Forum: HF, Funk und Felder Wellenwiderstand bestimmen


von TheChosenOne (Gast)


Lesenswert?

Hallo,
ich habe einen beliebigen 4-Pol (also sowas)

    |----|
   -|    |-
in  |    | out
   -|    |-
    |----|

Wie kann ich den Wellenwiderstand des Inhaltes möglichst genau 
bestimmen?
Vielen Dank.

MfG
Markus F.

von Silvio K. (exh)


Lesenswert?

Falsche Frage...

von TheChosenOne (Gast)


Lesenswert?

Silvio K. schrieb:
> Falsche Frage...

Warum?

von TheChosenOne (Gast)


Lesenswert?

Okay, dieser Vierpol ist ein Stück Zweidrahtleitung.

von Silvio K. (exh)


Lesenswert?

Deine Frage war in der Art:
Ich habe eine Kiste mit beliebigen Inhalt. Wie groß ist die 
Umgebungstemperatur?

Der Wellenwiderstand bezieht sich meistens auf Kabel oder allgemein 
Wellenleiter. Dein beliebiger Inhalt muss keinen Bezug dazu haben.

von TheChosenOne (Gast)


Lesenswert?

Naja ich habe ja demit es nicht soo allgemein ist die Kuste aufgemacht 
und verraten, dass es eine Zweidrahtleitung ist...

von Silvio K. (exh)


Lesenswert?

TheChosenOne schrieb:
> Okay, dieser Vierpol ist ein Stück Zweidrahtleitung.

Schon besser.
Gucke dir die Transformationseigenschaften bei Lambda/4 an, dann gilt 
Z_abschluss*Z_gesehen_am_Eingang=Z_0^2 oder so ähnlich. Aber als 
Anhaltspunkt schon ganz gut...

von TheChosenOne (Gast)


Lesenswert?

Das war der Grund warum ich die Kiste genommen habe.
Ich kann zu der Leitung nichts sagen. Ich weiß es ist eine 
Zweidrahtleitung - nicht mehr und nicht weniger.

Leitungsabstand, Leitungslänge, Druchmesser der Leitung usw. sind 
unbekannt.
(wobei die länge ja in das Z0 eh nicht eingeht)

von Stefan M. (derwisch)


Lesenswert?

Leistungsanpassung messen.

Bei Leistungsanpassung gilt : Z Generator = Z Leitung = Z Verbraucher

von Plasmon (Gast)


Lesenswert?

Eingangsimpedanz messen bei Leerlauf am Ende und bei Kurzschluss am 
Ende. Der Wellenwiderstand ist das geometrische Mittel aus den beiden.

Geht natürlich nur bei Frequenzen, bei denen ein guter Leerlauf 
realisierbar ist (Abstrahlung und Streukapazität vernachlässigbar).

von Matthias K. (matthias_k23)


Lesenswert?

1. nimm ein lineares Poti von 0 ... 1000 Ohm
2. nimm Frequenzgenerator mit 1000 Hz und ein bißchen Leistung
3. nimm'n hochohmiges Oszilloskop

Schalte Poti parallel zum Eingang deines Vierpoles, lege die 1000 Hz 
Wechselspannung an und variiere das Poti.
Bei Leistungsanpassung Poti zu Leitung oder Vierpoleingang (analog 
Parallelschwingkreis) hat die Wechselspannungsamplitude ihr Maxima, zu 
sehen auf dem Oszi.
Wenn U max gefunden, messe dann den ohmschen Widerstandswert deines 
Potis. Er entspricht in etwa den Welleneingangswiderstand deines 
Vierpols, also Z.

Viel Spaß, messe so im freien Feld CAN-Leitungen durch ohne 
Impedanzmeßbrücke ...

von TheChosenOne (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Vielen Dank.
Dann ist das der richtige Aufbau?

von TheChosenOne (Gast)


Lesenswert?

Was mir noch eingefallen ist. auf was stelle ich das Zout des 
Generators?
Standard steht er auf 50Ohm. Ich auf LowZ oder HighZ stellen?

von Plasmon (Gast)


Lesenswert?

TheChosenOne schrieb:
> Dann ist das der richtige Aufbau?

