Jongensradio anno 2007 Deel 8

@All

Ik zie hier van alles voorbij komen waarin die S-parameters gebruikt worden. Wat is dat precies?

Heeft er iemand een link naar een site waar de theorie over coax goed behandelt wordt?

@Pietdepiet, je hebt het over het printen van een boek over complexe getallen. Is daar een link van? /E I found it...

Grttzzz.
WLM

Each 2-port S-parameter has the following generic descriptions:

S11 is the input port voltage reflection coefficient
S12 is the reverse voltage gain
S21 is the forward voltage gain
S22 is the output port voltage reflection coefficient

http://en.wikipedia.org/wiki/S-parameters

Dit is echt gevoelig. Ik ben die spoel aan het "uitwringen" maar je wordt gek van alle invloeden. Echt alles beinvloed elkaar. Nu is dat wel allemaal eigenlijk wat extreem. De uitkomsten schelen 10nH of 0,5pF maar wel grappig en leerzaam.

Bij het meten van capaciteit heb ik denk ik de manier gevonden.
De condensator tussen de 30 en 60 graden meten levert een vrij reele waarde op maar is een ideale condensator niet 90 graden fase verschuiving. De smithchard geeft dan ook 0 ohm reeël aan. Dat lijkt me de netto condensator waarde. Dan is die styroflex 708pF terwijl hij bij 45 graden 695pF is. De marconi vind hem 685 (inclusief houder) en de voltcraft 688. Kortom ze zijn het niet eens.

De calibrator en tafelmultimeter (je hebt wel een grote tafel nodig :-) ) doen het alle twee. Mooi ding die HP, erg precies. Die ga ik veel gebruiken.

Op 18 augustus 2009 16:19:09 schreef rbeckers:

Voor de veiligheid bijv. een 2W of 5W 10dB externe verzwakker van bijv. Mini-circuits of JFW voorschakelen. Of een DC blocker.

@René

Kan ik gewoon een ndB attenuator op een DC-blocker plaatsen? Het wordt mij op die site van mini-circuits namelijk niet helemaal duidelijk. Het lijkt mij wel, maar toch maar even checken voor de zekerheid.

Ja, dat kan.
Wel zal het de meting een beetje beinvloeden.

Ook op radiobeurzen zijn die verzwakkers te vinden.

Je kunt ze ook zelf maken. Tenminste tot iets van een GHz is het niet zo moeilijk, daarboven wordt het wat lastiger.

Ik heb naast verzwakkers nog wat grof geschut voor als ik het niet zeker weet. Een kastje met een 10nF/3KV condensator erin. Een HF onverantwoorde verzwakker maar wel veel dB en veel Watt. Een uitkoppelaar. Dat is wel erg handig. Drie bnc's, een ringkern, potmeter en kastje. Twee bnc's zijn verbonden en de ringkern zit om de verbinding er tussen. De stroom door de doorgaande verbinding (naar antenne of dummy) veroorzaakt een stroompje door de ringkern wikkeling en via de potmeter gaat dat naar je scoop of SA.

@René

Ik heb deze kit van de week besteld. Dan kan ik i.i.g. veilig een beetje thuis raken in die materie. Dat het de meting enigszins beïnvloed had ik al wel verwacht, ik had in die AN van R&S al gezien dat ze voor het onderdrukken van ruis ook die attenuators stacken, maar om te beginnen safety before blowing up my SA. Ik gebruik deze application note om een beetje thuis te raken in de terminologie en de grootheden. De algemene theorie over spectraal analyse haal ik uit de application note (150) van agilent. Voorlopig ben ik hier wel even zoet mee.

@Fred

Ik ben nog niet voldoende thuis in de theorie van coax en verzwakkers. Dit zijn toch dingen die ik minimaal eerst moet beheersen voordat ik zelf zoiets ga maken en toepassen op mijn SA. Ik snap al niet eens waar een terminator voor dient en wat ze nou precies bedoelen met coax van 50 of 75 ohm. Do you?

