Jongensradio anno 2007 Deel 8

Ik heb de spoel gemeten. De eerste link is een plaatje van de spoel op de analyser van 0,1 tot 1,5MHz. De tweede een plaatje van een nieuwe functie sinds de laatste update, een LCR meter en een QL en QC meting. Bij 5MHz is het trouwens geen spoel meer, de vna ziet hem dan een 41pF condensator >:-) maar zijn Q is daar 138. De Q op werkfrequentie is 35 bij 750KHz. De beste Q is iets hoger 38. Dat is best goed denk ik. Hij is mooi optimaal in het goede gebied. 300 wordt wat lastig op zo'n lage frequentie (Z). De onbelaste Q zou volgens de software 397 zijn. Twee hele goede spoelen uit mijn eerste spoeltest erbij gepakt. Dat is een heel ander verhaal qua capaciteit waardoor ze hoger in frequentie bruikbaar zijn en dus een hogere Q hebben. Die zijn bij 10MHz +400 maar bij 750KHz ook niet veel meer dan het slachtoffer. Eigenlijk zou er een soort gewogen Q moeten zijn die frequentie onafhankelijk wordt gemaakt, een soort ratio (in dB :-) ) zodat je geen appels met peren vergelijkt.

http://www.hamforum.nl/download/file.php?id=1841&mode=view
http://www.hamforum.nl/download/file.php?id=1842&mode=view

Hmm, dat eerste plaatje begrijp ik niet helemaal. Staat daar nou de capaciteit tegen de frequentie uit? Die hoort toch constant te zijn? Net als de zelfinductie?

Hoe zit eigenlijk met die Q, wanneer is iets goed? Hij kan in theorie van bijna 0 tot oneindig gaan.

Wat een hoge weerstand (35 ohm). Hoe kan dat; dat is de draadweerstand toch niet?
Wel weer een smakelijke display van toepassingen van die VNA overigens.

Ja dat klopt. Capaciteit en inductie zijn frequentie afhankelijk. Een meter werkt meestal bij 1 of 10KHz dan heb je nog weinig last van paracitaire bijwerkingen. De inductie en capaciteit wordt meestal ergens rond de 60 graden gemeten. http://www.hamforum.nl/download/file.php?id=1759&mode=view
Hier zie je een 2p2 condensator en je ziet dan dat hij bij 60 graden dan in de buurt van zijn opgegeven waarde zit.

De Q is ook frequentie afhankelijk.

FET: dat vond ik ook raar en dat verlaagd de Q. Als je dat zou verrekenen naar 3 ohm dan wordt de Q veel hoger. Bij 5MHz geeft hij maar een paar ohm aan. Ik zal hem eens vragen wat dat precies weergeeft. Misschien de koperweerstand, skinverlies en verliezen in duthouder en coax ofzo.

[Bericht gewijzigd door fred101 op (24%)]

Nu wordt het vreemd. Maar als je dan in de winkel een bepaalde C koopt van bijvoorbeeld 10pF. Is dat dan 10pF voor gelijkspanning?

Als je dan een C en een L in een LC-kring zet zullen ze in resonantie zijn. Ik dacht altijd dat als je er dan een stroom op een andere frequentie door liet lopen, dat de Z steeds groter zou worden, naar mate de frequentie steeds meer afwijkt van Fres. Maar als de C en L afhankelijk zijn van de frequentie, dan verandert de Fres toch ook? Of is het zo dat C en L zó veranderen dat het nettoverschil in LC=0 geldt?

Wat bedoel je met die graden? Dat zal niet de graden zijn die ik voortdurend ben tegengekomen bij de impedantie, want die hoek is afhankelijk van R en niet van de frequentie.

Dat de Q frequentie-afhankelijk wist ik wel.

[Bericht gewijzigd door Pietdepiet op (37%)]

Ik zou het toch ook nog eventjes meten met een 1:100 probe, 100pF en een signaalgenerator. Even de 3dB punten opzoeken.

Je moet bedenken dat zo'n VNA niet echt geschikt is om hier de Q-factor te meten. Volgens mij had je het over 200 microhenry. Da's een impedantie van zo'n 1kOhm rond 1MHz. Als je een Q-factor van rond de 100 hebt, heb je dus een resistief deel van rond de 100kOhm. Ik vrees dat de VNA zelfs na goed ijken daar erg veel moeite mee heeft, aangezien hij zelf meet met 50 Ohm.

