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 [ 18 Beiträge ]  Gehe zu Seite 1, 2
Autor Nachricht
 Betreff des Beitrags: Kondensatoren für automatischen Antennentuner gesucht
In unserem OV hat der engagierte OM Gerrit DL9GFA einen [url=http://h13.binary-universe.net/l:1ws0bvf7]Microcontroller-Workshop[/url:1ws0bvf7] ins Leben gerufen. Das aktuelle Projekt ist die Entwicklung eines ATUs.

Es soll ein Z-Match Tuner werden. Nun stehen wir vor dem Problem, die üblichen Drehkondensatoren durch geeignete Cs zu ersetzen, die binär gestuft von Relais geschaltet werden.
Ich dachte an folgende Abstufung: 200/100/50/25/12,5/6,3/3,1/1,6 pF. Der Tuner soll mit max. 100W betrieben werden. Mehr dazu findet ihr hier [url=http://h13.binary-universe.net/viewtopic.php?f=5&t=59:1ws0bvf7]hier[/url:1ws0bvf7].

Welche Spannungen sind zu erwarten und wo bekommt man geeignete Kondensatoren?

Vielen Dank im Voraus

73 Chris


  
 
 Betreff des Beitrags:
Sorry, hatte mich vertan, es ging ja ums Z-Match.
Ich würde die Kondensatoren vorab testen, glaube aber nicht, das irgendwelche Keramik-C geeignet sind. Im Schwingkreis treten hohe Ströme (deswegen ja oft die "dicken" Spulen) und Spannungen (das kann durchaus in den kV-Bereich gehen, je nach Ankopplung) auf, wenn sich die Kondensatoren dadurch erwärmen sollten, läuft die Abstimmung weg. Auch die Relais sollten die Strom- und Spannungsfestigkeit bei HF besitzen.
73 Reiner


  
 
 Betreff des Beitrags: Re: Kondensatoren für automatischen Antennentuner gesucht
[quote]
Welche Spannungen sind zu erwarten und wo bekommt man geeignete Kondensatoren?[/quote]

Das hängt von diversen Parametern wie den angeschlossenen Antennen, den Frequenzen und dem Transformationsverhältnis ab. Eine nützliche Abhandlung zum Verständnis des Z-Match mit den Formeln zur Berechung der Spannungen findet man in dem Dokument von DL3LH [url=http://www.google.de/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&cad=rja&ved=0CDEQFjAA&url=http%3A%2F%2Fwww.ham-on-air.de%2Fwp-content%2Fuploads%2FZ-Match-im-KW-Bereich2.pdf&ei=XuHwUqirGJSAhAfl1oHgAg&usg=AFQjCNGwaAxYNGFpYyt7M5N8M3DAtruYtg&sig2=zHifQ3jg_Gf2u0FGMSct6A&bvm=bv.60444564,d.ZG4:1291se03]"Das Z-Match im Kurzwellenbereich"[/url:1291se03].

Die Abstufung der Kondensatoren in binären Stufungen mag Sinn machen, es macht allerdings Probleme Kapazitäten von weniger als 6 pF schalten zu wollen. Kleinste Abstufungen sind für KW auch nicht nötig. Da sind die Streukapazitäten der Schaltung und der Relais schon größer. Eher ist sind noch Stufen mit größerer Kapazität als 200pF erforderlich. Als Kondensatoren hoher Güte und Spannungsfestigkeit bieten sich [url=http://www.vishay.com/doc?28541:1291se03]spannungsfeste Class 1 Keramikkondensatoren[/url:1291se03] an oder [url=http://www.cde.com/catalogs/STD-DIPPED.pdf:1291se03]Glimmerkondensatoren (Silver/Mica)[/url:1291se03]. Letztere sind teuer, haben aber eine hohe Güte und sehr gute Stabilität.
73, Günter


  
 
 Betreff des Beitrags: Re: Kondensatoren für automatischen Antennentuner gesucht
Hallo,
[quote]Es soll ein Z-Match Tuner werden. Nun stehen wir vor dem Problem, die üblichen Drehkondensatoren durch geeignete Cs zu ersetzen, die binär gestuft von Relais geschaltet werden.
Ich dachte an folgende Abstufung: 200/100/50/25/12,5/6,3/3,1/1,6 pF. Der Tuner soll mit max. 100W betrieben werden. Mehr dazu findet ihr hier [url=http://h13.binary-universe.net/viewtopic.php?f=5&t=59:3miq6cf4]hier[/url:3miq6cf4].

