Resitive Messbrücke VNA

[Michael H. (Gast)]

Da hier schon oft erwähnt wurde, dass moderne Netzwerkanalysatoren 
resitive Messbrücken verwenden frage ich mich gerade wie man eine 
Richtwirkung mit rein resistiven Bauteilen erreiche will.

[Very New Appliance (Gast)]

Zeichne dir einfach so eine Brücke auf und analysiere die auftretenden 
Ströme und Spannungen. Die Richtwirkung ist unmittelbar zu sehen. Mit 
einem Schaltungs Simulator kann man sich das noch etwas einfacher 
machen.

Lies zusätzlich nach, es gibt genug Artikel darüber.

[Christoph db1uq K. (christoph_kessler)]

Soo einfach ist das nicht. Eine Widerstandsbrücke kann erst mal nur 
Amplituden messen, aber keine Phase.
Ein normaler Richtkoppler funktioniert auch mit zwei Kopplungen, 
induktiv und kapazitiv, die sich gegenseitig verstärken oder auslöschen.

Beitrag "miniVNA Tiny - Schaltungsanalyse - Vecor Network Analyzer"
da ging es um die Schaltung des miniVNA

[Dennis E. (Gast)]

Very New Appliance schrieb:
> Zeichne dir einfach so eine Brücke auf und analysiere die
> auftretenden
> Ströme und Spannungen. Die Richtwirkung ist unmittelbar zu sehen. Mit
> einem Schaltungs Simulator kann man sich das noch etwas einfacher
> machen.
>
> Lies zusätzlich nach, es gibt genug Artikel darüber.

Falsch. Du brauchst bei solchen Brücken immer einen Balun, damit man das 
Widerstandsnetzwerk nicht unsymmetrisch belastet.

[differentiell gedacht (Gast)]

Dennis E. schrieb:
> Falsch. Du brauchst bei solchen Brücken immer einen Balun, damit man das
> Widerstandsnetzwerk nicht unsymmetrisch belastet.

"In practical terms, it would be necessary to use an instrumentation 
amplifier or a balun to process this voltage. Many mixers and detectors 
require a differential input anyway, so this isn’t terribly burdensome."

https://www.mwrf.com/technologies/test-measurement/article/21849280/copper-mountain-technologies-the-wheatstone-bridge-how-does-it-impact-vna-measurements

[Very New Appliance (Gast)]

Christoph db1uq K. schrieb:
> Soo einfach ist das nicht. Eine Widerstandsbrücke kann erst mal nur
> Amplituden messen, aber keine Phase.

Wo ist da das Problem? Die resistive Brücke braucht keine Phase zu 
messen. Es werden auch hier Differenzen gebildet, nur anders als bei den 
Richtkopplern. Im Endeffekt führt das dazu, dass im einfachsten Fall bei 
einer abgeglichenen Brücke über der Brückendiagonale die vorwärts 
laufende Welle nicht aufscheint. Und dass bei einer nicht abgeglichenen 
Messbrücke rechnerisch zwischen vorwärts und rückwärts laufender Welle 
unterschieden werden kann.

differentiell gedacht schrieb:
> ... necessary to use an instrumentation
> amplifier or a balun to process this voltage. Many mixers and detectors
> require a differential input anyway ...

Quite right.

Dennis E. schrieb:
> Falsch. Du brauchst bei solchen Brücken immer einen Balun, ...

Falsch ist lediglich deine Behauptung, dass IMMER ein Balun benötigt 
wird. Der Balun ist nur eine der Möglichkeiten, um potentialfrei messen 
zu können. Dass alle zu messenden Grössen potentialfrei erfasst werden 
können, ist nun wirklich nirgends behauptet worden. So weit hat der TE 
auch die Thematik noch nicht entwickelt. Darum geht dieser Teilaspekt an 
seinen Einstiegs- und Grundsatzfragen vorbei.

Weder die Frage potentialfrei vs nicht, noch die Frage Balun oder was 
Anderes berührt das Thema, dass mit der resistiven Brücke aus den 
Strömen und Spannungen auf die Reflexion von Wellen geschlossen werden 
kann. Siehe bitte auch den ersten Absatz dieses Beitrags.

Michael H. schrieb:
> Da hier schon oft erwähnt wurde, dass moderne Netzwerkanalysatoren
> resitive Messbrücken verwenden frage ich mich gerade wie man eine
> Richtwirkung mit rein resistiven Bauteilen erreiche will.

Jetzt wäre es halt interessant, zu erfahren, wie weit der Fragesteller 
mit seinen eifrigen Bemühungen, seine Frage zu beantworten, gekommen 
ist.

[Christoph db1uq K. (christoph_kessler)]

Schade, dass Rohde & Schwarz nichts zum Innenaufbau ihrer breitbandigen 
Messbrücken erzählt.
VSWR-Messbrücke R&S ZRA 40 kHz bis 150 MHz
VSWR-Meßbrücke ZRB2 5...3000 MHz
SWR Bridge ZRC 40 kHz...4 GHz

zum ZRA heißt es:
...wird ein Teil des Signals zur Messbrücke reflektiert und von ihr zum 
Empfänger weitergeleitet. Dies kann ein Voltmeter, Leistungsmesser oder 
ein Spektrum- oder Netzwerkanalysator sein. Das Ausgangssignal b ist ein 
Maß für den komplexen Reflexionsfaktor r des Messobjekts. Einige 
Anzeigeinstrumente rechnen den gemessenen Reflexionsfaktor in andere 
Parameter um, beispielsweise in die Impedanz oder Admittanz des 
Messobjekts. Dabei ist sowohl die Darstellung
nach Betrag und Phase als auch nach Real- und Imaginärteil möglich. 
Ebenso lässt sich der in Prozent angegebene Betrag des Reflexionsfaktors 
in die Reflexionsdämpfung in dB oder in das Stehwellenverhältnis VSWR 
umrechnen...

Und zum ZRB
Intelligente Indikatoren rechnen den gemessenen Reflexionsfaktor in 
andere Parameter um, beispielsweise in die Impedanz oder die Admittanz 
des Meßobjekts. Dabei ist sowohl die Darstellung nach Betrag und Phase 
wie auch nach Real- und Imaginärteil möglich.


Mit Voltmeter, Leistungsmesser und Spektrumanalyzer wird nur skalar 
gemessen, nur ein VNA kann vektoriell messen. Dazu muss aber noch die 
Bezugsphase des Generators benutzt werden, d.h. der VNA hat zwei 
Eingangssignale.

[Gerhard H. (ghf)]

Zur ZRB2 kann ich zumindest mal mit einem Blick hinein helfen.
Der Kupferdraht auf dem Ringkern ist Semi-Rigid-Koaxkabel.
Der Silberdraht ist massiv. Er ist auf der einen Seite mit dem
Innenleiter des Koax verbunden, auf der anderen Seite mit GND.
Das hilft der Symmetrie der Brücke weil der Mantel des Coax anders
abstrahlt als der Innenleiter, trotz Mantelwellendrossel.

Gerhard

[Christoph db1uq K. (christoph_kessler)]

Beitrag "Re: SWR-Messbrücke digital auslesen"
Da hatten wir gerade fast das selbe Thema. Ist das der Balun, mit dem 
Koaxkabel und dem Silberdraht? Und oben die beiden 50 Ohm Widerstände 
vom Generator kommend.
Ich zitiere mich mal selbst:
"Die linke semi-rigid-Leitung kann genauso durch ein Messingrohr ersetzt 
werden, der Innenleiter wird nicht benutzt."