Forum: HF, Funk und Felder Verstärker für kurze Impulse


von Martin R. (rama123)


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Hallo,

ich möchte die Amplitude der Impulse die aus einem Reflexionsmessgerät 
kommen verstärken. Die Impulse haben eine minimale Länge von 5ns bei 2V 
Amplitude. Das Ziel ist eine Spannung von 300V. Leider habe ich bisher 
nichts mit HF-Technik zu tun gehabt und hoffe deshalb das ihr mir einen 
Tipp geben könnt mit welcher Verstärkerart ich das am besten mache.
Es gibt auch noch die Möglichkeit einen eigenen Impulsgenerator zu bauen 
und den Ausgang des Reflexionsmessgerät nur zur Triggerung zu benutzen. 
Lieber würde ich allerdings das vorhandene Signal verstärken.

Gruß, Martin

von Andrew T. (marsufant)


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z.B. : Nimm einen Agilent HP214, und nutze dessen Endstufe.

von Martin R. (rama123)


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Danke für die Antwort, ich habe eben mal nachgeschaut, das Agilent Gerät 
macht ja Impulse die minimal 25ns haben, das ist mir leider zu langsam.
Ich möchte auch ein eigenes Gerät bauen das mit Akkus betrieben wird. 
Aber weißt du wie Agilent seine Endstufe aufgebaut hat?

von Purzel H. (hacky)


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>Leider habe ich bisher nichts mit HF-Technik zu tun gehabt und hoffe...
>Die Impulse haben eine minimale Länge von 5ns bei 2V Amplitude. Das Ziel ist eine 
Spannung von 300V.

Der Wunsch ist so ueberzogen wie das Wissen fehlt. Wozu soll's denn gut 
sein ? Sonst noch etwas ? Espresso ? Fussmassage ?

von Martin R. (rama123)


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Wie ich oben schon geschrieben habe soll es die Impulse eines 
Refelxionsmessgerät verstärken, damit mit dem Gerät Fehler besser 
geortet werden können.

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Verstehe ich das richtig, Impulse mit etwa 2 ns Flanken auf 300V 
verstärken?

2ns sind 1/500 µs, das wäre also eine Anstiegszeit von 300*500=15000 
V/µs

es gab schon 1975 den "damn fast buffer amplifier" LH0063 mit 6000 V/µs, 
aber der machte keine Spannungsverstärkung:
http://www.datasheets.org.uk/LH0063C*-datasheet.html

Auch der 1,5GHz-Operationsverstärker AD8000 hat nur 4100V/µs und kann 
natürlich keine 300V:
http://www.analog.com/static/imported-files/data_sheets/AD8000.pdf

von Martin R. (rama123)


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die Impulse sind 5ns nicht 2ns, aber auch dann ist die Anstiegszeit noch 
riesig, da hast du recht.
Die Anforderungen sind schwierig.

von Lukas K. (carrotindustries)


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Wie sieht's mit nem  HF-Trafo aus?

von Martin R. (rama123)


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Ich glaube ich muss die Impulsform genauer erklären.Leider habe ich das 
in der Problembeschreibung vergessen.
Es handelt sich nicht um Rechteckimpulse, die Anstiegszeit der Impulse 
der Refelxionsmessgeräts sind ca. 5ns und der Abfall hat annähernd eine 
e-Funktion. Die Pulsbreite wird dann bei halber Amplitude gemessen.
Bei längeren Impulsen ist der Anstieg immer noch bei ca. 5ns, nur der 
Abfall ist dann langsamer.
Aber auch dabei ergeben sich ja immer noch 60000 V/us Anstiegszeit

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Stimmt, ich hatte noch eine Null vergessen. Die 2ns waren für einen 
insgesamt 5ns langen Impuls gedacht, also Anstiegs- und Abfallflanke 
nacheinander plus einer halben Nanosekunde dazwischen, daher alleine für 
den Anstieg die 150000 V/µs.

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Für hohe Betriebsspannungen bis 1200 V gibts OPs von Apex - heute 
Cirrus:
http://www.cirrus.com/en/products/apex/index.html
aber die haben leider nur sehr langsame Anstiegszeiten.

