Het grote impedantie, SWR en consoorten topic

Wat is 'HF stroom'?

(binnen een stuk golfpijp ken ik wel verschillende propagatiemodes: TE, TM, TEM, maar volgens mij is dat iets heel anders dan wat je bedoelt...)

Gewoon wisselstroom maar dan in een radio frequentie. Bv een draaggolf of een AM of FM singaal. Dus nog geen radiogolf (EM veld). Ik heb dat stuk van agilent gedownload. Dat is erg duidelijk geschreven maar schept bij mij ook weer verwarring. Dit gaat namelijk over de voortplanting van EM golven door netwerken. Volgens Rothammel ontstaan EM golven pas buiten de geleider, volgens agilent dus in de zender.

Ik heb het idee dat ik een stukje definitie mis of door elkaar gooi of dat iedereen vrolijk de zelfde term voor verschillende dingen gebruikt. Als het EM veld al in de zender wordt opgewekt, dan getransporteerd wordt door een geleider richting antenne is het hele verhaal duidelijk. EM velden kunnen net als licht reflecteren maar dan klopt het hele eerste hoofdstuk van rothammel niet of ik zie iets over het hoofd.

In dat andere verhaal over SWR wordt verteld dat zowel DC als AC reflecteren. Dat gaat echter over een stuk basis electro wat ik niet goed genoeg kan volgen. Een 12V accu blijkt eigenlijk 6V te zijn en er gaat van de plus 6V naar een open eind of kortsluiting en vandaar reflecteerd er weer 6 volt terug waardoor je 12V meet.
Ik neem aan dat ik dat verkeerd begrepen heb.

Ik begin te geloven dat de meeste verwarring ontstaat door verkeerd gebruik van definities. Zoals zeggen dat misaanpassing en swr het zelfde zijn. Ze horen dus bij elkaar, de een is het gevolg van de ander maar het is niet het zelfde begrip.

En daar begon de hele discussie mee. Ik zei dat je in een ontvangstantenne niets met SWR had te maken maar dat een aangepaste antenne wel beter ontving. Toen werd gezegt dat misaanpassing en swr het zelfde zijn.

[Bericht gewijzigd door fred101 op woensdag 1 augustus 2007 09:01:28 (16%)]

@fred101. Bij DC speelt SWR in theorie ook een rol bij het in en uitschakelen van een gebruiker, daarna niet meer. Laat je kop niet zotmaken. het gebeurd voor ons onmerkbaar snel, en wordt bestudeerd in het vak 'overgangsverschijnselen'.

Hallo,

Als ik me er ook mee mag bemoeien. SWR of VSWR heeft alles met impedanties te maken. Dat kunnen ook karakteristieke impedanties zijn in het geval van licht en andere EM golven.

VSWR = (1 + abs(s11))/(1 - abs(s11)), waarbij s11 de eerste s-parameter voorstelt. Je kunt het ook met vermogens doen of reflectiecoefficienten gamma. Allemaal hetzelfde pot nat.

Groet,
Jacco

Een drukke discussie zie ik al.

Signaal (E / H ) verloop coax

Alle REFS vanaf hier

WAVEGUIDE THEORY AND APPLICATION

RADIO WAVE PROPAGATION

PRINCIPLES OF TRANSMISSION LINES<<<Deze heeft mijn voorkeur bij dit onderwerp.

ANTENNAS

Nu de rest van de SWR ploeg maar weer.....zoekt en gij zult antwoorden vinden

[EDIT]

Whenever the termination on a transmission line is NOT EQUAL TO Z 0, there are reflections on the line. The amount of voltage reflected may be found by using the equation:

Op 31 juli 2007 19:51:12 schreef PE9SMS:
In de basis is er geen verschil tussen HF en audio, alletwee wisselspanning. Dat je geen SWR-meter tussen je versterker en boxen zet heeft alles te maken met golflengte, lengte van de toegepaste leidingen en de eindige propagatiesnelheid van elektrische signalen. Ik ken Rothammel alleen van naam, maar dit soort zaken staat in ieder behoorlijk telecomboek.

Elektrische signalen hebben niet een "eindige" propagatie, als je daarmee bedoelt datze een veel lagere snelheid hebben
dan een radiogolf. Een elektrisch signaal is hetzelfde als een radiogolf maar verplaatst zich door middel van de elektronen ipv door de lucht.
Uiteraard kan een golf zich in principe niet sneller verplaatsen dan de lichtsnelheid in dat medium. Deze wordt bepaald door de dielectrische constante van het medium en de magnetische permiabiliteit.
Bij geleiders met kunststof isolatie kan dit dalen tot 60% van de snelheid in vacuum.

