Tastteiler für KW-UHF-SHF

Jeder stolze Besitzer eines Spektralanalysators oder Messempfängers kennt das Problem:

Wenn eine sauber angepasste 50 Ohm Schnittstelle vorhanden ist, sind präzise Messungen und Abgleicharbeiten kein Problem. Aber in vielen Fällen darf das Meßobjekt nicht mit 50 Ohm belastet werden. Etwa bei Vervielfachern, Resonatoren, Filtern etc... Hier hilft man sich meist mit einer kleinen Koppelkapazität. Leider ist der Koppelfaktor meist unbekannt und zudem stark frequenzabhängig. Oberwellenmessungen werden daher völlig verfälscht

Von Messen kann dann meist keine Rede mehr sein. Im SHF Bereich versagt diese Methode total, da bereits eine Koppelkapazität von 1 pF plus zusätzlicher Schaltkapazitäten zu viel ist.

Mit einem ohmschen Teiler in L-Schaltung kann diese Problematik erfolgreich überwunden werden. Richtig aufgebaut ist er ziemlich frequenzunabhängig bis weit in den GHz Bereich hinein. Die L-Schaltung wird hier angewandt, weil man damit hohes Z  in kleines Z  mit einem definierten Dämpfungsfaktor anpassen kann. Ein Auskoppelfaktor von etwa 30 dB wird mit der angegebenen Schaltung erreicht. 30 dB ist günstig, weil bei einer Leistungsteilung 1:1000 nicht viel gerechnet werden muss. Streng genommen ist das nicht ganz genau, weil der Innenwiderstand des Messobjekts auch einen geringen Einfluss auf den Teilerfaktor hat. Bezahlbare andere Lösungen, wie Übertrager sind jedoch viel ungenauer und bringen auch nicht den enormen Frequenzbereich von KW bis 13 cm.

Schaltungsbeschreibung:

Durch die gewählte Schaltung liegt der komplexe Eingangswiderstand etwa bei 900 Ohm / 1 pF.

Von der Tastspitze führt zur DC Trennung eine bewährte Parallelschaltung einer großen und kleinen Kapazität zum Widerstandsteiler. Die zwei SMD Wid. sind deshalb in Reihe geschaltet, weil Werte der Baureihe 1206 bei etwa 400 Ohm die geringsten Reaktanzen aufweisen. Die Parallelschaltung 2 x 120 Ohm vervollständigt das Dämpfungsglied und stellt eine gute Anpassung zur BNC Ausgangsbuchse mit 50 Ohm sicher.

Aufbau:

Layout und Bestückungsplan beide etwa im Maßstab 2:1
Die absoluten Maße sind hier nicht kritisch, da keine angepassten Streifenleitungen vorhanden sind.

Die Platine sollte aus doppelt kaschierten Epoxyd Material gefertigt werden. Die Kaschierung der Rückseite sollte jedoch nur so weit erhalten bleiben, wie es der Massefläche der Bestückungsseite entspricht. Das kann beim Belichten   ganz einfach mit einem Klebestreifen abgedeckt werden.
In die breite  Leiterbahn Lücke wird mittig eine Bohrung 2,0 mm angebracht, damit die Lötstelle R1-R2 komplett von Luft umgeben ist und somit minimale Schaltkapazitäten entstehen. Dann wird die unbestückte Platine zuerst mit dem Innenleiter, dann die Masse auf der Vorder- und Rückseite mit der Teflonbuchse verlötet.

Die Kondensatoren sollten am besten stehend eingelötet werden. R1 und R2 werden vorher mit wenig Zinn verlötet und dann als “Paket” in die Platine eingelötet. R3 und R4 werden ganz normal eingelötet. Die angedeuteten Durchkontaktierungen können aus Hohlnieten, oder aus 0,8 mm CuAg Draht hergestellt werden. Zuletzt wird am freien Ende der Kondensatoren eine ewa 10 mm lange Stecknadel oder eine ähnliche Spitze eingelötet. Ein Abschlußtest vollendet die elektrischen Arbeiten. Eine zusätzliche Masseverbindung zum Meßobjekt ist nicht notwendig. Die Handkapazität genügt.

Wie aus dem Beispielfoto zu sehen ist, sollte zum mechanischen Schutz eine runde Abdeckung über der gesamten Platine angebracht werden. Ein passendes Kunststoff Röhrchen kann zB aus einem größeren Filzschreiber gewonnen werden. Oder ganz einfach, wie hier ein passender Schutzstopfen von irgend einer HF-Buchse.