HF Meßbrücke für den Stehwellenabgleich

 

Gerade eine QRP Station ist darauf angewiesen, daß die vom TX erzeugte HF die Antenne erreicht und von dieser vollständig abgestahlt wird. Ein Maß dafür, wieviel Energie vom Antennensystem nicht aktzeptiert wird und in die Endstufe reflektiert wird, ist das Stehwellenverhältnis. Wie es mit einfachen Mittel gemessen werden kann, zeigt dieser Beitrag.

 

Die Schaltung

 

Es handelt sich um eine Brückenschaltung für HF, deren Einsatz für den Stehwellenabgleich bei QRP-Stationen auf George Grammer, W1DF zurückgeht und im "QRP – Notebook" von Doug DeMaw, W1FB (1) enthalten ist.

 

Schaltung SWR-Brücke

 

 

Der Einsatz dieser Brückenschaltung zur Stehwellenmessung hat den Vorteil, daß nur geringe HF-Spannungen zur Messung benötigt werden. Damit eignet sich die Brückenschaltung hervorragend für QRP. Gerade hier hat man oft das Problem, daß bei herkömmlichen Stehwellenmeßgeräten, die nach dem Prinzip des Reflektometers arbeiten - wenn sie nicht speziell für QRP ausgelegt sind - die Ausgangsleistung zur Vollaussteuerung der Anzeige nicht genügt. Damit ist eine genaue SWV - Messung nicht möglich. Die erprobte Schaltung erreicht bereits 40 mW HF eines HF-Generators Vollausschlag der Anzeige.

Bild (1) zeigt den Schaltplan. Die Meßbrücke ist für 50 Ohm ausgelegt. Die Widerstände R1 ...R3 nehmen sollten induktionsarm sein, d. h. möglichst keine Drahtwiderstände oder gewendelte Schichtwiderstände verwenden.

Die 50 Ohm erhält man durch Parallelschaltung von 2 Stück 100 Ohm Widerständen. Ich verwende sogenannte Metallschichtwiderstände mit einer Leistung von 1 Watt. Nachdem ich einen solchen Widerstand genauer untersucht hatte, indem ich die Farbschicht mit Lösungsmittel entfernte, mußte ich feststellen, daß ich hier von der reinen Lehre abgewichen bin: Die Metallschicht hatte eine Wendelstruktur! Dennoch arbeitet die Schaltung bis 30 MHz zufriedenstellend.

Die Widerstände R1 ...R3 sollten in Summe die doppelte Leistung aufnehmen können, die der Brücke an HF zugeführt wird. Bei 3 Widerständen à 2 Watt (Parallelschaltung) ist die Brücke nur bis 3 Watt Sendeleistung (Dauerstrich) ausgelegt. Kurzzeitige Tests mit Leistungen um 5 Watt HF sind auch möglich.

Nachteil dieser Schaltung ist, daß die Monitorfunktion nicht möglich ist, d. h. oft verbleiben die Meßgeräte in der Antennenleitung und ermöglichen die Kontrolle der Anwesenheit von HF. Aber eigentlich benötigt man zum QSO fahren keinen zappelnden Zeiger. Durch die Bypaßschaltung über S1 ist es möglich die Meßbrücke zu umgehen, besser ist es aber nach der Messung das Gerät aus der Antennenleitung zu entfernen.

 

 

Der Aufbau

Um dieses Gerät schnell und preiswert aufzubauen, bietet es sich an, ein SWR-Meßgerät aus dem CB-Funk-Bereich umzubauen. Diese Geräte gibt es im CB - Funkbedarf oder im Versandhandel für knapp unter 20,--DM. Ein solcher "Rohling" bringt ein solides Gehäuse, ein Meßwerk mit einer Empfindlichkeit von ca. 200 m A, zwei Anschlußbuchsen, die benötigte Diode und das Potentiometer zur weiteren Verwendung mit. Zusätzlich benötigt man nur noch ein Drehschalter (2 Ebenen, 3 Kontakte) und drei 50 Ohm Widerstände.

