Hallo,
ich versuche mich gerade ein bisschen mit HF zu beschäftigen. Zur Zeit
im Speziellen mit Antennen.
Ich dachte mir für den Anfang wäre es eine nette Übung selber eine
DCF77-Antenne zu basteln. Dazu gibt es ja reichlich Bauanleitungen im
Netz. Was mir aber auffällt ist, dass dabei sehr unterschiedliche
Induktivitätswerte verwendet werden (200uH - 10mH). Meine Frage ist nun,
nach welchen Kriterien wird der Induktivitätswert gewählt?
Liege ich richtig in der Annahme, dass eine größere Induktivität den
Vorteil hat, dass durch das einfallende B-Feld eine größere Spannung
induziert wird und ich am Ausgang dadurch einen höheren Pegel erhalte?
Des weiteren ist mir noch nicht ganz klar welche Rolle die
Schwingkreisgüte für den Empfang hat. Die bessere Frequenzselektion ist
klar. Aber hat sie auch einen Einfluss auf das Signal? Durch die höhere
Güte habe ich ja einen höheren Resonanzwiderstand. Verbessert sich also
mit höherer Güte auch der Ausgangspegel der Antenne?
Wenn meine Vermutungen einigermaßen stimmen muss ich also einen
Kompromiss zwischen hoher Induktivität und hoher Güte finden. Sehe ich
das richtig?
lg
Michael
Max Mustermann schrieb:> Ich dachte mir für den Anfang wäre es eine nette Übung selber eine> DCF77-Antenne zu basteln.
Dann bastel doch mal und probiere verschiedene aus. DAVON lernt man was.
Hallo Michael,
ein spannendes Thema!
Nach meinem Wissensstand ist es so:
je größer die Induktivität im Vergleich zur Kapazität (großes
LC-Verhältnis), um so höher die Empfangsspannung.
Aber:
Spulen haben normalerweise eine geringere Güten als Kondensatoren.
Macht man die Spule zu groß, fällt die Empfangsspannung wiederum.
Ein anderer Aspekt ist:
je höher die Güte eines LC-Kreises, um so besser die Trennschärfe.
Für den DCF77-Empfang ist wahrscheinlich keine höchste Güte notwendig,
deshalb gibt es so viele Schaltungsvorschläge mit unterschiedlichen
LC-Verhältnissen.
Bei Gelegenheit will ich übrigens mal versuchen, einen DCF77-Monitor mit
einem TA7642 aufzubauen.
Damit soll der Empfang hörbar gemacht werden.
Man kann damit dann also feststellen, wo der Sender gut zu empfangen ist
und wo nicht und wie die Ferritantenne an der entsprechenden Stelle
ausgerichtet sein muss.
Tom Thomsen schrieb:> Dann bastel doch mal und probiere verschiedene aus. DAVON lernt man was.
Quatsch!
Zunächst sollte man die "Theorie" begriffen haben, um das Fahrrad nicht
noch einmal erfinden zu müssen. Das führt in der Regel viel schneller
zum Ziel.
wolle g. schrieb:> Zunächst sollte man die "Theorie" begriffen haben, um das Fahrrad nicht> noch einmal erfinden zu müssen. Das führt in der Regel viel schneller> zum Ziel.
Schneller als zu Fuß geht es mit dem Fahrrad -das ist richtig.
;-)
MfG Paul
Empfehlenswert ist übrigens das Programm mini Ringkernrechner, mit dem
sich auch Luftspulen und Schwingkreise berechnen lassen.
Freier download hier:
http://www.df7sx.de/?page_id=212
www.df7sx.de/wp-content/uploads/2014/10/minirk12_install.rar
Habe hier einen Ferritstab mit Wicklung aus einem alten Funkwecker -
Induktivität lt. Messgerät 1,2mH.
Für 77,5kHz benötigt man lt. Ringkernrechner einen Cp von ca. 3,5nF.
@Max:
Hast du die Möglichkeit, Induktivitäten und Kapazitäten zu messen?
Max Mustermann schrieb:> Was mir aber auffällt ist, dass dabei sehr> unterschiedliche Induktivitätswerte verwendet> werden (200uH - 10mH). Meine Frage ist nun,> nach welchen Kriterien wird der Induktivitätswert> gewählt?
Willkür. Zufällig vorhandene Bauteile. Verfügbare
Lust zum Spulenwickeln :)
Ein echtes Kriterium kann sein, ob man den Antennenkreis
fest abstimmen oder einen Dreko verwenden will. Da
übliche Drekos auf ca. 1nF begrenzt sind, braucht man
da eine ziemlich große Induktivität. Die hat dann aber
wieder eine recht große Eigenkapazität und eine begrenzte
Güte...
> Liege ich richtig in der Annahme, dass eine größere> Induktivität den Vorteil hat, dass durch das einfallende> B-Feld eine größere Spannung induziert wird und ich am> Ausgang dadurch einen höheren Pegel erhalte?
Im Prinzip ja.
Allerdings ist reine Antennenspannung nicht alles.
Störabstand - d.h. Unterdrücken der Störungen aus
dem Nahfeld - ist wichtiger.
> Des weiteren ist mir noch nicht ganz klar welche Rolle> die Schwingkreisgüte für den Empfang hat. Die bessere> Frequenzselektion ist klar. Aber hat sie auch einen> Einfluss auf das Signal?
???
> Durch die höhere Güte habe ich ja einen höheren> Resonanzwiderstand. Verbessert sich also mit höherer Güte> auch der Ausgangspegel der Antenne?
