Het grote wobbel/networkanalyzer topic

[fred101]

Wat dat alles ? Valt me weer mee Dat van dat dilectrium wist ik zelfs, maar zonder verlies is altijd beter en als koperen pijp met loodgieters werk kan dat. Alleen werden dat toch wel lastige maten of erg veel draaiwerk voor een onzeker resultaat.

Ik heb nog wat gebakken. Een korter stukje aircom, nu zo'n 15 cm(verkortings factor is daar rond de 0,85 van volgens de datasheets, aircell is dacht ik wel 0,66) maar nu met door elk gat een 0,3mm draadje. Dan een koperen band rond om isolatie, daar al die draadjes op en 3 x 150 ohm naar de mantel, dan alles ingepakt met koperfolie en dat aan een T-stuk gesoldeeerd, daar weer bnc's op en dat helemaal ingetaped. Stevig , compact en super afgeschermd. Ik ben nu met de SNA aan de slag geweest want dan zie ik meer. Ze werken dus allemaal en ook op de zelfde manier. De grote bepaald de frequentie. De eerste, dat kleine T stukje werkt precies midden in de 2m band maximaal, zo'n 30dB tov 50 ohm (bruikbaar van ongeveer 100-250. Een slappe arnold er aangehangen en die is 50 ohm. Er was geen reflectie. De tweede, die 50cm lange diue het zo goed deed doet dat ook maar dan tot 150MHz. Daarboven niet. De derde die ik vanavond heb gemaakt doet het erg goed van 250-500MHz maar is tot 110 ook nog goed bruikbaar. Met deze drie dek ik dus in ieder geval zo'n 500MHz af. Ik ben die allereerste nog vergeten. De meeste hebben ook nog werkzame gebieden in de hogere banden maar dan is de directivity (zo heet dat toch ? ) niet echt hoog meer zo'n 10dB tov 50 ohm.

Morgen ga ik eens wat experimenten doen uit het boek van FA, heb nu genoeg hulpmiddelen en op de eerst volgende beurs moet ik dus achter een goede richtkoppelaar aan (hoewel die op die plaatjes in het boek ook maar beperkt bruikbaar lijken)

[fred101]

http://www.ee.bilkent.edu.tr/~microwave ... theory.htm

Dit zegt jou vast meer dan mij, wist niet dat er zo veel couplers bestaan.
Een swr meter gaat soms van HF tot 70cm. Dat is ook een coupler waarom lukt het mij dan niet een breedbandige te maken of zou ik ook niet zo blij zijn met wat ik zie als ik zo'n coupler uit mijn swr meter aan de Analyser zou hangen. Dat is natuurlijk allemaal wat "lomper"gezien het vermogen . Nu probeer je uit 0dBm nog een reflectie te destileren.

[fred101]

Vanmiddag met de SA gespeelt met het boek deel 3 erbij. Erg leuk, ik weet nu tenminste wat waarvoor dient. Zo'n SA is toch een stuk gevoeliger dan een scoop. Ook de couplers hier geprobeerd met een meetzender las generator. Ze werken allemaal maar idd allemaal in verschillende gebieden. Die eerste zelfbedachte doet het op de SA nog best goed. Daarna een inverter getest: http://www.hamforum.nl/viewtopic.php?f= ... 4012#p4012
Ook, en dat was erg leuk een Q meetsopstelling gemaakt met een blokgolf zoals in het boek. Er een stuk of wat spoelen aan gehangen en de verschillen in Q zijn best groot maar niet zo groot als ik dacht. Een Q van 300 is denk ik niet eenvoudig. Nu belast ik die kring natuurlijk wel met een 1:10 scoopprobe dus dat zal de boel wel wat dempen. ik denk , om het goed te doen, dat ik de scoop via 1pF moet aankoppelen.

