Ein fröhliches Hallo euch allen! Wie ihr im Betreff schon erkennt geht es mir um die Stromversorgung für HF Anwendungen. Im speziellen geht es mir um die Stromversorgung von Selbstbau Empfängern bzw. Sendern. Wie sollte so eine Stromquelle aussehen bzw. was sollte diese haben? Am Netz mal einen Netzfilter. Dann kommt Gleichrichter, Glättungskondensatoren, Spannungsreglern. Was kann man danach noch machen damit ich eine saubere Gleichspannung habe ohne Störungen? Das ganze vielleicht noch in ein Metallgehäuse und dann erden?! BG Andreas Riegebauer OE6RAF
Erden und Kurzschließen - ist wichtig! Das hab ich damals in der Ausbildung gelernt :)
Hallo Andreas, >Was kann man danach noch machen damit ich eine saubere Gleichspannung >habe ohne Störungen? Das ganze vielleicht noch in ein Metallgehäuse und >dann erden?! Oft wird die Versorgungsspannung an verschiedenen Stellen noch verdrosselt, also LC-gefiltert. Manchmal findet man auch Pi-Filter. In welchem Frequenzbereich arbeitest du? Kai Klaas
Hallo, wie wäre es mit einem Akku? Du hast ein Rufzeichen der Bewilligungsklasse 1, ist so etwas nicht Stoff für die Prüfung? 73 Sebastian
Sebastian H. schrieb: > Du hast ein Rufzeichen der Bewilligungsklasse 1, ist so etwas nicht > Stoff für die Prüfung? Wie man eine optimale Stromversorgung aufbaut? Nein. :-) Was mir noch zum Thema einfällt ist, dass ich mal gelesen habe, dass einige Spannungsregler-ICs fürchterlich viel rauschen. Habe aber vergessen, welche es waren.
> Habe aber vergessen, welche es waren. Man sagt das von 78xx im Vergleich zum LM317. Aber ob das so allgemein stimmt? Ich meine es gibt die Teile doch von den unterschiedlichsten Herstellern und man kann doch wohl davon ausgehen das ein heute gekaufter 78xx intern etwas anders aussieht wie einer von 1975 oder? Olaf
Sebastian H. schrieb: > Du hast ein Rufzeichen der Bewilligungsklasse 1, ist so etwas nicht > Stoff für die Prüfung? Nein. Da wird das Thema Netzteil nur kurz angeschnitten mit Brückengleichrichter und Einweggleichrichtung. Ich möchte mir einen Empfänger bauen für das 20m Band. Ich bin aber noch auf der Suche nach einer "relativ" einfachen Schaltung. Ich habe zwar schon ein paar gefunden aber da sind immer wieder Teile drinnen die ich nicht ganz verstehe. Sollte das Pi Glied direkt ins Netzteil oder sollten die einzelnen "Module" damit abgesichert werden? Also zB. der ZF Verstärker einen eigenen Filter und der Vorverstärker einen eigenen Filter? (Ist es der Filter oder das Filter?) Wie kann man das Rauschen von Spannungsreglern messen oder sichtbar machen? BG Andreas
Naja, ob das Rauschen eines 78xx-Reglers Bedeutung für einen vollständigen Empänger hat, das glaube ich nicht. Für eine Empfänger-Vorstufe sieht das schon anders aus. Viel wichtiger finde ich, dass Netzteile, an denen Sender (Geräte, aber auch Teile davon) betrieben werden, HF-fest sind. Sind sie es nicht, gerät die Regelung durcheinander und die Spannung kann sonstwelche Werte annehmen. Blackbird
Nachtrag: Vorstufen (von Sendern und Empfängern) sind fast immer mit RC-Gliedern extra entkoppelt, LC-Glieder gehen auch. Jedenfalls bei den üblichen Frequenzen bis 144MHz. Blackbird
Olaf schrieb: >> Habe aber vergessen, welche es waren. > > Man sagt das von 78xx im Vergleich zum LM317. > > Aber ob das so allgemein stimmt? Nein, es kommt auf den Frquenzbereich an. Je nachdem wo Dich das Rauschen interessiert, schneidet der 78xx bzw. der 317 besser ab. Da der 317 aber einige andere verbesserte Eigenschaften gegenüber dem 78xx hat wie z.B präziser definierte Stromlimitierung, auch über einen größeren Temperaturbereich, würde ich zum 317 tendieren. So als Gesamtbetrachtung. > Ich meine es gibt die Teile > doch von den unterschiedlichsten Herstellern und man kann > doch wohl davon ausgehen das ein heute gekaufter 78xx intern > etwas anders aussieht wie einer von 1975 oder? Warum sollte er anders aufgebaut werdne? Das Design hat sich bewährt, die Belichtungsmasken passen: Da investiert man nicht in Änderungen - ich habe zum Vergleichen noch ein paar alte 78xx aus den 1974ern, den 1982ern, den 1990ern und 1996ern, und die rauschen nicht anders als die heutigen (charge 2009) bei RS gekauften. Messung- und -Apparatur analog dem Aufbau bei Walt Jung.
