Messen mit dem FA-NWT, 40dB Dämpfungsglied SMD

Hallo Forum,
Eric und Horst,

angeregt durch Kommentare von S55WT, hat mich heute die Frage beschäftigt, inwieweit ein Übersprechen bei einem selbstgebauten Dämpfungsglied stattfindet.

Für alle Mitleser hänge ich die Schaltung und ein Bestückungsbild an.

Aufbau
Verwendet habe ich unsere MSA-0270 Platine, auf der schon Version 3 des BFR96S aufgebaut war.

Dort habe ich SMD 0805 1% Widerstände, R2a, R2b sind SMD 1206 1% Widerstände und an IN und OUT sind zwei BNC-Buchsen direkt angelötet.

Wer sich wundern sollte, wo ich diese Bauteilwerte für die 4 verschalten Dämpfungsglieder her habe, dem könnte ich das von mir entwickelte Rechenblatt (.ods oder .xls) zusenden.
Interaktive Veränderung der Dämpfungswerte im Rechenblatt führten dann zu meinen Widerstandswerten.

Messwerte
Gemessen habe ich mit dem FA-NWT und dem FA-Reflexionsmesskopf und als Abschlusswidersand MiniCircuits BTRM-50+.

Bei 150MHz lese ich eine Verringerung auf -40dB (39,8dB) auf -38,8dB ab.

Warum ?

Durchgangsmessung
Bild 01-20081122-Durchgang.png

Reflexionsdämpfung
Bild 03-20081122-Reflexion-Port1.png und 04-20081122-Reflexion-Port1.png

Hallo Horst,

danke für die Anregungen per Mail.

Ich habe eben mal RFSim99 angeworfen und eine Netzliste mit verteilten Kapazitäten erstellt.
Die beiden BNC-Buchsen sind direkt auf der Platine verlötet und ich habe 10nH Induktivität für das 10mm lange Anschluss-Pin angenommen.

Mit den gewählten verteilten Kapazitäten und den beiden Induktivitäten komme ich mit der Simulation schon sehr nah an die Messwerte heran.

Also das ist wieder so ein AHA Effekt !

Hallo QRPForum,

Von Rainer (dm2cmb) habe ich noch diese E-Mail erhalten und darf auch seinen Entwurf hier veröffentlichen.

Danke Rainer.

Zitat

Rainer: die Widerstände R1, R3, R7 und R9 solltest Du auch aus mindestens 2 Widerständen zusammensetzen und nach beiden Seiten des Leiterzuges montieren.
Ich habe Deine Schaltung mal geändert.
Im Ein- und Ausgang habe ich fünf Widerstände der Baugröße 1206 genommen, dadurch ist das Dämpfungsglied bis 1 Watt belastbar.
Die Metall BNC-Buchsen sind hinten offen und bekommen eine zusätzliche Abschirmung. So sollte das Dämpfungsglied bis in den GHz Bereich spielen.

Die Leiterplatte hat die Größe 20x75 mm und die Striplines ist ein Koplanarer Wellenleiter mit 50 Ohm.

Ich hänge noch eine Rechnung für einen Koplanaren Wellenleiter mit AppCAD an - 'koplanare wellenleiter.jpg'.

Hallo QRPForum,

nachdem die Gedanken um ein 40dB Dämpfungsglied in SMD schon etwas zurück liegen, habe ich heute durch Anregungen von Franz, DF9ZT ein 40dB Dämpfungsglied in SMD 0805 aufgebaut.

Schaltplan im Anhang.

Aufgelötet habe ich die SMD 0805 Widerstände auf eine Löchrasterplatine mit quadratischen Lötpunkten und Masseflächen oben und unten sind durch Kupferfolie hergestellt.

Ach so was ich vergaß, DG8SAQ hat im FA 03/09 1,2 GHz Oszillator einen HF gerechten Aufbau mit dieser Technik gezeigt.

Die Länge dieser Platine ist so lang, dass sie genau zwischen zwei BNC Stecker / Buchsen passte.
Somit konnte ich die Massefläche der Platine mit jeweils einer Seite der BNC Gehäuse und dem Filtergehäuse FG1 verlöten.

