SWR Brücke 1 bis 1000MHz

Hallo, Eric,

für eine gute untere Grenzfrquenz brauchen die beiden Drosseln*) in den Brückenzweigen halt etwas Ferrit, da die reine Leitungsinduktivität ja nur ca 100 nH beträgt. Ich habe meine Brücke damals mit DJ7VY zusammen gebaut und auf beiden Kabeln je 12 Ferritperlen Ferroxcube 4C6 verwendet. Der dicke Kern des OZ-Bildes fehlte damals. Die erreichte Richtdämpfung war rund 40 dB bei 1 GHz, erstaunlich gut für einen Eigenbau, man kann sie durchaus als nachbausicher bezeichnen. Wichtig ist, dass die Perlen so eng wie möglich am Kabelmantel anliegen, um Streuung zu vermeiden, sie sollten nicht 'klappern'. Der dicke zusätzliche Kern dürfte nicht falsch sein, wenn er an die anderen Ferrite dicht anschließt. Ich werde das mal an meiner gelegentlich ausprobieren.

HTH es 73
Günter

edit: *) wobei die eine (die untere im Schaltbild) Drossel bezüglich ihres Kabelmantels eine Gleichtaktdrossel ist (s. a. Kabelinverter), die andere ist nur zur Symmetrie der Brücke da, deswegen ist der Innenleiter kurzgeschlossen.

Hallo, Eric,

die 40 dB sind etwas schwer zu erreichen, dass es gelegentlich mal 3 dB besser oder schlechter wird, liegt am Selbstbauer, der nur ein Stück baut. Ich habe mal auf einem Flohmarkt eine Wiltron-Brücke, die das gleiche macht, mit 46 dB geschossen (Neupreis 2000 $). Alles über 30 dB ist sowieso kaum auf 1 dB zu reproduzieren. Leider ist die AN vermutlich schon längst in den Instituts-Papiermüll entsorgt, fürchte ich.

Ihr erreichtet damals ca. >36dB zwichen 10MHz und 1.4GHz !!
1) Warum habt Ihr damals die Striplineplatinen verwendet ? (Material: Glasfaser Epoxy G10, würde FR4 heute gehen ?), wg der 1 GHz ?

Es sollte nachbausicher sein, FR4 wird nicht viel verändern. Ich habe Luft verwendet, also einfach breitere Blechstreifen freitragend

2) Gehäuseabmasse 35x 110 mm, die Länge bestimmt wahrscheinlich die untere Grenzfrequenz ?

Richtig

3) Was entspräche heute dem SM 50 Teflonkabel (in der Stückliste steht auch Semirigidkabel ohne nähere Angabe), geht RG 316, oder schon zu dick ?
Länge war damals 90mm

Kabel ist relativ egal, solange die Kerne dicht am Mantel anliegen und der Mantel eine gute Schirmdämpfung hat. Semirigid ist ideal, wenn das passende Ferrit existiert.

4) Der Balun soll am Brückensymmetrierpunkt möglichst waagerecht verlaufen...was wird da beeinflusst ?

Einfach nur Symmetrie gegenüber den unvermeidlichen Strömen im Gehäuseinneren. 40 dB ist eben etwas grenzwertig.

- Mit je 2 parallenen 100 Ohm SMD müsste es heute noch besser gehen ?
Völlig richtig, 2 x 100 Ohm / 0805 geht bis in den 5-GHz-Bereich mit > 20 dB Rückflussdämpfung.

- die OZ Autoren beschreiben CyanAcrylat (Sekundenkleber) das müsste heute auch leichter sein als UHU normal damals.

Ich weiß es nicht, halte das für egal, würde heute UHU-minus nehmen

5) Dasz Du die Brücke als nachbausicher bezeichnest ist sehr beruhigend.

>30 dB auf jeden Fall, bei 40 dB mit Feintuning sollte man Messgeräte haben, die besser sind. Wenn Du willst, kann ich Dir Deine 'ausmessen' (bis 46 dB eben und bis 1,8 GHz), allerdings ist Ablesen nicht Messen

6) könntst Du die Funktion noch etwas näher erläutern, damit ich die Funktion noch besser verstehe (lerne noch HF) ? mir sagen die Begriffe Gleichtaktdrossel und Kabelinverter nichts (Wikipedia kennt nur Kabelkonverter ???)

Abgelichfall: Der Generator speist über die beidne 50-Ohm-Widerstände je die Hälfte in die Referenz und das Messobjekt ein. Dabei sieht er auch 50 Ohm, nämlich 2 x 100 Ohm parallel ( die Reiehnschaltung der Vorwiderstände mit je Referenz/Messobjekt). Die Leitungen von Referenz und Messobjekt sind Drosseln, weil dicht mit Ferrit belegt, und je induktiver, desto niedriger die Grenze, wo ihr wL nicht mehr reicht (liegen ja paralle zu Referenz bzw. Messobjekt).

