Richtkoppler: Richtschäfte und Tauglichkeit

  • Hallo @All,


    in der Bucht gab es einen Richtkoppler von BG7TBL. Habe ihn mal probeweise gekauft. Nennt sich SWR Electronic Bridge 1M-500M Standing Wave Bridge. Unter http://www.ebay.de/itm/2222528…geName=STRK%3AMEBIDX%3AIT sind sogar ein paar Bilder zu sehen. Unschwer erkennt man WinNWT als Programm.


    Jetzt habe allerdings keine Ahnung wie ich z.B. die Richtschärfe bestimmen kann, falls das mit Amateurmitteln geht. Ich hab das Ding mal an den NWT gehangen und folgende 3 Fälle gewobbelt:


    Wobbelfrequenz 500 kHz - 500 Mhz
    1. Meßeingang offen (unendlicher Widerstand)
    2. Meßeingang mit 50 Ohm abgeschlossen
    3. Meßeingang kurzgeschlossen (0Ohm)


    1. und 3. habe ich noch mal mit 500 kHz - 50 MHz gewobbelt.


    Gefühlt würde ich sagen bis 500 MHz ist wohl nicht dran zu denken. Schätze das Ding wird zum Schätzeisen ab 30 MHz, ab 50 MHz hört auch das Schätzen auf. Sehe ich das richtig? Wie bestimmt man die Richtschärfe von so einem Teil bei gegebener Frequenz, bzw. kann man das erwobbeln?

  • Hallo Jan,


    mir fehlt an dem Ding die 4. Buchse, die ein Richtkoppler (im Sinne einer Messbrücke) m.E. haben müßte:


    - Eingang
    - Ausgang
    - Vorwärtsspannung
    - Rückwärtsspannung


    Ich denke, mit den Anschlüssen für Vorwärts- und Rückwärtsspannung könnte man die Richtschärfe bestimmen.


    Das Teil, welches Du oben verlinkt hast, hat aber nur 3 Anschlüsse:


    - RFin (Eingang)
    - RFout (Vorwärtsspannung?)
    - DUT (Ausgang)


    Insofern denke ich, dass Du hier lediglich den Koppelfaktor bestimmen kannst. Der sollte laut den Bildern in der Börse bei ca. 10dB liegen.


    EDIT:
    Vermutlich hat man bei dem verlinkten Gerät den fehlenden 4. Anschluss intern mit 50Ohm abgeschlossen. wenn Du den freilegen könntest...

  • Hallo Jan,


    erst einmal um Deine Messungen zu verstehen:


    Die Schaltung hat 3 Anschlüsse: RFin, DUT und RFout.


    Wo hast Du das SWR (= S11) gemessen, was hast Du als Ausgang (offen) beschaltet und was mit dem 3. Port gemacht?


    Meine Vermutung: Das ist eine Messbrücke, d.h. vom RFin geht es auf 2. Zweige:


    Zweig 1 : 2 x 50 Ohm in Serie gegen Masse
    Zweig 2 : 50 Ohm an DUT Ausgang und dann DUT Ausgang auf Masse.


    Der Ausgang RFout (Sorry aus der Erinnerung, ich bin zu faul den genauen Begriff nochmal nachzuschauen) wird dann zwischen den 2 Zweigen jeweils in der Mitte angegriffen und ggf. über einen Trafo ausgekoppelt.


    Messen: wenn das DUT genau 50 Ohm hat, wird kein Signal ausgeben. Misst man bei einer Antenne am DUT das S21 zwischen Ein und Ausgang wird es genau an der Anpassung den DIP geben, wo kein Signal ausgegeben wird.


    Oder die allgemeine Anwendung ohne NWT: Rauschgenerator an RFin , Empfänger an RFout und da wo das wenigste Rauschen am Empfänger zu hören ist, ist die beste Anpassung für das Element an DUT.