Nun ja... ja - aber der verfügbare Strom wird geringer,
da der Resonanzwiderstand steigt. Selbst bei nur 200 µH
und einer Güte von 100 ist man schon bei 10 kOhm.
Einen FET im Eingang wird man ohnehin brauchen; die
Antennenspannung muss nicht riesig sein.
> Wenn meine Vermutungen einigermaßen stimmen muss ich also> einen Kompromiss zwischen hoher Induktivität und hoher> Güte finden. Sehe ich das richtig?
"Grau, teurer Freund, ist alle Theorie, und grün des
Lebens goldener Baum!" :)
Eigentlich ist eine extrem hohe Induktivität genausowenig
erstrebenswert wie eine extrem hohe Güte. Sehr hohe Güte
setzt nämlich sehr geringe Toleranzen, geringe Drift und
genaue Abstimmung voraus.
Possetitjel schrieb:> Einen FET im Eingang wird man ohnehin brauchen; die> Antennenspannung muss nicht riesig sein.
Nö, wenn man eine Anzapfung bei 10% macht, geht auch ein Transistor.
Eine Superwissenschaft sollte man da auch nicht draus machen.
Da es ja fast NF ist, würde ich anstatt des historischen BC109 lieber
einen rauscharmen NF-Transi nehmen.
Bei den C würde ich mich mit Festkondensatoren nähern. Und dann mit
einem Trimmer ca. 80pF fein einstellen.
Vielleicht könnt Ihr einen einfachen Oszillator gebrauchen,
zur Bestimmung der Resonanzfrequenz eines Schwingkreises,
auch in einer Schaltung:
+ ------------+-----+
1,5V | |
| +----+
| | |
| L C
| | |
+-------|-----+----+------ Oszi 10M
| | |
| +-----|----+
| | | |
|_____|/ \|__|
|>---+---<|
|
1k
|
Poti
100k
_|_
Es handelt sich um 2 kreuzgekoppelte Transistoren,
gezeichnet als npn, aber pnp geht genauso.
Das Poti bestimmt die Rückkopplung
und wird soweit aufgedreht,
wie die Schwingung noch sauberer Sinus ist
und die Schwingperiode sich noch nicht verlängert.
Bei Gruppe C-Transistoren muss evtl. der Potiwert erhöht werden.
Man kann die Poti-Skala sogar
in Resonanzwiderständen kalibrieren
und daraus die Güte berechnen.
Max Mustermann schrieb:> Die bessere Frequenzselektion ist> klar. Aber hat sie auch einen Einfluss auf das Signal? Durch die höhere> Güte habe ich ja einen höheren Resonanzwiderstand. Verbessert sich also> mit höherer Güte auch der Ausgangspegel der Antenne?
Ich denke auch, dass es da ein Maximum gibt.
Aber was spielt eine S-Stufe mehr oder weniger für eine Rolle,
wenn Dir ein Transistor schon bequem mehr als 3 S-Stufen bringt?
Da würde ich mich eher auf die Bandbreite konzentrieren weil
es sich bei dem Ferritantennenkreis ja wohl um den einzigen
Resonanzkreis handelt.
LG
OXI
michael_ schrieb:> Bei den C würde ich mich mit Festkondensatoren nähern. Und dann mit> einem Trimmer ca. 80pF fein einstellen.
Auf den Trimmer kann man auch noch verzichten.
Man kann in gewissen Grenzen durch Verschieben der Spule auf dem
Ferritstab auf Maximum abgleichen.
Hallo,
tut mir leid, dass ich nicht eher geantwortet habe. Ich war etwas mit
Spulen wickeln und vermessen beschäftigt.
Klaus D. schrieb:> Hallo Max,>> evtl. interessiert Dich folgender>> Beitrag "DCF77 (2_3) Ferritantenne mit variabler Induktivität"
Danke, auf diesen Beitrag bin ich bei meiner bisherigen Recherche auch
gestoßen. Der Thread ist sehr informativ. Richtig zufriedenstellende
Erklärungen auf meine Fragen gibt er aber nicht.
Possetitjel schrieb:> Einen FET im Eingang wird man ohnehin brauchen; die> Antennenspannung muss nicht riesig sein.
Mein Vorhaben sieht so aus, dass ich das Antennensignal mit einem BF256
(JFET) vorverstärken möchte und dann mit weiteren Verstärkerstufen
(Bipolar) auf ein brauchbares Signal bringen möchte. Um später mögliche
Probleme mit der Verstärkerstufe zu vermeiden möchte ich die Antenne so
aufbauen, dass sie ein möglichst gutes Signal liefert.
michael_ schrieb:> Bei den C würde ich mich mit Festkondensatoren nähern. Und dann mit> einem Trimmer ca. 80pF fein einstellen.wolle g. schrieb:> Auf den Trimmer kann man auch noch verzichten.> Man kann in gewissen Grenzen durch Verschieben der Spule auf dem> Ferritstab auf Maximum abgleichen.
Die Möglichkeiten zum Abgleich sind mir bekannt (siehe Anhang). Da ich
nicht so einfach an Trimmer mit großen Kapazitäten herankomme habe ich
vor, die Grobabstimmung durch Verschieben der Spule zu machen.
Anschließend wenn notwendig noch mit einem kleinen Trimme eine
Feinabstimmung zu machen (hab leider nur 1,6-15p Trimmer hier).
Die Frequenzabstimmung der Antenne im Anhang sieht meiner Meinung nach
schon recht ordentlich aus (nur durch verschieben der Spule abgestimmt).