Fertige Hochfrequenzverstärker gibts z.B. von Amplifier research
http://www.ar-worldwide.com/

von Winfried J. (Firma: Nisch-Aufzüge) (winne) Benutzerseite


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Bei Halbleitern seh ich das schwarz.
Die Geforderte Anstiegszeit entspricht in etwa der bei 50MHz
Da währe eine UKW Röhre EF86 das Mittel der Wahl.
- hohe Spannungsverstärkung
- geringe Ströme.
Das passt eventuell. Wenn die Spannungsverstärkung der Röhre nicht 
aussreicht mit ECC83 vorverstärken.

MFG
Winne
Namaste

von Helmut L. (helmi1)


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Winfried J. schrieb:
> Die Geforderte Anstiegszeit entspricht in etwa der bei 50MHz
> Da währe eine UKW Röhre EF86 das Mittel der Wahl.
> - hohe Spannungsverstärkung
> - geringe Ströme.
> Das passt eventuell. Wenn die Spannungsverstärkung der Röhre nicht
> aussreicht mit ECC83 vorverstärken.

5ns = 200MHz

Und wie willst du mit den Roehren die Kapazitaeten umladen ? Die paar mA 
schaffen das nicht.

von Winfried J. (Firma: Nisch-Aufzüge) (winne) Benutzerseite


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Helmut Lenzen schrieb:
> Winfried J. schrieb:
>> Die Geforderte Anstiegszeit entspricht in etwa der bei 50MHz
>> Da währe eine UKW Röhre EF86 das Mittel der Wahl.
>> - hohe Spannungsverstärkung
>> - geringe Ströme.
>> Das passt eventuell. Wenn die Spannungsverstärkung der Röhre nicht
>> aussreicht mit ECC83 vorverstärken.
>
> 5ns = 200MHz
>

5 ns anstiegszeit

eine vollwelle auf dreieck reduzierter sinus besitzt 4 anstiegszeiten 
macht 20ns = 50mhz


>
> Und wie willst du mit den Roehren die Kapazitaeten umladen ? Die paar mA
> schaffen das nicht.
>
??? der TO erfragte eine spannungsverstärkung von 2V auf 300V
von umzuladen Kapazitäten lese ich dort nichts. wie gross sollten die 
den sein?

von Helmut L. (helmi1)


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Winfried J. schrieb:
> ??? der TO erfragte eine spannungsverstärkung von 2V auf 300V
> von umzuladen Kapazitäten lese ich dort nichts. wie gross sollten die
> den sein?

Das kann man nur schaetzen. So rund 10 .. 20pF wuerde ich da erstmal 
annehmen. Auch wenn er nichts dazu sagt vorhanden sind die trotzdem.

von Winfried J. (Firma: Nisch-Aufzüge) (winne) Benutzerseite


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20 pF sind aber noch beherrschbar auch mit 30mA und 300V Uss
verschleifft vielleicht ein wenig

ab 10 nF würde ich nachrechnen
und eine SendePentode suchen

http://www.radiomuseum.org/tubes/tube_rs287.html

Namaste

von Winfried J. (Firma: Nisch-Aufzüge) (winne) Benutzerseite


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mann sollte wissen was geperüft wird starkstromerdkabel oder Cat7 das 
mcht einen großen Unterschied.

Mit einem Magnetron lassen sich noch ganz andere Impulsleistungen  bei 
viel höhere Frequenz erzeugen :-)

more tubepower!

Namaste

von Helmut L. (helmi1)


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Winfried J. schrieb:
> Mit einem Magnetron lassen sich noch ganz andere Impulsleistungen  bei
> viel höhere Frequenz erzeugen :-)

Das stimmt zwar. Aber mit einem Magnetron baut man keinen Verstaerker 
sondern einen Oszillator.

von Winfried J. (Firma: Nisch-Aufzüge) (winne) Benutzerseite


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Helmut Lenzen schrieb:
> Winfried J. schrieb:
>> Mit einem Magnetron lassen sich noch ganz andere Impulsleistungen  bei
>> viel höhere Frequenz erzeugen :-)
>
> Das stimmt zwar. Aber mit einem Magnetron baut man keinen Verstaerker
> sondern einen Oszillator.

