Als je meer demping wenst dan kan dit alleen goed gaan werken, als je één of meerdere extra pi verzwakker netwerkjes achter de eigen gebouwde dummyload zet. Alles wat meer dan 1 of 2 mm draadlengte heeft is verdacht. Zelfs het kool- of film-materiaal in de weerstand zelf gedraagt zich als kleine antennetjes.
verteld COAX.
Kans op HF overslag binnen dat dummyload genoeg dus en zeker naar punten die op erg lage signaalwaarde niveaus staan tov het ingangssignaal. En dat is alles in de schakeling dan, zeg, na het -50㏈ punt.
En natuurlijk dient ook de uitgang naar de SMA meetconnector afgeschermd te worden. Zeker ten opzichte van het binnenkomende HF signaal, dus vanaf de PL259 connector en de R1 tot en met R3 constructie, aangezien daar binnen het dummyload relatief hoge HF signaal niveau's staan. 
Dat natuurlijk weer risico van instraling geeft. Het blijft nu eenmaal HF teringzooi!
aldus Hans Pardon.
Vandaar dus het besluit om in het ontwerp van de dummyload tot maximaal 50㏈ demping te gaan. En alle extra demping niet in het dummyload plaats te laten vinden maar met bijvoorbeeld behulp van die koperen SMA externe verzwakkertjes. Deze zijn vanwege de omhulling goed HF afgeschermd.
En allemaal voor een habbekrats, ondermeer via een Chinese koopgoot, te verkrijgen. Zelluf bouwen kan door deze extra demping in compartimentjes in te bouwen. Op de, zeg maar, oude bekende vrijdragende manier en ter afscheiding voorzien van ongeëtst printplaat schotjes.
aldus COAX. Die mij een tijdje later per App liet weten dat een rolletje koperband, dat ie nog had liggen, bij het in kompartimentjes afgeschermd inbouwen
goed kon worden gebruikt.
Raakt het toch nog eens op...
Even voor de nu glazig kijkende kijkbuislezertjes: het Π-pad is een specifiek type verzwakkercircuit in de elektronica waarbij de topologie van het circuit wordt gevormd in de vorm van de Griekse hoofdletter pi. Verzwakkers worden in de elektronica gebruikt om het niveau van een signaal te verlagen. Bijvoorbeeld om het dynamisch bereik van een meettoestel uit te breiden. Maar ook voor callibratie en impedantie aanpassing. Afijn, voor de kijkbuislezertjes die zich willen voorbereiden op de overhoring morgen heb ik links in dit scherm een verwijzing geplaatst waardoor ze op Wikipedia in het Engels meer over dit onderwerp kunnen lezen.
Dempen
Tijdens al het getest zijn er als praktische toepassing van R2 in de dummyload een drietal varianten voor dempingen tot 30㏈, 40㏈ en 50㏈ ontwikkeld.
Indien hogere dempingswaarden gewenst zijn, kunnen er op punt A in de schakeling extra pi netwerk verzwakker(s)worden geplaatst. Dit kan noodzakelijk zijn bij gebruik van de TinySA waarvan het ingangs meetsignaal nooit boven het 0㏈m niveau mag uitkomen! Hogere signaalniveaus beschadigen de TinySA ingangstrappen, dus echt mee uitkijken daarmee! Nog beter is het om een nog lager ingangsniveau te gebruiken. Als je altijd onder de -25 ㏈m blijft, heb je geen (of weinig) last dat de TinySA zelf extra mengproducten, lees extra harmonischen, kan gaan genereren. Dit laatste willen we nooit natuurlijk! We willen alleen de harmonischen van de zender meten en niet extra paaltjes rotzooi er nog bij, welke die TinySA zelf mogelijk nog verzint.
Wil je ook die zelf bouwen dan staan hieronder een drietal verzwakkerschakelingen met hiervoor alle benodigde weerstandswaarden in de reeks van 10㏈, 15㏈ of 30㏈.
De dummyload van COAX dempt na al het geknutsel op de standaard manier opgebouwd tot -40㏈ En tussen het dummyload en de TinySA worden verschillende gekochte SMA verzwakkertjes gebruikt. Heb er één van 15㏈ en één van 30㏈ en kan er alle kanten mee uit. Er zijn hiermee meetdempingen van 40㏈, 55㏈, 70㏈ of 85 ㏈ te realiseren. Alemaal puur afhankelijk van hoeveel 'HF zender signaal' of ander soort 'meetsignaal' het dummyload in gaat natuurlijk.
