Hallo zusammen, mal ein paar generelle Fragen zum Thema HF und der Leitungstheorie - was das ungefähr bedeutet wissen ja sicher einige von euch. Dabei sagt die Theorie ja, dass man mit Leitungsstuecken jede Art von Impedanz nachbilden kann, je nach Leitung/Laenge etc. Ok... So, was heisst das nun fuer Messungen mit Oszilloskopen und den BNC Anschlusskabeln? Das die wirklich nur fuer den unteren HF Bereich < 1GHZ als Beispiel verwendet werden duerfen? Der Tastkopf eliminiert dabei Leitungsinduktivitaeten? Ja, hier wuerde ja eine x Meter lange leitung ab einem gewissen Frequenzbereich eine ImpedAnzwandlung verursachen, richtig? Und wie muss ich mir nun die Theorie bei Spektrumanalysatoren vorstellen? Hier gehts in den GHZ Breich und da spielt die Leitung keine Rolle??? Wuerd das Thema Leitungstheorie in der Praxis gern mal richtig verstehen :-( Freu mich auf rege Diskussionen :-) Gruss, Marten
> Und wie muss ich mir nun die Theorie bei Spektrumanalysatoren > vorstellen? Hier gehts in den GHZ Breich und da spielt die Leitung keine > Rolle??? Die Spektrumanalysatoren haben einen Eingangswiderstand von 50Ohm, genauso wie der Wellenwiderstand des Kabels. Die Leitungslänge ist also egal. Die Dämpfung muss man natürlich je nach Messung berücksichtigen. > So, was heisst das nun fuer Messungen mit Oszilloskopen und den BNC > Anschlusskabeln? Das die wirklich nur fuer den unteren HF Bereich < 1GHZ > als Beispiel verwendet werden duerfen? Der Tastkopf eliminiert dabei > Leitungsinduktivitaeten? Rechne es nach: Durch den Tastkopf fällt die Frequenzabhängigkeit weg.
ralf schrieb: > Die Spektrumanalysatoren haben einen Eingangswiderstand von 50Ohm, > genauso wie der Wellenwiderstand des Kabels. Die Leitungslänge ist also > egal. Die Dämpfung muss man natürlich je nach Messung berücksichtigen. Ja die Leitungen haben einen Wellenwiderstand von 50 Ohm, und wenn man in die Lehrbücher reinsieht, dann sind dort in der LEitungstheorie z.b. auch Koaxkabel angegeben. Und das Epsilon-r des Materials in der LEitung ist ja wieder Frequenzabhängig. Wie bekommen die Hersteller es also nun hin dass hier der Wellenwiderstand exakt gleich bleibt? Dämpfung ok, seh ich ein :-) Wegen der Leitungstheorie, ich red hier teils recht allgemein und allumfassend, aber ich les mir das Zeugs durch und denk mir dann..."ja ok, aber wie wo brauch ich das"? Warum die Sonderfälle mit Kurzschluss und offene LEitung, Lambda/4, Lambda/2 etc.? Wichtig um dann im HF- Bereich statt mit diskreten Bauteilen (R, C, L) dann mit Leitungsstücken zu arbeiten um z.B. eine Induktivität, Kapazität nachzubilden? Und ich bin eben kein Entwickler im HF-Bereich, komme aber aus dem Bereich der Messtechnik. Aber die Theorie und Praxis war bisher irgenwie nicht so ganz in Verbindung zu bringen. Ich denk jetzt gerade an sämtlichste Leitungen und Drähte die mir in den Sinn kommen :-) Auch der Skineffekt z.B. - ja er sagt mir was, Stromverdrängung richtung Außenbereich bei Leitern. Das ist der Grund warum man im höherfrequenten Berich Litzen verwendet, da hier der Strom auf mehrere dünne Drähte aufgeteilt wird und so der Stromverdrängungseffekt minimiert wird. Gut, aber ab einer gewissen Frequenz wird dann selbst bei kleinen Bonddrähten ja der Skineffekt heftig (Mikrometerbereich?)...und was ist dann? ICh hab gelesen, dass hier nicht mehr die Leitung und deren Größe eine Rolle spielt, sondern nur noch die Oberflächenbeschaffenheit des "LEiters". Spielt dann die Größe der Oberfläche noch eine Rolle? Oder jede höher veredelter, desto besser? (Cu, Ag, Au) Ich könnte gerade dermaßen viel bohren bei dem Thema :-o Aber jetzt erst einmal genug... Gruß, Marten
