RF Cable Emulator

Tue Jan 24, 2012 5:57 pm   

Hallo,

Ich bin gerade am recherchieren wie ich am besten einen Cable Emulator
realisiere. Der Frequenzgang soll linear (in dB) über der Frequenz
abnehmen, so wie bei einer langen, verlustbehafteten Leitung.

Sowas gibts fertig von z.B. Agilent, siehe Seite 16, Figure 11, 12.
http://cp.literature.agilent.com/litweb/pdf/5989-5537EN.pdf
Der Frequenzgang bis 8GHz würde auch ganz gut passen.

Agilent realisiert den Frequenzgang vermutlich als Mikrostreifenleitung
auf einem stark verlustbehafteten Substrat. Leider fehlt mir dazu der Platz.

Versuchsweise habe ich folgende Schaltung simuliert:

+L||C+
| |
o--+-R1-+--o
R2 R2
| |
TL1 TL1

Hier bilden R1, R2 ein Pi-Dämpfglied, Transmission Line TL1 ist eine
offene lambda/4-Leitung, welche bei Resonanz fr den Open in einen Short
transformiert und somit R2 wirken lässt. Gleichzeitig der
Parallelschwingkreis L||C über R1 so dimensioniert dass er resonant bei
fr ist und damit R1 _nicht_ kurzschließt.

Leider weicht der Frequenzgang (verständlicherweise) vom linearen
Frequenzgang deutlich ab, und die Gruppenlaufzeit ist auch alles andere
als konstant. Die Zeitbereichssimulation zeigt, dass das Ergebnis zur
verlustbehafteten Leitung doch zu unterschiedlich ist.

Hat jemand vielleicht eine brauchbare Idee wie man sowas geschickt mit
konzentrierten Baulementen lösen kann? 3m Semi-Rigid aufrollen und
einlöten ist leider keine Option (Platz!!).

Viele Grüße,
Johannes

Tue Jan 24, 2012 6:30 pm   

On Tue, 24 Jan 2012 17:57:37 +0100, Johannes Schöller
<johannes_schoeller_at_aon.at> wrote:


wenn alle L und C wech läßt, bist schon da!

w.

Wed Jan 25, 2012 7:29 pm   

Hallo Helmut,


Du meinst L und C parallel zu R1? Das wäre immer noch nicht das was ich
brauche. Das gäbe ja von DC weg an 50R schon mächtig Einfügedämpfung.
Hast Du den Link den ich gepostet habe angesehen? Der Frequenzgang
startet mit beinahe 0dB bei DC und geht sehr schön linear nach unten.
Genau sowas suche ich!

Grüsse,
Johannes

Thu Jan 26, 2012 10:04 am   

Johannes Schöller <johannes_schoeller_at_aon.at>:


http://www.elektronik-kompendium.de/sites/grd/1006241.htm
oder PDF Seite 8:
http://www.fh-oow.de/fbi/we/el/eg/DOWNLOAD/Grundlagen/EG2/EG2_Kap_6_7.pdf

M.

Thu Feb 02, 2012 9:13 pm   

Hallo Matthias,


Vielen Dank für die Links, aber das Wechselstromverhalten der
elementaren Bauelemente R/L/C ist mir doch sehr wohl bekannt! ;-)

Ich fürchte du hast meine Frage nicht ganz verstanden, deshalb nochmal:
Ich möchte die frequenzabhängigen Leitungsverluste eines Kabels in einem
50R-System nachbilden, so wie z.B. in z.B. Agilent
http://cp.literature.agilent.com/litweb/pdf/5989-5537EN.pdf, siehe Seite
16, Figure 11 und 12. Was in dem Link jetzt nicht steht ist die
Anpassung der Kiste im 50 Ohm System. Ich habe hier noch ein anderes
PDF, wo über den gesamten Frequenzbereich von DC bis 10GHz eine
Anpassung von besser 20dB spezifiziert ist. Und genau sowas brauche ich!
Also Frequenzgang linear abnehmend (in dB) von 0dB für DC bis 40/40dB
für 10GHz und Anpassung von min. 10dB.

Natürlich, eine Längsinduktivität hätte genau den gewünschten
Frequenzgang. Allerdings wird die Anpassung beliebig schlecht, da die
(verlustlose) Spule sämtliche Leistung, welche nicht transmittiert wird,
einfach Richtung Quelle reflektiert. Und mit einem kleinen Stück
(unvermeidlicher) Leitung gibt das einen völlig unbrauchbaren Frequenzgang.

Irgendwelche RF-tauglichen Vorschläge?

Viele Grüße,
Johannes

Thu Feb 02, 2012 9:39 pm   

Johannes Schöller wrote:

Da musste auch ein Diplexer hin, der zumindest den Loewenanteil der
nicht an den Ausgang gehenden Spektra in einem 50ohm Widerstand abheizt.
Also im Volksmund gesagt eine Kombination aus Tiefpass der an den
Ausgang fuehrt und Hochpass in den Abheizwiderstand.



Normalerweise nimmt man fuer sowas ganz profan ... tada ...
Trommelwirbel ... aufgerolltes Koaxkabel.

