Diverses (nur unwichtiges)
Bis zur Fertigstellung vom Programm war für mich der Teil vor dem
ADC-Eingang unwichtig. Der Verstärker wurde mit LTSpice per Trial/Error
"entworfen" und die Schwingkreise wurden vom Inhalt der Bastelkiste
"inspiriert". Ob man bei größerer Senderentfernung auch so vorgehen
darf? Vor der "Veröffentlichung" wollte ich das geklärt haben. (Es wäre
einfach zu schade wegen der langen Programmentwicklungszeit.) Als Folge
ist das Projekttagebuch nun doppelt so dick geworden. Manches daraus
habe ich aufbereitet, da es vielleicht für andere interessant ist:
1 | Inhalt
|
2 | (1) Wo liegt die Grenze bei der Spulenwahl?
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3 | (2) Signalqualität und Signalstärke
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4 | (3) Wie wichtig ist die Bandbreite vom Schwingkreis?
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5 | (4) Wie genau muss die Resonanzfrequenz abgeglichen werden?
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6 | (5) Wie wichtig ist die Antennenausrichtung?
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7 | (6) Wie gut sind "Ad-hoc-Spulen"?
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8 | (7) Geht ein Empfang auch ohne Schwingkreis?
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9 | (8) DCF77-Feldstärke im Münsterland
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10 | (9) "DCFMeter"
|
(1) Wo liegt die Grenze bei der Spulenwahl?
Da hier im Münsterland das Empfangssignal (DCF77: 30 kW; 270km) zu gut
ist, habe ich Tests mit dem russischen Zeitzeichensender RBU (RBU 66:
10kW; 2000km) gemacht:
Bei Tageslicht erhält man mit der langen Stabantenne (s. Bild -
Schwingkreis #19) etwa 25% Bitfehler. Mit der kleinen hellblauen 400µH
Drossel (#17) verschlechtert sich der Wert um einige Prozent. Die
winzige SMD-Spule (durch neue Wicklung von 22µH nach 700µH
"hochgeskillt"; #14) liefert rund 40% Bitfehler. Bei Tageslicht ist eine
Dekodierung (die Grenze ist 15%) also mit keiner Spule möglich.
Bei Dunkelheit erreicht man mit der langen Antenne unter 0.1% Bitfehler,
mit der 400µH Drossel etwa 0.2% und mit der SMD-Spule etwa 8% Bitfehler.
Bei Dunkelheit ist eine Dekodierung also immer möglich. Bei der großen
Spule bereits bei Sonnenuntergang und bei der SMD-Spule 1-2 Stunden
später. Außerdem muss sie genauer als +-30° ausgerichtet sein. Mit einem
zusätzlichen Vorverstärker (5x; JFET) sinkt die Bitfehlerqoute auf 2%
und die Ausrichtungstoleranz steigt auf etwa +-50°.
"Erkenntnisse":
(Für den RBU wurde ein grundsätzlich anderer Empfängerprogrammcode
verwendet. Die Aussagen sind desbalb unsicher.)
- Die in üblichen DCF-Empfängern verwendeten großen Spulen sind hier
unnötig.
- Eine 22µH SMD-Spule mit 8x8x3 mm³ ist für den sicheren Betrieb
in 2000km Senderentfernung selbst mit ergiebigerer Wicklung und
zusätzlicher Verstärkung nicht verwendbar. (Beim 270km entfernten
DCF77 reicht die Originalspule mit Originalverstärker vollkommen.)
- Bei sehr großer Senderentfernung ist ein Empfang möglicherweise
erst in den Nachtstunden (Dunkelheit) möglich.
- Kleine Spulen oder welche mit vielen Windungen verschlechtern die
Qualität.
Erkennbar ist das daran, dass - verglichen mit größeren Spulen -
für die gleiche Bitfehlerqoute eine höhere ADC-Spannung nötig ist.