    Aber vielleicht liege ich mit meiner Deutung auch falsch. Die Beschreibung der Kurven kann ich leider nicht lesen.
    Wenn es aber ein Richtkoppler wäre, würde ich 4 Anschlüsse erwarten: RFin, RFout und die beiden Auskopplungen für Hin-und Rücklaufende Welle.


    vy 73 de Karsten, DD1KT

  • Hm, ja mit den vier Anschlüssen. Hier im Forum gab es mal eine Diskussion zu einem Richtkoppler bis ca. 1 GHz, da wurde aber der 4. Ein/Ausgang nur mit 50 Ohm abgeschlossen und fertig. Bei dem Ding ist der 50 Ohm Abschluss mit eingelötet. Ansonsten sieht das Ding von der Schaltung her sehr ähnlich aus.


    Bei der Innenansicht ist oben Mitte DUT /Device under Test) links ist der Meßausgang, rechts der Generatoreingang. Meßausgang und Generatoreingang kann man mit Abstrichen vertauschen. Der 50Ohm Abschlusswiderstand liegt unter den Ringkernen.


    Was mich allerdings wundert ist, das das Ding überhaupt funktioniert. Falls die schw. Kabel Koaxiakabel sind (sieht auch danach aus), sind bei beiden(!) auf beiden Seiten Seele und Schirm kurzgeschlossen. Für den unteren ist das OK, für den oberen aber nicht. Wie man unschwer erkennt ist am Meßausgang Seele und Masse gebrückt. (auch nachgemessen). Der Draht vom unteren 50Ohm Widerstand liegt übrigens nicht an Masse sondern hängt frei herum.


    Kupfern da die Chinesen sich das gegenseitig ab und dann auch noch schlecht?


    P.S. Ich möchte das Ding zusammen mit meinem NWT500 benutzen. Der Richtkoppler vom FA Leseservice der zum FA-NWT entwickelt worden ist hat übrigens auch nur 3 Anschlüsse.

  • Was mich allerdings wundert ist, das das Ding überhaupt funktioniert.


    Das "Ding" ist eine resistive SWR-Brücke und funktioniert hervorragend. Das Prinzip ist altbekannt und entspricht der vielfach bewährten SWR-Brücke von DJ7VY http://www.wolfgang-wippermann.de/bruecke.htm


    Ohne Angabe des Messaufbaus sind die oben im ersten Beitrag abgebildeten Plots leider wenig aussagefähig.


    73
    Günter

    "For every complex problem there is an answer that is clear, simple, and wrong" (H.L. Mencken)

  • Hallo,
    es handelt sich um eine Wheatstone-Brücke.
    Zitat aus Wikipedia:
    Sie wurde 1833 von Samuel Hunter Christie erfunden, jedoch nach dem britischen Physiker Sir Charles Wheatstone [ˈwiËtstÉ™n] benannt,
    der ihre Bedeutung erkannte und ihre Verbreitung förderte.


    Ein SWR kann man damit nicht messen, es handelt sich um eine Brückenschaltung, wobei immer die Diagonalspannung betrachtet wird.
    Zur frequenzabhängigen Bestimmung einer 50 Ohm Impedanz wird die Brücke mit HF gespeist. An die Diagonale wird ein
    Detektor angeschlossen. Bei vier gleichen 50 Ohm-R ist diese Spannung "Null". Der Knackpunkt ist der dazu notwendige Symmetriewandler oder Balun.
    Dessen Eigenschaften und ein HF-gerechter Aufbau bestimmen die nutzbare Bandbreite. Man kann also feststellen,
    bei welcher Frequenz der vierte Widerstand, das Meßobjekt ebenfalls 50 Ohm aufweist. Die Brücke kann weiterhin zur Addition zweier Signale
    verwendet werden (Bild) vorzugsweise im Kleinsignalbereich, weil an den Widerständen eine Verlustleistung entsteht.
    Gespeist mit einer Gleichspanung und abgleichbar eignet sich die Brücke für die Messung sehr kleiner Widerstände, Foto.
    73
    Andreas

