Praxiseinstieg
Das Smith-Diagramm, in den 30er- Jahren des vorigen Jahrhundert von Philiph Smith entwickelt, ist bis heute das wichtigste Instrument zur bildlichen Darstellung der Anpassung in HF-Systemen. Mehr noch, es ist das Werkzeug schlecht hin um die Vorgänge an HF-Systemen überhaupt zu durchschauen.
Jeder der schon versucht hat, Anpassung zwischen verschieden Komponenten herzustellen, z.B. zwischen Senderendstufe und Antenne, war bestimmt schon geneigt an Voodoozauber zu glauben. Mit dem Smith-Diagramm im Werkzeugkoffer lässt sich so mancher Zauber enthüllen.
Allerdings ist das Smith-Diagramm auf den ersten Blick ein undurchdringlicher Dschungel an gekrümmten Linien der eher abschreckt. Durchforstet man die einschlägige Fachliteratur oder das Internet findet man viele Stellen zum Thema Smith-Diagramm, oft sind für das Verständnis Mathematikkenntnisse eines Hochschulstudiums Voraussetzung, eine grundlegende Einführung zur Handhabung sucht man vergeblich.
Diese Lücke will dieses Buch schließen. Eine praxisnahe Einführung in den Aufbau und die Handhabung des Diagrammes, allgemeine Mathematikkenntnisse die zu einer elektrotechnischen Ausbildung gehören, reichen dabei völlig aus.
Wie man sich dann auf dem Parkett der gekrümmten Linien bewegt, entweder mit Papier und Bleistift, mit komfortabler Software oder einem modernen Vektoranalyzer bleibt dem Leser überlassen – alles ist möglich.
Aus dem Inhalt:
Inhaltsübersicht:
Im vorletzten Kapitel haben wir den Weg aufgezeigt, wie eine Impedanz in das Smith-Diagramm eingezeichnet wird und welche Werte anschließend aus dem Diagramm abgelesen werden können. Als Beispiel nehmen wir unseren Leitungsabschluss A, der einen Reflexionsfaktor |r| = 0,6 aufweist, was wiederum ein SWR von 4 bedeutet. Sollte sich hinter diesen Werten eine Antenne verbergen, dann wird man nach Verbesserung des Reflexionsfaktors bzw. VSWR streben.
Der Blick ins Smith-Diagramm zeigt uns weiterhin, dass sich die Schaltung bei der angenommenen Frequenz induktiv verhält. Am ohmschen Widerstand (33 Ohm) können wir nichts verändern und sehen ihn vorerst als fixe Größe an. Ein weiterer Blick ins Smith-Diagramm zeigt, dass der rein ohmsche Widerstand für sich allein betrachtet einen Reflexionsfaktor von |r| = 0,2 aufweisen würde. Der Gedanke liegt nun nahe, durch entsprechende Beschaltung die Impedanz in diese Richtung zu verschieben, d.h. den induktiven Blindanteil zu eliminieren, wie im Bild 7.1 mit einem Pfeil (grün) gekennzeichnet.
Die Induktivität von 470 nH kann durch Reihenschaltung einer Kapazität kompensiert werden. Dafür muss die Kapazität so gewählt werden, dass sie bei der gegebenen Frequenz (20 MHz) den gleichen Wert als Blindwiderstand aufweist, im Beispiel 59 Ohm.
Im Versuchsaufbau fiel die Wahl auf einen Trimmer, der auf die berechneten 135 pF eingestellt wurde. Am Messgerät kann beim Verstellen des Trimmers genau beobachtet werden wie der Punkt A auf dem Kreis des Wirkwiderstandes (33 Ohm, gestrichelt dargestellt) „herunterwandert“. Der Leitungsabschluss soll direkt am Messgerät aufgesteckt werden um Effekte durch Transformation auszuschließen, ein Thema das wir noch separat behandeln werden.
Author: Joachim Müller
Großformat 21 x 28 cm, 118 Seiten, 126 farbige Abbildungen, Diagramme und Tabellen
beam-Verlag 2009
ISBN 978-3-88976-155-2
Preis 29,80 € inkl. MwSt
