HF-Übertragermessungen mit dem (Nano) VNA
Verfasst: Do 1. Okt 2020, 21:53
Moin,
Bis vor etwa 1-2 Jahren mussten Bastler wie ich ihre Antennen und BalUns manuell "durchkurbeln". Also mit dem TRX eine beliebige Leistung generieren und eben ab 1,8MHz durchkurbeln. Am Zeiger-SWR Meter abgelesen (früher zwei in Reihe, weil man nicht wusste, welchem man trauen kann) und in eine Excel-Tabelle eingetragen.
Beim Abstimmen von Mehrbandantennen reichen natütlich die Resonanzpunkte.
Nunja, ich wollte mal ein paar "Messideen" mit dem 35€ NanoVNA zeigen.
Der verdient auch eigentlich noch einen eigenen Thread (das Thema NanoVNA vs. NanoVNA2 bzw. Synonym zu SAA2 (bis 3GHz) wollte ich hier etwas raushalten).
Als erstes zu sehen ist ein auf einem Pollin-Ferritringkern gewickelter 1:1 Strombalun alias Mantelwellensperre alias common mode choke alias Gleichtaktdrossel.
Die gelbe Kurve zeigt den SWR Verlauf, die grüne ist ein Smith-Chart. Die könnte man ausschalten, aber dann sieht man den dazugehörigen Cursorwert für die Impedanz nicht mehr. Der Cursor steht auf dem SWR 2.0 Punkt, der hier bei etwa 1MHz liegt mit 1dB Dämpfung. Mit kleinerem Frequenz-Span würde es genauer. Gewickelt mit RG316, der Doppelkern hat keine höhere Bedeutung, das Kabel war nur zu kurz, um 4 Toroidspulen damit zu wickeln. Innen und Außenleiter sind für diesen Test vertauscht, um die untere Grenzfrequenz für die Verwendung in einem 50 Ohm System zu bestimmen. Wenn man den Balun am Spannungsbauch, also Ende eines Strahlers einsetzt (z. B. bei einem Koax-/Ärmeldipol -> https://www.fingers-welt.de/wiki/index. ... alantennen), müsste man die Grenzfrequenz natürlich auch bei 3-6kOhm ermitteln.
Die Lila Kurve zeigt die Phasenverschiebung, die um 180 grad (plus Kabellänge bei den höheren Frequenzen) liegt. Der Sprung der Kurve hat keine Bedeutung: Die Skala geht nur von -180 bis +180, nach mehr als 180 grad muss der Funktionswert nur einfach wieder ans andere Ende.
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Als nächstes gibts einen T68-2 Eisenpulverkern mit 10 Windungen Zweidrahtleitung, als 1:4 UnUn geschaltet und mit induktionsfreien 200 Ohm abgeschlossen. Zu sehen ist das SWR von 50kHz bis 200MHz als gelbe Kurve und eine Smith-Kurve in grün, die über den Cursor die Impedanz verrät. (Der CH1 Port (Empfänger für die Through-Messung) ist unbelegt, ich greife dort nur GND ab)
Die untere SWR 2.0 Frequenz beträgt etwa 22MHz und die obere bei etwa 100MHz.
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Nach dem Motto "schlimmer geht immer" hier ein fake T68-2 aus China, zu erkennen am zu hellen Rotton. Man sieht, dass das SWR nie unter 2 kommt. Gütemessungen ergaben wohl Q=5 bei 20MHz (Original hat Q=200).
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Hier auch ein 1:4 UnUn mit 10 Windungen, aber auf einem Ferritkern, von Pollin. Der Vergleichbarkeit wegen erstmal auch wieder bis 200MHz. Man sieht, obenraus wird das Kernunabhängig kacke, die Leitungsimpedanz ist einfach nicht optimal und die Leitung wird zu lang.
Hier nochmal bis 100MHz mit dem Marker bei 2MHz. Das Fazit aus dem Vergleich ist, dass Eisenpulverkerne als Breitbandtransformatoren ungeeignet sind.
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Hier zu sehen ist eine "back to back" Messung von zwei 1:4 UnUns auf den selben Ferritkernen mit je 11 Windungen. Die blaue Kurve zeigt die Durchgangsdämpfung in dB, die lila Kurve (Phasenverschiebung) hätte man auch ausschalten können da unrelevant. Die untere SWR 2.0 Grenzfrequenz liegt quasi im 40m Band bzw knapp darunter. Die Dämpfung bei 7MHz beträgt ca 1,7dB.
Bei diesem einfachen Test gilt Ferdis Hinweis: Besser wird die Messung mit einem 200 Ohm Dämpfungsglied bekannter Dämpfung zwischen beiden Übertragern. Dann wird auch ein plausiblerer SWR-Verlauf um 100MHz rauskommen - im Einzeltest sah man ja, dass der 1:4 dann nicht mehr auf genau 200Ohm transformiert. Was bei 2 gegeneinander geschalteten Übertragern ohne Abschlusswiderstand/Dämpfungsglied in der Mitte nicht auffällt.
