Ik zit hier een RF bridge te bewonderen. De bridge zelf is duidelijk, maar de bridge gaat naar de output via
een stukje dubbele coax dat een common mode spoel vormt.
Hoe werkt dat nou met die 2 stukjes coax? Kan iemand dat uitleggen?
Welk alternatief voor die 2 stukjes coax is er te maken?
In de bijlage het schema van de betreffende RF bridge.
Denk eerst even de onderste coax weg.
De verschilspanning tussen REF en OUT gaat door de bovenste coax naar de uitgang. Deze verschilspanning merkt niets van de zelfinductie van de coax met al die ferrietringetjes, omdat er precies zoveel stroom naar rechts loopt, als weer terug naar links. Het verschilsignaal wekt dus geen uitwendig magnetisch veld op.
Bij de uitgang wordt nu de ene poot aan massa gelegd, de andere vormt de uiteindelijke uitgang. Normaal zou dat niet mogen, omdat je dán de spanning over REF zou kortsluiten naar massa. Echter, de daardoor optredende mantelstroom ondervindt wél de zelfinductie van de buitenmantel van de coax met de ferrietringetjes. De impedantie daarvan is vrij groot, en de 'foutstroom' in de buitenmantel blijft dus klein.
Toch is de brug nu wel een beetje uit balans gebracht: de REF-spanning wordt belast met een zelfinductie naar massa, en de OUT-spanning niet.
Daarvoor is nu die onderste coax. Daarvan wordt alleen de buitenmantel gebruikt, en hij loopt door dezelfde ferrietringen.
Daardoor wordt nu de OUT-spanning op dezelfde manier belast als de REF-spanning.
Die inductieve belasting is nog steeds eigenlijk ongewenst, maar hij was al klein, en door de tweede coax is het nu tenminste symmetrisch voor de brug.
Wil je het anders doen, dan kun je natuurlijk gewoon een balun-trafootje maken; primair symmetrisch aan de brug, secundair asymmetrisch naar de uitgang. Of een differentiële HF-versterker (een HF-verschilversterker) maken, daar zijn opampjes voor.
Wel, het is een brug; dus er is een ingang voor een signaalbron, een aansluiting voor een referentie (bijv. een 50 ohm dummyload), een aansluiting voor de te meten impedantie (hier 'OUT'), en de uitgang naar de detector (bijv. spectrum analyzer, ontvanger; HF-voltmeter) (hier 'VSWR_OUT').
Is het uitgangssignaal minimaal (idealiter nul), dan is de gemeten impedantie blijkbaar gelijk aan de referentie. En is de gemeten impedantie nul of oneindig, dan is het uitgangssignaal maximaal. Als je een HF-voltmeter gebruikt zou die een 'SWR'-schaaltje kunnen krijgen.
@Frederick: wat een geweldig goede uitleg! Dankjewel.
Nog iets wat ik niet helemaal begrijp ....":
Die ferrietkernen zorgen voor een hoge RF weerstand, toch?
De uitgang heeft dezelfde frequentie als de ingang, hoe komt er dan
nog wat doorheen als je met een paar honderd Mhz werkt?
De verschilspanning tussen REF en OUT - dat is dus de uitgangsspanning - gaat door de bovenste coax naar de uitgang. Deze verschilspanning merkt niets van de zelfinductie van de coax met al die ferrietringetjes, omdat er precies zoveel stroom naar rechts loopt, als weer terug naar links. Het verschilsignaal wekt dus geen uitwendig magnetisch veld op.
Oh ja natuurlijk .... zelfde manier als coax om ferrietkern om mantelstromen te dempen.
Signaal door de coax zelf door binnenader en buitenmantel terug heeft daar ook geen
last van.
Dank wederom.
Eh... en dan bedenk ik me dat je die brug, althans de uitgang ervan, minimaal wilt belasten.
Tenslotte als alles keurig 50 ohm is qua impedantie dan is die situatie alleen aan de orde
als die uitgang niet zichtbaar is. Maar ja hier vergis ik me dus ergens, want die uitgang heeft
blijkbaar ook een lage impedantie ..?
Dat is een eenvoudige weerstandenopgave. 
Als je de brug uit een 50 ohm bron voedt, dan heeft de uitgang een inwendige weerstand van tussen 30 ohm (te meten impedantie is nul) en 83,3 ohm (te meten impedantie is oneindig).
