Pomiar dobroci obwodu rezonansowego

[SP9FKP]

Chwila spokoju i kolejny pomysł: obwód szeregowy jako trap. Teoretycznie jeśli elementy są idealne powinno być zwarcie na częstotliwości rezonansowej. Zakładając kondensator maksymalnie dobrej jakości (jakiś solidny powietrzny) jakość "zwarcia" zależeć będzie od cewki. Im gorsza, tym gorsze "zwarcie", czyli tłumienie na Frez. Stąd tłumienie będzie funkcją dobroci.
Symulacja obrazuje różnice dla cewki idealnej, z Q=200 i Q=50.
Warunek: dokładnie znane impedancje źródla, obciążenia i tłumienie. Ale to NWT powinien zapewnić.

---

Działa !
Podjechałem do pracowni by zweryfikować pomysł w realnym świecie. Stareńki HP141 skalibrowałem na poziomie -10dBm. Kondensator 10pF to trymer powietrzny na kalicie wyjęty z radiotelefonu. Cewka 1 - dławik osiowy 10uH, cewka 2 - 10 uH na rdzeniu Amidona.
Tłumienie odpowiednio 9 i 13 dB. Porównując z symulatorem wynika, że dobroć dławika osiowego jest większa od 50 a cewki na rdzeniu mniejsza od 250. Więc chyba praktyka potwierdza teorię

[SP5AQT]

Witam wszystkich
Ja na elektronice się bardzo słabo znam bo np. nie wiem jak działa tranzystor i co leci w "eter " na SSB bo tam niema nośnej lub jest bardzo wytłumiona i gdybym mocno zagłębiał się w teorię to może od początku moich zainteresowań krótkofalarstwem wykonałbym może jakieś 0-V-1.
Co do dobroci obwodów:
1. Oryginalne cewki Coilkrafta typu SLOT TEN-04-.......- max Q 50
2. Obudowy Midlanda 558-7107-06 przewijane, wielkość 10x10 Q do 60
3. Oryginalne rdzenie Amidona T-37 ~T 68 zmierzona
dobroć była od 120 do 220. Powyżej 200 miały tylko rdzenie T-68.
4. Polskie rdzenie Polfer miały dobroć od 140 - do 240 przy średnicy 10mm !
tylko duże rozrzuty parametrów.
Tyle jeżeli chodzi o praktyczne informacje na temat dobroci dostępnych cewek.
Przy projektowaniu obwodów rezonansowych aby uzyskać dużą dobroć należy stosować wysokiej jakości kondensatory bo inaczej dobroć cewek nie będzie miała znaczenia.
Wykonałem dwa pomiary o których koledzy dyskutowali i załączam pliki.
W załączeniu jeden z wykresów obwodów w moim wykonaniu .
  pomiar1.pdf (Rozmiar: 16.17 KB / Pobrań: 1615)
  pomiar2.pdf (Rozmiar: 15.7 KB / Pobrań: 1552)
  4.pdf (Rozmiar: 21.9 KB / Pobrań: 1494)
Jeżeli chcę dokładnie wiedzieć na temat danej cewki to wsiadam w "Metro"i jadę do Michała SP5BEF który dysponuje Q-metrem z prawdziwego zdarzenia.
Wykresy : pomiar 1 - dławik 10 uH osiowy kondensator 82 pF ceramiczny lizaczek (dławik równolegle z kondensatorem)
drugi pomiar dławik i kondensator szeregowo. Pomiar za pomocą NWT-200 .
Pozdrawiam wszystkich Roman SP5AQT

[SP9FKP]

No pieknie !
Zabrakło tylko (a myślę, że nie tylko mnie) danych do pomiaru 1 i 2. Proszę o uzupełnienie (jakie cewki, kondensatory, warunki pomiaru itp.). Dziękuję Roman !