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Weitere Bilder folgen, wenn ich mal wieder Breitbandübertrager teste.
Bis vor etwa 1-2 Jahren mussten Bastler wie ich ihre Antennen und BalUns manuell "durchkurbeln". Also mit dem TRX eine beliebige Leistung generieren und eben ab 1,8MHz durchkurbeln. Am Zeiger-SWR Meter abgelesen (früher zwei in Reihe, weil man nicht wusste, welchem man trauen kann) und in eine Excel-Tabelle eingetragen.
Beim Abstimmen von Mehrbandantennen reichen natütlich die Resonanzpunkte.
Nunja, ich wollte mal ein paar "Messideen" mit dem 35€ NanoVNA zeigen.
Der verdient auch eigentlich noch einen eigenen Thread (das Thema NanoVNA vs. NanoVNA2 bzw. Synonym zu SAA2 (bis 3GHz) wollte ich hier etwas raushalten).
Als erstes zu sehen ist ein auf einem Pollin-Ferritringkern gewickelter 1:1 Strombalun alias Mantelwellensperre alias common mode choke alias Gleichtaktdrossel.
Die gelbe Kurve zeigt den SWR Verlauf, die grüne ist ein Smith-Chart. Die könnte man ausschalten, aber dann sieht man den dazugehörigen Cursorwert für die Impedanz nicht mehr. Der Cursor steht auf dem SWR 2.0 Punkt, der hier bei etwa 1MHz liegt mit 1dB Dämpfung. Mit kleinerem Frequenz-Span würde es genauer. Gewickelt mit RG316, der Doppelkern hat keine höhere Bedeutung, das Kabel war nur zu kurz, um 4 Toroidspulen damit zu wickeln. Innen und Außenleiter sind für diesen Test vertauscht, um die untere Grenzfrequenz für die Verwendung in einem 50 Ohm System zu bestimmen. Wenn man den Balun am Spannungsbauch, also Ende eines Strahlers einsetzt (z. B. bei einem Koax-/Ärmeldipol -> https://www.fingers-welt.de/wiki/index. ... alantennen), müsste man die Grenzfrequenz natürlich auch bei 3-6kOhm ermitteln.
Die Lila Kurve zeigt die Phasenverschiebung, die um 180 grad (plus Kabellänge bei den höheren Frequenzen) liegt. Der Sprung der Kurve hat keine Bedeutung: Die Skala geht nur von -180 bis +180, nach mehr als 180 grad muss der Funktionswert nur einfach wieder ans andere Ende.
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Als nächstes gibts einen T68-2 Eisenpulverkern mit 10 Windungen Zweidrahtleitung, als 1:4 UnUn geschaltet und mit induktionsfreien 200 Ohm abgeschlossen. Zu sehen ist das SWR von 50kHz bis 200MHz als gelbe Kurve und eine Smith-Kurve in grün, die über den Cursor die Impedanz verrät. (Der CH1 Port (Empfänger für die Through-Messung) ist unbelegt, ich greife dort nur GND ab)
Die untere SWR 2.0 Frequenz beträgt etwa 22MHz und die obere bei etwa 100MHz.
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Nach dem Motto "schlimmer geht immer" hier ein fake T68-2 aus China, zu erkennen am zu hellen Rotton. Man sieht, dass das SWR nie unter 2 kommt. Gütemessungen ergaben wohl Q=5 bei 20MHz (Original hat Q=200).
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Hier auch ein 1:4 UnUn mit 10 Windungen, aber auf einem Ferritkern, von Pollin. Der Vergleichbarkeit wegen erstmal auch wieder bis 200MHz. Man sieht, obenraus wird das Kernunabhängig kacke, die Leitungsimpedanz ist einfach nicht optimal und die Leitung wird zu lang.
Hier nochmal bis 100MHz mit dem Marker bei 2MHz. Das Fazit aus dem Vergleich ist, dass Eisenpulverkerne als Breitbandtransformatoren ungeeignet sind.
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Hier zu sehen ist eine "back to back" Messung von zwei 1:4 UnUns auf den selben Ferritkernen mit je 11 Windungen. Die blaue Kurve zeigt die Durchgangsdämpfung in dB, die lila Kurve (Phasenverschiebung) hätte man auch ausschalten können da unrelevant. Die untere SWR 2.0 Grenzfrequenz liegt quasi im 40m Band bzw knapp darunter. Die Dämpfung bei 7MHz beträgt ca 1,7dB.
Bei diesem einfachen Test gilt Ferdis Hinweis: Besser wird die Messung mit einem 200 Ohm Dämpfungsglied bekannter Dämpfung zwischen beiden Übertragern. Dann wird auch ein plausiblerer SWR-Verlauf um 100MHz rauskommen - im Einzeltest sah man ja, dass der 1:4 dann nicht mehr auf genau 200Ohm transformiert. Was bei 2 gegeneinander geschalteten Übertragern ohne Abschlusswiderstand/Dämpfungsglied in der Mitte nicht auffällt.
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Weitere Bilder folgen, wenn ich mal wieder Breitbandübertrager teste.