Hoe jij uiteindelijk jouw uitvoering van het dummyload gaat bouwen is natuurlijk aan jou.
Hans Pardon heeft proefondervindelijk een standaard dummyload met 50㏈ verzwakking gemaakt met daarachter 2 pi verzwakker netwerkjes die ieder theoretisch iets van 29,31 ㏈ verzwakken. De constructie van dit alles is vrijdragend en puur onafgeschermd ten opzichte van elkaar. De totale theoretische meetdemping komt hierbij dan uit op 108,62㏈. Ik heb dit met de Gertjan Boerefluitjes methode (patent pending!) nagerekend en kom dan uit op 103,297㏈. Ja, mooi allemaal,.. theorie, praktijk, HF teringzooi... maar nu de praktijk.....
Hans komt uit op een -77,8㏈ meetwaarde, mooi met een goede wattmeter gemeten. Wat het dummyload in gaat aan HF vanuit de één of andere 3,5 meter zender, dit omgerekend naar ㏈m waarde en daarna net zolang met de TinySA 'external gain' instelling gerommeld totdat de draaggolf exact dit ㏈m niveau aangeeft op de TinySA. Deze 'external gain' instelling is dan uiteraard de exacte demping van het dummyload...
Zo kan het natuurlijk ook. Het werkt goed en de demping van het dummyload is bekend. En daar gaat het uiteindelijk om, voor elk wat wils
aldus COAX.
Herberekeningen enzow
Voor, min of meer, standaard dempingen van 30㏈, 40㏈ of 50㏈ voldoen die SMA meetconnectoren prima. Maar als je liever een 35㏈, een 45㏈ of een 49㏈ meetuitgang wilt hebben is het wel handig als je die zelf kunt berekenen. En dat is nog lang niet zo eenvoudig als dat het lijkt! En omdat COAX de beroerdste niet is, Nee écht niet!.. is ie druk met formules aan de slag gegaan.
Omdat elke verandering van R2 een andere Ztotaal ingangsimpedantie van het dummyload op levert, hetgeen dan weer een iets andere R2 noodzakelijk maakt, en dat dit op zijn beurt weer in een andere ZTotaal ingangsimpedantie resulteert. Is dat uitrekenen natuurlijk een helse klus. En het is dan niet voor niets dat COAX druk aan de slag ging om hiervoor generieke formules te bedenken. 
Die hij je ook meteen even uitlegt:
Formule 1 rekent de waarde Ztotaal uit, dit is de totaal belasting van de zender door het dummyload en deze is vanwege de TinySA meet uitgangs verzwakkingsweerstanden die parallel aan R2 'hangen' iets lager dan de standaard 50 ohm.
Deze formule is niks meer of minder dan de standaard rekenformule welke de samengestelde weerstand uitrekent van 2 parallel geschakelde weerstanden:
Ztotaal = (Ra x Rb) / (Ra + Rb)
Hierbij wordt Ra gevormd door R1, de grote 50 ohm HF vermogens dummyload weerstand. Rb wordt gevormd uit de samengestelde weerstand, die ontstaat door de serieschakeling van R2 met met de parallelschakeling van R3 = 50 ohm en de TinySA ingangsweerstand, welke ook 50 ohm is, en 2 x 50 ohm parallel wordt dan weer 25 ohm, gevolg is dat:
Rb = R2 + 25
Boven de grote breukstreep dit tussen haakjes vanwege de vermenigvuldiging met 50 van dit geheel, onder de breukstreep geen haakjes omdat er een + teken staat, dit wordt daar:
50 + R2 + 25 en vereenvoudigd: 75 + R2
Wat we direct kunnen concluderen uit formule 1 is dat elke verandering in waarde van R2 (die de ㏈ dempingswaarde bepaalt voor de TinySA meetuitgang) ook direct de totaal impedantie Ztotaal van het dummyload, welke de aangesloten zender 'ziet' als belasting, beïnvloedt. Om die reden is het niet zinvol om lagere ㏈ dempingswaardes dan iets van 30㏈ te gaan samenstellen met R2, omdat de Ztotaal impedantie van het dummyload daarmee veel te laag zou gaan uitvallen, hetgeen schadelijk kan zijn voor de aangesloten zender.