(2) Signalqualität und Signalstärke
Im wesentlichen ist die Signalqualität "DCF77_HitVal" proportional zur
Signalstärke "Signal_Ueff_uV". Die Proportionalitätskonstante hängt von
der 'Störung' ab. Dazu gehören alle Fremdsignale, besonders solche um
77500Hz+-650Hz. In der Regel wird das aber das Rauschen sein, dass in
der ersten Verstärkerstufe entsteht. Das Bild
"01_QualitätUndSpannung.png" (wenig Inhalt - dafür bunt) zeigt Verläufe
für unterschiedliche Mengen an rosa Rauschen.
Die 100%-Linie gilt als Referenzrauschmenge und entspricht in etwa dem
Rauschen des hier verwendeten Verstärkers. Wie man sieht nimmt die
Empfindlichkeit (Steigung) bei weniger Rauschen erwartungsgemäß zu.
Unter der Rauschmenge von 5% kehrt sich das allerdings um. Grund ist die
ADC-Auflösung (800µV=3.3V/4096). Der 5% Rauschschwellwert ergibt sich
dabei aus dem Anteil vom Rauschen um 77500Hz bezogen auf das gesamte
Rauschen. Aus dem Bild lässt sich folgern, dass die 35 fache Verstärkung
der zweiten Verstärkerstufe effektiv/qualitativ nur etwa 6 beträgt. Der
ADC arbeitet ("Rauscharbeitspunkt") dafür in einem sehr stabilen
Bereich.
Bei einem HitVal von etwa 10 Bit liegt ein anderer Schwellwert. Dieser
entsteht dadurch, dass der TPRNBitOfs-Programmcode innerhalb der 200s
simulierten Sekunden je Messpunkt die Position der PRN-Sequenz nicht
immer finden konnte. Dieser Wert hängt also vom Algorithmus und der
Laufzeit ab.
Bei einem HitVal von etwa 13 Bit liegt noch ein Schwellwert. Ab diesen
Hitval können Daten vom "DCF77DecHit.h"-Dekoder dekodiert werden. Der
Wert hängt ausschließlich von der verrechneten Messzeit ab, der
"DCF77DecHit.h"-Dekoder erlaubt hier maximal 10 Minuten.
Die Verstärkung der Schaltung hängt stark von den verwendeten
Transistoren ab. Selbst bei Transistoren vom gleichem Typ gibt es große
Unterschiede. Bei einem konkreten Aufbau liegt man nicht auf der 100%
Linie sondern eher auf einer gedachten Linie zwischen 50% und 200%. -
Mit der Verstärkung ändert sich auch die Rauschmenge. Für einen
bestimmten Schwingkreis erhält man je nach Transistor zwar
unterschiedliche Spannungen, der Qualitätswert "DCF77_HitVal" wird aber
ähnlich sein.
Genau genommen gibt "Signal_Ueff_uV" nicht die Signalstärke, sondern die
Amplitude im Intervall 77500Hz+-0.5Hz an. Das Nutzsignal liegt aber eher
im Intervall 77500Hz+-650Hz. Die Amplitude von Störungen in diesem
Bereich wird mit "Signal_Ueff_uV" also nicht erfasst, was Vor- und
Nachteile hat. Außerdem ist die Amplitude über eine Sekunde gemittelt,
wobei der DCF77 aber nur einmalig je Minute für eine volle Sekunde
sendet.
(3) Wie wichtig ist die Bandbreite vom Schwingkreis?
Je niedriger die Bandbreite desto stärker werden unerwünschte Frequenzen
gedämpft. Der Schwingkreis unterstützt also den Störungsfilter in der
Software. Dieser ist besonders für Frequenzen um 77500Hz störanfällig
("02_Softwarefilter.png"). Das ist hinzunehmen, da in dieser
"Hauptkeule" das Nutzsignal liegt. Die Nebenkeulen dürfen aber
unterdrückt werden. Alle zusammen erhöhen den unvermeidlichen Störanteil
der Hauptkeule um 82% (die logarithmische Darstellung täuscht hier). Ein
Schwingkreis mit einer schlechten Bandbreite von 5000Hz senkt diesen
Wert auf praktisch ideale 13%. Bezüglich der Störunterdrückung spielt
die Bandbreite also eine geringe Rolle.
