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AFU dB Stufenabschwächer 50 Ohm
In der Amateurfunk Technik ist für Messungen von HF Pegeln ein Stufenabschwächer sehr nützlich, da es leichter ist genaue Abschwächer über einen großen Frequenzbereich zu bauen, als einen HF Pegel über einen großen Frequenzbereich genau zu messen. Da ich einen Stufenabschwächer aus Kostengründen selbst bauen wollte, habe nach einer guten Anleitung gesucht. Das beste was ich finden konnte war von DL6GL.
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Aber wie so oft im Leben, gibt es aus einer anderen Perspektive gesehen, etwas zu verbessern. Das soll hier dokumentiert werden, wobei die Leistung des Autors nicht geschmälert werden soll.
Das Schubert Gehäuse kann man bei dem Verlag UKW-Berichte bestellen, siehe bei den Links.
Schaltung
Die Schaltung wird als Grafik gezeigt. Zum ausdrucken nimmt man besser Attenuator-34dB.pdf. Wenn man noch etwas an dem Schaltplan ändern möchte, gibt es den Eagle (Version 7.5) Daten file
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Aufbau Hinweise
Verlustleistung: Bei einer SMD Bauform von 0805 können maximal 0,1 W vertragen werden. Das sind bei einem Wellenwiderstand von 50 Ohm circa +20 dBm, oder 2,24 VRMS, oder 6,3 Vpp, siehe die Tabelle bei Link #5 und #6.
Um bei den Widerstands-Kombinationen flexibler zu sein, musste ich bis zu 3 Widerstände parallel schalten, um den genauen Zielwert zu erreichen. Um das vorhandene Platinen Layout nutzen zu können, musste ich SMD Widerstände der Größe 0805 verwenden. Zum Glück gibt es bei ebay aus China ein preiswertes Widerstand Sortiment, siehe bei den Links. Der Nachteil dabei ist, dass die E12 Reihe über die Dekaden nur unvollständig eingehalten wird. Die einzelnen Werte sind aber meist auf 1% genau.
Bei den vorgeschlagenen Schaltern gibt es eine Verdrehsicherung (Scheibe). Dazu muss man in das Gehäuse um 7 mm versetzt eine 2,5 mm Bohrung neben der Schalter Bohrung anbringen. Das ist in diesem Fall nicht notwendig, ich habe es aber aus alter Gewohnheit gemacht. Zu diesem Zwecke sollte die Nut im Befestigung Gewinde bei allen Schaltern in die gleiche Richtung zeigen.
- Bei der Bestückung der Widerstände ist auf die Seite achten. Es kann leicht passieren, spiegelverkehrt zu bestücken. Dann passt die Skala Vorlage nicht mehr (eigene Erfahrung).
Um die Widerstand Werte besser kontrollieren zu können, habe ich ein Tabellenblatt angelegt.
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Im Tabellenblatt werden für die einzelnen dB Stufen die Summen Widerstände ausgerechnet. Damit kann man schnell mit einem Ohmmeter überprüfen, ob ein Kurzschluss, oder ein offener Kontakt am SMD Widerstand vorliegt.
Einen Kurzschluss hatte ich schon an einem Schalter an der Oberseite der Platine gehabt, verursacht durch einen Span an der Senkung für einen Schalter Pin.
In einem anderen Fall hatte ein SMD Widerstand auf einer Seite keinen richtigen Kontakt.
In der Spalte Summe gelten die oberen 7 Werte für den Serien Widerstand parallel mit den Werten zur Masse. Die unteren 7 Werte sind jeweils über die Widerstände nach Masse berechnet.
Der Tabellenblatt File ist bei den Links (Step_attenuator.xls) zu finden.
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Bei dem Schubert Gehäuse ist es möglich, auch die 20 mm hohe Version einzusetzen.
Es sollten dann nur die überstehenden Schalter Pins gekürzt werden. Die BNC Buchse sollte die Schraubbefestigung haben. Die Trennstege an der Unterseite der Platine sollte dann nur eine Höhe von 5 mm haben, bei einer Platinen Dicke von 0,5 mm.
Bohrungen für Schalter im Deckel (Durchmesser 7,0 mm), von außen gemessen
- Nach dem anreißen sollte man mit der bestückten Platine die Passung prüfen. Linie an der schmalen Seite 13,5 mm Positionen an der breiten Seite (Abstand der Schalter 16,2 mm):
25,5 mm
41,7 mm
57,9 mm
74,1 mm
90,3 mm
106,5 mm
122,7 mmBohrungen für BNC Buchse (Schraub-Befestigung) bei 20 mm Gehäusehöhe Durchmesser 9,5 mm
Y - Mittig im Blechstreifen
X - 13,5 mm einmal von rechts, einmal von links
Messungen am Stufenabschwächer
Gemessen wurde mit einem HP1652B mit jeweils bester Auflösung 50/100/200 mv/div mit "automatic measurement".
Um die Unterschiede zwischen 50 Ohm Koaxialkabeln (1 m Länge) und 75 Ohm Kabeln beim Amplitude Messungen zu erfassen, wurde das einmal gemacht. Der Ausgang eines Prüfsenders (50 Ohm) an Oszillograph (50 Ohm).
- 50 Ohm Kabel, 1 m Länge: 437 mVpp
- 75 Ohm Kabel, 1 m Länge: 450 mVpp
Messung der Dämpfung bei 1 MHz und 30 MHz:
Gerät: #1 #2
Abschwäch. 1 MHz 30 MHz 1 MHz 30 MHz
mVpp Ver. dB mVpp Ver. dB mVpp Ver. dB mVpp Ver. dB
0 dB 437 351 450 365 -1.8 dB
1 dB 381 .872 1.19 309 .880 1.11 | 400 .889 1.02 320 .877 1.14
2 dB 344 .787 2.08 284 .809 1.84 | 350 .778 2.18 283 .775 2.21
3 dB 313 .716 2.90 250 .712 2.95 | 312 .693 3.18 255 .699 3.11
4 dB 281 .643 3.84 230 .655 3.67 | 275 .611 4.28 227 .622 4.12
6 dB 219 .501 6.00 178 .507 5.90 | 225 .500 6.00 181 .496 6.09
8 dB 175 .400 7.95 144 .410 7.74 | 175 .389 8.20 141 .386 8.26
10 dB 141 .323 9.83 112 .319 9.92 | 143 .318 9.96 114 .312 10.11Die Genauigkeit der Dämpfungswerte weicht im Mittel um circa 0,2 dB ab.
Aus Versehen, wurden bei einem Gerät die unteren Stege nicht mit dem Gehäuse verlötet. Das nicht verlöten der Stege mit der Gehäusewand schwächte die Dämpfung bei 30 MHz um circa 0.3 dB.
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-- RudolfReuter 2014-05-17 12:47:58
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