Op 22 augustus 2009 12:33:01 schreef Pietdepiet:
..en zal ze zometeen solderen en testen. Dan meld ik het resultaat wel weer.

Yee, we gaan weer DC'en. Ik duim alvast.

In die formule staat o.a. -j/ωC. Dat klopt wel, maar het is misschien herkenbaarder als je schrijft: 1/jωC
De kreet jωC zul je nl. nog heel vaak tegenkomen.
Zoals je in het boek zult lezen, is 1/j gelijk aan -j (controleer maar op je rekenmachine :) ).

Dat we in de elektro niet de i maar de j gebruiken, is alleen maar omdat we de i al voor stroom bestemd hadden.

Woepimaster: Er is bij funkamateur een leuke serie boekjes. HF-Messungen für den Funkamateurdeel 1, 2 en 3 van Hans Nussbaum. De laatste gaat over de SA maar wel handig als je de rest ook weet. Hier vind je ze.

Duidelijk geschreven, veel practische probeer voorbeelden en wat schema's voor zelfbouw van hulpmiddelen.

Nijntje: Is die DC nog steeds niet werkend, zou je niet eens een ander ontwerp proberen, als deze na een jaar nog niet werkt is er misschien toch iets niet lekker in het schema. Anders moet je het nog eens posten dan bouw ik hem ook even. Dan kan ik misschien zien waar het probleem zit.

Hey fred, bedankt voor die tip. Daar heb je zeker ook je ruisgenerator vandaan. Uit deel 2 bedoel ik.

Alleen het ruisbron deel, niet de versterker die heb ik zelf berekend.

@FET
Die omschrijving had ik al door. Ik weet alleen gewoon niet wat een complex getal nou weer te zoeken heeft in die formule.

@Fred
Nee, dat valt wel mee denk ik. Het komt eerst door mijn prutswerk (lees soldeerkunsten) en het laatste half jaar ben ik er ook niet aan toegekomen. Ik had het druk met school en vooral saxofoon. Dat is nu minder, dus kan ik er weer mee verder.

Bedankt in ieder geval voor jullie hulp; de vragen die ik stel zullen voor jullie wel heel simpel en dom zijn, maar ik snap het niet;)

Als je geen complexe getallen zou mogen gebruiken, zou de impedantie van een condensator van dezelfde soort zijn als die van een weerstand: namelijk weerstandachtig. Hij zou dus vermogen opeten.

Maar we weten heel goed, dat een condensator best een impedantie van bijvoorbeeld 127 ohm kan hebben, maar toch geen vermogen verstookt. Hetzelfde geldt overigens voor spoelen. Deze impedanties zijn daarom zuivere reactanties.
Vandaar dus dat je dan niet 127Ω schrijft, maar (bij de condensator) -j 127Ω.
Een spoel heeft een positieve reactantie.

Bij positieve reactanties loopt de spanning 90 graden voor op de stroom. Bij negatieve 90 graden achter.

En bij gemengde impedanties, zoals 60 + j 83 Ω, ligt de faseverschuiving daar tussenin. Dit zou bijvoorbeeld een serieschakeling van een weerstand en een spoel kunnen zijn - of een èchte spoel, gewikkeld van heel dun weerstandsdraad... ;)

@FET

Ik heb geleerd dat de reactantie van een condensator gelijk is aan 1/2πfC en de reactantie van een spoel gelijk is aan 2πfL, dus XC en XL zijn beide frequentieafhankelijk. In het geval van L ijlt de spanning 1/2π rad voor op de stroom en in het geval van C ijlt de stroom 1/2π rad voor op de spanning.

Ik heb begrepen uit mijn boeken dat impedantie niet gelijk is aan reactantie. Volgens mijn boek is impedantie samengesteld uit een netwerk van R, XL en XC, waarbij de faseverschuiving willekeurig is tussen -1/2π rad en +1/2π rad.