Denkt ihr es ist hier überhaupt noch notwendig die Antenne noch genauer
Abzustimmen?
Ich hätte da auch noch eine weitere Frage zum Q-Faktor: Welche Güte ist
denn erreichbar bzw. erstrebenswert?
Ein Wert von 100 wurde hier ja schon mal genannt. Wie man im Anhang
sehen kann erreiche ich mit meiner Antenne lediglich einen Wert von ca.
30. Aus neugier habe ich dann noch einmal einen Schwingkreis mit sehr
kleiner Induktivität gebastelt (ca. 68µH). Auch bei dieser Variante kam
ich aber über einen Wert von 30 nicht hinaus.
Hallo,
das Q sollte wenigstens 50 erreichen, aber 100 ist auch machbar.
Vermutlich bedämpfst Du den Schwingkreis durch die äußere Beschaltung.
Wie machst du die Messung, mit dem Oszilloskop? Dann den Tastkopf auf
10:1 stellen. Das Signal sehr lose einkoppeln.
B e r n d W. schrieb:> Hallo,>> das Q sollte wenigstens 50 erreichen, aber 100 ist auch machbar.> Vermutlich bedämpfst Du den Schwingkreis durch die äußere Beschaltung.>> Wie machst du die Messung, mit dem Oszilloskop? Dann den Tastkopf auf> 10:1 stellen. Das Signal sehr lose einkoppeln.
Ich habe die Impedanz mit einem "DG8SAQ Vector Network Analyzer"
gemessen. Ich habe aber mittlerweile bemerkt, dass ich die Frequenzen
für die Berechnung der Güte zu ungenau bestimmt habe. Ich habe diese
jetzt noch einmal nachgemessen und komme jetzt auch auf akzeptablere
Werte (siehe Anhang).
Wie bestimmt man eigentlich am einfachsten die Güte des Schwingkreises?
Ich habe die Güte jetzt mit der Formel Q = f0 / (fo - fu) bestimmt.
Dabei müssen die Frequenzen allerdings relativ genau bestimmt werden.
Gibt es hierfür eine bessere Methode?
PS: Ach ja die Spule aus resultV2.png ist ... Sie sieht halt hübsch aus.
> die Spule aus resultV2.png ist ... Sie sieht halt hübsch aus
IMO war das einen Versuch wert! Anscheinend spielt der Drahtwiderstand
doch eine entscheidende Rolle.
Mich würde jetzt noch interessieren, wie sich die Güte ändert, wenn du
zwei dieser Wicklungen aus resultV2.png in Reihe schaltest mit je einer
Spule an jedem Viertel des Stabes. Bei mir hat sich dadurch die Güte
fast verdoppelt auf >100.
> mit der Formel Q = f0 / (fo - fu) bestimmt
Mit Hausmitteln ist das die beste/einfachste Methode. Es gibt jedoch
spezielle Q-Meter, welche die Resonanzüberhöhung messen.
B e r n d W. schrieb:> Mit Hausmitteln ist das die beste/einfachste Methode. Es gibt jedoch> spezielle Q-Meter, welche die Resonanzüberhöhung messen.
No, die einfachste und genaueste Methode ist die Resonanzüberhöhung.
Eine Wechselspannungsquelle auf Resonanz einstellen, mit Oszi und
Vorwiderstand die Resonanzspannung am Schwingkreis messen und über die
Spannungsteilung den Resonanzwiderstand ausrechnen.
Die Güte berchnet sich aus Verhältnis Resonanzwiderstand
zu Impedanz von L oder C. Da meist C besser bekannt ist als L, also
Q = Rres/Zc = Rres x 2pifC
B e r n d W. schrieb:> Die Schwierigkeit ist, hohe Güten können nur gemessen werden, wenn die> Quellimpedanz sehr niederohmig ist.
Stimmt nur für Serienresonanz.
Bei der geschilderten Methode
spielt die Quellimpedanz (fast) keine Rolle,
da der Vorwiderstand optimal in Höhe des Resonanzwiderstandes
gewählt wird.
Ich besitze zwar ein Q-Meter von R&S,
aber oft ist die Messung der Resonanzspannung
mit Vorwiderstand einfacher und schneller.
Daniel h. C. schrieb:> Habe hier einen Ferritstab mit Wicklung aus einem alten Funkwecker -> Induktivität lt. Messgerät 1,2mH.
Bei welcher Frequenz?
Der Induktivitätswert ist - je nach Kernmaterial - nicht unbedingt eine
Konstante. Man sollte also schon bei der Arbeitsfrequenz (oder drumrum)
messen.
Um die Güte der Spule zu erhöhen, empfiehlt sich eine einlagige
Wicklung, am besten mit HF-Litze.
Da 77,5kHz ja nahezu pulsierender Gleichstrom sind, könnte man auch mit
Operationsverstärkern anstelle von diskreteen JFETs und BJTs arbeiten.
Schon mit den beiden OPVs im TL072 erreichst Du locker eine 1000x-fache
Spannungsverstärkung - mit FET-Eingang!
eric schrieb:> Sicher, wenn man sowas exotisches parat hat!
Wenn nicht, hilft auch eine Rückkopplung,
mit der leicht eine Güte von 1000 zu erreichen ist.
eric schrieb:> Mark S. schrieb:>> am besten mit HF-Litze>> Sicher, wenn man sowas exotisches parat hat!
ebay 170961720295
Oder man nimmt zwei LW-Kreuzwickelspulen von alten Radios.
