Warum Leistungsanpassung bei HF

ja, nur hast Du bisher immer von Endstufen gesprochen, von einem Generator wird sie angesteuert

Du schriebst die Endstufe wird an das Kabel angepasst

sicher

woher wissen die stehenden Wellen auf welcher Art von Leitung sie sich befinden?

wenn Z!=Ra ist dann ist automatisch Z!=Ri, davon abgesehen gibt es keine zurücklaufende Leistung, nur stehende Wellen auf der Leitung

Z wie es der Senderausgang sieht ist die über das Kabel reflektierte und eventuell transformierte Impedanz an der Antenne

ich nicht, weil Z nur bei impedanzrichtigem Abschluss das aufgedruckte Z ist

dann gibt es auch keinen Rücklauf

Nein, mit den variablen Komponenten des Ausgangsschwingkreises, sofern vorhanden, stelle ich Leistungsanpassung her

ich will aber gar nicht transformieren und trotz Leistungsanpassung bleibt die Fehlanpassung Z!=Ra und ich habe stehende Wellen auf der Leitung

Peter Voelpel ( snipped-for-privacy@t-online.de) postete:

Ich sprach von Widerständen bzw. Impedanzen.

Es geht um den angestrebten Betriebsmodus. Will man die angepasste Speiseleitung haben, macht man u.a. Ri=Z.

Und bei Ri = Z != Ra haben wir stehende Wellen und es wird die rücklaufende Welle nicht an der Endstufe reflektiert.

Mit Z ist jeweils die "aufgedrucke" Impedanz des Kabels gemeint.

Und genau dies beschreibt den Normalfall beim Einsatz von HF-Verstärkern. Ich bestreite nicht, dass es unbedeutende Sonderfälle gibt, bei denen die rücklaufende Welle wieder an der Endstufe reflektiert wird.

Stehende Wellen sind das Ergebnis der Überlagerung der zur Antenne hinlaufenden und rücklaufenden Wellen. Dass die rücklaufende Welle wieder an der Endstufe reflektiert wird, ist keine Bedingung für die stehende Welle. Die stehende Welle bekommt man auch, wenn die rücklaufende Welle vollständig von der Endstufe aufgenommen wird.

Es fehlt also noch immer die Erklärung *wie* die rücklaufende Welle nochmals an der Endstufe reflektiert werden kann.

Wenn Ri=Z war, dann bleibt Ri=Z ("aufgedrucktes" Z).

Du schriebst: "Die Aussage ist, dass die Leistung wieder zur Antenne zurück reflektiert wird."

Dann würde bei gleichbleibenden Ri, der Sender weniger Leistung an das Kabel abgeben können. Wo bleibt diese Differenzleistung? Wird sie in der Endstufe in Wärme umgesetzt?

Dennoch wird in der Regel Ri=Z ("aufgedrucktes" Z) *gemacht.* Wenn du dies nicht voraussetzt, dann sprichst du von einem relativ seltenen Sonderfall, gemessen an den vielen Sendern mit Ri=Z (die Sender mit abstimmbarem Ri, von denen du sprichst, sind doch sicher Mengen im unteren Promillebereich).

Wenn du aber von einem Sonderfall sprichst, dann solltest du dies auch dazu sagen.

Für eine verallgemeinernde Aussage ist "die reflektierte Leistung wird in der Endstufe in Wärme umgesetzt" in Ordnung.

Ri=Z=Ra ist der *konzipierte* Betriebsfall. Wenn es Abweichungen von der Planung gibt (Ri=Z!=Ra) weil z.B. die Antenne abgerissen ist, gibt es den Rücklauf. Und weil Ri=Z noch gilt, wird die rücklaufende Welle von der Endstufe aufgenommen.

Und wie? Durch Einbeziehung einer Transformation auf dem Kabel. Weshalb das "Nein"?

Das heißt, du willst den Transformationseffekt des Kabels nicht verwenden? Und du hast deine Technik auch entsprechend konzipiert? Ich verstehe dich so, dass diese Endstufe dafür vorgesehen wurde, die Transformationswirkung des Kabels einzubeziehen. Warum willst du das denn nun nicht?

Ja, das geht aber nur durch Ausnutzen der Transformationswirkung des Kabels. Und dies ist ein anderes Konzept als das Anstreben von Ri=Z=Ra.