Op 1 augustus 2007 17:20:18 schreef grotedikken:
[...]
Elektrische signalen hebben niet een "eindige" propagatie, als je daarmee bedoelt datze een veel lagere snelheid hebben
dan een radiogolf. [...]

Dat wordt de driftsnelheid genoemd en die is heel laag in goede geleiders. De elektronen bewegen dus erg langzaam, maar wat wel snel gaat is de trilling die ze doorgeven. Een soort golf die over de horde elektronen gaat. Maar de "propagatiesnelheid" van de elektronen is erg laag. In de orde van meters per seconden bij lage frequenties.

Groet,
Jacco

Op 1 augustus 2007 13:43:44 schreef jongensenwetenschap:
@fred101. Bij DC speelt SWR in theorie ook een rol bij het in en uitschakelen van een gebruiker, daarna niet meer. Laat je kop niet zotmaken. het gebeurd voor ons onmerkbaar snel, en wordt bestudeerd in het vak 'overgangsverschijnselen'.

Je snapt niet wat Fred101 bedoelt. Het heeft niets met overgangsverschijnselen te maken.
Als de theorie van de impedantieaanpassingen
Klopt moet het ook toepasbaar zijn op lage frequenties en zelfs op dc. Dat is ook zo.
Voor het rekenvoorbeeld "normaliseren" we de waardes naar 1.(makkelijker te volgen)

Neem een dc bron met een emk van 1V met een inwendige weerstand van 1 Ohm en leg daar een belasting aan van 1 Ohm.
Er gaat een stroom vloeien van 1/1+1= 0.5A.
De klemspanning over de belasting en bron is nu 0.5 A x 1 Ohm = 0.5V.

laat je nu de lijn open, dan wordt de spanning over de bron =emk=1V. Dus het dubbele.

Sluit je de klemmen kort, dan vloeit er een stroom van 1A, dus het dubbele.

Je krijgt dus in beide gevallen net hetzelfde verschijnsel als bij HF.

Bij hf heb je nog de transmissielijn. Sluit je die op het einde kort, of laat je hem open zal die lijn een spoel of een condensator vormen naargelang de lengte van de transmmissielijn in functie van de golflengte.
Speciale waarden zijn een lengte van 0, 1/4, 1/2 lambda en de veelvouden daarvan.
In die punten is de impedantie zuiver ohms.
Op de even veelvouden krijg je de reele toestand aan de bron te zien. Dus een kortsluiting is ook effectief een kortsluiting en een open lijn een open lijn.
Bij een kwart golflengte en veelvouden keert het om. een open lijn vormt een kortsluiting en omgekeerd.

Bij DC en LF zijn de transmissielijnen zeer kort tov de golflengte en spelen die verschijnselen niet mee.

Om al die verschijnselen grondig te kunnen begrijpen is een zeer goede kennis van wiskunde nodig.
Heb je die kennis niet, dan kun je een paar geheugensteuntjes leren meer niet.

Heb je ze wel, dan kun je elke situatie en combinatie zelf gaan inschatten of berekenen.
Je inzicht wordt er ook een stuk groter door.

Als je echt alles wil over transmissielijnen weten raad ik aan om een flink wat algebra en driehoeks meting te leren alsook logaritmen en leren vlot denken en rekenen in dB's.
Het kost wat tijd en inspanning, maar je zult nadien de zaken veel beter en sneller kunnen begrijpen.

GD: jij schreef: Bij een kwart golflengte en veelvouden keert het om. een open lijn vormt een kortsluiting en omgekeerd.
Dat zou dus ook voor 50Hz moeten gelden dus als je 1,5miljoen kilometer tweelingsnoer aan een stekker maakt en je laat de andere kant open krijg je een kortsluiting. Wie gaat dat eens testen

Het wordt al een stuk duidelijker. Reflectie, buiging en refractie gelden dus ook voor gewone wisselstromen en spanningen en niet alleen voor EM golven maar spelen pas een rol bij hogere frequenties omdat de draad langer moet zijn dan een kwart golflengte. Bij DC spelen ze een rol bij in en uitschakelen.

De gereflecteerde spanning verandert afhankelijk van de fase de spanning in de geleider. Dit levert hogere en lagere waardes op. De verhouding tussen die waardes is de vswr. De vswr is een gevolg van een misaanpassing.

Ik herhaal dit maar even in jip en janneke taal om het duidelijk te houden. Ik heb gemerkt dat je zeer veel literatuur kunt vinden op het net maar dat er ook veel onjuistheden staan (ik kan ook een theorie op een site zetten en doen alsof ik weet waar ik het over heb) Daarnaast is er een redelijke tweedeling. Of het verteld de basis (voor de absoluut noob) of het is direct zo ingewikkeld met idd veel wiskunde (voor de ingenieur/electronicus) dat het erg moeilijk wordt om van noob tot minder noob te groeien.

