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Dienstag, 11. Oktober 2011, 19:05

Real brauchbares pi-Filter Berechnungsprogramm

Hallo Antennenbauer,

wer kennt das nicht, da hat man einen schoenen Analyser, bekommt real und blindwert angezeigt und dann?
Da muesste man eine Matchbox haben, an der man diese beiden Werte einstellt und schon ist alles angepasst...
Gibt es aber nicht, auch keinen Knopf an meinem Analyser, der mir diese Werte anzeigt. Also gegoogelt und
was findet man: dutzende downloadbare tools, online Rechner, aber immer nur fuer die Transformation rein ohmscher Werte. - Kennt jemand eine einfache .exe die als Eingabe die Messwerte des Analyseres aufnimmt und als Ergebnis
die beiden C-Werte und den der Induktivitaetswert nennt ? Von mir aus auch ein (vollstaendiger Algorithmus zum
selbst codieren...)

Mehr will ich nicht, keinen "Hilfswiderstand", kein "Q" oder sonstwas....
73
Juergen
nnnn

2

Dienstag, 11. Oktober 2011, 19:39

Berechnung der Anpassung von Blindwiderständen mit LC-Gliedern

Hallo Jürgen,
Da muesste man eine Matchbox haben, an der man diese beiden Werte einstellt und schon ist alles angepasst...
ja, wenn es kein Pi-Filter sein muss. Guck mal auf Berechnung der Anpassung von Blindwiderständen mit LC-Gliedern. Dort findest Du eine HTML-Seite mit einen Javascript. War auch im Funkamateur 8/2011 beschrieben.

73/72 de Ingo, DK3RED - Don't forget: the fun is the power!

3

Dienstag, 11. Oktober 2011, 19:48

Hallo Jürgen,
Da muesste man eine Matchbox haben, an der man diese beiden Werte einstellt und schon ist alles angepasst...
ich habe mich noch schnell einmal im Netz umgesehen, da ich dort mal ein Java-Programm zur Lösung Deines Problems gesehen hatte. Und ich habe es gefunden Simulator. Einfach links oben Deine gemessenen Werte eingeben und auf Autotune klicken. Fertig!

73/72 de Ingo, DK3RED - Don't forget: the fun is the power!

4

Mittwoch, 12. Oktober 2011, 10:47

Hallo Juergen,

das kannst Du mit 4nec2 machen, siehe Anhang...



73 de Frank
»DD2NU« hat folgendes Bild angehängt:
  • tuner_calc.gif

5

Mittwoch, 12. Oktober 2011, 14:21

Hallo Jürgen,

das Problem das ich da bei einem Pi Filter sehe ist das es nicht nur ein mögliches Ergebnis gibt.
Wenn Du den üblichen Pi-Filter-Aufbau mal in zwei L-Glieder zerlegst, bekommst Du einmal ein L-Glied das die Impedanz der Antenne erst mal auf einen niederohmigeren Wert transformiert und ein L-Glied das auf die gewünschten 50 Ohm hoch transformiert. Und da führt also nicht nur ein Ansatz zu einer Lösung.

Mal ein Beispiel:

Frequenz ist 14.15 Mhz
Z-Antenne ist 100 Ohm
Z-TRX ist 50 Ohm

Für das Beispiel habe ich auf die Imaginäranteile verzichtet.

Nehme ich als Zwischenwert ein Z von 20 Ohm an, bekomme ich auf der TX Seite 275,5 pF, das L bekommt 0,73uH und das C auf der Speiseleitungsseite 225pF.
Wird der Zwischenwert mit 10 Ohm angenommen, bekomme ich auf der TX Seite 449,9pF das L wird 0.56uH groß und das C auf der Seite der Speiseleitung 337,4 pF.

Natürlich gibt es ein Ideales Ergebnis für diese Art der Anpassung. Das ist der Punk an dem die geringste Blindleistung umgesetzt wird und damit auch die geringsten Verluste auftreten können, aber das heißt ja nicht das Du diese Werte auch an Deinem Tuner so einfach einstellen kannst.

Bei üblichen Tunern in T-Konfiguration gibt es auch reichlich Lösungen, auch dieser Tuner lässt sich in zwei L-Glieder zerlegen.

Ich stelle nicht die Behauptung auf das alle Kombinationen gleichwertig sind, aber alle erfüllen die Forderung die 100 Ohm nach 50 Ohm anzupassen.