Und wie gesagt, wenn ich Z=Ra *nicht* anstrebe, gibt es kein "Fehl" vor der Anpassung. Dann ist Anpassung an Z einfach kein Thema.

Gruß Joachim

Das ist nicht das Ergebnis, es ist die *Definition*.

Je nach Anwendungsfall kann genau das beabsichtigt sein..

Man sollte nur soviel fordern, wie zur Festlegung (hier Anpassung) unbedingt notwendig ist..

Siehe unten. Der Generatorwiderstand hat für die Erfüllung der Bedingung "angepaßte Leitung" keine Bedeutung.

Nun, das ist doch sehr einfach zu zeigen: Man nimmt einfach _zwei_ Leitungen mit Z=2*Ri und schließt diese jeweils mit der Last Z ab. Am Generator schaltet man die beiden Leitungen parallel. Dann hat man (1) perfekt angepaßte Speiseleitung (2) maximale Energieauskopplung (die Forderung, daß die Leitungen am Generatorende auch jeweils mit Z abgeschlossen werden müssen, würde hier zu sinnlosem Zusatzaufwand an Transformationsmitteln führen) (3) Breitbandigkeit (4) eine Anpassung nur in _einer_ Richtung: reflektierte Energie, die in Richtung Sender laufen würde, trifft dort auf eine Fehlanpassung und wird teilweise wieder zurückreflektiert. Vergleichbar beim Sender mit Tankkreisauskopplung: auch dort gibt es nur eine Anpassung in einer Richtung.

Du wirfst hier "abgestimmte Leitung" und den Spezialfall "Viertelwellen-Transformationsleitung" durcheinander.

LOL. Dann läßt sich zu den Konstrukteuren der ersten TV-Sender (Röhrentechnik mit Resonanzauskopplung) sagen, daß die ganz gegen ihre Absicht beim planlosen Antennenbasteln zufällig zu angepaßten Leitungen gekommen sind?

Das habe ich ja eingangs bereits festgestellt: ein begrenzter pädagogischer Wert, aber ungeeigent, um "worst case"-Abschätzungen zu machen..

Ich weiß nicht, wo der Rothammel von Rflektion bei perfekt angepaßter Leitung spricht.

Das Schaltermodell geht stetig in das mit der realen Röhre über. Real gibt es immer Luftreibung; trotzdem wirst Du die Relevanz des Vakuum-Fallgesetzes nicht bestreiten, wenn Dir aus fünf Metern Höhe ein Blumentopf aufs Haupt fällt..;-)

Das ist kein korrektes Modell(Ri der Quelle?). Daß man mit der "reflektierten HF", die zurückkommt und heizt, bei diesem Sendertyp nicht weiterkommt, sieht man (auch) an einer ganz einfachen Betrachtung: Du stimmst (a)einen Tankkreissender auf maximale Leistungsabgabe bei Z ab. Dann schaltest Du ohne Abstimmungsänderung einen Widerstand von (b)1,5*Z, danach einen von (c)Z/1,5 an den Ausgang. Nach der Theorie von der "absorbierten HF" müßten beide Fälle _gleich_ ungünstig sein; tatsächlich passiert jedoch folgendes: Fall (b) liefert weniger Output bei fast gleichem Wirkungsgrad wie (a), die Gleichstromaufnahme _sinkt_, (c) liefert weniger Output bei deutlich geringerem Wirkungsgrad, die Gleichstromaufnahme _steigt_. Im Fall (b) wird daher der Sender trotz leichter Fehlanpassung sogar "geschont", im Fall (c) "gestresst.

Ri=Z heißt nicht, daß man bei Rückwärts-Speisung in den Kreis auch einen Wirkwiderstand Ri sieht. Dazu müßte Ri als Wirkwiderstand parallel zum Kreis liegen, bei Verstärkern mit >50% Wirkungsgrad ist das unmöglich. Tatsächlich ist Ri nur ein Systemparameter(->Arbeitsgerade), der tatsächliche Verlustwiderstand ist um einiges kleiner (das liegt eben daran, daß während zwei Dritteln der Zeit gar kein Strom in der Röhre fließt).

Dazu braucht es den Verlustwiderstand. Da dieser aber bei Rückwärtseinspeisung stark fehlangepaßt ist (der Kreis wurde ja vorher auf den größeren Wert Ri optimal abgestimmt), kann dort nur ein kleinerer Teil absorbiert werden.