Die Parameter vom Softwarefilter (-3dB bei +-560Hz; -72dB bei +-1100Hz)
wurden anhand von Testdaten "nach Gefühl" gewählt: Ein Kompromiss aus
Qualitätsverlust durch Störungen und Qualitätsverlust durch
Nutzsignalschwächung.
Die Nebenkeulen könnten durch die Software entfernt werden: Ein Filter
mit z.B. halbiertem 'PeriodsPerSample' halbiert die Keulenzahl.
Problematisch ist nicht die STM32-Last sondern der steigende
Debug-Datenstrom (>60kB/s).
(4) Wie genau muss die Resonanzfrequenz abgeglichen werden?
Eigentlich einfach: Bei einer Abweichung von einer halben Bandbreite
sinkt die Spannung auf 70% und bei einer ganzen Bandbreite auf ca. 50%.
Unklar ist, inwiefern sich die Unsymmetrie in den Seitenbändern auf den
Qualitätswert "DCF77_HitVal" auswirkt. Aus diesem Grund wurde ein
DCF-Signal, der Schwingkreis und ein Verstärkerrauschen simuliert und
dem normalen Programm ("DCF77.c") als ADC-Wert übergeben. Es stellte
sich heraus, dass die einfache Rechnung reicht.
Als Nebenprodukt entstanden folgende Qualitätswertverläufe:
1 | | U/U0 | HitVal in Bit bei beispielhaften
|
2 | | / % | Signal_Ueff_uV-Werten
|
3 | df/fb | | 50 µV 100 µV 200 µV 400 µV
|
4 | ------+------+----------------------------------
|
5 | 0.0 | 100 | 23.0 46.7 92.1 167.4
|
6 | 0.1 | 98 | 22.5 45.6 90.6 164.6
|
7 | 0.2 | 93 | 21.4 43.6 86.3 158.6
|
8 | 0.3 | 86 | 20.1 40.4 81.1 149.7
|
9 | 0.4 | 78 | 18.6 36.6 74.9 139.3
|
10 | 0.5 | 71 | 16.3 34.2 67.3 128.8
|
11 | 0.6 | 64 | 15.3 31.0 61.4 119.0
|
12 | 0.7 | 58 | 12.5 27.3 56.8 109.6
|
13 | 0.8 | 53 | 11.1 25.2 52.4 101.5
|
14 | 0.9 | 49 | 12.5 23.5 48.2 93.8
|
15 | 1.0 | 45 | 11.8 22.5 44.9 87.3
|
16 | 1.1 | 41 | 11.0 20.9 41.7 81.5
|
17 | 1.2 | 38 | 9.3 19.5 38.9 76.3
|
18 | 1.3 | 36 | 7.1 18.5 36.7 71.6
|
19 | 1.4 | 34 | 8.5 17.3 34.4 67.5
|
20 | 1.5 | 32 | 0.0 13.3 32.5 64.0
|
21 | 1.6 | 30 | 0.0 15.2 30.6 60.9
|
22 |
|
23 | df/fb : Abweichung in Relation zur Bandbreite
|
24 | U/U0 : Näherung der Amplitudenabnahme (=1/sqr(4*(df/fb)^2+1))
|
25 |
|
26 | Beispiel:
|
27 | Bei einer Bandbreite von 5kHz führt ein Fehlabgleich von 3kHz (df/fb=0.6)
|
28 | dazu, das man z.B. statt einem "DCF77_HitVal" von 92 Bit nur einen Wert
|
29 | von 61 Bit erhält.
|
Durch den hier verwendeten Verstärker werden die Schwingkreise praktisch
auf eine Bandbreite von etwa 4kHz "normiert". Ein Abgleich der
Resonanzfrequenz auf max. +-2 kHz Abweichung sollte deshalb reichen.
(5) Wie wichtig ist die Antennenausrichtung?
