Forum: HF, Funk und Felder Lowpass Filter-Board performt nicht gut


von Laurin (wildatheart)


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Hallo alle

Ich teste momentan ein Lowpass Filter Board für meine 600W-Endstufe 
(7-30MHz). Das Board besteht auf 4 per Relais zuschaltbaren Filterstufen 
(60m/40m, 30m/20m, 17m/15m und 12m/10m). Auf den niedrigen Frequenzen 
(60m/40m und 30m/20m) performt das Board gut. Aber auf den höheren 
Frequenzen, insbesondere 10m, habe ich einen Verlust von ca. 3dB 
(gemessen mit einem Powermeter zwischen Endstufe und 1KW-Dummyload). 
Dies, obwohl der Insertion Loss auf 28.160MHz gemäss Messung mit dem VNA 
(siehe Bild) sehr niedrig ist (-0.3dB).

Massefläche ist vorhanden, Kondis sind alles hochvolt, C0G-Typ. Die 
Torroids L9-L12 sind T94-6 von Amidon. C30 und C34 sind nicht bestückt, 
da 0p.
Hat jemand ne Idee, was hier nicht stimmt?

von Res (resmon)


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Laurin schrieb:
> insbesondere 10m, habe ich einen Verlust von ca. 3dB
> (gemessen mit einem Powermeter zwischen Endstufe und 1KW-Dummyload).

Kann es sein, dass der Sender die Leistung wegen zu hohem SWR reduziert?

von Laurin (wildatheart)


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Res schrieb:
> Kann es sein, dass der Sender die Leistung wegen zu hohem SWR reduziert?

Nein, das würde ich beim Transceiver (Yaesu FT-891) angezeigt bekommen. 
Ich gehe mit maximal 5 Watt in die Endstufe (13dB Attenuator am Eingang 
der Endstufe).

: Bearbeitet durch User
von Tom (tom_major)


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Was ich nicht verstehe: mit den angegebenen Daten sollte das 10m-Filter 
3dB Dämpfung bei ca. 43,5 MHz haben, bei dir sind es ca. 31,5 MHz - was 
natürlich viel sinnvoller ist. Oder wie soll man die VNA-Anzeige 
interpretieren?

von Florian L. (muut) Benutzerseite


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Wie sieht das Layout aus?
Da kann viel schief laufen, z.b.
Kopplung der Spulen, schlechte Masse, ...

von Res (resmon)


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Wie viel Leistung geht denn da durch? Da müsste ja etwas ziemlich heiss 
werden, wenn die Hälfte drin bleibt.

von Motopick (motopick)


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Laurin schrieb:

> Hat jemand ne Idee, was hier nicht stimmt?

Frueher™ haette man mindestens 3 mm CuAg fuer die (Luft-)spulen
verwendet. Und natuerlich Glimmerkondensatoren. Und keramische
Loetstuetzpunkte. :)

von Laurin (wildatheart)


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Res schrieb:
> Wie viel Leistung geht denn da durch? Da müsste ja etwas ziemlich heiss
> werden, wenn die Hälfte drin bleibt.

Hallo Res
Genau das hab ich mir auch schon gedacht. Es gehen ca. 400W rein, es 
kommen aber nur ca 220W raus. Irgendwas muss also ziemlich heiss werden. 
Leider habe ich kein FLIR. Und anfassen während dem Betrieb ist wohl 
nicht so eine gute Idee, da die Spannung bei 400W rund 141 Volt 
beträgt..

von Res (resmon)


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Miss mal am Eingang ob da wirklich 400 Watt reingehen. Wenn du 180W 
Verlust hättest, dürfte es ziemlich schnell rauchen. So oder so bliebe 
es aber auch nach dem ausschalten noch eine Weile heiss.

von Laurin (wildatheart)


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Habe den Lowpass Filter mit einem 50 Ohm Coax überbrückt. Dann kommen am 
Ende der Endstufe 400Watt raus. Der Verlust muss folglich beim LPF 
erfolgen, oder?

: Bearbeitet durch User
von Res (resmon)


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Nicht wenn die Endstufe wegen Fehlanpassung (Impedanztransformation 
durch das Filter) nur 220 W macht.

