingkreises auf die Hälfte der Leerlaufspannung des Generators zurück geht. Dann ist der Resonanzwiderstand des Schwingkreises = Innenwiderstand des Generators + Koppelwiderstand. Das messen der Amplitude möglichst lose machen mit einem sehr kleinen Koppelkondensator, hochohmig messen oder mit einer einzigen Koppelwindung, damit der Schwingkreis wenig belastet wird. >Kann ich das Filter als frequenzbestimmendes Bauelement in einen >Oszillator einsetzen und so die Mttenfrequenz messen? Ja, wenn der Oszillator vernünftig dimensioniert ist. Also Rückkoplung nicht zu fest machen, gerade so das er anschwingt. >auch Quarzfilter, Für Quarzfilter gibt es Datenblätter, da steht alles genau drinn.
eric1 schrieb: > was für einen VNA hast Du denn? man kann ggf. die Impdanzen umrechnen Ja, da ist eine etablierte und korrekte Methode. Man kann in 50 Ohm messen und nachträglich auf andere Portimpedanzen umrechnen. Hier ist ein Beispiel für 50 nach 75 Ohm: https://www.maximintegrated.com/en/design/technical-documents/tutorials/2/2866.html
R. F. schrieb: > Mittenfrequenz Bei Filtern geht es grundsätzlich um die Grenzfrequenz. Schon gesucht? Filter messen eingegeben und auf Anhieb gefunden https://www.youtube.com/watch?v=7xwLJnb_YCw
> Für Quarzfilter gibt es Datenblätter, da steht alles genau drinn.
Es gibt genug Filter fuer die es kein Datenblatt gibt.
Fuer eine ueberschlaegige Aufnahme der Filterkurve muss dich
die Fehlanpassung erstmal nicht uebertrieben stoeren.
Mit einem Trackinggenerator geht das einfach.
Kaum ein Filter hat am Eingang oder am Ausgang 50 Ohm.
Kopple den Ausgang deines Speckis ueber z.B. 1 k an das Filter
und am Eingang machst du das mit 1 k genauso.
Bei schmalbandigen Filtern muss man langsam sweepen.
Und: Nicht mit gerade mit voller Leistung auf das Filter braten.
Also eher 100 mV als 1 V.
Wenn du fuer die 1 k induktivitaetsarme Einstellregler nimmst,
kannst du diese u.U. auf minimale Welligkeit der Kurve trimmen.
Dann weisst du auch gleich was das Filter da sehen will...
R. F. schrieb: > Ich habe einen nanovna und einen GHF-D500. Kannst Du mit dem Touchtone Files von einer Messung exportieren ? Also Messungen von S21 Betrag und Phase oder Realteil / Imaginäteil ? Mn braucht für die Umrechnung alle 4 S-Parameter. Die dir fehlenden S12, S22 bekommt man durch Umdrehen des DUT eric1
R. F. schrieb: > Ich würde gerne für eine Anwendung ein Filter aus meiner Bastelkiste > verwenden, und weiss nicht, wie ich hier messen soll. Wie bereits meine Vorredner sagten: Mit dem VNA die S-Matrix des Filters messen. Diese kann man auf eine andere (i.a. auch komplexe) Impedanz an Ein- und Ausgang umrechnen und sehen, wie sich das Filter dann verhält. Die meisten VNA können das in der Firmware, ansonsten kann man das offline machen. Das sind nur ein paar Handgriffe mit Matlab, Octave, o.ä. > Und wie messe ich die Ein/Ausgangsimpedanzen des Filters? Die Annahme, > dass es schon passst, erscheint recht optimistisch...:-) Du willst, wenn ich Dich richtig verstehe, nicht die Ein- und Ausgangsimpedanz des Filters bestimmen, sondern wissen, wie es an eine gegebene Impedanz (z.B. 50 Ohm) angepasst werden muss, damit es sich so verhält, wie es sich der Entwickler gedacht hat. Wenn Du die S-Matrix hast, kannst Du den Einfluss von geeigneten Anpassnetzwerken am Ein- und Ausgang einfach hinzurechnen. Das können VNA meist in der Firmware (nennt sich Embedding). Deutlich bequemer ist es, das offline zu machen. Für die Rechnung kann man z.B. Matlab o.ä. benutzen, wenn man etwas programmieren möchte, oder ein Simulationsprogramm nehmen, in das man die gemessene S-Matrix importiert. Dann kann man die Parameter des Anpassnetzwerks variieren und es so anhand des Verhaltens des Filters mit den Anpassnetzwerken optimieren. Simulationsprogramme haben dafür auch eingebaute Optimierer, mit denen man z.B. die Welligkeit im Durchlassbereich minimieren kann. Für ein Quarzfilter wird es wahrscheinlich ein einfaches LC-Glied zur Anpassung tun, und man kann das von Hand optimieren, so kritisch ist die Sache nicht.