In entsprechenden Laengen und Gueteklassen. Duenn und lang .. viel
Daempfung bei hohen Frequenzen, kurz und dick ... aehm, huch, ist nicht
so ganz jugendfrei :-)

--
Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com/

Sun Feb 05, 2012 4:55 pm   

Hallo Joerg,


Ein Diplexer bringt mir hier wenig, da ich den gesamtem Frequenzgang von
DC-10GHz auch am Ausgang sehen möchte. Der Signalanteil über 10GHz ist
eh bereits vernachlässigbar klein, dh. aus dem Frequenzbereich kommt
bereits keine/kaum reflektierte Leistung zurück (ich habe bereits ein
Tiefpass-Signal).

Aufgerolltes Koakkabel macht natürlich vom Frequenzgang genau das was
ich möchte, wenn es nur nicht so viel Platz brauchen würde! Ich hab
schon bei diversen Herstellern nach ganz dünnem Semi-Rigid gesucht, aber
selbst hier brauche ich ein paar Meter um auf gewünschte Dämpfung von
40/60dB_at_10GHz zu kommen.

Wie ist eigentlich sowas hier aufgebaut:
http://www.aceunitech.com/pdf/cle2000-pcie-cce.pdf (PCI Express Gen 3
Calibration Channel Emulator, Bild CH#2: Breakout + Short Channel)? Groß
genug um etwas Kabel unterzubringen wäre die Box ja...

Viele Grüße,
Johannes

Sun Feb 05, 2012 5:31 pm   

Johannes Schöller wrote:

Ich meinte keinen harten Diplexer nachdem Motto "Alles oberhalb x GHz in
die Tonne". Eher einen sanften, wobei die Anpassung so eine Sache ist.
Ohne gekoppelte Induktivitaeten wird das aber wohl nicht abgehen.



Muss es denn semi-rigid sein?

http://www.belden.com/techdatas/english/83265.pdf

Wenn es alles sehr klein werden soll:

http://www.newenglandwire.com/catalog/pdfs/99.pdf



Muesste man aufschrauben. Viele HF-Geraetchen dieser Art (und auch
komplizierte Filter oder Diplexer) grenzen fuer Leute die das zum ersten
Mal sehen an Voodoo. Da sind gekoppelte Spuelchen, bewusst verbeulte
Spulen, an biegsame Draehte angeklebte Ferrit- und Keramikkruemel, hier
und da sieht man Dremel-Kratzer die wie Abrutscher aussehen aber keine
sind. Wenn auch nur ein Kruemel abfaellt geht nix mehr. Der Abgleich
erfolgt am Analyzer, nur erfahrenes Personal kriegt das hin und alles
ist so geheim wie das Rezept von Coca-Cola. Werkzeuge sind meist
tatsaechlich nur die Dremel und Zahnstocher oder angespitzte
Ess-Staebchen, plus Network-Analyzer.

Das Design erfolgt oft hochgradig empirisch und dauert entsprechend,
selbst mit teuren HF Simulatoren ist da nicht viel gebacken. Bei den
anschliessenden Gewinnspannen wuerde den Kaeufern uebel :-)

--
Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com/

Mon Feb 06, 2012 6:37 am   

Joerg <invalid_at_invalid.invalid> wrote:


Harhar, das kenne ich, breitbandiger Filter in einem militärischen
Flugfunkgerät, der 220 bis 400 MHz durchläßt, aber bereits bei 440 MHz
gut was wegzudämpfen hat. Da saß dann an einem ruhigen Nachmittag der
Betreffende an der offenen Baugruppe und hat mit Plastikpinzetten
Spülchen und Cs gerückt und dabei auf den Analyzer gekuckt.


-ras

--

Ralph A. Schmid

http://www.dk5ras.de/ http://www.db0fue.de/
http://www.bclog.de/

Mon Feb 06, 2012 9:39 pm   

Hehe, ja, den von dir beschriebenen Aufbau kenne ich auch von diversen
Kopplern und Filtern Aber eigentlich eher bei niedrigeren Frequenzen
bis ein paar GHz. Ob man einen so schönen geradlinigen Frequenzgang bei
gleichzeitig so guter Anpassung bis gut über 10GHz mit so einem Aufbau
hinbekommt??

Viele Grüße,
Johannes

Mon Feb 06, 2012 9:55 pm   

Johannes Schöller wrote:

Oberhalb 10GHz sind es mehr Leiterbahnstrukturen und gaaanz leicht
angebogene winzige Blechlaschen. Auch mal in die Luft stehende wenige
Millimeter lange Drahtstummel die zum Abgleich mit einem Hoelzchen in
bestimmte Richtungen gedrueckt werden. Da geht dann auch fast nur noch
Rogers Material und so.

--
Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com/

Mon Feb 06, 2012 10:14 pm   

Joerg schrieb:


Bei 24-GHz-Radar habe ich schon mit dem Skalpell feinjustierte
Stichleitungen gesehen und etwas auf einer Mikrostreifenleitung, das
aussah, wie getrockenetes Tipp-Ex (also lokale Veränderung der
effektiven Permittivität).

Christian
--
Christian Zietz - CHZ-Soft - czietz (at) gmx.net
WWW: http://www.chzsoft.de/
PGP/GnuPG-Key-ID: 0x6DA025CA

Wed Feb 08, 2012 8:54 am   

Bei gedruckten Filtern im GHz-Bereich kenne ich das eher mit
stellenweise aufgeklebter Folie, aus genau dem selben Grund. Ist
wahrscheinlich Geschmackssache :-)

MfG,
Johannes