So würde ich die Beschreibung auch verstehen und halte sie - mit Verlaub 
- für ganz großen Blödsinn. Begründung:

Bei der angegebenen Frequenz von 1 kHz (also einer Wellenlänge von 300 
km) ist es egal, ob die Leitung da ist oder nicht. Man sieht an ihrem 
Eingang praktisch genau den Abschlusswiderstand, in diesem Fall einen 
Leerlauf. Es findet keine Impedanztransformation statt, wenn die Leitung 
nicht mehrere 10 km lang ist. Man könnte bei dieser Frequenz bestenfalls 
den Kapazitäts- und den Induktivitätsbelag (bei bekannter Länge) messen, 
da Strom und Spannung entlang der Leitung praktisch konstant sind. Diese 
beiden Werte würden auch auf den Wellenwiderstand führen. Die 
beschriebene Anordnung ist aber auch für diese Messung nicht geeignet.

Mit der beschriebenen Schaltung misst man also die Spannung, die der 
Generator am Poti erzeugt, weiter nichts. Mit dem 
Leitungswellenwiderstand hat diese Spannung rein gar nichts zu tun. Auch 
wird sie nicht bei Leistungsanpassung maximal sondern im Leerlauffall. 
Bei Leistungsanpassung ist die Spannung über dem Lastwiderstand halb so 
groß, wie die Generatorleerlaufspannung. Auch wenn ich noch so 
spitzfindig nachdenke, mir fällt kein Fall ein, in dem 
Leistungsanpassung durch ein Spannungsmaximum an der Last identifiziert 
werden könnte.

von Mikrowilli (Gast)


Lesenswert?

Der Wellenwiderstand läßt sich bei Einhaltung bestimmter Randbedingungen 
auch bestimmen, indem man die Kapazität zwischen den Leitern der offenen 
Leitung und die Induktivität der kurzgeschlossenen Leitung mißt und dann 
ein wenig rechnet. Mehr Info unter 
www.elektronik-kompendium.de/sites/grd/0301036.htm  und 
http://de.wikipedia.org/wiki/Wellenwiderstand  --> "Messung der 
Wellenimpedanz".

von Wilhelm; DK4TJ (Gast)


Lesenswert?

Hallo zusammen,

die Sache mit Poti und Scope ist nicht ganz verkehrt.
Die 1000 Hz stimmen nicht. Das müssen steile Impulse sein.

Such mal nach 'Time Domain Reflectometry'

z. B. hier

http://de.wikipedia.org/wiki/Zeitbereichsreflektometrie

Gibt es viel zu finden.
Man erhält mit dieser Methode auch mit selbgestricktem Generator
ganz brauchbare Werte.

73 Wilhelm

von Ralph B. (rberres)


Lesenswert?

Kommst du an den Anfang und an das Ende, Bzw. An den Eingang und Ausgang 
des Vierpols zum Messen dran?


Ralph Berres

von TheChosenOne (Gast)


Lesenswert?

Wie gesagt der "Vierpol" ist ein Stück Zweidrahtleitung ca. 0,5 Meter 
lang.
Also, ja ich komme an alle Enden des Kabels gleichzeitig ;-)

von Ralph B. (rberres)


Lesenswert?

Das wird aber bei deisen Kabellängen erst ab deutlich über 10MHz 
wirklich störend.

Prinziepiell kann man den Wellenwiderstand messen, in dem man bei einen 
kurzgeschlossenen oder leerlaufenden Kabel mittels verändern der 
Frequenz das Spannungsmaximum und Spannungsminimum am Eingang misst, und 
dann aus den Werten den Wellenwiderstand berechnet.

Zielführend ist aber auch wenn man zum Eingang einen Reihenwiderstand 
und am Ausgang einen Abschlusswiderstand schaltet. Dem Reihenwiderstand 
liegt natürlich der Quellwiderstand des Genrators in Reihe und muss 
berücksichjtigt werden.

Wenn der Reihenwiderstand und der Abschlusswiderstand dem 
Wellenwiderstand des Kabels entspricht, dann wird beim durchstimmen der 
Frequenz keine periodischen Pegelschwankungen mehr aufteten, sondern nur 
noch der Pegelabfall durch die frequenzabhängige Kabeldämpfung.

Aber bei so kurzen Kabellängen wird das schon sehr sportlich das zu 
vermessen, weil parasitäre Blindwiderstände das Messergebnis schon arg 
belasten können.

Einfacher würde das bei Kabellängen so um 100m werden, weil man dann mit 
entsprechend niedrigen Frequenzen auskommt, und man mit einen 
hochohmigen Oszillografen die Spannung am Eingang messen könnte.

