50 Ohm-Dipper mit LED

  • Vor ca. 10 Jahren hat Peter, DK1HE, als DipIt-Zubehör eine Antennenmessbrücke entworfen.
    Peter, DL2FI, gibt hier eine kurze Einführung:
    https://www.qrpforum.de/index.php?page=Thread&threadID=3780


    Ich bin dabei, einen Tenna-Dipper nach KD1JV nachzubauen.
    Was mir nicht gefällt, ist die Frequenzabhängigkeit der LED-Anzeige. Bei hohen Frequenzen, wird die Anzeige schwach.


    DK1HE setzte in der Brücke einen Übertrager mit Doppellochkern BN43-2402 ein.
    Der Anzeigeverstärker mit einem BF199 (T1) verwendet im Emitterzweig zur Empfindlichkeitseinstellung ein 10k-Poti.
    Könnt ihr mir bitte auf die Sprünge helfen, warum die Bauelemente so dimensioniert wurden?
    (DK1HE habe ich mangels E-Mail-Adresse nicht fragen können- ich hoffe auf den Sachverstand im Forum.)


    Tr1:
    KD1JV verwendet in der Brücke einen FT37-43 mit ü=1:6 (5Wdg zu 30 Wdg).
    Warum wurde für Tr1 ü=1:1 (4 Wdg zu 4 Wdg) gewählt?


    C1, C2, R4, T2:
    Fungiert T2 als Gleichrichter für die Brückenspannung?
    Warum ist hier ein BF199 (T2) und keine Diode zweckmäßig?
    Wie bemessen sich C1, C2 und R4?


    R6, C4, T3, D1:
    Die LED bekommt über R8=220 Ohm satt Strom aus +9V , wenn T3 voll durchgesteuert ist.
    Die Auswahl an LED ist heute sehr groß. Welche LED ergibt in der Schaltung einen besonders deutlichen Dip?
    Lichtstärke (mcd), Farbe (F), Abstrahlwinkel (Grad), klar oder diffus, Durchmesser?
    Ich erinnere mich noch, dass das menschliche Auge am Tage bei 550nm (=hellgrün) besonders empfindlich sein soll.
    Was bewirkt C4?


    73, Roland, DF8IW

  • Die Auswahl an LED ist heute sehr groß. Welche LED ergibt in der Schaltung einen besonders deutlichen Dip?
    Lichtstärke (mcd), Farbe (F), Abstrahlwinkel (Grad), klar oder diffus, Durchmesser?
    Ich erinnere mich noch, dass das menschliche Auge am Tage bei 550nm (=hellgrün) besonders empfindlich sein soll.


    Nur so als Idee: Wie wäre es mit einer Mehrfarben-LED. Das menschliche Auge kann Farbveränderungen deutlich besser ausmachen als Helligkeitsänderungen.
    Bliebe die Frage, wie man die Ansteuerung so gestaltet, dass die Spannungsänderung möglichst effektiv in Farbänderung umgesetzt wird.
    Hat doch bestimmt schon mal jemand probiert - meine eigenen Versuche erinnere ich nicht mehr... nachdem ich ein Daumen-großes Anzeigeinstrument gefunden habe, fand ich das insbesondere im vollen Sonnenlicht viel komfortabler.


    73 & HNY


    Peter/DL3PB

  • Hallo Uwe,
    mir geht es um die Auslegung des Messverstärkers bei DK1HE- nicht bei KD1JV.


    Hallo Peter,
    ich bin mir nicht sicher, ob es eher umgedreht ist: Wir können besser Helligkeits- als Farbunterschiede Wahrnehmen?
    Der Dip eines Zeigerinstruments ist zweifellos deutlich wahrnehmbar.
    Eine LED ist von Vorteil, wenn es eng im Gehäuse oder auf der Frontplatte zugeht.
    73, Roland

  • Hallo Roland,
    bin noch mal in mich gegangen und erinnere mich, dass für mich damals die Auflösung im Vordergrund stand sowie die Schwierigkeit geringe Helligkeitsunterschiede einer LED im Feien auszumachen - so bin ich zu dieser Lösung gelangt.
    Beide Ansätze schließen sich ja auch per se nicht aus, wenn sich Helligkeit und Farbe ändern, ist man sicher unter allen denkbaren Einsatzgebieten auf der sicheren Seite.
    Aber wie gesagt, nur eine Idee...
    73
    Peter

  • Hallo Peter,
    Ja, wenn ich so ein schönes Zeigerinstrument hätte, würde ich die LED hinten anstellen...


