Funktion Z-Match?

    Zum Z-Match habe ich einige Verständnisfragen:


    Wie kann man sich dessen Funktion überhaupt vorstellen? Bei VK5BR ist die Erklärung zu finden, das Ganze basiere auf einem L-Glied mit Serien-C und Parallel-L, wobei das L durch den parallelen Drehko C2 quasi veränderbar sei. Ohne Rollspule, ohne Schalter an den Spulenabriffen. Kann man den Schwingkreis mit Drehko wirklich als veränderbares L sehen? Andererseits soll der Kreis aber vermutlich auf Resonanz kommen, dadurch ist der C2 doch eigentlich festgelegt für die bestimmte QRG. Was kompensiert die Blindanteile der Antenne?


    Ist der Doppeldrehko lediglich dem gewünschten großen Abstimmbereich mit den 2 Resonanzen geschuldet oder ist er von grundlegender Funktion? Könnte man, wenn man nur 30 und 40m arbeiten will, auch ein Z-Match mit einem Einfachdrehko am Schwingkreis aufbauen? Und wie sollte eine doublette-Antenne in diesem Falle bemessen sein, so dass es möglichst wenig Verluste im Match gibt?


    Wo wird ein endgespeister Halbwellenstrahler angeschlossen? An der Auskoppelwindung oder am heißen Ende des Schwingkreises?



    73 und Danke


    Wolfgang

    Lbr Wolfgang,


    ich verwende zwar kein Z-Match, möchte aber der grundsätzlichen Erklärung von VK5BR beipflichen.


    Das Serien-C im Eingang und die Parallelkombination von L und C bilden ein C-L-Transformationsglied in Hochpaßform. Das parallele L und C müssen nicht in Resonanz kommen! Die Resonanz wird vom Serienkondensator am niederohmigen Eingang und der Parallelschaltung von Drehko und Parallelspule gebildet; dieser Kreis schließt sich über den niederohmigen Eingang für 50 Ohm. Statt des Parallekreises könnte man zur L-Variation auch ein Variometer nach Masse einbauen, hat dann aber keine induktive Auskopplung. Dieses Transformationsglied transformiert also aufwärts; der Eingang am Serien-C ist also die Stelle der niedrigeren Impedanz; dort wird ja in der Regel von einer 50-Ohm-Quelle eingespeist.


    Für eine geringe Frequenzvariation für zwei oder drei benachbarte Bänder müßte auch eine Lösung mit einem Drehko machbar sein.


    Die Auskopplung für hochohmige Antennen, also endgespeiste Langdrähte, kann direkt amheißen Drehkoanschluß oder dem heißen Spulenende erfolgen, die ja zusammengeschaltet sind. Für solche Antennen muß dann eine brauchbare Erde oder ein Gegengewicht zur Verfügung stehen. Für niederohmigere Antennen und für symmetrisch oder erdfrei zu speisende Antennen ist die induktive Auskopplung günstiger.


    Ein Nachteil des Z-Matches in meinen Augen ist, daß wegen des Parallelkreises vor allem für hochohmige Antennen eine höhere Blindleistung benötigt wird als bei reinen LC- oder CLC-Kombinationen und daher die Gefahr besteht, daß die Spulen sich merklich erwärmen. Deshalb findet man das Z-Match bei hohen Sendeleistungen selten. Andererseits legt Peter Zenker. DL2FI, Wert auf die Feststellung, daß höhere Blindleistung auch höhere Trennschärfe für den Empfänger der Amateurfunkstation bedeutet, und manche Empfänger seien dankbar dafür. Bei hohen Sendeleistungen benötigen die Empfänger daher bei Selektionsproblemen eigene Vorselektionen mit relativ kleinen Spulenkernen (T80 sollte es schon sein, um Intermodulationen in den Spulen niedrig zu halten).


    OK?

    Ha-Jo, DJ1ZB

    Einmal editiert, zuletzt von dj1zb ()

    Lbr Ha-Jo,


    vielen Dank für Deine Ausführungen, nun kann ich die Funktionsweise schon besser nachvollziehen. Bisher dachte ich, der große Parallelkreis müsse auf Resonanz kommen.
    Mit dem L-Glied selbst habe ich etwas praktische Erfahrung, damit transformiere ich die 50 Ohm Impedanz meines TRX auf die hohe Impedanz meiner (hoffentlich resonanten und damit blindanteilsfreien) Halbwellenantenne.
    Kann ich mir das nun vereinfacht so vorstellen, dass diese Spule im Z-Match im unteren Teil, also von der Anzapfung gegen Masse, die Induktivität des L-Gliedes darstellt und der obere Teil der Spule quasi einen Spartrafo?


    In die Problematik mit der Blindleistung des Parallelkreises muss ich mich allerdings erst noch einlesen. Bekannt ist mir bereits, dass innerhalb eines Parallelschwingkreises sehr hohe Ströme fließen, z.B. im Fuchskreis, obwohl in die Fuchs-Antenne selbst an dieser Stelle nur ein geringer Strom fließt.