Hallo Jörg, >Was mir noch zum Thema einfällt ist, dass ich mal gelesen habe, dass >einige Spannungsregler-ICs fürchterlich viel rauschen. Habe aber >vergessen, welche es waren. Ohne diesen speziellen Bypaßkondensator rauscht der 317 erheblich mehr als der 78xx. Mit Bypaßkondensator ist das Verhalten recht ähnlich. Da sind die Schwankungen von Chip zu Chip wahrscheinlich größer als die zwischen 78xx und 317. Hängt auch noch etwas von der konkreten Ausgangsspannung und dem interessierenden Frequenzbereich ab. Ist auf jeden Fall unsinnig statt des 317 einen 78xx zu verwenden, nur weil der 317 vielleicht ein bißchen stärker rauscht. Dafür sind die anderen Regeleigenschaften des 317 nämlich überragend, wenn man mal von der etwas höheren Drop-Out-Spannung absieht. Kai Klaas
Hallo Andreas, >Was kann man danach noch machen damit ich eine saubere Gleichspannung >habe ohne Störungen? Das ganze vielleicht noch in ein Metallgehäuse und >dann erden?! Rinkern-Trafo wenn's wenig Brummeinkopplung geben soll. Parallel zu jeder Diode des Brückengleichrichters einen kleinen Kondensator (100n-470n) SMD bevorzugt. Parallel zu dem Glättungs-C noch ein zwei C's in ähnlicher Größe wie über dem Gleichrichter. Wieder am besten in SMD. Den/die Spannungsregler mit den Standart- Bypass-Kondensatoren (100n) und zusätzlich noch Tantal-SMD-C's (47-100µ) am Ausgang. Bitte keine Spulen in Serie zum Ausgang(PI-Filter)!! Darauf reagieren Spannungsregler fast immer mit wilden Schwingungen.. Wenn dann, ein PI-Filter mit kleinem ohmschen Anteil. Je nach Strom. 2-3 Ohm können bei dem max.Strom des Spannungsreglers schon ordentlich warm werden (Pmax der Widerstände beachten). Wenn es besonders Raucharm sein soll mal bei Linear schauen. Da fällt mir spontan der LT1086-CT ein. (regelbar bis 20V, 1,5A). Und das Ganze dann weit weg von der Eigangs- bzw. ZF-Stufe im Gehäuse. Am Wichtigsten bei einem sauberen Empfänger-Design ist allerdings ein einziger Massepunkt (Sternmasse) an dem alles, inklusive Gehäuse, dranhängt. Das ist aber ein Thema für sich, da auch der PE bei einem Selbstbau-Gerät im Metallgehäuse nie fehlen darf !! Viel Erfolg bei der weiteren Planung deiner Schaltung Gruß Marcus
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Hallo Marcus, >Parallel zu jeder Diode des Brückengleichrichters einen kleinen >Kondensator (100n-470n) SMD bevorzugt. Besser 10...47n nehmen. >Parallel zu dem Glättungs-C noch ein zwei C's in ähnlicher Größe wie >über dem Gleichrichter. Hier muß es ein großer Foliencap sein, das ist richtig, sonst kommt es aufgrund von Resonanzen zu gefürchteten Impedanzmaxima (siehe Anhang). Ein 470n Kondensator ist dann eine gute Wahl. Der Elko sollte allerdings schon einen induktivitätsarmen Aufbbau gestatten, also unbedingt ein radialer Typ sein, sonst läßt sich der 470n Cap nicht induktivitätsarm anschließen. >Bitte keine Spulen in Serie zum Ausgang(PI-Filter)!! Darauf