Ich möchte einen HF-Koppler bauen, um damit die Oberwellen nach einem Verstärker (1.8-30MHz, max. 600W) inkl. Low Pass Filter zu messen.
Bei der Suche bin ich auf die angehängte Schaltung von Uwe S. aus diesem Thema gestossen:
Ich möchte einen HF-Koppler bauen, um damit die Oberwellen nach einem
Verstärker (1.8-30MHz, max. 600W) inkl. Low Pass Filter zu messen.
Bei der Suche bin ich auf die angehängte Schaltung von Uwe S. aus diesem
Thema gestossen:
Beitrag "suche HF Koppler"
Dazu noch meine Fragen:
Erstens: Weshalb transformiert man bei dieser Schaltung die Spannung
von z.B. 500 Watt (158V) um den Faktor 30 hoch? (1:30 Transformer)?
Kann ich statt dem FT114-43 Ferritkern auch einen FT-50-43 (selbes
Kernmaterial und selbe Permeabilität) nehmen?
Und: kann ich nach dem -40dB Messport noch ein 20dB Pi-Glied anhängen?
Wie müssen die Widerstände leistungsmässig dimensioniert werden
(Watt)?
Moin,
Diese Schaltung beruht auf einen 1:30 Stromtransformator. Bei 500W ist der HF Strom bei 50 Ohm Last am Eingang 3.16A. Am Ausgang des Trafos kommen bei 500W also nur um 0.1A heraus. Die Leistung in den Abschwächer ist dann also nur um 0.5W. Das können die meisten Abschwächer für 50 Ohm verkraften wenn sie für nominal max. 1W geeignet sind. Die angegebenen Widerstände am Eingang sollten 1/2-1W haben. Der Rest können normale 1/4 W Rs sein.
Der angegebene Abschwächer im Schaltbild hat 10dB.
Beide Ringkerne haben mit 500 bzw. 440 ziemlich ähnliche Al Werte. Sollte prinzipiell nur wenig ausmachen, solange der kleinere FT50-43 den Strom verträgt. Wenn er zu heiß wird, dann ist er zu klein:-) (weil er dann in Sättigung gerät). Du kannst aber versuchen mehrere FT50-43 übereinander aufstapeln, um die induzierten magnetischen Felderintensitäten besser zu beherrschen.
Zusätzliche Abschwächer mit derselben Impedanz können ohne Bedenken nach Belieben hinzu gefügt werden.
Je nach Güte des Spectrum Analyzers (S.A.), empfiehlt es sich übrigens bei solchen Messungen immer den HF-Abschwächer (RF-Attenuator) so hoch wie wie möglich einzustellen, um mögliche Mischer-Nichtlinearitäten zu verringern.
Ein guter Test dafür ist, dass bei Verstellen des RF-Attenuator alle angezeigten Signale immer um den selben Betrag höher oder schwächer werden müssen. Falls z.B. sich die Harmonischen um mehr als 10dB verändern, dann ist der S.A. überlastet und zeigt nichtlinear an.
Bei teuren modernen S.A. ist das allerdings wahrscheinlich weniger ein Problem. Bei älteren S.A. Wie zB. HP8558/8554 muß man aber immer aufpassen. Notfalls kann man die Grundwelle mit einem Saugkreis abschwächen um die Harmonischen besser darstellen zu können.
Danke Gerhard für die ausführliche Antwort! Soweit alles klar.
Nur noch eine Frage: soll ich mit dem Coax (mit Shield) durch den Ferrit-Ring, oder ohne?
du solltest deinen HF-Koppler nach Selbstbau erstmal vermessen.
Bis 50/70 MHz funktionierts meist, aber wie die Koppeldämpfung und deine Abschwächer für die Oberwellen (30MHz*3 oder *5) aussehen wird ganz anders sein!
Wer (HF) misst misst Mist....
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An den berühmten Spruch "Wer Mist misst..." habe ich auch gedacht ;) Mein Coupler ist bis ca. 30 Mhz ziemlich linear. Doch aufwärts wirds ziemlich übel (siehe Foto).
Was mich auch noch irritiert ist die Attenuation, bzw. AGC des tinySA. Diese ändern sich immer wieder. Auch wenn ich unter "Level" auf manuell schalte. Kann mir jemand eine Empfehlung machen, was ich für Settings einstellen soll, um die Harmonischen Oberwellen zu messen? (Ich habe gesehen, dass es untert "measure" eine Option "harmonic" gibt)
So sieht es nach dem Stromtrafo aus. Also schon da extrem nonlinear. Aber wieso? Ich habe den Trafo wie beschrieben aufgebaut mit 30 Wicklungen um den Toroid. Kern ist ein Aircell 7 Coax mit Shield, diesen nur beim Input mit dem Gehäuse und GND verbunden.