Wenn ich mir die Spulen so ansehe, reicht vielleicht auch eine mit
entsprechend großen C.
Man sollte mal die Induktivität messen.
B e r n d W. schrieb:> Ok, das wird so funktionieren. Gibt es dabei einen Haken? Warum wurde> das bei den alten Q-Metern wie Boonton usw. nicht so gehandhabt?
Das weiss ich auch nicht genau.
Möglicherweise, weil bei Serienschaltung
die Resonanzüberhöhung eine direkte Funktion
der Güte ist.
Das ist einfacher zu realisieren
als die Einspeisung eines Parallelkreises
mit einem Konstantstrom.
R&S stösst übrigens den Kreis an
und zählt die Anzahl der Perioden
beim Abklingen bis auf 1/e.
B e r n d W. schrieb:> Mich würde jetzt noch interessieren, wie sich die Güte ändert, wenn du> zwei dieser Wicklungen aus resultV2.png in Reihe schaltest mit je einer> Spule an jedem Viertel des Stabes. Bei mir hat sich dadurch die Güte> fast verdoppelt auf >100.
Für dieses Projekt ist diese Anordnung für mich eher uninteressant, da
sich die Antenne dann nur mehr über einen Kondensator abstimmen lässt
und ich wie gesagt nicht so schnell an größere Trimmer-Kondensatoren
herankomme.
Aus reinem Interesse habe ich die von dir beschriebene Anordnung
trotzdem mal ausprobiert (siehe Anhang). Um die Güte besser zu bestimmen
müsste man noch einmal genauer nachmessen aber die Güte scheint sich
tatsächlich deutlich verbessert zu haben. Laut der im Anhang gezeigten
Messung liegt die Güte des Schwingkreises sogar bei ca. 160. Der
Schwingkreis wurde mit dem selben Kondensator wie bei den anderen
Messungen durchgeführt, darum liegt die Frequenz daneben.
Mark S. schrieb:> Um die Güte der Spule zu erhöhen, empfiehlt sich eine einlagige> Wicklung, am besten mit HF-Litze.
Ich weiß nicht ob HF-Litze bei der Frequenz von 77.5kHz schon einen
merklichen Vorteil bringen würde. Meines Wissens wird HF-Litze
vorwiegend im MW- und KW-Bereich eingesetzt.
Für weiter Versuche denke ich ist die Antenne aus resultV3.png ganz gut
geeignet. Eine höhere Güte erschwert ja schlussendlich auch das korrekte
Abstimmen da die Sendefrequenz dann sehr genau getroffen werden muss.
Um auf die ursprüngliche Frage nach der besten Wahl des
Induktivitätswertes zurückzukommen:
Nach allem was ich bisher hier und wo anders gehört und gelesen habe
würde ich sagen, dass die Wahl der Induktivität nicht besonders kritisch
ist. Vorwiegend wird sie nach der Verfügbarkeit des
(Trimmer-)Kondensators gewählt.
Kann man diese Aussage so stehen lassen?
eric schrieb:> Max Mustermann schrieb:>> Ich weiß nicht ob HF-Litze bei der Frequenz von 77.5kHz schon einen>> merklichen Vorteil bringen würde.>> JA !
Bei 50kHz beträgt die Skintiefe ca. 0,3mm. Solange der Draht also 0,5mm
Durchmesser oder weniger hat, bringt HF-Litze nichts. Bei so einem
großen Aufbau mit einem Ferritestab, kann man aber auch den Draht dicker
wählen um den Widerstand der Spule bei 77kHz runter zu bringen.
MfG Klaus
> Bei 50kHz beträgt die Skintiefe ca. 0,3mm. Solange der Draht also> 0,5mm Durchmesser oder weniger hat, bringt HF-Litze nichts.
Dann schau Dir mal dieses Datenblatt mit Siemens Schalenkernen an:
http://www.datasheets.pl/ferrite_cores/B65495.pdf
Unterhalb von 10 kHz ist Volldraht ein wenig besser, aber darüber hat
Litze teilweise mehr als die doppelte Güte.
Was die Güte einer Antenne angeht, ist diese sowieso durch den
Strahlungswiderstand begrenzt.
Die Kopplung mit dem Magnetfeld des Senders, die ja zur Aufnahme des
Signals notwendig ist, bedingt ja gleichzeitig eine Abstrahlung.
Extrem wäre da ein Schalenkern: Der bringt eine tolle Spulengüte. Nur,
das DCF-Signal wird garnicht aufgenommen.
ketzerisch gesagt: je schlechter die Güte durch die Kopplung mit dem
HF-Feld wird, desto besser ist die Spule mit dem Feld gekoppelt.
Bei der hier gezeigten Kreuzwickelspule ist die Kopplung zum Magnetstab
schon sehr gering, sodass eine nur scheinbar nützliche hohe Güte
erreicht wird. Die Güte ist da nur scheinbar ein Qualitätskriterium, da
große Teile der Spule Streuinduktivität haben und ihre eigene zwar hohe
aber nutzlose Güte, den sie fangen von der in dem Stab enthaltenen HF
nichts ein.
Der Draht muss mit möglichst geringem Abstand auf den Stab gewickelt
werden, am besten einlagig auf der ganzen Länge. Dann ist die Kopplung
der Windungen mit den Feldlinien im Stab am intensivsten.