De hoogste Q had een luchtspoel die ik een tijdje als tuner heb gebruikt. Dat was 2mm blank draad, luchtspoel van 46mm doorsnede en 24cm lang. Iets van een cm tussen de windingen. Die haalde 110, De slechtste een ferriet LG spoel van litze. Die was uitgeslingerd ruim voor de spanning gehalveert was. Gemiddeld zaten ze tussen de 60 en 80. Ik ga dit binnenkort uitgebreid doen zonder krokosnoertjes enz. Dan meet ik ook resonantie frequentie, inductie en de doorlaat grafisch op de VNA. Ik moet alleen wat uiterste in spoelen bedenken.
Oja, ik heb zomaar wat waarden door elkaar gebruikt aan de zelfde condensator. De frequentie speelt natuurlijk ook een belangrijke rol en dat is natuurlijk beperkter met die blokgolf methode dan dmv een analyzer.

[rbeckers]

Fred,

interessante link. Microstrips zijn lastig maar bij hoge frekwenties noodzakelijk.

Een scoop is lang niet zo gevoelig als een SA. Verder heeft een SA en veel groter dynamisch bereik.
Vergelijk beide maar eens, ook kwa impedantie bij verschillende frekwenties.

Ik heb de inverter bekeken.

Grote luchtspoelen van dikke verzilverde draad halen de hoogste Q.

René

[fred101]

Ik heb gisteren avond al 6 spoelen gemaakt. Alles berekend voor 2uH en ze gemaakt. Dat wijkt toch nog snel af bij zo'n lage waarde maar alles zit wel zo rond om de 2. Nu nog even uitzoeken wat de juiste frequentie (en dus C is) is om te testen. Dat zou bij 34pF moeten zijn. Dan is L=C.

Er zit geen zilverdraad spoel bij. Dat zou ik nog kunnen doen want ik heb dat liggen. Een spoel met 3 windingen, 68mm dia uit 2mm zilverdraad met een spoel lengte van 8mm had gisteren met de blokgolf een Q van 80. Maar ik zat me te bedenken dat de periode zo moet zijn dat een spoel de kans krijgt uit te slingeren en dat verklaart waarom sommigen het 6dB punt niet haalde.

edit: Dat is natuurlijk wel iets. Die spoel met de hoogste Q heb ik zo om de 3 aftakkingen gemeten en naarmate de spoel korter werd ging de Q omlaag. Dat was tegenstrijdig want de vormfactor werd steeds beter. Ik denk nu dat dat te maken heeft met die LC verhouding. De C bleef steeds gelijk maar de spoel werd kleiner. Dat is dus alleen een goede methode van meten als je de goede C gebruikt en niet zomaar wat eraan hangt. Dat lost ook mijn vraag op van een tijd geleden met dat AM zendertje. Daar werd een 100 uH spoel gebruikt met een 90pF C. Met een kleinere spoel en grotere C had ik een veel betere kring. Dat was dus geen toeval. Ik dacht dat dat kwam doordat ik een luchtspoel gebruikte maar het was ook die LC verhouding.

Klopt dat ?

[fred101]

Zilverdraad spoel is toegevoegd. Een grote die ik van geisoleerd VD draad heb gemaakt en een kleine waarbij de L/D ongeveer 1.5:1 is (maar helaas ook maar 0,2uH (draad was op )

Mooie link: http://www.minicircuits.com/pages/app_notes.html
Daar staan een paar stukken over baluns en RF transformers. Rene, Jij weet vast wel hoe ze werken maar voor andere lezers (als die niet al hebben afgehaakt ) misschien goede info.

Ik ben eerst nog even aan het bestuderen hoe couplers werken en hoe ik er een kan maken die 0-100MHz afdekt maar dan niet een halve meter lang en een die minder presteren mag maar in een keer 0-1GHz doet. Voor algemene experimentjes. Dus om snel te zien of iets redelijk recht is qua vswr over een breed stuk. Aangezien je daar niet om baluns heen komt en ik altijd ruzie met die dingen heb was ik wat meer aan het zoeken. Je komt daar zoveel tegenstrijdige dingen over tegen dat ik nu maar naar commerciele AN's aan het zoeken was en dat vond ik bij minicuircuits.

