Dämpfungsglieder selbst berechnen und bauen

 

Ab und an braucht man nicht nur einen Dummyload, sondern ein Dämpfungsglied. Das ist im Prinzip ein negativer Verstärker, wo hinten weniger HF rauskommt, als man vorne rein gibt. Meist auch einfach Abschwächer genannt, da der Ausdruck "Glied" bei Laien oft falsche Assoziationen weckt. Auf Englisch ist es einfacher, da heisst das Teil Attenuator.

So ein Attenuator lässt sich einfach mit drei Widerständen herstellen. Rechnen muss man dabei auch nichts, da es seit dem Internet passende Online-Rechner gibt. Diese Attenuatoren gibt es übrigens in zwei Varianten: als T- und als Pi-Glied. Sie tun aber beide dasselbe. Hier ein Rechner für ein Pi-Glied.

Zwei Dinge gilt es bei Abschwächern zu beachten.

1. Wenn Abschwächer als Antennen wirken, ist das zuweilen unpraktisch. Man baut sie deshalb vorzugsweise in ein abgeschirmtes Gehäuse mit HF-Buchsen seiner Wahl, je nach anvisiertem Frequenzbereich.

2. Die verwendeten Widerstände müssen HF-tauglich sein. Also so wenig Eigeninduktivität und Kapazität aufweisen wie möglich. Dass da Widerstände mit aufgewickeltem Draht nicht in Frage kommen, leuchtet ja noch ein. Doch auch Metallschicht und Kohleschicht-Widerstände sind ungeeignet, wenn sie gewendelt sind. Das heisst: zwecks Widerstandserhöhung mit spiralförmigen, umlaufenden Rillen versehen. Diese Art Spule auf dem Widerstand fällt nicht unbedingt gerade ins Auge und ist oft unter einer Lackschicht versteckt. Gut geeignet sind SMD-Widerstände, sofern sie keine mäanderförmige Einfräsungen haben. 1W oder 2W SMD sind einfach zu finden und günstig. 

Ein Abschwächer vernichtet einen Teil der Leistung und setzt sie in Wärme um. Bei -3dB die Hälfte, bei -6dB drei Viertel und bei -10dB 90%. Das Dämpfungsglied wird daher warm, bzw. heiss. Doch welcher der drei Widerstände wird am heissesten? Für welche Leistung müssen die drei Widerstände dimensioniert werden? 

Um das auszurechnen, brauchts es die grundlegenden elektrotechnischen Formeln. Ohmsches Gesetz, Leistung, Kirchhoff. Und natürlich ein bisschen Algebra.

In der Mikrowellen Enzyklopädie Microwaves101 wurde diese Aufgabe bereits erledigt und die Belastung der einzelnen Widerstände - in Abhängigkeit des Dämpfungswertes - schön grafisch dargestellt. Hier zu finden. 

Daraus kann man zum Beispiel ersehen, dass bei einem -3dB Dämpfungsglied der erste Widerstand 20% der Leistung vernichten muss. Beim Pi-Glied ist das der Parallelwiderstand am Eingang, beim T-Glied der Längswiderstand. Bei einem -10dB Attenuator muss dieser Widerstand die Hälfte der Leistung aufnehmen und bei einem -20dB Dämpfungsglied 99%.