Beim Dimensionieren also folgende Schritte:
Windung dicht an dicht auf dem Stab. Auch eine Spule in der Mitte des
Stabes ist gut. (Da nutzt man sogar die geringere Verkettung mit dem
Magnetfeld des Stabes wenn man die Spule zur Feinabstimmung auf dem Stab
aus der Mitte wegschiebt).Wicklung einlagig oder auch zweilagig,
jedenfalls nicht zu hoch. CuL genügt. Mit Folienkondensator auf Resonanz
bringen. Dann Güte messen. Daraus Resonanzwiderstand Rp berechnen. Durch
kapazitiven Teiler Rp auf den Eingangswiderstand des Folgeverstärkers
transformieren, um Leistungsanpassung zu haben.
Problem beim DCF-Empfang ist aber weniger die erreichbare Signalstärke
sondern mehr das Aufnehmen von Störsignalen aus nächster Umgebung mit
ihrem man-made-noise.
B e r n d W. schrieb:> Dann schau Dir mal dieses Datenblatt mit Siemens Schalenkernen an:> http://www.datasheets.pl/ferrite_cores/B65495.pdf>> Unterhalb von 10 kHz ist Volldraht ein wenig besser, aber darüber hat> Litze teilweise mehr als die doppelte Güte.
Was der Tatsache geschuldet ist, daß man bei einem gut gefüllten
Schalenkern den Draht nicht mal eben dicker machen kann. Bei einem
Stabkern ist das kein Problem.
MfG Klaus
Klaus schrieb:> B e r n d W. schrieb:>> Dann schau Dir mal dieses Datenblatt mit Siemens Schalenkernen an:>> http://www.datasheets.pl/ferrite_cores/B65495.pdf>>>> Unterhalb von 10 kHz ist Volldraht ein wenig besser, aber darüber hat>> Litze teilweise mehr als die doppelte Güte.>> Was der Tatsache geschuldet ist, daß man bei einem gut gefüllten> Schalenkern den Draht nicht mal eben dicker machen kann. Bei einem> Stabkern ist das kein Problem.>> MfG Klaus
achtet doch ein bisschen auf das Thema des threads:
Hier geht es doch nicht um Schalenkerne sondern um eine offene Spule die
möglichst "offen" sein soll, damit sie das Funksignal aufnimmt.
Was "offene Spule" angeht: eine meiner ersten DCF-Antennen waren 10
Windungen, als Drahtbündel 0,5mm CuL an Decke, Boden und Wandecken einer
Wand angebracht, in Nordwestrichtung. Diese Spule, Rechteck 3,6 x 2,3 m,
mit Drehko auf 77,5kHz Resonanz abgestimmt, brachte in 300 km Entfernung
vom Sender ein auf dem Bildschirm des Scope sichtbares Signal. ( Uss
etwa 10mV) Da brachte eine Stufe mit BF199 ausreichend Spannung für
einen Schmitt-Trigger und digitales Signal für meine erste in
TTL-Technik aufgebaute Digitaluhr. Diese Antenne hat halt mit ihren 8m²
wesentlich mehr Signal aufgenommen als die lächerlichen
Quadratzentimeter einer Ferritantenne.
wolle g. schrieb:> Peter R. schrieb:>> Diese Spule, Rechteck 3,6 x 2,3 m,>> nicht schlecht, wird wahrscheinlich aber nicht jedermanns Geschmack> treffen
Was mich interessieren würde, war die Antenne in einem Altbau oder in
einer Stahlbetonumgebung oder wo aufgehangen?
Damian schrieb:> Was mich interessieren würde, war die Antenne in einem Altbau oder in> einer Stahlbetonumgebung oder wo aufgehangen?
Ist ein Haus Baujahr 74 mit 30-cm Gasbetonwänden, Erdgeschoss, Decke
und Boden jeweils Stahlbeton. Spule an der Außenwand. Da kommt DCF 77
nahezu ungehemmt an.
Übrigens, der WAF (women accceptance factor)der Zimmer-Rahmenantenne war
vorhanden. Das dünne Drahtbündel war an den Rand der Zimmerwand bzw.
Decke mit weißem Klebestreifen geklebt. Erst als die Tochter das Zimmer
bekam wurden Antenne und ich in den Keller verbannt.
Später, als beim Neu-Streichen ein Gerüst an der Hauswand war, hab ich
einen 0,5mm Cu-Draht, PVC-isoliert, mit Acrylkleber an der Fassade
festgeklebt, wurde am nächsten Tag überstrichen und ist heute noch
unsichtbar: senkrecht etwa 10m aufwärts, waagerecht etwa 12m weit, dann
wieder 10m nach unten. Unten die beiden Enden zusammengeführt und in den
Keller geleitet, am Fundamenterder geerdet.
Diese Schleife mit 120 m² bringt einen super-Langwellenempfang und ist
so mit etwa 1nF auf DCF77-Resonanz zu bringen.
Im Keller hab ich auch eine "Türantenne": In der Laibung der Türe zehn
Windungen 0,1 CuL untergebracht, sind fast nicht zu sehen, bringen mit
ihrer Größe von 2x1m jede Menge Signal für mein DCF-Frequenznormal. Und
das im Keller mit Stahlbetonwand und Decke.
Danke für die ausführliche Beschreibung, das klingt sehr kreativ!
Peter R. schrieb:> Schleife mit 120 m²
Wahnsinn!!!
Peter R. schrieb:> jede Menge Signal für mein DCF-Frequenznormal.
Kenne nur die GPS-Normale.
Wie baut man ein DCF-Frequenznormal auf und was ist letztlich die
Ausgabefrequenz?