Welche Spannungen sind zu erwarten und wo bekommt man geeignete Kondensatoren?
[/quote]Nach meiner Ansicht ist das Z-Match nicht gut geeignet, um damit einen automatisch abgestimmten Tuner zu realisieren: im Unterschied zu den üblicherweise dafür eingesetzten L-Glied-Schaltungen bekommt man eine unendliche Zahl von Abstimmpunkten, die alle für den Senderausgang SWR==1 darstellen, aber z. T. weit vom Wirkungsgradoptimum entfernt liegen und im ungünstigsten Fall fast die gesamte Leistung in den Bauteilverlustwiderständen verheizen können (vgl. die von Günter verlinkte Abhandlung). Bei manueller Abstimmung läßt sich das natürlich mit einiger Erfahrung umgehen; ein MC-Abstimmalgorithmus müßte dann aber beim Erreichen eines Punktes mit minimalem SWR zusätzlich noch prüfen, ob dort nicht eine zu hohe Betriebsgüte vorliegt. Bei einem L-Glied-Tuner würde man dagegen immer automatisch beim Optimum landen.
73


  
 
 Betreff des Beitrags: Re: Kondensatoren für automatischen Antennentuner gesucht
[quote]Nach meiner Ansicht ist das Z-Match nicht gut geeignet, um damit einen automatisch abgestimmten Tuner zu realisieren[/quote]

100% ACKN
Neben der Vieldeutigkeit ist der Wirkungsgrad ein Problempunkt beim Z-Match. Ein L-Netzwerk wäre vorteilhafter. Die Verluste in einem Koppelnetzwerk lassen sich nach der Anleitung von DL3LH [url=http://www.ham-on-air.de/wp-content/uploads/Antennen-Messtechnik-III-Verluste-in-Koppelsystemen.pdf:3so8v6bu]"Erfassung der Verluste in KW-Koppelsystemen"[/url:3so8v6bu] mit Amateurmitteln für Vergleiche erfassen.

73,


  
 
 Betreff des Beitrags:
Hi,

bringt es was wenn man neben SWR auch den Antennenstrom automatisch ermittelt ?

73 de DL3FOX Uwe


  
 
 Betreff des Beitrags:
Wirkungsgrad von optimal abgestimmten Z-Match Varianten: Messungen von VK5BR
[url=http://users.tpg.com.au/ldbutler/ZEfficiency.htm:358cpnu0]"Various configurations of the Z Match Tuner are tested for power efficiency over a wide range of antenna load conditions"[/url:358cpnu0]

73, Günter


  
 
 Betreff des Beitrags:
Moin,
[quote]
bringt es was wenn man neben SWR auch den Antennenstrom automatisch ermittelt ?
[/quote]
eigentlich würde es schon reichen, den Tuner allein auf maximalen Feederstrom abzustimmen (das war schließlich auch die Standard-Abstimmethode der präkoaxialen Ära), die SWR-Kontrolle dient vor allem der (Transistor-)PA-Schonung..
Bei Parallelkreis-Tunern (Z-Match, Fuchs, Johnson-Derivate[Annecke]) wird man in irgendeiner Form schon zusätzlich Ausgangsspannung/-strom messen müssen, wenn man sichergehen will, daß die Tunerverluste im Rahmen bleiben.
73


  
 
 Betreff des Beitrags:
Hallo Chris

ich würde zu MICA C´s greifen zwar etwas teurer aber gut HF geeignet. Meinstens bekommt man die als 500V oder 1KV Type da muß man dann halt mehrere in Reihe schalten.

73 Markus


  
 
 Betreff des Beitrags:
Liebe OMs,

erst einmal vielen Dank für die zahlreichen Tipps!

Ich werde erst mal meine FKP-2 ausprobieren, erste Versuche damit waren ermutigend (siehe H13-Forum). Ansonsten werden es Micas.

Das Problem mit der nicht eindeutigen Abstimmung beim Z-Match nehme ich durchaus ernst. Deshalb strebe ich erst einmal eine halbautomatische Lösung an.
Ich stimme manuell per Poti oder Tasten ab. Der Controller merkt sich die Frequenz und die zugehörige Einstellung und wählt sie dann wieder automatisch, wenn er die QRG +/- 10 khz kennt.

