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Forum: HF, Funk und Felder Schaltregler im LW/MW-Empfänger


Autor: Carsten Heim (Gast)
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Hallo,

ich hoffe, dass ich mit meinen Fragen hier im Forum richtig bin. Wenn 
nicht, bitte ich schon mal um Verständnis.

Ich erarbeite derzeit ein Stromversorungskonzept für den mobilen Einsatz 
(uC + LW/MW-Empfänger) mit einer 3.6V/1500mAh LiPo-Zelle als 
Spannungsquelle. Um die eingeschränkten Energiereseven effektiv nutzen 
zu können möchte bzw. muss ich auf Schaltregler setzen.
Es sind an Spannungen 1.8V, 3.3V (Step-up/down + LDO) und 12V (Step-up) 
zu erzeugen und die festen Schaltfrequenzen liegen i.d.R. zwischen 100 
KHz und bis zu 1.5 MHz.

Nun meine Frage: Kann man die Stromversorgung mit Schaltreglern so 
'dicht' bekommen, dass auch schwache Signalquellem im 
LW/MW-Frequenzbereich noch empfangbar sind ? Wenn ja, welche praktischen 
Maßnahmen müßten ergriffen werden ?

Ich danke Euch schon mal für Eure Antworten bzw. Euer Verständnis.

Autor: oszi40 (Gast)
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Sender Eriwan würde antworten im Prinzip ja.

Es kommt "nur" auf den Aufbau an. WENN der Empfängereingang ausreichend 
weit von allen möglichen Störquellen entfernt ist, sollte es fast 
wunderbar funktionieren, wie auch bei manchem Weltempfänger mit PLL und 
Digitalanzeige. Ob jedoch Sender Eriwan bei Dir im örtlichen Störnebel 
verschwindet oder Dein RX im Sender-Nahfeld betrieben werden soll, 
wissen wir auch nicht.

Autor: Carsten Heim (Gast)
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Da ich Praktiker bin und eigentlich auf eher praktische Tipps aus bin 
mache ich mal den Anfang und möchte mich mit meinem laienhaften 
EMV-Halbwissen hier mal so richtig blamieren =:-0> :

Prinzipielles:
Ich gehe eher von leitungsgebundenen als von feldgebundenen Störungen 
durch die Schaltregler aus, das leite ich aus der Arbeitsfrequenz der 
Schaltregler ab. Ich halte daher folgende Maßnahmen zur Störminderung 
für sinnvoll:

1. räumlich bestmögliche Trennung von Empfänger und Stromversorgung -> 
in mobilen Anwendungen nicht ganz einfach aber möglich, z.B. an diagonal 
gegenüberliegenden Ecken der Leiterplatte anordnen.

2. striktes Einhalten der Design-Empfehlung der Hersteller für die IC's 
für Empfänger und Schaltregler -> herstellerabhängig mehr oder weniger 
konkret im Datenblatt ausgeführt.

3. Konsequenter Einsatz von kapazitiven und/oder induktiven Filterketten 
vor allem an den Schaltreglerausgängen -> kenne selbst nur die berühmten 
parallel geschalteten Kapazitätsketten 100uF/10uF/100nF

4. Verwendung von getrennten möglichst großflächigen Ground Planes für 
das Empfänger- bzw. Schaltregler-Design -> bei einem konsequenten 
einseitigen SMD-Design bleibt auf einer doppelseitig kupferkaschierten 
Leiterplatte i.d.R. eine Kupferseite zu gut 2/3-teln dafür frei

5. Verwendung von vollständig magnetisch gekapselten 
Speicherinduktivitäten (möglichst mit Luftspalt) -> eine Auswahl an 
SMD-Bauelementen ist (meiner Meinung nach) exklusiv aber vorhanden.

Das ist erst mal alles was mir aus dem Stehgreif einfällt.