Wenn bei dieser Art von Koppler der Mantel des Koaxialkabels aufgetrennt werden muss und das Gehäuse als Mantel dient, macht man sich dann nicht die Impedanz des Koaxialkabels Kaputt und hat dann eine Sprungstelle am Gehäuseanschluss? Kann mir dazu jemand eine Info geben ob das einfach ignoriert wird oder eventuell sogar angepasst wird wenn man so einen Koppler jenseits von 100Mhz betreiben will und die Vielfachen noch mitnehmen möchte.
da steht drin, dass die Plazierung der Auskopplungsbauteile (incl. Masseanschluß und der Coilanschlüsse) sehr wichtig für den Frequenzgang ist. Schau Dir die Bilder an und vergleiche mit Deinem Aufbau, insbesondere den Masseanschluß Deiner Auskopplung und der Coilanschlüsse :)
Jedes Stück Draht ist auch eine Leiterschleife=Loopantenne.
(Es sei denn nur einseitig angeschlossen, dann ist es eine E-Feld-Antenne)
Die sollten dann am besten so plaziert werden, dass möglichst keine Kopplungen auftreten.
Und stehende Widerlinge sind zB auch schöne Loops :D
ich hab einen ähnlich aufgebauten Koppler damals™ leider nur bis 70 MHz
vermessen, war aber ziemlich problemlos
So sehe ich das auch; ich habe viel mit Leitungstransformatoren experimentiert. Wenn alles ordentlich gemacht ist, kann nicht so ein mieses Ergebnis herauskommen.
Meine Vermutung:
Die Erdung des Schirmes des Durchgangsstückchens Koax-Kanels ist falsch.
Betreibst du den Wandler etwa mit offenen Anschlüssen oder habe ich
etwas missverstanden?
Das hast du wohl falsch verstanden.
Die direkte sprich Hauptleitung muss selbstverständlich mit 50Ohm abgeschlossen werden. Es geht um dieses Stückchen Koax durch den Kern, vom Eingang zum Ausgang; das Geflecht nicht! erden. Weder einseitig, wie weiter oben empfohlen, oder gar zweiseitig: GAR NICHT!
Das ist sowohl auf Bild 4 des Jackson-Kopplers als auch bei W2AEW im Video deutlich zu sehen. Beim Jackson-Koppler ist es ja eigentlich nur ein Draht.
Ansonsten klar, dass die Auskoppelwicklung abgeschlossen werden muss, und alles, was dahinter kommt.
Bild 4 ist etwas unglücklich geraten, es fehlt eine ordentliche Aufnahme von oben. In Bild 3 ist die Erdung, ein kurzes Stück Entlötlitze (o.ä.), zu sehen. Die einseitige Erdung ist im Schaltplan dargestellt und in der Beschreibung erwähnt bzw. erklärt.
Da habe ich mich missverständlich ausgedrückt, Wilhelm. Die Enden der Sekundärwicklung sehen auf dem Foto wie lose Enden aus. Dass der Primärkreis beidseitig angeschlossen ist, steht ausser Frage.
das Geflecht nicht! erden. Weder einseitig, wie
weiter oben empfohlen, oder gar zweiseitig: GAR NICHT!
Verstehe ich Dich richtig, dass Du meinst, das der Shield gar nicht geerdet werden sollte?
Ich habe inzwischen meinen neuen Aufbau fertig (siehe Bild). Ich habe jetzt eine viel bessere Linearität. Allerdings ist leider schon nach 120MHz fertig. Im Artikel von collinsradio ist das erst bei ca. 150MHz der Fall. Diese Grenzfrequenz möchte ich auch anstreben, denn ich muss die Oberwellen im Flugfunk-Band messen können. Aber das ist wohl v.a. von den Dimensionen des Gehäuses (Faraday Shielding) abhängig, oder?
Da kommen am Ausgang noch 0.5W heraus. Einen guten Abschluß braucht man ja auch mit Deinem Koppler. DAs hat halt den Vorteil, daß hier ein viel besserer Frequenzgang vorherrscht. (+/- 0.5dB)
Mit etwas Glück findet man noch solche Sachen gebraucht.
warum ist der Toroid überhaupt rotbraun lackiert?
dubioses Kernmaterial?
