Forum der DL-QRP-AG für QRP und Selbstbau im Amateurfunk

Hallo,
mich treibt die Frage um, mit welchen Spannungen man im ungünstigsten Fall bei einem 2*25m Dipol (oder bei anderen Antennen ähnlicher Größenordnung, egal welcher Speisung) in städtischer Umgebung im RX-Fall auftreten können.
Vielleicht könnt ihr mir hier weiterhelfen.
Wahrscheinlich muss man hier die Signale innerhalb der üblichen Kurzwellenbänder und die Signale außerhalb der Bänder trennen. Warum stelle ich diese Überlegungen an? Ich möchte Bandfilter so konstruieren, dass nicht schon die Bandfilter mir Intermodulationsproduke erzeugen. Ich hätte auch nach dem notwendigen IIP3-Wert eines Kurzwellenbandfilters fragen können ;-). Nach meinen Messungen sind die IP3 Werte von Tiefpässen absolut unkritisch und erst die RX-TX-Umschltung oder die Bandpässe können die ersten Intermodulationsprodukte erzeugen. Da würde dann ein Dämpfungsglied direkt vor dem Mischer auch nicht mehr helfen.
Grüße Jörn

Vielen Dank für die kommene Messung.
Wenn wir die Messwerte haben, stellt sich die Frage welchen IP3 Wert man dann für die Filter benötigt. Gibt es da vielleicht Fausregeln?
Reicht ein IIP3 Wert von +35dBm oder werden da noch mehr benötigt? Wann ist man auf der sicheren Seite, ohne dass man maßlos übertreibt.
Grüße Jörn

PS: Ich habe momentan Probleme mit meinem Internet. Mal geht es und mal nicht. Es kann also sein, dass ich nicht so schnell antworten kann.

Danke für die Antworten,
auch Bandfilter zeigen Intermodulationseffekte. Banfilter sind da viel kritischer als Tiefpässe. Als Beispiel habe ich mal einen 40m-Bandfilter vermessen, den ich vor einiger Zeit aufgebaut hatte. Er besteht aus drei T68er Kernen und als Kondensatoren wurden gute bedrahtete NPO/COG Kondensatoren gemischt mit SMD verwendet. Die Filterkurve findet ihr hier als Bild angehängt. Ich komme auf IP3-Werte von IIP3=+38dBm und OIP3=+34dBm. Mir größeren Kondensatoren (keine keramischen) kann der Wert sicherlich noch verbessert werden.
Ich werde in den nächsten Tagen den Filter mal mit T94er Kernen (oder größer) und mit Folienkondensatoren aufbauen. Vielleicht nehme ich auch 1206er Kondensatoren, bei denen ich zwei Pakete aus vier parallel geschalteten Kondensatoren in Reihe löte.

Ein netter OM hat mir hierzu die folgende Email geschrieben:
Die IM in den Vorkreisen hängt natürlich stark von der Bandbreite
(Betriebsgüte) ab. Bei schmalbandigen Filtern sind eben die
Resonanzströme und -Spannungen deutlich höher als bei breitbandigen
Tiefpass- oder Bandfiltern. Bei Ringkernen kommt man da leicht in
magnetische Nichtlinearitäten, da eine Scherung (Luftspalt) fehlt. Daher
sind wohl mindestens T68-Kerne (besser sogar T106/T130er) angesagt. Bei
den Keramik-Kondensatoren entstehen u.U. nichtlineare Verzerrungen,
weil die aktive Oberfläche (und die Sperrspannung) zu klein ist.
SMD'-Winzlinge vom Typ 0603 sind da ziemlich ungeeignet. Die gehen zwar
wie bei den Spulen noch für breitbandige Filter, aber verkraften die
erhöhten Resonanzströme/Spannungen nicht sehr.
Zum Vergleich: wir
haben früher (neben Styroflex) Keramik-Rohrkondensatoren verwendet, die
speziell für HF-Anwendungen ausgelegt waren und aktive Oberflächen von 2
bis 5cm^2 bei Sperrspannungen von >250V aufwiesen. Die gibt's leider
nicht mehr. Obwohl die NP0-SMDs eigentlich sehr gut für HF sind, sind
sie eben für stärkere Belastung aufgrund ihrer Größe nicht so gut
geeignet. Man kann natürlich durch Parallelschaltung mehrerer SMDs (z.B.
1206 mit Usperr >100V) sehr gute und ausreichende IM-Werte
erreichen, ist eben etwas mehr Aufwand.
Sonst bleiben uns heute
eigentlich daneben nur Styroflex- und Glimmerkondensatoren für hohe
IM-Werte. Und die sind nicht gerade billig. Bei den Folienkondensatoren
wäre ich sehr vorsichtig. Die wenigsten weisen bei HF im MHz-Bereich
ausreichende Güten auf. Also hier die Güte messen. Sokche Cs wären bei
ausreichender HF-Güte dann natürlich auch sehr gut geeignet.