Das o. a. Beispiel mit den beiden Abschlußwiderständen zeigt doch gerade, daß es bei gleicher Fehlanpassung (s=1,5) ganz unterschiedliche Wirkungen gibt. Damit ist die Aussage "reflektierte Energie wird absorbiert" doch bereits hinreichend für _diesen Sendertyp_ widerlegt.

Gruß Ulrich

Ulrich Strate ( snipped-for-privacy@web.de) postete:

Wo genau ist dies so definiert? Die Definition, die ich gefunden habe, lautet Ri=Z=Ra. Warum bringst du nicht eine Quellenangabe?

Es geht mir darum, dass du diesen Vordersatz falsch dargestellt hast.

Eine Leitung hat zwei Enden. Wie die Wurst. Wenn du mit "angepasster Leitung" eine "einseitig angepasste Leitung" meinst, dann ist dies eine Einschränkung.

Wo und wozu macht man das?

Und mit dieser Energie kann man auch etwas anfangen? Gehst du damit dann an zwei Antennen? Dann wäre dieser Fall nutzbar. Ansonsten nicht. Du könntest auch für das zweite Kabel einen Widerstand einsetzen.

In jedem Fall kommen wir zu einer anderen Schaltung, die mit der hier besprochenen Schaltung (ein Endstufenausgang, eine Antennenzuleitung, eine Antenne) nichts zu tun hat. Du weichst aus.

Zu wieviel Prozent wird sie reflektiert? Die meiste Energie wird dennoch von der Endstufe aufgenommen. Was wird *damit*?

Ach so? Das Trennen der beiden Konzepte durch mich nennst du "durcheinander werfen"?

Na dann bin ich aber gespannt auf deine Erläuterung *warum* der Teil der zurücklaufenden Energie, der von der Endstufe aufgenommen wird, nicht in Wärme umgesetzt wird.

Du meinst die hätten die angepasste Speiseleitung (mit Ri=Z=Ra) nicht angestrebt? Was "anstreben" bedeutet, weißt du doch, oder?

Es ist schon interessant, wie du so intensiv versuchst, mich falsch zu verstehen. Hängt das damit zusammen, dass du deine Behauptungen nicht wirklich begründen kannst?

Du sagst "ungeeigent, um "worst case"-Abschätzungen zu machen"? Welche Fälle gibt es denn, die noch mehr "worst case" sind? Das möchte ich jetzt aber gerne wissen.

Wie würde deine "worst case" Aussage zu diesem Thema lauten?

- Was passiert aus deiner Sicht mit der rücklaufenden Energie, wenn z.B. die Antenne abgerissen ist?

- Welche Phasenlage der rücklaufenden Energie ist die ungünstigste und was passiert da an/in der Endstufe.

Du kannst leicht sagen "So eine Aussage ist falsch", du solltest dann aber auch in der Lage sein, eine besser stimmende Aussage zu machen. Gleich hier, ich lasse etwas Platz für deine "worst case" Beschreibung frei:

Ich habe hier davon gesprochen, dass man Ri=Z=Ra anstrebt und RI=Z!=Ra hat. Hätte ich das noch deutlicher sagen müssen? Ist dies hiermit geschehen?

Nur wenn man die Tatsache unterschiedlicher Phasenlagen der rücklaufenden Welle ignoriert. Berücksichtigt man die Phasenlage, stellt man fest, dass eine Betrachtung aller möglichen Phasenlagen nicht sinnvoll ist. Man nimmt sich für die weitere Betrachtung den ungünstigsten Fall vor.

Das ist doch nicht neu. Das kannst du auch mit jeder NF-Entstufe ausprobieren. Du kannst diesen Versuch nutzen um den worst case zu ermitteln.

Und welches ist jetzt der worst case? Was genau meinst du mit "gestresst" bezüglich der Wärmeabgabe des Senders?

Auch nicht im worst case?

Warum genau? Weshalb kann der Schwingkreis keine zusätzliche Wärme abgeben?

Weshalb kann der Schwingkreis die rücklaufende Energie nicht speichern (z.B. als Phasenverschiebung der darin pendelnden Energie), bis die Röhre zu leiten beginnt?

Wenn es in der Endstufe keine Verlustwiderstände gäbe, würde sie nicht warm werden. Die Verlustwiderstände sind da.