Wat dan nog onduidelijk is de functie van swr bij ontvangstantennes. De bron is nu een zender welke ergens staat te zenden. De antenne ontvangt alle frequenties tegelijk. Omdat een antenne een inductie en een capaciteit vormt is hij resonant op bepaalde frequenties. De impedantie is dan 50 ohm. Het is zover ik weet een seriekring dus een bandfilter. Er worden dus frequenties gedempt doorgegeven maar andere ongedempt. Deze gaan een transmissielijn in van 50 ohm en naar een ontvanger van 50 ohm.
Als er nu een heel sterk station zit in een frequentiegebied waar de antenne niet resonant is dan wordt dat signaal gedempt maar voor een deel toch nog doorgegeven de transmissielijn in. Voor deze frequentie is de antenne geen 50 ohm. Dat wordt dus bij de set weer gereflecteerd richting antenne.

Maar dat ontvangen signaal is een EM veld, het wordt in de antenne weer een HF stroom (hoe ?, even in het kader van bv een magloop)). Dat gereflecteerde deel komt weer bij de antenne, deze is 50 ohm dus een deel reflecteerd weer naar de ontvanger enz. Dat deel wat niet gereflecteerd wordt zou in theorie weer worden uitgezonden maar daar is het vermogen natuurlijk veel te laag voor. (er staat geen hoge spanning en er kan daarom geen stroom lopen welke een EM veld opwekt.)

Leuk jongens, gaat lekker tot nu toe, ook leuk om eens een opbouwende discussie met GD te voeren , bedankt voor je input. De rest ook natuurlijk.

Ik ben al veel verder met wiskunde als een jaar geleden maar ik heb niet zo'n aanleg ervoor helaas want het is wel erg interessant.

Fred

Op 1 augustus 2007 17:28:02 schreef dekkersj:
[...]
Dat wordt de driftsnelheid genoemd en die is heel laag in goede geleiders. De elektronen bewegen dus erg langzaam, maar wat wel snel gaat is de trilling die ze doorgeven. Een soort golf die over de horde elektronen gaat. Maar de "propagatiesnelheid" van de elektronen is erg laag. In de orde van meters per seconden bij lage frequenties.

Groet,
Jacco

Jij snapt het tenminste. De wet van Ohm wordt als simpelste en makkelijkste basiswet nog vaak niet helemaal begrepen.Het is niet zo moeilijk, maar niet makkelijk onder woorden te brengen.
Bewegende elektronen zijn op zich geen elektrische stroom. Het is de beweging van de lading die de elektronen hebben die de stroom vormt.
Eigenlijk is stroom gewoon het cirkelvormig magnetisch veld die de verplaatsing van lading rond de geleider opwekt. Het zijn twee aspekten van hetzelfde.
In die zienswijze is het eenvoudig te begrijpen dat een magnetische veldcomponente in de ruimte gevormd wordt door de antenne.
Er is gewoon geen verschil.
Een verplaatsende lading is altijd gekoppeld aan een magnetisch veld en elk magnetisch veld wekt in een geleider een verplaatsing van lading op. Daarvoor is het niet nodig dat de ladingsdragers zich het hele eind verplaatsen. Als de ladingdragers elk een stukje opschuiven heeft de stroom zich over het ganse stuk draad verplaatst (met de lichtsnelheid).

Je kunt het makkelijk vergelijken met een watermolen. De schoepen draaien voor een oppervlakkige waarnemer door het water dat erop valt. Maar het is ons niet om de hoeveelheid water zelf te doen, maar om de kracht van het water die de schoepen doet draaien. Dat water stroomt gewoon verderop weg in het beekje, ontdaan van zijn kinetische energie en interesseert ons verder niet.

Op 1 augustus 2007 17:20:18 schreef grotedikken:

Elektrische signalen hebben niet een "eindige" propagatie, als je daarmee bedoelt datze een veel lagere snelheid hebben
dan een radiogolf. Een elektrisch signaal is hetzelfde als een radiogolf maar verplaatst zich door middel van de elektronen ipv door de lucht.
Uiteraard kan een golf zich in principe niet sneller verplaatsen dan de lichtsnelheid in dat medium.

