Hochohmiger Messkopf

    Hallo Bastelfreunde,

    obwohl im "Funkamateur" 01/2011 bereits etwas Ähnliches veröffentlicht wurde, möchte ich meine kleine Schaltung als Anregung vorstellen.
    An einen Frequenzzähler angeschlossen, ermöglicht sie "berührungsfreie" Messung an heißen Punkten, z.B. von Oszillatoren.
    Am Netzwerktester können z.B. Quarze berührungsfrei gewobbelt werden. Ein- und Auskopplung über Streukapazitäten.
    Nicht zuletzt ist eine aktive Antenne denkbar. Mit ca. 80cm Draht, auf der Wiese liegend, konnte ich gestern beim Contest DL0HQ auf 160m einwandfrei empfangen, mit einem TH-F7E.

    Der Frequenzbereich von 150 kHz bis 170MHz ist für viele Zwecke ausreichend.

    Durch Wahl der Betriebsspannung kann die Verstärkung um 30 dB variiert werden (4,5V bis 13,5V getestet)

    Den rauscharmen 2SC3355 gibt es bei Conrad für 30 Cent, den veralteten BF960 könnte man durch BF966 ersetzen.
    Bis auf die Transistoren habe ich SMD- Bauelemente verwendet. Einseitig kupferkaschierte Leiterplatine in Ritztechnik.

    73, Wolfgang

    Hallo Eric,

    die von Dir genannten Links sind sehr interessant, vielen Dank! Besonders die exakte 50- Ohm- Anpassung ist lesenswert.
    Nun bestand mein Ziel nicht darin, einen hochpräzisen Oszi- Tastkopf zu erstellen, sondern mit dem vorhandenen Material aus der Bastelkiste

    - den NWT500 (DL1ALT) mit einem hochohmigen Tastkopf zu versehen,
    - den Frequenzzähler DFD4 (Bausatz von AADE) im VHF- Bereich empfindlicher zu machen,
    - und schließlich mit einer Aktivantenne zu experimentieren.

    Dank der Software von DL4JAL läßt sich der neue Tastkopf bequem kalibrieren, so dass es auf den Frequenzgang nicht so genau ankommt. Bis 300 MHz sind damit Messungen mit dem NWT500 mit ausreichender Genauigkeit möglich.
    Als Aktivantenne (oder auch sonst) wäre wohl als zweite Stufe ein Norton- Verstärker besser geeignet. Das werde ich noch probieren.
    Die 0,4 pF am Eingang bestehen übrigens aus ca. 1 cm "Hosenträgerkabel" (IDE- Kabel), davon haben 2 benachbarte Adern ca. 20 pF je 50 cm Länge.

    73 und Danke nochmals für Deine Antworten.

    Wolfgang

    Zitat von DH1AKF

    Als Aktivantenne (oder auch sonst) wäre wohl als zweite Stufe ein Norton- Verstärker besser geeignet. Das werde ich noch probieren.

    Als zweite Stufe macht ein MMIC mehr Sinn. Ein Hauptvorteil des Norton Verstärkers ist die geringe Rauschzahl bei gleichzeitig hoher Linearität aufgrund der transformatorischen Gegenkopplung. Da aber die erste Stufe die Gesamt-Rauschzahl maßgeblich bestimmt, ist als 2. Stufe ein guter MMIC Amp (z.B. mit ERA 5) m.E. besser geeignet. Er hat gegenüber dem Norton den Vorteil, dasss er weitaus rückwirkungsärmer ist und zudem einfacher stabil zu bauen ist.

    73, Fred

    "For every complex problem there is an answer that is clear, simple, and wrong" (H.L. Mencken)

    2 Mal editiert, zuletzt von DL4ZAO (13. Juli 2011 um 13:20)

    Hallo Wolfgang,

    Zitat von DH1AKF

    Dank der Software von DL4JAL läßt sich der neue Tastkopf bequem kalibrieren, so dass es auf den Frequenzgang nicht so genau ankommt.

    wie kalibrierst Du den hochohmigen (!) Tastkopf. Bei den 50-Ohm-Tastköpfen ist mir das klar, doch nicht bei der hochohmigen Varianten. Bringe mich da bitte mal auf die richtige Spur.

    73/72 de Ingo, DK3RED - Don't forget: the fun is the power!

    Hallo Wolfgang,

    schön zu sehen, dass sich auch andere Leute mit der Thematik auseinander setzen. Noch schöner zu sehen ist allerdings, dass du das mit in der Bastelkiste vorhandenen Bauteilen realisiert hast.
    Die Vorteile des von mir realisierten Tastkopfes mit dem OPA659 sind ganz klar der deutlich geringere Schaltungsaufwand und das der Tastkopf von DC-ca.500MHz einsetzbar ist. Außer etwas Hühnerfutter und einer symmetrischen Spannungsversorgung (±5V) liegt die wesentliche Herausforderung im Layout.

    Ich werde bei Gelegenheit noch einmal eine Variante auf dünnerem Basismaterial aufbauen, da hier noch Potential zu vermuten ist. Derzeit kommt 1,6mm dickes FR4 zum Einsatz. Der Anschluss der Ausgangsleitung ist mit einer coplanar waveguide realisiert, die auf eine SMA End Launch geht. Bei dünnerem Basismaterial kann man jedoch auch eine Microstrip spendieren.
    Einige Verbesserungen am Layout sind mir zwischenzeitlich auch in den Sinn gekommen, die ich dann ebenfalls mit umsetzen werde.
    Den OPA659 kann man in Musterstückzahlen übrigens auch sampeln, falls man keine Möglichkeit hat an das IC zu kommen.

    Gruß, André

    Was ich nicht reparieren kann ist nicht kaputt! :whistling:

    Hallo Ingo und Eric,
    noch eine kleine Ergänzung:
    Da ich den NWT500 verwende, bei dem schaltbare Dämpfungsglieder bereits eingebaut sind, habe ich einfach an der Ausgangsbuchse den Tastkopf über 0,4 pF angeschlossen und dann kalibriert. Wie Eric schon sagte, geht es nur um die Kompensation des Frequenzganges und nicht um absolute dB- Werte.

    Noch eine Bemerkung zum Rauschen: Die 1. Stufe ist zwar entscheidend, aber wegen ihrer geringen Leistungsverstärkung (V1) trägt auch die zweite Stufe (F2) zur Gesamtrauschzahl bei.
    Fges = F1 + F2/ V1 - Das gilt strenggenommen nur für leistungsangepasste Systeme.
    73, Wolfgang