Die Signalstärke nimmt erst langsam und später schnell ab
(Cosinus-Funktion). Bei 60° halbieren sich Signal und Qualität. Bei
maximaler Fehlausrichtung von 90° (normalerweise kein Signal) ist oft
ein Empfang trotzdem zeitweise möglich!
(6) Wie gut sind "Ad-hoc-Spulen"?
Zur Erzeugung eines Magnetfeldes wurde eine Luftspule mit 65cm
Durchmesser verwendet ("03_Ad-hoc-Messaufbau.jpg"). Der Spulenstrom
stammt von zwei STM32-PWM-Ausgängen. Es lassen sich so Wechselfelder von
30kHz bis 120kHz mit einer definierten Feldstärke von bis zu 14 V/m
erzeugen. Im Spulenzentrum ist das E-Feld somit 4000 mal stärker (ab 5m
schwächer) als das Feld vom DCF77. Als hochohmiger Messverstärker wurde
ein LF357-Operationsverstärker verwendet. Bei jedem Schwingkreis aus dem
Bild "03_Ad-hoc_Schwingkreise.jpg" wurde die Empfindlichkeit U_LC/E
("Schwingkreisspannung pro Feldstärke") bestimmt. Anstelle des
Messverstärkers wurde auch der normale Verstärker angeschlossen, wodurch
die Empfindlichkeit Uv/E ("Signal_Ueff_uV pro Feldstärke") der
Gesamtschaltung bestimmt wurde:
1 | Schwingkreis | f / B / U/E / | fv / Bv / Uv/E / | L / C /
|
2 | # | Hz Hz µV/(V/m) | Hz Hz V/(V/m) | µH nF
|
3 | ---------------------------+---------------------+---------------------+----------
|
4 | 1 Miniaturspule | 78583 4113 58 | 78478 4110 0.086 | 5.6* 750
|
5 | 2 22µH Drossel | 80205 3509 81 | 80337 3579 0.119 | 22 210
|
6 | 3 Mantelwellenfilter | 76372 4831 185 | 76244 4780 0.279 | 4.4* 1000
|
7 | 4 blaue 47µH Drossel | 79727 3997 183 | 79714 4244 0.261 | 47 100
|
8 | 5 schwarze 47µH Drossel | 73773 2272 260 | 73746 2460 0.361 | 47 100
|
9 | 6 schwarze kleine Drossel | 77769 2418 403 | 77712 2772 0.519 | 89* 47
|
10 | 7 Miniaturferritstab | 77357 3139 391 | 77279 3878 0.476 | 159* 26.7
|
11 | 8 0.75er Kabel | 74604 4135 607 | 74605 4119 0.913 | 6.7* 680
|
12 | 9 Kupferdrahtrolle | 78397 4955 636 | 78341 5405 0.868 | 106* 39
|
13 | 10 schwarze 100µH Drossel | 78004 3332 660 | 77981 3717 0.869 | 100 43
|
14 | 11 blaue 100µH Drossel | 78538 2113 714 | 78487 2545 0.889 | 100 41.2
|
15 | 12 kleine Schraubkernspule | 77357 3125 992 | 76978 6228 0.741 | 761* 5.6
|
16 | 13 Drossel mit rotem Draht | 77814 1550 1582 | 77752 2517 1.473 | 187* 22
|
17 | 14 700µH Drossel (22µH) | 79952 1162 1666 | 79581 4178 0.701 | 708* 5.6
|
18 | 15 Kabelkernferrit | 80425 3539 2688 | 80355 4456 3.188 | 177* 22
|
19 | 16 große Schraubkernspule | 78018 6515 3452 | 76979 14471 2.331 |2114* 2
|
20 | 17 blaue 400µH Drossel | 79460 853 5186 | 79225 2579 2.543 | 400 9.8
|
21 | 18 dünner Ferritstab | 74979 1507 7097 | 74966 2916 5.354 | 381* 11.6
|
22 | 19 dicker Ferritstab | 78309 1876 19788 | 77965 5566 10.058 | 924* 4.5
|
23 | 20 DCF77-Spule von TCM | 76449 794 39764 | 76087 4402 10.769 | 920* 4.7
|
24 |
|
25 | f : gemessene Resonanzfrequenz
|
26 | B : gemessene Bandbreite
|
27 | U/E : Schwingkreisempfindlichkeit (LF357-Verstärkung von 15.7 ist rausgerechnet)
|
28 | fv : gemessene Resonanzfrequenz mit normalen Verstärker
|
29 | Bv : gemessene Bandbreite mit normalen Verstärker
|
30 | Uv/E : Empfindlichkeit mit normalen Verstärker
|
31 | L : Nominalwert der Spule falls ohne Stern, sonst ein berechneter Wert
|
32 | C : Nominalwert des Kondensators
|
Wie zu erwarten, verändert der Verstärker besonders bei Schwingkreisen
mit kleiner Kapazität die Resonanzfrequenz. Eigentlich wäre der
Unterschied noch größer, wenn nicht auch der Messverstärker (hier wegen
der Kabelkapazität) die Resonanzfrequenz ändern würde.