73 Chris


  
 
 Betreff des Beitrags:
Hallo Chris,
guck doch einfach mal in ein gekauftes Gerät hinein was da für Cs drin sind und die kannst du dann bestellen, notfalls als Ersatzteile.
73, Jürgen


  
 
 Betreff des Beitrags:
[quote]guck doch einfach mal in ein gekauftes Gerät hinein was da für Cs drin sind und die kannst du dann bestellen, notfalls als Ersatzteile.[/quote]

Gibt es eine automatische Z-Match als "gekauftes Gerät"?
Meines Wissens sind nahezu alle ATUs geschaltete L- oder T-Netzwerke und da gelten sowohl für Ströme und Spannungen in den Spulen als auch in den Kondensatoren andere Verhältnisse als in einer Z-Match, die einen resonanten Parallelkreis als Transformationselement nutzt.

Man kann davon ausgehen, dass die Spule mit einer Güte von normalerweise um die 100 der maßgebliche Verlustbringer in dem Koppler ist. Für die Auswahl von Kondensatoren bedeutet das, dass [url=http://www.vishay.com/doc?28541:2pmfvdym]Class 1 Keramik-Scheibenkondensatoren[/url:2pmfvdym] mit ihren Güten um 700-1000 genauso geeignet sind wie Mica/Glimmer Kondensatoren mit Güten um 2000 - nur billiger. [url=http://www.google.de/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&cad=rja&ved=0CD4QFjAA&url=http%3A%2F%2Fwww.wima.de%2FDE%2FWIMA_FKP_2.pdf&ei=_VrzUpO7MqfY7Abs7oCwDg&usg=AFQjCNEJedjho8mjdDVorrq7QVDg_M5GLg&sig2=MHMTaZVgpgn6EfY-i95g8g&bvm=bv.60799247,d.ZGU:2pmfvdym]FKP-2 Polypropylen Vielschicht-Kondensatoren[/url:2pmfvdym] haben zwar bei 1 MHz auch noch Güten von bis zu 1000, aber hier ist zu beachten, dass laut Datenblatt ihre Spannungsfestigkeit bei Frequenzen über 1 MHz kontinuierlich abnimmt. Außerdem gibt es sie nicht in kleinen Picofaradwerten.

73, Günter


  
 
 Betreff des Beitrags:
Moin,
[quote]Man kann davon ausgehen, dass die Spule mit einer Güte von normalerweise um die 100 der maßgebliche Verlustbringer in dem Koppler ist.[/quote]
Etwas mehr (Q=200) wird man schon hinbekommen können, aber man sollte unbedingt Vorkehrungen (schaltbarer Input-Abschwächer) treffen,
daß der Abstimmvorgang selbst immer mit QRP abläuft; selbst dann kann es noch passieren, daß man die Cs durch Spannungsüberhöhungen nahe an die Grenze fährt.
Wenn es denn schon unbedingt eine Z-Match-Schaltung sein muß (die Gründe dafür wurden hier im Thread m. E. nicht klar),
ist aus meiner Sicht immer eine Drehko-Motor-Lösung vorzuziehen.

73


  
 
 Betreff des Beitrags:
[quote]Man kann davon ausgehen, dass die Spule mit einer Güte von normalerweise um die 100 der maßgebliche Verlustbringer in dem Koppler ist. Für die Auswahl von Kondensatoren bedeutet das, dass [url=http://www.vishay.com/doc?28541:20au0y7u]Class 1 Keramik-Scheibenkondensatoren[/url:20au0y7u] mit ihren Güten um 700-1000 genauso geeignet sind wie Mica/Glimmer Kondensatoren mit Güten um 2000 - nur billiger. [/quote]
Hallo Günther,
vielen Dank für deinen Hinweis. Ich habe mir jetzt einen Satz muRata Class 1 Keramikkondensatoren bestellt. Es sind 2kV Typen mit einem Q von 1000. Damit fahre ich sicherlich besser als mit den Wimas :?.

73 Chris


  
 
 Betreff des Beitrags:
[quote]
Wenn es denn schon unbedingt eine Z-Match-Schaltung sein muß (die Gründe dafür wurden hier im Thread m. E. nicht klar),
ist aus meiner Sicht immer eine Drehko-Motor-Lösung vorzuziehen.
73[/quote]Hallo Dieter,
da hast du wahrscheinlich recht, aber mich reizt der ungewöhnliche Ansatz. :wink:
Falls ich am Ende mit der Lösung unzufrieden bin, kann ich den Tuner immer noch zum klassisches T-Filter umbauen und bin um eine Erfahrung reicher.

73 Chris


  
 

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