Nou ik jouw verhaal lees begin ik te twijfelen aan mijzelf of ik dat verhaal juist geïnterpreteerd heb. Dat komt omdat je de begrippen impedantie en reactantie aan elkaar gelijk lijkt te stellen, terwijl ze volgens mij wel degelijk een andere definitie hebben. Of bedoel je, bij een condensator bijvoorbeeld, dat bij hoge frequenties de parasitaire eigenschappen zodanig gaan meetellen dat er eigenlijk geen sprake meer is van reactantie maar impedantie?

Volgens mij doet FET dat niet. Hij zegt het juist, alleen begint hij misschien wat verwarrend door te zeggen dat een condensator best een impedantie kan hebben van 127 ohm maar geen vermogen verstookt. Daarom is het een zuivere reactantie.
0 ohm plus of - jx is een reactantie.

Maar nu heb ik er ook nog een, Een impedantie kan ook bestaan uit een Xl en Xc, meestal zit daar ook R bij maar stel dat R nul is. Dan hebben we een twee reactanties die samen capacitief of inductief zijn. Je denkt een pure inductie te meten maar dat wordt vertekend door het capacitieve deel. Is het nu nog steeds een zuivere reactantie. Ik denk van wel maar dat is weer in theorie. Een echte zuivere reactantie is een ideaal element en die zijn zeldzaam. Er is altijd wat ohmse weerstand of ze moeten met supergeleiding aan de gang. Leuk idee voor een stabiele oscillator. ipv een oventje een stikstof bad.

Als je iets zwevend op blanke print maakt, wat is dan beter: enkel of dubbelzijdige print?

Impedantie is het algemene begrip: R + jX. R is het weerstandsdeel, X is het reactantiedeel.
Nu kan R nul zijn. Dan heb je een zuivere reactantie.

Het omgekeerde van weerstand is geleiding G, het omgekeerde van reactantie is susceptantie B.
Het omgekeerde van impedantie is admittantie Y = G + jB.
Ook geldt Y = 1/Z. Op die manier kun je bijvoorbeeld (*voor één frequentie*) een serieschakeling van R en C omrekenen naar een parallelschakeling van een andere R en C.

De "verwarring" is wat je zou krijgen als je geen "j" operator zou willen/kunnen gebruiken; dat was een antwoord op een opmerking van Miffus (Pietdepiet).

Een impedantie, opgebouwd uit XL en XC maar geen R, is ook een zuivere reactantie: hij neemt immers ook nu geen (gemiddeld) vermogen op, m.a.w. hij dissipeert niets.

Dat je in het dagelijks leven nooit zuivere reactanties ziet is waar, maar ook een beetje flauw. Dan zou je nooit kunnen rekenen. Ik zeg altijd maar: een echte spoel bestaat uit een ideale zelfinductie en een ideale verliesweerstand. :)

@pientertje: als je de print helemaal niet etst, dan kunnen de onderdelen die je er aan de ene kant boven monteert, niet de koperlaag aan de andere kant zien. Zo bekeken maakt het dus niets uit.

Dat je in het dagelijks leven nooit zuivere reactanties ziet is waar, maar ook een beetje flauw. Dan zou je nooit kunnen rekenen. Ik zeg altijd maar: een echte spoel bestaat uit een ideale zelfinductie en een ideale verliesweerstand.

