eine etwa 100m lange Übertragungsstrecke für NF/HF-Signale besteht aus verschiedenen Kabeln, deren Wellenwiderstände im Bereich von 50...100 Ohm zum Teil nicht genau bekannt sind. Da diese Kabel nicht ausgetauscht werden können, möchte ich die Wellenwiderstände über geeignete Netzwerke anpassen.
Wo kann man dazu ein Meßgerät ausleihen, mit dem sich der Impedanzverlauf auf der gesamten Übertragungsstrecke messen läßt? (Ich weiß, dass das nicht gerade umsonst zu haben ist.) Über personelle Hilfe zu diesem Problem denke ich auch nach.
hat da wirklich jemand einzelne Kabelstücke mit so unterschiedlichen Wellenwiderständen zu einer Strecke mit der Gesamtlänge 100 m hintereinander geschaltet?
Geht es eigentlich um Koaxkabel, welche Frequenzbereiche sind mit NF und HF hier gemeint? NF und HF über verschiedene getrennte Kabel?
Bei NF bis 20 kHz und einer Kabellänge von 100 m sollten die Wellenwiderstandsprünge eigentlich noch nicht so kritisch sein, bei 20 kHz wäre die Wellenlänge auf dem Kabel 10 km, da liegen 100 m noch deutlich unter einer Viertelwellenlänge von 2,5 km.
Noch nicht, der Aufbau erfolgt erst noch. Die Art der Kabel richtet sich nach den speziellen Erfordernissen des jeweiligen Abschnitts der Übertragungsstrecke.
Es geht nicht nur um Koaxkabel. Der gesamte zu übertragene Frequenzbereich beträgt etwa 0Hz...20MHz.
na dann sollte man wenn irgend möglich doch einfach den gleichen Kabeltyp über die gesamte Strecke benutzen. Es wird doch hoffentlich ein Kabel geben das für alle Abschnitte der Strecke geeignet ist, auch wenn das etwas teuerer sein mag. Auch wenn man kein 100 m langes Kabel in einem Stück verlegen kann empfiehlt es sich die einzelnen verlegten Stücke aus der gleichen Kabeltrommel zu schneiden.
da sollte man auch an die frequenzabhängige Dämpfung des Kabels denken. Bei einem 75 Ohm Videokabel werden z.B. folgende Dämpfungswerte auf 100 m angegeben, bei 1 MHz 1,1 dB, bei 5 MHz 2,5 dB und bei 10 MHz 3,5 dB, bei 20 MHz wäre noch mit deutlich mehr zu rechnen. Bei einem anderen Kabeltyp für 10 MHz 1,9 dB und für 100 MHz 6,1 dB, es ist also auch im Bereich zwischen 10 und 20 MHz mit einer deutlichen Zunahme der Dämpfung zu rechnen.
mit: ZB=ZL*(1+r1)/(1-r1) Eingangsimpedanz der Leitung ZB1L=Eingangsimpedanz mit leerlaufendem Ausgang ZB1K=Eingangsimpedanz mit kurzgeschlossenem Ausgang r1=Reflexionsfaktor am Eingang
Alle Größen sind komplex und frequenzabhängig.
Mit Leitungbelägen: ZL=sqrt((R'+j*omega*L')/(G'+j*omega*C'))
Es müßten ZB1L und ZB1K _komplex_ bestimmt werden, das geht natürlich mit einem Networkanalyzer, der aber astronomisch teuer sein dürfte. Er wird das sicher über den Reflexionsfaktor r1 machen, ich selbst habe das schon mal gemacht. Es ginge alternativ auch über das Stehwellenverhältnis s1, damit passen doch Funkamatuere ihre Antennen an, damit die Endstufen nicht hochgehen.
r=(s-1)/(s+1)
Ich vermute nur, daß auch unter Funkamateuren lediglich der Betrag gemessen wird.
Um komplexe Impedanzen zu bestimmen, könnte ich mir im einfachsten Fall einen Sinusgenerator, HF-Voltmeter für _Beträge_ von Spannungen und Scope vorstellen. Bei 20 MHz wird es aber auch hier eng, ein genaueres Voltmeter bei 20 MHz würde dann hier das Problem sein. Falls so eine Messung erwünscht sein sollte, könnte ich es mal raussuchen.