Wenn Ri=Z, dann wird die gesamte Energie aufgenommen. Könnte es sein, dass dies der worst case ist?

Meine Aussage war, das es bei der Betrachtung des ungünstigsten Falls sinnvoll ist, mit dieser Aussage zu arbeiten.

Und du hast *nicht* widerlegt, dass dies der ungünstigste Fall für die Endstufe ist.

Weiterhin soll diese Aussage Allgemeingültigkeit haben, also in der Regel wahr sein. Wenn Ausnahmen auftreten, soll das Einhalten dieser Aussage keinen Schaden machen.

Wie würde deine allgemeingültige Aussage unter diesen Voraussetzungen aussehen?

Gruß Joachim

"Joachim Wehlack" schrieb

ein am Ende offenes Kabel hat z.B. aber weder eine Impedanz noch einen Widerstand von 50 Ohm wenn es 50Ohm Kabel ist

Du meinst Ausgangsimpedanz der Endstufe =Z, der Ri der Endstufe ist ein anderer

rücklaufende

bei Z=Ra gäbe es ja keine rücklaufende Welle, bei Ra!=Z wird die rücklaufende Welle wieder an der Endstufe reflektiert und es bilden sich stehende Wellen

das sind häufige Fälle, dass das SWR auf der Leitung nicht=1 ist

Nein, stehende Wellen sind nur das Ergebnis rücklaufender Wellen

vollständig

was meinst Du mit aufgenommen wird?

nochmals

wenn das Kabel nicht impedanzrichtig abgeschlossen ist, ist Z ungleich der aufgedruckten Impedanz

Nein, ein offenes Kabel hat keine Impedanz von 50 Ohm, auch nicht wenn es darauf gedruckt ist

Kabel

Endstufe

sicher, deshalb werden Senderendstufen, die kein variables LC-Glied zum Ausgleich am Ausgang haben in dem Fall in der Ansteuerung reduziert

ja, das ist der Regelfall wenn Antennenseitig alles in Ordnung ist, aber von dem Fall ist ja schliesslich nicht die Rede

• Wenn du dies

von

jeder Rundfunksender und jeder Nachrichtensender hat heute automatisch nachgestimmte Ausgangskreise, die meist bis SWR 3 nachregeln

bei Deiner Breakerendstufe ist das natürlich nicht so

dazu

würde ich

Nein, die ist falsch, weil eben keine reflektierte Leistung in der Endstufe in Wärme umgesetzt wird

wenn die Anpassung stimmt gibt es ja keinen Grund zum nachstimmen

der Fall Ri=Z=Ra ist aber bei Abschluss ungleich Z nicht gegeben

ja, das wissen wir doch

Nein, Ri=Z ist nicht mehr gegeben, der offene Ausgang, also der Spannungsbauch wird zur Endstufe reflektiert, d.h. nach Lambda/4 existiert auf dem Kabel ein Kurzschluss und Lambda/4 weiter wieder ein Spannungsbauch usw. Je nach Kabellänge stellt sich die entsprechende Impedanz am endstufigen Ende des Kabels ein und kann sich dort als Spannungüberhöhung über Zwischenwerte bis zum Kurzschluss auswirken. Ab SWR 3 schalten Endstufe dann zwangsweise ab.

Nein, weil ich nicht mit dem Kabel transformieren WILL, sondern weil ich auf das dann tatsächlich vorhandene Z abstimme. Das zwangsläufig eine Impedanztransformation stattfindet heisst nicht dass ich die ausnutzen will. Also noch einmal: ich will nicht mit dem Kabel tranformieren

Nein, weil ich ihn nicht kenne

weil ich nicht mit dem KAbel transformiere, sondern mit den LC-Verhältnissen in der Endstufe, es ist ja nicht bekannt welche Transformation auf dem Kabel wirkt

Kabels.

Nein die Transformationswirkung des Kabels spielt dafür keine Rolle

der

es geht nicht um anstreben, sondern darum was passiert wenn der Abschlusswiderstand nicht reell der Kabelimpedanz entspricht

Peter Voelpel ( snipped-for-privacy@t-online.de) postete:

Hast du nicht vollständig gelesen?

Hast du nicht vollständig gelesen?

Begründe bitte warum die rücklaufende Welle an der Endstufe reflektiert wird, wenn Ri=50 Ohm("aufgedrucktes" Z).

