Pi- vs T-Koppler
Pi- und T-Koppler gehören zu den bekanntesten Tunern, die der Funkamateur zur Anpassung seiner Endstufe an die unterschiedlichsten Antennen verwendet.
Beide Kopplertypen sind gewissermaßen "Geschwister", denn sie bestehen aus jeweils zwei abstimmbaren Kapazitäten und einer abstimm-baren Induktivität, was einen Vergleich interessant macht.
Das Tool berechnet (unter Vernachlässigung der Verluste in L und C) bei gegebener Eingangsimpedanz des Antennenkabels die verschiedensten Einstellungen zur Erzielung
eines Stehwellenverhältnisses von 1,0.
Beispiel 1
Welche Werte müsste ein direkt am Antennenfußpunkt angeschlossenes Pi-Glied haben, um beste Anpassung an das 50Ohm-Speisekabel zu erzielen?
Nach Eingabe der Daten klicken Sie in der linken oberen Ecke der Pi-Schaltung so lange auf "<=" bis sich die LC-Werte nicht mehr ändern oder aber auf "Reset".
In diesem Fall hat die Betriebsgüte ihren geringstmöglichen Wert erreicht und das Pi-Glied ist zu einem LC-Halbglied (Tiefpass) entartet.
Dies verspricht maximale Breitbandigkeit bei gleichzeitig geringstmöglichen Anpassungsverlusten.
Mittels "=>"-Schaltfläche wird schrittweise die Betriebsgüte erhöht.
Dies bedeutet zwar bessere Selektionseigenschaften, gleichzeitig vergrößern sich aber auch die Anpassungsverluste.
Da moderne Endstufen bereits über gute Oberwellenfilter verfügen, ist eine hohe Betriebsgüte des Kopplers weder notwendig noch erstrebenswert,
die Optimierung folgt deshalb i.d.R. dem Kriterium der geringsten Anpassungsverluste.
Beispiel 2
Bei gleicher Vorgehensweise, nur diesmal auf der rechten Seite, ergibt sich folgende optimale Lösung:
Man erkennt, dass auch hier das T-Glied zu einem Halbglied (Hochpass) entartet ist,
dessen Schaltelemente und dessen Betriebsgüte etwa denen des Vorgängerbeispiels entsprechen.
Hinweis: Interessant, allerdings für andere Zwecke, wäre auch eine Zusammenschaltung beider Lösungen an der 2000-Ohm-Seite zur Realisierung eines verlustarmen Bandpasses
mit beidseitigem 50Ohm-Abschluss.
Beispiel 3
Welcher Kopplertyp (Pi oder T) wäre besser geeignet?
Beim Pi-Koppler erhalten wir nach dem "Reset" und wiederholtem Klick auf "=>" für C2 zunächst nur negative Werte (d.h., C2 müsste eigentlich eine Induktivität sein). Nach weiterer Erhöhung von QB kommen wir zwar für C2 irgendwann in den positiven Bereich, die Grenzwerte für L und C1 lassen sich aber mit den zur Verfügung stehenden Bauelementen nicht gemeinsam einhalten.
So ist zwar bei der folgenden Lösung L gerade noch am Limit, C1 ist aber immer noch viel zu groß:
Ein Aufbau als T-Koppler wäre jedoch problemlos möglich, womit eindeutig die Entscheidung zugunsten dieser Variante gefallen ist:
Zu beachten ist auch hier die relative Schmalbandigkeit (3dB-Bandbreite nur 40kHz), die auch innerhalb des Bands ein öfteres Nachstimmen erfordert.