Vor sehr langer Zeit habe ich mal 1 Stück Koaxleitung ausgemessen inclusive Belägen. Dazu hatte ich aber noch die Laufzeit mit pS-risetime-Impuls und Sampling-Scope gemessen. Wie ich das genau gemacht hatte, müßte ich aber heraussuchen. Es war etwas ähnliches wie RG58, nur 75 Ohm. Soweit ich mich erinnere, war ZL erstaunlicherweise reell und konstant über einen großen Frequenzbereich, so als wenn die Beläge genau ausbalanciert worden wären. Das wird vermutlich nicht bei allen leitungen so sein, deshalb müßte man evtl. den Frequenzgang messen.
Alternativ wenn es nur um die Identifikation von Kabeln geht, oder für eine grobe Wellenwiderstandsmessung, reicht auch ein Puls (zur Not auch Rechteckgenerator) und ein Oszi.
der weiter unten von Dir angegeben Frequenzbereich legt Ger=E4te z.B. von Wandel & Goltermann nahe. Schau mal in dem Bereich, die Ger=E4te aus den 80er bis 90er Jahren decken das ziemlich gut ab. Und sowas sieht man =F6fters gebraucht in ebay auftauchen. Oder, da Du nach ausleihen fragst: Postdienste (=E4hem, Alt-Telekom) hat sowas gelegentlich noch im Me=DFger=E4te-Lager. Also falls Du jemanden in der Richtung kennst, fragen schadet nicht ,-)
Wenn es wirklich Kabelstücke unterschiedlicher Wellenwiderstände sind, dann wird deine Impedanz stark Wellenlängenabhängig sein. Bei 20MHz hast du eine Wellenlänge von ca. 15m. Da wirken sich Kabelstückchen von 3m schon heftig aus. Als Fausformel kann man sagen: alles was unter Lambda/100 liegt kannst du komplett ignorieren. In dem Fall wären das Kabelstücke bis 15cm. Je nach Anwendungsfall kann es sein, das auch ein Kabelstück von 1m kein Problem darstellt. Wenn die Wellenwiderstände sich nicht groß unterscheiden, gibt es gar kein Problem. Eventuell sind sogar +- 20% akzeptabel, kommt auf deinen Anwendungsfall an.
Paralleldrahtletungen, bei denen die Adern Kreisquerschnitt haben, haben normalerweise keinen Wellenwiderstand, der deutlich kleiner als 100 Ohm ist. Wesentlich größer als 100 Ohm geht nur mit Abstandshalter (z.B. die alten 240 Ohm Antennenleitungen).
Das geht nur mit eng nebeneinander liegenden flachen Leitern oder mit Koaxkabeln. Bei Koaxkabeln hast du selten mehr als 75 Ohm.
Bei Paralleldrahtleitungen mit kreisförmigem Aderquerschnitt, deren Abstand nur durch die Stärke der Isolierung vorgegeben ist, würde ich einfach von einem Wellenwiderstand von 100 - 120 Ohm ausgehen. Der Absolutquerschnitt der Adern ist dabei uninteressant.
Trotzdem würde ich versuchen, das ganze aus einem Stük anzufertigen. Bei
100m sollte das doch kein Problem sein.
Messen kann man übrigens auch mit einem halbwegs schnellen Oszilloskop. Einfach Nadelimpulse auf das Kabel schalten und die Reflexionen betrachten. An jeder Stelle, wo sich die Impedanz ändert, gibt es dann eine Teilreflexion. Wenn man an das Kabelende dann ein Poti anschließt, kann man auf minimale Reflexion abgleichen. Der eingestellte Widerstandswert entspricht dann in etwa der Kabelimpedanz.
Ich habe das mit 74AC04/74AC14 in SMD gemacht, da kommen schön steile Pulse 'raus - 1 Gatter als Oszillator, die restlichen 5 parallel als Leitungstreiber. Wenn man den Serienwiderstand am Ausgang variiert, läßt sich der Wellenwiderstand von unbekannten Kabeln recht gut bestimmen.
cu Michael
--
Some people have no respect of age unless it is bottled.
ElectronDepot website is not affiliated with any of the manufacturers or service providers discussed here.
All logos and trade names are the property of their respective owners.