Messmethoden und Geräte

  • Abblockungen (Bypassing) messtechnisch untersucht von Dietmar DL2BZE

    Anlässlich des Jahrestreffens der Deutschen Sektion des G-QRP-Clubs in Waldsassen (BY) hat Dietmar DL2BZE einen kleinen Vortrag gehalten. Es ging um die Abblockwirkung verschiedener Kondensatoren. Das Dokument kann hier als Word-Dokument geladen werden. Im Anhang der Dokumente findet man sehr nützliche Links zu dem Thema.
    Dieser Beitrag richtet sich eher an die Praktiker sowie Hobbyentwickler und erhebt keinerlei wisenschaftlichen Anspruch.

  • Bau eines Tracking Generators für den Spektrumm Analysator HP 8584Q

    In diesem Beitrag möchte ich euch den Selbsbau eines Tracking Generators für den Spektrum Analysator HP8594Q vorstellen. Alle Informationen findet ihr in der Baumappe.

  • Bautagebuch zur Entwicklungsgeschichte des FA-NWT

    Vor einiger Zeit hat Rainer DM2CMB mal eine tolle Zusammenfassung über die Entstehung des FA-NWT geschrieben. Ich durfte seine Beiträge im folgenden Downloadlink zusammenfassen.
    Version: 002 vom 25.08.2013

  • Calibration of Oscillator Phase Noise Measurement Instruments

    English: In this document, I will describe how to calibrate my homebrew oscillator phase noise measuring system. The basic idea of the method of calibration is really quite simple. With a combiner the oscillator signal is combined with the noise of a calibrated noise source. The noise floor of the oscillator is then superimposed by the noise of the noise source, and it then forms a horizontal line on the display. The Level of this line can be calculated and compared with the measurement results.

    Deutsch: In diesem Dolument beschreibe ich, wie man einen selbstgebauten Phasenrauschmessplatz kalibrieren kann. Hierbei ist die Grundidee sehr einfach. Mit einem Combiner wird das Oszillatorsignal mit einer kalibrierten Rauschquelle überlagert. Der Noise Floor des Oszillator wird dann von dem Rauschen überlagert und formt eine waagerechte Linie im Display des Phasenrauschmessplatzes. Der Level der "Rauschlinie" kann sehr einfach berechnet und mit den Messergebnissen verglichen werden.
    Momentan ist das Dokument in englischer Sprache. Geplant ist auf längere Sicht ein zweisprachiges Dokument.

  • FET Tastköpfe

    Hier entsteht eine Beschreibung von meinen FET-Tastköpfen:

    Tastkopf Nr. 1: DC-500MHz FET Tastkopf von André Bülau.

    Der Tastkopf wurde hier intensiv diskutiert: http://www.mikrocontroller.net/topic/188227
    und hier www.mikrocontroller.net/topic/206943
    Momentan werden FET-Tastköpfe in dem Forum von SM5ZBS diskutiert:
    http://www.multiforum.se/afu/viewtopic.php?p=5234 (Anmeldung erforderlich)
    Für diese Diskussion stelle ich hier auch das Dokument vom Entwickler zur Verfügung:

    Im Forum wird noch anderer ein Tastkopftester diskutiert:

    Link zum Forum: http://www.multiforum.se/afu/viewforum.php?f=22&mforum=afu (Link ist defekt und muss noch ersetzt werden)
    Unten findet ihr einen Link zum Schaltplan

  • GPS Frequenznormal 10 MHz

    Hier möchte ich euch mein abgebrochenen Projekt über ein GPS diszipliniertes 10MHz Frequenznormal berichten. Vielleicht könnt ihr trotzdem etwas damit anfangen.
    (Version: 21.10.2014)

  • IP3 Berechnungen

    Hier findet ihr ein kleines Excel-Sheet, welches euch bei IP3-Messungen und der Berechung der einzelnen Frequenzen helfen kann.

    IP3 Berechnungen

  • IP3 Messungen

    Im Rahmen von meinem TRX2012 Projekt habe ich mich mit Messungen der Intermodulation beschäftigt und mir einen Messplatz aufgebaut. Mitglieder meiner Bastelrunde erweitern nun auch ihren Messpark und viele Emails werden ausgetauscht.