"Nein"? Willst du wirklich bestreiten, dass sich hin- und rücklaufende Wellen überlagern und dies die stehende Welle ergibt? Macht es Sinn das Thema dieses Threads mit jemanden zu diskutieren, der die Entstehung von stehenden Wellen nicht kennt? Zur Nachhilfe schau mal hier rein, da ist die Überlagerung gut zu sehen.

Sorry, wenn ich ein wenig enttäuscht klinge. Schulwissen setze ich eigentlich vorraus.

Absorbiert und in Wärme umgesetzt. Das ist doch wohl aus dem Kontext klar ersichtlich.

Fehlt noch immer...

Da ich aber mit Z die aufgedrucke Impedanz meine, und du auch weißt, das ich die meine, was willst du damit sagen? Nimmt die Endstufe die rücklaufende Welle auf, wenn Ri = 50 Ohm (aufgedrucktes Z)?

Warum Ri = aufgedrucktes Z sein sollte? Z.B. weil dies bis kurz vor dem Abreißen der Antenne die optimale Leistungsauskopplung brachte. Dass ich dieses Thema im Zusammenhang mit einer worst case Betrachtung sehe, ist ja auch seit meinem ersten Posting in diesem Thread zu diesem Thema klar.

Habe ich nicht behauptet. Ich rede davon dass die Endstufe auf 50 Ohm eingestellt ist.

Das ist der Regelfall bei der Konzeption der Endstufe. Im Regelfall wird die Endstufe auf 50 Ohm konzipiert und die Endstufe verfügt im Regelfall nicht über die Möglichkeiten daran etwas zu ändern.

Kannst du das "jeder" mal bitte anhand eines UHF-Senders beschreiben? Und wie wird dieses Nachregeln bei den vielen Mobilfunksendern gemacht?

Da du keine Antennentuner meinst (du schriebst "ein Antennentuner wurde mit keiner Silbe erwähnt"), bin ich auf deine Erläuterung gespannt.

Das ist deine Welt.

Also meinst du wirklich die *Mehrzahl* *aller* eingesetzten Sender?

Komisch, dass ich diese Behauptung nie von Leuten lese, die dies auch begründen können.

Sicher. Was genau wäre der ungünstigste Fall für die Endstufe?

Warum wohl? Weil sie sonst zu warm werden? Und diese Zwangsabschaltung ist bei *jeder* Endstufe vorhanden, kann also für den worst case vorausgesetzt werden? Falls nicht, warum lenkst du dann vom worst case ab?

Nicht ausreichend. Es geht um den ungünstigsten Fall der hierbei auftreten kann.

Joachim

Naja, das wollen oder nicht-wollen kann man allenfalls über das Atomgewicht des Streuers etwas steuern. Bei den genannten -zig MeV Energien ist die Paarbildung bei schwereren Materialien eh die häufigste Wechselwirkung. Beim genannten Si wird die Paarbildung bei ca. 15 MeV die Comptonstreuung überholen, bei schwereren Materialien (CsI wurde da genannt) ist der break-even eher bei 6 MeV. Ist daher nichts neues, diese Streureaktionen sind eher ein Ärgernis in der Gammaspektroskopie seit deren Anbeginn. Im Gammaspektrum höherer Energien sieht man nebst dem Photopeak (eh kuriose Bezeichnung bei hohen Energien, da der photoelektrische Effekt dort in der Bedeutungslosigkeit verschwindet) auch Signale, welche 511 keV und 2 x 511 keV tiefer auftreten. Die heissen dann auch single resp. double escape peak, je nachdem, wie viele Teilchen nach der Paar- bildung aus dem Detektor entwischen können. Auch die Comptonstreuung macht sich in den Spektren wortwörtlich breit, wenngleich mit deutlich begrenztem Energiebereich. Kommt auch durch "entwichene" Energie aus dem Detektor zustande, nur hier ist es die gestreute Gammastrahlung. Naheliegenderweise werden diese Detektorartefakte mit der Grösse des Detektors schwächer.

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mfg Rolf Bombach

Allerdings wird man das wegen der enormen Verluste selten machen, schon gar nicht bei Gleichstrom. Vom Anlasser mal abgesehen, der wird ziemlich nahe an diesem Punkt betrieben.

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mfg Rolf Bombach