  • Ein SWR kann man damit nicht messen, es handelt sich um eine Brückenschaltung


    Na sowas?
    Ich messe mit dieser Brücke und einem NWA ständig Reflexionsdämpfung (VSWR).
    Es handelt sich in der Tat um eine Brückenschaltung, genaugenommen um eine Impdedanzmessbrücke. Und mit einer Impedanzmessbrücke lässt sich hervorragend Reflexionsfaktor und somit auch das VSWR messen und bestimmen. r = (Z-ZL)/(Z+ZL)


    Viele professionelle Messbrücken von Wiltron, HP, Rhode & Schwarz arbeiten sehr zur Zufriedenheit ihrer Nutzer nach Prinzip der Impedanz-Messbrücke.
    https://cdn.rohde-schwarz.com/…ets/pdf_1/ZRB2_13_web.pdf


    Das Messprinzip der Impedanz- Messbrücke nachzulesen hier:
    R. Mreyen, DK3PE, "Messbrücken - Scheinwiderstände genauer messen", CQ-DL 2/2014
    Dr. Hand Ulrich Schmidt, DJ6TA "Reflexionsfaktor- Messbrücke", CQ-DL 12/2014


    73
    Günter

    "For every complex problem there is an answer that is clear, simple, and wrong" (H.L. Mencken)

    Edited once, last by DL4ZAO ().

  • Hallo @All,


    Zum Messaufbau, eigentlich dachte ich das ergibt sich aus dem im 1. Post gesagtem und dem was üblich ist.


    Gerätschaften:


    • Scalarer Netzwerk Tester NWT500 (China-Clon)
    • besagter Richtkoppler / SWR Brücke der Aufbau entspricht den Zeichnungen die ich im Post #4 mit angehängt habe. Im Ggs. dazu gibt es aber keinen 4. Port, der ohnehin nur mit der Systemimpendanz abgeschlossen wird. Stattdessen sind die 50 Ohm (genauer 49R9) auf der Platine mit aufgelötet.
    • Software: LinNWT4 von DL4JAL, Betriebsart SWV Auflösung max. SWV 10.0
    • PC und Messhilfsmittel wie SMA-Verbindungsleitungen / SMA Dämpfungsglieder / SMA - Adapter


    Aufbau
    Generatorausgang NWT500 -> Generatoreingang Richtkoppler
    Messeingang NWT -> Messausgang Richtkoppler
    Wobbelfrequenz 500 kHz - 500 Mhz



    Port DUT (Device Under Test):
    1. Meßeingang offen (unendlicher Widerstand)
    2. Meßeingang mit 50 Ohm abgeschlossen
    3. Meßeingang kurzgeschlossen (0Ohm)



    1. und 3. habe ich noch mal mit 500 kHz - 50 MHz zur besseren Auflösung gewobbelt


    Allen Bildern ist die Beschreibung im Bild beigefügt.


    Mich interessiert anhand der Plots (siehe Eröffnungspost):
    1. Liege ich richtig wenn der Richtkoppler höchsten bis 25 MHz brauchbar ist?
    2. Liege ich richtig wenn ich davon ausgehe das sowohl bei kurzgeschlossenem als auch bei offenem DUT - Eingang ich über den gesamten Frequenzbereich im Idealfall ein SWV von > 10 haben müßte?
    3. Wie bestimmt man die Richtschärfe eines solchen Richkopplers über die Frequenz?



    S11 und S21 sind Begriffe die eigentlich zu einem Vektoriellen Netzwerk Analyser gehören. Ich nehme einen solchen gern als Spende entgegen, habe ich aber nicht. Deswegen muss ich mir mit so einem Richtkoppler behelfen.
    Mich interessiert auch nicht ob und wie solche Dinger prinzipiell funktionieren, sonder ob meiner funktioniert. Ich will dem EBay-Händler nicht unrecht tun, aber auch nicht jeden Schrott schlucken.


    Und ja, die Wicklungen auf den Ringkern sind nicht der Weisheit letzter Schluss, die Symmetrie lässt da sicher zu wünschen und bei tieferen Frequenzen wird die Dämpfung nicht ausstreichend sein, soviel habe ich von dem Messprinzip schon verstanden.