Die coupler van Timo snap ik nog steeds niet. Die balun daarin tenminste. Die L2 spoel daarvan sluit die R4 50 ohm weerstand kort (bij hele lage frequenties). Het is een standaard brug van weathstone. Op de plek waar normaal de meter en diodes zitten gaat het signaal nu naar de meetpoort. Je maakt een soort power-splitter waarvan er een als reference en een als test signaal dient. Die vergelijk je. (een soort mini-sna dus). Bij juiste afsluiting zijn de brughelfen in balans en in fase. Er staat dus de halve spanning over J3. Bij een short en open is er onbalans. De spanning op de ene tak is veel hoger dan de ander. Dat meet je op J3. Nu is het probleem dat de VNA een bnc gebruikt en dat een poot aan massa ligt. De balun is een hoogohmige impedantie die er voor zorgt dat J3 eigenlijk een soort hoogohmige probe wordt. Er staat spanning overheen maar er loopt bijna geen stroom. Het is ook een serie impedantie en de bifilaire wikkeling is een transmissielijn dus de VNA ziet wel 50 ohm bij balans maar bij onbalans is er volgens mij een misaanpassing naar de vna. Er moeten dus reflecties optreden bij J3 die dan door de balun worden tegengehouden (isolatie dus twee kanten op) zodat het signaal toch de vna in gaat. Klinkt nogal lomp dus ik zal er wel naast zitten.

[rbeckers]

Fred,

Over de spoelen. Zonder isolatie zou de Q hoger moeten zijn. Dus gelakte draad is beter dan draad met vinyl isolatie.

verstandige keuze om bij bedrijven de application notes te bekijken. In het algemeen zijn die goed en meestal ook duidelijk.
Ook is er een goede mix tussen theorie en praktijk.
Het grote probleem van die application notes is dat het er vaak erg veel zijn.

Kijk ook eens bij de application notes over directional couplers. Vooral de grafieken zijn interessant.

Ik zal eens naar de coupler van Timo kijken.

PS
Heb je al wat gedaan aan je artikel?

René

[fred101]

AN: Dat zijn er inderdaad erg veel. Je krijgt een soort "kind in een snoepwinkel" gevoel. Je wil ze allemaal maar dat gaat niet (tijd) en nu weet je niet welke je moet kiezen of waar te beginnen.

Nog niets aan het artikel gedaan, dan moet ik eerst precies kunnen uitleggen over het wat en hoe van zo'n ding. Zover ben ik nog niet. Het moet wel een foutloos artikel zijn. Op het moment dat ik zeker weet hoe ze werken en wat meer er mee getest heb gaat dat er wel komen. er komen veel dingen bij kijken die nieuw voor mij zijn en je ook ineens moret weten zoals over baluns, hoe het zit met dB. De definities beginnen wat duidelijker te worden zoals return-loss, VSVR, diverstity, insertion-loss enz. Ik weet nu ongeveer wat ze bedoelen maar dat is nog niet genoeg om er verantwoord over te schrijven. Zo snal ik nog steeds niet wat ze bedoelen met 6dB of 8,34dB enz couplers. Ik geloof dat ze het vermogen bedoelen wat uitgekoppeld wordt. Als je 10dBm hebt en je koppeling is zo groot mogelijk dan krijg je veel signaal op de uitkoppeling, dat ontrek je dus aan het incident. Wat ik denk: Een 10dB koppeler splitst 1/10e van het vermogen af. Er gaat dus bij 10dBm incident 1dBm naar de coupled poort. Een 20dB splist 1/100e van het vermogen af naar de coupled poort. Bij 100W gaat dus 1W naar de coupled poort. Dat is handig bij QRO forward meting.

Ik ga eerst met mijn eigen idee wat testen. Ik zal proberen een schema te plaatsen als het in RFsim of simetrix werkt.

