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Messung der Daten von Quarzen und Keramikschwingern
Da die meisten Amateure über Meßmittel im 50 Ω- Bereich verfügen, habe ich überlegt,
wie mit diesen Systemen die Daten von Quarzen und Keramikschwingern ermittelt werden können
Vorteilhaft ist die Verwendung des Netzwerktesters. Der Quarz bzw. der Schwinger werden als Serienschaltung von L, C und R betrachtet und zwischen Quelle und Last durchgewobbelt.
Um auch Quarzdaten bestimmen zu können, muss die Quelle und die Last sehr niederohmig sein. Dazu dient folgende Schaltung, die auch bei der Gütebestimmung von
Spulen zum Einsatz kommen kann:
Herstellung der Transformatoren
Widerstanddämpfungsglieder und Fassung montieren
Fertigmontage
Das 50 Ω - System wird auf ein 1,28 - Ω - System transformiert. (Ausführlich beschrieben im "FUNKAMATEUR" Heft 2/2006, Seite 171).
Damit war der nutzbare Frequenzbereich am größten.
Die Widerstanddämpfungsglieder dienen der Sicherstellung (Stabilisierung) des Quell- und Lastwiderstandes von etwa
1,28 Ω. UHF-Aufbau mit niedrigsten Leitungsinduktivitäten ist zu empfehlen, auch wenn "nur" bei
Kurzwelle gemessen wird. In die beiden äußeren Sockellöcher der halben IC-Fassung steckt man den Quarz oder den Keramikschwinger.
Der Meßsender kommt an den einen 50 Ω-Eingang, der Pegelmesser mit dem AD 8307 an den anderen. Der Ausgang des AD 8307 wird ans Multimeter
geschaltet. Wer einen Netzwerktester hat, ist besser dran.
Zur Erhöhung der Meßgenauigkeit werden nicht die -3dB sondern die -6dB Punkte ermittelt. Dies ist am Netzwerktester direkt ablesbar.
Mit der 6dB-Bandbreite wird dann die Berechnung durchgeführt.
Es empfiehlt sich, mit einem Simulationsprogramm den Systemwiderstand für die Frequenzen festzustellen. Für die Berechnung der Quarz-
bzw. Keramikschwingerdaten werden benötigt:
- der Systemwiderstand
- die Resonanzfrequenz
- die 6dB-Bandbreite
- der Serienresonanzwiderstand Rs
Der Systemwiderstand wird der Tabelle entnommen.
| alles MHz: |
1 |
3 |
5 |
7 |
10 |
12 |
14 |
16 |
18 |
20 |
| alles Ohm: |
1,28 |
1,28 |
1,29 |
1,29 |
1,30 |
1,31 |
1,32 |
1,33 |
1,34 |
1,35 |
Resonanzfrequenz und 6dB-Bandbreite werden abgelesen.
Bernd Kernbaums Software eignet sich durch die Schrittweite von 1 Hz dazu sehr gut.
Während die Resonanzfrequenz und die 6dB-Bandbreite direkt am Netzwerktester ablesbar sind, muss der Serienresonanzwiderstand
durch eine vergleichende Messung ermittelt werden: Es wird anstelle
des Quarzes bzw. Keramikschwingers ein Widerstand (Trimmer) eingesetzt. Damitt wird der gleiche Wert der Dämpfung eingestellt,
wie ihn der Quarz oder Keramikschwinger bei Resonanz erreichte. Der Widerstandswert wird gemessen, er entspricht dem Serienresonanzwiderstand.
Diese vier Werte werden in den Rechner gegeben, siehe auch das Beispiel unten :
Beispiel:
Der Systemwiderstand bei 6 MHz ist 1.29 Ω
Die Resonanzfrequenz lesen wir am Netzwerktester mit 6,140988 MHz ab.
Die 6dB-Bandbreite wird mit 52 Hz angezeigt. Den Serienwiderstand ermitteln wir durch vergleichende Messung mit
11,3 Ω.
Diese Werte werden eingegeben (obere Zeile), die Taste wird gedrückt und die Quarzdaten sind bestimmt (untere Zeile).