    Hier noch einmal die Daten von der Website:


    SWR bridge :
    - Impedence: 50 ohm
    - Direction: better than 30DB
    - Frequency range: 0.5MHz-500MHz
    - Max output power: +13DBM


    Dieses Teil wird explizit als Zubehör für den China-Clon NWT500 vom gleichen Hersteller / Konstrukteur BG7TBL angeboten.

    72 de Jan


    DL-QRG-AG #GM / AGCW #3669 / NAQCC #6404 / SKCC #10113 / DARC D15
    Hobo [80m/30m/20m/15m/10m] / GQ 40 / TS-515 (QRO) / SEG15 // 2x12,5 m an Hühnerleiter


    :thumbsup: War's kein Erfolg, war's eine Erfahrung :thumbsup:

  • Mich interessiert anhand der Plots (siehe Eröffnungspost):
    1. Liege ich richtig wenn der Richtkoppler höchsten bis 25 MHz brauchbar ist?


    Vorab:. Es handelt sich hier nicht um einen Richtkoppler im klassischen Verständnis, sondern um eine Reflexionsmessbrücke. Ihre Ausgangsspannung am Messport ist proportional der Fehlanpassung.
    Der Zusammenhang zwischen Fehlanpassung und Reflexionsfaktor "r" ist: r = (Z-ZL)/(Z+ZL). Wobei Z=50 Ohm fix. Die NWA Software rechnet den Reflexionsfaktor in SWR um.(VSWR = 1+r/1-r)


    Die Messbrücke ist, zumindest wie man an deinem Plot mit 50 Ohm Terminierung den Anschein hat, bis 500MHz gut geeignet. Es zeigt sich ein VSWR von gering über 1. Das ist vollkommen OK.


    Quote

    Liege ich richtig wenn ich davon ausgehe das sowohl bei kurzgeschlossenem als auch bei offenem DUT - Eingang ich über den gesamten Frequenzbereich im Idealfall ein SWV von > 10 haben müßte?


    Da liegst du richtig. Theoretisch aus der Formel vorher müsste Reflexionsfaktor und somit auch das VSWR unendlich sein (=100 % Reflexion)
    Deine Plots mit KUrzschluss und offen sind - im Gegensatz zum Plot mit korrektem Abschluss - nicht plausibel. Kann es sein, dass dein Detektor im NWA übersteuert ist? Oder etwas schwingt?


    Du kannst ja mal mit einem definierten Fehlabschluss messen und auf Plausibilität testen , z.B.mit Abschluss 25 Ohm. Das ergäbe in der Theorie einen Reflexionsfaktor von 0,33 entsprechend einem VSWR von 2. (VSWR = 1+r/1-r)
    Alternativ könntest du an den Messausgang der Brücke ein 3dB Dämpfungsglied anschließen, das offen gelassen oder kurzgeschlossen wird wird. Das ergibt eine Reflexionsdämpfung von 2x3dB = 6dB. Entsprechend einem VSWR von 3



    Quote

    3. Wie bestimmt man die Richtschärfe eines solchen Richkopplers über die Frequenz?


    Die Richtschärfe einer Impedanzmessbrücke lässt sich äquivalent zum Richtkoppler messen.
    Gut dargestellt hier: http://dl6gl.de/sites/default/…ngen_an_richtkopplern.pdf


    73
    Günter

    "For every complex problem there is an answer that is clear, simple, and wrong" (H.L. Mencken)

  • Hallo FA-NWT Anwender,


    ich werfe mal eine Vermutung in den Raum, es wurde nicht der 2 stufige Abgleich der Messbrücke mit dem FA-NWT Software durchgeführt.


    Erst danach kann man mit einem sehr guten 50 Ohm Refernzwiderstand auch die mögliche Richtschärfe (Directivity) bestimmen.


    Für die reine Durchgangsmessung muss, entsprechend der Anleitung, der Anwender auch einen Abgleich mit -40dB und 0dB Dämpfungsgliedern durchführen.


    Die ermittelten Abgleichwerte werden einem danach direkt zum Abspeichern angeboten.
    Wie sieht es damit aus ?