Schaltung eines 3dB-Summierers Im Anhang dargstellt ist ein 3dB-Summierer, zu welchem ich mir folgende Fragen stelle: 1. Zu welchem Zwecke hat der Autor die Massenverbindung hergestellt, wenn man bedenkt, dass die Leistung rein magnetisch und nicht elektrisch übertragen wird? 2. Aus welchem Grunde wurde R1 hinzugefügt? 3. Woran werden die 3dB festgemacht? Ich freue mich auf eure Antworten.
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Gegenfragen: 1. Das soll doch ein Summierer sein, oder? Was würde denn die Schaltung denn OHNE den Massebezug machen? 2. Strombegrenzung bei Sättigung 3. 3dB ist eine Verstärkungsangabe, oder? Wie stellt man denn bei Übertragern ein, in welchem Verhältniss die Ausgangsspannung der Eingangsspannung folgt?
Ich schiebe das mal ins HF-Forum, denn das dürfte der typische Anwendungs- und Dimensionierungsfall eines solchen Teils sein. 1.) Es ist in dieser Umgebung typisch, asymmetrische Signale gegen eine gemeinsame Masse zu haben. Elektrisch notwendig ist die galvanische Verbindung beider Seiten jedoch nicht. 2.) Hab's nicht nachgerechnet, aber der wird das System bei 50 Ω halten, wenn auf der linken Seite nicht mehr alles symmetrisch ist. Solange du links symmetrische Lasten hast, fließt durch diesen Widerstand kein Strom. 3.) 3 dB -> Halbierung oder Verdoppelung der Leistung. Du teilst also die Eingangsleistung von rechts auf zwei gleiche Teile links auf, oder summierst sie umgekehrt. Die 3 dB sind dabei nur der theoretische Wert, praktisch hast du logischerweise noch reale Verluste (die 3 dB sind ja kein Verlust oder Gewinn als solches).
Jörg W. schrieb: > 1.) Es ist in dieser Umgebung typisch, asymmetrische Signale gegen eine > gemeinsame Masse zu haben. Elektrisch notwendig ist die galvanische > Verbindung beider Seiten jedoch nicht. Genau das habe ich mich beim Autor nämlich gefragt: Warum verbindet er Primär- und Sekundärseite galvanisch? Es handelt sich um einen Dr.-Ing. aus Funkamateur und bei einem Mann seiner Kapazität wird er sich doch irgendetwas dabei gedacht haben? > 2.) Hab's nicht nachgerechnet, aber der wird das System bei 50 Ω halten, > wenn auf der linken Seite nicht mehr alles symmetrisch ist. Solange du > links symmetrische Lasten hast, fließt durch diesen Widerstand kein > Strom. Verstehe ich richtig, dass der Autor davon ausgeht, dass an Eingang 1 und 2 jeweils 50 Ohm in Parallelschaltung 25 Ohm ergeben und er deswegen mit 25 Ohm abschließt? > 3.) 3 dB -> Halbierung oder Verdoppelung der Leistung. Du teilst also > die Eingangsleistung von rechts auf zwei gleiche Teile links auf, oder > summierst sie umgekehrt. Die 3 dB sind dabei nur der theoretische Wert, > praktisch hast du logischerweise noch reale Verluste (die 3 dB sind ja > kein Verlust oder Gewinn als solches). Wobei die Leistung jeweils von Eingang 1 als auch Eingang 2 verdoppelt wird?
Tobias B. schrieb: > Verstehe ich richtig, dass der Autor davon ausgeht, dass an Eingang 1 > und 2 jeweils 50 Ohm in Parallelschaltung 25 Ohm ergeben und er deswegen Nein, der Gedankengang ist folgender: das System wird mit 50 Ohm am Ausgang abgeschlossen. Durch das Übersetzungsverhältnis Werden daraus auf der Primärseite 25 Ohm und es braucht nochmal 25 Ohm in Reihe um die Eingänge au 50 Ohm zu bringen.