Zal ik eens proberen.

FET: dit is het antwoord van de ontwerper:

the R contains all energy losses, dc, skinn, radiation, magnetic...
It is simply the equivalent circuit that is being calculated from the ac reflection coefficient. E.g. if you have a metal sheet close to your coil, that will dramatically increase R due to Eddy currents.

En als je de foto hebt gezien dan zie je daar een heeeel grote metaal plaat dus good old Eddy is to blame (alleen ken ik Eddy nog niet dus dat wordt even zoeken)

Fred,

http://nl.wikipedia.org/wiki/Wervelstroom

http://en.wikipedia.org/wiki/Eddy_current

Leuk Fred, zo snel antwoord.

Ik vind het leuk, zo veel tegelijk te kunnen meten aan een onderdeel. Heel educatief ook.
Neem nou jou spoel. Op 100 kHz is hij 200µH, en op 756kHz al 258µH.
Dat is natuurlijk het effect van zijn parallel-capaciteit. Hoe groot is die? Als je het narekent uit bovenstaande gegevens, kom je op zo'n 46pF.

Nu heb je dus een parallelkring van 200µH en 46pF. Hoe gedraagt die zich op 5 MHz? Dat kun je uitrekenen, en dat is: als een C van 41pF. Check! klopt.

En ze hebben samen ook een parallelresonantie. Ook die is te berekenen, en dat blijkt 1,66MHz te zijn. Dat is nèt van de schaal af, maar kijk eens hoe de Z omhoog schiet aan het eind? Dat klopt ook wel.

Als de Q alleen door een zuivere serieweerstand veroorzaakt zou worden, in serie met de L dus, dan zou die Rs 27Ω moeten zijn (want de eigenlijke L is maar 200µH!).
Op 5MHz zou dat een Q van 230 oplveren. Dat klopt niet; hij is daar maar 138. Dat betekent alleen maar dat de Q niet alleen door serie-R wordt 'veroorzaakt'. Er moeten ook parallel-achtige verliezen zijn.
Als je 't narekent, blijken die goed te zijn voor ongeveer Rp= 2MΩ.

Op 7 oktober 2009 09:49:32 schreef Pietdepiet:
Nu wordt het vreemd. Maar als je dan in de winkel een bepaalde C koopt van bijvoorbeeld 10pF. Is dat dan 10pF voor gelijkspanning?

Ja, eigenlijk wel. Of er moet bij staan: gemeten op zoveel MHz. Dat zie je ook wel eens.
Een theoretische, zuivere C blijft natuurlijk zijn waarde houden. Maar een echte heeft aansluitdraden, en die hebben zelfinductie.
Er komt dus, als je steeds hoger gaat, een frequentie waarop de hele boel in serieresonantie is. En al ruim voor die tijd zie je de capaciteit afnemen.
Zo heeft iedere condensator een serieresonantie. Ieder spoel heeft een parallelresonantie. En dat zijn nog maar de eenvoudigste..!

Een condensator heeft meestal een diëlectricum.
Dat zorgt ook voor verschillen bij verschillende frekwenties.

Er zijn niet voor niets zoveel types condesatoren.

Fet, zou jij mij (evt. in een mailtje als dit te ver offtopic gaat) kunnen uitleggen hoe jij uitrekent wat de parallel-capaciteit is? Ik heb een poging gedaan, maar kom niet goed uit.
Ook dat deel over hoe dat zich gedraagt op een bepaalde frequentie heb ik geprobeerd, maar kwam ik anders uit.

Verder, jij zegt, op die resonantie schiet Z omhoog, maar Z is toch juist 0 als het in resonantie is, anders zou die resonantie toch uitdoven?

Fet, zou jij mij (evt. in een mailtje als dit te ver offtopic gaat) kunnen uitleggen hoe jij uitrekent wat de parallel-capaciteit is?

Zou wel mooi zijn als je dat in dit topic doet, dan kunnen wij (de readers) ook meegenieten.

