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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Verstimmung SMD-Spule durch Boardeinflüsse


Autor: Thomas Maier (toomas)
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Hallo!

Ich suche schon seit einiger Zeit im Internet nach Informationen und 
Veröffentlichungen, wo die Einflüsse der Leiterplatte auf die 
Induktivität einer SMD-Spule untersucht werden. Wenn ich nach 
parasitären Einflüssen suche, bekomme ich nur Informationen zur 
parasitären Kapazität durch Lötpads und Groundplane. Ich möchte aber 
wissen, mit wieviel Prozent Verstimmung einer SMD-Spule ich rechnen 
kann, wenn ich sie auf einer vierlagigen Platine platziere.

Hat jemand von euch einen Tipp, wo ich Informationen dazu finden kann?


Viele Grüße,
toomas

Autor: Falk Brunner (falk)
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@Thomas Maier (toomas)

>wissen, mit wieviel Prozent Verstimmung einer SMD-Spule ich rechnen
>kann, wenn ich sie auf einer vierlagigen Platine platziere.

Hängt von der Bauform ab. Komplett mit Ferrit gekapselte werden 
praktisch nicht verstimmt, die halboffenen sehr wenig, ich schätze mal 
<1%. Luftspulen ohne Kern sind was anderes, dort können geschlossene 
Kupferflächen als Kurzschlusswindung wirken und die Spule stark 
verstimmen.

MFG
Falk

Autor: Thomas Maier (toomas)
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Hi,
danke für die Antwort. Bei unseren Spulen handelt es sich um welche mit 
Kunststoffkern. Hast du Erfahrungen, um wieviel Prozent die Verstimmung 
liegen kann?


Gruß,
toomas

Autor: oszi40 (Gast)
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in Prozent ? 0-100 :-)

Da wird Frequenz, Windungszahl, Zuleitungen und Abstand wohl auch eine 
Rolle spielen.

Man könnte die Induktivität versuchen zu messen und dabei mit 
entspechenden Umgebungseinflüssen experimentieren. Das könnte bei 
einigen kHz funktionieren wird aber bei einigen GHz in die Hose gehen.

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Wenn es keine Angaben und Untersuchungen dazu gibt,
dann gibt es dafür 2 Möglichkeiten:
1) keiner hat das bisher untersucht
2) es gibt keine nennenswerten Einflüsse

Prinzipell ist eine Induktivität ja ein statischer Wert...
(Bis auf die +-5%, die der Hersteller garantiert :-)
Weil das Platinenmaterial (zumindest das, das ich verwende) nicht 
magnetisch ist, dürfte das keinen Einfluss auf die Induktivität haben. 
Genauso ist es mit Kupfer.

Allerdings ändert sich durch die Anwesenheit von anderen Materialien 
sehr wohl die Güte der Spule. Was dann vorher bei der 
Freiluftverdrahtung immer geschwungen hat, verstärkt jetzt nur noch. Und 
der Steckbrett-Verstärker ist auf der Platine ein KW-Sender...

>mit Kunststoffkern
Dürfte also eine Luftspule sein...
Da wird allerdings nicht die Spule verstimmt, sondern aufgrund 
irgendwelcher Kapazitäten und Kurzschluss-Wicklungen (wie Falk schon 
schreibt) ein damit aufgebauter Schwingkreis oder Filter. Und diese 
Verstimmung ist dann natürlich stark frequenzabhängig.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@Lothar Miller (lkmiller)

>magnetisch ist, dürfte das keinen Einfluss auf die Induktivität haben.
>Genauso ist es mit Kupfer.

Wenn das mal kein Irrtum ist ;-)
Wir reden hier kaum von Gleichstrom, sondern Wechselstrom. Die 
Wirbelströme lassen grüssen.
HF-Spulen hatten/haben Alu-Kerne zur Abstimmung.

MFG
Falk

Autor: Thomas Maier (toomas)
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Hi,
ich verwende die Spule bei Signalen um 400 MHz auf einem laminierten 
Substrat. Im IEEE Instrumentation and Measurement Journal habe ich nun 
einen Artikel von Brian C. Wadell aus dem März 1998 gefunden. Über vier 
Fortsetzungsteile erläutert er die Einflüsse von Board Parasitics.
Er gibt an, Spulen würden durch eine negative mutual inductance auf dem 
Board geringer erscheinen als in der Simulation. Ich habe aber leider 
immer noch keinen Größenordnunganhaltspunkt für meine 
Boardsimulationen... Aber das hängt wahrscheinlich auch stark vom Board 
ab. Ich werde einmal versuchen, die Spulen mit einem Network Analyzer 
durchzumessen.

Danke erstmal für eure Anregungen!

VG
toomas

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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@Falk
>Wir reden hier kaum von Gleichstrom...
Das wusstest du zu dem Zeitpunkt aber noch nicht, oder ;-)


>HF-Spulen hatten/haben Alu-Kerne zur Abstimmung.
Schau, schau, man wird erst durch Lernen schlau...

Zitat (Wikipedia):
Wenn eine HF-Spule einen Kern aus Aluminium (oder einem anderen elektrisch
leitfähigen Material) zum Abgleich hat, verringert das Hineindrehen des Kerns
die Induktivität. Das kommt daher, dass der Kern wie eine kurzgeschlossene
Sekundärwicklung eines Transformators wirkt.

Durch das (elektrische) Kurzschliessen der Spule ändert sich doch aber 
auch stark die Güte eines damit aufgebauten Schwingkreises/Filters? Ist 
das dann gewünscht oder einfach toleriert?

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