Experiment Leitungsübertrager
Teil 2
Im 1. Teil wurde das Prinzip Leitungs-Übertragung und -Transformation betrachtet.
Als Generator wurde der unsymmetrische FA-VA3-Ausgang mit ungefähr 1mW Ausgangsleistung verwendet. Da bei diesem Gerät der Masse-Anschluss das Metallgehäuse einschließt, war es notwendig das Gehäuse nach außen isoliert zu betreiben, so dass man bei direktem Anschluss an die Schaltung von einem symmetrischen Ausgang bei f= 3MHz ausgehen kann.
Bei den folgenden Versuchen wird als Generator die Vorstufe zu meiner 300W-Enstufe, einschließlich LPF verwendet. Die Frequenz beträgt f= 3,7 MHz. Die Ansteuerung der Versuchsanordnung erfolgt mit P = 1W, unsymmetrisch über eine Koaxialkabelverbindung.
Wie Abb. 11 bzw. Skizze 6 zeigen, ist dem zu untersuchenden Leitungsübertrager 1:4 ein Symmetriertrafo 1:1 (Wicklungsprinzip) vorgeschaltet. Dessen Ausgangswindung ist mit einem Mittelabgriff versehen um symmetrische Messungen an dem nachfolgenden L-Übertrager vorzunehmen zu können.
Im Vergleich zu den Vorversuchen in Teil 1, ist der L-Übertrager hier mit einer handelsüblichen 2-Drahtleitung 2 x 1,5mm2 bewickelt. Gemessen mit dem Netzwerktester dürfe der Wellenwiderstand bei ungefähr 100 Ohm liegen und dürfte somit der Forderung RL= √(Ri x Ra) nahekommen.
Das ausgangsseitige Symmetrierglied ist mit einer altersschwachen 240-Ohm Antennen-2-Drahtleitung bewickelt.
Abb. 41 zeigt die Signalverläufe am Eingangstrafo auf der Versorgungsseite am Eingang Messpunkt E und auf deren Ausgangsseite zwischen E1-E2 mit gleicher Amplitude, die einer Leistung von P= 1W entsprechen.
Abb. 42 zeigt das Ausgangssignal des L-Übertragers A1-A2 mit annähernd doppelter Amplitude, bezogen zu dessen Eingangssignal E1-E2.
Die Abb. 43 stellt das Ausgangssignal am Abschlussw. Ra=200 Ohm, einschließlich der gesamten Schaltung, bezogen nun wieder auf das Eingangsignal E auf der Versorgungsseite.
Die beiden Signale E1-M und E2-M in Abb. 44 sind die Eingangssignale zum L-Übertrager bezogen auf den Nullpunkt M, wie zu erwarten 180° phasenverschoben mit jeweils gleicher Amplitude.
Das gleiche gilt auch für die Ausgänge A1 und A4 mit den Signale A1-M und A4-M (Abb. 45) mit annähernd doppelter Amplitude, entsprechend der Spannungs-Übersetzung 1:2 bzw. dem R-Verhältnis 1:4.
Abb. 46 zeigt die S-Spannung der beiden Ausgänge A1 gemessen zu A4 mit annähernd dem Ausgangswert an Ra in Abb. 43.
In Abb. 47 zeigt den Spannungsverlauf am Messwiderstand Rm = 0,1 Ohm bezogen auf den Null- oder Symmetrie-Punkt M. Dieser Wert A2A3-M mit 0,11 Vss zeigt nach meiner Ansicht auf eine gute Symmetrie der Eingangsschaltung und der beiden Leitungszweige hin.
In Abb. 48 ist der Spannungsabfall am Messwiderstand dargestellt, dessen Verlauf proportional zum Stromverlauf zwischen den Leitungszweigen ist.
Dieser Querstrom beträgt :
Iss = DU/RM = 0,083Vss / 0,1 Ohm = 0,83 Ass
als Effektivwert I = Iss / (2 x 1,414) = 0,3 A bei P = 1W
umgerechnet auf 100W : Iss = 0,83 Ass x √ (P2 / P1) = 0,83 Ass x 10 =
8,3Ass entsprechend I = 3 A
Nicht berücksichtigt bei den ganzen Betrachtungen sind Messtoleranzen,
Fehlerbetrachtungen usw. .
Dieser Verbindungspunkt A2A3 stellt so etwas wie einen Spannungsknoten bzw. ein Strombauch dar.
Als Ergänzung ist noch ein einfacher Kompensationsversuch erwähnt.
In Abb. 49 ist der Frequenzgang der hier verwendeten Schaltung über 1 - 40MHz als SWR-Verlauf gezeigt.
Versuchsweise wurde auf der Eingangsseite im Bereich E eine Kapazität von 33pF parallel eingefügt.
Die Auswirkung ist in Abb. 50 zu sehen. Im mittleren und höheren Frequenzbereich ist eine merkliche positive Veränderung bemerkbar.
28.09.2017 DK1KK