ATU, welche Schaltung?

Hallo Jakob,

ich verwende im Shak ein Z-Match an einem 100W-Tranceiver, desgleichen eines im Portabeleinsatz, beide homemade. Dabei habe ich folgende Erfahrungen gemacht.
Das Portabel-Match für QRP war ursprünglich mit einem T130-2 ausgerüstet. Hier nahmen ab 14MHz die Verluste progressiv zu, der Kern wird ja schließlich als Resonanzkreis betrieben. Mit einem T156-6 sieht das jetzt deutlich günstiger aus.
Zu meinem 100W-Z-Match. Drehkos sind mittelgroße Rundfunkdrehkos aus der Röhrenzeit, die Schwingkreisspule besteht aus 10mm Kupferband, hochkant gewickelt (aus russischer Militärtechnik, modifiziert). Ein Kern dürfte problematisch sein, man kann im Schwingkreis nicht die Richtwerte von Baluns bezüglich Größe anwenden. Ausgekoppelt wird mit normalen (1mm) Draht. Solange die Anpassung nicht zuweit daneben ist (mein Dipol ist 2x 3,5m), geht das ganz gut. Wird die Antenne hochohmig oder sehr kurz, dann knallt es schon bei kleinen Leistungen im Drehko (speziell der über der Gesamtspule liegende Teil), bei mir unter 14MHz. Da ich dort nur QRP mache (wegen EMV), stört es nicht. In dem Schwingkreis des Z-Match fließen erhebliche Ströme, was besonders beim Anschluß des Drehkos zu beachten ist (Kontaktfedern alle beschalten). Es ist also nicht ganz problemlos mit Rundfunkdrehkos, ideal wären sicherlich Splittkondensatoren mit 2-3kV.
Das Z-Match ist ein hervorragender Preselektor + Nebenwellenfilter und universell verwendbar (Symm./Assymm.).
73 Reiner

Klaus,

Das Anpassgerät auf dem Bild ist aber keine klassische T-Glied Anordnung sondern einen Parallkreis ATU also nach dem gleichen Grundprinzip wie Z-Match oder Fuchskreis.

Den Grund für den Siegeszug der T-Glieder sehe ich ausschliesslich in den Kosten. Parllelsysteme Drehkos, die wegen der hochohmigkeit spannungsfester sein müssen als Drehkos in T-Gliedern. Soclhe Drehkos sind teuer wenn es um 100 Watt und mehr geht.

Hallo Jakob,

PN ist unterwegs...
Ansonsten schließe ich mich den Vormeinungen an.
Z-Match für QRP ist nach meinen praktischen Erfahrungen zu bewältigen, bei 100W kann es unter bestimmten Bedingungen mit normalen Bauteilen schon problematisch werden...
(wohl auch ein Grund für das Fehlen automatischer ATUs nach dem Z-Match-Prinzip :D)

Hallo, Jakob!

Ein paar Hinweise hat ja schon der Peter gegeben (speziell Spannungsfestigkeit der Drehkos, die ein Problem bei höheren Leistungen darstellen kann).

Das klassische T-Glied verwendet keine "Split-Drehkos". Sieht ganz einfach so aus:

Antenne - Serien-Drehko - Parallel-L - Serien-Drehko - TRX

Da an den Serien-Drehkos nur wenig Spannung abfällt, kommt man mit billigen BC-Typen aus (auch bei höheren Leistungen).

Nachteilig beim T-Glied ist die fehlende Selektion. Das Ding arbeitet einfach als Hochpass mit leichter Resonanzüberhöhung bei der QRG, auf die man abgestimmt hat (auf bestes SWR). Und noch ein kleiner Nachteil:

Eine in Stufen umschaltbare Querinduktivität kann (!) zu Problemen führen wegen möglicher Nebenresonanzen (Kurzschluß ist bei HF nicht gleich Kurzschluß!). Der gute HaJo (DJ1ZB) hat sich darüber mehrfach ausgelassen. Nachzulesen u.a. im QRP-Report unter der Rubrik "Antennen-Tuner". Besser ist wahrscheinlich die Verwendung getrennter Spulen, die dann zweibeinig umgeschaltet werden und möglichst nicht aufeinander koppeln können. Eine "Feinabstimmung" der Induktivität ist möglich durch einen der aktiven Spule in Serie geschalteten Drehko. Ergibt zusätzlich einen Dämpfungspol unterhalb der Optimal-SWR-Frequenz.

