Hallo zusammen, Ich analysiere derzeit einen Versuchsaufbau einer Lecherleitung (Z0 = 225 Ohm; l = 1,5m) welcher stehende Wellen veranschaulichen soll. Als ich mit einem Puls auf die Leitung bin, ist mir ein Problem bei den Reflexionseigenschaften aufgefallen. Der Puls trifft auf die Lecherleitung und wird wie erwartet am Ende vollständig reflektiert. Anschließend wandert der Puls zurück zum Eingang. Allerdings wird er dort nicht vollständig verbraucht, sondern bleibt mit einem negativen Reflexionsfaktor auf der Leitung. Gebe ich eine Sinuswelle (f = 100MHz; lambda = 3m) auf die Leitung so beträgt die Amplitude der stehenden Welle gleich der Amplitude der Sinuswelle. Bei idealen Bedingungen müsste es eigentlich das doppelte sein. Demnach schließe ich daraus, dass sich durch die erneute Reflexion der reflektierten Welle die Amplitude senkt. Meine Idee wäre nun diese Reflexion mit Hilfe eines Anpassungsnetzwerks zu eliminieren. Welches Netzwerk kommt dafür in Frage? Und mit welchen Werten rechne ich für die Eingangs- und Ausgangsimpedanz des Netzwerks? Vielen Dank für Ihren Beitrag :) P.S.: Im Anhang finden Sie eine LTSpice Simulation welcher den Versuchsaufbau veranschaulicht. Bei der Spannungsquelle handelt es sich um einen Frequenzgenerator mit Ri = 50 Ohm welches über ein Koaxialkabel mit der Lecherleitung verbunden ist. Zudem hab ich den Ozsiloskopverlauf der Pulsmessung angehängt. Ich denke der komische Verlauf entsteht durch die Einschränkungen des Frequenzgenerators, da dieser keine unendlich kurzen Pulse erzeugen kann. Ich denke man kann das Phänomen trotzdem gut erkennen.
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Da würde ich mal genauer nach dem Abschlusswiderstand sehen.
Sven H. schrieb: Als > ich mit einem Puls auf die Leitung bin, ist mir ein Problem bei den > Reflexionseigenschaften aufgefallen. > > Der Puls trifft auf die Lecherleitung und wird wie erwartet am Ende > vollständig reflektiert. Anschließend wandert der Puls zurück zum > Eingang. Allerdings wird er dort nicht vollständig verbraucht, sondern > bleibt mit einem negativen Reflexionsfaktor auf der Leitung. Ist dein Abschlusswiderstand 1e6 bei "Z0 = 225 Ohm;" ? Spiel mal mit dem Abschlusswiderstand. Und HF nimmt unerklärliche Zustände an, da die "Simulation" nie der realität entspricht. Und deine 100 MHz empfinde ich schon als DC. ;-) PS: Simulation ist ja nett aber die Relaität zu den Bauteilen weicht bei HF immer ab.
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Es handelt sich um ein offenes Leitungsende. Die 10^6 hab ich nur in der Simulation gewählt. Z0 ist der Wellenwiderstand der Leitung. Den hab ich aus der geometrischen Anordnung ausgerechnet. Die 100MHz eignen sich gut um die stehende Welle dazustellen da die Länge der Leitung dann genau lambda/2 entspricht. Man bekommt dann zwei Spannungs- und einen Strombauch. Zudem sind die Frequenzgeneratoren bei uns an der Hochschule nicht wirklich für mehr ausgelegt. Ich habe dir noch ein Bild vom Versuchsaufbau angehängt. Falls du weitere Informationen brauchst kannst du dich gerne melden.
Sven H. schrieb: > Die 100MHz eignen sich gut um die stehende Welle dazustellen da die > Länge der Leitung dann genau lambda/2 entspricht. Na da würde ich auf eine höhere Frequenz gehen, damit du die Lage mehrerer Knoten genau vermessen kannst. Vllt ist im 70cm Band noch ein Eckchen frei. ;-) Gewöhnlich will man doch die Reflexionen und den evtl Phasensprung bei Kurzschluss vom Ende her sehen. Lediglich die Mehrfachreflexion stört, wenn der Eingang der Leitung nicht an den Generator angepasst ist. Wie koppelst du ein? Benutzt du wirklich noch ein Glühlämpchen als Nachweisinstrument? Das braucht unverhältnismässig viel Leistung. Geht doch heute besser mit ner kleinen Schottky-Diode und ner LED. Als reflexionsarmen Abschluss für die Leitung würde ich mal ein 500R oder 1k Spindeltrimmer probieren. In der Schule hatten wir mal einen solchen Aufbau mit einer Kleinsenderöhre QQE02/5 oder so, der machte 5W HF auf 70 cm. Abgesehen davon, dass dieser Frequenzbereich heute nicht mehr leer ist, würden sich heutige Miniaturbauteile bei dieser Leistung in Rauch auflösen. P.S.: Sven H. schrieb: > Der Puls trifft auf die Lecherleitung Welcher Puls? Die Lecherleitung wird mit CW betrieben. Wenn du da mit kurzen Impulsen reingehst, brauchst du dich nicht zu wundern, wenn du keine Interferenzen siehst.