reagieren >Spannungsregler fast immer mit wilden Schwingungen. Das habe ich noch nie gesehen! Was dann gewöhnlich schwingt, ist natürlich ein falsch dimensioniertes LC-Filter, wenn die Serienresonanz nicht geeignet unterdrückt wird. Aber daß ein Festspannnungsregler schwingen soll, ist mir neu. Wichtig ist natürlich, daß der Ausgang des Festpannungsreglers gut entkoppelt ist. Ich nehme bei den gewöhnlichen Festspannungsreglern gerne 100nF/X7R parallel zu 47µF/25V. Das hat sich bewährt. Um die Serienresonanz eines LC-Filters zu unterdrücken, sollten die Verluste der Spule die Bedingung R > SQRT(2L/C) erfüllen. Also bei 10µH und 47µF beispielsweise sollte die Spule einen Serienwiderstand von rund 0,7Ohm aufweisen. Falls sie das nicht tut, einfach einen 0,68 Ohm Widerstand in Serie zur Spule schalten. Oft reicht allerdings schon der unvermeidbare Ersatzserienwiderstand des Elko, der in der selben Größenordnung liegt, um die Resonanz hinreichend zu bedämpfen. Deswegen ist die Verwendung von Elkos in LC-Filtern durchaus von Vorteil. Die Hochfrequenzeigenschaften lassen sich ja bequem durch Parallelschalten kleinerer Caps verbessern. Kai Klaas
Hallo Kai, das mit der Unterdrückung bzw. Dämpfung der Serienresonanz leuchtet mir ein. Hab ich bei meinen basteleien mit den Spannungsreglern nicht bedacht. Das der Regler nicht allein schwingt ist schon klar. Das macht er schon in Verbindung mit dem LC-Kreis. Kannst du eine Quelle für die Bedingung R > SQRT(2L/C) angeben ? Würd das gern etwas vertiefen. Wie sollte denn die Dämpfung für so einen Kreis genau aussehen bzw. die Sprungantwort ? Hab da die Beziehung R = 2*D/SQRT(C/L) gefunden. Marcus
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Hallo Marcus,
>Kannst du eine Quelle für die Bedingung R > SQRT(2L/C) angeben ?
Im Anhang habe ich das mal aufgeschrieben. Zuerst berechne ich den
Frequenzgang des RLC-Filters. Dann leite ich ihn ab, um die Bedingung
für die Existenz eines Maximums, also einer Resonanz herzuleiten. Und
dann schaue ich einfach, wann eine Resonanz gerade nicht existiert.
Im zweiten Bild ist der Frequenzgang eines Filters mit TINA von Texas
Instruments simuliert, unter der Annahme, daß R = SQRT(2L/C) ist.
Im dritten Bild ist die zugehörige Sprungantwort simuliert.
Man findet in der Literatur auch andere Herleitungen zu diesem Thema,
mit etwas anderen Aussagen. Da wird oft beispielsweise gefordert, daß
für das Ausbleiben der Resonanz R > SQRT(L/C) sein soll.
Die obige Rechnung gilt natürlich nur, wenn die Spannungsquelle einen
vernachlässigbaren Innenwiderstand und die Last einen vernachlässigbaren
Lastwiderstand besitzt.
Diese kleinen Formelchen sind ja auch nur dazu gedacht, dir einen
Anhaltspunkt zu liefern, in welcher Größenordnung R liegen sollte, um
eine Resonanz zu verhindern. Da gibt es nämlich beachtliche
Unterschiede, selbst bei gleicher Grenzfrequenz:
L=1µH, C=100µF -> R > 0,14 Ohm.