Falls es der NWA nicht in seiner Firmware schon kann, (was bei einigen der Fall sein dürfte!) oder man es sowieso offline machen könnte, sind die Matrizen hier niedergeschrieben https://hb9fsx.ch/wordpress/wp-content/plugins/download-attachments/includes/download.php?id=895 ab Seite 6. Man kann auf beliebige Portimpedanzen umrechnen und die Ports können auch verschiedene Impedanzen aufweisen. Tobias
Angehängte Dateien:
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Fanet2-4.jpg
100 KB
R. F. schrieb: > Ich würde gerne für eine Anwendung ein Filter aus meiner Bastelkiste > verwenden, und weiss nicht, wie ich hier messen soll. > > Zunächst hat mein VNA einen Eingangswiderstand von 50 Ohm, das Filter > vermutlich nicht. Also wenn du einen Wobbler hast (sogar einen vektoriellen !), dann miß dir deine Filter doch einfach zuerst mal grob aus: 1. Nimm dir zwei kleine Einstellregler von 220 Ohm und setze diese in Reihe mit deinem Wobblerausgang und deinem Wobblereingang. 2. Setze dein Filter dazwischen und schau dir die sich ergebende Durchlaßkurve an. Zumeist wird diese etwa so aussehen wie auf dem beigefügten Bild: Zackig wegen zu kleiner Impedanzen am Eingang und Ausgang. Aber: 3. Selbst aus solchen Kurven kannst du zumindest GROB erkennen, was so ein Filter bei richtiger Anpassung für eine Bandbreite und Flankensteilheit haben wird. Im Bild: Telequarz TQF 334-01A mit etwa 200 kHz Bandbreite. 4. Mit den Einstellreglern kann man so lala testen, ob man damit die richtigen Impedanzen trifft. Bei vielen Quarzfiltern reicht das jedoch nicht aus, denn da gibt es viele, die Abschlußimpedanzen von 2..4 kOhm benötigen. Da ist es egal, ob man die mit 50 oder 270 Ohm fehlanpaßt. Nochwas: das finale Abgleichen der Filter muß man nach meiner Erfahrung in der fertigen Schaltung tun - aber OHNE direkt mit irgend etwas an die Filter selbst heranzutasten. Dazu muß man eben ein Signal in den Antenneneingang speisen und das Signal am Ausgang des Verstärkers/Mischers hinter dem Quarzfilter abgreifen. Mit einem VNA stehst du da auf dem Schlauch, da ist ein normaler Wobbler die bessere Wahl. W.S.
Hallo zusammen.
> Ich habe einen nanovna und einen GHF-D500
Nano-NVA, hurra..., und jetzt?
'nanovna' ok, aber wer, was ist GHF-D500? Bei mir spuckt Google nur
Kameras u.ä. aus? Muss ich das jetzt wissen?
Die Sxx -> Syy -> Szz Orgie scheint ja vorbei zu sein. Geht es auch
anders? Die tollsten Teile, und man weiss nicht damit umzugehen. So ein
VNA muss schon her..., für das übrige Equipment 4GHz mindestens, sonst
kann ich nachts nicht ruhig schlafen...