Nun aber zurück zu der letzten Email von Daniel:
Welchen IIP3-Wert müssen nun die Bandfilter aufweisen, damit sie bei einer Summenspannung von 500mV (großzügig aufgerundet) keine Intermodulatonseffekt aufweisen? Das ist nun die Gretchenfrage ;-)

Grüße Jörn

Die Ausführungen von Reinhold lassen sich sehr gut mit dem Programm CASCADE nachvollziehen, welches dem Buch "Experimental Methods in RF Design" von Wes Hayward beiliegt. Mit Dämpfungsgliedern hinter dem Bandpass kann der RX-IIP3 Wert theoretisch beliebig verbessert werden - auch wenn der Rauschfaktor und die Empfindlichkeit dabei schlechter werden.
Reinhold hat in seinem letztem Posting gezeigt, dass mein Bandfilter mit einem BP-IIP3 von +38dBm für die meisten Empfänger ausreichen würde - für Signale innerhalb des Durchlassbereichs des Bandfilters. Eigentlich könnte man nun mit dem Überlegen aufhören ;-)). Ich möchte aber das Pferd von hinten aufzäumen und bei der Antenne beginnen. Von den auftretenden Spannungen auf der Antenne wollte ich eigentlich auf die notwendigen BP-IIP3 und RX-IIP3 Werte schließen können, damit keine Intermodulationen auf Seiten des Empfängers mehr auftreten können. Meine Fragestellung könnte man auch erweitern in die Richtung: Wie gut muss der Gesamt-IIP3 Wert eines Empfängers sein, damit mit man bei den genannten Antennen keine Intermodulationen mehr entdeckt kann.

Eine Nachfrage hätte ich auch noch zu dem Posting von Reinhold: Gilt deine Ausführung auch für sehr starke Außerband-Signale, deren Intermodulationsprodukte in die Amateurfunkbänder fallen und somit in jedem Fall dann störend hörbar werden. Das hat dann doch nichts mehr mit dem IIP3-Wert des sonstigen Empfängers zu tun. Muss der BP-IIP3 Wert nicht passend zu dem Gesamtpegel auf der Antenne gewählt werden und nicht nach den IIP3-Werten des nachfolgenden Empfängers? Mache ich da einen Gedankenfehler?
Auch hier ist es wiederum nich so einfach, da nach meinem Wissen die Bandfilter weit außerhalb ihres Durchlassbereiches nicht mit Resonanzströmen reagieren, sondern mit Reflexion und eigentlich nur der Bereich der Filterflanke wirklich kritisch ist. Wie man diesen Bereich auf der Filterflanke IP3-mäßig richtig vermisst ist mir ebenfalls unklar, da bei einem Abstand der Töne von 40kHz (weniger kann ich momentan noch nicht auflösen) die Pegel unterschiedlich groß sind.