Formule 2 rekent de waarde van R2 uit, bij een ingegeven gewenste ㏈ meetverzwakkings waarde. Omdat we hier wat met de 2 wetten van ohm moeten gaan doen, moeten we 'ergens' van uitgaan, wat dan als een soort fictief zendervermogen aangeboden gaat worden aan het dummyload. Dit om die waardes in deze formule niet nodeloos ingewikkeld te gaan maken.
Ik ben uitgegaan van een fictief zender uitgangs vermogen van 1 Watt HF, dit is een erg makkelijke waarde. Omdat als 'vermenigvuldig getal' bij Watt's dit dan de waarde 1 oplevert, waardoor die vermenigvuldiging achterwege kan blijven.
Ook bij de omrekening naar de ㏈W waarde van 1 Watt, heeft de exponent van 10 dan de waarde 0, immers 10 tot de macht 0 (= 0 ㏈W) is 1 Watt, daarom kan ook deze 0 waarde uit de 10 exponenten weer weggelaten worden, zie verderop.
Het gaat er bij formule 2 uiteindelijk om dat we moeten weten welke spanning er op R2 staat en welke stroom er door heen loopt, zodat we R2 kunnen uitrekenen.
De wet van ohm voor vermogen is: P = U x I
oftewel:
P = U x U/R
oftewel:
P = Ukwadraad / R
oftewel:
U = Wortel ( P x R )
Deze laatste afleiding wordt 3x gebruikt in deze formule, de 1e keer linksboven in de teller, daar wordt dit de 'spanning' welke de zender afgeeft bij 1 Watt HF. Dit wordt: wortel ( 1 Watt x Ztotaal ) en omdat we deze 1 als vermenigvuldigings waarde kunnen weglaten kunnen we dit ook schrijven hier als:
Wortel(Ztotaal) dus: Uzender bij 1 Watt = Wortel(Ztotaal).
Bij een bepaalde gewenste ㏈ verzwakkingswaarde kunnen we met deze zelfde formule ook de spanning op de TinySA uitrekenen, daarvoor geldt immers ook bovenstaande afgeleide vermogens formule:
U-TinySA = wortel (P-TinySA x R-TinySA) oftewel: U-TinySA = wortel(P-TinySA x 50)
Het 'vermogen' wat naar de TinySA gaat, bij zeg een 40 ㏈ verzwakking van de meetuitgang en bij 1 Watt op de ingang (= 0 ㏈W) wordt dan:
P-TinySA = 10 tot de macht ( (0 -40 / 10) ) en die 0 in de exponent konden we weglaten, zie hiervoor, dus dat wordt dan:
P-TinySA = 10 tot de macht -4 hetgeen 0,0001 watt is, en dat klopt, precies 40 ㏈ lager dan het ingangsvermogen op het dummyload.
U-TinySA wordt derhalve: wortel ( 10 tot de macht ( -40 / 10 ) x 50 ) en als we dit eenmaal weten, weten we ook de stroom die door de parallelschakeling van R3 en de TinySA loopt, dat is immers bovenstaande U-TinySA / 25 ohm en dit staat dan weer in die noemer van formule 2.
Deze stroom loopt ook door R2, dus we kunnen nu R2 berekenen: R2 = ( U-Ztotaal - U-TinySA ) / I-R2 oftewel:
R2 = U-R2 / I-R2
Omdat elke verandering in de waarde van R2 ook weer een iets andere Ztotaal oplevert, en elke Ztotaal verandering ook weer een iets andere R2 oplevert, moeten we na het 'draaien' van formule 2, nogmaals formule 1 draaien en daarna weer formule 2.....enz.....
Dit proces een aantal keren herhalen totdat er geen verandering in R2 en Ztotaal optreedt, het proces stabiliseert zich als het ware. Niet echt natuurlijk, maar het geheel loopt vast tegen de grenzen van de gebruikte rekenmachine, na 20 of 30 cijfers achter de comma, vindt vrijwel elke rekenmachine het wel genoeg zo, maar in theorie kan dit eindeloos doorgaan natuurlijk, vergelijk het met het vinden van de zoveelste decimaal van pi.
