Forum: HF, Funk und Felder Modell für Koaxialkabel mit Ferriten


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von Simon F. (Gast)


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Kennt jemand ein 4-Tor Modell für ein Semi Rigid Koaxialkabel mit 
Ferritkernen um den Äußeren Metallmantel zur Formung eines Baluns. Was 
ich also brauche ich ein Modell mit 4 Anschlüssen, damit man Kern und 
Mantel auf der einen Seite und Kern und Mantel auf der Anderen Seite 
hat. Ich suche so ein Modell um es in Qucs zu implementieren, um Baluns 
dieser Art zu simulieren.

von Viertroll (Gast)


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Simon F. schrieb:
> Kennt jemand ein 4-Tor Modell?

https://de.wikipedia.org/wiki/Vier-Tor-Pagode

Simon F. schrieb:
> ich also brauche ich ein Modell mit 4 Anschlüssen.

Ein Zweitor ist ein Modell mit vier Anschlüsse.

Aber weißt Du was Du willst?

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Beitrag #6782507 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Karl B. (gustav)


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Hi,
afaik ist die geläufigere Bezeichnung: "Vierpol".
http://wwwex.physik.uni-ulm.de/lehre/physikalischeelektronik/phys_elektr/phys_elektrse5.html

evtl. weiteres Stichwort: Giacoletto

ciao
gustav

von Percy N. (vox_bovi)


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Karl B. schrieb:
> Hi,
> afaik ist die geläufigere Bezeichnung: "Vierpol".

Der ist anders definiert als ein Zweitor.

von Poltor (Gast)


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von Koax & Konus (Gast)


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Poltor schrieb:
> 
https://www.eit.hs-karlsruhe.de/hertz/teil-b-gleichstromtechnik/vierpole/beschreibung-des-klemmenverhaltens-von-linearen-vierpolen.html
>
> Ein Zweitor ist ein Sonderfall eines Vierpols.

Njein, es ist für die Netzwerk berechnung der Modell-fall. 'Sonderfall' 
klingt nach, brauchen wir nicht zu betrachten, weil nur zu 0,015 
vorkommend.

Schau dir mal die Kleinsignalersatzschaltbilder von Transistoren an -> 
alles Zweitore.

Interessant wäre jetzt eher, welche Parameter der TO Benötigt, S- oder 
doch Z-, Y-, H-, ...

von Percy N. (vox_bovi)


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Koax & Konus schrieb:
> 'Sonderfall' klingt nach, brauchen wir nicht zu betrachten, weil nur zu
> 0,015 vorkommend

Nein. Die Aussage "ein Kreis ist ein Sonderfall der Ellipse" beschreibt 
kein Regel-Ausnahme-Verhältnis. So auch hier. Allerdings sind echte 
Teilmengen notwendig weniger mächtig als ihre Obermengen.

Wenn es Dir lieber ist, kannst Du auch von "Spezialfall" reden.

: Bearbeitet durch User
von Günter R. (guenter-dl7la) Benutzerseite


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Würde mich auch interessieren, um z.B. den "Kabel-Inverter" HP-15116A zu 
modellieren, den HP vor ewigen Zeiten als Zubehör vertrieben hat, im 
Pulse bis =< 500 ns zu invertieren (quasi ein elektrisches Pendant zum 
Bowdenzug beim Fahrrad).

Bei Semirigid hat man den Vorteil, dass im Gegensatz zu schlecht 
bedeckten Koax-Schirmen erst mal nichts außen vom Innenleiter her 
durchgekoppelt fließt.

: Bearbeitet durch User
von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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von Christoph B. (Gast)


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Günter R. schrieb:
> Würde mich auch interessieren, um z.B. den "Kabel-Inverter"
> HP-15116A zu
> modellieren, den HP vor ewigen Zeiten als Zubehör vertrieben hat, im
> Pulse bis =< 500 ns zu invertieren (quasi ein elektrisches Pendant zum
> Bowdenzug beim Fahrrad).
>
> Bei Semirigid hat man den Vorteil, dass im Gegensatz zu schlecht
> bedeckten Koax-Schirmen erst mal nichts außen vom Innenleiter her
> durchgekoppelt fließt.

Ich bin auf den Thread aufmerksam gemacht worden. Mich würde mal 
interessieren wie man diese Ferrite um den Schirm auswählt und wonach 
man den Abstand zwischen Außendurchmesser des Kabels und 
Innendurchmesser des Ferrits bemisst. Ich vermute mal je weniger desto 
besser.

von Günter R. (guenter-dl7la) Benutzerseite


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Abdul K. schrieb:
> Du meinst eine Multimode-Sim eines Koaxkabels?

nein, ich meine Verluste, die durch einen minderwertigen "Schirm" 
(unten) resultieren, also Ein- oder Abstrahlung. Belege ich den 
Außenleiter dann mit Ferrit und seinen frequenzabhängigen  Verlusten 
wegen  µ' und µ" zusätzlich, ergibt sich gegenüber Semirigid ein völlig 
anderes Bild.