Für ein Reflexionsmessgerät spielt das keine Rolle, wie ich den 
Sendeimpuls erzeuge. Wichtig ist ob ich das Echo auswerten kann ohne das 
Probemedium zu zerschießen! ;-)

Stichwort zerstörungsfreie Prüfmethode

Ob das Radar in Luft einer Kupferleitung arbeitet ist nur ein Parameter. 
;-)

Namaste

von Michael U. (amiga)


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Hallo,

Winfried J. schrieb:
> Die Geforderte Anstiegszeit entspricht in etwa der bei 50MHz
> Da währe eine UKW Röhre EF86 das Mittel der Wahl.

Seltsame Wahl...
Die EF86 ist eine klingarme Pentode speziell für NF-Eingangsstufen, 
Mikrofonvorverstärker usw.

> Das passt eventuell. Wenn die Spannungsverstärkung der Röhre nicht
> aussreicht mit ECC83 vorverstärken.
Auch die ECC83 ist als NF-Verstärker entwickelt.
UKW ist die ECC85, als TV-Kaskode noch die ECC84.

EC86 usw. waren dann speziell für den UHF-Bereich entwickelte 
Spanngittertrioden, das ist aber alles Kleinsignalkram, da sind keine 
300V drin.

Wenn Du hier Röhren suchst, dann in der Gegend der Endstufenröhren von 
alten schnellen Oszilloskopen.
Allerdings dürfen auch da die Lastkapazitäten nicht sonderlich hoch 
sein, passende Osziröhren hatten da nur wenige pF Plattenkapazität...

Gruß aus Berlin
Michael

von Michael (Gast)


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Michael U. schrieb:
> die Impulse sind 5ns nicht 2ns, aber auch dann ist die Anstiegszeit noch
> riesig, da hast du recht.
>
> Die Anforderungen sind schwierig.

Das kann man so sagen. Hast du mal über dein Meßprinzip nachgedacht?
Warum willst du unbedingt mit solchen Spannungen die Reflektion im 
Zeitbereich messen und verwendest keine FDR?

von Winfried J. (Firma: Nisch-Aufzüge) (winne) Benutzerseite


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Michael U. schrieb:
> Hallo,
>
> Winfried J. schrieb:
>> Die Geforderte Anstiegszeit entspricht in etwa der bei 50MHz
>> Da währe eine UKW Röhre EF86 das Mittel der Wahl.
>
> Seltsame Wahl...
> Die EF86 ist eine klingarme Pentode speziell für NF-Eingangsstufen,
> Mikrofonvorverstärker usw.
>
>> Das passt eventuell. Wenn die Spannungsverstärkung der Röhre nicht
>> aussreicht mit ECC83 vorverstärken.
> Auch die ECC83 ist als NF-Verstärker entwickelt.
> UKW ist die ECC85, als TV-Kaskode noch die ECC84.
>
> EC86 usw. waren dann speziell für den UHF-Bereich entwickelte
> Spanngittertrioden, das ist aber alles Kleinsignalkram, da sind keine
> 300V drin.
>
> Wenn Du hier Röhren suchst, dann in der Gegend der Endstufenröhren von
> alten schnellen Oszilloskopen.
> Allerdings dürfen auch da die Lastkapazitäten nicht sonderlich hoch
> sein, passende Osziröhren hatten da nur wenige pF Plattenkapazität...
>
> Gruß aus Berlin
> Michael

ich meinte mich an diese Röhren in UKW Empfängern in der HF zu erinnern.

Aber sicher hast du recht mit deiner Kritik, auch mit dem Ansatz 
Oszilloskopendstufenröhre.

Für größere Leistung hatte ich ja schon auf Sendepenthoden und nicht 
ohne  Ironie Magnetrone verwiesen

Und wie schon geschrieben habe, hatte ich zunächst nur auf die reine 
Spannungsverstärkung reflektiert welcher der TO suchte ;-)

Nicht ganz ernstgemeint war das natürlich alles.