FT-50-43 sind normalerweise naturfarben/grau...
Stimmt. So wie das aussieht, ist es kein Ferritkern, sondern ein Micrometals/Amidon #2 Eisenpulverkern. Damit bekommt man nicht die erforderlich Induktivität für Breitbandandwendung.
Stimmt. So wie das aussieht, ist es kein Ferritkern, sondern ein
Micrometals/Amidon #2 Eisenpulverkern. Damit bekommt man nicht die
erforderlich Induktivität für Breitbandandwendung.
die falschen Ringkerne (Material #2) eingesetzt haben?
Die geringere Induktivität der Sekundärwicklung, im Vergleich zu einem Ferritringkern, wird mit einem niederohmigeren Abschluß (10 Ohm) wett gemacht. Um die Ausgangsimpedanz auf 50 Ohm zu bringen, sitzt ein 40 Ohm Widerstand (39 Ohm) in Reihe zum Ausgang.
Für kleine Leistungen und wenn man die Sättigung des kleinen Kerns berechnet, ist der Amidon FT50-43 - http://toroids.info/FT50-43.php - für ca. 10 (40 dBm) - 50 Watt eine Wahl.
Ich nutze gerne auch größere FT114-43 oder FT140-43 und auch anderes Kernmaterial.
Ok. Muss ich die Wicklungen für einen FT82-43 ändern? Jetzt mit dem T80-2
habe ich 32 Wicklungen mit einem 0.3mm Lackdraht.
Also Testaufbau über ca. 300° machen, die Induktivität messen und die parallel Resonanz messen, daraus kann man die parallel Kapazität C des Systems ausrechnen.
Dann die über die Anzahl der Wicklungen die Auskoppeldämpfung berechnen a = -20*log(1/N) [dB] mit N=30 Wdg. sind das ~29,54 dB Dämpfung.
Und anschießend Messungen am Objekt über die Frequenz durchführen.
Wenn man die Messtechnik hat, kann man auch noch zusätzlich die S-Parameter der Ports bestimmen.
Da verstehe ich jetzt nicht alles. Induktion kann ich messen. Macht es Sinn, die Induktivität des verbauten Ringkerns zu messen und dann den anderen Kern auf die selbe Induktivität zu wickeln? Aktuell habe ich ca 49dB Dämpfung (inkl. der Attenuation mit den 10Ohm und 40Ohm Widerständen)
Okay, ich frage mich nun, ob sich eine Umstellung auf einen Ferritkern überhaupt lohnt. Ist denn wirklich eine substanzielle Verbesserung der Linearität des Frequenzganges zu erwarten?
Mein aktueller Coupler ist +-1dB linear bis ca 126MHz. Mein Gehäuse ist so klein wie möglich (selbst gefräst). Alle Verbindungen so kurz wie möglich.
Okay, folglich macht es also keinen Sinn, wenn ich den #2 Ringkern durch
einen F50-43 (Ferritkern) ersetze, korrekt?
Richtig, es sei denn du bist auch an den Bändern unterhalb 160m interessiert. Der Koppler mit 2er Eisenpulverringkern ist für die Bänder ab 160m aufwärts gedacht. Darunter steigt die Auskoppeldämpfung an.
Macht es
Sinn, die Induktivität des verbauten Ringkerns zu messen und dann den
anderen Kern auf die selbe Induktivität zu wickeln? Aktuell habe ich ca
49dB Dämpfung (inkl. der Attenuation mit den 10Ohm und 40Ohm
Widerständen)
Wenn mit einem Ferritringkern die gleiche Induktivität erreichen werden soll, dann werden dazu weniger Windungen notwendig sein, wodurch sich die Auskoppeldämpfung ändert.
Mit dem 2er Eisenpulverringkern und den 10/39 Ohm Widerständen, beträgt die Dämpfung ziemlich genau 50dB.
Der Ringkern kann, muss aber nicht groß sein. Die Spannung über der Sekundärwicklung ist, selbst bei 1kW, sehr klein und Sättigung kein Thema. Größere Ringkerne kommen zum Einsatz damit etwas Abstand zwischen den einzelnen Windungen eingehalten und demzufolge die Kapazität zwischen diesen minimiert werden kann.
Okay, ich frage mich nun, ob sich eine Umstellung auf einen Ferritkern
überhaupt lohnt. Ist denn wirklich eine substanzielle Verbesserung der
Linearität des Frequenzganges zu erwarten?