Tobias B. schrieb: > Wobei die Leistung jeweils von Eingang 1 als auch Eingang 2 verdoppelt > wird? Nein, die Leistung von Eingang 1 und die von Eingang 2 (die in der dargestellten Version 180° phasenversetzt sein müssen) werden addiert; danach ist es folglich die doppelte Leistung, oder eben 3 dB mehr. Das ist die Verwendung als Combiner. Man kann das Teil auch genau anders herum verwenden, auf der rechten Seite die Leistung einspeisen, dann wird sie gleichmäßig aufgeteilt, das Gerät arbeitet als Splitter. > Verstehe ich richtig, dass der Autor davon ausgeht, dass an Eingang 1 > und 2 jeweils 50 Ohm in Parallelschaltung 25 Ohm ergeben und er deswegen > mit 25 Ohm abschließt? Das wäre gewissermaßen die gleichspannungsmäßige Betrachtung davon. Allerdings sind sie 50 Ω natürlich die effektiven Widerstände beim jeweiligen Betrieb mit der Betriebsfrequenz, aber das Grundprinzip bleibt. In der HF-Technik ist es üblich, dass alle Anschlüsse auf eine gleiche, genormte Impedanz ausgelegt werden, 50 Ω in der Funksendetechnik, 75 Ω bei reinen Empfangsanlagen. Du hast dann folglich zwei Signalquellen mit je 50 Ω Nennimpedanz, der Splitter führt diese beide zusammen, am Ausgang kommt die doppelte (also aus beiden Quellen vereinigte) Leistung heraus, ebenfalls wieder an 50 Ω gemessen. Der 25-Ω-Widerstand hat überhaupt nur irgendeinen Effekt, wenn all diese Grundvoraussetzungen (je 50 Ω, gleiche Leistung auf beiden Seiten, passende Phasenlage) nicht mehr gegeben sind.
https://en.wikipedia.org/wiki/Power_dividers_and_directional_couplers#Hybrid_transformer in Figure 16 ist die obige Schaltung auch gezeigt, hier als "Hybrid-Transformer" bezeichnet. Die Schaltung sei auch in Telefonapparaten zur Entkopplung von Mikrofon und Hörer so aufgebaut, also in Niederfrequenztechnik. Ein "Power divider kann auch umgekehrt als Power-Summierer verwendet werden. Die 3dB Verlust sind unvermeidbar, um die beiden Ports voneinander zu entkoppeln.
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Christoph db1uq K. schrieb: > Die 3dB Verlust sind unvermeidbar, um die beiden Ports > voneinander zu entkoppeln. ääääääh die Verluste sind theoretisch null, die 3dB ergeben sich aus der Leistungs-Aufteilung in zwei Signale. Insofern ist der Ausdruck "Verlust" aus der Theorie der Anwendung hier nicht angebracht.
Ja klar, die zweite Hälfte wird aber verbraten, sind also quasi verloren, wenn man den Beitrag zur Raumheizung nicht rechnet. Es gibt eine Möglichkeit, wenn man einen Sender auf zwei Antennen in unterschiedliche Richtungen verteilen will, geht das mit Viertor-Dividern fast verlustlos. Auch in parallelgeschalteten HF-Transistorstufen kann man durch die Phasenverhältnisse den Verlust vermeiden.
Christoph db1uq K. schrieb: > Ja klar, die zweite Hälfte wird aber verbraten, sind also quasi > verloren, wenn man den Beitrag zur Raumheizung nicht rechnet. Häää?
Christoph db1uq K. schrieb: > Ja klar, die zweite Hälfte wird aber verbraten Beim gezeigten Splitter/Combiner nicht, sie wird halt aufgeteilt. Beim rein resistiven Splitter/Combiner hast du tatsächlich zusätzlich verbratene Leistung:
1 | +-------+ |
2 | o------*------| |-------*------o |
3 | | +-------+ | |
4 | | | |
5 | +---+ +---+ |
6 | | | | | |
7 | | | | | |
8 | | | | | |
9 | +---+ +---+ |
10 | | | |
11 | \----------*-----------/ |
12 | | |
13 | | |
14 | o |
(Masse mal nicht mitgezeichnet.) Dieser Splitter/Combiner ist völlig symmetrisch und frequenzunabhängig, dafür hat er 6 dB Einfügedämpfung: 3 dB durch die Leistungsteilung, weitere 3 dB in den Widerständen. (Als Combiner hat er damit keinen wirklichen Sinn, denn es kommt am Ausgang gerade mal so viel raus, wie an jedem seiner Eingänge schon vorhanden war.)
Wir reden von einem Summierer, aber dasselbe passiert im Divider. Der 25 Ohm Widerstand schluckt die Hälfte der eingespeisten Leistung. Ein Dreitor kann nicht verlustlos sein. Wenn ich eine Frequenz auf zwei Ausgänge aufteile, geht das verlustlos, aber zwei Signale unterschiedlicher Frequenz kann ich mit einem Dreitor nicht verlustlos zusammenschalten. Mit einem Viertor, Magic-Tee oder ähnliches, verteilen sich die beiden eingespeisten Signale gleichmäßig auf beide Ausgänge.
