3dB Dämpfungsglied aufgebaut bis 3,5GHz

Ich habe ein 3dB Dämpfungsglied simuliert und aufgebaut.

Auf einer FR4 Platine 0,8mm dick nimmt die Durchgangsdämpfung mit der Frequenz ganz ordentlich zu. Bei 5cm Platinenlänge sind das ca. 0,2dB pro GHz, Das entspricht bei 3GHz ca. 0,6 dB und bei 10GHz sind das dann 2 dB.
Ein Kondensator in Reihe wird dagegen immer „durchlässiger“ mit steigender Frequenz. Warum das also nicht einmal kombinieren und eine konstantere Dämpfung über eine größere Bandbreite anstreben. Und das alles mit Standard Materialien. Also kein Hochfrequenz Platinen Material von Rogers, keine schwierig zu bekommenden ATC Kondensatoren.

Ersteinmal werden die idealen Widerstandswerte hier berechnet mit 292 und 17,6 Ohm.
292 Ohm wird erreicht durch eine Parallelschaltung von 560 Ohm und 680 Ohm, ergibt 307 Ohm. Für 17,6 Ohm wird einfach ein 18 Ohm Widerstand genommen.

Hier der Simulationsafbau im Ansoft Designer. Die Widerstände sind entsprechend aus der E12 Reihe gewählt und ein Kondensator mit 1,5pF ist im Durchgang eingefügt.

Und hier das Simulationsergebnis S21 (Durchgang):

Auch der Eingang ist brauchbar angepaßt (S11) mehr als 15dB:

Das sieht erstaunlich gut aus, und funktioniert sogar bis 10GHz. Und das mit dem einfachen Trick. Das lohnt einen Aufbau und Test.

Auf der einfachen Platine V2.0 wurden die Widerstände in 0603 SMD Bauform aufgelötet, Den Kondensator hatte ich nur in der 0804 Bauform.
Hier das Ergebnis:

Und nun kommt die Messung mit dem NWT4400

Die Durchgangsmessung S21:

Das 3dB Dämpfungsglied funktioniert bestätigt bis 3,6 GHz ganz ordentlich.
Gemessen wurden hier -3 … -4 dB.

Der Cursor steht bei 3,6GHz auf -4dB. Danach macht mein NWT4000 wieder Probleme. Die Welligkeit habe ich mit der internen Kalibration inzwischen schon verbessern können und bis 3,5 GHz auf unter 1 dB gebracht. Aber über 3,5 GHz kann ich noch immer keine richtig guten Messungen hin bekommen,
Hier weicht der Messwert aber auch deutlich von 3dB ab, sodass ich eine gute Funktion für dieses Dämpfungsglied erst einmal nur bis 3,6 GHz annehmen möchte.

Aber auch das ist schon sehr ordentlich.

Für den Aufbau verwendet wurden:
FR4 Platine V2 0,8mm dick
2 x 560 Ohm SMD 0603
2 x 680 Ohm SMD 0603
1 x 18 Ohm SMD 0603
1 x 1,5 pF SMD 0804
2 x SMA Platinen Buchsen

Zur Simulation:
Ansoft Designer SV2

Und zur Messung:
NWT4000-1
2 Semirigid Kabel mit SMA Steckern
10dB DGL im Eingang der NWT

Ich habe hier noch ein paar Platinen ohne Bauteile und Stecker übrig und für 5 € pro Stk. abzugeben plus 1,45 € Versand im Brief in Deutschland. Wenn also Interesse besteht fragt nach der Durchgang Platine Shelvin V2. solange noch Platinen da sind.

Von Matthias Busse

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