Meinen FA-NWT habe ich vor der Durchgangsmessung 'frisch' mit 10dB+30dB Weinschel 6500 kalibiert, somit ist sichergestellt, dass der FA-NWT innerhalb seines Messbereichs genau misst.

Mehr im Bild 20090322-Daempfung.png.

Die Simulation dieser Schaltung liefert ein sehr gute Anpassung und 40dB Durchgangsdämpfung dieses Designs.

Hallo eric,

danke für das Lob.

Also haben die GHz Erfahrungen von Franz, DF9ZT 'gewirkt'.

Jetzt muss ich erstmal wieder einen funktionsfähigen FA-Reflexionsmesskopf aufbauen - er ist mir bei einer Vorführung beim OV F64 zerbrochen - dann werde ich die Reflexionsdämpfung des "40dB Dämpfungsglied SMD" nachliefern.

Edit
Für die Leistungsberechnung hatte ich mir mal ein allg. gültiges Rechenblatt angelegt.
Mit diesen Bauteilwerten sind gut 0,5 Watt möglich.
Wenn man eine Seite mit weiteren Teilwiderständen aufbaut, sind auch >1 Watt machbar.

Hallo Eric und Mitleser,

Ich habe heute den "N2PK VNA Richtkoppler mit Ferroxcube TC6/4/2-3E6"
zur Ermittlung der Reflexionsdämpfung der beiden Ports verwendet.

Zur Messung
Da ich das FG1B Gehäuse mit BNC-Stecker und -Buchse ausgestattet habe, musste ich für die Messung der RL am Port2 zwei Gender-Changer einsetzen.

Das ist in den Bildern gekennzeichnet.

Die blaue Kurve zeigt die Richtschärfe des "Richtkoppler TC6/4/2-3E6".

Zur besseren Einschätzung der RL des 40dB Dämpfungsglied habe ich noch eine Messung mit einem MCL HAT-30+ 30dB Dämpfungsglied durchgeführt.

Zum Aufbau des "Richtkoppler TC6/4/2-3E6"
- Ein BNC-Flanschstecker ist am Generator (G) direkt angelötet, die PCB-Massflächen sind beidseitig mit dem Flansch verlötet.

- Am Detektor- (X) und Messport (U) sind hochwertige BNC-Buchse verlötet.
Die Masse der BNC-Buchsen wurde direkt mit den PCB-Masseflächen (oben und untern) verlötet.

- Die Mittelleiter wurden mit sehr wenig Lötzinn an den 50R Anschluss der Platine gelötet, danach habe ich noch das überflüssige Flussmittel mit Aceton entfernt.

Hallo Forum,

jetzt habe ich endlich den neuen Aufbau fertig vermessen und eben noch die 50R Anpassung von Port 1 bestimmt.

Ich bin sehr erstaunt !

Aber seht selbst:

Hallo QRPForum,

dm2cmb hat auch entscheidende Vorschläge gemacht, so dass ich heute eine neue Platine, passend für Schubert Gehäuse, entworfen haben.

Verwendet werden Vollmetall 90° BNC-Buchsen, gibt's bei QRPproject.

Gibt es Anregungen ?

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Hallo Roland,

im ersten (diesem) Entwurf wollte ich ein bestimmtes Gehäuse verwenden,
dann hat der platz nicht gereicht so habe ich alles Quer angeordnet.

Die schwarzen Linien sind Abschirmungen zwischen den drei Dämpfungsgruppen.

Auf den zweiten Blick - heute - geht es auch besser R1* links von J1 angeordnet, entsprechen dann auch R9* rechts von J2.
Dann alles auf eine Linie und R4, R6 längs angeordnet.

Ok ?

Edit:
Ich habe die Platine auch noch für ein 54mm Schubert-Gehäuse ausgelegt.

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Hallo QRPForum,

ich habe mir für Messzwecke ein neues 40dB Dämpfungsglied in SMD 0805, 1% entwickelt und möchte es euch hier vorstellen.

Es wird auf 50Ohm Stripline freiverdrahtet aufgebaut und in ein Schubert Filtergehäuse FG1 eingelötet.

Messwecke: könnten der FA-NWT oder die S9 = 50µV (KW) Bestimmung sein.