Und wenn der Eine oder Andere, ggf. nach dem Abwischen der Lachtränen 
und Beruhigung der Atemfrequenz nach dem Lachkrampf ob meiner 
Wissensergüsse, mal seine Meinung zu den o.g. Punkten mitteilen könnte 
oder weitere relevante Aspekte anfügen kann wäre ich sehr dankbar.

Autor: ich (Gast)
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Zwei Leiterplatten und Netzteil-Extraschirmung bringt auch was.
Wenn der Stehgreif nicht damit wegfliegt.

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Dicke Elkos zu 100 nF parallel schalten, bringt HF-mäßig nicht viel.
Dann eher noch 100 nF || 1 nF.  Ein- und Ausgang ggf. über
stromkompensierte Drosseln führen.

Ansonsten: probieren geht über studieren.  Es wird vermutlich nicht
mit dem ersten Versuch ideal werden.  Bei meiner Nixie-Uhr hat ein
(leider nicht sehr schick aussehendes) Blechgehäuse um den
Schaltwandler genügt, dass der DCF-77-Modul auch bei Unterbringung
im Gehäuse der Uhr wieder was empfangen kann.

Autor: Jadeclaw Dinosaur (jadeclaw)
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Schaltregler in eine Weißblechdose packen, noch innert der Dose 
verdrosseln und die Zuleitungen über Durchführungskondensatoren 1nf nach 
außen führen. Zusätzlich innen kurz direkt an den Durchführungen noch 
mit 100nF gegen Masse abblocken. Dann sollte Ruhe sein. Masse des 
Reglers natürlich direkt mit der Weißblechdose verbinden.

Gruß
Jadeclaw.

Autor: Michael U. (amiga)
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Hallo,

Jadeclaw Dinosaur (jadeclaw): volle Zustimmung.
Die Schaltwandler als Anodenbatterie-Ersatz für alte Röhrenkofferradios 
sind auch nur so wirklich ruhig zu bekommen.

PS: die Steigerungsform bei mir was mal: Außenwand Durchführungs-C, 
zusätzliche Trennwand mit Durchführungs-C und dazwischen eine Drossel in 
jeder Leitung.
War ein Digitalzähler in bunter TTL/CMOS-Mischung mit LED-Anzeigen im 
Multiplex als Frequenzanzeige im UKW-Empfänger.
Störungen von ca. 1kHz (Multiplex) bis in den UKW-Bereich...

Gruß aus Berlin
Michael

Autor: Carsten Heim (Gast)
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@Jadeclaw Dinosaur

Sorry, wenn ich noch mal nerve. Aber ich bin ein visueller Typ und habe 
deshalb die vorgeschlagenen Massnahmen noch mal schematisch dargestellt:

    #######################################
    #                                     #
    #    ---------  12 V       Drossel    #
 o--H-+-| Step-Up |-------------^^^^-+----H--o
    # |  ---------                   |    #
 L  # |                      C(b) -> `-||-+
 i  # |                3,3 V              #
 P  # |              .----------^^^^-+----H--o
 o  # |              |               |    #
    # |              |               `-||-+
 I  # |  ----------  |  -----             #
 N  # `-| Step-U/D |-+-| LDO |--^^^^-+----H--o
    #    ----------     -----        |    #
 o--+                          1,8 V `-||-+
    #                                     #
    ##################+####################
                      |
                     ===

    # <--- Weissblech-Schirmung
    #
  --H-- <- Durchführungskondensator 1nF
    #
    +-- <- Masseverbindung LiPo + C(block)=100nF
    #

Ist die Umsetzung der Massnahmen richtig darstellt oder sind Fehler drin 
und/oder fehlt noch was ?
Welche Größenordnung sollten die Drosseln haben ?

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Jadeclaw Dinosaur schrieb:
> Schaltregler in eine Weißblechdose packen, noch innert der Dose
> verdrosseln und die Zuleitungen über Durchführungskondensatoren 1nf nach
> außen führen. Zusätzlich innen kurz direkt an den Durchführungen noch
> mit 100nF gegen Masse abblocken. [...]