Ich frage mich, wie die Menschheit, nicht nur ohne dieses Teil, bis ins
Jahr 2020 gekommen ist?
Ich bin bewusst so sarkastisch! Wo kommen wir als Amateure her? Lasst
doch die Kirche im Dorf. Vor nicht all zu langer Zeit war es
unvorstellbar, was uns die moderne Technik und der freundliche Mann aus
Fernost für bezahlbares Geld bietet. 'Das Dämpfungsglied hat aber bei
2.874523.. GHz (Scheiss Zähler) einen Einbruch um 0.25dB..' und ähnliche
Scherze. Das sind Teile, von denen ein Amateur nicht nur vor 20 oder 25
Jahren geträumt hätte.
@ TO
Fein, wenn man hier fragen kann, ok. Dann sollten man aber zumindest die
Grundlagen parat haben und zeigen, dass man sich mit dem Problem
auseinander gesetzt hat.
Es gibt auch schlaue Bücher, Tutorials (mit Sicherheit ohne Ende) und
YouTube wird wohl auch einiges drauf haben.
Nix für ungut, wie man im Rheinland so sagt..., aber das musste ich
jetzt loswerden. '…denn sie wissen nicht, was sie tun'
73
Wilhelm
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Wilhelm S. schrieb: > Die Sxx -> Syy -> Szz Orgie scheint ja vorbei zu sein. Geht es auch > anders? was ist das? :-)
@Wilhelm S.: Ein wenig Textverständnis fehlt dir noch. Wenn du das hättest, würdest du wissen, dass ich nicht nach der Messmethode oder -Verfahren gefragt habe, sondern nach der Anpassung eines Filters an einen VNA, der eine gegebene Impedanz hat. Hier geht es konkret um den Messfehler, oder um dessen Beseitigung. Ich weiss, dass es mehrere Möglichkeiten gibt, eine davon ist die transformatorische Anpassung. Für dies ist eine Kenntnis des Frequenzbereiches erforderlich, hier richtet sich die Frage nach der Anwendung des Filters als frequenzbestimmendes Bauelement in einer Oszillatorschaltung. Ich meine, dass ich das Problem ausreichend weit analysiert habe. Dies wird auch durch einige reichhaltige Antworten belegt, einige Alternativen (Basisschaltung) sind auch dabei. Aber ich verkneife mir jetzt die weitere Analyse deiner Äusserung hier, das solltest du selbst machen. Und teile uns das Ergebnis doch mit. Dann haben wir alle was davon.
Sri, nehme alles zurück und behaupte das Gegenteil ;-)
@ Tobias
Das sollte die Rechenorgie zwischen den S-Parametern darstellen.
Wenn man es kann, ist es natürlich ganz einfach.
@ TO
Du hast recht, das habe ich so nicht verstanden, es erschien mir wie ein
Hilferuf 'jetzt habe ich so ein tolles Teil und komme nicht weiter'.
Deine Frequenzen kannst du ja nicht angeben, aber wenn es im KW-Bereich
stattfindet, ist der empfohlene Weg über den ( u.U. einstellbaren)
Serienwiderstand doch der sinnvollste und ich denke einfachste. Siehe
Beispiele aus der 'Time Domain Reflectometry' Messung. Das ist ja
genügend dokumentiert.
> aber wer, was ist GHF-D500?
Das weiss ich jetzt immer noch nicht.
Entschuldigung
73
Wilhelm
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Das ist ein VNA auf der basis einer Arbeit, die im Funkamateur erschienben ist und von einigen Leuten auf 500 MHz erweitert wurde.