[rbeckers]

Fred,

het hoeft niet meteen foutloos te zijn.
Je kunt o.a. aan Ruud (FET), Roeland en mij vragen om te helpen.
Ruud heeft niet voor niets dat zo geschreven.
Het artikel, of een samenvatting daarvan, kun je hier ook plaatsen.

René

[fred101]

Ik zit nu in mijn pas gekochte boeken het weer opnieuw te lezen en er vallen steeds meer stukjes op zijn plaats.
Lijkt me een leuk idee. Ik heb altijd moeite iets in mijn hoofd voorstelling te geven maar als ik het opschrijf wordt het vaak tijdens het schrijven ineens duidelijk. Ik heb een soort zesde zintuig voor tegenstrijdigheden in theorieen maar ik moet ze dan wel in eigen woorden neerpennen. (ik ben niet bang te publiceren ofzo, ik heb een ook tijdje freelance regelmatig wat voor een klassiekerblad (auto's/motoren) geschreven.)

Oja: ik heb nog een idee maar dat lukt me niet alleen. Een simpele brug van weathstone is ideaal. Maar niet zomaar aan een analyser te hangen zonder spoel/trafo achtige zaken. Nu is er een jou welbekend onderdeel wat hier perfect zou zijn. wat willen we meten ? (voor SNA, trackinggen gebruik) Het verschil tussen de brugmeetpunten. Bij evenwicht niets en bij afwijkingen het verschil. We moegen niet gelijkrichten en we willen een oneindig hoge weerstand tussen de meetpunten. Als we een differential amp (opamp) er tussen knopen komt uit de uitgang alleen het verschil. Alleen wil je dat tot 110MHz doen dan zijn er denk ik weinig opamps beschikbaar maar jij weet vast of dat lukt en anders met een verschilversterker opgebouwd met smd RF torren. Dan heb je enorme hoge scheiding en je kan ook nog open en short gelijk maken en je kunt met een laag insertion verlies werken en toch een grote diversity halen.

[rbeckers]

Fred,

goed idee.
Er zijn genoeg opamps die 110MHz goed aankunnnen.
Maar dat is het probleem niet, dat is de CMRR.
http://en.wikipedia.org/wiki/Common-mod ... tion_ratio

Tgv verschillen in (parasitaire) capaciteiten neemt bij hoge frekwenties de CMRR erg af.
Het is erg lastig om over een groot frekwentiebereik en bij hoge frekwenties een voldoend grote CMRR over te houden.

Verder is een differentiele opamp met RF torren een uitdaging.
Wat wel mischien gaat is een differentiele AC versterker met RF torren. Twee buffertrapjes, een differentiele bestaande trap uit 2 torren en een extra tor als stroombron en een uitgangs buffer.
Het moeiljikste is om over daf frekwentiebereik overal torren met dezelfde eigenschappen te hebben.

Maar wat mogelijk wel werkt is o.a. een logdetector, die hebben meestal differentiele ingangen. Voor een VNA niet voldoende, voor een SA mischien wel.
Anders gezegd: lastig.

Ik zal volgende week eens wat proberen of wat eraan rekenen.

René

[fred101]

Hier http://www.hamforum.nl/viewtopic.php?f=55&t=951 al wat foto's van de couplers. Ik heb vanmiddag mijn idee nog uitgevoerd maar je ontkomt niet aan een balun. Het lukte wel maar dan blijft er geen signaal meer over.
Hieronder het resultaat van de metingen op de VNA. De hybride's zijn echt stukken beter dan de gewone en die met de 5 oppiklussen is helemaal niets. De hybrides waren op de SNA over een groot bereik bruikbaar. Helemaal betrouwbaar is die meting niet omdat er bij de sna een kleine misaanpassing is vanwege de rare uitgangsimpedantie en omdat er een hoogohmige meetkop tussen moet.

[rbeckers]

Fred,

netjes!

Het begin van een artikel is er!
Nog wat tekst, foto van VNA en klaar is Fred.