Doe er nog een ideale condensator bij dan ben ik ook blij. Ik moet toch eens beter in wiskunde worden. Worden mij spoelen dat ook ideaal ;-)

Pienterje: ik gebruik altijd dubbelzijdig. enige wat zou kunnen gebeuren is dat wanneer je eilandjes freest en de onderkant ook aarde is (via een kastje ofzo) dat er een capaciteit ontstaat tussen het eilandje en de bodem. Meestal niet erg. Ik werk erg veel met eilandjes frezen en heb er eigenlijk nog nooit een probleem mee gehad. Tenminste zover ik toen wist ;-) denk nu dat sommige probleempjes daar toch wel eens mee te maken kunnen hebben gehad.
Voor hogere frequenties ga je dat feit gebruiken. Je kunt zo transmissielijnen en afgestemde kringen maken. De strip is dan de spoel en de capaciteit naar het ondervlak je condensator. Dat noemen ze microstrip. Zou ook op HF kunnen alleen wordt de printplaat dan wat groot :-)

Op 23 augustus 2009 22:02:11 schreef Frederick E. Terman:
Maar we weten heel goed, dat een condensator best een impedantie van bijvoorbeeld 127 ohm kan hebben, maar toch geen vermogen verstookt. Hetzelfde geldt overigens voor spoelen. Deze impedanties zijn daarom zuivere reactanties.

Dat wist ik niet;)

Bij positieve reactanties loopt de spanning 90 graden voor op de stroom. Bij negatieve 90 graden achter.

Maar als bij een zuivere reactantie de spanning 90 graden voor of achter loopt én bij een zuivere reactantie P=0 geldt. Dan zou de Sin[x]*Sin[x+of-90]=0 moeten zijn? Dat is echter niet waar. Dat snap ik niet. Of ben ik nu hele vreemde dingen aan het doen? Ik kan me sowieso niet goed voorstellen hoe de stroom/spanning nou voor kan ijlen op de ander.

Behalve dat stukje hierboven begrijp ik het denk ik wel ongeveer. (Nou liep ik weer vast in dat stuk over de Q, maar dat meld ik wel, als ik hier mee klaar ben).

Je moet dat zo zien. Een condensator is een vat water, eerst is het leeg, dan stroomt het vol. Er is dus wel een stroom en naarmate het vat voller wordt neemt de druk (spanning) erop toe. Bij een spoel is het andersom. Dat is een tuinslang met spuitkop, die staat helemaal onder spanning maar het duurt even voor er water uitstroomt. (is niet helemaal het zelfde maar het maakt het wat visueler)

Ik dacht dat een condensator 90 graden fasedraai gaf maar hoeveel graden het echt is hangt dus van de capaciteit af lijkt me. Hoe is die relatie, dat is vast te verekenen. Dan weet ik dus op welk punt van de fase ik de capaciteit kan bepalen (30-60 graden is zo'n groot stuk)

Helaas Fred, ik snap het nog niet.

De stroom water het vat in, is toch gewoon constant naar mate de spanning toeneemt? Ik zou me zelfs nog wel kunnen voorstellen dat de stroom afneemt naar mate de spanning toeneemt, maar hoezo betekent dat dan dat de stroom voorlicht op de spanning.
De tuinslang begrijp ik ook niet, als er spanning op staat, dan komt er toch ook water uit?

/e Valt mij nu pas op. Mag je je callnaam zelf kiezen? PA4TIM zal geen toeval zijn, Fred?

[Bericht gewijzigd door Pietdepiet op (11%)]

Impedantie is het algemene begrip: R + jX. R is het weerstandsdeel, X is het reactantiedeel.
Nu kan R nul zijn. Dan heb je een zuivere reactantie.

Okay FET, dat is in ieder geval niet in tegenspraak met de definitie en dat zijn voor mij -die definities dus-, als beginner, nou juist de dingen waar ik mij aan vastklamp.

De strip is dan de spoel en de capaciteit naar het ondervlak je condensator. Dat noemen ze microstrip.