55/73
Hans/DJ4AZ

Hallo Jakob

mit "Kontaktfeder" meine ich die Schleifkontakte am Drehko, die den Masseanschluß des Rotors darstellen.
73 Reiner

Hallo Jakob,

mit dem "beschalten"der Kontaktfedern wird in der Regel gemeint, das ALLE Schleifer -kontaktfedern mit einem Draht zu BESCHALTEN sind, der an das gewünschte Potential geht, also einfach nochmal ALLE parallel schalten, auch wenn man glaubt das sie schon über das Gehäuse parallel geschalten sind

vy73 de DL4SXS Reiner

Hallo, Jakob!

--- Zitat ---
Hans, ich habe leider den QRP-Repot nicht zur Verfügung. Ich habe mich erst vor kurzer Zeit angemeldet. Deshalb wäre ich sehr daran interessiert eine Kopie zu erhalten. Im Netz habe ich den Bericht nicht gefunden.
--- Zitat Ende ---

Leider auch keine Möglichkeit hier, eine Kopie/einen Scan zu machen. Vielleicht kann der Ingo/DK3RED Dir weiterhelfen. Erschienen ist ein ausführlicher Beitrag vom HaJo im QRP-Report 3/2005. Glaube, dass es möglich ist, auch noch ältere Ausgaben gegen Spende zu erhalten.

73
Hans/DJ4AZ

Zitat

Original von dj4az
Hallo, Jakob!

--- Zitat ---
Hans, ich habe leider den QRP-Repot nicht zur Verfügung. Ich habe mich erst vor kurzer Zeit angemeldet. Deshalb wäre ich sehr daran interessiert eine Kopie zu erhalten. Im Netz habe ich den Bericht nicht gefunden.
--- Zitat Ende ---

Leider auch keine Möglichkeit hier, eine Kopie/einen Scan zu machen. Vielleicht kann der Ingo/DK3RED Dir weiterhelfen. Erschienen ist ein ausführlicher Beitrag vom HaJo im QRP-Report 3/2005. Glaube, dass es möglich ist, auch noch ältere Ausgaben gegen Spende zu erhalten.

73
Hans/DJ4AZ

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ALLE älteren Ausgaben des QRP Report sind über den FUNKAMATEUR Leserservice zu beziehen, einzeln oder auch zum Extrapreis als Komplettpaket. Einige Ausgaben wurden extra nachgedruckt.

Lbe OMs,

hier auf diesen Seiten sind Meinungen aufgetaucht, die ich für korrekturbedürftig halte:

Warum soll die Spannungsfestigkeit von Drehkos in einem T-Glied niedriger sein dürfen als in einem Pi-Glied?

In der Praxis ist eher das Gegenteil der Fall. Bei einem Pi-Glied wird der Ausgangs-Drehko bei einer hochohmigen Antenne genau mit der Spannung belastet, die die Antenne bei der gegebenen Leistung benötigt.

Bei einem einzelnen L-Glied in Hochpaßform (C in Serie, L parallel) ist die HF-Spannung am Drehko die Differenzspannung zwischen Ein- und Ausgang und damit tatsächlich niedriger als beim Pi-Glied; der Vorteil beträgt jedoch bei hochohmigen Antennen nur noch ca 15%. Das T-Glied besteht aber aus zwei L-Gliedern Rücken an Rücken; dabei schalten sich die Spulen parallel. Ein L-Glied hat am Parallel-Element, also hier an der Spule, immer die höhere Impedanz. Darum liegt beim T-Glied an der Spule immer eine zumindest etwas höhere Spannung als am Antennenausgang. Dadurch vermindert sich der Spannungsvorteil je nach Wahl des Spulenabgriffs. Leider kann man beim T-Glied auf den mittleren und höheren Bändern die Mittenspule und damit deren Impedanz auch so groß machen, daß man wenigstens einen der Drehkos bei QRO immer zum Feuern bringen kann! Dadurch geht natürlich jeglicher Spannungsvorteil verloren. Deswegen habe ich bei einem T-Glied, das ich für jemand anders gebaut habe, schon mal an der Spule eine HF-Spannungsmessung eingebaut und mit einem Grenzwert versehen. Denn diese Spannung (und die Bemessung der Spule für einen ausreichenden HF-Strom) gibt die Grenze der Verwendbarkeit des ATU an, nicht eine über den Daumen definierte Leistungsgrenze. Wenn man die HF-Spannung an der Mittenspule niedrig hält, kann man eine höhere Leistung anpassen als wenn man das nicht beachtet. Ein T-Glied mit automatischer Abstimmung würde immer mit der kleinsten Spule anfangen müssen und diese schrittweise gerade so weit erhöhen, bis die erste Anpassung möglich ist. Am besten geht man daher bei Handabstimmung genau so vor.