Ik wilde net even de gevoeligheid van me ontvanger opmeten, blijkt dat die grote oude HP (6840? ofzo) die ik van jou heb gekregen het niet meer doet. Ik gebruik meestal de hp3200b, want daar kan ik wat makkelijker bij.
Maar er komt helemaal geen output uit, de modulatie-wijzer wiebelt wat als ik aan een paar knoppen zit. De power-meter doet niets, maar ik kan me vaag herinneren dat die ook kapot was.

Jij hebt misschien enig idee waar het aan kan liggen...

Of zit er een beveiliging op die de output pas open gooit na een hele tijd?

@fet: Nou ga je ervanuit dat de meting perfect is. Maar ik geloof niet dat het erg makkelijk is om het verschil in reflectie te meten tussen 1MOhm en 500kOhm bij een 50 Ohm lijn...
Misschien ook interressant om dit eens te meten (gewoon afsluiten met weerstandjes). Dan weet je meteen vanaf welke impedanties het niet niet meer te vertrouwen is. Zeker als je SMD-weerstandjes als afsluiting neemt, dan zullen de weerstanden het de eerste paar honderd MHz nog wel goed doen.

@(Z)weetvoetje
Als ik morgen tijd heb zal ik wat PI-verzwakkers uit "gewone" en smd weerstanden meten.
SMD is, afhankelijk van type, zeker bruikbaar tot boven 1GHz.

Mbt die HP. Heb je een schema?

HP608C is het model. Ik heb geen idee, hij deed het toen gewoon goed. Die meter deed het toen al niet maar de output was goed. Het is geen complex ding, zit er geen buis los ?

Ik heb vanmiddag voor de grap een oscillator voor 145MHz gemaakt. Best een groot afstem bereik in frequentie. Hij gilt van 20 tot 200MHz. Je zit alleen zo fout. Een varicap en LF generator eraan en ik hoorde hem in FM op 140 maar de output op de SA zakte ook een paar dB in. Toen ik de span vergrote bleek ik op de 3e harmonische te zitten. Met de varicap eraan kelderde dus gelijk de frequentie (logisch) Maar waar ik wel wat van schrok is de rotzooi. Het signaal was tot over de 1GHz aanwezig en het scheelde hooguit 15dB tussen 1GHz en 100MHz. Niet te geloven dat er mensen ongefilterd met 5 of 10W in de weer gaan. Met een counter er aan loopt het signaal zo'n 1 a 2 KHz op en neer. Voldoende voor een 2M ontvangertje zoals een paar blz terug werd voorgesteld. Oja de oscillator is er een negatieve weerstand oscillator met twee 2n3904 torretjes. Soort Wunderhorn dus. Staat in het boek van Hayward, ik had geen zin om op dat punt het wiel opnieuw uit te vinden :-)

Nu nog de rest bedenken. Ik heb nog nooit iets met FM gedaan dus dat moet ik uitzoeken. Ik zat te denken aan een voorfiltertje, preampje, dan een mixer naar 10MHz (of 600KHz waar FET een idee voor had) en daarna detectie en audioversterking. Ook een filter voor de oscillator natuurlijk.

Iemand nog ideetjes. Het moet modulair blijven en makkelijk nabouwbaar. Dan kan men het nagelang de kennis/ervaring in stapjes uitbreiden met bv een squelch, pll, audiofilters en misschien zelfs ssb en een zender.

Op 7 oktober 2009 17:39:39 schreef (Z)weetvoetje:
@fet: Nou ga je ervanuit dat de meting perfect is. Maar ik geloof niet dat het erg makkelijk is om het verschil in reflectie te meten tussen 1MOhm en 500kOhm bij een 50 Ohm lijn...

Nee, dat is helemaal niet waar het om gaat. Ik laat alleen zien dat als de Q 35 is op 756kHz, en 138 op 5MHz, dat de verliezen dan DUS niet alleen door een serieweerstand veroorzaakt kunnen worden. Vervolgens reken ik voor welke parallelweerstand "past" in de metingen. Een meting van een Rp was nooit aan de orde.
En in werkelijkheid worden de verliezen natuurlijk door een myriade van kleinigheden veroorzaakt, allemaal samen. De VNA kent ze samen toe aan een serieweerstand - dat mag, maar die Rs is dan wel óók weer frequentieafhankelijk.
Neemt niet weg dat een proefje met het rechtstreeks meten van hoogohmige weerstanden wel interessant is, al ging het daar in mijn verhaal niet over.