@Jan
Danke für deine Messungen. Leider stelle ich nun fest, dass ich nun auch nicht weiterkomme. Der Übergang von gemessenen Werten auf der Antenne hinzu dem den synthetischen IP3-Werten IIP3 oder OIP3 gelingt mir nicht, zumal auf der Antenne viele Signale auftreten und ich bei dem IP3 Test nur zwei Signale verwende.


Grüße Jörn

[EDIT] Posting um 7:00 Uhr erweitert.
[EDIT 2] Rechtschreibfehler

Zu diesem Thema habe ich sehr interessante Artikel gelesen:
- Intermodulationsstörungen im 40m Amateurfunkband von Horst-Dieter Zander DJ2EV FA 01/99 S. 67ff
Dieser Artikel beleuchtet sehr viele Fagen, die hier angesprochen worden sind. Es wird auch sehr gut beschrieben, dass es bei dem Vorhandensein von vielen Signalen auch sehr viele Signalüberhöhungen gibt.
Dass es auch einen Unterschied macht, ob man nur die zwei sythetischen Töne hat oder eine ganze Ansammlung von Tönen habe ich auch schon bei Experimenten mit dem Spectrum Analyser gemacht.

- Maßnahmen gegen Störungen durch Intermodulation auf 40m von Horst-Dieter Zander DJ2EV FA 02/99 S. 216ff und FA 03/99 S. 303ff

- Intermodulation an passiven Schaltungsteilen CQDL 3/96 S. 200ff

. Intermodulation, Blocking, Nebenempfang CQDL 2/98 S. 122ff

Diese Artikel könnt ihr auf den entsprechenden CDs finden, die ich sehr empfehlen kann.


Reale Messungen an meiner Antenne kann ich erst wieder in einer Woche durchführen da mein Dipol herunter gekommen ist. Die Aufhängung am Baum ist gerissen. Erst in einigen Tagen kann sie wieder aufgebaut werden. Dann werde ich euch Messungen nachliefern.

@Reinhold: Über deine Ausführungen muss ich noch gündlich nachdenken.
Du hast geschrieben, dass "Zwei Rundfunksender ( z.B. 7250kHz + 7400kHz) mit -13dBm (S9+60) am Eingang erzeugen IM-Produkte 3. Ordnung am RX Eingang in Höhe von -129dBm, wobei ein Produkt direkt ins 40m Band bei 7100kHz fällt."
Kannst du bitte diese Rechnung erklären, damit man sie nachvollziehen kann?


Eine Berichtigung hätte ich noch zum Beitrag Nr. 11
Ich hatte geschrieben: "Mit Dämpfungsgliedern hinter dem Bandpass kann der RX-IIP3 Wert theoretisch beliebig verbessert werden - auch wenn der Rauschfaktor und die Empfindlichkeit dabei schlechter werden." Das ist so nicht richtig!
Ein Dämpfungsglied hinter dem Bandfilter verbessert nur den IP3 Wert der nachfolgenden Schaltung. Nur wenn das Däpfungsglied vor den Bandfiltern sitzt, kann auch der IP3 Wert der Bandfilter verbessert werden. Das ist ein wichtiger Unterschied.

Grüße Jörn

Ich habe die Beiträge in einem PDF-Dokument zusammen gefasst. So lässt es sich leichter lesen. Da die Datei bestimmt bald die zulässige Größe hier im Forum überschreiten wird, habe ich sie auf meiner Hompage abgelegt. Solltet ihr eine genaue Zitierweise und Nennung wünschen, werde ich sie nachträglich schnellstmöglich einfügen. Die Datei wird aktualisiert, wenn neue Beiträge hinzu gekommen sind.
Ich habe mir erlaubt, die letzte Ausführung von Reinhold mit einem Bild zu verdeutlichen.

Zur Datei: http://www.bartelsos.de/dk7jb.php/title-2 [EDIT]: Diese Datei ist veralltet und wird irgendwann gelöscht

Grüße Jörn

[EDIT]: Eine deutliche Erweiterung dieses Textes findet ihr hier:
http://www.bartelsos.de/dk7jb.php/selbstbau-trx-2012