Forum: HF, Funk und Felder SWR-Messbrücke digital auslesen


von Mike M. (mikeii)


Lesenswert?

Hallo zusammen,

ich bräuchte mal etwas Input, da ich das Thema SWR messen nicht ganz 
durchsteige.
Ich kenne von der Theorie (DARC Lehrgang) wie eine SWR-Messbrücke 
arbeitet und dass man die Spannung für Vor und Zurück jeweils mit einer 
Diode und einem Kondensator messen kann. Aus beiden Spannungen kann ich 
mein SWR ausrechnen.

Jetzt hab ich im Netz diese Messbrücke gefunden (Schaltplan auf der 
Seite zu sehen):
https://transverters-store.com/rf_bridge/rf_bridge.html

Ich frage mich jetzt nur, wie genau ich das verwenden kann. Ich habe auf 
einer Seite mal gesehen, dass jemand einfach einen logarithmischen 
Detektor wie den hier 
https://www.amazon.de/Akozon-Logarithmischen-Detektor-Frequency-Detection/dp/B07FND1WXD/ 
angeschlossen hat. Ich finde die Seite nur leider nicht mehr.

Kann mir bitte jemand in etwa erklären, wie das Teil funktioniert und 
was ich tun muss, damit ich damit das SWR messen kann.

Danke und schöne Grüße
Mike

von Sammeltier (Gast)


Lesenswert?

Mike M. schrieb:
> Ich frage mich jetzt nur, wie genau ich das verwenden kann.

Das ist nur der Sensor, die halbe Miete.

Die andere Hälfte ist das genau dazu angepaßte und geeichte Messgerät.

Partnervermittlungen können den Erfolg nicht im voraus garantieren, vor 
allem bei unbekanntem Partner.

Welches Messgerät möchtest denn verwenden?

von Mike M. (mikeii)


Lesenswert?

Einen ADC um es in einen Mikrocontroller zu bekommen ;)

von Robert M. (r0bm)


Lesenswert?

Mike M. schrieb:
> Kann mir bitte jemand in etwa erklären, wie das Teil funktioniert und
> was ich tun muss, damit ich damit das SWR messen kann.

1. Signalgenerator bzw. Sender an HF-INPUT anschließen.
2. REF mit 50 Ohm abschließen.
3. Ein Leistungsmessgerät (LOG-Detektor o.ä.) an VSWR-OUT anschließen.
4. DUT Anschluß offen lassen und die Leistung Pref [dBm] messen.
5. Testobjekt (DUT) nun anschließen und die Leistung Pdut [dBm] messen.
6. Rückflußdämpfung RL=Pref-Pdut [dB] berechnen.
7. Aus Rückflußdämpfung RL lässt sich nun Stehwellenverhältnis SWV, 
Reflexionsfaktor r, Anpassverlust ML etc. berechnen.

A. Der Signalgenerator lässt sich auch an VSWR-OUT anschließen. Der 
Detektor (Leistungsmessgerät o.ä.) kommt dann an HF-INPUT.

B. Anstatt die Leistung zu messen, kann auch ein (lineares) 50 Ohm 
HF-Spannungsmessgerät benutzt werden. Der Quotient aus den gemessenen 
Spannungen ergibt den Reflexionsfaktor r, woraus Stehwellenverhältnis 
SWV, Rückflußdämpfung RL etc. berechnet werden kann.

von HabNix (Gast)


Lesenswert?


von Mike M. (mikeii)


Lesenswert?

Danke euch, das hilft!

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


Lesenswert?

>Quotient
also eine Division. Die kann man mit einem Analogmultiplizierer 
aufbauen, oder durch Addition der Logarithmen (und anschließender 
Exponentiation, die wird hier gern unterschlagen) ausführen.

Ein Mikrocontroller kann das natürlich auch digital berechnen.

Im einfachen SWR-Meter wird es durch ein Doppelpoti gemacht, die 
Verstärkung für Hin- und Rücklauf gleich verstellt, bis der Hinlauf auf 
100% steht, damit kann man das prozentuale Verhältnis der beiden 
ablesen.

Ein Kreuzzeiger-Instrument macht das ganze wie ein Rechenschieber, eine 
geeignete Skala erledigt die Mathematik.

von Murmeltier (Gast)


Lesenswert?

Sammeltier schrieb:
> geeichte Messgerät

Bullshit!

von Mike M. (mikeii)


Lesenswert?

Christoph db1uq K. schrieb:

> Im einfachen SWR-Meter wird es durch ein Doppelpoti gemacht, die
> Verstärkung für Hin- und Rücklauf gleich verstellt, bis der Hinlauf auf
> 100% steht, damit kann man das prozentuale Verhältnis der beiden
> ablesen.