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Den Puls habe ich benutzt um die Reflexionseigenschaften der Leitung zu charakterisieren. Erst alles lesen dann antworten ;)
Sven H. schrieb: > Leitung zu > charakterisieren Und warum betreibst du sie dann unsymmetrisch? Kaum macht man's richtig, schon funktionierts.
Hp M. schrieb: > Sven H. schrieb: >> Leitung zu >> charakterisieren > > Und warum betreibst du sie dann unsymmetrisch? > > Kaum macht man's richtig, schon funktionierts. Was meinst du mit unsymmetrisch? Bitte erläutern. Die Reflexionseigenschaften am Ende sind bekannt und sollen ja auch so sein um eine stehende Welle zu erzeugen. Nur die Reflexionseigenschaften am Anfang sind zu ermitteln und dann anzupassen. Daher meine Frage wie ich das mache?
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@ Hp M.: > Als reflexionsarmen Abschluss für die Leitung > würde ich mal ein 500R oder 1k Spindeltrimmer probieren. Solch eine Leitung hat putzigerweise oft einen Wellenwiderstand von um die 300 Ohm (in etwa reell), siehe symmetrisches Antennenkabel von früher; oder auch 400 kV Drehstromleitung.
Hallo Sven, jetzt sei doch mal nicht so ruppig, alle wollen dir helfen, aber irgendwie reden wir immer aneinander vorbei. - Zu deinem Aufbau: Wenn du wie ein Forscher (Uni) MESSEN willst, gehört dazu auch eine korrekte Messanordnung nach allen Regeln der Kunst! 1.) Deine Lecherleitung -> schickes Teil, prima gemacht. Aber: Die Lecherleitung ist symmetrisch, und so wie es aussieht, hast du sie mit 2 Drähten mit dem unsymmetrische Messsender verbunden. Da gehört ein Symmetrierglied dazwischen, wie auch immer es aussehen mag. Meine Anmerkung aus deinem ersten Beitrag hier im Forum kennst du ja. Beitrag "Re: Prototypplatine für HF-Schaltung" Das wäre eine einfache, breitbandige! Lösung; es gibt -zig andere. 2.) Erklärungen zu deinem Oszillogramm fehlen. Man kann ja noch nicht mal die Einstellungen lesen! Ist der erste, dicke Puls das Eingangsignal oder schon die erste Reflektion? Egel wie, du siehst die Reflektion am offenen Ausgang und dem wie auch immer etwas besser angepassten Aus/Eingang des Messsenders und hin und her wandern und in der Amplitude immer kleiner werden. Fang doch mal mit 220 Ohm am Ausgang an und taste dich vor. Widerstand ein bisschen rauf-runter, Kurzschluss-offen, Frequenz genauso; sieh zu, was passiert. Da lernst du etwas. Mit Fragen stellen, über dir scheinbar/anscheinend unpassende Antworten zu maulen, das bringt dich nicht weiter. Die Lecherleitung ist eine Messeinrichtung und hat mit einem offenen- oder kurzgeschlossen Ausgang keine praktische Bedeutung. Die Älteren hier im Forum kennen das noch von früher: Von der symmetrischen Antenne (Faltdipol, 240 Ohm) über die 240 Ohm Zweidrahtleitung bis zur Glotze. Das war in den 50er und auch noch Anfang der 60er Jahre Standard. Das war die praktische Anwendung. Viel Spass 73 Wilhelm
Hallo Wilhelm, Danke für deine Antwort. Das Problem ist nur dass ich nur begrenzt Zeit habe Messung an der Lecherleitung zu machen (Arbeit, Klausuren, Vorlesung, etc.). Deshalb kannst du wahrscheinlich verstehen dass es mich nicht weiterbringt ein bisschen herumzuspielen (dafür habe ich das Simulationsmodell) und am Ende habe ich keine bzw. wenige Erkenntnisse gewonnen. Ich dachte vielleicht gibts unter euch Profis schon gängige Methoden wie man das schnell und einfach lösen kann oder vielleicht hat jemand sogar das gleiche Problem schon vorher gelöst. Ich kenn mich leider bei HF-Anwendungen nur bedingt aus (nur aus der Vorlesung). Bei Antennen wird ja auch nicht immer die volle Leistung abgestrahlt sondern einiges in den Sende zurück reflektiert was man nicht haben will oder? Da müsste es doch dafür auch Lösungsansätze geben dass eine Welle die ganze Zeit auf der Leitung hin und her pendelt.
Wilhelm S. schrieb: > Die Lecherleitung ist symmetrisch, und so wie es aussieht, hast du > sie mit 2 Drähten mit dem unsymmetrische Messsender verbunden. Da gehört > ein Symmetrierglied dazwischen Ketzerische Frage: Ist das wirklich so? Symmetrisch vs. unsymmetrisch bedeutet am Ende doch nur ob einer der beiden Leiter Massepotential hat oder ob beide gegen Bezugsmasse spannungsführend sind. Was hindert Sven jetzt daran, eine "in der Luft hängende" Lecherleitung unsymmetrisch zu betreiben?