PE9SMS praat ook niet over het propagatie bereik maar wel degelijk over de propagatiesnelheid en deze is wel degelijk eindig. Alhoewel ik er van uit ga dat ik je dat niet hoef te vertellen.
Elektrische geleiders geleiden geen stroom, ze geleiden EM golven. In de geleider zelf is een minimale hoeveelheid veld energie aanwezig, bij hogere frequenties is dit zelfs minder dan nihil i.v.m. de zeer lage voortplantingsnelheid van de EM golf in de geleider (enkele meters per seconde i.p.v. C) Zo goed als alle energie bevindt zich dus om en tussen de geleiders. De verhouding tussen de spanning en stroom vector van de EM golf die zich via de geleider voortplant noemt men de impedantie van de geleider. Voor veel coax kabels is deze dus 50 of 75 Ohm. Dit om allerlei constructie praktische redenen. De impedantie van het vacuum is ongeveer 377 Ohm dit is dus de verhouding van de spanning en stroom vector van een EM golf die zich door het vacuum voortplant. Een antenne is dus inderdaad een EM golf transformator welke impedantie aanpassing verzorgt en daarnaast de geometrie bepaalt van de EM golf in het vacuum.
Het toffe aan EM golven is dat er altijd bewegende lading (elektronen of positronen) nodig is voor de opwekking van een EM golf, maar dat eenmaal gecreerd er geen lading of medium meer aan te pas hoeft te komen om een EM golf te propageren. Elektrische geleiders zijn zo goed in staat om te dienen als geleider voor EM golven omdat de vrije ladingsdragers reageren op het EM veld.

Zelf adviseer ik mensen altijd om het volgende boek eens ter hand te nemen:

'Electromagnetics explained' van Ron Schmitt

Geen wiskunde en geen complexe theorien, gewoon begrijpelijke taal waarin word uitgelegd wat elektromagnetisme nou eigenlijk is, van DC tot Röntgen.
Na het lezen van dit boek heb je in ieder geval een goede intuitive basis om daarna al je rekenkunsten op los te laten.

Op 1 augustus 2007 18:09:39 schreef grotedikken:
[...]
Je snapt niet wat Fred101 bedoelt. Het heeft niets met overgangsverschijnselen te maken.
Als de theorie van de impedantieaanpassingen
Klopt moet het ook toepasbaar zijn op lage frequenties en zelfs op dc. Dat is ook zo.
Voor het rekenvoorbeeld "normaliseren" we de waardes naar 1.(makkelijker te volgen)

Neem een dc bron met een emk van 1V met een inwendige weerstand van 1 Ohm en leg daar een belasting aan van 1 Ohm.
Er gaat een stroom vloeien van 1/1+1= 0.5A.
De klemspanning over de belasting en bron is nu 0.5 A x 1 Ohm = 0.5V.

laat je nu de lijn open, dan wordt de spanning over de bron =emk=1V. Dus het dubbele.

Sluit je de klemmen kort, dan vloeit er een stroom van 1A, dus het dubbele.

Je krijgt dus in beide gevallen net hetzelfde verschijnsel als bij HF.

.

Hola, maar dit noemt men niet SWR, en het heeft er ook niets meer mee te maken. Dit is gewoon en kwestie van inwendige weerstand en de spanning afneemt naarmate de bron belast wordt. (Thevenin voor de vrienden )

Ik dacht dat fred101 de verscheiden linken die hier gegeven worden zou gelezen hebben en aldus daarop ook reageerde met een vraag; In een van de linken wordt duidelijk een oefeningetje over reflecteerde golven geven bij het inschakelen van een DC spanningsbron over een transmissielijn naar een open eind, een afgesloten eind en een kortgesloten eind. Tijdelijk ontstaan hier halve, dubbele en geen spanningen.

Het stukje uitleg van GD vond ik wel handig hoewel ik de link met swr niet kon vinden maar het was nuttige basiskennis. JW had het over dat stuk wat ik inderdaad heb gelezen en dat begrip is nu ook min of meer duidelijk.

Die uitleg van Xenobinol is wat lastiger. Het klinkt wel logisch als je het zo leest maar hier heb je dan zo'n voorbeeld denk ik van het gebruik van definities. In een beginnerboek wordt geschreven dat een stroom zich verplaatsende electronen zijn. Die dingen trillen dus alleen en geven energie door. In rothammel staat dat in de ionosfeer die dingen zich wel verplaatsen. In het ARRL handboek bij de werking van halfgeleiders ook zoiets over gaten die gevuld worden door zich verplaatsende deeltjes in n en p materiaal (kon het niet helemaal volgen).

Rothammel schrijft dat een EM golf ontstaat rond de antenne. Hij beschrijft dit tot in detail. Maar nu blijken geleiders geen stroom maar EM golven te geleiden waarbij de antenne als overdracht trafo fungeert van 50 naar 377 ohm. Het verhaal in rothammel is dus onzin ?