Die eine der Drosselsn hat aber den Innenleiter, der in der Diagonale der Brücke liegt, herausgeführt. Daduch wird die Symmetrie der Brücke nicht gestört. Es wird die Diagonalspannung übertragen, weil die Ferrite nur auf den Außenleiter wirken, die Differenzströme innen zwischen Mantel und Seele kommen zum Detektor ungeschwächt. Gleichtaktströme werden also außen gedrosselt, innen hat das Ferrit keine Wirkung.

Der Kabelinverter ist ein Kabel, dessen Mantel verdrosselt ist und an dessen Ausgang Seele und Mantel vertauscht werden. Für kurze Impulse (hängt von der Drosselinduktivität ab) invertiert er den Puls am Ausgang, obwohl für DC Kurzschluss herscht. Fand in der Impulsmesstechnik früher breite Anwendung, z.B.als HP15116A.

Sorry an alle, wohl etwas lang geworden. Gelobe Besserung...

73
Günter

edit: Sorry auch für die vielen Vertipper, es ist etwas spät schon. Die Ferrite sind nicht ganz egal, der Trick ist der Übergangsbereich des u' und des u", siehe meine Webseite.

Hallo, Eric,

ich glaube auch, dass dieser Thread hier langsam zu speziell wird, allein weil meine Bilder und Texte inzwischen überhand nehmen würden. Ich pack das lieber ergänzend auf meine Web-Seite (Button [www]) mit ein paar Messungen usw. für Interessierte.

etwas qrx fürs Zeichnen es 73
Günter

edit 1-2-07 so, jetzt ist die Erklärung drauf. Wird noch mit Messungen ergänzt, muss noch Photos machen.

Hallo, Eric,

http://www.mydarc.de/dl7la/ liegt unter dem [www]-Button

Bilder vom Aufbau folgen...und sind drin.

73
Günter

Hallo, Michael und Eric und alle Mitleser

wichtig ist, dass die Perlen dicht am Schirmleiter ankliegen, wegen des Streufeldes. Kannst Du das Kabel ggf. 'dünner machen', in dem Du die Mantelisolierung entfernst? Mein Kabel entstammte damals irgend einem Mil-Surplus-Gerät (PTFE-isoliert.)

Um einen Ringkern müsste auch gehen, das sind dann aber 2 Ringkerne, die sehr identisch sein müssen, weil die Brücke sonst aus dem Gelcihgewicht verstimmt wird. Auch hier ist es wichtig, dass das Kabel dicht am Kern anliegt. So alte UKW-Doppellochkern könnten auch gut gehen. Eigentlich müsste es sogar gehen, wenn man das Kabel innen in einem Messingröhrchen führt un d den Schirm mit den Enden verlötet (da wa rein Fehler auf meiner Seitein Schaltbild, ist korrigiert). Dann kann man sich einen passenden Durchmesser aus dem Modellbau besorgen.

Ich habe mal angefangen, die OZ-Version auszumessen und dazu weiteres Ferrit eingebracht. Viel besser unter 5 MHz ist es bisher noch nicht geworden, 1 MHz und >30 dB schaffe ich nicht bisher. Problem dürften die zu kurzen Leitungen in meiner Version sein. Auch der Phasengang leidet, falls man das Ding in einem VNA verwenden will, was grundsätzlich gut geht. Längere Leitungsdrosseln ließen sich natürlich prima auf Ringkernen unterbringen, wenn man sich nur für das richtige Material entscheiden könnte. HF-Induktivität im GHz-Bereich ist nur noch die Leitungslänge, also ca. 100 nH, nur wirkt dann die Dämpfung der Ferrite mit und es liegen deren Verlustwiderstände parallel zu R-ref und Rx. Dann ist die Brücke zwar im Gleichgewicht, aber ich lese trotzdem Hausnummern ab, weil R_ref wegen der Parallelverluste ja nicht mehr stimmt. Edle Messtechnik ist schon ein dickes und teures Brett und die 40 dB auch. Ich überlege und berichte demnächst mal weiter...
73
Günter

Hallo, Eric,

für die Symmetrie der Brücke ist es IMHO wichtig, dass Dr1 und Dr2 erst mal elektrisch und mechanisch möglichst gleich sind, sonst könnte man ja Dr1 weglassen (hat sonst ja keine Funktion als die der Symmetriebildung). Ich finde dann 2 identische Kabelstücke besser, weil das Geflecht des Außenmantels ein anderes Verhalten bei sehr hohen Frequenzen hat als ein Draht, denn der zu verdrosselnde Gleichtakt-Strom fließt sowieso nur außen. Außerdem haben dann auch die Ferritperlen im gleichen radialen Abstand mit der gleichen Streuung die gleiche - frequenzabhängig gleiche paarige - Drosselwirkung.