[QRP73]

Tym razem praktyka okazała się brutalna dla mnie.
Dziękuję Kolegom SP5AQT oraz SP9FKP za pouczającą lekcję z dobroci cewek oraz ... pokory przed doświadczeniem starszych Kolegów. Mam madzieję, że uda mi się zlokalizować przyczynę moich dziwnych wykresów. Dziekuję za aktywny udział w dyskusji.

[SP9FKP]

Reasumując:
1. NWT pretenduje do najbardziej użytecznego (prócz multimetru) narzędzia w pracowni krótkofalowca-kontruktora. Pora bym i ja zbudował swój egzemplarz.
2. Muszę przypomnieć sobie matematykę, formuła przeliczania tłumienia na dobroć (z uwględnieniem impedancji dynamicznej) nie powinna być bardzo skomplikowana. Jeśli nie dam rady to może zrobimy jakieś nomogramy ?

[SP5AQT]

Witam
Marku spróbuj zmienić w programie parametr Messpunkte na 1000 bo masz ustawione 9999 i czas pomiaru się wydłuża .Może to powodować przekłamania

  Dok1.pdf (Rozmiar: 167.06 KB / Pobrań: 1507)
Pozdrawiam Roman.

[SQ4AVS]

Kolego QRP73 ależ cała przyjemność po mojej stronie . Odpowiadam. Nie miałem 100pF (a właściwie nie chciało mi się zbyt szukać) wrzuciłem 82pF ale to w sumie żadna różnica, dławik 10uH osiowy. Plik 1 kalibracja, plik 2 obwód równoległy, 3 symulacja obwodu na QUCS -wszystko obwód równoległy. Niewielkie podbicie widoczne przy 1 i 2 na niższych częstotliwościach (z 1 dB) to kalibracja, w sumie nie ma czego się czepiać. Wynik symulacji zgodny z pomiarem. Dla przypomnienia w tym układzie S21 to tłumienie (S21=S12), S11 dopasowanie (S11=S22). A teraz parę podstaw elektrotechniki. W obwodzie równoległym w rezonansie impedancja rośnie do bardzo wysokich wartości, widać to bardzo wyraźnie po parametrze S11, (obwód stanowi bardzo wysoką impedancję i można przyjąć, że dla częstotliwości rezonansowej nie ma go -takie uproszczenie wynikającej z niskiej impedancji źródła i obciążenia, uzasadnione jest jednak). Co się dzieje gdy odstroimy się w rezonansie równoległym w stronę niższych częstotliwości, o impedancji wypadkowej obwodu będzie decydowała głównie reaktancja cewki, dla wyższych częstotliwości odwrotnie, kondensatora). Z kolei w rezonansie szeregowym obwód będzie przenosił bez strat (nie wliczając związanych z dobrocią cewki) gdy będziemy w rezonansie. Odpowiednie zrzuty przytoczyłem wcześniej z symulacji. Proszę policzyć nawet na piechotę reaktancję tych elementów by sprawdzić to i zobaczyć jak układ się będzie zachowywał. Jeśli Kolega mi nie wierzy mogę załączyć fotki z pomiaru. Te rzeczy są w pierwszym lepszym podręczniku z elektrotechniki. Myślę, że zaproponowana przeze mnie modyfikacja układu SP5FCS (skonikąd pomysł z gatunku najprostszych a zarazem najlepszych) ma sens i uwalnia nas od wpływu sprzężenia za pomocą opornika.
73

---

Ok, już wiem skąd różnica między naszymi wykresami. Ty miałeś włączony układ równoległy jako pułapkę ja równolegle do masy (chwila nieuwagi przy czytaniu tekstu). Nikt wcześniej z nas tego nie zauważył, a wynikało jednoznacznie z załączonych przeze mnie wykresów. Dół wykresu powinien u Ciebie wyglądać jak u Romka. Mea culpa. 73

[SP9FKP]

Hm, nie wiem jak to napisać ale zdaje się, że "odkryłem koło". Tu, na forum temat był już poruszony i wyjaśniony. A tu link. No coż, raz jeszcze wyszło na to, że wynalazek to najczęściej przypomnienie dawno zapomnianego .