Fred

Ionosfeer= gas daar kunnen deeltjes wel aan de loop gaan, (kan ook in vloeistoffen.
Transmissielijn = vaste stof. Ionen zitten vast in roosterstructuur. alleen electronen gaan daar aan de wandel

Ik snap ondertussen dat in coax dus een EM veld kan ontstaan, er is daar immers stroom, spanning en capaciteit net als bij een antenne. Tevens verklaart dat denk ik ook de mantelstromen. Als er dus misaanpassing is ontstaat er spanning op de buitenmantel, er loopt stroom en de aarde is capaciteit, de buitenmantel kan dus gaan stralen. Zover ik begrijp bij misaanpassing voornamelijk door fasenverschillen.

Hoe zit dat met een open lijn. Er is daar spanning maar ze zijn uit fase waardoor ze elkaar opheffen dus stralen niet. Bij een misaanpassing kan zo'n lijn dus ook gaan stralen. Een dipool is dus grofweg 50 ohm, maar een open lijn is 300 of 600 ohm, dat is toch misaanpassing ? Door een tuner of balun wordt dat weer 50 ohm. Dat is de beste methode roept iedereen maar een tuner of balun gebruiken om een gewone antenne die geen 50 ohm is aan te passen noemt iedereen een kastje belazer terwijlk in de zender het zelfde wordt gedaan. Die onderdelen zijn echt niet allemaal standaard 50 ohm heb ik gemerkt bij het bouwen van een superhet ontvanger, alles moet op elkaar worden aangepast, dat is dan ook kastje belazer ?

Bedankt voor alle links, ik probeer ze allemaal te lezen.

Fred

[Bericht gewijzigd door fred101 op donderdag 2 augustus 2007 12:14:58 (75%)]

de bedoeling van een transmissielijn is dat er geen EM veld rond de geleider onstaat of dat het weer door de lijn opgenomen wordt, zodanig dat de golf doorgegeven wordt. Bij een twin-lijn werkt dit op het principe dat er twee tegengestelde EM velden onstaan die elkaar opheffen.

oeps, tegelijk

fred

Op 2 augustus 2007 09:07:58 schreef fred101:
Het stukje uitleg van GD vond ik wel handig hoewel ik de link met swr niet kon vinden maar het was nuttige basiskennis. JW had het over dat stuk wat ik inderdaad heb gelezen en dat begrip is nu ook min of meer duidelijk.

Ik probeer niet om een cursus te geven, daar bestaan al voldoende leerboeken en teksten over. De een al wat begrijpelijker dan de ander.
Ik wil alleen de inzichten die ik met de jaren verworven heb onder woorden brengen, wat niet makkelijk is. Ik heb zelf ook urenlang zitten tobben op probleempjes tot het plots helder werd.

Mijn stukjes toelichting dienen alleen als steuntje om het vanuit een andere hoek te bekijken.Ik wil ook niet volledig zijn, alleen dat je het eens anders bekijkt.

Mensen willen alles in hokjes duwen omdat kleine brokjes makkelijker te verteren zijn.
Maar daardoor wordt de samenhang soms niet meer gezien.

Van DC via laagfrequent, hoogfrequent,tot licht. Het is één zelfde verschijnsel waar de eigenschappen geleidelijk aan veranderen tussen de twee uitersten.

Natuurlijk heb wordt er bij DC niet over SWR gesproken omdat het geen golf is.

Maar de eigenschappen van aanpassing gelden net zo goed. Trek je een afgesloten DC lijn open dan verdubbelt de spanning op de lijn.
Net zoals bij een zender.

idd, Thevenin, zoals J&W tercht opmerkt, maar het zijn dezelfde wetten die in hoogfrequent transmissielijnen toegepast worden.

In een beginnerboek wordt geschreven dat een stroom zich verplaatsende electronen zijn.

Grofweg klopt dat, maar je kunt er bepaalde verschijnselen niet mee verklaren. Voor een eerste kennismaking is dat voldoende.
Beginners moeten ergens starten.

De moeilijkheid is, dat als je later veel dieper op de zaken ingaat, je je niet mag blindstaren op de dogma's die je ooit geleerd hebt. Je moet bereid zijn die ook eens grondig te herzien.

Die dingen trillen dus alleen en geven energie door. In rothammel staat dat in de ionosfeer die dingen zich wel verplaatsen. In het ARRL handboek bij de werking van halfgeleiders ook zoiets over gaten die gevuld worden door zich verplaatsende deeltjes in n en p materiaal (kon het niet helemaal volgen).