@Nijn: een parallelkring heeft op zijn resonantie natuurlijk juist een hóge impedantie. De spanning op L en C is dezelfde (parallel!). IL loopt 90° achter op U; IC juist voor. De twee stromen zijn dus in tegenfase met elkaar.
Het uitwendige circuit hoeft alleen de totale stroom te suppleren; en die is dus nagenoeg nul.
Anders gezegd: de stroom loopt rondjes door L en C (omhoog door L en weer omlaag door C, en dan weer andersom), en van buiten af hoeven we alleen een klein beetje stroom bij te voegen om de verliezen aan te vullen.

Het uitrekenen van die parasitaire capaciteit in de spoel gaat gewoon met de resonantieformule. Het gaat hierom: wèlke condensator vormt samen met een L van 200µH een parallelkring die op 756kHz dezelfde reactantie heeft als een enkele spoel van 258µH?
Nu, die reactantie kun je uitrekenen. Daarna haal je die 200µH er af, en wat er overblijft moet die C zijn. Gebruik de formule voor het parallelschakelen van reactanties (dat gaat net als bij weerstanden, maar pas op: reactanties kunnen negatief zijn).

@FET: ja, op die manier. Dan snap ik wat je bedoelde...
Mijn punt was vooral dat ik de meting niet helemaal vertrouw.

@fred: Dan zal ik eerst eens kijken of alle buizen het doen.
Als je de versterking wat terugschroeft worden de harmonischen waarschijnlijk ook zwakker.
Maar dat maakt toch allemaal weinig uit, als je er toch een klasse C eindtrapje achter hangt. Gewoon een kwestie van goed filteren...
Leuk project!

Ben hier nog bezig met de laatste verbetering aan de kortegolf-set. (maar op een project dat al 3 jaar loopt kost dat vast ook nog een hele tijd :P)

Ik heb nu een lpf gemaakt achter de oscillator en dat even in mijn losse experimenteer mixer gemixed met de meetzender. Dat gaf een keurige 10MHz.

Ik wilde het eens anders doen en heb een uur zitten reken op het filter maar daar klopte geen hout van. Zie ik net in een ander topic FET zijn uitleg. Gelijk maar uitgeprint en nu ga ik het nogmaals proberen als ik er tenminste achter kom wat hoe dat Rad deel moet (ik denk dat ik dat wel vind)

[Bericht gewijzigd door fred101 op (11%)]

Weet je niet wat radialen zijn dan? Je kent toch hopelijk ω wel?

Er gaan precies 2π radialen (stralen) in een cirkelomtrek. Dus één keer rond, is gelijk aan 2π de straal.. dus 2π radialen.

20 miljoen keer rond per seconde is dus bijna 126 miljoen radialen per seconde. Of maak ik het nou te simpel?

Ik kan er nu mee rekenen maar snappen deed ik het niet. Het is dus radialen en niet de RAD stand van je rekenmachine waarbij er (dacht ik) 400 graden in een circel zitten ipv 360. Maar nu is het duidelijk. Ik heb mijn berekende filter in RFsim99 gezet en hij klopte precies :-) Leuk hoor, wiskunde. Ik zag nu ook ineens waaruit de Thompson formule voor resonantie van af is geleid. Die bestaat uit een afleiding van Xl=Xc. Er zitten meer verbanden dan ik altijd dacht.

Ik ben al wat verder met het ontwerp van de 2 meter set. Ik wil een balanced mixer maken om naar 10MHz terug te gaan. Er na moet een bandpass"trafo" en de secundaire kant dan gelijk als balun. Nu moet de trafo ook de hoge uitgangsimpedantie van de RF trap omzetten naar een lagere waarde voor de volgende trap. Nu is dat voorbeeld en ook de voorbeelden in mijn boek altijd van 50 ohm naar 50 ohm. Maar hoe ga je nu van bv 400 ohm naar 50 ohm zonder trafo. Dat is dus eigenlijk wat een tuner ook doet maar hoe bereken ik dat ?

Met een L-netwerk?

RAD op het rekentuig is wel radialen, maar op een rekenmachine heb je weer geen Herz.
1 Herz = 360 graden per seconde = 6,28 radialen per seconde.

GRAD is de instelling van 400 decimale graden in een cirkel.