Anschließend die Dose mit Blei ausgießen. :-)
SCNR.

Autor: Michael X. (Firma: vyuxc) (der-michl)
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Carsten Heim schrieb:
> Welche Größenordnung sollten die Drosseln haben ?

LC-Tiefpaß. Rechne es doch selber aus. Die gewünschte Sperrdämpfung 
gibst du ja vor.

Autor: oszi40 (Gast)
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1. Da wir nicht wissen was Deine DC-Wandler bei Last für Oberwellen 
produzieren, werden wir auch nie herausbekommen, ob eine davon zufällig 
Deine Nutzfrequenz trifft. Probier erst mal den nackten Wandler aus und 
steigere Deine Maßnahmen zielgerichtet.
2. Jeder Draht, auch die Batteriezuleitung könntE eine "Antenne" sein.

Autor: hermy (Gast)
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unbedingt auf die masseführung achten!!!

wahrscheinlich am besten unterschiedliche platinen für die einzelnen 
aufgaben verwenden und deren massen an EINEM PUNKT zusammenführen, am 
besten in der nähe eines dicken elkos, der von masse gegen plus 
geschaltet ist. parallel zum elko nach möglichkeit 100n, 4n7, 100p 
(ker.) schalten.

für die interplatinären stromversorgungen mit LC-gliedern (oder 
wenigstens RC) sieben, deren massen ebenfalls an o.g. massepunkt 
zusammenführen.

wenn möglich, analog- und digitalmasse trennen.


zur "abwärtsregelung" kann man ev. auch besser eine serielle diode oder 
nachgeschaltete zenerdiode einbauen, wenn dadurch nicht zu viel verheizt 
wird.

Autor: Martin Laabs (mla)
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Versuche mal einen Schaltregler mit Schaltfrequenz über der höchsten zu 
empfangenden Frequenz. Dann musst Du Dir wegen der Oberwellen keine 
Gedanken mehr machen. Ausserdem lassen sich hohe Frequenzen einfacher 
filtern. (Ich verwende bei analogen Designs idR. Schaltregler mit 
f>1MHz)
Es gibt dann auch noch Schaltregler die (auf kosten der Effizienz) die 
Flanken etwas weicher machen.
Ansonsten beim Schaltregler auf niederimpedante Leistungspfade achten 
und einen LC Filter dahinter. (Keramische Kondensatoren im uF Bereich 
sind da besser als Elkos oder Tantalkondensatoren.)

Viele Grüße,
 Martin L.

Autor: Jadeclaw Dinosaur (jadeclaw)
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@Carsten Heim:
So hatte ich mir das gedacht.
Links oben in der Zuführung zum Akku muß natürlich genauso abgeblockt 
und verdrosselt werden, wie rechts auf den Ausgängen. Die Drosseln 
können zwischen 100 und 330µH groß sein.

Gruß
Jadeclaw.

Autor: Stefan Wimmer (wswbln)
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...bei Schaltreglern aber unbedingt auch den Eingangskreis gut 
abblocken, denn die Cs dort sind das Reservoir, aus dem sich der 
Schalter erstmal bedient. Alles andere (Batterie, Netzteil) ist HF-mäßig 
weit weg.

Am Eingang (direkt hinter den Durchführungs-Cs) empfiehlt es sich eine 
stromkompensierte Drossel vorzusehen.

Und wenn Du 2 Schaltregler benutzst, schau mal ob Du die mit 180° 
Phasenversatz synchronisieren kannst. Das vermindert die 
eingangsseitigen Störungen mitunter beträchtlich.

Und jeder Schaltregler sollte seine eigene Masseinsel bekommen, die erst 
ausgangsseitig miteinender und mit der versorgten (Rest-)Schaltung 
verbunden werden.

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