Nét daarom moet je van het idee af dat elektrische stroom negatief geladen balletjes zijn die in een bepaalde richting rollen.

Als een negatieve lading zich van links naar rechts verplaatst is het net zo correct om te beweren dat zich een positieve lading van rechts naar links beweegt. Je kunt daar als waarnemer geen verschil tussen meten.

Wat die bolletjes daar op submicroscopisch niveau werkelijk uitspoken zal de technicus worst wezen, het doet er vaak ook niet toe.

Die elektronen zijn zelf echte kameleons, vaak zijn ze niet eens als een vast deeltje te beschouwen, maar gedragen zich zelf als een golf. (heeft niets met radiogolven te maken.) De golflengte van materigolven is vééél korter.

Het geval van een halfgeleider is nu net een uitzondering, daar wordt de stroom in de grenslaag echt gevormd door elektronen die met een sneleid van enkele km per seconde van gat naar gat springen. Daarom was in den beginne Germanium beter geschikt dan Silicium voor hoogfrequent, omdat de beweegelijkheid van de elektronen hoger lag. Vergeet ook nooit dat de grenslaag slechts uiterst dun is.

Rothammel schrijft dat een EM golf ontstaat rond de antenne. Hij beschrijft dit tot in detail. Maar nu blijken geleiders geen stroom maar EM golven te geleiden waarbij de antenne als overdracht trafo fungeert van 50 naar 377 ohm. Het verhaal in rothammel is dus onzin ?

Je mag het niet zo zwart-wit zien.
Elektriciteit is niet echt waarneembaar voor onze zintuigen al voel je het soms en volgt wetmatigheden die niet erg intuitief zijn.

De enige goeie manier om er mee om te gaan is met wiskunde.

Maar veel mensen haten wiskunde en proberen de zaken wat visueler voor te stellen wat makkelijker te begrijpen is.
Als je dan natuurlijk dieper graaft komen beide denkbeelden af en toe in conflikt, maar om nu te zeggen dat één van beiden onzin is...

Als je er niet te diep op moet ingaan, volstaat voor veel mensen de vergelijking tussen elektriciteit en water.
Tot op zekere hoogte gaat die vergelijking zelfs vrij goed op en is ook door een leek te begrijpen.

Het is een kunst om iets ingewikkeld eenvoudig en begrijpbaar ,maar toch correct, uit te leggen. Het is een nog grotere kunst dit te doen zonder al teveel (hogere) wiskunde.
Anderzijds is het niet zeker voor iemand de wiskunde 'kent' dat hij er ook maar een snars van begrijpt. Een beetje van de twee ?

Op 2 augustus 2007 12:03:45 schreef fred101:

Hoe zit dat met een open lijn. Er is daar spanning maar ze zijn uit fase waardoor ze elkaar opheffen dus stralen niet. Bij een misaanpassing kan zo'n lijn dus ook gaan stralen. Een dipool is dus grofweg 50 ohm,

nee, een dipool is grofweg 75 Ohm, een vertikale kwart golfstraler met schuine radialen is 50 Ohm.

Maar een open lijn is 300 of 600 ohm, dat is toch misaanpassing ?

Nee,een open lijn is of een open lijn, of een kortsluiting, of één van tussenliggende imaginaire impedanties, afhankelijk van de lengte.

Belangrijk: de karakteristieke impedantie van een kabel is alleen maar correct als de kabel afgesloten wordt met zijn eigen impedantie of heel erg lang is (oneindig).
Het wordt pas ingewikkeld als de kabel afgesloten wordt met een niet Ohmse impedantie.
Gelukkig bestaan er Schmittkaarten en tegenwoordig voorgekauwde rekenprogramma's die het je makkelijk maken.

De impedantie van een lijn word bepaald door de fysieke parameters en kan in elke gewenste waarde worden gemaakt.
Er zou in principe ook coax van 300 Ohm gemaakt kunnen worden..

Dat we 300 Ohm feeder kennen in de vorm van de bekende symetrische lintkabel heeft een andere reden.
Vroeger werden vaak gesloten dipolen gebruikt voor de FM band.
De impedantie van een gesloten dipool is 300 Ohm. Dus moet er een feeder van dezelfde impedantie aan komen. In die tijd waren er veel minder stoorbronnen en was lintkabel een goede oplossing. Je had dan ook geen balun nodig aan de antenne.

De impedantie van die lintkabel wordt bepaald
door de doormeter van de geleiders en de onderlinge afstand en een beetje door het isolatiemateriaal.