> Und das Epsilon-r des Materials in der LEitung > ist ja wieder Frequenzabhängig. So genau solltest du das vielleicht nicht sehen. Das spielt nur in wenigen Fällen eine praktische Rolle. Irgendwo ist immer eine Grenze. Das entscheidende ist, wie das in Relation zur Genauigkeit des Messgerätes und der Wackeligkeit der Steckverbindungen aussieht. BNC ist da z.B. absolut ungeeignet, auch bei Frequenzen weit unter 1GHz. Strenggenommen müsstest du ja auch noch Luftdruck (drückt aufs Dielektrikum) Luftfeuchtigkeit und noch andere Größen berücksichtigen. > Warum die Sonderfälle mit Kurzschluss > und offene LEitung, Lambda/4, Lambda/2 etc.? Wichtig um dann im HF- > Bereich statt mit diskreten Bauteilen (R, C, L) dann mit Leitungsstücken > zu arbeiten um z.B. eine Induktivität, Kapazität nachzubilden? Im Mikrowellenbereich ist das nicht unüblich (Filter, Wellenwiderstandsanpassungen, Transformationen), weil es da schwer verlustarme diskrete Bauelemente gibt und man muss auch je nach Fall den Anschlussdraht eines Bauelements berücksichtigen. Es gibt also gewollte und ungewollte Induktivitäten und Kapazitäten.
> Das ist der Grund > warum man im höherfrequenten Berich Litzen verwendet, da hier der Strom > auf mehrere dünne Drähte aufgeteilt wird und so der > Stromverdrängungseffekt minimiert wird. Das mit den Litzen geht auch nur bis zu einem gewissen Frequenzbereich wegen Kapazitäten zwischen den Litzen-Drahten und anderen unerwünschten Effekten. Irgendwann landet man dann bei versilbertem Draht mit großem Durchmesser, Koaxialkabel mit Luftdielektrikum und bei innen versilberten Hohlleitern. Bei noch höheren Frequenzen dann Glasfaserkabel.
> Irgendwann landet man dann bei versilbertem Draht mit großem > Durchmesser, Koaxialkabel mit Luftdielektrikum Dabei muss man berücksichtigen, dass die Leitungstheorie nur gilt, solange die Wellenlänge sehr viel größer ist, als die Dicke des Kabels. Koaxialkabel mit Luftdielektrikum und Wellenwiderstand von 50Ohm scheiden dann für Mikrowellen wieder aus.
ralf schrieb: > So genau solltest du das vielleicht nicht sehen. Das spielt nur in > wenigen Fällen eine praktische Rolle. Irgendwo ist immer eine Grenze. > Das entscheidende ist, wie das in Relation zur Genauigkeit des > Messgerätes und der Wackeligkeit der Steckverbindungen aussieht. BNC ist > da z.B. absolut ungeeignet, auch bei Frequenzen weit unter 1GHz. > Strenggenommen müsstest du ja auch noch Luftdruck (drückt aufs > Dielektrikum) Luftfeuchtigkeit und noch andere Größen berücksichtigen. Na wenn ich da so an Messkabel denke für bis in den >20 GHz Bereich, das sind dann natürlich Kabel mit SMA-Steckverbinder etc. ralf schrieb: > Im Mikrowellenbereich ist das nicht unüblich (Filter, > Wellenwiderstandsanpassungen, Transformationen), weil es da schwer > verlustarme diskrete Bauelemente gibt und man muss auch je nach Fall den > Anschlussdraht eines Bauelements berücksichtigen. Es gibt also gewollte > und ungewollte Induktivitäten und Kapazitäten. Ok...also gewollte und ungewollte parasitäre Effekte ausnutzen :-) Ich habe mir vorhin ansatzweise die Diskussion eines 50OHm Durchgangsstückes angesehen, da war die Frage nach den "Innereien" von dem Teil. Es gibt ja für den HF-Berich bis, z.B. 6 GHz und mehr Dämpfungsglieder und Anpassungsnetzwerke (50/75ohm)...sind dann in den Teilen überhaupt keine diskreten Bauteile mehr drin und nur noch mit Microstrips die richtig geführt werden? ralf schrieb: > Das mit