Wat betreft het idee met de, eventueel disrceet opgebouwde, differentiele opamp.
Het is (te ?) lastig bij hoge frekwenties. Er moet aan een hele hoop voorwaarden voldaan worden. Voor lage frekwenties is dat lang niet zo moeilijk.
Bijv. de spreiding in de parasitaire C tussen bijv. basis en collector is bij veel torren meer dan 50%. Dat is teveel.

René

[fred101]

Even, nou ja even, wat rekenwerk op de cijfers los gelaten. Ook aan de hand daarvan is de beste de 6dB hybride.
Aangezien ik geen forward poort heb kan ik de directivity niet meten.
Coupling loss 13dB= 5% van -10dBm wordt afgekoppeld, dat is 5uW, -5dB gaat verloren in de weerstanden (31,6uW) dus 64uW gaat naar de DUT. Er gaat dus totaal 100-64= 36uW verloren (maar hier twijfel ik of mijn rekenwerk klopt) dat is -1,94dB

Insertionloss 0,22dB volgens tabel
Als test nog het volgende gedaan.
-31dB bij 50 ohm is een VSWR van 1,06
Bij 100 ohm meet ik -25dB, dat is 6dB verschil met 50 ohm
Rho= (100-50)/(100+50)=0,33
VSWR= (1+0,33)/(1-0,33)= 2 (dat klopt)
20log(2)=6dB en 31-25 is 6dB
Dat betekent dat ik deze dus kan gebruiken om redelijk nauwkeurige absolute reflectie metingen te doen.
De powersplitter-hybride is niet recht genoeg dus. Die is delta 8, 3 of 10dB over de bandbreedte, niet echt bruikbaar.
Mijn eigen coax coupler met 5 draden is dus ondanks een niet symetrische open short best bruikbaar voor impedanties boven 50 ohm meten tot 50 mhz.
De grote coax is dus eigenlijk helemaal niet bruikbaar.

Verhelderend, dat terwijl ik (grafisch) eerst dacht dat die lange beter was en die korte coax niet deugde. Cijfermatig dus net andersom.

[fred101]

Gisteren de hele dag weg geweest voor een familiefeest. Genoeg tijd gehad om te lezen omdat er veel dingen waren waar ik niet aan mee kon doen en dus wat iedeetjes opgedaan en 's-avonds nog even de minst goede hybride uit elkaar gehaald en er twee 1:1 baluns met de gebalanceerde kant aan elkaar geknoopt. De ene kant naar de coupled poort, de andere via 50 ohm naar massa. Ik heb dus nu een soort brug van weathstone achtig ding zonder de verliesgevende weerstanden. Als ik een potmeter aansluit van 2K kan ik deze over het hele bereik verdraaien. Handig voor Z-metingen. Dan moet ik alleen nog even een blaadje maken met scoop instellingen waarbij staat hoeveel ohm een divisie is de verschillende standen. De lijn is over 0-110MHz echt kaasrrecht en dat blijft hij van 2K tot 0 ohm. Ik ga eens wat van die overlays maken om voor het scherm te hangen. Dan kan ik direct de swr of Z aflezen.

Er zit nog iets niet lekker in die vna of sweepgenerator. Soms begint hij ineens te hikken. Als ik dan van sweep verander of even wat meer of minder vermogen maak is het meestal weer weg maar gisteren bleef hij het een tijdje doen. Hij staat dan te "hikken" Het signaal valt in het rithme van de sweep steeds even weg. Vaak doet hij dat een hele avond niet en dan ineens begint het. Verander ik dan bv van full sweep naar symetrisch dan is het meestal weer weg. De powermeter van de meetzender blijft wel keurig op zijn plaatst. Hij deed dit in het beginook met die foute voeding maar toen stond de meter van de generator mee te slaan. Ik ben bang dat dit niet makkelijk zal zijn om te vinden. Ik zal de vna eens open maken want de ventilator komt ook heel langzaam op gang en loopt soms ook onregelmatig ( gaat ineens wat sneller of trager lopen) dus de eerste verdachte is de voeding.