Kijk fred, zo snap ik zelfs wat een microstrip betekent ;)

Ik dacht dat een condensator 90 graden fasedraai gaf maar hoeveel graden het echt is hangt dus van de capaciteit af lijkt me. Hoe is die relatie, dat is vast te verekenen. Dan weet ik dus op welk punt van de fase ik de capaciteit kan bepalen (30-60 graden is zo'n groot stuk)

Daar ben ik ook benieuwd naar. Volgens mij zit die relatie in de kantelfrequentie. Het 90 graden voor -en naijlen is van toepassing bij DC en neemt naarmate de frequentie toeneemt af, dus is ook afhankelijk van de capaciteit. Ik zou ook wel eens willen weten hoe je de faseverschuiving bij een bepaalde impedantie kunt berekenen :9

de tangens van de faseverschuiving (tussen spanning en stroom) is gelijk aan de de reactantie gedeeld door de weerstand; tan φ = X/R.

Bij zuivere reactanties gaat R naar nul; de tangens gaat dus richting oneindig, de faseverschuiving gaat dus naar 90°.

De fase tussen spanning en stroom is bij een (ideale, maar dat ga ik niet steeds zeggen) condensator altijd precies 90°.
Bij een (ideale :()spoel altijd precies -90°.
Dat hangt niet van de frequentie af. De verhouding tussen de grootte van spanning en stroom (de volts en amperes) natuurlijk wel; dat noemen we de reactantie en die gaat in ohms.

Bij andere impedanties ligt de faseverschuiving tussen spanning en stroom tussen de +90 en -90 graden. Bij een zuivere weerstand (dus als de reactantie nul is) is de faseverschuiving tussen spanning en stroom nul; spanning en stroom zijn dan in fase.

Zoals ik al eerder zei: een condensator of spoel dissipeert geen vermogen; hij neemt gemiddeld geen vermogen op.
Bij het laden (opbouwen van elektrisch of magnetisch veld) neemt het element natuurlijk wel energie op, en dus vermogen; maar bij het afbouwen van het veld, het ontladen, krijg je dat allemaal weer terug. Het product van SIN(x) * SIN(x + 90° ) is gemiddeld nul.

Gedachtenproefje: laat een wisselstroom door een condensator lopen. Zolang er stroom loopt, neemt de spanning toe (of af). Als de stroom nul is, verandert de spanning niet meer: die is op dat moment maximaal (of minimaal). Geloof je het nog niet, probeer dan een pan water te vullen, eerst met de waterstraal op maximum, dan afnemend naar nul. Als de waterstroom maximaal is, is de waterhoogte nog nul, maar als de stroom nul is, is de waterhoogte maximaal.

Op 24 augustus 2009 08:32:55 schreef fred101:
Doe er nog een ideale condensator bij dan ben ik ook blij.

Bij deze: plus een ideale condensator (opgebouwd uit de ideale capaciteitjes tussen de al even ideale windingen!).

enige wat zou kunnen gebeuren is dat wanneer je eilandjes freest en de onderkant ook aarde is (via een kastje ofzo) dat er een capaciteit ontstaat tussen het eilandje en de bodem.

Ja; maar de vraag was geloof ik voor montage op een ongeëtste print.

Het ideale aan ideaal is dat het altijd ideaal is :+

Als ik vanmiddag tijd heb, dan ga ik jouw redenering even nalopen. I.i.g. bedankt FET, ik heb altijd veel aan je uitleg.

Dank Fet, Ik ga een een condensator aan de analyser hangen en dat plaatje bestuderen. Het viel me namelijk al een keer op dat er een punt is waar hij op het smithchard precies loodrecht onder de nul van de reele as zat. Daar was de fase ook precies -90 maar op die site over meten stond dat je het 30-60 graden stuk moest pakken en daar bestaat de capaciteit uit een ohms en imaginair deel. Dat is wel de reele condensator en zat dicht bij de waarde die de C meter aangaf maar waarom dan -30 tot -60 graden ? (dat zit wel precies in de bocht van de impedantiekromme)

Ik weet de ideale condensator: de paracitaire capaciteit van een luchtspoel :-) Geen inductie, geen ohmse weerstand >:-) (OK die zijn er wel maar die horen al bij de spoel)