Zunächst wird die Leiterplatte mit der Meßleitung entfernt. Auf ihr befinden sich zwei Dioden, von denen eine für unsere Zwecke recycelt werden kann. Dann wird der Umschalter Vorwärts/Rückwärts entfernt. An dieser Stelle muß der Drehschalter montiert werden. Dazu stellt man aus einem kleinen Stück Leiterkartenmaterial eine Montageplatte mit einer 6 mm Bohrung her, welche den Schalter trägt und die von hinten an die Frontplatte geschraubt wird.

Bevor der Schalter endgültig in das Gerät eingebaut wird, sollte er vorverdrahtet werden.

Die übrige Schaltung wird an der Rückwand zwischen den Anschlußbuchsen frei verdrahtet. Als Lötstützpunkte habe ich sogenannte Klatschkondensatoren 3 pF verwendet, die an der Rückwand anliegen, aber nicht angeklebt wurden. Mechanisch hält das Ganze zwischen den Buchsen und dem Drehschalter durch die starren Anschlußdrähte der Widerstände und Kondensatoren.

 

Die Eichung

Will man die Skala eichen, benötigt man induktionsarme Meßwiderstände, die man an Antennenbuchse des Gerätes anschließen kann.

Wenn HF an der Brücke liegt und der Antennenanschluß mit einem 50 Ohm Widerstand abgeschlossen ist, dann liegt Brückennull vor, d. h. der Zeiger des Instrumentes darf nicht ausschlagen. In dieser Konfiguration läßt sich die maximal nutzbare Frequenz der Meßbrücke bestimmen. Bei meinem Exemplar schlägt der Zeiger bei 30 MHz eine halbe Zeigerbreite aus, was man gerade noch aktzeptieren kann. Damit ist der KW-Bereich erfaßt.

In der Stellung CAL wird mit dem Regler P1 Vollausschlag eingestellt.

Wird ein 60 Ohm Widerstand angeschlossen, dann liegt ein SWV von 1,2 : 1 vor, die Zeigerstellung kann markiert werden.

Mit weiteren Widerständen kann der Rest der Skala geeicht werden.

 

50 Ohm 1:1

60 Ohm 1,2:1

75 Ohm 1,5:1

100 Ohm 2:1

 

Das Verhältnis des Meßwiderstandes zu dem Wert 50 Ohm ist gleich dem Stehwellenverhältnis.

 

Die Messung

Zu Messung wird Sender und Antenne angeschlossen, der Schalter in die Stellung CAL gebracht, HF angelegt (auf die Morsetaste gedrückt) und die Anzeige mit dem Regler P1 auf Endausschlag gebracht. Dann wird auf SWR umgeschaltet und das Ergebnis abgelesen. Geht der vollständig Zeiger auf Null zurück, haben wir ein SWR von 1:1.

 

 

 

 

 

 

Bauteile

1 Stück "Rohling" CB Stehwellenmeßgerät "CB -Master 420", "SWR-2" o. ä.

z. B. Conrad Best.-Nr.: 26 03 04-99

6 Stück Metallschichtwiderstände 100 Ohm /1 Watt

2 Stück Kondensatoren 10 nF

1 Stück Widerstand 1 kOhm

4 Stück Klatschkondensatoren (oder keramische Lötstützpunkte)

1 Stück Drehschalter

 

 

 

Bilder

 

Bild (1) Die Schaltung der HF-Meßbrücke

 

Bild (2) Der "Rohling", ein im CB-Funk gebräuchliches Stehwellenmeßgerät

"Rohling"

 

Bild (3) Innenansicht der HF-Meßbrücke. Die Brückenwiderstände sind frei zwischen den Anschlußbuchsen und dem Drehschalter verdrahtet.

 

Innenansicht SWR-Brücke

 

 

Literatur:

 

(1) Doug DeMaw, W1FB: QRP - Notebook, 3. Auflage 1990, ARRL Inc., ISBN 0-87259-306-1

 


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Copyright© Andreas Bilsing, DL2LUX, upload 12. Oktober 1998