Namaste

von HF Mann (Gast)


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STOPP: Welche Generatorimpedanz sollen denn die 300V haben? 50 Ohm? Das 
gäb dann 1800W Ausgangsleistung. Können wir erstmal darüber reden, 
welche Schltung hinterher die 1800W Spitzenleistung verarbeiten soll? 
Vielleicht kommt ja gleich raus, daß der Generatorwiderstand 1 MOhm sein 
darf. Oder das ein induktiver Quellwiderstand von Vorteil wäre...Dann 
sind wir gleich bei handlichen Leistungen und LC Anpassschaltungen.

von Martin R. (rama123)


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Erstmal danke für die vielen Antworten.
Das Reflexionsgerät hat eine Ausgangsimpedanz von 125 Ohm und diese 
Impedanz sollte dann auch der Verstärker haben.
Gegen eine Röhre zur Verstärkung ist eigentlich nichts einzuwenden, ist 
es denn möglich ein Röhrengerät mit Akkus zu betreiben?
Gruß,
Martin.

von Michael (Gast)


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Natürlich gibt/gab es Röhren, die mit Akku laufen - waren früher in 
Autoradios drin...

Aber kann mal jemand erklären, wozu der ganze Zirkus, der hier 
diskutiert wird, gut sein soll. Selbst Radargeräte packen die Meßenergie 
nicht in einen Einzelpuls sondern in einen Hochfrequenz-Burst.

von Winfried J. (Firma: Nisch-Aufzüge) (winne) Benutzerseite


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Martin Ra schrieb:
> Erstmal danke für die vielen Antworten.
> Das Reflexionsgerät hat eine Ausgangsimpedanz von 125 Ohm und diese
> Impedanz sollte dann auch der Verstärker haben.
> Gegen eine Röhre zur Verstärkung ist eigentlich nichts einzuwenden, ist
> es denn möglich ein Röhrengerät mit Akkus zu betreiben?
> Gruß,
> Martin.

Macht den immer noch 720W Impulsleistung, kein Papenstiel.

Hält dein Empfanger solche Eingangsimpulse aus wenn sie fast ohne 
Laufzeitverlust dort auftreffen?

Was überhaupt ist da Prüfling?
Kabel ohne Abschlus, mit Kurzschluss?
Geräte dafür gibt es meines wissens schon.

Namaste

von Martin R. (rama123)


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Der Verstärker soll zusammen mit Refelxionsmessgeräten wie z.b.
http://www.sebakmt.com/de/home/produkte/energiekabel-fehlerortung/tdr-reflektometer/digiflex-com/beschreibung.html
verwendet werden. Es sollen Isolationsfeler am Kabel gemessen werden, 
diese Fehler können recht hochohmig sein, so dass sie mit den 
Refelexionsmessgeräten wie das oben nur schwer gefunden werden können.
Die Form des Impulses darf dabei nicht verändert werden, da das 
Refelxionsmessgerät ja nicht weiß das ein Verstärker dazwischen hängt. 
Eine Auswertung am Refelxionsmessgeräten ist sonst nicht mehr möglich.
Falls die Amplituden des refelktierte Impulses zu groß sein sollte, kann 
sie ja im Verstärker wieder gedämpft werden befor sie zurück auf das 
Refelxionsmessgeräten  gegeben wird.

von Winfried J. (Firma: Nisch-Aufzüge) (winne) Benutzerseite


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Hallo,

hast du schon mal solch ein Gerät entwickelt oder irgendwelche 
Vorkenntnisse, auf dem Gebiet?
Ich fürchte du unterschätzt die Problematik um Größenordnungen.
Solltest du nicht über Entwicklungsknowhow für ein solches Geräte 
verfügen, vergiss es einen Sende Empfangsverstärker der dazu passt ist 
eine Illusion.

Namaste

von Purzel H. (hacky)


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Ein Verstaerker der den Puls verstaerken kann ist allenfalls eine TWT. 
Die kann zumindest einen Puls breitbandig verstaerken. Mit 50dB ist zu 
rechnen.

Ich wuerd allerding eher empfangsseitig versterken, das ist viel 
einfacher und guenstiger.

von faustian (Gast)


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"??? der TO erfragte eine spannungsverstärkung von 2V auf 300V
von umzuladen Kapazitäten lese ich dort nichts. wie gross sollten die
den sein?"

Die sind leider eingebaut in Roehren. Das groesste Problem bei Roehren 
als Linearverstaerker sind genau diese verd... Kapazitaeten - ein pF 
sind bei 100MHz nur noch 1600 Ohm!, und in Kleinsignal-Röhrenschaltungen 
sind die Impedanzen meistens wesentlich groesser. Bei Triodenschaltungen 
wirds durch Miller noch schlimmer.