Ein Tool das Dir aus den Werten die Du an deinem Analyser ablesen kannst, die Einstellwerte für Deinen Tuner liefert, müsste also zumindest die Schaltung Deines Tuners berücksichtigen können.

Eine Patentlösung ist also nicht so einfach zu finden.

72 de Alois
"Ich habe viel von meinem Geld für Alkohol, Frauen und schnelle Autos
ausgegeben. Den Rest habe ich verprasst." - George Best

6

Mittwoch, 12. Oktober 2011, 17:19

Zur Pi-Filter-Berechnung:

Ich rechne solche Antenenanpassungen immer noch am liebsten zu Fuß aus, und dabei wird ein Q errechnet, das vom Verhältnis der Real- und Blindwerte der anzupassenden Last abhängt und das im Verhältnis zu 50 Ohm. Das Anpaßglied mit dem geringsten Q, sprich der geringsten Blindleistung, ist ohnehin nicht das Pi-Filter, sondern das einfache L-Glied, also ein L in Reihe und davor oder danach ein C nach Masse, oder umgedreht ein C in Reihe und davor oder danach ein L nach Masse.

OK?
Ha-Jo, DJ1ZB

7

Donnerstag, 13. Oktober 2011, 07:09

Moinsen !

Wie schon gesagt wurde :
Eindeutig wird es, wenn man Q mit einbezieht.
Allerdings wenn ich mir jetzt ein PI-Tuner wie einen LC-Tuner vorstelle, bei dem einfach "nur" der umschalter durch einen 2. Kondensator ersetzt wurde, dann lassen sich die LC Formeln weiterhin näherungsweise verwenden.
Je nach Fußpunktwiderstand dreht man nämlich einfach den linken oder rechten Drehko einfach raus, und macht ihn durch kaum kapazität fast "unwirksam".

d.H. mit den Werten vom Analyzer + Formeln zur LC Anpassung kannst Du ein PI-Anpassglied ausrechnen.

Soweit zur Theorie ....
Praktisch sieht es auch noch so aus das die meisten "Matchboxen" nicht mit Rollspulen oder Variometern arbeiten sondern mit schaltbaren Induktivitäten.
d.H. Du mit dem "nicht genutzten" drehko wird die etwas zu viel eingestellte Induktivität wieder weg gekürzt.
d.H. jetzt könnte man auch die sache auch anders angehen : Reden wir z.B. von 8 möglichen Induktivitäten, dann würde ich einfach 8 mal das PI Filter ausrechnen, und das nehmen, entweder das geringste Q aufweist oder (das dürfte das selbe sein) eher nach LC aussieht.
Der Algorithmus müsste auch noch gut machbar sein.

lg JAn

8

Donnerstag, 13. Oktober 2011, 14:44

Danke fuer die Pi-Filter Hinweise

Danke Euch allen fuer die hilfreichen Hinweise. Habe noch nicht mit Antennensimulatoren gearbeitet... hatte urpsruenglich den Wert verkannt, bzw. mich daran festgebissen, dass man da soviel Stellmoeglichkeiten hat und zumind. erstmal als unerfahrener ja garnichts weiss ueber die Nebenbedingungen usw. Erst evtl. i.L der Zeit lernt, was man eingeben muss fuer unterschiedl. Bodenverhaeltnisse usw. Gerade auch mit der Guete habe ich so meine Schwierigkeiten: Auf einem Drehko steht sie nicht drauf, auf einer Spule nicht usw. - Ich brauche "handfeste" Werte. Allein die Tatsache dass ich durch geeignte Frequenzwahl von einem Kapazitaetsmesser bei ein und demselben C x-beliebige Messergebnisse prodieren kann ist zwar pysikalisch durchaus ok und erklaerbar. Aber wenn da bspw. 67 pF drauf steht, dann erwarte ich auch diese Anzeige (im Bereich der Ungenauigkeit...) - Ok ich koennte sagen, ich messe mit der Frequenz die spaeter zum Einsatz kommt, aber bspw. bei einer Matchbox kommt ja alles zwischen 1,5 und 30Mhz infrage. Also, denke ich gehoert eine Menge praktischer Erfahrung dazu, Messungen richtig zu bewerten.