Der Schwingkreis #20 dient hier als Referenz. Er stammt (Leihgabe) aus
einen Tchibo-Funkthermometer.
Wie man sieht, erhöht sich mit dem Transistorverstärker die Bandbreite.
Die Empfindlichkeit geht zwangsläufig im gleichen Maß zurück, Beim
Schwingkreis #20 leistet der Verstärker ganze Arbeit. (Es ist wie Perlen
vor die Säue werfen.)
Es sieht so aus, als ob sich die Empfindlichkeit von üblichen
Speicherdrosseln abschätzen lässt: Etwa 0.006 V/(V/m) Empfindlichkeit je
µH Induktivität.
Anhand der Tabelle kann nun berechnet werden, welcher Schwingkreis sich
für eine Senderentfernung von z.B. 500km eignet. Die PTB
("PTB-Mitteilungen 114 (2004), Heft 4"; Bild 17) rechnet in dieser
Entfernung (bei normaler Bodenfeuchte) mit einer Feldstärke von ca.
65dB\*(µV/m) = 10^(65/20)/1e6 V/m = 0.00178 V/m. Bei einer tolerierten
Antennenfehlausrichtung von +-60° würden 0.00178\*cos(60°) V/m
verbleiben. Nach einem tolerierten Abstimmungsfehler von 50% der
Bandbreite bleiben 0.00178\*cos(60°)\*0.71 V/m. Für einen guten Empfang
wird ein HitVal von 50 Bit benötigt. Durch das Verstärkerrauschen
braucht man dazu ein Signal von 110µV. Die Empfindlichkeit vom
Schwingkreis muss also mindestens 110µV/(0.00178\*cos(60°)\*0.71 V/m) =
0.17 V/(V/m) betragen. Das heißt, dass bis auf die Spulen #1 und #2 alle
Spulen geeignet sind - theoretisch.
Die Resonanzfrequenz wurde auch nochmal mit dem "LCResonanceMeter"
gemessen. Bei der Messvariante "Verstärker" (statt Messverstärker) war
dieser nur als "Last" angeschlossen (aber mit Stromversorgung). Die
Abweichungen zu den Werten mit der obigen Amplitudenmethode haben die
unterschiedlichsten Gründe und gehen nur teilweise auf Fehler zurück,
die es bei beiden Methoden gab. Trotzdem ist es eine Bestätigung, dass
sich mit dem "LCResonanceMeter" die Resonanzfrequenz vom Gesamtsystem
(fv') ausreichend genau bestimmen lässt.