Andere Effekte entstehen durch Eigenresonanzen und Zusatzverluste der 
Gleichtaktinduktivität durch die Suszeptibilität der Ferritmaterialien. 
Von Potter gibt es z.B. ein altes (1944, R.K. Potter, 'Antenna System', 
Nr. 2 485 457)  Patent, was für eine Antenne eine abstimmbare 
Gleichtaktdrossel vorsieht.

BTW/OT: Ich nehme für meine Fälle meist mehrere Kerne unterschiedlicher 
Bereiche nach dem Prinzip 'Hoffnung und Nachmessen mit dem VNWA'. Keller 
mit seinem gleichnamigen Balun setzt auf mehrere Einzellösungen 
hintereinander. a(uf meiner website etwas ausführlicher).

: Bearbeitet durch User
von Christoph B. (Gast)


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Günter R. schrieb:
> Abdul K. schrieb:
>> Du meinst eine Multimode-Sim eines Koaxkabels?
>
>
> BTW/OT: Ich nehme für meine Fälle meist mehrere Kerne unterschiedlicher
> Bereiche nach dem Prinzip 'Hoffnung und Nachmessen mit dem VNWA'. Keller
> mit seinem gleichnamigen Balun setzt auf mehrere Einzellösungen
> hintereinander. a(uf meiner website etwas ausführlicher).

Hast du eventuell Erfahrung zur Auswahl der Ferrite für sehr 
breitbandige Baluns im Bereich 1MHz bis 6Ghz? Die meisten toroiden 
Ferritkerne sind höchstens bis 2GHz spezifiziert.

von Günter R. (guenter-dl7la) Benutzerseite


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Christoph B. schrieb:
>> Abdul K. schrieb:
>>> Du meinst eine Multimode-Sim eines Koaxkabels?

nein, betrachte (vorerst) nur TEM-Ausbreitung auf dem Kabel.

Ferrite:

Brauchbare Ferrit-Spezifikationen weit über 100 MHz sind ziemlich 
heikel. U60 bzw XO60 war früher® für höhere Güten die Wahl. Über 2 GHz 
ist mir auch nichts bekannt.  Das µ" wird zu dominant und das 
transformatorisch erforderlich µ' zu klein. Auch Konstruktionen à la 
Guenella werden kritisch, wenn es so breitbandig werden soll. Im 
GHz-Bereich sind meist nur noch Leitungsstrukturen üblich. Was in der 
Messtechnik noch gerade geht, ist bei höheren Leistungen eh nur schwer 
machbar (vgl bei mir die Betrachtungen zur SWR-Brücke).

: Bearbeitet durch User
von Christoph B. (Gast)


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Günter R. schrieb:
> Ferrite:
>
> Brauchbare Ferrit-Spezifikationen weit über 100 MHz sind ziemlich
> heikel. U60 bzw XO60 war früher® für höhere Güten die Wahl. Über 2 GHz
> ist mir auch nichts bekannt.  Das µ" wird zu dominant und das
> transformatorisch erforderlich µ' zu klein. Auch Konstruktionen à la
> Guenella werden kritisch, wenn es so breitbandig werden soll. Im
> GHz-Bereich sind meist nur noch Leitungsstrukturen üblich. Was in der
> Messtechnik noch gerade geht, ist bei höheren Leistungen eh nur schwer
> machbar (vgl bei mir die Betrachtungen zur SWR-Brücke).

Ok mal als Beispiel diesen Koppler. 
https://www.mikrocontroller.net/attachment/482240/GHz-Directional-Bridge.pdf 
Da werden Ferrite genommen, die nicht für diese Frequenzen spezifiziert 
sind und das scheint zu funktionieren. Ich habe das natürlich nicht 
geprüft.

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Streifenleitungsrichtkoppler gibt es doch mit mehr als 100W 
Belastbarkeit für den GHz- Bereich.

von Christoph B. (Gast)


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Abdul K. schrieb:
> Streifenleitungsrichtkoppler gibt es doch mit mehr als 100W
> Belastbarkeit für den GHz- Bereich.

Aber wie breitbandig bekommt man die hin?

von Günter R. (guenter-dl7la) Benutzerseite


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Das funktioniert mit Abstrichen. Ich habe z.B. damals die Brücke nach 
DJ7VY mit ordinären Ferrit-Dämpfungsperlen gebaut und bis 1,8 GHz 
(konnte szt. nicht weiter messen) recht gute Ergebnisse erreichen 
können. Im qrpforum.de finden sich in diesem Zusammenhang viele weitere 
Beiträge diesbezüglich zum Thema SWR-Brücke. Sind das die Baluns, die du 
modellieren willst?

Wobei hier die Ferrit-Eigenschaften durch die Symmetrie des Aufbaus 
etwas in den Hintergrund treten, wichtiger ist eben die Symmetrie der 
Zweige. IM Übrigen werden die Hersteller (habe hier Brücken von z.B. HP 
und Wiltron  in der Schublade) wohl auch Zugang zu besonderen 
Ferrit-'Gebäcken' haben ;-)

: Bearbeitet durch User
von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Ferrite funktionieren auch jenseits ihrer Grenzfrequenz, die Verluste 
werden dann nur immer größer bis es irgendwann einfach nicht mehr genug 
zu messen gibt.