Das war was mir gefehlt hat. Mit der Kalibrierung des Vorlaufs macht das 
für mich jetzt auch Sinn. Danke!

von my2ct (Gast)


Lesenswert?

Sammeltier schrieb:
> Die andere Hälfte ist das genau dazu angepaßte und geeichte Messgerät.

Du willst die Messwerte nicht auf dem Markt verkaufen. Es reicht, wenn 
das Messgerät kalibriert ist.

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


Lesenswert?

Die oben genannte HF-Messbrücke ist schon ein alter Hut.
Eine Beschreibung zur eingangs genannten Brücke
https://transverters-store.com/rf_bridge/rf_bridge.html
ist hier (PDF-Seite 8/9) zu finden
http://www.df9ic.de/doc/1990/dorsten_1990/dorsten_1990_91.pdf

Die funktioniert wie eine Wheatstone-Bücke nur für Hochfrequenz
https://de.wikipedia.org/wiki/Wheatstonesche_Messbr%C3%BCcke
die vier Widerstände haben je 50 Ohm, statt DC wird oben HF eingespeist. 
Der Generator sieht auch 50 Ohm. Das Messobjekt ist einer der vier 
Widerstände.

Die auffällige Doppelleitung mit Doppellochkernen ist nur ein 
breitbandiger Balun, der die zunächst symmetrische Messspannung auf 
Masse bezogen auskoppelt. Die linke semi-rigid-Leitung kann genauso 
durch ein Messingrohr ersetzt werden, der Innenleiter wird nicht 
benutzt.

Hier hatte ich mal ein Schaltbild für eine HF-Messbrücke aus ISBN 
9783772363719 gezeigt
Beitrag "Re: Impedanz bestimmen"
(Das png-Bild ist falsch bezeichnet, umbenennen, dann wird es angezeigt)

Die Messbrücke kann erst mal nur den Betrag, aber nicht die Phase 
messen. Im Smith-Diagramm liegen Punkte mit gleichem SWR auf einem Kreis 
um den Mittelpunkt. Die Messbrücke zeigt nur den Radius, daher kann eine 
Antenne z.B. statt 50 Ohm 25 oder 100 Ohm haben, die liegen beide auf 
demselben Kreis.

Um das zu ändern ist im unteren Schaltplan ein zusätzlicher kapazitiver 
Spannungsteiler enthalten, mit dem Drehkondensator und entsprechender 
Skala kann man auch die Phaseninformation ermitteln.

von Hp M. (nachtmix)


Lesenswert?

Christoph db1uq K. schrieb:
> Die linke semi-rigid-Leitung kann genauso
> durch ein Messingrohr ersetzt werden, der Innenleiter wird nicht
> benutzt.

Dann dürfte die Symmetrie aber hinüber sein.

Wenn man sich schonmal solche Materialien besorgen muss, sollte eine 
Handbreit mehr davon nicht gleich das Budget sprengen.

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Ich denke, Semi-Rigid-Kabel hat außen auch nur Messing. Hier wird sogar 
normales Koaxkabel benutzt, man sieht, dass links der Innenleiter 
beidseitig in der Luft hängt. Je zwei 100 Ohm Widerstände parallel, die 
beiden anderen sind REF und DUT.
Alles Technik von früher, seit nanoVNA und ähnlichem gibt es besseres, 
die messen Betrag und Phase.

von Mike M. (mikeii)


Lesenswert?

Und was steckt da für Technik dahinter?

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


Lesenswert?

Sag ich doch, Wheatstone-Brücke, in Wikipedia ist das Schaltbild der 
vier Widerstände gezeigt. Dort nur für Gleichspannung, hier mit 
Hochfrequenz.
https://de.wikipedia.org/wiki/Wheatstonesche_Messbr%C3%BCcke
Um die Spannung U in der Mitte der Brücke auszukoppeln und auf GND zu 
beziehen braucht man den Balun.

von Mike M. (mikeii)


Lesenswert?

Ich meine im nanoVNA. Du meintest heute gibts besseres. Was genau meinst 
du damit?

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


Lesenswert?

Die breitbandige Messbrücke ist auch irgendwie mit Widerständen gebaut, 
Richtkoppler sind zu schmalbandig.
Hier im Forum gibt es mehrere Diskussionen zum Thema nanoVNA oder dem 
älteren miniVNA tiny.

Zum nanoVNA gibt es auch eine Einführung von Gunthard Kraus:
http://gunthard-kraus.de/fertig_NanoVNA/Deutsch/
Hier auf Seite 6 ist ein Prinzipschaltbild der Messbrücke, die sieht 
einer Wheatstone-Brücke ähnlich, damit kann man aber auch die Phasenlage 
bestimmen:
http://gunthard-kraus.de/fertig_NanoVNA/Deutsch/Deutsch_Nano_V2_2020.pdf

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.