Op 7 oktober 2009 21:49:09 schreef Frederick E. Terman:
@Nijn: een parallelkring heeft op zijn resonantie natuurlijk juist een hóge impedantie. De spanning op L en C is dezelfde (parallel!). IL loopt 90° achter op U; IC juist voor. De twee stromen zijn dus in tegenfase met elkaar.
Het uitwendige circuit hoeft alleen de totale stroom te suppleren; en die is dus nagenoeg nul.
Anders gezegd: de stroom loopt rondjes door L en C (omhoog door L en weer omlaag door C, en dan weer andersom), en van buiten af hoeven we alleen een klein beetje stroom bij te voegen om de verliezen aan te vullen.

Dat snap ik en kan ik begrijpen. Hoe zit dat dan met een seriekring? Ik snap dat de impedantie dan nul is (ik ga even van een ideale situatie uit) want Xc=-Xl en Z=Xc+Xl => Z=0. Maar hoe zit dat met die stromen? Hoe leg je via die stromen die resp. 90* voor en na-ijlen uit dat Z=0?

Het uitrekenen van die parasitaire capaciteit in de spoel gaat gewoon met de resonantieformule. Het gaat hierom: wèlke condensator vormt samen met een L van 200µH een parallelkring die op 756kHz dezelfde reactantie heeft als een enkele spoel van 258µH?
Nu, die reactantie kun je uitrekenen. Daarna haal je die 200µH er af, en wat er overblijft moet die C zijn. Gebruik de formule voor het parallelschakelen van reactanties (dat gaat net als bij weerstanden, maar pas op: reactanties kunnen negatief zijn).

Oké, gedaan en volgens mij gelukt. Ik kwam alleen uit op een kleine 50pF, maar ik heb nergens afgerond, dus als jij dat wel hebt gedaan, zal het daar wel aan liggen.

@Fred, die afleiding had ik 2-3 weken geleden ook opeens door:)

Een seriekring heeft op zijn resonantie een lage impedantie. De stroom door L en C is dezelfde (serie!). UC loopt 90° achter op I; UL juist voor. De twee spaningen zijn dus in tegenfase met elkaar.
Het uitwendige circuit hoeft alleen de totale spanning te suppleren; en die is dus nagenoeg nul.

't Is altijd feest met copy en paste! :)

Als ik de parasiet uitreken uitgaande van 200uH en 258uH kom ik ook op zo goed als 50pF, dus dat hebben we nu hetzelfde.
Ik denk dat ik eerder een iets nauwkeuriger berekening heb gemaakt, die er van uitgaat dat de "kale" L niet precies 200 uH is, omdat je ook op 100 kHz al wat last hebt van die Cp. Maar dat geloven we verder wel. :)

Voor Fet en (Z), maar de rest mag ook kijken hoor ;-) hier wat plaatjes van weerstandsmetingen. De vna heeft moeite met grote weerstanden. Dit is eigenlijk logisch want hij bepaald dit aan de hand van de return loss en de directivity van de coupler bepaald dus feitelijk de resolutie.
Tot ongeveer 1K gaat het prima, mischien hoger nog dat heb ik niet getest maar bij 6K8 is het al dubieus. Tenminste de LCR meter optie. De weerstandswaarde die in het plaatje in de commentaar regel boven de grafiek staat is gemeten met een 4 punts meting. Hier de plaatjes, sommige zijn niet geschikt voor jeugdige kijkers >:-)

http://www.hamforum.nl/viewtopic.php?f=80&t=1169&p=4845#p4845

Ja, Fred, da's precies mijn punt van een eindje terug. De reactantie van de spoel is dus ongeveer 1kOhm. Daar zit je dus al aan het einde van het meetbereik. En omdat hij de Q-factor moet bepalen moet ie heel precies, op een paar graden nauwkeurig de fase meten. Daar zit je dus al heel snel met wat afwijking.

Ik heb de hp608 nog even aan de tand gevoeld. Er zit een kapotte 6bc4 in als buffer voor de HF-versterking. Nou heb ik dat ding naturlijk niet in voorraad. Dus als er mensen zijn die er eentje kunnen missen :)
Als ik dit buffertje overbrug, dan krijg ik wel netjes output. De power-meter slaat trouwens wel netjes uit. Wat was eigenlijk het probleem met de power-meter?