Vielleicht gibt's noch Anregungen oder Verbesserungen, dann lasst es mich wissen !

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Hallo QRPForum,

so das kleine 40dB SMD Dämpfungsglied ist aufgebaut !

Auf einer 34,5mm langen 50 Ohm Strip-Line Platine sind SMD Widerstände 0805 1% nicht selektiert verlötet.
Die Platine passt genau zwischen zwei BNC-Buchsen mit gekürztem Teflonisolatior, so dass die Mittelleiter der BNC-Buchsen komplett auf der Platine liegt und dort verlötet sind. Die Masse der BNC-Buchsen ist mit der Massefläche der Platine verlötet, so wie die Verschraubung der BNC-Buchsen mit dem Weissblechgehäuse.

Meinen FA-NWT habe ich mit zwei SMA Dämpfungsgliedern 30dB+10dB Weinschel 6500 vor der Messung neu kalibriert.

Und hier folgen auch schon die Messergebnisse:

a) die Messung der 40dB Dämpfung:
"01-20091222-40dB-Dämpfungsglied.pdf"

b) die Messung der Reflexionsdämpfung von Port 1 und 2:
"04-20091222-Port1-Port2-RL-40dB-Dämpfungsglied.pdf"

Fazit: die Messergebnisse sprechen für sich und eine Nachbau lohnt sich !

Wer nicht die passenden Widerstände im Shak hat, der kann von mir diese erhalten.

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Hallo QRPForum,

ich habe mein 40dB Dämpfungsglied in SMD noch etwas optimiert, C Kompensation am beiden BNC-Buchsen.

Die kleinsten bedrahteten Kondensatoren in meinem Bestand sind keramische 1,2pF mit +-0,25pF Toleranz.
Diese habe ich mit max. 1mm Draht zwischen BNC-Buchsen Innenleiter und Masse gelötet.

Der Effekt ist bekannt und verblüffend - wie ich finde !
Port 1 und Port 2 zeigen nun sehr unterschiedliche RL-Messwerte.

Die Dämpfung ist weiterhin gleich bleibend auf 40dB.

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Hallo QRPForum,

angeregt durch einen Artikel über die Verwendung von 1% Metallfilmwiderstände (0,6W) in HF-Schaltungen, habe ich eine 1 Watt 40dB Dämpfungsglied aufgebaut.

Vorbereitung

Der Draht der Metallfilmwiderstände wird bis zum Keramikkörper abgeschnitten, dann wird mit einem Messer die Keramikschicht an den beiden Enden entfernt und anschließend verzinnt.

Die Metallfilmwiderstände sehen danach wie übergroße Melf-Widerstände aus und sind aus HF-Sicht optimal.

Aufbau

Verwendet habe ich 2x 100R, 1% Metallfilmwiderstände, 3x 820R, 1% Metallfilmwiderstände und 2x 100R, 1% Melf-Widerstände.
Mehr im Bild (bild.png).

[Blockierte Grafik: http://www.schubert-gehaeuse.de/images/F37x20x20.jpg]

Die Widerstände sind in eine Schubert-Gehäuse Filtergehäuse FG1 eingelötete:
- die drei 3x 820R Widerstände wurden direkt an die gekürzten BNC-Buchsen Mittelleiter gelötet,
- die 100R Melf-Widerständedirekt auf das BNC-Buchsen Gehäuse und
- die 100R Metallfilmwiderstände über ein Masseband auch auf das BNC-Buchsen Gehäuse gelötet.

Optimierung

An Port1 habe ich noch einen 1,2pF keramischen Kondensator gelötet, der kompensiert noch ein wenig Induktivität.

Messwerte

Gemessen habe ich wieder mit dem FA-NWT, FA-Reflexionsmesskopf (RL - return loss) und dem 2.ten log. Detektor (Durchgang).

Ich denke ein guter Versuch mit sehr guten Messwerten.

Hallo QRPForum,

da ich endlich einen neue Kamera habe, möchte ich noch einige Bilder zum obigen "40dB Dämpfungsglied, 1Watt" nachliefern.

Sie sollen den Aufbau und die spezielle Anordnung der Widerstände zeigen.
Auch, dass eine durchgehende Masse für die HF wichtig ist!