1 | | per Amplitude | per "main_LCResonanceMeter.c"
|
2 | Schwingkreis | f / fv / | f'/ fv'/
|
3 | # | Hz Hz | Hz Hz
|
4 | ---------------------------+-----------------+---------------
|
5 | 1 Miniaturspule | 78583 78478 | 78683 78822
|
6 | 2 22µH Drossel | 80205 80337 | 80182 80392
|
7 | 3 Mantelwellenfilter | 76372 76244 | 75544 76206
|
8 | 4 blaue 47µH Drossel | 79727 79714 | 79589 79589
|
9 | 5 schwarze 47µH Drossel | 73773 73746 | 73730 73765
|
10 | 6 schwarze kleine Drossel | 77769 77712 | 77636 77636
|
11 | 7 Miniaturferritstab | 77357 77279 | 77532 77183
|
12 | 8 0.75er Kabel | 74604 74605 | 74497 74602
|
13 | 9 Kupferdrahtrolle | 78397 78341 | 78404 78264
|
14 | 10 schwarze 100µH Drossel | 78004 77981 | 78055 77950
|
15 | 11 blaue 100µH Drossel | 78538 78487 | 78578 78473
|
16 | 12 kleine Schraubkernspule | 77357 76978 | 77776 76729
|
17 | 13 Drossel mit rotem Draht | 77814 77752 | 78194 77845
|
18 | 14 700µH Drossel (22µH) | 79952 79581 | 80322 79310
|
19 | 15 Kabelkernferrit | 80425 80355 | 81159 80671
|
20 | 16 große Schraubkernspule | 78018 76979 | 78717 77427
|
21 | 17 blaue 400µH Drossel | 79460 79225 | 79694 79031
|
22 | 18 dünner Ferritstab | 74979 74966 | 75474 74916
|
23 | 19 dicker Ferritstab | 78309 77965 | 78822 77601
|
24 | 20 DCF77-Spule von TCM | 76449 76087 | 76904 75788
|
25 |
|
26 | f : Kopie (s. vorherige Tabelle)
|
27 | fv : Kopie (s. vorherige Tabelle)
|
28 | f' : Resonanzfrequenz ohne Verstärker und ohne Messverstärker
|
29 | fv' : Resonanzfrequenz mit parallel angeschlossenem Verstärker
|
(7) Geht ein Empfang auch ohne Schwingkreis?
Bei Wikipedia
(https://de.wikipedia.org/wiki/Elektromagnetische_Induktion#Induktionsbeispiel:_Leiterschleife_im_Magnetfeld)
findet man:
1 | U(t) = B*A*(-2*pi*f)*sin(2*pi*f*t)
|
Eigentlich geht es dort um eine drehende Leiterschleife im Magnetfeld
(hab nichts passenderes gefunden). Es sollte aber egal sein, ob die
zeitliche Flussänderung durch einen drehenden Leiter oder durch ein
änderndes B-Feld entsteht. Bei sinusförmigem B-Feld-Verlauf müsste
deshalb für die Effektivwerte gelten:
Da diesem B-Feld zwangsläufig ein entsprechendes E-Feld gegenübersteht,
müsste auch gelten:
1 | Ueff = (Eeff/c)*A*2*pi*f
|
Bei einer Leiterschleife mit mehreren Windungen (N) und mit Verstärker
(k) an einem STM32 erhält man für die Eingangsspannung:
1 | UADC = (Eeff/c)*N*A*2*pi*f*k
|
Hieraus kann die Empfindlichkeit "Uv/E" der Spule berechnet werden:
1 | Uv/E = 1/c*N*A*2*pi*f*k
|
2 | = 1/c*N*pi*d^2/4*2*pi*f*k
|
3 | = 2*pi*f*N*pi*(d/2)^2/c*k
|
Für die Luftspule vom Schwingkreis #8 erhält man z.B.:
1 | Uv/E = 2*pi*77500*10*pi*(0.05/2)^2/3e8*1260 V/(V/m)
|
2 | = 0.040 V/(V/m)
|
Die Empfindlichkeit ohne Kondensator ist also über 20 mal niedriger.
Außerdem fehlt hier die Filterwirkung der Resonanz. Als Folge wird für
die gleiche Empfangsqualität noch mehr Signalspannung benötigt.
Fazit: Der Empfang ohne Schwingkreis geht, ist aber schlecht.
