richtige Ferritkerne für Loop-Antennenverstärker |
Franz Heimerl ![]() Schem.: Pict.: 8 29.May.17 15:06 Count of Thanks: 15 |
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Ich leide unter der Brummverseuchung von LMK durch Schaltnetzteile und habe eine Loop-Antenne aus 15mm Kupferrohr nach Ludg Nun könnte das an den verwendeten Ferritkernen im Verstärker liegen. Die empohlenen G2-3FT16 mit 20 mm² Kernquerschnitt treibe ich nicht auf und habe auch sonst keine weiteren Daten darüber. Ich habe ersatzweise die NiZn-Kerne FT50-43, erhältlich bei Reichelt verwendet bei gleicher Windungszahl. Diese Kerne haben nur 13 mm² Querschnitt. Ich könnte mir vorstellen, dass das nicht optimal ist. Ich weiß nicht, wie die Übertrager zu dimenionieren sind und ich kenne den Al-Wert der alten G2-Kerne nicht .Weiß jemand Rat? Weitere Daten stehen im Sc Vielen Dank mit sommerlichen Grüßen This article was edited 29.May.17 18:12 by Franz Heimerl . |
Jochen Bauer ![]()
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D Articles: 126 Schem.: 0 Pict.: 0 29.May.17 23:17 Count of Thanks: 11 |
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Hallo Herr Heimerl Die Daten der angegebenen Ferritkerne "G2-3FT16" habe ich leider auch nicht auffinden können, allerdings würde ich davon ausgehen, dass die verwendeten FT50-43 Kerne mit 400nH einen viel zu geringen AL Wert haben. Zunächst mal gilt grundsätzlich bei der Dimensionierung von Primär- und Sekundärinduktivitäten von Dieses Thema wird ausführlich unter dem Thread "Die Allgemeinen Transformatorformeln" behandelt. Wenn man sich jetzt einmal die Bauvorschrift für den 1:1 Übertrager vor dem Koax-Kabel ansieht, so Mein Vorschlag wäre testweise mal Ferritkerne mit einem deutlich höherem AL Wert von 4000 nH oder sogar 10000nH zu verwenden, bzw. die Windungszahlen entsprechend zu erhöhen.
Gruß Jochen Bauer
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Franz Heimerl ![]() Schem.: Pict.: 8 17.Jun.17 18:03 Count of Thanks: 9 |
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Vielen Dank für die Antwort. Ich habe bei gleicher Windungszahl beide Ferritkerne ersetzt durch welche mit 1175 nH/N² statt wir früher mit 440 nH/N². Höhere Al-Werte für kleine Kerne, die bis in den KW-Bereich gehen, fand ich nicht und Übertragerkerne mit höheren Al-Werten gehen nur bis 1 MHz. Das Ergebnis: Im oberen LW-Bereich ist jetzt einigermaßen Empfang, unten fast gar nichts. Der Rat war war also richtig. Ich könnte jetzt beim Ausgangsübertrager von 4 auf 10 Windungen gehen, dann hätte ich 118 µH entsprechend einer Impedanz von 150 Ohm bei 200 kHz. Das ist mehr als die Ausgangsimpedanz des Emitterfolgers von ca. 60 Ohm. Nur wie ist es beim Eingangsübertrager? Die Antennenschlaufe hat 2,7 µH, wenn da die Primärwicklung mit 4 Windungen 19 µH hat, sollte das nicht reichen? Schöne Grüße, F. Heimerl PS: Nachdem es mir zweimal den Ausgangstranistor BCW16A zerstört hat, hab ich jetzt doch den robusteren 2N5109 besorgt und über die Übertragerwicklung eine Löschdiode gesetzt. |
Jochen Bauer ![]()
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D Articles: 126 Schem.: 0 Pict.: 0 22.Jun.17 16:11 Count of Thanks: 9 |
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Hallo Herr Heimerl An der Funktion der Spule L1 (in ihrem Schaltplan aus Port #1) mit den gekoppelten Teilspulen "A" und "B" hatte ich auch einige Zeit gerätselt. Es stellte sich heraus, dass es sich dabei eben nicht, wie man auf den ersten Blick meinen könnte, um einen Eingangsübertrager handelt. Die Eingangsbeschaltung mit der Spule L1, die aus den stark gekoppelten Teilspulen A und B besteht, führt zu einer Rückkopplung die die Eingangsimpedanz der Common-Gate MOSFET Stufe noch weiter herabsetzt. Zur Erklärung muss ich etwas ausholen: Die von einer Loop Antenne (eine Windung) aus der einfallenden elektromagnetischen Welle gezogene Dabei ist A die Fläche der Leiterschleife (Loop), B die Komponente der magnetischen Flußdichte der einfallenden elektromagnetischen Welle senkrecht zur Ebene der Loop und ω die Kreisfrequenz der einfallenden elektromagnetischen Welle. Nun sieht man sofort, dass die Leerlaufspannung der Loop Antenne als Generator gesehen, die ja der Statt dessen arbeitet man bei Breitband Loop Antennen mit dem Kurzschlußstrom der Loop Antenne (wieder als Generator