    Dein Gedanke, sowohl Farbe als auch Helligkeit auszuwerten, scheint interessant.
    Bei einer einzelnen LED bin ich mir nicht sicher, wann das Helligkeitsminimum erreicht ist.
    Hier muss der Messverstärker für Empfindlichkeit sorgen.
    Ich hatte auch mal über eine 2-LED-Variante nachgedacht, die so eine art "LED-Waage" bilden- ein Mittenzeigerinstrument nachahmen.


    Es kann aber auch gut sein, dass wir hier über das Ziel hinauschießen, dass die Anzeigegenauigkeit des LED-Dip für den Zweck der richtigen Antennenlänge völlig ausreichend ist... "Wer misst, misst Mist."
    73, Roland

  • Hallo Roland,


    Quote


    Ich bin dabei, einen Tenna-Dipper nach KD1JV nachzubauen.
    Was mir nicht gefällt, ist die Frequenzabhängigkeit der LED-Anzeige. Bei hohen Frequenzen, wird die Anzeige schwach.


    Quote

    DK1HE setzte in der Brücke einen Übertrager mit Doppellochkern BN43-2402 ein.
    Der Anzeigeverstärker mit einem BF199 (T1) verwendet im Emitterzweig zur Empfindlichkeitseinstellung ein 10k-Poti.
    Könnt ihr mir bitte auf die Sprünge helfen, warum die Bauelemente so dimensioniert wurden?


    Quote


    Tr1: Warum wurde für Tr1 ü=1:1 (4 Wdg zu 4 Wdg) gewählt?


    Das ist ja eine Wheatstone Brücke, anstatt des "R4" wurde der Trafo TR1 für die Auskopplung der Brückenspannung gewählt.
    Siehe: https://de.wikipedia.org/wiki/Wheatstonesche_Messbr%C3%BCcke
    Der Generator wird über R1,R3 und C3 eingespeist.
    Der Übertrager hat ein Übertrangsungsverhältnis von 1:1 und entkoppelt so die Messspannung vom "auswerte Teil" ab.


    Schauen wir uns für den BN43-2402 mal die normierten Werte an:
    http://toroids.info/BN-43-2402.php


    Es gilt ja eine Faustformel für Übertrager, wie groß deren Lastwiderstand in Abhängigkeit der unteren Frequenz sein soll.
    Die Lastimpedanz (Rlast) eines Übertragers soll rund 5 mal so groß sein, wie die Quellimpedanz (Rin).
    Rin << 5 * Rin = Rlast


    Wir rechnen mal nach
    AL = 1,440µH/N²
    N = 4 (Anzahl der Windungen)
    L = 1,440µH * 4² ~ 23µH
    F = 3,5MHz (untere Grenzfrequenz)
    Z(F,L) = 2pi * F * L
    Z(F,L) = 2pi * 2,5*10^6Hz * 23*10^-6µH ~ 507 Ohm


    Also ist die Lastimpedanz des Übertragers ~10 * 50 Ohm -- passt!


    Quote


    C1, C2, R4, T2:
    Fungiert T2 als Gleichrichter für die Brückenspannung?
    Warum ist hier ein BF199 (T2) und keine Diode zweckmäßig?
    Wie bemessen sich C1, C2 und R4?


    Nein T2 ist als Diode geschaltete, da man die B-E Spannung von T1 erreichen möchte.
    Mit C1, C2 liefert sie eine Vorspannung von ungefähr 0,5V.
    Ergebnis: die B-E Strecke von T1 ist somit gerade im leitenden Zustand (Vorgespannt) und kann leicht durch eine geringe Spannung angesteuert werden.


    Quote


    R8, C4, T3, D1:
    1) Die LED bekommt über R8=220 Ohm satt Strom aus +9V , wenn T3 voll durch gesteuert ist.
    2) Welche LED ergibt in der Schaltung einen besonders deutlichen Dip?
    3) Was bewirkt C4?


    [1] Den Strom habe ich bei Vollaussteuerung mit einer Gleichspannung auf ca 30mA ((9V-2,2V) / 220Ω) berechnet.