: Bearbeitet durch User
von Laurin (wildatheart)


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Res schrieb:
> Nicht wenn die Endstufe wegen Fehlanpassung (Impedanztransformation
> durch das Filter) nur 220 W macht.

Aber müsste ich das dann nicht auf dem VNA sehen (Impedanz/Insertion 
Loss)? Kann sich die mit ansteigender Leistung verändern? Bei den 
Torroids klar (Sättigung), aber bei den Caps nicht, oder?

: Bearbeitet durch User
von Res (resmon)


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Naja. Es wäre ein Punkt der einfacher zu messen wäre, als lange zu 
spekulieren. 180 Watt verschwinden nicht spurlos.

von Motopick (motopick)


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Laurin schrieb:

> Genau das hab ich mir auch schon gedacht. Es gehen ca. 400W rein, es
> kommen aber nur ca 220W raus. Irgendwas muss also ziemlich heiss werden.
> Leider habe ich kein FLIR. Und anfassen während dem Betrieb ist wohl
> nicht so eine gute Idee, da die Spannung bei 400W rund 141 Volt
> beträgt..

Ein IR-Thermometer mit einer 1:6-1:10 Optik koennte die Hotspots
genauso gut identifizieren.

von John B. (craftsman)


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Motopick schrieb:
> Hotspots
> genauso gut identifizieren

Ja, und das kann der Zeigefinger, nachdem die Spannungen weg sind, 
ebenso.  Die Wärmemenge, von der hier die Rede ist verflüchtigt sich 
nicht so schnell, dass "im Betrieb" getestet werden muss.

von Thomas U. (charley10)


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Miss doch mal das s11 deiner Antenne und stell die Daten hier rein.
Das s22 der Endstufe mit voller Leistung ist zwar ebenfalls relevant, 
aber schwierig zu messen.

von Motopick (motopick)


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John B. schrieb:

> Ja, und das kann der Zeigefinger

Dafuer ist mir mein Zeigefinger mittlerweile zu schade.
IR-Thermometer gibts gleich neben den Semmeln.

Und man kann noch viele andere lustige Dinge damit messen...

: Bearbeitet durch User
von John B. (craftsman)


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Motopick schrieb:
> viele andere lustige Dinge

Möglicherweise geht es dem TE eher darum, schnell mit den vorhandenen 
Mitteln an die relevante Info zu kommen und vielleicht schafft er die 
taktile Temperaturschätzung ohne seinem Finger zu schaden. Nach meiner 
Erfahrung ist das nicht so schwierig. :)

von Hilmar S. (hilsei)


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Hallo Zusammen,

das Problem habe ich auch gehabt, ein bisschen Abhilfe schafft eine 
längere Zuleitung von der PA zum LPF, einfach wickeln, machen 
Kommerzielle genauso, z.B. DX World. Gibt es auch Fotos von.Warum?

73

Hilmar

von Motopick (motopick)


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John B. schrieb:

> ... und vielleicht schafft er die
> taktile Temperaturschätzung ohne seinem Finger zu schaden. Nach meiner
> Erfahrung ist das nicht so schwierig. :)

Dazu noch der Protipp: Vorher den Finger etwas anfeuchten.
Ein zischendes Geraeusch verraet Temperaturen im dreistelligen Bereich.

von John B. (craftsman)


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Motopick schrieb:
> Dazu noch der Protipp: Vorher den Finger etwas anfeuchten.
> Ein zischendes Geraeusch verraet Temperaturen im dreistelligen Bereich.

Alles klar :)  jetzt verstehe ich deine Liebe zum IR-Thermometer.

von Laurin (wildatheart)


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Habe inzwischen ein FLIR besorgt. Werde später ein Update posten.

von René H. (dj1yr)


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und mach mal ein Bild vom Aufbau, wenn ich mir das Schema anschaue, die 
nicht genutzten Filter "hängen" in der Luft, also nicht geerdet.

von John B. (craftsman)


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René H. schrieb:
> wenn ich mir das Schema anschaue ...

Ja. Ausserdem würde ich prüfen, ob die Relaiskontakte tatsächlich so 
stehen, wie sie sollen, und ob die Übergangswiderstärnde auch in Ordnung 
sind.

von Christian E. (cerker)


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Hallo,

hast du mal die Induktivität der Ringkernspulen nachgemessen? Ich hatte 
es schon mehrfach, dass ich eine Windung gegenüber der Theorie 
herunternehmen musste.