Weiter:
Bei dem ATU mit Split-C-Eingang ist der Drehkoteil nach Masse für die Anpassung völlig überflüssig! Er erhöht lediglich die Blindleistung bei der Anpassung.

Darum habe ich mal bei einem solchem ATU, das auf 160 m wegen zu kleiner Drehkokapazität nicht richtig anpassen konnte, alle Drehkos völlig zerlegt (das ging) und die vorhandenen Stator- und Rotorblätter gleichmäßig auf beide Drehkos verteilt. Dann konnte das ATU dank der höheren Kapazität der Drehkos auch auf 160 m abstimmen.

Dieser Split-Drehko ist ein völlig unnötiger und verschwenderischer Materialaufwand, ein Gag, wie es der Amateurfunk anscheinend ab und zu mal braucht! Wenn ich auf der Ham Radio diese mit Mühe gebauen Split-Drehkos und ihren Preis sehe, dann muß ich immer den Kopf schütteln.

Warum gibt es keine automatischen Anpaßgeräte mit Z-Match?
Diese automatischen Anpaßgeräte im Amateurfunk sind (gottlob) der kommerziellen Technik abgeguckt, und die beherzigen den Grundsatz: Jede Transformation soll mit der mindestnötigen Blindleistung ausgeführt werden! Denn dann ist die Anpassung am verlustfreiesten. Und das läßt sich bei der Pi-Form dieser Anpaßglieder am einfachsten realisieren. Bei ihnen wächst die sich einstellende Induktivität bei konstanter Frequenz mit der Höhe des anzupassenden Widerstandes. Die dabei erforderlichen Kapazitäten sind vor allem bei tiefen Frequenzen oft größer, als man es mit einem Pi-Filter mit üblichen Drehkos realisieren kann. Mit Drehkos ist das T-Glied flexibler.

Diese Erhöhung der Induktivität mit der Höhe des Lastwiderstandes ist beim Z-Match nicht gegeben. Schon die bei höherer Leistung gemachten Bemerkungen zur Ausführung der Spulen lassen darauf schließen, daß die beteiligte Blindleistung unverhältmäßig hoch ist und die Abstimmung dementsprechend spitz. Diese Schaltung ist bei Funkamateuren zwar beliebt, aber auch nur bei denen (Ausnahmen, so man sie findet, bestätigen diese Regel). Was ich dem Z-Match als Vorteil zugestehe, ist eine einfache Realisierung eines erdfreien bzw symmetrischen Ausgangs.

Und wenn ich bei Empfang mehr Vorselektion brauche, dann setze ich sie vor den Empfänger (da werden die Spulen viel kleiner) und lege sie nicht in die Antennenanpassung des Senders.

Und was die oft kritisierte Hochpaßform des in der Praxis so flexiblen T-Gliedes anbetrifft: Für die Oberwellenunterdrückung des Senders ist der PA-Tiefpaß zuständig, nicht die Selektion des ATU! Die ist ohnehin je nach Anpaßzustand verschieden, auch beim Pi-Glied.

Das wollte ich mal los werden, wenn die hier gestellten Fragen beantwortet werden wollen. Ich bin nun mal von meiner Berufspraxis beeinflußt und denke halt so. Darum bitte ich diese Äußerungen nicht polemisch zu sehen.

HW?

73

Hallo Hajo,

zum Thema Spannungsfestigkeitsanforderungen an die
Drehkos beimT-Glied versus Pi-Glied habe ich zwei Bilder anghängt,
die sehr schön verdeutlichen,daß beim T-Glied höhere Spannungen
existieren.
Wie von Dir schon ausgeführt,transfomiert das Hochpaß-T-Glied intern nach oben
während das Tiefpaß-Pi-Glied intern nach unten transformiert.
Daher die höheren Spannungen beim T-Glied,was sich auch in der Praxis bestätigt.