L=10mH, C=10nF -> R > 1400 Ohm!
Außerdem kann man oft eine gewisse Resonanz zulassen, wenn sie nicht zu
stark ausgeprägt ist und wenn man sich dafür an anderer Stelle einen
Vorteil verschaffen kann.
Kai Klaas
Hallo Kai, da hast du dir aber viel Mühe gemacht. Danke. Für den Zwischenschritt mit der Ableitung hab ich mir dann doch den "Bronstein" geschnappt. Ist schon etwas länger her... Diese Überlegungen könnte man ja so eigentlich auch auf Snubber anwenden oder ? Da möchte man ja auch einen bedämpften LC-Kreis ohne Resonanzüberhöhung haben. Gruß Marcus
Hallo Marcus, >da hast du dir aber viel Mühe gemacht. >Danke. Gerne. Macht doch Spaß! Die meiste Zeit habe ich darauf verwendet, mich daran zu erinnern, wie ich das vor Jahren mal gerechnet habe. Nach dem "Ableitung gleich Null setzen" habe ich nämlich zuerst alles nach R aufgelöst, bin dann aber nicht richtig weitergekommen. Erst, wenn man das nach "w" auflöst, geht es, bei mir jedenfalls. Tja, wer rastet, der rostet... >Für den Zwischenschritt mit der Ableitung hab ich mir dann doch den >"Bronstein" geschnappt. Ist schon etwas länger her... Wenn du die Wurzel in Potenzschreibweise schreibst, dann geht das noch ziemlich einfach mit der Kettenregel, also äußere Ableitung mal innere Ableitung. Nur, daß es eben zwei Verkettungen sind, weil die "Innereien" auch noch im Quadrat stehen. Ich habe den Rechengang extra so geschrieben und nicht gleich zusammengefaßt, damit du die zweifache Anwendung der Kettenregel erkennst. >Diese Überlegungen könnte man ja so eigentlich auch auf Snubber anwenden >oder ? Da möchte man ja auch einen bedämpften LC-Kreis ohne >Resonanzüberhöhung haben. Theoretisch ja. Allerdings mußt du dann in der Regel noch andere Impedanzen mitberücksichtigen, was recht schwierig sein kann, wenn beispielsweise die Netzspannung mit ins Spiel kommt. Außerdem stimmst du einen Snubber oft nach anderen Kriterien ab als nach Resonanzfreiheit, beispielsweise, um eine Ansteigszeit auf einen bestimmten Wert zu begrenzen, um dadurch zu verhindern, daß ein Thyristor von selbst durchschaltet. Snubber sind eine Wissenschaft für sich! Kai Klaas
Mal ein kurzer Kommentar zu einer exotischen Lösung, die ich für einige Anwendungen als optimal empfinde! Ich habe zwei Yuasa NP-12V/38Ah Bleigelakkus mit einem Automatik-Controller versehen, welcher die Akkus in der Nacht, bzw. wenn die angeschlossenen Geräte ausgeschaltet sind, lädt. Das funktioniert vollautomatisch und ist so dimensioniert, dass alle angeschlossenen Geräte einen Tag lang dauerhaft (von 08:00 bis 20:00) eingeschaltet sein können und die Akkus in der Nacht direkt wieder zu 100% geladen werden können. Dazu ausreichende reserven... Des weiteren sind Akkupflege-Funktionen implementiert, ein automatisch ausgelöster Desulfatierungszyklus (Hochstrom-Impulsladung und Hochstrom-Entladepulse). Das gesamte System funktioniert wunderbar, macht keinen zusätzlichen Aufwand (den man ja sonst mit Akkus/Batterien stets hat) und liefert sauberste +/-12V - Spannung, Stromentnahme sowie Symmetrie werden überwacht, die angeschlossenen Geräre ansich filtern nochmal (LC-Filter) und verfügen über Schmelzsicherungen. Oftmals sind Operationsverstärker danach direkt an die Spannungen angeschlossen, bei einigen kommen noch Spannungsregler zum Einsatz.
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