Damals hat man solche Probleme geloest mit:

-Kettenverstaerkern (aka distributed amplifier - HP 460B, fruehe 
Tektronix 54x und 55x, Tektronix 517)

-T-Coils (im Endeffekt hat man die Stoerkapazitaeten in eine diskret 
aufgebaute Transmission Line integriert. Auch in Tektronix-Equipment in 
den Vorstufen zu finden.)


Evtl ist der Schaltplan des HP 460B eine gute Basis, der kommt dem was 
Du suchst nahe.

von Martin R. (rama123)


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Hallo,
das empfangene Signal zu verstärken funktioniert leider nicht, das war 
auch meine erste Idee. Leider sind die Störungen auf der Leitung im 
gleichen Frequenzbereich wie das reflektierte Signal.
Das HP 460B sieht gut aus, aber ich glaube für ein Feldgerät ist die 
Technik nicht geeignet.
Glaubt ihr die Verstärkung der Signale ist auf 50V mit Transistoren 
möglich? Dann ist die Anstiegszeit ja "nur" noch bei 10000V/us. Oder 
welche Spannung ist realistisch?

von Andrew T. (marsufant)


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Martin Ra schrieb:
> Glaubt ihr die Verstärkung der Signale ist auf 50V mit Transistoren
>
> möglich? Dann ist die Anstiegszeit ja "nur" noch bei 10000V/us. Oder
>
> welche Spannung ist realistisch?

Überhaupt kein Problem.

Habe hier bereits sieben solcher Eigenbau 50V Verstärker .

Geht mit Heimwerkermitteln, Zeitaufwand ein Wochenende je Verstärker 
inkl. Abgleich.

von Martin R. (rama123)


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Das hört sich doch schon gut an, was würdest du denn sagen ist 
realistisch die maximale Spannung auf die ich die Impulse mit der 
Anstiegsteit von 5ns verstärken kann?
Wie hast du denn deine Verstärker aufgebaut?
Gruß, Martin.

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Ein Thema wurde noch nicht angesprochen, muß der Verstärker ab DC 
funktionieren, oder darf es ein Wechselspannungsverstärker sein? In der 
Videotechnik wird der DC-Pegel mit einer "Klemmschaltung" am Ende wieder 
hergestellt, einfachste Möglichkeit eine "Klemmdiode".

Damit ergibt sich die Möglichkeit, einen 
(Breitband-Leistungs-)Transformator zu benutzen, wenn der 
Ausgangswiderstand  deutlich über 50 Ohm liegen darf, hier in der 
Messgerätebeschreibung steht was von 130 Ohm.

Die 300V an 50 Ohm ("1800Watt") sind ja Effektivwerte, da darf man 
sicher mit etwas kleineren Spannungen rechnen. Für 300V Spitze/Spitze 
wären das nur noch etwas über 100V eff.

von Martin R. (rama123)


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Es darf gerne ein Wechselspannungsverstärker sein, ich wollte sowieso am 
Ende auf die Verstärkten Impulse noch ein Offset von +300V bzw. -300V 
geben.

Die Idee mit dem dem Transformator hört sich gut an. Also erst ein 
Impedanzwandler und anschließen die Impulse hochtransformieren.

von Purzel H. (hacky)


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Derart kurze Pulse benoetigen einen Trafo mit extrem kleiner 
Streuinduktivitaet und hoher Kopplung. Leider weisen solche Trafo in der 
Regel nur ein 1:1 Verhaeltnis auf. Da ist dann nichts mit 10:1 oder so.

von Winfried J. (Firma: Nisch-Aufzüge) (winne) Benutzerseite


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letzteres hat seine Ursache im Prinzip der Induktivität.

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Ich dachte eher an Trafos, wie sie in Hochfrequenz-Leistungsendstufen 
verwendet werden. Ich weiß aber nicht, ob die breitbandig genug sind. Da 
muß ein niederohmiger Transistor auf 50 Ohm angepasst werden.

Suchbegriff z.B. Guanella Transformator, z.B.
http://www.naturgrise.dk/oz9wi/artikler/HFE0204_Sevick.pdf

von Winfried J. (Firma: Nisch-Aufzüge) (winne) Benutzerseite


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In HF-Übertragern sind Spannungsverhältnisse kleiner 10 und lose 
Kopplung genau üblich,  aus diesen Gründen.

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