    Um unsere Kommunikation zu erleichtern habe ich begonnen alles in diesem Dokument zusammen zu sammeln.
    Version: 007 (24.01.2016)

    Hier findet ihr ein Hilfsprogramm zum Berechnen der IP3-Werte

  • Kalibrierter Leistungsrauschgenerator - pseudo random bit noise (prbn)

    Dieses Basteltagebuch beschäftigt sich mit einem Leistungsrauschgenerator, der eine exakt berechenbare Leistungsrauschdichte erzeugt. Letztlich hängt sie nun nur noch von der Versorgungsspannung (Spannungsregler) und der Taktfrequenz ab. Das Rauschen wird von CMOS-Schieberegistern erzeugt, welche unkorrelierte Bitfolgen erzeugen - quasi Zufallszahlen.
    (Version: Ver06 vom 16.12.2014)

  • Kennlinienschreiber

    Hier findet ihr mein Basteltagebuch über den Bau des Kennlinienschreibers von DL4JAL.
    (Version 02.05 vom 05.08.2013)

  • L/C-Gütemessung mit der Sperrkreis-Methode

    Die Messung der Leerlaufgüte kann mit verschiedenen Methoden erfolgen, entweder durch die direkte Messung des Verlustwiderstandes oder mit einer der indirekten Methoden mit Hilfe eines Resonanzkreises (z.B. durch eine 3db-Bandbreitenmessung oder durch die Ermittlung der Sperrtiefe).
    In dem Buch "Experimental Methods in RF Design" (EMRFD); ARRL 2003 wird in Chapter 7.9 auf den Seiten 7.36-7.37 dieses Verfahren genauer beschrieben. Horst dj6ev hat hierzu ein kleines Programm geschrieben und eine gute Übersicht verfasst.
    In der angehängten Datei findet ihr das Programm mit einer Hilfedatei von Horst dj6ev.

  • Leistungsmesser

    Hier beschreibe ich einen kleinen Leistungsmesser.Die Idee stammt ursprünglich von Günther Fromhagen (http://guenther-fromhagen.homepage.t-online.de/html/usb-leistungsm_.html). Im AATiS Praxisheft 19 wird sein Projekt beschrieben (www.aatis.de).

    Seine Idee habe ich aufgegriffen und hieraus ein eigenes Projekt entwickelt. Als AD-Wandler verwende ich einen 16 Bit-AD-Wandler, der über den I2C-Bus angesteuert wird.

    Noch ist dieser Aufbau experimetell.
    (Version: 04 vom 16.02.2014)

  • Links zum VNWA

    Hier findet ihr Links mit Zusatzinformationen zum DG8SAQ VNWA?

    • dann in dem Yahoo-Forum gibt es unter "Links" eine ganze Sammlung mit exzellenter HP-Literatur
    • Wenn dich "wie es funktioniert" wirklich brennend interessiert ist das Rohde & Schwarz Buch von Hiebel 'Grundlagen der vektoriellen Netzwerkanalyse' noch prima
    • Eine gute Quelle für Tutorials ist neben HP/Agilent auch Rohde & Schwarz und Anritsu
    • wenn Du nach N2PK-VNA googelst findest Du auch ein anderes Yahoo-Forum und auch weitere Foren wo bestimmte Fragestellungen diskutiert wurden
    • Praxiseinstieg in die Vektorielle Netzwerkanalyse von Joachim Mueller.. ISBN 978-3-88976-159-0
    • Dank eines ganz emsigen OMs DG3OK gibt es jetzt ein Deutsches VNWA-Help-file. Wie einige von Euch vielleicht wissen, ist das VNWA-Help-file in Wirklichkeit nicht nur ein Helpfile sondern vor allen Dingen auch ein Tutorial zur Vektornetzwerkanalyse !
      Jan von SDRKits hat es jetzt online gestellt, sozusagen als Weihnachtsgeschenk Smile
      http://sdr-kits.net/vnwasoftware/VNWA/VNWA_HELP_deutsch.pdf
    • Drei VNWA Dateien, einschließlich der VNWA Helpfile wurden ins Deutsche übersetzt und stehen zum Download vom http://www.sdr-kits.net/vnwasoftware/?21
      Vielen Dank an Manfred Zilmer DG3OK für seine Arbeit über viele Wochen getan!
    • The recently published "One Port and Two Port Measurement Examples" are available VNWA Application Notes 1 and VNWA Application Notes 2 from the link: 5. Otther VNWA Information:
      http://www.sdr-kits.net/vnwasoftware/?24
  • NWT4000 Flatness Calibration

    In diesem Dokument zeige ich euch, wie die Welligkeit bei Verwendung eines NWT4000 noch weiter reduziert werden kann. Im zweiten Teil gehe ich kurz auf die Verwendung eines Richtkopplers ein. Das Dokument ist in englischer und in deutscher Sprache.

    NWT4000: Calibration improvement thru Flatness Calibration and use of a directional coupler. This document describes how the NWT4000 calibration can be improved. This document is bilingual, black German, green English.