Voor ons is dit niet interessant hier, 1 of 2 cijfers achter de comma is meer dan genoeg, we hebben in de praktijk natuurlijk te maken met 1% weerstandjes of zo en daar dan een serie-lel schakeling van samenstellen voor R2 die op de hele ohm nauwkeurig deze berekende R2 waarde heeft is dan al een hele opgave uiteraard.
Braamstruiks binnenpad
Na wat geprobeer en gepuzzel kwam COAX tot de slotsom dat dit gedoe met die formules toch makkelijker moest kunnen. En daarom heeft hij voor het *kuch* perfectioneren van de berekening een stukkie Python code in elkaar geknutseld. Die eigenlijk niets anders doet dan de berekeningen zoals hierboven geschetst aan de hand van een aantal in te geven variabelen uit te voeren.
"""Broncode: Gertjan Looijen & ChatGPT"""
"""Programma rekent weerstand R2 uit voor een gewenste dB meetverzwakkings waarde voor de TinySA. R2 zit in een weerstand meetuitgangs netwerk binnen een 50 ohm VHF dummyload. In te voeren zijn dB waardes van 5 t/m 100. Er worden 2 rekenformules gebruikt, Formule 1 rekent de dummyload Ztotaal ingangsimpedantie bij elke R2 verandering uit. Formule 2 rekent de R2 weerstand uit voor de gewenste dB waarde. R2 en Ztotaal beïnvloeden elkaar wederzijds, daarom dienen deze 2 formules een aantal keer afwisselend toegepast te worden. Na 10 herhalingen zijn R2 en Ztotaal vrij exact berekend tot vele cijfers achter de comma. Deze 2 waardes worden teruggegeven, waarbij Ztotaal de dummyload ingangsimpedantie voor de zender is met de meest ideale R2 waarde voor de gewenste dB meetverzwakking."""
import math
def calculate_R2(Ztotaal, dB):
"""Bereken R2 met Formule 2."""
try:
term1 = math.sqrt(Ztotaal)
term2 = math.sqrt(10 ** (-dB / 10) * 50)
term3 = math.sqrt(10 ** (-dB / 10) * 50) / 25
return (term1 - term2) / term3
except ValueError:
return None
def calculate_Ztotaal(R2):
"""Bereken Ztotaal met Formule 1."""
return (50 * (25 + R2)) / (75 + R2)
def iterative_calculation(dB, iterations=10):
"""10 iteraties uitvoeren voor R2 en Ztotaal."""
Ztotaal = 50 # Startwaarde van Ztotaal
for _ in range(iterations):
R2 = calculate_R2(Ztotaal, dB)
if R2 is None:
return "Berekeningsfout: ongeldige dB-waarde of complexe getallen.", None
Ztotaal = calculate_Ztotaal(R2)
return R2, Ztotaal
print("Voer 'S' in om het programma te stoppen.\n")
while True:
# Vraag om dB-waarde
user_input = input("Voer de gewenste dB verzwakking in (5-100, 'S'=Stoppen): ")
if user_input.lower() == 's':
print("Programma beëindigd.")
break
try:
dB_value = float(user_input)
if dB_value < 5 or dB_value > 100:
print("Waarde buiten bereik. Voer een waarde in tussen 5 en 100.")
continue
except ValueError:
print("Ongeldige invoer. Voer een getal in voor dB.")
continue
# Iteratieve berekening voor R2 en Ztotaal
R2, Ztotaal = iterative_calculation(dB_value)
if isinstance(R2, str):
print(R2)
continue
# Print resultaten met een lege regel voor de eerste print-opdracht
print("\nDe meest ideale waarde voor R2 wordt:", R2, "ohm")
print(f"De zender ziet het dummyload dan als: {Ztotaal} ohm\n")
Een kind kan de was doen,.. ware het niet dat deze code nog steeds gebruik maakt van de twee separate formules die een aantal malen om en om moeten worden uitgevoerd. En dat ook dit beter moet kunnen... volgens COAX.
Hij daagt daarom de wijsneuzen onder de kijkbuislezertjes uit om beide formules in een mooie nieuwe glimmende code te gieten:Wizz-kids, ga deze uitdaging aan!