Aber mit einen Netzwerkanalyzer könnte man sowas messen.

Ralph Berres

von Gerry (Gast)


Lesenswert?

Es gibt zwei Möglichkeiten, wie Du den Wellenwiderstand duch Messung 
ermitteln kannst:

Messmöglichkeit 1:
Mit einem Kapazitätsmessgerät bei leerlaufenden Leitungsende die 
Kapazität C messen (Fachausdruck: "Kapazitätsbelag"). Dann bei 
kurzgeschlossenem Leitungsende die Induktivität L messen (Fachausdruck: 
"Induktivitätsbelag"). Der Wellenwiderstand Z Deiner Zweidrahtleitung 
errechnet sich dann zu: Z = Wurzel aus L/C

Messmöglichkeit 2:
Wie Du schreibst, möchtest Du den Wellenwiderstand möglichst genau 
messen: Hierzu ist die Kabellänge von 0,5m aber viel zu kurz. Wenn es 
Dir möglich ist, beschaffe Dir das gleich Kabel mit einer Länge von 
einigen Metern (z.B 10m).

Du brauchst: ein Rechteckgenerator (Frequenzbereich einige MHz) , ein 
Oszilloskop und ein Poti am Leitungsende (einige 100 Ohm).

Recheckgeneratot und Skop am Leitungsanfang, sowie Poti am Leitungsende 
anschließen.

Wenn das Poti auf einen Wert eingestellt ist, der nicht !!! dem 
Wellenwiderstand des Kabels entspicht, dann ist das Rechteck am 
Leitungsanfang stark verzerrt. Man erkennt Sprünge, Treppen usw. Dann 
das Poti so einstellen, dass wieder ein "sauberes" Rechtecksignal ohne 
jede Verzerrung zu erkennen ist. Der jetzt eingestellte Potiwiderstand 
entspricht dann genau dem Wellenwiderstand Deiner Leitung.

Dieses Verfahren verwenden nicht nur "Hobbyelektroniker", sondern 
(prinzipiell) auch Studenten der Nachrichtentechnik in ihren 
Laborversuchen.

Nachlesen kannst Du übrigen diese Messung bei "HF-Messungen für den 
Funkamateur" Teil 3 , Seite 79 von Hans Nussbaum.

von TheChosenOne (Gast)


Lesenswert?

Ralph Berres schrieb:
> Das wird aber bei deisen Kabellängen erst ab deutlich über 10MHz
> wirklich störend.
Nutzfrequenz ist Maximal 60 MHz bis dahin sollte es aber schon 
ordentlich tun.

> Aber mit einen Netzwerkanalyzer könnte man sowas messen.
Das klingt doch super! So etwas steht hier rum.
Genauer Typ weiß ich grad nicht müsste aber ein Agilent 4Port sein.

von TheChosenOne (Gast)


Lesenswert?

Wie geht das denn mit einem VNA?

von Ralph B. (rberres)


Lesenswert?

Siehe mal unter

Beitrag "Wellenwiderstand mit µC messen"
und
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/grd/0301036.htm

http://sdr-kits.net/DG8SAQ/VNWA/DJ9CS-VNWA-PresentationHamRadio2010.pdf

Einen viertor VNA ist schon eine gute Voraussetzung. Wegen deiner 
symetrischen Zweidrahtleitung brauchst du 2 Ports als Quelle und 2 Ports 
als Senke,


Ralph Berres

von hewlett (Gast)


Lesenswert?

HF-Messungen mit dem FA-NWT
Im Buch zum Funkamateur Netzwerktester steht auf Seite 127 "Messung der 
Kabelimpedanz" die einfache Vorgangsweise

von Impedance-Matcher (Gast)


Lesenswert?

Wie man den Wellenwiderstand (Impedanzen) von fast allen Kabeln messen 
kann,
kann man hier nachlesen  ((mit Anleitung und Bildern)

http://amateurfunk-info.de.to/impedanz-messen.html


Zum Anpassen von unterschiedlichen Impedanzen kann man eine Tabelle für 
Office (ohne Java/ohne Makros lauffähig und offline nutzbar) downloaden, 
die automatisch T- und Pi-Glieder (symmetrisch/asymmetrisch) berechnet.

http://amateurfunk-info.de.to/t-pi-glieder.html

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.