R. F. schrieb: > Wenn du das hättest, würdest du wissen, dass ich nicht nach der > Messmethode oder -Verfahren gefragt habe, sondern nach der Anpassung > eines Filters an einen VNA, der eine gegebene Impedanz hat. Hier geht es > konkret um den Messfehler, oder um dessen Beseitigung. Warum willst Du das machen? Für den Übergang von 50 Ohm des Ports auf z.B. 1 kOhm eines Filters bekommt man ca. 7,5 dB Verlust durch Fehlanpassung. Für zwei solcher Übergange sind es maximal 15 dB, je nach Phasenlage. Bei einem Dynamikumfang des Messgeräts von >100 dB juckt einen das nicht weiter. Sieht man auch in dem von W.S geposteten Bild. Und die Tatsache, dass die S-Matrix standardmäßig auf 50 Ohm bezogen ist, nachdem sie gemessen wurde, ist bedeutungslos; man kann sie jederzeit auf eine andere Bezugsimpedanz transformieren. Wilhelm S. schrieb: > Deine Frequenzen kannst du ja nicht angeben, aber wenn es im KW-Bereich > stattfindet, ist der empfohlene Weg über den ( u.U. einstellbaren) > Serienwiderstand doch der sinnvollste und ich denke einfachste. Siehe > Beispiele aus der 'Time Domain Reflectometry' Messung. Das ist ja > genügend dokumentiert. Wie bereits gesagt: Kennt man die S-Matrix des Filters als Funktion der Frequenz, beschreibt diese das lineare Verhalten des Filters vollständig. Also weiß man auch, wie es sich mit unterschiedlichen Anpassnetzwerken verhält. Diese kann man also rechnerisch mithilfe der Daten ermitteln. Das können auch Amateure. Gleichwohl gilt natürlich: W.S. schrieb: > Nochwas: das finale Abgleichen der Filter muß man nach meiner Erfahrung > in der fertigen Schaltung tun - aber OHNE direkt mit irgend etwas an die > Filter selbst heranzutasten. Deswegen sieht man am besten ein Abgleichelement vor. Auch das kann man mit der gemessenen S-Matrix geeignet auslegen. W.S. schrieb: > Dazu muß man eben ein Signal in den > Antenneneingang speisen und das Signal am Ausgang des > Verstärkers/Mischers hinter dem Quarzfilter abgreifen. Mit einem VNA > stehst du da auf dem Schlauch, da ist ein normaler Wobbler die bessere > Wahl. Wenn der Analysator (VNA, Spektrumanalysator mit Tracking-Generator) frequenzumsetzende Messungen unterstützt, geht es auch damit.
Mario H. schrieb: > Wenn der Analysator (VNA... Also das, was man so aus den Amateurkreisen der letzten Jahre kennt, sieht immer so aus, daß man 2 Rechteck-Generatoren hat (ADF 4351 o.ä.), einer als Stimulus, der andere als Direktmischer, so um ein paar kHz neben dem Stimulus. Der Rest ist dann Signalverarbeitung im NF-Bereich. Von da her glaube ich nicht falsch damit zu liegen, daß ein solcher VNA zum Abgleich in einem echten Empfänger untauglich ist. Das Thema Empfängerabgleich war damals übrigens auch nie im Gespräch beim FA, als deren erster Wobbler ("NWT..") herauskam. Die Leute wollten damit eigentlich immerzu nur ihre Antennen anschauen. Mario H. schrieb: > Deswegen sieht man am besten ein Abgleichelement vor. Ja. Allerdings ist es sehr hilfreich, schon vorher wenigstens einen Anhaltspunkt zu haben, wo denn die E/A-Impedanzen so etwa liegen könnten. Mario H. schrieb: > Für den Übergang von 50 Ohm des Ports auf > z.B. 1 kOhm eines Filters bekommt man ca. 7,5 dB Verlust durch > Fehlanpassung. Auch ja, aber das ist kein Thema für den versierten Amateur. Das Thema ist, daß sich die Filtercharakteristik z.T. dramatisch verschlechtert, wenn man zu niederohmig abschließt. Wenn man das weiter oben gezeigte Filter richtig abschließt, hat es eine fast rechteckige Durchlaßkurve. Da spielen übrigens auch Impedanzen eine Rolle und die sind fast nie wirklich vorherzusagen, solange man kein Datenblatt hat. Aber mE. ist es besser, sein Zeugs in der Bastelkiste erstmal grob durchzumessen um zu erkennen, ob es noch was taugt, als dazusitzen und auf bessere Gelegenheiten zu warten. W.S.