Viele Grüße!
Damian schrieb:> jede Menge Signal für mein DCF-Frequenznormal.>> Kenne nur die GPS-Normale.> Wie baut man ein DCF-Frequenznormal auf und was ist letztlich die> Ausgabefrequenz?
Prinzip: Moduliertes DCF-Signal so weit verstärken, dass man Begrenzer
einsetzen kann, mit denen man die Amplitudenmodulation abschneidet und
nur noch den DCF-Träger hat.
Mit dem kann man per PLL einen Quarz-VCO oder OCXO auf genaue Frequenz
steuern.
Bei mir im Keller müsste ich bei GPS eine Außenantenne machen, DCF läuft
mit der geschilderten Türrahmenantenne auch im Keller bestens.
Peter R. schrieb:> Moduliertes DCF-Signal so weit verstärken, dass man Begrenzer> einsetzen kann, mit denen man die Amplitudenmodulation abschneidet und> nur noch den DCF-Träger hat.
Alles klar, das Trägersignal wird erst mal digitalisiert.
Peter R. schrieb:> Mit dem kann man per PLL einen Quarz-VCO oder OCXO auf genaue Frequenz> steuern.
Könnte man die 77,5kHz eventuell auch einfach digital vervielfachen?
Wenn man die Trägerfrequenz mal 100 nimmt, landet man bei 7,75MHz.
Oder mal 130 und man landet bei 10,075MHz.
Damian schrieb:> Wenn man die Trägerfrequenz mal 100 nimmt, landet man bei 7,75MHz.> Oder mal 130 und man landet bei 10,075MHz.
Oder mal 129 und man landet bei 9,9975 MHz.
Die fehlenden 2,5 kHz erzeugt man mit Teilung durch 31.
Damian schrieb:> Könnte man die 77,5kHz eventuell auch einfach digital vervielfachen?
Ein Grund: Üblicherweise geht man bei Normalfrequenzen auf glatte
Zahlen, wie 4,000000 MHz aus. Die Primzahl 31, die in den 77500 steckt
und beim Vervielfachen bleibt, ist da eher störend.
Noch ein Grund: Das DCF-Signal ist im Kurzzeitbereich wegen der
Störsignale und der Modulation relativ instabil. Eine Vervielfachung
vergrößert die Schwankungen noch. Nur das (langzeitige) Mittel ist
genau.
Bei der Grenzfrequenz der PLL sollte man eigentlich möglichst niedrig
bleiben. Der Jitter, der durch Störsignale ins DCF-Signal kommt, ist im
Vergleich zu dem Jitter des Quarzoszillators wesentlich hochfrequenter
und sollte nicht zum VCO kommen.
Prinzip: Der Quarzoszillator ist, kurzzeitig gesehen, von sich aus
stabil und braucht nicht korrigiert werden, da das DCF da schlechter
ist. Das DCF macht nur Korrekturen, um die temperaturbedingte Drift
auszugleichen.
Beim Einschalten: Zeitkonstante des Regelkreises im sec- Bereich, damit
man recht bald an die Wunschfrequenz herankommt.
Für ganz konstante Frequenz: Zeitkonstanten der PLL im Minuten-oder gar
Stundenbereich.
Peter R. schrieb:> Prinzip: Der Quarzoszillator ist, kurzzeitig gesehen, von sich aus> stabil und braucht nicht korrigiert werden, da das DCF da schlechter> ist. Das DCF macht nur Korrekturen, um die temperaturbedingte Drift> auszugleichen.
Den Langzeitfehler eines Quarzoszillators könnte man möglicherweise
korrigieren, indem man eine Uhr mit dem Quarztakt vergleicht und die
angezeigte Zeit nach einigen Tagen mit der der DCF-Zeit vergleicht.
Der elektronische Aufwand dafürist jedenfalls deutlich niedriger
als bei der Direktverarbeitung der DCF-Frequenz.
Gerade mal meine alte DCF77 Eduscho Uhr aufgemacht, um die Batterie zu
tauschen. 6cm Ferritstab, 25 Windungen mit 0,3mm² CuL. Verdächtig wenig
Windungen, aber trotzdem guter Empfang.
Peter R. schrieb:> Ein Grund: Üblicherweise geht man bei Normalfrequenzen auf glatte> Zahlen, wie 4,000000 MHz aus. Die Primzahl 31, die .....
Hallo Peter, Danke noch für die ausführlichen Erklärungen!
Ich kenne mich leider mit dem Thema PLL bisher kaum aus. Oft setzt man
für eine digitale PLL einen 74HC4046 ein, habe ich gelesen.
Vieleicht versuche ich es selber mal.
Trotz ein paar Experimenten mit bewickelten Ferritstäben konnte ich
bisher allerdings noch kein DCF77-Signal aufnehmen. Das wäre der erste
Schritt.
Matthias S. schrieb:> Gerade mal meine alte DCF77 Eduscho Uhr aufgemacht, um die Batterie zu> tauschen. 6cm Ferritstab, 25 Windungen mit 0,3mm² CuL. Verdächtig wenig> Windungen, aber trotzdem guter Empfang.
Erstaunlich. Habe hier auch so einen Ministab aus einem Funkwecker, der
hat mind. 80 Windungen.
Vieleicht hat deine Wecker einen guten HF-Vorverstärker und es sind nur
wenige Störungen in der Umgebung?!
VG
Damian schrieb:> Vieleicht hat deine Wecker einen guten HF-Vorverstärker und es sind nur> wenige Störungen in der Umgebung?!