  • Noise Figure Messungen und Rauschmessungen an Verstärkern

    In diesem Basteltagebuch beschreibe ich meine Messanordnung zur Rauschmessung an Verstärkern. Es kann das Rauschmaß oder die Rauschzahl gemessen werden. Im Rahmen von meinem TRX2012 Projektes habe ich mich hiermit beschäftigt.
    ( noise figure Rauschmass )

  • Phasenrauschmessplatz im Selbstbau

    Das Messen des Phasenrauschens eines Oszillators ist ein spannendes Gebiet. 1880 haben die Brüdern Jacques und Pierre Curie entdeckt, dass bei mechanischer Verformung von Kristallen auf der Kristalloberfläche elektrische Ladungen beobachtet werden können – auch Piezoelektrischer Effekt genannt. Die ersten Oszillatoren mit Schwingquarzen wurden zwar schon um 1918 gebaut - bis zu den heutigen Quarzen war es aber noch ein weiter Weg.
    Ein Oszillator schwingt niemals absolut rein, sondern zeigt immer statistisch verteilte Abweichungen z.B. von Amplitude und Phase – hier vereinfacht als Rauschen bezeichnet. Auch als Amateur kann man heute Quarzoszillatoren aufbauen, deren Rauschfuß um fast 170 dBc schwächer ist.
    In diesem Basteltagebuch wird ein Messgerät zur Phasenrauschmessung beschrieben, dessen Dynamikbereich sich in der Region von fast 170 dBc bewegt – und das mit Amateurmitteln.
    Was kann man sich unter -170 dBc vorstellen? Das ist so, als wollten wir in der direkten Nähe von einem 100W Sender nach Restschwingungen im Femto-Watt-Bereich (1 fW) suchen. Das ist ein Leistungsabfall von 10-17 ! Astronomische Entfernungen machen es noch deutlicher: Das ist so, als wollte man feststellen, ob sich der Abstand zwischen der Sonne und der Erde um 0,02 mm geändert hat.
    Solch riesige Dimensionen faszinieren mich und lassen mich jedes gerade aktuell laufende Projekt unterbrechen .
    Wie fing es mit dem Projekt an?
    In der Zeitschrift FUNKAMATEUR erschien 2009 eine Artikelserie zum FA-IQ-DDS Generator. Andreas, Eric und ich waren von dem 100 MHz Mutteroszillator sofort sehr angetan und haben ihn erfolgreich nachgebaut. Leider konnten wir damals das Phasenrauschen des Oszillators nicht messen und die hierfür notwendigen Messgeräte kosteten ca. 100000€. Wir waren schon froh, dass wir das Spektrum, den Pegel und die Frequenz messen konnten.
    2011 bin ich auf die Diplomarbeit von Stefanie Hofmann DG2MEU gestoßen (www.stefanie-engelhard.de). Sie hat ein Messsystem zur Ermittlung des trägernahen Phasenrauschens von spannungsgesteuerten Quarzoszillatoren entwickelt. Eric und ich hatten uns schon die für einen Nachbau notwendigen Bauteile besorgt, als Eric während der UKW-Tagung 2011 den Kontakt mit Bernd Kaa DG4RBF hergestellt hat. Bernd war gerade dabei sich einen Phasenrausch-Messplatz für 100 MHz Oszillatoren zu entwickeln. Nach einem intensiven Informationsaustausch mit Bernd haben Eric und ich den Nachbau von Steffis Schaltung auf Eis gelegt und Eric ist Beta-Builder von dem Entwurf von Bernd geworden. In der Zeit habe ich mein TRX2012-Projekt begonnen um einen Transceiver von Grund auf zu entwickeln. Die Zeit haben wir auch genutzt um unseren Selbstbau-Messgerätepark um IP3-Werte und das Rauschmaß von HF-Schaltungen zu erweitern. Für uns ist das Messen von physikalischen Größen absolut faszinierend.
    Wie schon geschrieben ist beim Phasenrauschen von Oszillatoren der unglaublich große Dynamikumfang von etwa 170 dB eine große Herausforderung. Mit der Schaltung von Bernd können wir schon 10 Hz entfernt von einem 100 MHz Signal dessen Phasenrauschen messen. Normalerweise braucht man hierfür Messgeräte, die so viel wie ein ganzes Haus kosten.
    Da der riesige Dynamikumfang kein Kinderspiel ist, ist nicht weiter verwunderlich, dass Bernd erst zwei Jahre später seinen ersten Vortrag auf der 58. Weinheimer UKW-Tagung 2013 zu diesem Thema gehalten hat. Im Vorlauf zu dieser Tagung hat Eric auch sein Gerät fertig gestellt. Der Vortrag von Bernd ist auch im zugehörigen Tagungsband erschienen. Direkt im Anschluss an diese Tagung habe ich mein TRX2012-Projekt unterbrochen und mit dem Nachbau der Schaltung von Bernd begonnen. Mein Aufbau entspricht annähernd der Version aus dem Vortrag von der UKW-Tagung. Bernd hat 2015 hierzu einige Artikel geschrieben, die weiter unten aufgelistet sind.
    In diesem Basteltagebuch habe ich die Erfahrungen von Eric und mir zusammengefasst. Mit der Veröffentlichung auf meiner Homepage habe ich gewartet, bis die Artikelserie von Bernd in der Zeitschrift UKW-Berichte erschienen ist.
    Hier findet ihr unsere Erfahrungen aus der Beta-Phase. Für einen endgültigen Aufbau empfehle ich die aktuellen Artikel in der Zeitschrift UKW-Berichte. In dieser Baumappe findet ihr die Dokumentation von meinem Aufbau und meine Erfahrungen mit der Beta-Version, die sich an die Schaltung im Tagungsband der UKW-Tagung 2013 anlehnt.
    Alle weiteren Informationen findet ihr in der Baumappe. Viel Spaß beim Lesen.
    Links: (folgen noch)