gesehen). Dieser ist bei einer verlustfreien Loop Antenne durch deren induktiven Blindwiderstand begrenzt, da der Strahlungswiderstand der Loop hier praktisch völlig vernachlässigbar ist. Der Betrag des Kurzschlußstroms Isc ist also und damit frequenzunabhängig! Es liegt also nahe für Breitbandanwendungen den Kurzschlußstrom der Loop als Eingangsgröße des Verstärkers zu verwenden. Um die Loop in der Praxis möglichst weitgehend kurz zu schließen muss der Eingangswiderstand des Verstärkers sehr viel kleiner als der induktive Blindwiderstand der Loop sein, also z.B. im einstelligen Ohm Bereich liegen. Ein Transistor in Basischaltung bzw. Common-Base oder Common-Gate (FET) hat bekanntlich eine Eingangsimpedanz von wobei gm die Steilheit am Arbeitspunkt ist. Der verwendete BF981 MOSFET hat eine Steilheit von typisch 14mS bei +4V an Gate 2. Damit liegt die Eingangsimpedanz bei Zin=71 Ohm, was für die oben beschriebene Anwendung meistens viel zu hoch ist. Und jetzt kommen wir zurück zur Funktion der Induktivität L1 mit den Teilspulen A und B. Im linearen durch gegeben ist, wobei LA und LB die Induktivitäten der Teilspulen A und B sind und k der Kopplungsfaktor zwischen beiden Teilspulen ist. Da A und B auf einem gemeinsamen Ringkern liegen, liegt k nahe bei eins (positiv bei der gegebenen Polung der Teilspulen). Damit kann nun durch eine entsprechend hohe Induktivität LB der Teilspule B die Eingangsimpedanz weiter herab gesetzt werden. Wenn ich ihre Werte für LA und LB einsetze, dann ist die Bedingung für die Gültigkeit der Zin Formel
This article was edited 22.Jun.17 16:15 by Jochen Bauer . |
Franz Heimerl ![]() Schem.: Pict.: 8 25.Jun.17 15:10 Count of Thanks: 12 |
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Sehr geehrter Herr Bauer, vielen vielen Dank dafür, wie Sie sich da so reingekniet haben. Dass die Antennenschleife eher eine Stromquelle als eine Spannungsquelle sein könnte, hatte ich mir schon gedacht, aber dass man den FET als niederohmige Basisschaltung betrachten kann, deren Eingangsimpe Ich habe beim Eingangübertrager die Windungszahl um die Hälfte erhöht, womit ich bei 150 kHz auf für LA auf Z=40 Ohm komme. Das ist deutlich mehr als die runtertransformierten 12 Ohm vom Transistor her. Beim Ausgangs-übertrager nahm ich je 10 Windungen und komme auf 110 Ohm. Es muss aber unbedingt bifilar gewickelt sein, sonst geht KW nicht mehr durch. Das Ausgangspoti habe ich weggelassen, weil man eh immer voll aufdreht. Weiter habe ich die Ausgangswicklung galvanisch getrennt, damit die Antenne nicht auch elektrisch wirkt. Bisher kam ein Brumm, wenn ich die Antenne auf den Grasboden stellte. Um das Netzteil und die Fernspeisung zu sparen, arbeite ich nur mit 9V Blockbatterie statt mit 12V. Ich musste daher R2 auf 18 kOhm reduzieren. Ich habe mit einem (relativ) modernen Philips Pallas Stereo einen Vergelich zwischen 25 m Antenne in 1,70 m Höhe und der auf dem Gras stehenden magnetischen Loopantenne gemacht: Fast immer ist die Magnetantenne etwas weniger empfindlich als die elektrische, es ist aber auf alle Wellenbereichen erträglich, jetzt auch auf LW! Die Brummstörungen sind bei der Magnetantenne wesenlich weniger. Am meisten gewinnt MW, die ja von den Oberwellen der Schaltnetzteile der Nachbarschaft regelrecht zugepflastert ist. Bei LW sind es ja nur wenige Störstellen und bei KW ist der Brumm nicht so stark. Auch die Gewitterstörungen sind meist weniger, die Empfangsqualität fast immer besser. Mit der Loopantenne kann ich durch drehen die Brummstörungen etwas mindern, der optimale Winkel ist aber bei verschiedenen Frequenzen unterschiedlich. Ich schreibe noch die empfangbaren Sender in der Reihenfolge elektrische/magnetische Antenne auf: Heller Tag: LW 3/5; MW: 1/1 18:30h (Juni) : MW 2/4 22:30h: LW 6/8 MW ca.38/ca. 62
This article was edited 25.Jun.17 16:23 by Franz Heimerl . |
Georg Beckmann ![]()
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D Articles: 437 Schem.: 15 Pict.: 3 26.Jun.17 10:35 Count of Thanks: 11 |
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Hallo zusammen, ich habe etwas gefunden, mit einem OP. Der Eingang hat theoretisch 0 - Ohm. Solche OP's gibt es ganz viele. Interessant finde ich, dass am Eingang ein Trafo ist ( Ringkern). Damit ist die Antenne galvanisch getrennt und somit können keine Störspannungen empfangen werden.