Sind sie wirklich stramm gewickelt? Das ist gerade bei dickerem Draht 
nicht einfach und erfordert ein straffziehen um alle 4 Ecken, und das µr 
der Kerne ist gering genug, dass der parallelgeschaltete Luftpfad anders 
als beim Eisentrafo nicht zu vernachlässigen ist.

Weiterhin 250nH sind nicht mehr viel, Leitungsinduktivitäten fangen da 
an relevant zu werden. Das dürften auf dem 6er Material doch auch nur 
wenige Windungen sein? Vielleicht ist 10 oder 17 hier günstiger.

Also ein Bild vom Aufbau, wie bereits von anderen gewünscht ;)

Gruß,
Christian

von Thomas U. (charley10)


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Christian E. schrieb:
...
...
> Hallo,
...
...
>
> Sind sie wirklich stramm gewickelt? Das ist gerade bei dickerem Draht
> nicht einfach und erfordert ein straffziehen um alle 4 Ecken, und das µr
> der Kerne ist gering genug, dass der parallelgeschaltete Luftpfad anders
> als beim Eisentrafo nicht zu vernachlässigen ist.
>
> Weiterhin 250nH sind nicht mehr viel, Leitungsinduktivitäten fangen da
> an relevant zu werden. Das dürften auf dem 6er Material doch auch nur
> wenige Windungen sein? Vielleicht ist 10 oder 17 hier günstiger.
>
> Also ein Bild vom Aufbau, wie bereits von anderen gewünscht ;)
>
> Gruß,
> Christian

Die vom TO gemessene Übertragungskurve stimmt dafür aber ziemlich gut 
mit der Simulation überein! Was nun? ;-))
Wichtiger wären die s11-Parameter der Antenne zu kennen...

von Tom (tom_major)


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Wo sind in deiner Simulation die beiden 46pF, die im Ein- und Ausgang 
fest eingebaut und bei jedem Filter aktiv sind?

von Thomas U. (charley10)


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Tom schrieb:
> Wo sind in deiner Simulation die beiden 46pF, die im Ein- und Ausgang
> fest eingebaut und bei jedem Filter aktiv sind?

Naja - 46pF ist etwas außer der Norm und die waren nicht lieferbar... 😇
So unterschiedlich sind die Kurven im Nutzbereich bei ca. 30MHz aber 
auch nicht.
Wie gesagt, die Werte s11 der Antenne könnten nützlich sein.

von Tom (tom_major)


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OK hab ich auch so, auch wenn ich den Normwert 47p benutzt habe :-)
Nur erklärt das weder den beschriebenen Leistungsverlust noch den 
stärkeren Abfall (auf 18dB Dämpfung schon bei 40 MHz) seiner 
VNA-Messung.

von Tom (tom_major)


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Mal schnell mit Luftspulen nachgebaut, und obwohl ich für den Parallel-C 
nur 15p verwendet habe, ist die Resonanzfrequenz bei 62 MHz, aber 
trotzdem die 3dB-Frequenz bei 39,6 MHz. Also keine 18 dB Dämpfung. 
Wahrscheinlich haben die Ringkernspulen des TO zuviel Induktivität.

von Res (resmon)


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Laurin schrieb:
> Habe inzwischen ein FLIR besorgt. Werde später ein Update posten.

Gibt's was neues?

von Laurin (wildatheart)


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Hallo Leute

Bitte entschuldigt, dass ich erst jetzt schreibe. Ich hatte schon vor 
Wochen Messungen gemacht, musste aber das Projekt aus beruflichen und 
privaten Gründen sistieren.
Auf dem Bild des FLIR seht ihr, dass wie erwartet ordentlich Hitze 
entsteht (bei 100W Eingangsleistung). Und das bei den Caps C32/C34 für 
das 10m-Band.
Ich werde nun das gesamte PCB-Design neu mit richtigen Masseflächen 
machen.
Ich danke euch allen für den Support!

: Bearbeitet durch User
von Rainer W. (rawi)


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Laurin schrieb:
> Und das bei den Caps C32/C34 für das 10m-Band.
> Ich werde nun das gesamte PCB-Design neu mit richtigen

Was sagt denn das Datenblatt der Kondensatoren?
Aufheizung der C hat erstmal nicht direkt etwas mit dem Layout zu tun.
Oder sind es nicht die Cs, die warm werden?

p.s.
Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen.