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Christoph db1uq K. schrieb: > Der 25 Ohm Widerstand schluckt die Hälfte der eingespeisten Leistung. Im Idealfall liegt an ihm keine Spannung an, folglich hat er keine Verluste. > Ein Dreitor kann nicht verlustlos sein. Doch, kann es. Der Ausgangstrafo einer Gegentaktendstufe wäre ein typisches Beispiel. > Wenn ich eine Frequenz auf zwei > Ausgänge aufteile, geht das verlustlos, aber zwei Signale > unterschiedlicher Frequenz kann ich mit einem Dreitor nicht verlustlos > zusammenschalten. Da gebe ich dir völlig Recht – von Signalen unterschiedlicher Frequenz war erstmal jedoch nicht die Rede. Der oben betrachtete Idealfall, in dem das Teil verlustlos arbeitet, setzt natürlich zwei phasenstarre (und folglich frequenzgleiche) Signale voraus, deren Amplituden gleich sind und die den passenden Phasenwinkel (hier 180°) zueinander haben. Nur in diesem Falle liegt am 25-Ω-Widerstand keine Spannung an, und die komplette summierte Leistung beider Eingänge kann zum Ausgang transformiert werden.
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Jörg W. schrieb: > zwei Signale >> unterschiedlicher Frequenz kann ich mit einem Dreitor nicht verlustlos >> zusammenschalten. > > Da gebe ich dir völlig Recht – von Signalen unterschiedlicher Frequenz > war erstmal jedoch nicht die Rede. Dafür wurden doch schon vor langer Zeit Frequenzweichen erfunden ;-)
Jörg W. schrieb: >> Ein Dreitor kann nicht verlustlos sein. > > Doch, kann es. Der Ausgangstrafo einer Gegentaktendstufe wäre ein > typisches Beispiel. Bei der Gegentaktstufe fehlen zwei Nebenbedingung die für einen Summierer gelten sollten: beide Signale sind beliebig und beide Eingänge und der Ausgang haben die gleiche Impedanz. MfG Klaus
Genau, Frequenzweichen hatte ich noch vergessen, damit geht es je nach Frequenzabstand fast verlustfrei. Nur wenn beide zu dicht nebeneinander liegen wird die Durchgangsdämpfung höher als 3dB, dann kann man gleich den 3dB-Koppler nehmen. Man sollte den Koppler als Viertor zeichnen, mit dem Widerstand am vierten Tor angeschlossen, dann wird es klarer. Der eigentliche Richtkoppler ist dann verlustfrei.
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Jörg W. schrieb: > Tobias B. schrieb: >> Wobei die Leistung jeweils von Eingang 1 als auch Eingang 2 verdoppelt >> wird? > > Nein, die Leistung von Eingang 1 und die von Eingang 2 (die in der > dargestellten Version 180° phasenversetzt sein müssen) werden addiert; > danach ist es folglich die doppelte Leistung, oder eben 3 dB mehr. > > Das ist die Verwendung als Combiner. Man kann das Teil auch genau > anders herum verwenden, auf der rechten Seite die Leistung einspeisen, > dann wird sie gleichmäßig aufgeteilt, das Gerät arbeitet als Splitter. > [...] > Der 25-Ω-Widerstand hat überhaupt nur irgendeinen Effekt, wenn all diese > Grundvoraussetzungen (je 50 Ω, gleiche Leistung auf beiden Seiten, > passende Phasenlage) nicht mehr gegeben sind. Jörg, ich danke Dir für die Erläuterung. Vor mir liegt ein Combiner von Hagenuk für die Zusammenführung der Ausgänge von 4 Endstufen, und in der Anleitung heißt es dazu, dass die Verbindungsleitungen gleich lang sein sollen, damit in den Combiner-Widerständen nicht zuviele Verluste auftreten. Jetzt habe ichs kapiert. War etwas irritiert, dass dort 2 Rs a 50 Ohm parallel geschaltet sind und an anderer Stelle wieder 50 Ohm einzeln. Der Aufbau ist ca. DIN-A4 groß, und es werden 4 x 400 Watt PEP zu ca 1500 Watt PEP (immer 50 Ohm) Kombiniert. Grüße, 73, SK
Das ist noch Elektronik zum Anfassen. :-)
Das st ein mannshoher Sendeturm, ich hoffe, dass ich das ganze mal in Betrieb nehmen kan... Grüße, DK7SK, Sebastian
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