----------------------------------------------------- So etwas ähnliches habe ich für den Empfang des Längstwellensenders Grimeton 17,2kHz einmal gebaut. Der Eingangsübertrager muss eine höhere Induktivität haben, die Loop hat mehrere Windungen, dafür tut es ein Universal-OP |
Giovanni Cucuzzella
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D Articles: 484 Schem.: 256 Pict.: 363 30.Jun.17 12:39 Count of Thanks: 8 |
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Da das Schaltbild aus Post 6 schlecht lesbar ist, habe ich im Netz gesucht und hier eine lesbare Version gefunden. Auf der Seite dort steht allerdings auch, dass der verwendete AD8099 für Lang- und Mittelwelle nicht sonderlich geeignet ist: Large signal behaviour The AD8099 is not as good as the broadband amplifier (see link above). In the evening several whistles can be heard, but during the rest of the day its large signal behaviour is very acceptable. The AD8099 is not very useful on the long and medium wave. When you want to receive the medium and the long wave also, you have to go for the broadband amplifier (see link above). Large signal behaviour can be improved by making Rgain 4.7k. The 6dB lower output signal is not a problem for most receivers, may be even an advantage. |
Georg Beckmann ![]()
Editor
D Articles: 437 Schem.: 15 Pict.: 3 30.Jun.17 17:06 Count of Thanks: 8 |
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Vielen Dank fuer die Hilfe. Ich bin gerade unterwegs und habe nur beschraenkte Internet-Moeglichkeiten. Bei Interesse lasse ich mich gerne detailierter auf das Thema ein. Es geht mir um folgende Punkte: -Eingangsuebertrager mit gal. Trennung, um E-Feld Stoerungen aus dem Nahfeld abzukoppeln. -OP mit Stromeingang.
Dass der Op fuer KW jedoch nicht fuer Mittel und Langwelle brauchbar sein soll, habe ich auch gelesen, jedoch kann ich das nicht nachvollziehen. Vielleicht liegt es eher an der Diemensionierung des Eingangsuebertragers.
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Georg Beckmann ![]()
Editor
D Articles: 437 Schem.: 15 Pict.: 3 05.Jul.17 07:13 Count of Thanks: 7 |
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Liebe Freunde,
Jemand hat mir eine Mail geschickt, vermutlich zum obigen Thema. Durch ein Missgeschick wurde diese Mail jedoch unwiderruflich gelöscht, ohne dass ich sie
MFG
Georg Beckmann |
Werner Braun ![]() Schem.: 41 Pict.: 160 31.Oct.17 11:30 Count of Thanks: 12 |
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Hallo RM, heute bin ich über Herrn Heimerls Frage gestolpert. Für seinen Verstärker sehe ich keinen realisierbaren, breitbandigen Übertrager. Die Schleife sollte im Kurzschluss betrieben werden und liegt selbst bei 1 bis 4µH ( 1m Durchm. ) Die Frage ist, wie kommt man an den Strom in der kurzgeschlossenen Schleife ? Ich habe mehrere, sehr ähnliche Verstärker gebaut.
Trotz der geringen Induktivität der Wicklung wird LMK problemlos übertagen, die Impedanz an diesem Ort ist niedrig. Sogar U-Boote sind zu sehen. Das ganze macht ohnehin nur Sinn, wenn es völlig symmetrisch ohne Bezug zur Erde aufgebaut wird.Koaxkabel und das Märchen vom „Schirm“ über Bord. CAT 6-7 Ethernet Kabel und Symetrieglieder direkt am Empfängereingang. Zumindest empfange ich so an Orten, wo es eigentlich unmöglich ist, nahezu störungsfrei … Bei ~70mA Stromverbrauch scheidet Batteriebetrieb leider aus. Ich versuche mich mit möglichst erdfreiem Strom. Ich habe einige Zeit experimentiert, manche Kerne ( oder Kernmaterialien ? ) versagen völlig im Kurzschluss. Grüße Werner Attachments:
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