Voed je uit een spanningsbron, dan tussen 25 en 75 ohm.
Is de te meten impedantie toevallig 50 ohm, dan is je uitgang altijd 50 ohm.
nonius
set SCE to AUX.
Lijkt qua idee wel wat op de Vector Impedance Bridge die ik ooit heb gebouwd (maar was voor VHF en UHF):
Overigens, héél lang geleden heb ik wel eens een 3m-versterker gebouwd met een 4CX250. De anodespoel bestond uit 3 wikkelingen koperen remkabel (ca. 6mm dik) met een diameter van ca. 5cm. In plaats van een anodesmoorspoel werd de anodehoogspanningspanning toegevoerd via een draad die binnenin de remleiding liep. Dit scheen ook te werken als een smoorspoel.
'Scheen', want de versterker is (gelukkig) nooit afgekomen en gebruikt, dus ik kan niet uit eigen ervaring bevestigen dat het goed werkte.
Jammer genoeg heb ik het ontwerp van de versterker een paar weken geleden weggegooid, bij het opschonen van oude, overtollige documentatie. Kwam volgens mij uit een datasheet of application note van Eimac/Varian, die ze me ooit toegezonden hadden.
Wat is de reden of achterliggende gedachte waarom het verschilsignaal door de binnenader van de bovenste coax naar de uitgang gaat?
Waarom gaat het verschilsignaal niet rechstreeks met een losse draad naar de uitgang?
Ik denk omdat je van symmetrisch naar asymmetrisch moet ..
@nonius: Jouw schema van de Vector Impedance Bridge is wel interessant om eens te proberen.
Gewoon met een hoge weerstand het signaal afnemen en dan blijft de meting genoeg betrouwbaar.
[Bericht gewijzigd door EgbertG op (62%)]
Waarom gaat het verschilsignaal niet rechtstreeks met een losse draad naar de uitgang?
'Het verschilsignaal' is niet slechts één van de twee aansluitingen, maar de spanning tussen OUT en REF.
Die spanning is niet aan massa gerefereerd: beide potentialen zijn niet nul.
We willen echter wél t.o.v. massa meten, en moeten dus de hele boel 'verschuiven', zodat een van beide potentialen wél nul is.
Dat kan door een trafo te gebruiken, waarvan dan de secundaire aan één kant aan massa gelegd wordt.
Het kan ook door een stukje transmissielijn te nemen, waarvan de 'common mode' impedantie groot genoeg is om óók een soort scheiding tussen 'in' en 'uit' te maken.
Zie het voorbeeld, uitgewerkt voor verschillende gemeten Z (klik=groter).
(Als je het narekent, vergeet dan niet de belasting door R6.)
Een losse draad zou niet werken, omdat hij a) niet gekoppeld is met de andere geleider, en b) niet genoeg zelfinductie zou hebben voor de bedoelde ontkoppeling tussen in en uit.
Om beide potentialen zo goed mogelijk gelijk te belasten, krijgt de andere aansluiting ook nog haar eigen stukje buitenmantel te voeden.
Als de common mode impedantie oneindig zou zijn, zou dat niet nodig zijn. Dat is zij niet, maar zo houd je tenminste de extra inductieve belasting zo gelijk mogelijk voor de potentialen op REF en OUT.
Ik heb de alleen met weerstanden bridge even opgebouwd ( koolweerstanden ) en ipv de DUT ook
een 50 ohm weerstand. Vervolgens REF en TEST aangesloten via 1k weerstand.
Met fase en amplitude in beeld klopt het ... geen fasedraaiing en gelijke amplitude.
So far so good.
Kijk ik in format Smith chart ... dan zie ik geen bruikbare resultaten. Kan me er ook wel iets
bij voorstellen, want REF en TEST zien geen 50 ohm.
Aan de andere kant als fase en amplitude kloppen ... waarom zou de Smith chart weergave
dan niet werken?
Op zondag 8 maart 2026 11:05:49 schreef Frederick E. Terman:
[...]
'Het verschilsignaal' is niet slechts één van de twee aansluitingen, maar de spanning tussen OUT en REF.
Die spanning is niet aan massa gerefereerd: beide potentialen zijn niet nul.We willen echter wél t.o.v. massa meten, en moeten dus de hele boel 'verschuiven', zodat een van beide potentialen wél nul is.