[SP5FCS]

Od rana nie zaglądałem na forum a tu mieliśmy niezłą wymianę poglądów z elementami edukacji. Najważniejsze są wnioski oraz praktyczne potwierdzenie teorii.
Miałem niewiele czasu na popracowanie nad tematem ale i ja wrzucę kilka zdjęć na potwierdzenie przydatności NWT do pomiarów obwodów rezonansowych.
Zastosowanie słabego sprzężenia pojemnościowego z obu stron obwodu eliminuje wpływ zmiany sprzężenia oraz pozwala badać ekranowane cewki. Pojemności mają jednak wpływ na częstotliwość rezonansową gdyby ktoś chciał liczyć indukcyjności cewki na tej podstawie.

1/ dławik osiowy 10uH równolegle z 100pF (styroflex), soft podaje Q=75
2/ te same elementy jako trap do masy (druga propozycja Piotra SP9FKP ) Q=81
3/ zdjęcie pomiaru cewki na rdzeniu kubkowym Toko ok 4uH bez zdejmowania ekranu, Q=95, z obu stron sprzężenie pojemnościowe po 1pF
4/ wykres z pomiaru obwodu Toko

Dwa wnioski:
- cieszę się, że wątek pozwolił dopracować prostą metodykę pomiaru dobroci ogólnie dostępnymi narzędziami;
- każdy w swojej pracowni powinien mieć jeden z analizatorów NWT.

[3Z6AEF]

Ze wszystkich przedstawionych tu konfiguracji obwodu rezonansowego dla określenia jego Qu, czyli dobroci obwodu nieobciążonego, z wykorzystaniem NWT, najlepsza jest konfiguracja jako filtr jednoobwodowy, czyli tak jak zrobił to Adam z cewką TOKO. Zamiast kondensatorów 1pF warto dać trymery, które należy tak dostroić, aby tłumienie było co najmniej 30dB - wtedy różnica między Qu (obwodu nieobciążonego) a Ql (obwodu obciążonego - to jest Q podawane przez WinNWT) będzie pomijalnie mała (zależność tutaj jest taka: tłumienie IL [dB] = - 20 * log ( 1 -(Ql / Qu) ) ).

I to jest mim zdaniem najprostsza metoda.

Pozostałe dwie konfiguracje (podłączanie jako trap - szeregowy lub równoległy) wymaga bardziej skomplikowanej korekcji wartości Q podawanej przez program WinNWT (zainteresowani znajdą odpowiednie wzory w EMRFD) - tu można by faktycznie zrobić nomogramy, ale mim zdaniem nie warto...
Sprawdziłem mianowicie wszystkie trzy konfiguracje dla dwóch obwodów:
1. dławik 10uH i kondensator 100pF 1% Silver Mica
2. cewka 1,15uH na T68-2 i kondensator 100pF 1% Silver Mica
Korzystając ze wspomnianych wzorów korekcyjnych, otrzymałem wartości dobroci obwodu nieobciążonego jednakowe we wszystkich konfiguracjach z dokładnością nie gorszą niż 7%: ok. 98 dla 1. oraz 170 dla 2.

I na koniec taka refleksja: najbardziej wartościowy post w tym wątku - dla mnie osobiście - napisał Roman SP5AQT, doświadczony praktyk, który już tyle cewek miał w ręku, że w zasadzie pomiar dobroci jest mu potrzebny naprawdę sporadycznie! Dzięki Roman!

_________________________________________
(Przeczytajcie to opracowanie W7ZOI, do którego link podał Piotr - naprawdę warto! Jeśli ktoś będzie zainteresowany, a nie ma dostępu do EMRFD czy do "Introduction to Radio Frequency Design", które Wes przywołuje - służę pomocą. W książce SP6LB też są wyprowadzone niektóre wzory - zob. str. 191, 193, 243 - ale to dla lubiących matematykę )