Betriebsgüte (loaded Q)

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Lbr Markus,

die Betriebsgüte hat meiner Meinung nach nur wenig mit den Verlusten in einer Anpaßschaltung zu tun, mit der Bandbreite einer Abstimmschaltung schon eher.

Wenn ich beispielsweise von 50 Ohm auf 1000 Ohm reell transformieren will, dann benötige ich dazu eine Betriebsgüte von

Q1 = Wurzel aus (Rp/50 - 1) = (1000/50 - 1) = 4,358

Dann wird das Längsglied von 50 Ohm weg zur Last 1000 Ohm

X1 = 50 * Q1 = 50 * 4,358 Ohm Blindwiderstand

und das Querglied parallel zur hochohmigen Last

X2 = Rp/Q1 = 1000/4,358 Ohm Blindwiderstand.

In diesem Stadium der Rechnung wurde noch nicht entschieden, welches Glied von diesem L-Glied ein L und welches ein C sein soll, es muß nur eines ein C und das andere ein L sein.

Induktivität und Kapazität erhält man dann durch Umrechnen der Blindwiderstände durch Einsetzen der Betriebsfrequenz.

Über diese Blindwiderstände und die angedachte Leistung kann man auch die HF-Spannungen und -Ströme errechnen. Wenn man dann durch Messung ermittelt, welche Güte (Blindwiderstand zu Serien-Verlustwidestand) die Spule hat, dann kann man aus dem Strom und dem Serienverlustwiderstand auch die Verluste in der Spule ermitteln. Aber auch diese Verluste gelten dann nur für diesen Anpaßfall.

Ich hoffe, aus dieser Darstellung erkennst Du den Unterschied zwischen Spulengüte und der Betriebsgüte einer Transformationsschaltung. Die Güte von Plattenkondensatoren ist ja vergleichsweise hoch, und ihre Verluste sind daher in der Regel zu vernachlässigen.

Die Betriebsgüte wird zwangsläufig hoch, wenn man in der Impedanz sehr große Sprünge machen will oder muß, beispielsweise von 50 Ohm aus eine Halbwellenantenne mit 5000 Ohm Anpaßwiderstand anpassen. Dann wird nicht nur die Betriebsgüte hoch, die Folge ist auch eine Spule mit viel L und einem entsprechendem Serienverlustwiderstand und einem hohen Blindstrom durch sie hindurch, und dadurch sind solche Transformationen zwangsläufig auch mit höheren Verlusten behaftet. Aber daran ist im Grunde nicht die Betriebsgüte selbst schuld, sondern immer der Serienverlustwiderstand der praktisch verwendeten Spule.

Solltest Du an der Berechnung von Anpaßschaltungen Interesse haben, kann ich dir mal eine Ausarbeitung von mir zusenden, die ich vor einiger Zeit schon mal für andere Interessenten zusammengestellt habe. Auf Verlustrechnungen bin ich darin aber nicht eingegangen.

OK?

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Lbr Horst,

Punkt 4 deiner Zusammenfassung ist nicht ganz richtig!

Es kommen auch Transformationen mit einer Betriebsgüte unter eins vor! Dann sind die Blindströme noch kleiner.

Bei QB = 1 transformiert man schon von 50 Ohm aus auf 100 Ohm oder auf 25 Ohm.

Die Transformationsbeziehung lautet ja: Rp/Rs = QB-Quadrat + 1.

Und diese 1 macht den Unterschied. Bei QB = 1 ist der Transformationsfaktor schon 2.

Was ich noch in meinen Ausführungen vergessen hatte in Worten richtig auszudrücken ist, daß die Betriebsgüte QB also von den Blindwiderständen und dem Quell- und Lastwiderstand der Transformationsschaltung bestimmt wird.

OK?

Hallo Markus:
grrrr, eine falsch gesetzte Klammer und 'ne vergessene 1, und schon ist alles daneben. Du bist mit Recht pingelig. Hier ist die richtige Schreibweise:
V[%] = 100*(1-(1-QB/Qu)^2). Sorry...und danke für den Hinweis.
Übrigens, das entspricht auch den 0,45db (=ca. 10% Leistungsverlust).

73, Horst

Lbr Horst,

ich kann mit deiner Erklärung leben.

Man kann schlecht schreiben, daß es erst bei QB = Null keine Blindleistung und keine Erhöhung des Gesamtstromes durch Blindleistung mehr gäbe.

Ein SWR von 1,7 bemühe ich mich aber doch noch wegzustimmen. Einmal, weil meine Anpaßgeäte es können. Zum anderen ist der Einfluß eines SWR von 1,7 auf die Anpassung unbestimmt, da man ja ohne weitere Angaben nicht weiß, ob die Anpassung höher- oder niederohmiger als 50 Ohm ist und welcher Blindanteil beteiligt ist.

Aber diese Feinheiten mag jeder in seinem Shack halten wie er will.

Schließlich bedeutet 1 S-Stufe mehr, daß die HF-Leistung um den Faktor 4 heraufgesetzt werden muß; insofern sind kleine Abweichungen vom Normalen für das Zustandekommen einews QSOs nicht entscheidend.