Beim spielen mit dem NanoVNA ist bei mir eine Verständnisfrage
aufgekommen:
Wenn ich einen 50 Ohm Durchgangswiderstand anschließe (an Port TX), sehe
ich im Smith Chart einen Punkt bei 50 Ohm. Bis jetzt keine Frage. Wenn
ich den Plot "S11 logmag" anzeige, sehe ich jedoch einen offenbaren
Hochpass-Charakter. Von 100 kHz bis 50 MHz so etwa 10 dB Unterschied.
Jetzt fragte ich mich: wieso sehe ich im Smith Chart nichts davon, aber
im S11 plot? Ich hätte erwartet, dass ich alles im S11 Plot was keine
waagerechte Linie ist auch dort sehen sollte.
danke für die Hilfe,
Olaf
Das Smithchart zeigt die Reflektion mit LINEARER Skala von 0 (Mitte) bis
1 (äußerer Rand).
In dB-Skalierung werden auch kleine Reflektionfaktoren wie 0.01 deutlich
sichtbar, die im Smithchart sehr nahe der Mitte liegen und praktisch
eine hervorragende Anpassung bedeuten.
Man muss also den Wert richtig einordnen, zumal die Reflektionsmessung
bei kleinen Werten zunehmend ungenau wird. Eine VNA-Kalibrierung ist
nicht exakt und mit der dB-Skala hat man bei der Anpassung uU eine
Scheingenauigkeit, wenn man bei -30 oder -40 dB S11 auswertet.
Olaf schrieb:> Jetzt fragte ich mich: wieso sehe ich im Smith Chart nichts davon, aber> im S11 plot? Ich hätte erwartet, dass ich alles im S11 Plot was keine> waagerechte Linie ist auch dort sehen sollte.
Na ja, von wo nach wo befinden sich denn die 10 dB Änderung?
Beziehungsweise wie dick ist der "Punkt" bei 50 Ohm?
Wenn |s_11| von -40 dB bis -30 dB ansteigt, dann ist der Widerstand ganz
ok. Und -30 dB entsprechen einem |s_11| von etwa 1/30. Wenn das
Smith-Chart einen Radius von 5 cm hat, dann ist 1/30 etwa 1,7 mm. Viele
Messpunkte (Frequenzen) siehst du dann als dicken Punkt.
Also ist das Smith Chart dann generell eher im Einsatz fürs Grobe?
Ich kann mich erinnern, schon mal in Datenblattern von Verstärkern und
Transistoren Smith Charts gesehen zu haben ohne viel damit anfangen zu
können. Heißt aber doch wenn ein Verstärker einer richtigen Kurve folgt
im Smith Chart, dass der nicht wirklich breitbandig ist?
Stichwort linear und log war schon mal super!
Olaf schrieb:> Also ist das Smith Chart dann generell eher im Einsatz fürs Grobe?
Es ist eher die Kurve "für die Praxis". ;-)
Außer für ein Messgerät interessiert eine so geringe Fehlanpassung
niemanden. Der übliche akzeptierte Wert für "ordentlich angepasst" ist
ja -10 dB oder SWR 1:2, das heißt, an einem 50-Ω-Ausgang hängt dann eine
Last zwischen 25 und 100 Ω. Ob die Last nun 49 oder 51 Ω hat, ist in der
Praxis völlig schnuppe.
Olaf schrieb:> Also ist das Smith Chart dann generell eher im Einsatz fürs Grobe?
Nein, im Gegenteil. Das Smithchart ist für viele Aufgaben unersetzlich,
weil du die Reflektion nach Betrag und Phase siehst.
In einer reinen Betragsdarstellung dB(S11) sehen Messobjekt 100 Ohm und
25 Ohm gleich aus, machen den gleichen Betrag von S11. Da hilft das
Smithchart, wenn man es einmal verstanden hat ist das eine sehr
handliche Darstellung.
Danke euch für die Antworten :-) Ich würde zwar noch nicht sagen, dass
jetzt plötzlich die Dunkelheit von mir gefallen ist, aber ein bischen
mehr erkenne ich.
Kann ich mir denn merken, dass (bezogen auf den Vertärker) wenn eine
Spirale erkennbar ist im Smith Chart das ganze nicht breitbandig ist?
Die Spirale deutet auf irgendwelche Resonanzeffekte hin.
Ist halt die Frage, wie groß sie um den Mittelpunkt kreist. Du kannst
dir ja für diese "klassischen" -10 dB einen Kreis um den Mittelpunkt
zeichnen lassen, alles, was sich innerhalb des Kreises befindet, ist
dann "OK". Gilt für den Verstärker analog: solange diese Spirale nur eng
um den Mittelpunkt dreht, hat er eben immer noch gute (wenn auch nicht
ideale) Breitbandigkeit.
Olaf schrieb:> Kann ich mir denn merken, dass (bezogen auf den Vertärker) wenn eine> Spirale erkennbar ist im Smith Chart das ganze nicht breitbandig ist?
Ja.
Der ABSTAND vom Zentrum zeigt den BETRAG der Reflektion, Wertebereich 0
(reflektionsfrei) bis 1 (Totalreflektion).
Die Rotation zeigt die Phase. Wenn du in ein langes Kabel mit offenem
Ende misst, dann siehst du eine hübsche Spirale wo der Betrag mit der
Frequenzenz sinkt (Kabeldämpfung verbessert die Anpassung) und die Phase
dreht kontinuierlich weiter.
Das Smith-Diagramm ist ein schnelles grafisches Tool für das Design von
Anpassgliedern.
Hier auch ein Beispiel für die Empfindlichkeit der Smith-Diagramm
Darstellung bei einem Filter (in diesem Fall schmales Quarzfilter).
Eingezeichnet VSWR-Kreis für 1:2 (S11~ -9.5db).
MfG, Horst