Dat kan door een trafo te gebruiken, waarvan dan de secundaire aan één kant aan massa gelegd wordt.
Het kan ook door een stukje transmissielijn te nemen, waarvan de 'common mode' impedantie groot genoeg is om óók een soort scheiding tussen 'in' en 'uit' te maken.
Zie het voorbeeld, uitgewerkt voor verschillende gemeten Z (klik=groter).
(Als je het narekent, vergeet dan niet de belasting door R6.)
[bijlage]Een losse draad zou niet werken, omdat hij a) niet gekoppeld is met de andere geleider, en b) niet genoeg zelfinductie zou hebben voor de bedoelde ontkoppeling tussen in en uit.
Om beide potentialen zo goed mogelijk gelijk te belasten, krijgt de andere aansluiting ook nog haar eigen stukje buitenmantel te voeden.
Als de common mode impedantie oneindig zou zijn, zou dat niet nodig zijn. Dat is zij niet, maar zo houd je tenminste de extra inductieve belasting zo gelijk mogelijk voor de potentialen op REF en OUT.
Ah, het is een constructie gebaseerd op en de werking van een 1:1 Transmission Line Balun als ik het goed heb.
Ja; de transmissielijn is hier (alleen) de bovenste coax.
De onderste coax is een 'dummy' die er alleen is om de symmetrie van de brugbelasting te verbeteren. Met een stuk koperdraad van dezelfde dikte als de buitenmantel, met hetzelfde plastic eromheen, zou het ook gaan.
Trouwens, helemaal zonder gaat het ook, alleen iets minder nauwkeurig.
Let op: het is dus niet zo dat de twee coaxen 'samen de transmissielijn vormen'. De transmissielijn is alleen de bovenste coax.
De twee coaxen zijn onderling nauwelijks gekoppeld, ook al gaan ze door dezelfde 'varkensneusjes'. Het magnetisch veld rond een coax blijft beperkt tot zijn eigen helft van de varkensneus; de andere coax ziet er zowat niets van. Die varkensneusjes maken de constructie iets eenvoudiger en goedkoper, maar met individuele ferrietkraaltjes per coax zou het ook gaan.
Op zondag 8 maart 2026 12:28:31 schreef EgbertG:
Kijk ik in format Smith chart ... dan zie ik geen bruikbare resultaten.
Ik begrijp niet wat je daar aan het doen bent. De VSWR van de gemeten impedantie bepalen gaat zo:
- Bepaal de (absolute waarde van de) verschilspanning tussen REF en OUT met de te meten impedantie aangesloten (U1)
(bij de brug in de startpost gebeurt dan 'vanzelf' door de bovenste coax) - Doe hetzelfde met OUT open of kortgesloten (U2)
- Bereken |ρ| = U1/U2
- Bereken VSWR = (1+|ρ|)/(1−|ρ|)
Ik probeer een S parameter testset na te bootsen met het schema dat nonius in
deze thread stuurde.
In plaats van de DUT zit nu een keurige 50 ohm weerstand en als ik over een spectrum
van bijv 1 tot 10 Mhz sweep dan is t keurig vlak en geen fasedraaiing.
Zet ik de weergave op Smith chart dan had ik een beetje verwacht dat deze een stip
op de 50 ohm zou zetten, maar deze stip zit helemaal rechts ... dus Smith ziet een hoge Z.
Is dat omdat REF en TEST zijn aangesloten via een 1 k weerstand zoals in het schema dat
nonius stuurde?
Dus we hebben het allang niet meer over je startpost? OK...
Geef eens een volledig schema van je opstelling, want ik snap nog steeds niet wat je nu aan het doen bent.
Op zondag 8 maart 2026 17:21:00 schreef Frederick E. Terman:
De twee coaxen zijn onderling nauwelijks gekoppeld, ook al gaan ze door dezelfde 'varkensneusjes'. Het magnetisch veld rond een coax blijft beperkt tot zijn eigen helft van de varkensneus; de andere coax ziet er zowat niets van. Die varkensneusjes maken de constructie iets eenvoudiger en goedkoper, maar met individuele ferrietkraaltjes per coax zou het ook gaan.
Met losse ferrietkraaltjes per coax is er toch geen common-mode werking meer?
Bij de varkensneus is de totale flux nul wanneer de brug in balans is (gelijke stromen door de bovenste en onderste coax-mantel) en is de zelfinductie van de twee coax-mantels daardoor laag.
