Einstellbares Dämpfungsglied

Während der diesjährigen HAM-Radio in Friedrichshafen habe ich mir am Stand des Funkamateur einen Bausatz für einen LW-Konverter gekauft. Im Gespräch mit dem Verkäufer berichtete ich über meine bisherigen erfolglosen Versuche den Maschinensender SAQ-Grimeton mit einem einfachen selbstgebauten Konverter zu empfangen.

Im Laufe des Gesprächs erfuhr ich dann, dass es hilfreich sein kann den Langdraht nicht direkt mit dem Konverter zu verbinden, sondern ein Dämpfungsglied zwischen Antenne und Konvertereingang zu schalten. Aus diesem Grunde habe ich ein einstellbares Dämpfungsglied gebaut. In diesem Beitrag beschreibe ich den Bau und die Berechnung des Dämpfungsgliedes.

Das Dämpfungsglied ist in der sogenannten pi-Schaltung aufgebaut. Das nachfolgende Foto zeigt die entsprechende Schaltung, die für die weiteren Berechnungen die Grundlage bildet.

Also zunächst ein paar Formeln und etwas Mathematik.

In der Funktechnik und im Amateurfunk auch, ist die 50-Ohm Technik gebräuchlich. Deshalb erfolgen die weiteren Berechnungen auch für diesen Abschlusswiderstand. Es wird weiterhin unterstellt, dass die Impedanz am Eingang und am Ausgang gleich sind, also 50 Ohm. Die Dämpfung berechnet sich ganz allgemein aus dem Verhältnis von Eingangsspannung zu Ausgangsspannung. Wenn die Dämpfung in dB angegeben wird, so lautet die entsprechnde Formel dazu:

D = 20* log (U1/U2)

Wobei D = Dämpfung in dB, U1 = Eingangsspannung und U2 = Ausgangsspannung sind.

Für die weitere Berechnung des pi-Gliedes benötigen wir als Wert den sogenannten Abschwächungsfaktor a, der sich aus der gewünschten Dämpfung berechnen lässt. Die Formel dazu lautet:

a = 10 ^(D/20dB)

Wobei a = Abschwächungsfaktor und D = Dämpfung in dB ist.

 

Die Eingangs- und Ausgangsimpedanzen sollen wie gesagt 50 Ohm betragen. Für die weiteren Berechnungen ist somit Z=50 Ohm. Die Widerstände des pi-Gliedes berechnen sich dann wie folgt:

R1 = Z * (a2 – 1) / ( 2* a )

R2 = Z * (a + 1) / ( a – 1 )

In der nachfolgenden Tabelle habe ich einige pi-Glieder bei einem Abschlusswiderstand von 50 Ohm berechnet:

So, nun aber genug der Theorie, kommen wir zum Aufbau des Dämpfungsgliedes. Das schaltbare Dämpfungsglied ist dergestalt aufgebaut, dass sechs Dämpfungsglieder hintereinander geschaltet sind, die sich je nach benötigter Dämpfung über Schalter zuschalten lassen. Dieser Aufbau ist möglich, da alle pi-Glieder sowohl am Eingang als auch am Ausgang eine Impedanz von 50 Ohm haben.

 

Bei der Wahl der Werte habe ich wenig die Digitaltechnik (2er Zahlensystem) bemüht. Beim letzten Dämpfungsglied bin ich von der Systematik abgewichen. 32dB war mir dann doch ein wenig viel. Über entsprechende Kombinationen lassen sich so Dämfungen zwischen 0 und 50dB in Schritten von 1dB einstellen.

Das nachfolgende Schaltbild zeigt den schematischen Aufbau des Dämpfungsgliedes.

	Dieses Foto zeigt die aus Platinenmaterial ausgesägten Teile des Gehäuses.   Es werden folgende Teile benötigt: 2 Stück 12cm x 4cm 2 Stück 12cm x 3cm 2 Stück   3cm x 4,4cm
	Ein Platinenstück von der Größe 12cm x 4cm soll später die Schalter aufnehmen und muss dazu mit Bohrungen von 6mm Durchmesser versehen werden. Die Bohrungen haben einen Abstand von 1,8 cm untereinander, die beiden äußeren Bohrungen sind 1,5cm vom Rand entfernt.   In die beiden Stirnseiten werden jeweils eine große Bohrung für die HF-Buchse und 4 kleine für die Befestigungsschrauben gebohrt. Die Maße ergeben sich je nach verwendeter Buchse.
	Die Teile werden mit einem Lötkolben miteinander verlötet. Der Bodendeckel des Gehäuses wird später mit Schrauben befestigt.
	Damit das Gehäuse schöner aussieht, kann man es mit Lack überziehen. Da noch eine Sprühdoche mit schwarzen Lack vorhanden war, wurde diese auch verwendet.
	Hier nun alle benötigten Teile auf einem Foto. In den Plastiktütchen befinden sich die Metallfilmwiderstände der Reihe E96 mit einer Toleranz von 1%. Werte können der oben angegebenen Tabelle entnommen werden.
	Die einzelnen Dämpfungsglieder können direkt an die Beinchen der Schalter angelötet werden. Die jeweils gegenüberliegenden Anschlüsse der Schalter werden miteinander verbunden.
	Die Deteilaufnahme zeigt deutlich die Beschaltung.
	Nach dem Einbau der Schalter in das Gehäuse müssen die Widerstände noch mit der Gehäusemasse verlötet werden. Die mittleren Kontakte der Schalter werden miteinander verbunden.
	Nur noch beschriften und das Gerät ist bereit für erste Tests.