Door een tuner of balun wordt dat weer 50 ohm. Dat is de beste methode roept iedereen maar een tuner of balun gebruiken om een gewone antenne die geen 50 ohm is aan te passen noemt iedereen een kastje belazer terwijlk in de zender het zelfde wordt gedaan. Die onderdelen zijn echt niet allemaal standaard 50 ohm heb ik gemerkt bij het bouwen van een superhet ontvanger, alles moet op elkaar worden aangepast, dat is dan ook kastje belazer ?

Dat klinkt nogal verward. Licht het eens wat meer toe.

[/quote]

Ik zie dat er een verwarring is mbt stroom en EM velden. Kan ik me wel iets bij voorstellen, het is niet eenvoudig.

Als er ladingsdragers in beweging zijn en ze hebben een versnelling, dan is er altijd een EM-veld. Dus een wisselend magnetisch veld induceert een wisselend elektrisch veld en andersom. Dit wordt in stand gehouden en daar zijn bergen boeken over te vinden. Bijvoorbeeld: amorgignitamorem.nl/FolderForTransfer/EMvelden/Elektromagnetics_Book.p…

In de statica is dat anders, dat is dus DC. Het is daar gebruikelijk om de wetten van Kirchoff te gebruiken. Weerstanden, impedanties (voor lage frequenties), you name it.

Maar wat altijd geldt is dat stroom in een kringetje moet lopen. Stel dat we inzoomen op een geleider bij niet-DC en dat doen we in een heel klein stukje. De stroom is gerelateerd aan de geleidingscoefficient * stroomdichtheid. Het aardige is dat dit een magneetveld opwekt en omdat het een wisselend veld is ook een elektrisch veld. Zowel binnen als buiten de geleider omdat de geleidingscoefficient niet oneindig is.

Wat is een transmissielijn? Dat is een duur woord...Het geeft alleen maar aan dat het een fysisch ding is wat twee velden omsluit. Het E en het H veld. Een stroom moet in een kringetje en het wisselt, dus heeft het een E en een H veld die haaks op elkaar staan. Bij een antenne wordt de kring gesloten via het aardoppervlak en bij een coax is het duidelijk.

Dat E en H veld zijn onderling afhankelijk en hebben van doen met de elektrische en magnetische eigenschappen van het materiaal waar de gekoppelde velden door heen moeten klieven. Als je het E en het H veld op elkaar deelt, krijg je de karakteristieke impedantie en als er een faseverschil is tussen E en H heb je een complexe karakteristieke impedantie. Je kunt ook de fasesnelheid berekenen. En zo heb je de eigenschappen van de transmissielijn te pakken.

Maar het rekenen met transmissielijnen is eigenlijk iets voor computers. Als ontwerper wil je graag in termen denken van spanning en stroom en ook bij transmissielijnen kan dat mits je ze gaat opdelen in hele kleine stukjes. Je krijgt dan een laddernetwerk van LCRG elementen en daar kun je naar hartelust Kirchoff, Thevenin etc op los laten. Die stukjes mogen dan niet groter zijn dan ca 1/20 van de golflengte.

SWR is terug te brengen als een functie die uitgaat van impedanties en kan ook voor DC gebruikt worden. Alhoewel het daar niet veel zin heeft.

Ik hoop dat het begrip stroom en EM-veld iets duidelijker is geworden.

Groet,
Jacco

De belangrijkheid van SWR is er in gelegen dat een transmissielijn vermogen moet transporteren. Als er geen sprake meer is van DC, dan heeft de onderlinge verhouding van het E- en het H-veld gevolgen voor dit vermogenstransport.

Dit transport moet ahw "in-fase" gebeuren, want anders heb je alleen blind vermogen en geen werkzaam vermogen getransporteerd. Daarom is het zo belangrijk om een goede SWR te hebben, of een goede s11. Die laatste gebruik ik in de microwave wereld meestal.

Groet,
Jacco

Op 2 augustus 2007 21:01:14 schreef grotedikken:
[...]Dat klinkt nogal verward. Licht het eens wat meer toe.

Eerst even, ik weet dat een dipool 75 ohm is maar dan moet ie ook hoog genoeg hangen. Dan wat ik bedoel. Zodra het wordt antenne tuner valt in amateur kringen lijken er twee kampen te zijn. De open lijn jongens met dipolen, en de rest. Zodra dan het woord antennetuner valt roept men vaak dat je hele vermogen daar in gaat zitten en het een kastje belazer of stralende dummyload is. Natuurlijk als je een spijker achter je tuner op 50 ohm krijgt bij 160m dan zal er weinig stralen maar dat is extreem. In feite is het niets anders als een ding met een spoel en een C (of meerdere) waarmee je de complexe impedantie omvormt naar 50 ohm. In ontvangers en zenders gebeurt het zelfde. Die 50 ohm is bewust gekozen en wordt door aanpassingen bereikt. Een eindtrap op ingangstrap van een zender/ontvanger is tenslotte niet standaard 50 ohm. Die kan net zo makkelijk 200 of 100 zijn. Dat het daar gebeurt vindt iedereen normaal maar zodra het ding antenne tuner heet is het ineens iets vies. Ook baluns/ununs enzo terwijl het alleen impedantie trafo's zijn.