Wenn man aber länger drüber nachdenkt und berücksichtigt, dass es heute viel bessere breitbandigere 1:1-Trafos gibt als 1980, könnte man auch die beiden Drosseln weglassen und stattdessen in die Diagonale der Brücke mit einem Trafo gehen. Da bestimmt nur der Trafo die untere Frequenzgrenze, denn diese Brücke würde sogar bei DC gehen. Aber für KW so bis 100 MHz wäre das wohl eindeutig die bessere Lösung.

Das Prinzip hat eben eine untere Grenzfrequenz wegen der Drosselinduktivität. Da meine Brücke so schön geht, möchte ich sie lieber nicht auseinandernehmen ;-), um mal was neues auszuprobieren, obwohl sie natürlich vom Gehäuse her gegen die OZ-Lösung schon zu kurz ist. Auf meinem Labortisch will ich nicht noch eine Baustelle aufmachen, bloß um den Preis des unordentlichsten Tisches zu gewinnen

73
Günter

Hi, Eric,

1) der Kurzschluss schafft klare Verhältnisse und ich halte ihn aus folgenden Gründen for notwendig:

Die Leitung außen (Kabelmantel) hat eine Ausbreitungsgeschwindigkeit, die größer ist (weniger Dielektrikum und viel Luftspalt zum Gehäuse und vielleicht Misteffekte im Ferrit, was ja auch noch außer seinem u durch die Plastikbindung ein epsilon - selbstverständlich frequenzabhängig - hat *) als die innen der Seele (volles Dielektrikum, keine Luft, kein Ferrit). Lasse ich die innere Leitung offen, bekomme ich einen parsitären Resonator **) mit unabsehbaren Folgen, der mir Strom durch den Kabelmantel durchkoppelt, weil die Schirmdämpfung endlich ist. Gefahr erkannt....oder man nimmt Semirigid, in der Dicke noch schwerer bekömmlich.

Aber Deine Frage ist natürlich sehr gut: EIGENTLICH müsste man in Dr1 die Leitung mit 50 Ohm so beidseitig abschließen wie bei Dr2, also den Innenleiter auch überkreuzen und unten terminieren, um perfekte Symmetrie zu haben.

2) Für Leute, die nicht irgendwo messen lassen können, ist so ein Selbstbau ein hartes Brot. Aber man kann natürlich mit verschiedenen Übertragern verschiedene Bereiche abdecken und dann eben umschrauben oder umstecken, wenn man statt der W3DZZ die 70-cm-Yagi messen will.

73
Günter
(sich einen griechischen Zusatz-Font wünschend)

*) Alle Konstanten sind bei HF bekanntlich Variablen....

**) bei mir 90 mm Länge = Lambda/4 (nur ein Ende gegroundet) folgt bei Teflon fürLambda = 4*90*2,4^^-2 ca 560mm entspr. ca 550 MHz
wenn beide Enden offen, also Lambda/2 etwa die doppelte Frequenz

Hallo, Eric,

das sieht bereits ganz hervorragend aus. 35 dB entspricht einem SWR von 1,04, das hat ja im praktischen Betrieb nur noch akademischen Wert (getreu dem alten Witz: 'you're 5 and 9 plus 10 point 6 dB, please repeat everything...').

Bei offenem Port sind es theoretisch -12 dB, aber mit Kabeldämpfung und Fehlanpassung (die Lastimpedanz ist bei Verstimmung für den Generator nicht mehr 50 Ohm) usw. in praxi meist so 13 bis 14 dB je nach Frequenz. Die Verluste der Drosseln darf man ja auch nicht vergessen.

Wie lang hast Du denn die Leitungen gemacht? Länger heißt mehr Induktivität, gut für die untere Grenze. Bei Semirigid ist wahrscheinlich der Innenleiter ohne Bedeutung. Um den Spalt zum Ferrit kleiner zu bekommen, könnte man natürlich noch versuchen, dünnen blanken Draht mit durchzustecken. Die 'Beule' bei 500 MHz bekommt in einem Gehäuse bestimmt noch eine ganz andere Form. Dann kann man auch noch mit Dämpfungsmaterial nachhelfen.

73 und weiter 55
Günter