Bij brug in onbalans zijn de twee mantel stromen niet meer gelijk en ondervinden de twee mantels een hogere zelfinductie.
Bij losse ferrietkraaltjes is die koppeling er niet, misschien dat het werkt maar dan niet zo nauwkeurig. Het kan zijn dat ik iets over het hoofd zie hierin.
De transmissielijn is hier (alleen) de bovenste coax.
De onderste coax is een 'dummy' die er alleen is om de symmetrie van de brugbelasting te verbeteren.
Het is dus niet zo dat de twee coaxen 'samen de transmissielijn vormen'. De transmissielijn is alleen de bovenste coax.
In beide coaxen - de 'echte' en de dummy - loopt als (kleine!) mantelstroom alleen de spanning (REF resp. OUT) gedeeld door de reactantie van de zelfinductie van de mantel in hun eigen helft van de varkensneus.
Let wel: deze stromen lopen NIET tegen elkaar in, maar dezelfde kant op. Beide potentialen (REF t.o.v. massa, en OUT t.o.v. massa) zijn immers in fase, al zijn ze niet altijd even groot.
Samenvattend: de bovenste coax wordt als transmissielijn gebruikt, vanwege de 'common mode choke'-werking.
De onderste coax is een dummy, zit er alleen vanwege zijn buitenafmetingen, om de symmetrie iets te verbeteren.
Het (kleine) magnetisch veld rond elk van de twee coaxen blijft in hoofdzaak in zijn eigen helft van de varkensneus. Deze constructie is iets goedkoper, maar niet essentieel.
De flux in het middelste been van de varkensneus zal toch nul zijn bij gelijke stromen (in dezelfde richting) door de twee mantels (de twee fluxen in het middelste been zijn immers tegengesteld aan elkaar) en zal dan ongelijk nul zijn bij ongelijke stromen (in dezelfde richting)?
Of passeren de twee tegengestelde fluxen elkaar in het middelste been zonder dat ze elkaar opheffen?
Dat de twee mantels elk een eigen flux veroozzaken ligt voor de hand maar wat gebeurd er in het middelste been van de varkensneus waar de twee fluxen elkaar 'ontmoeten'.
Hieronder nog eens hoe de transmissielijnen werken. Dit is het vierde voorbeeld, waar Z = 200 ohm was, maar dat maakt voor de uitleg niet uit.
T1 wordt voorgesteld door E1/L1; T2 door E2/L2.
Wat ons stoort is nu I_mantel 'over de buitenkant' van T1, die wél REF belast, maar níet OUT. Deze stroom loopt in het schema hieronder door L1.
Om de boel in evenwicht te brengen voegen we zelfinductie L2 toe, die OUT belast en precies dezelfde eigenschappen zou moeten hebben als L2.
Het eenvoudigst gaat dat, door voor L2 simpelweg óók een stukje coax, T2, te gebruiken. We gebruiken daarvan alleen de mantel-zelfinductie. Maar gewoon een even dik stuk koperdraad (met, voor de hogere frequenties, dezelfde plastic isolatie) zou even goed werken.
De mantelstromen zijn maar klein, doordat de reactanties van L1 en L2 veel hoger zijn dan de werkimpedantie van 50 ohm. En de koppeling tussen twee helften van een varkensneusje is maar zwak. Een onderlinge beïnvloeding, van REF door I_L2, resp. van OUT door I_L1, is daardoor zo goed als afwezig.
Met dank aan nonius voor de foto van zijn bridge. Ik heb t nu werkend.
Na calibratie (open,load,short) ziet het er prima uit.
Nonius schema.
De Ref Sample en Test Sample aansluitingen hebben elk 1k serie weerstand. Hoe sluiten die bijv. een aangesloten coax op de Test Sample ingang nu correct af?
Als je op de Ref en Test "naar binnen kijkt" zou je dan niet iets in de buurt van 50 Ohm of 75 Ohm aan ingangsimpedantoe willen zien? Nu zie je meer dan 1k aan impedantie.
Het apparaat verwacht daar inderdaad 50 ohm te zien en zonder calibratie gaat het daar ook vanuit.
Door het calibreren lukt het om die fout weg te werken.
Daarna zie je ook gewoon of je bijv. met 75 ohm afsluit of met 50 ohm.