  • Rauschen von Spannungsreglern

    Das Rauschen von Spannungsreglern ist für uns Funkamateure immer wieder von großem Interesse. Das Vermessen des Rauschens ist aber nicht so einfach.

    In diesem Basteltagebuch beschäftige ich mich mit dem Rauschen von Spannungsreglern. Es werden Spannungsregler vermessen, die ich in der Vergangenheit bei unterschiedlichsten Projekten eingesetzt habe oder plane sie in Zukunft einzusetzen. So soll mit der Zeit eine umfangreiche Dokumentation entstehen, die mir bei kommenden Projekten bei der Auswahl der dann jeweils geeigneten Spannungsregler helfen soll.
    Der Verstärker und das Messverfahren werden in den Artikeln von Bernd und Thomas in der Zeitschrift FUNKAMATEUR 10-12/2014 beschrieben. Sie dienen als Grundlage zum Verständnis von diesem Basteltagebuch. In diesem Basteltagebuch liegt weniger der Schwerpunkt auf dem Messverfahren, sondern mehr bei der Untersuchung der einzelnen Spannungsregler.
    Version: (Ver06 vom 17.09.2016)

  • Trennverstärker 1-100 MHz

    In dieser Baumappe geht es um Trennverstärker, die die Isolation erhöhen sollen, ohne das Rauschen maßgeblich zu beeinflussen.
    (Version 1 vom 16.12.2014)

  • VNWA: Anleitung zum Erstellen einer Master Calibration

    Hier nun die Prozedur wie man eine "Master Calibration" macht:

    Zunächst einmal ist es so, dass bei einer normalen Kalibration bei jeder Änderung der Wobbel-Start-Stop-Frequenzen, oder der Anzahl Messpunkte die Kalibration ungültig wird und somit neu kalibriert werden müsste.
    Um diese umständliche Vorgehensweise zu vermeiden wurde die Master Cal erfunden.

    1) Man kalibriert mit der maximalen Punktezahl von 8192 Punkten
    2) Man wählt den maximal breiten Frequenzbereich von 1kHz-1300MHz
    3) man führt eine SOLT Kalibrierung durch (short, open,load through) , crosstalk cal (Übersprechen) sollte man wirklich nur dann verwenden wenn man Übersprechen zu vermeiden hat, ansonsten lässt man diesen Punkt einfach aus
    4) Nach erfolgter SOLT-Kalibration drückt man die Taste "save current calibration as master cal", die Kalibrationsdaten werden dann unter einem einzugebenden ´Namen abgespeichert.
    Es empfiehlt sich den Namen "sprechen" zu lassen z.B.
    MC_sw_koax_1khz-1300_8192pnts_8_Aug_12
    für MC: master cal, sw_koax: die verwendeten kurzen schwarzen Koax-Messleitungen, Frequenzbereich, Anz. Punkte, Datum.
    Diese Angaben helfen beim Wiederfinden der richtigen Kalibration.

    5) Hinweis: sieht man ein rotes M in den grünen Anzeigepunkten dann liegt EINE MC (master cal) vor, wurde die master cal aufgerufen und ist wirksam verschwinden die roten M
    6) Hinweis: wird nun die Anzahl Punkte oder der Frequenzbereich geändert werden aus der master cal neue Kalibrationsdaten interpoliert.
    Dieses wird angezeigt indem in den roten Anzeigepunkten (im Cal Menu) ein grünes M erscheint.
    7) Hinweis: Man darf sich mehr als eine Master Cal Datei anlegen, aber bitteschön mit unterschiedlichen Namen
    8 ) eine gespeicherte Master Cal holt man sich jeder zeit über File->Retrieve_>Master-Cal wieder