W.S. schrieb: > Von da her glaube ich nicht falsch damit zu liegen, daß ein solcher VNA > zum Abgleich in einem echten Empfänger untauglich ist. Das mag sein. Beliebige Sende- und Empfangsfrequenzen gibt es bei professionellen VNA auch nur als relativ teure Option. Einige Tracking-Generator-Optionen für R&S-Spektrumanalysatoren, die ich kenne, können das allerdings von Haus aus. > Auch ja, aber das ist kein Thema für den versierten Amateur. Das Thema > ist, daß sich die Filtercharakteristik z.T. dramatisch verschlechtert, > wenn man zu niederohmig abschließt. Ich finde es durchaus einfacher, schlicht die S-Matrix des Filters zu messen und ein passendes Anpassnetzwerk, das die Durchlasskurve optimiert, mithilfe Messdaten am Bildschirm zu entwerfen, als per Trial and Error Bauteile dranzulöten und zu gucken. Für letzteres braucht man auch keine vektorielle Messung. > Da spielen übrigens auch Impedanzen eine Rolle und die sind fast nie > wirklich vorherzusagen, solange man kein Datenblatt hat. Wie schon erwähnt kann man diese Information aus der der S-Matrix ableiten, die einem der VNA direkt liefert. Die optimalen Impedanzen bzw. Anpassentzwerke kann man daraus ermitteln.
> Ich finde es durchaus einfacher, schlicht die S-Matrix des Filters zu > messen und ein passendes Anpassnetzwerk, das die Durchlasskurve > optimiert, mithilfe Messdaten am Bildschirm zu entwerfen, als per Trial > and Error Bauteile dranzulöten und zu gucken. Wenn es so einfach ist, dann bitte mal eine praktische Demonstration. Mit 2 Einstellreglern dauert es keine Minute...
Larry schrieb: > Wenn es so einfach ist, dann bitte mal eine praktische Demonstration. es IST einfach. Die Gleichungen habe ich in meinem Link oben gepostet. Du misst die kompletten S-Parameter des Filters in der 50 Ohm-Welt und nimmst die S-Parameter in dein Rechenprogramm rein. Mit der Transformationsgleichung für die Portimpedanz guckst du dann, wie das Filter in der 60,70,80... Ohm-Welt aussieht und kannst sogar optimieren. Da selbst Quarzfilter in der Regel symmetrisch sind, braucht man nur eine einzige Variable für die beiden Portimpedanzen. > Mit 2 Einstellreglern dauert es keine Minute... erstens dauert es bestimmt länger, zweitens musst du an beiden Potis die gleiche Impedanz einstellen und drittens würde ich einem Poti bei diesen Frequenzen nicht trauen. Poti ist für DC oder ein paar kHz. Wenn dein Poti für ein 10.7MHz Quarzfilter taugt, dann ist es Zufall.
> zweitens musst du an beiden Potis die > gleiche Impedanz einstellen Eingangs- und Ausgangsanpassung sind voneinander unabhaengig, und regelmaessig sind auch die Werte fuer eine optimale Anpassung mit minimalem Durchlassripple unterschiedlich. > Poti ist für DC oder ein paar kHz Mein D.U.T. war ein 16 MHz Quarzfilter. Da sind kleine Trimmpotis noch hinreichend reaktanzfrei. Und das ist kein Zufall. Aber jeder wie er will.
>Ich würde gerne für eine Anwendung ein Filter aus meiner Bastelkiste verwenden, und weiss nicht, wie ich hier messen soll. Dafür benutze ich eine serielle Messbrücke: NWTout --> Pi-Glied -6db --> Messobjekt --> Pi-Glied -6db --> NWTin Pi-Glied -6db: http://www.sengpielaudio.com/Rechner-pads.htm R1, R2: 150R R3: 37R (82R und 68R parallel) NWT oder VNA oder ähnliche Geräte. Dran denken, die -12dB der Dämpfungsglieder rauszurechnen oder wegzukalibrieren! Mit dem Aufbau kann man auch z.B. Quarze direkt vermessen.
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