Das ist nur ein Gummiklecks :-) Es scheint aber zumindest ein
Differenzverstärker im Eingang zu sein, den Gleichspannungspegeln
zufolge. Man sieht bei dem Wecker auch deutlich, wie am
Parallelkondensator handgelötet wurde für den Abgleich.
Matthias S. schrieb:> Gerade mal meine alte DCF77 Eduscho Uhr aufgemacht, um die Batterie zu> tauschen. 6cm Ferritstab, 25 Windungen mit 0,3mm² CuL. Verdächtig wenig> Windungen, aber trotzdem guter Empfang.
Es kann sein, das es nur eine aperiodische Ankopplung ist, und der
Resonanzkreis in der Uhr selber ist.
Bei einer hier vorhandenen sind auch etwa 25 Wd drauf.
Ich habe da mal eine LW-Spule aus einem Radio gemessen.
Ferritstab 10X200 mm, Seidenlackdraht, Kreuzwickelspule und etwa 5mH.
Mit geschätzt 1000p könnte man damit einen Resonanzkreis für DCF machen.
Matthias S. schrieb:> Man sieht bei dem Wecker auch deutlich, wie am> Parallelkondensator handgelötet wurde für den Abgleich.
Woran sieht man das und wie wurde letzlich feinjustiert?
michael_ schrieb:> Ferritstab 10X200 mm, Seidenlackdraht, Kreuzwickelspule und etwa 5mH.> Mit geschätzt 1000p könnte man damit einen Resonanzkreis für DCF machen.
Mit solchen Spulen habe ich rumexperimentiert. Auf LW ist die Güte
super.
Sobald man aber den Cp vergrößert, wird der LC-Peak der f(res) immer
kleiner.
Unter 80kHz ist er dann anscheinend ganz verschwunden.
Als Cp habe ich mit Styroflex- und Folien-Cs experimentiert. Könnte das
die Ursache sein?
Das kann ich mir nicht so recht vorstellen. Die LW geht bis 150KHz und
das meist mit 320 oder 500pF Drehko.
So eine Spule ist da immer noch besser als irgendwas handgewickeltes.
Deine C sind schon gut. In dem Bereich gibt es auch gute Keramik-C.
Damian schrieb:> Trotz ein paar Experimenten mit bewickelten Ferritstäben konnte ich> bisher allerdings noch kein DCF77-Signal aufnehmen. Das wäre der erste> Schritt.
Stell doch mal eine Funkuhr an den Ort, wo Du Deine DCF-Antennen
ausprobierst. Synchronisiert die sich nach Batterie- rausnehmen und
wieder einsetzen ohne langes Gezicke, also innerhalb zwei Minuten?
Damit lässt sich doch erst einmal abschätzen, ob Du eine empfangswürdige
Feldstärke hast.
Wenn Du Glück hast, bekommst du vielleicht auch mal eine Funkuhr mit
abgesetztem HF-Teil. Da kommst Du an den Sekundentakt heran und kannst
eine LED blinken lassen. Mit diesem "Messgerät" lässt sich gut arbeiten:
In eine blecherne Keksdode stecken, sodass der Eigenempfang unterdrückt
ist.
Dann macht man auf die Antenne eine "Eingangswicklung" von ein paar
Windungen.
Mit ein paar Windungen auf der eigenen Antenne kann man die aufgefangene
Spannung dann an das "Messinstrument" übergeben.
Damian schrieb:> Matthias S. schrieb:>> Man sieht bei dem Wecker auch deutlich, wie am>> Parallelkondensator handgelötet wurde für den Abgleich.>> Woran sieht man das
Der Rest der Uhr besteht nur aus zwei Gummiklecks-IC (Frontend und
LCD/Uhr), ein paar Kontaktflächen für Gummikontaktblöcke an Knöpfe und
LCD, sowie dem maschinell aufgelöteten Uhrenquarz,Lämpchen fürs LCD und
Batterieblechen.
Der SMD Kondensator parallel zur Ferritantenne hingegen zeigt deutliche
Kolophoniumspuren und grobe Lötstellen, die auch grossflächig genug zur
Handlötung sind.
> und wie wurde letzlich feinjustiert?
Ich vermute, die Jungs messen die wahre Induktivität der Spule und
greifen daraufhin in die Kiste mit dem dazu passenden Kondensator. Aber
wissen tue ich das nicht.
Matthias S. schrieb:> Ich vermute, die Jungs messen die wahre Induktivität der Spule und> greifen daraufhin in die Kiste mit dem dazu passenden Kondensator. Aber> wissen tue ich das nicht.
Bestimmt nicht, das ist viel zu aufwendig.
Der Kreis wir einigermassen passend hergestellt,
den Rest erledigt die Auswertung,
die so extrem empfindlich und raffiniert ist,
das sie schon mit dem Mikrominisignal
einer Armbanduhrantenne funktioniert.
eric schrieb:> den Rest erledigt die Auswertung,> die so extrem empfindlich und raffiniert ist,
Erklärt aber dann trotzdem nicht, warum der C händisch gelötet wurde.
eric schrieb:> den Rest erledigt die Auswertung,> die so extrem empfindlich und raffiniert ist,> das sie schon mit dem Mikrominisignal> einer Armbanduhrantenne funktioniert.
Ich weiss nicht, ob die folgende Quelle schon genannt wurde :
(heisst natürlich, ich hab keine Lust, alles durchzulesen ;-o)
irgendwo im Netz steht :
Rainer Mohr
Manfred Schubert
Funkuhrtechnik und Funkuhrentwicklung
785 kB
Sehr zu empfehlen.