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Christoph B. schrieb:
> Aber wie breitbandig bekommt man die hin?

20:1 scheint kein Problem zu sein.

von Günter R. (guenter-dl7la) Benutzerseite


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Abdul K. schrieb:
> Ferrite funktionieren auch jenseits ihrer Grenzfrequenz

OK, wie ist diese Frequenz definiert?

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Vermutlich Realanteil gleich Blindanteil.

von Christoph B. (Gast)


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Günter R. schrieb:
> Abdul K. schrieb:
>
>> Ferrite funktionieren auch jenseits ihrer Grenzfrequenz
>
> OK, wie ist diese Frequenz definiert?

Ich ziele eher auf den Bau eines kopplers ab. Der link auf den 300khz 
bis 13ghz Koppler sieht schon ganz vielversprechend aus nur ist mir 
nicht ganz klar wie sich solche ferrite eben bei hohen Frequenzen 
verhalten. Der Sinn ist ja Strom auf dem äußeren Mantel zu sperren nur 
weiß man nicht ob die ferrite das bei z.B. 4ghz immer noch machen.

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Die umschließenden Ferrite entkoppeln die beiden Enden des Koaxkabel, so 
daß das Potenzial des linken Zweiges der Brücke nicht gegen Masse 
kurzgeschlossen wird. Das Kabel wird dadurch zum differential zu single 
ended -Wandler.
Man kann auch einfach einen ADC mit differentiellen Eingängen direkt 
ohne diesen Koaxkabelwandler an die Brücke hängen. Im N1201SA ist das 
glaub so gemacht.

Falls ich Blödsinn schreibe, einfach korrigieren. Bin mit diesem Gebiet 
auch noch nicht durch.

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Günter R. schrieb:
> Ich habe z.B. damals die Brücke nach DJ7VY mit ordinären
> Ferrit-Dämpfungsperlen gebaut

Kannst du dieses Konstrukt mit den beiden Leitungen erklären? Ich kenne 
die Verschaltung nämlich anders.

von Günter R. (guenter-dl7la) Benutzerseite


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Abdul K. schrieb:
> Vermutlich Realanteil gleich Blindanteil.

Tumma leid, 'vermutlich' bringt garnix. Dann müsstest du dir eine 
definierte Anordnung dazudenken, mit einem Prüfkörper aus dem 
DUT-Ferrit. Hättest du nicht noch was Genaueres in petto?
------------------

Ein freies Leitungstück geringen Durchmessers bzw. großen Abstands zu 
anderen Leitern hätte nun mit ca. 1 nH/mm auch wirksame (wenn auch sehr 
kleine) Eigeninduktivität. Es liefe darauf hinaus, mit einem 
breitbandigen Analyzer auf so einem Durchgangsstück an/neben so einer 
Leitung die zu untersuchenden Ferrite zu plazieren und deren 
Eigenschaften aus den veränderten s-Parametern zu extrahieren. Für 50 
Ohm unsymmetrisch habe ich für solche Zwecke einen Jig (auf Rogers) zur 
Hand. (die schmale Trennung in der Mitte der Leitung ist gerade 
zugelötet)

: Bearbeitet durch User
von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Für die Ferrite gibt es Kurven in Datenbüchern, da schaue ich einfach 
nach. Als Faustformel gilt: Für ein Ferritmaterial Resonanter 
Schwingkreis Anwendung mit hoher Güte bei Frequenz f und bei 10facher 
Frequenz als Dämpfungsmaterial.

Snelling Soft Ferrites für die Härtner.

von Volker M. (Gast)


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Günter R. schrieb:
> Abdul K. schrieb:
>> Du meinst eine Multimode-Sim eines Koaxkabels?
>
> nein, ich meine Verluste, die durch einen minderwertigen "Schirm"
> (unten) resultieren


Günter R. schrieb:
> Christoph B. schrieb:
>>> Abdul K. schrieb:
>>>> Du meinst eine Multimode-Sim eines Koaxkabels?
>
> nein, betrachte (vorerst) nur TEM-Ausbreitung auf dem Kabel.


Glückwunsch, du hast den Thread zur 4-PORT MODELLIERUNG IN DER 
SIMULATION einer Leitung mit Ferrit als Gleichtaktsperre erfolgreich 
gekapert und auf ein ganz anderes Themenfeld geführt.

von Christoph B. (Gast)


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Volker M. schrieb:
>
> Glückwunsch, du hast den Thread zur 4-PORT MODELLIERUNG IN DER
> SIMULATION einer Leitung mit Ferrit als Gleichtaktsperre erfolgreich
> gekapert und auf ein ganz anderes Themenfeld geführt.

Das war jetzt keine absichtlich böse Handlung hier irgendwas zu kapern. 
Ich denke aber die Simulation eines solchen Baluns könnte auch helfen 
ein Modell zu entwickeln.

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Und nun...

Wie wäre es eine dritte Leitung im Spice-Modell einzuführen, die die 
Kopplung von Innen- und Außenleiter realisiert? R' definieren, hm.

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Meinte G'

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