den Litzen geht auch nur bis zu einem gewissen Frequenzbereich > wegen Kapazitäten zwischen den Litzen-Drahten und anderen unerwünschten > Effekten. Irgendwann landet man dann bei versilbertem Draht mit großem > Durchmesser, Koaxialkabel mit Luftdielektrikum und bei innen > versilberten Hohlleitern. Bei noch höheren Frequenzen dann > Glasfaserkabel. Ok, ja das hab ich gelesen, dass dann zwischen den Litzen noch kapazitive Effekte stören und das Prinzip zu Nichte machen. Versilberter Draht mit großem Durchmesser? Also ein Medium dass veredelt ist und eine große OBerfläche hat...was ist dann mit einer Folie? Ich weiss zwar nicht ob der Skineffekt bei NICHTrunden LEitern verhält, aber eine Folie ist nicht dick und hat eine große OBerfläche. Das mit dem Luftdielektrikum habe ich einmal in der Praxis erkannt, dort waren die SMA-Stecker/Buchsen dann nicht mehr mit dem weissen Dielektrikum gefüllt, sondern nur noch mit Luft. Glasfaserkabel...lol...aus der Welt bin ich leider raus :-)
>Marten schrieb: > > Lambda/4, Lambda/2 etc.? Das ist sogar enorm wichtig, ohne würde keine Antenne, keine Anpassschaltung und keine deiner Messtechnik im höheren Frequenzbereich mehr funktionieren ;) ab ca. 1 GHz kann man z.B. konzentrierte Richtkoppler weglegen, Filter werden vor allem durch parasitäre Eigenschaften geprägt als durch die Bauteilwerte. In MSL- und Hohlleitertechnik muss man zwar auch mal die Kirche im Dorf lassen, der Ansatz kommt aber doch noch aus der einfachen Leitungstheorie. Selbst Grundelemente der Antennentechnik lassen sich aus der Leitungstheorie recht simpel herleiten. > > Ich denk jetzt gerade an sämtlichste Leitungen und Drähte die mir in den > Sinn kommen :-) Auch der Skineffekt z.B. - ja er sagt mir was, > Stromverdrängung richtung Außenbereich bei Leitern Den Skin-Effekt kann man ganz simpel auf einen ohmschen Leitungsverlust ummünzen. Bei steigender Stromdichte auf der Leitung erhöht sich deren Widerstand und Verlust. Bei Höchstfrequenzen wird tatsächlich die direkte Oberflächenbeschaffenheit wirksam, denn der Strom fließt nunmal in fast keiner Leitschichtdicke mehr. Das wird dann interessant, wenn z.B. Hohlraumresonatoren eine hohe Güte (also geringe Verluste) erreichen sollen.
Hallo Marten, jedes Kabel ist anders. mal 50 mal 75 mal X Ohm, ein Tastkopf ist gut aber ein selbstgebauter Tastkopf mit Glasperlen ist genauer und er zeigt das was du misst und was du kennst. Ein technisches Manual und Datenblatt des verwendeten Spectrumanalyser ist auch wichtig. Jeder ist anders. Nicht nur das Kabel sondern auch die Qualität des BNC Stecker ist wichtig. Geh mal auf den Flohmarkt und suche nach Suhner. Praxis und Lötkolben gibt es bei den Funkamateuren http://www.darc.de/mitglieder/ortsverbaende/ Theorie auf der Uni FH. Betriebstechnische Erfahrung im Ghz Bereich z.B. Oberhalb von 100 gibt es hier http://ham.darc.de/ghztagung/programm.html Ein Blick ins Vortragsprogramm liegt hier und das Skript mit den Vorträgen bekommt man auf der Tagung pro Jahr. Die alten Skripte sind auch noch vorhanden. Liegen auf dem Tisch neben dem Aktuellen. Preise zwichen 5 und 8 Euro. Such mal in den alten Skripten hier die Liste. http://ham.darc.de/ghztagung/archiv/archiv_c.pdf war mal ein Beitrag. Messgeräte und Ghz Hilfe ist im Flur am Samstag zu haben. Was dort steht ist meistens selbstbau und wenn du einen Photoapparat mitnimmst kann man sich viele Ideen holen um die Spekturmanalysatoren zu modifizieren bzw. wie man solide Messungen machen kann.
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