    Wovon ich aber noch keine Vorstellung habe: was passiert mit den Blindanteilen der Antenne? Werden die im Z-Match heruntertransformiert und durch die Komponenten des Matches kompensiert?


    73s es mni tnx
    Wolfgang

    Lbr Wolfgang,


    OK, daß Du schon einige Erfahrungen mit dem L-Glied hast.


    Nun zu deinen letzten Fragen:


    Da ein Teil des gesamten Resonanzkreises, den das Z-Match darstellt, ein Kondensator ist, eben der Serienkondensator am niederohmigen Eingang, wird die Kombination aus Drehko und Spule nach Masse so eingestellt, daß sie wie eine Induktivität wirkt und so mit der Serienkapazität in Resonanz kommt.


    Bei der Anpassung einer Antenne , die nicht selbst resonant ist, liefert jedes Anpaßgerät das Maß an Induktivität oder Kapazität hinzu, das erforderlich ist, um die Antenne mit dem Anpaßgerät in Resonanz zu bringen.


    OK?

    Ha-Jo, DJ1ZB

    Zitat von dj1zb

    ............. wird die Kombination aus Drehko und Spule nach Masse so eingestellt, daß sie wie eine Induktivität wirkt und so mit der Serienkapazität in Resonanz kommt.


    Danke Ha-Jo, das scheint der wesentliche Kniff dieser Konstruktion zu sein! Eine "Induktivität", die durch einen Drehko verändert wird. Vielleicht komme ich der Sache näher, wenn ich mir die Blindwiderstände der Komponenten anschaue, evtl. ist es ja so, dass sich diejenigen von parallelgeschalteter Spule und Drehko einfach zu dem gewünschten Reaktanzwert kombinieren? Aber da fehlt mir (noch) der background....ich kann bisher nur reale Widerstände zusammenrechnen hi.


    73 de Wolfgang

    Hallo Ha-Jo,


    hier wird nochmals voll bestätigt, was Du geschrieben hattest:


    Whether in its classic form as described by King or in the
    recent single-coil versions, the Z-Match essentially acts as an
    L-network. This can be seen by referring to Fig 1. The input
    capacitor, C1, functions as the series arm of the L-network. The
    tank circuit formed by C2 and L1 serves as the parallel or shunt
    arm of the network. In operation, the tank circuit is detuned on
    the high frequency side of resonance, thereby presenting an
    inductive reactance between the output side of C1 and ground.     In
    a "normal" L-network having its shunt arm on the output side, the
    load would appear in parallel across the shunt element. Here
    output instead is taken through an output link. (For the full
    evolution of the circuit in this regard, see my Antenna
    Compendium article, referenced above.)


    73 Wolfgang

    Lbr Wolfgang,


    OK, danke für die Blumen, dann darf ich also in diesem Punkt mit mir zufrieden sein!

    Ha-Jo, DJ1ZB

    Lbr Ha-Jo,


    Vielen Dank für Deine geduldigen Erklärungen!
    Das gleiche oder zumindest ähnliche Prinzip scheint mir in Deinem Artikel in der cq DL 3/2012 beim asymmetrischen Anpassgerät, in L- Glied Stellung zu begegnen: der zur Spule parallelgeschaltete Drehko C2 schafft unterm Strich eine stufenlos veränderbare Induktivität, da sich die in der Richtung entgegengesetzten Blindwiderstände von L und C addieren. Demnach wird es aber lediglich möglich sein, die "wirksame Induktivität" von L1...L12 in Richtung geringere Werte zu verändern. "Erkauft" wird dies durch Zunahme der Blindströme. Auch hier bilden doch L1bis L12 zusammen mit C2 sicherlich keine Parallelresonanz auf der Arbeitsfrequenz?


    73 de Wolfgang

    Lbr Wolfgang,


    Ja, in meinem Anpassgerät benutze ich ebenfalls die Paralleschaltung von L und C, um eine variable Induktivität oder Kapazität zu erhalten. Eine Parallelresonaanz wird dabei nicht angestrebt, das ist richtig.


    Aber in einem Punkt solltest Du anders denken: L und C addieren sich beim Parallelschalten nicht in dem Sinne, daß sie sich bei gleichem XL und XC zu Null ergänzen. Sie ergänzen sich zu einem hochohmigem Parallelkreis! Bei leichter Verstimmung zwischen beiden erhält man entweder eine Spule hoher Induktivität oder eine extrem kleine Kapazität.


    Große Bindleistungen verursachen vor allemrelativ kleine Spulen oder große Kondensatoren, durch die dann viel Strom fließt.


    OK?


    73 Ha-Jo, DJ1ZB

    Ha-Jo, DJ1ZB