    [2] Hier wurde eine weiße 5mm LED verbaut (Ich habe die Schaltung selbst von QRPProjekt erstanden)


    C3 koppelt die HF aus, so das am Emitter von T1 nur eine Gleichspannung anliegt.
    C3 bildet gleichzeitig auch noch einen HF-Pfand für den Generator an R1, R3 und Gnd zur Wheatstone Brücke.


    [3] Die verstärkte Wechselspannung (HF) wird an C4 gespeichert (Spizenwertspeicher),
    über R5 wird C4 geladen und über R7* entladen.
    Genau genommen gilt: R7* = R7 + R3 + R(T3 B-C) und RLED liegt in der E-C Stecke von T3.
    Ich komme für R(T3 B-C) auf ca. 15kOhm


    T3 wird, nach meinem Verständnis, etwas länger angesteuert, das Flackern der LED würde sonst mit der Sendefrequenz erfolgen.


    tau = R * C4
    Quelle: https://www.elektronik-kompendium.de/sites/grd/0205301.htm

  • Hallo Uwe,
    eine VP ex. VF würde heute werben: "qrpforum- Da wird Ihnen geholfen!" Danke!


    Ich versuche meist, zu verstehen, was ich baue. Deine Erklärungen haben mich sehr weiter gebracht.


    Der von Dir gedachte "R4" der Brücke wird an die Antennenbuchse Bu2 angeschaltet?
    Der HF-Trafo Tr1 überträgt die Brückenwechselspannung und dient der galvanischen Trennung zwischen Generator und Messverstärker.


    Ich werde jetzt den Dipper aufbauen. Ich beginne mit einer großflächigen, roten, diffusen 8mm-LED, 400mcd, 60° (Reichelt KBT L-793SRD-D).


    HNY2019, 73, Roland, DF8IW

  • Hallo Roland,


    nur so als Hinweis : m.E. liefert die Messbrücke unsymmetrische Messwerte für Rx > 50 Ohm bzw. Rx < 50 Ohm sofern der
    Generator nicht so nachgeregelt wird, dass die Eingangsspannung der Brücke immer konstant ist.


    Ich gehe mal davon aus, dass es einen gewissen Übergangsbereich geben wird, wo die LED anfängt zu leuchten,
    also z.B. ab SWR <= 1.5


    Für SWR = 1.5 könnte der Fußpunktwiderstand 75 Ohm oder 33 Ohm sein.
    Bei 33 Ohm ist die Generatorspannung an der Brücke aber deutlich niedriger, als bei 75 Ohm - einfach aufgrund
    der höheren Last. Damit ist auch die Differenzspannung deutlich geringer.
    Könnte also sein, dass die LED bei Rx < 50 Ohm schon bei SWR = 1.8 auf "grün" geht und bei Rx > 50 Ohm erst bei SWR = 1.5.


    Je schmaler der SWR-Bereich ist, in dem die LED an geht, umso weniger auffällig dürfte die Unsymmetrie sein.


    MFJ hatte m.W. eine Regelung des Generators drin bzw. misst nicht nur die Differenz, sondern noch weitere
    Spannungen in der Brücke. Dort sollte dann natürlich auch ein vernünftiger SWR-Wert angezeigt werden, nicht
    nur eine LED als Indikator.


    73 + HNY
    Markus
    DL1DSN

  • Hallo Markus,
    danke für den Hinweis auf die Unsymmetrie.
    Ich habe mich bewusst für die KISS-Variante mit der LED nach KD1JV/DK1HE entschieden.
    Der 74HC4046 als VCO, ein 50MHz Zähler nach DL4YHF aus CN (<5EUR) und die gute alte Brücke sind nach meinem Geschmack.
    Sonst hätte ich einen Analyzer, wie den von MFJ o.ä. in Betracht gezogen...


    Ich werde zunächst an die Antennenbuchse 50 Ohm Dummy hängen und bei der gewünschten Frequenz mit dem Poti die LED runter dimmen.
    Dann kommt an die Antennenbuchse die Antenne - die LED wird wahrscheinlich leuchten.
    Bleibt noch, die Antenne in der Länge zu verändern bzw. sonst wie anzupassen- bis die LED wieder minimal leuchtet.
    Mit den Ungenauigkeiten beim Finden des Minimums und bei der Frequenzmessung kann ich leben.


    hpy Selbstbauen, Roland, DF8IW