(8) DCF77-Feldstärke im Münsterland
Theoretisch (s.o. "PTB-Mitteilungen") beträgt sie 73.5 dB\*(µV/m). Passt
das?
Zur Prüfung braucht nur die Signalstärke vom Empfänger "Signal_Ueff_uV"
abgelesen werden. Mit Hilfe der Parameter der Empfangsspule kann dann
die DCF77-Feldstärke berechnet werden. Beim Schwingkreis #14 betrug
"Signal_Ueff_uV" am 05.09.2021 beispielsweise "1756". Die Feldstärke
betrug also:
1 | E = U/(Uv/E)*sqr(4*(((fv-fDCF)/Bv))^2+1)
|
2 | = 71.0 dB*(µV/m)
|
(Rechnung:
"log(1756/(0.701/sqr(4\*(((79581-77500)/4178))^2+1)))/log(10)\*20")
Die Feldstärke lag damit 3dB unter dem "PTB-Wert". Erklärbar wäre das
z.B. durch die niedrigere Bodenleitfähigkeit in den Sommermonaten. Es
könnte aber auch ein Rechenfehler/Denkfehler sein. Zur Klärung sollte
die Feldstärke über ein anderes Messverfahren bestätigt werden. Hierzu
bietet sich eine einfache Luftspule ohne Kondensator
("04_DCF77-Feldstärke.jpg") an. Es reichen dann die Werte
"Signal_Ueff_uV"(12440), Windungszahl (14), Durchmesser (0.390m) und
Verstärkung (1260) um die Feldstärke zu berechnen:1 | E = Ueff/(2*pi*f*N*pi*(d/2)^2/c*k)
|
2 | = 71.2 dB*(µV/m)
|
(Rechnung:
"log(12440/(2\*pi\*77500\*(14\*pi\*(0.390/2)^2)/3e8\*1260))/log(10)\*20"
)
Wie man sieht, führen beide Wege zum gleichen Ergebnis. Die Feldstärke
scheint also tatsächlich um 3 dB niedriger als der PTB-Wert für "Land"
zu sein.
Hier eine Übersicht mit Werten anderer Schwingkreise vom 05.09.2021
sowie Theoriewerte der PTB für eine Senderentfernung von 270km.
1 | Wert für... | E / dB*(µV/m)
|
2 | ------------------------------+------------------
|
3 | #14 700µH Drossel (22µH) | 71.0
|
4 | #16 große Schraubkernspule | 71.1
|
5 | #17 blaue 400µH Drossel | 70.8
|
6 | Luftspule (kein Schwingkreis) | 71.2
|
7 | PTB - "Land" | 73.5
|
8 | PTB - "mitteltrockener Boden" | 71.0
|
9 | PTB - "trockener Boden" | 64.2
|
Ehrlicherweise muss erwähnt werden, dass die Werte beider Verfahren erst
um 25% (2dB) auseinander lagen, was für eine Ungenauigkeit viel zu hoch
war. Es musste ein Fehler in einen der Verfahren sein. Die Suche wurde
nach einigen Stunden erfolglos abgebrochen. Obwohl eigentlich unsinnig,
habe ich die Messung zum Abschluss ein zweites Mal gemacht. Nun passte
es sogar gut. (Ein dritte Messung werde ich sicherheitshalber nicht
machen.)
(9) "DCFMeter"
Im Anhang liegt ein Programm um die Resonanzfrequenz, die Bandbreite und
die Empfindlichkeit vom Gesamtsystem zu messen. Die main.c enthält Infos
zur Verwendung. (Die Datei hat nicht viel mit dem oben verwendeten
Quelltext gemeinsam.) Eigentlich ist das Programm überflüssig, da die
Resonanzfrequenz mit dem "LCResonanceMeter" bestimmt werden kann, die
Bandbreite praktisch mit 4kHz konstant ist und die Gesamtempfindlichkeit
nicht benötigt wird. Das "DCFMeter" ist aber nützlich, wenn man viele
Schwingkreise hinsichtlich ihrer Empfindlichkeit miteinander vergleichen
möchte.
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