Matthias S. schrieb:> Erklärt aber dann trotzdem nicht, warum der C händisch gelötet wurde.
Möglicherweise ist das der Ausschuss, bei dem die Frequenz nach
Platinenfertigstellung nicht exakt gestimmt hat.
Da hat dann jemand händisch den C zum Nachstimmen getauscht!?
(in so genannten Billiglohnländern möglicherweise eine übliche Praxis)
Matthias S. schrieb:> Erklärt aber dann trotzdem nicht, warum der C händisch gelötet wurde.
Das wird alles Handarbeit sein. Ich hab mal zugesehen, wie (vor Jahren
in HKG) auf dem Mobiliar einer Baumarktküche chinesische Hausfrauen mit
Mikroskop und Manipulator ICs auf einseitige Platinen gebondet haben.
Die schwarzen Kleckse wurden wie eine Deko auf einen Kuchen aufgebracht,
dann der Rest von Hand gelötet.
War übrigens eine DCF Uhr für den deutschen Markt, deswegen wurde mir
das extra gezeigt. Diese "Fertigung" wird heute wohl eher kurz vor der
Wüste Gobi sein.
MfG Klaus
Klaus schrieb:> War übrigens eine DCF Uhr für den deutschen Markt, deswegen wurde mir> das extra gezeigt. Diese "Fertigung" wird heute wohl eher kurz vor der> Wüste Gobi sein.
Der DCF-Sender reicht zwar erstaunlich weit (z.B. bis Madeira), aber
in der Wüste Gobi der Empfang doch etwas schwierig sein. :-)
Harald W. schrieb:> ...aber> in der Wüste Gobi der Empfang doch etwas schwierig sein. :-)
Es gibt auch Orte, die besonders geeignet erscheinen: Zeithain,
Zeit-z,Zeitlarn, Zeitldorf
egal -keine Zeit mehr dafür...
:-)
MfG Paul
Harald W. schrieb:> Der DCF-Sender reicht zwar erstaunlich weit (z.B. bis Madeira), aber> in der Wüste Gobi der Empfang doch etwas schwierig sein. :-)
Das ist auch gut so. Sie würden sonst ja merken, daß das Teil garnicht
funktionieren kann ;-)
MfG Klaus
Guten Tag,
eben bin ich dabei, mir eine Ferritantenne für 5,3 kHz für nen Empfänger
zu meinem Pulsmessgurt zu bauen. Leider rechnen mir da alle
Spulenrechner (die ich kenne) ins Leere - weils halt so ne geringe
Frequenz ist.
Ich weiß, dass ich hier OT bin, aber bitte hilft mir da jemand trotzdem
- Wickeldaten rechnen? Als Spulenkern hättte ich z.B. den Ferritstab
(Wühlkiste) 5 mm x 13 mm x 60 mm, Spule laut Billig-DMM 470 µH bzw. 270
µH. Als Draht will ich Ø 0,2 mm oder Ø 0,1 mm nehmen, evtl. Ø 0,4 mm -
das ist aber schon reichlich fett :-/.
Nun stolpere ich über
Daniel h. C. schrieb:
...
> je größer die Induktivität >im Vergleich zur Kapazität< (großes> LC-Verhältnis), um so höher die Empfangsspannung.>
und bin überrascht. Ich dachte L und C müssten immer auf die Frequenz
abgestimmt werden?
Bitte um Hilfe bei den Wickeldaten und
bitte um Aufklärung zur "höheren Empfangsspannung".
Danke im Voraus
Walter J. schrieb:> und bin überrascht. Ich dachte L und C müssten immer auf die Frequenz> abgestimmt werden?
Da aber beide Bauteile die Frequenz bestimmen, hast du immer noch die
Möglichkeit, über das Verhältnis von L zu C innerhalb eines weiten
Bereiches zu variieren.
Da die Spule das Empfangsteil ist, ergeben mehr Windungen auf dem
Ferritstab mehr Ausgangsspannung und der C wird entsprechend kleiner.
Der einzige Haken dabei ist, das die Impedanz der Spule auch immer höher
wird, je mehr Windungen drauf sind, und man deswegen den Schwingkreis
möglichst hochohmig abgreifen sollte, z.B. mit einer FET Vorstufe oder
gleich einem OpAmp mit FET Eingängen.
Für die niedrigen 5 kHz solltest du also so viele Windungen wie nur
irgendmöglich auf den Ferritstab wickeln, mit dünnstem Draht (0,05 - 0,1
mm²) und dann die Induktivität messen. Dann rechnest du C aus und
schaltest ihn parallel.
Danke Matthias für die schnelle Antwort.
Und vor Allem: danke dafür dass Du für meine soooo vage Anfrage einen
guten Wert angegeben hattest: ".. so viele Windungen wie nur
irgendmöglich ..". Nun weiß ich also: drauf und drauf - im Schaltplan
stehen tausend Windungen, die werde ich auch mal versuchen.
Walter J. schrieb:> Nun weiß ich also: drauf und drauf - im Schaltplan> stehen tausend Windungen, die werde ich auch mal versuchen.Walter J. schrieb:> Nun weiß ich also: drauf und drauf - im Schaltplan> stehen tausend Windungen, die werde ich auch mal versuchen.
Leg etwas isolierendes zwischen Wicklung und Ferrit, vielleicht 0,5mm
Pappe, das verringert die Dämpfung.