> 15011241.bmp

: Bearbeitet durch User
von Motopick (motopick)


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Rainer W. schrieb:

>> 15011241.bmp
Jomei: 140 KB!

Mit Glimmerkondensatoren waer das nicht passiert.

Und die Uebeltaeter haette man mit einem IR-Thermometer allemal
auch aufspueren koennen.

von John B. (craftsman)


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Motopick schrieb:
> IR-Thermometer

braucht nicht jeder dafür ;)

Motopick schrieb:
> Glimmerkondensatoren

Glimmer ist in dem Bereich immer gut, welches Dielektrikum wurde denn 
verwendet?

: Bearbeitet durch User
von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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Bei der bisherigen Schaltung bereiten mir C3, C11, C22, C99 ziemliche 
Bauchschmerzen, da sie zu erheblichen Stromspitzen beim Einschalten der 
Relais führen und damit sowohl die Transistoren in U1 schädigen als auch 
zu kurzen Einbrüchen der Versorgungsspannung führen können. Um beim 
Ausschalten des betreffenden Relais gibt es einen schönen 
Parallelschwingkreis.

C10, C12, C13, C14 könnte ein kleiner Serienwiderstand auch nicht 
schaden, damit die außerhalb der dargestellten Schaltung befindliche 
Ansteuerung nicht auch eine zu hohe kapazitive Last sieht.

von Laurin (wildatheart)


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Rainer W. schrieb:
> Oder sind es nicht die Cs, die warm werden?

Nein, interessanterweise eben nicht. Der Hotspot lag zwischen dem C32 
und dem Pad C34, der ohne Kondi bestückt ist.

von Laurin (wildatheart)


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John B. schrieb:
> Glimmer ist in dem Bereich immer gut, welches Dielektrikum wurde denn
> verwendet?

Ich habe ausschliesslich Kondensatoren mit C0G-Dielektrikum verwendet.

von Hp M. (nachtmix)


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Laurin schrieb:
> Rainer W. schrieb:
>> Oder sind es nicht die Cs, die warm werden?
>
> Nein, interessanterweise eben nicht. Der Hotspot lag zwischen dem C32
> und dem Pad C34, der ohne Kondi bestückt ist.

Ich kann leider auf der Briefmarke nichts erkennen, aber falls sich dort 
eine Spule befindet, kann auch die heiss werden.

Ich habe vor 50 Jahren mal ein Pi-Filter auf 27,12MHz hinter eine 6146B 
gebaut.
Diese Röhre ist bei 600V Anodenspannung und 60MHz für mindestens 60W CW 
gut, von denen ich nur 30W brauchte.
Obwohl ich dieses Filter -zur Anpassung an 50 Ohm- mit Luftdrehkos vorn 
und hinten und einer freitragenden Luftspule aus mindestens 2 mm dickem 
"Silberdraht" aufgebaut hatte, kamen da nur ein paar Watt, vllt 5W, 
raus.

Rätselhaft.

Irgendwann habe ich mir dann, -bei ausgeschaltetem Generator natürlich-, 
an dieser Spule ganz fürchterlich die Finger verbrannt.

Trotz Silberdraht!

Irgendwann kam mir dann der Verdacht, dass mit der Qualität des Drahtes 
etwas nicht stimmte.
Weil man versilberten Kupferdraht ja nicht an jeder Strassenecke 
bekommt, und auch Lieferanten dafür nicht so einfach zu finden waren wie 
heute, hatte ich den einfach im Bau- & Hobbymarkt gekauft. Die 
verkauften verschiedene Stärken davon zur Herstellung von Modeschmuck.
Jetzt war auch klar, weshalb die Schnittflächen nicht kupferfarben waren 
(Silberdraht halt !?), und die Prüfung mit einem Magnet brachte die 
grausame Wahrheit zu Tage: Das war versilberter(?) Eisendraht.

Nachdem ich die Spule dann mit gewöhnlichem 4 mm² Kupferdraht gewickelt 
hatte, wurde sie nicht mehr heiss, und ich bekam auch HF-Leistung satt 
aus dem Generator.

Vielleicht nimmst du auch mal einen Magneten zur Hand ...

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