Zitat

Bei dem ATU mit Split-C-Eingang ist der Drehkoteil nach Masse für die Anpassung völlig überflüssig! Er erhöht lediglich die Blindleistung bei der Anpassung.

Zitat

Dieser Split-Drehko ist ein völlig unnötiger und verschwenderischer Materialaufwand, ein Gag, wie es der Amateurfunk anscheinend ab und zu mal braucht! Wenn ich auf der Ham Radio diese mit Mühe gebauen Split-Drehkos und ihren Preis sehe, dann muß ich immer den Kopf schütteln.

Hier möchte ich teilweise widersprechen.
Wie die angehängte Kurve an einem Beispiel von Impedanzen mit induktiver Blindkomponente zeigt,
kann das T-Glied mit Dual-Drehko (in der Grafik als Tandem- Drehko bezeichnet)
bei Impedanzen (an der Spule),die sich aus XL-Werten <150 Ohm und kleinen Realanteilen
zusammensetzen,noch wesentlich kleinere Werte anpassen,z.B.
10 Ohm +j45 Ohm.
In der Grafik findet sich auch noch die Kurve für einen Differential-Drehko
im Eingang.
Obwohl diese Variante als Grundschaltung im ARRL Antennenhandbuch seit
"Urzeiten" beschrieben ist,taucht sie nirgendwo als in der Praxis realisierte
Anpass-Schaltung auf.
Während der Anpassbereich der Dual-Dehko-Variante ab XL-Werten >200 Ohm
zur Einfachdrehko-Variante praktisch identisch ist,kann die Diff.-Drehko-Variante
hier immer noch Kombinationen mit niedrigen Realanteilen auf die gewünschten
50 Ohm bringen.
Leider hat die Bildqualität wegen der sehr restriktiven Dateigrößenbeschränkung
stark gelitten,aber es geht gerade noch so.

73
Clemens

Hallo Jakob ( DL2GN),
ich betreibe mein Z-Match seit ungefähr einem viertel Jahr und ich möchte versuchen Dir einen Praxisbericht zu geben.
Als TRX verwende ich einen elecraft K2 (QRP-Version) und als Antenne einen 2 x 10 m langen Dipol. Gespeist wird die Ant. über eine ca. 7 m lange Hühnerleiter und im Haus verwende ich ca. 10 m Twincom von Titanex (an die Sparren genagelt). Als Trennfunkenstrecke dienen 2 Zündkerzen, welche auf ca. 1 kV getrimmt sind.
Mein Z-Match hat folgenden Aufbau: 2 Radio-Drehkos (je 3 x 340 pF) und eine Luftspule auf Keramikwickelkörper. Die Luftspule gibt es (fast) fertig bei Oppermann-Elektronik. Nur die Sekundärwicklung muß umgewickelt werden. Wenn Du Interesse daran hast, kann ich Dir einen Schaltplan und ein Foto zukommen lassen.
Was die Betriebserfahrungen betrifft, so schätze ich vor allem die zusätzliche Vorselektion durch das Z-Match. Zwischen 80 und 10 m läßt sich meine Antenne problemlos anpassen. Auch der Wirkungsgrad scheint nicht der Schlechteste zu sein. Einzig das ständige Nachdrehen kann etwas nervig sein. Aber die Vorteile überwiegen.
Kurz noch eine Anmerkung zum Aufbau: 1 hochohmiger Ableitwiderstand, an der ansonsten galvanisch getrennten Auskoppelwicklung, hat sich als äußerst nützlich erwiesen. Aber auf die Idee bin ich auch erst gekommen, nachdem ich wieder einmal eine Begegnung mit statischer Aufladung hatte. HI.

73 de Norbert, DK6NF

Zitat

Original von DL2GN

ich habe mein Z-Match nach AD5X bzw. W6JJZ aufgebaut... Hardware: TRX 10W - Z-Match - ca.14m Koax - Balun als Mantelwellensperre am Einspeisepunkt der Hühnerleiter. ..

Jakob, wieso führst Du nicht die HL bis an's Zmatch, das ja eigentlich für 2DrLtg.n gedacht ist, wieso der Umweg über das Koax??

Tom -. ... .

Hallo Jakob,
hast Du einen link wo man die Schaltung nach AD5X findet?

73 de Norbert