Aber das 4nec2 werde ich mir mal downloaden und mal gucken inwieweit dessen Ergebnisse zu realen, reprozuzierbaren Werten fuehren, die man dann zunaechst einmal fuer einen Einzelfall (eine Frequenz) nutzen kann und dann gehts weiter. In der Praxis moechte man ja auch gelegentlich durch einfaches Umschalten ganz schnell auf einer weiteren Frequenz angepasst qrv sein, ohne erst die Abstimmbox einstellen zu muessen....

OK, dann nochmals Dank an alle die sich Gedanken gemacht haben.
73
Juergen
nnnn

9

Donnerstag, 13. Oktober 2011, 16:38

Hallo Jürgen,

für einen schnellen Bandwechsel kannst Du Dir ja einfach mal die gefundenen Einstellungen für jedes Band notieren oder Du ziehst von Deinem Tuner mal die Knöpfe ab, klebst Dir ein passend zugeschnittenes Stück Papier auf die Frontplatte, setzt die Knöpfe wieder auf und markierst die Einstellungen.

72 de Alois
"Ich habe viel von meinem Geld für Alkohol, Frauen und schnelle Autos
ausgegeben. Den Rest habe ich verprasst." - George Best

10

Donnerstag, 13. Oktober 2011, 20:02

"In der Praxis moechte man ja auch gelegentlich durch einfaches Umschalten ganz schnell auf einer weiteren Frequenz angepasst qrv sein, ohne erst die Abstimmbox einstellen zu muessen.... "

Definiere mal Frequenz und Schnell ...

z.B. habe ich nen mini Monoband Fuchs gebastelt, mit Servo und Phasendisktriminator, der stimmt schneller ab, als man A sagen kann.
(Alois : Schmalbandigkeit soll bei der simplen Monobandkiste ein Feature sein, kein Bug.. ;-) )
Demnächst kommt bei einem anderen Projekt noch ein Load-Diskriminator dazu..und ich könnte dann ein wenig mehr "Frequenz" anpassen..

Wenn man sich andere Automatische Tuner anschaut, dann wird gerne dort folgendes gemacht :
Die Daten werden dort auch gespeichert.
Also die Steuerung erhält nicht nur Phasendifferenzen und ähnliches Analoges Zeugs, sondern auch die Freuqenz, und kann daraus eine kleine Tabelle aufbauen.
d.H. wenn die Antenne gleich bleibt, kann das Steuerung bei Frequenzwechsel sofort die neuen Werte gleich einstellen, wenn diese in der Tabelle schon vorhanden sind.
Was natürlich noch praktischer ist, wenn die variablen L und C's binär schaltbar sind.

Bei einem Drehko und bei einer Rollspule sehe ich aber hier gar keine Vorteile.
Ich behaupte mal, das noch nicht einmal ein Prozessor notwendig ist, für eine saubere und schnelle Einstellung (im Sendefall).

Ist die Antenne immer das gleiche, könnte man auch sowas basteln, wie das alte AGAT für die SEM35/25... da wurden auch alle 500KHZ einfach mal die Einstellungen für L und C neu eingestellt. d.H. eine Mechanik, hat ein C und ein L dauernd neu justiert.
Die Frequenz wurde der Kiste per Code vom Funkgerät via Steuerkabel übermittelt.
Also reichlich doof die Kiste.. aber hat anscheinend halbwegs funktioniert, solange die Antenne nicht beschädigt war.

Also je nach dem, wie man seine Anforderungen definiert, wird man auch zu einem Ergebnis kommen.. ;-)

lg JAn

11

Freitag, 14. Oktober 2011, 09:20

Hallo Juergen,
ich war vor einiger zeit in einer ähnlichen Situation und bin den "harten"Weg gegangen. Bei Box73 gibt es ein empfehlenswertes Buch über die Verwendung von Smith Charts. Das tut einmal "weh" aber seit dem ich mir das reingezogen habe, sehen meine Anpaßnetzwerke sehr individuell aus:
manchmal serien oder parallel Cs Spulen mit Anzapfung oder L oder T Glieder - je nach dem wie mit minimaler Betriebsgüte Anpassung zu erzielen ist.
Ich genieße die neugewonnene (Anpass)freiheit und kann nur jedem diesen unbequehmen Weg empfehlen. Smithchart Software erleichtert dann den konkreten Entwurf und Du bist nicht ans Pi Netzwerk gebunden.

73s

Lutz