50 Ohm-Dipper mit LED

Hallo Rolland,

welchen C4 meinst du? In der Schaltung KD1JV legt C4 laut Data Sheet zusammen mit dem Widerstand R9/R10 (einstellbar via Taster) den Frequenzbereich des VCO fest.

Zitat von 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 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 Roland,

Zitat

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.

Zitat

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?

Zitat

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!

Zitat

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.

Zitat

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 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

Ehe nun unsere einfache Messbrücke zu einem Vektor-Analyzer weiter entwickelt wird, hier noch einmal ein Auszug aus der Baumappe als Erklärung, worum es bei diesem Zusatz zum Dipper geht. Da auch mir das eingeprägte Bild einer Wheatstone Brücke das Erkennen der angewandten Schaltung ein wenig verdeckt, habe ich diese mal so umgezeichnet, wie wir das aus dem Amateurfunk Lehrgang kennen.

Meßverfahren:

Zitat

Eine Antenne ist nur auf der Resonanzfrequenz rein ohmisch. Der Messbrücken-Zusatz zum Dipit besteht aus einer Wheatstonschen Brücke mit 3 mal 50 Ohm und einem integrierten Messverstärker. Der vierte Widerstand der Messbrücke wird von der Antenne dargestellt. Wird die Antenne mit einem hochfrequenten Signal außerhalb der Resonanzfrequenz angesteuert, so ist die Brücke im Ungleichgewicht, es fließt Brückenstrom. Der Messverstärker in unserer Messbrücke wandelt und verstärkt den Brückenstrom zu einem mittels LED deutlich ablesbarem Signal. Entspricht die vom DipIt generierte Frequenz der Resonanzfrequenz der zu messenden Antenne, erlischt die LED. Die Empfindlichkeit bei der Messfrequenz kann mit dem Potenziometer auf der Platine eingestellt werden. Dazu wird die Brücke mit einem 50 Ohm Widerstand abgeschlossen und das Poti so eingestellt, dass die LED gerade eben nicht leuchtet. Zur Messung verbindet man den Hf-Eingang der Meßbrücke mit dem +7dBm Ausgang des DipIt (Cinch auf Cinch Kabel). Das Koaxkabel der Antenne wird an den BNC Ausgang der Messbrücke angeschlossen. Durch kontinuierliches Verändern der Dipper Frequenz wird nun die Resonanz der Antenne gesucht.

Mit dieser Methode kann sehr schnell festgestellt werden, ob die Antenne auf der gewünschten Frequenz resonant ist oder eventuell zu lang oder zu kurz ist. Für die meisten Anwendungsfälle ist diese Aussage in der Parxis völlig ausreichend da Funkamateure eher selten einen gemessenen XL oder XC Wert durch zuschalten einer berechneten Kapazität oder Induktivität kompensieren, sondern eher die Länge der Antenne verändern.

Der Trafo TR1 arbeitet als Strom/Spannungswandler, T1 als Spitzenwert Gleichrichter, T2 dient der Temperaturkompensation und T3 als Schwellwertschalter der die Diode ein oder ausschaltet.
Eine ähnliche Schaltung wird übrigens seit Jahren in unserem Antennentuner ZM4 Bausatz benutzt wobei ein weiterer Vorteil dem System zu Gute kommt: Bedingt durch die Brückenschaltung kann der Generator / Transceiver niemals ein schlechteres SWR als 2 sehen.

Hallo Peter, Roland,

ja OK, kein Problem, es geht nur um einen Indikator, keinen vektoriellen Analyzer
Trotzdem lohnt es sich doch, über die konzeptbedingten Schwächen der Schaltung nachzudenken und daraus Schlüsse zu ziehen.
Nur als Beispiel : wenn man die Sache mit der etwas unsymmetrischen Anzeige erkannt hat, dann sieht man, dass es hier
kontraproduktiv sein dürfte, die Brückenwiderstände - wie bei DK1HE - mit 47 Ohm auszulegen (was die Unsymmetrie verstärkt).
Besser wäre m.E. 51 oder sogar 56 Ohm. Damit wäre die LEd-Anzeige um die 50 Ohm evt. sogar symmetrisch und damit
evt. zuverlässiger, auch wenn es hier nicht um Kommastellen geht.

Ansonsten finde ich die Schaltung sehr interessant, wenn man bedenkt, dass man bei +7dBm Generator und je nach Übertrager-Verhältnis
vielleicht nur 100 - 200 mV bei SWR von 1:2 bekommt. Würde man das einfach mit einer Diode gleichrichten bezogen auf GND
dann müsste man die DC-Spannung erst wieder mühsam verstärken oder einen Rail-to-Rail -OPV o.ä. Kunstgriffe einsetzen....

73
Markus