Sven H. schrieb: > Bei Antennen wird ja auch nicht immer die volle Leistung abgestrahlt > sondern einiges in den Sende zurück reflektiert was man nicht haben will > oder? Da müsste es doch dafür auch Lösungsansätze geben dass eine Welle > die ganze Zeit auf der Leitung hin und her pendelt. Hallo Sven, sri, aber ich denke, du begreifst es nicht. Es gibt keine reflektierte Welle, deren Impedanz du messen und/oder anpassen könntest. Welch praktischen Nutzen hätte es, eine rücklaufende Welle zu messen, um sie dann an den Sender anzupassen? Der normale Weg: Sender -> Kabel -> Antenne Der Sinn einer Antenne ist doch, die volle Leistung abzustrahlen. Fehlanpassung (SWR, rücklaufende Wellen, Verluste) versucht man doch zu minimieren. Dazu arbeitet man ja auch nicht am Sender-ein/ausgang, sondern daran, die Anpassung an der Antenne möglichst optimal zu gestalten. Mehr weiss ich auch nicht. Viel Erfolg 73 Wilhelm PS: Wenn dich das Thema weiter interessiert, such mal unter 'Slotted Line' oder auf deutsch 'geschlitzte Messleitung' Das ist die unsymmetrische Version der Lecherleitung. Da gibt es schicke Sache, aber viel Mathe dabei.
Bernhard S. schrieb: >> Die Lecherleitung ist symmetrisch, und so wie es aussieht, hast du >> sie mit 2 Drähten mit dem unsymmetrische Messsender verbunden. Da gehört >> ein Symmetrierglied dazwischen > > Ketzerische Frage: Ist das wirklich so? Wollen wir wissenschaftlich arbeiten oder hudeln wir ein bisschen? In der Praxis geht vieles. Ansonsten bin ich raus! 73 Wilhelm
> Was meinst du mit unsymmetrisch? Bitte erläutern.
Der Koax-Ausgang deines Signalgenerators is unsymmetrisch, d.h. du hast
einen expliziten GND und einen Innleiter mit dem Signal.
Deine Lecherleitung ist symmetrisch, d.h. beide Leiter sind
gleichberechtigt.
Bei Gleichstrom macht das keinen unterschied. Aber bei HF tut es das.
Woher weiß die HF ob sie auf einer symmetrischen oder unsymmetrischen
Leitung ist? Der Unterschied ist "die Kapazität ins Unendliche", bzw.
die zum GND-Potential weit weg (feuchte Erde, Stahlbeton-Wand, etc.)
Bei der Lecherleitung haben beide Leiter die selbe Kapazität gegen den
GND im unendlichen. Beim Koaxkabel hat der Innenleiter nur Kapazität zum
Außenleiter, aber so gut wie keine ins Unendliche.
Die Kapazität ins Unendliche ist real vorhanden, es ist die Kapazität
des Kugelkondensators bei elektrostatischen Versuchen. Man kann sie
berechnen und messen.
> Der Sinn einer Antenne ist doch, die volle Leistung abzustrahlen. > Fehlanpassung (SWR, rücklaufende Wellen, Verluste) versucht man doch zu > minimieren. Ja, klar. Aber speziell beim Reflexionsfaktor "0" kann man auf solch einer Lecherleitung die Wellenlänge schlecht bestimmen...
Hp M. schrieb: > Na da würde ich auf eine höhere Frequenz gehen, damit du die Lage > mehrerer Knoten genau vermessen kannst. Vllt ist im 70cm Band noch ein > Eckchen frei. ;-) 434 MHz – genau dafür gemacht. ;-) Ist ja ein ISM-Band, und was er vor hat, ist eben das "S" aus dem "ISM". Sven H. schrieb: > Das Problem ist nur dass ich nur begrenzt Zeit habe Messung an der > Lecherleitung zu machen (Arbeit, Klausuren, Vorlesung, etc.). Ein praktischer Versuch geht trotzdem oft schneller als ein Dutzend Simulationen. Dass man einen praktischen Versuch auch in einer halben Stunde hinbekommen kann (und dann zumindest so einigermaßen weiß, ob's überhaupt geht wie gedacht), hatte ich dir eigentlich im Nachbarthread zeigen wollen.
Bernhard S. schrieb: > Symmetrisch vs. unsymmetrisch bedeutet am Ende doch nur ob einer der > beiden Leiter Massepotential hat oder ob beide gegen Bezugsmasse > spannungsführend sind. Was hindert Sven jetzt daran, eine "in der Luft > hängende" Lecherleitung unsymmetrisch zu betreiben? Er hat sich doch darüber beklagt, dass die Amplitude der Stehwelle zu gering sei: Sven H. schrieb: > Gebe ich eine Sinuswelle (f = 100MHz; lambda = 3m) auf die Leitung so > beträgt die Amplitude der stehenden Welle gleich der Amplitude der > Sinuswelle. Bei idealen Bedingungen müsste es eigentlich das doppelte > sein. So ist das eben, wenn die Leitung strahlt. Was weg ist, kommt nicht mehr zurück.
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