Ik bedoel nu niet dat een tuner beter is als een resonante antenne, ik bedoel alleen dat een tuner niet zo slecht is (denk ik ) als veel mensen roepen.

Jacco, dank je wel voor de toelichting, (wat is blind vermogen ,dat hoor ik vaak) ik zie wel dat de volgende stap is om wat dieper op complexe impedanties te gaan zoeken. Nu weet ik alleen dat het een weerstand is met een imagenair deel wat capacitief als -J en inductief als +J wordt beschreven. Maar nog niet waneer die twee samen nu het equivalent van 50 ohm zijn of wat je moet doen om dat te bewerkstellen. Ik denk bij bv 2 ohm -J300 dat je inductie moet toevoegen maar geen idee hoeveel. Dan zou een spoel die een reactantie heeft van 348 ohm de complexe impedantie op 50 ohm brengen ?

Fred

blind vermogen is eigenlijk een contradicitie in terminus. Het blind-of schijnvermogen is de combinatie van een stroom en spanning die 90° uit faze zijn. De stroom loopt, de spanning is er maar er wordt geen vermogen opgewekt. Noteer dat bij een zuiver resistieve belasting geen blind vermogen optreed want over een weerstand zijn stroom en spanning steeds in faze. Een antenne reageert zover resisitief wanneer deze is afgestemd op de frekwnentie die je uitzendt. Als dan ook haar impedantie nog aangepast is aan de transmissielijn heb je een SWR (of TOS) van 1.

Op 3 augustus 2007 00:17:11 schreef fred101:
[...]
[...]

Jacco, dank je wel voor de toelichting, (wat is blind vermogen ,dat hoor ik vaak)

Blind vermogen is dat gedeelte dat nodig is om het hele proces in stand te houden, maar levert geen werkzaam vermogen. Het levert geen arbeid zogezegd. Ik zie dat je in je post reeds met de complexe operator "j" werkt en daar is het allemaal mee uit te rekenen. Het is in feite het imaginaire deel van het complexe schijnbaar vermogen. Het reeele gedeelte is het werkzaam vermogen. Een klein rekenvoorbeeldje:
Stel je hebt een spanningsbron van 100 V en een complexe belastingsimpedantie van 3 - j4 Ohm. Dan gaat er een stroom van 100/(3-j4) = 12 + j16 Ampere lopen. Het vermogen is dan v*i = 100 * (12 + j16) = 1200 + j1600 VoltAmpere. Dit is het complexe vermogen en het reele gedeelte (=1200 Watt) is het werkzame vermogen en de 1600 VoltAmepereReactief is het blindvermogen.

ik zie wel dat de volgende stap is om wat dieper op complexe impedanties te gaan zoeken. Nu weet ik alleen dat het een weerstand is met een imagenair deel wat capacitief als -J en inductief als +J wordt beschreven. Maar nog niet waneer die twee samen nu het equivalent van 50 ohm zijn of wat je moet doen om dat te bewerkstellen. Ik denk bij bv 2 ohm -J300 dat je inductie moet toevoegen maar geen idee hoeveel. Dan zou een spoel die een reactantie heeft van 348 ohm de complexe impedantie op 50 ohm brengen ?

Fred

Dat is dan het impedantie transformeren. Stel dat je een impedantie hebt van 50 -j70 Ohm bij 100 MHz en je wilt daar precies 50 Ohm van maken, moet je inderdaad een spoel in serie plaatsen die een impedantie heeft van 70 Ohm. Bij 100 MHz is dat dan 70/(2 pi 100e6)= 111 nH. Dan heb je het boeltje dus in resonantie op 100 MHz. Als het reeele gedeelte ook nog eens afwijkt van 50 Ohm, dan moet je impedantietransformatienetwerken gaan gebruiken en dat kan met pi- of T filters. Of capacitieve of inductieve uitkoppeling. Maar ik ben er van overtuigd dat er tegenwoordig allerlei fancy tooltjes op het internet te vinden zijn om dit te doen. Vroeger moest ik het doen met een oud Motorola datasheetboek uit 1975 waar alles in gedrukt staat. En in Pascal heb ik toen zelf die transformaties gemaakt, maar dat is echt uit de tijd...

Groet,
Jacco