Cirkulator/Gabelschaltung

[Conrad K. (festus)]

Hallo,

ich bin neu in diesem Forum, habe aber immer schon einmal reingeschaut. 
Ich finde dieses Forum sehr gut und habe mich auch endlich angemeldet. 
Hier auch schon eine Frage zu meinem Problem:

Ich möchte ein Dauerstrich-Signal (feste Frequenz) zwischen 10KHz  und 
100KHz über eine kleine Feritantenne abstrahlen und dabei gleichzeitig 
die Reflektionen an Gegenständen wieder empfangen. In der 
Hochfrequenztechnik benutzt man dazu einen Cirkulator der dieses 
gleichzeitige Senden und Empfangen ermöglicht, wie macht man das mit 
niedrigen Frequenzen? Eine Möglichkeit die ich recherchiert habe wäre 
ein Transformator von einer Gabelschaltung einzusetzen. Wer kann mir da 
eine bessere Idee empfehlen? Oder, wo bekommt man so einen 
Transformator, gibt es den schon als fertiges Endprodukt?  Kann man zu 
diesem Zweck einen Ringkern bewickeln? Für eine passive Lösung wäre ich 
dankbar.

Danke festus

[Christian B. (casandro)]

Ähm, ja solch eine Gabelschaltung sollte das machen.
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/de/2/2a/Schaltplan_FeAp611.png

Du kannst den Übertrager Ü im Prinzip auch durch einen 1:1 
Spannungsteiler ersetzten an dessen Mitte das Mikrophon (=Sender) dran 
hängt, und an dessen Ende Du dann per Differenzverstärker den Empfänger 
hängst.


Die Frage ist aber, ob das wirklich was bringt. Denn Feritantennen sind 
nicht besonders effizient. Sprich da wird das empfangene und gesendete 
Signal stark gedämpft. Also für Radar ist das nichts.

Eventuell willst Du auch die Änderung der Induktivität feststellen.

[Conrad K. (festus)]

Danke für die schnelle Reaktion, hast Du vielleicht noch eine 
Möglichkeit in Aussicht?

[Christian B. (casandro)]

Naja, wenn Du Metallobjekte in der Umgebung detektieren willst, miss 
einfach Änderungen der Induktivität. Bei solch niedrigen Frequenzen ist 
es schwierig eine Welle abzustrahlen.

[Conrad K. (festus)]

Es gibt auch noch die Möglichkeit einen sogenannten NF-Zirkulator mit 
Operationsverstärkern aufzubauen, wäre das vielleicht eine Möglichkeit?

[Christian B. (casandro)]

Wie schon gesagt, wenn Du den mit Übertrager so umbaust, dass der 
Übertrager quasi ein Spannungsteiler ist.


Hier mal die grobe Idee:

   zum Differenzverstärker
     |                 |
O----+---R----+----R---+---+
              |            |
           Sender       Abschluss
        (Stromquelle)   gleiche
              |        Impedanz wie Klemmen links
              |            |
O-------------+------------+

Die Idee dahinter ist, dass vom Sender aus betrachtet, links und rechts 
die selbe Impedanz zu sehen ist. Der Strom teilt sich somit in 2 gleiche 
Teile auf. Der eine Teil fließt durch das rechte R und den Abschluss, 
der andere Teil durch das linke R und was auch immer auf der anderen 
Seite ist.

Da die Ströme durch die Rs in unterschiedliche Richtungen fließen, 
jedoch gleich sind, hast Du auch entgegengesetzte Spannungen, die sich 
nicht in einer Spannungsdifferenz am Differenzverstärker niederschlagen.
Signale von den Klemmen erzeugen jedoch an beiden Rs einen 
Spannungsfall, den Du mit dem Differenzverstärker messen kannst.

Differenzverstärker kannst Du mit OPVs leicht bauen, beispielsweise als 
Instrumentenverstärker.

[Conrad K. (festus)]

wäre es auch denkbar auf den Ferritstab mit der Sende spule zusätzlich 
noch eine kleine Wicklung in einem definierten Abstand aufzubringen um 
an der Zusatzwicklung  die reflektierte Spannung abzureifen.Zwischen den 
beiden Spulen soll die Phasenverschiebung ausgewertet werden. Da ich mit 
Schaltplänen sehr gut klar komme, hättest Du für die Auswertung der 
Phasenverschiebung eine Schaltungsidee?

[Christian B. (casandro)]

Ich glaube nicht, dass Du da eine verwertbare Phasenverschiebung 
bekommen wirst. Mach doch folgendes, bau einen Oszillator mit Deiner 
Spule und werte die Frequenz aus. Ändert sich was, so ändert sich auch 
die Frequenz.

[Conrad K. (festus)]

wie kann man deiner Meinung nach die P-verschiebung messen?

[Christian B. (casandro)]

Knifflig, eventuell über digitale Filter, da kannst Du auch über lange 
Zeiten mitteln. Die Phasenverschiebung ist vermutlich nur minimal.

[Conrad K. (festus)]

ok, danke Dir erst einmal, muss erst mal darüber Nachdenken ob das mit 
meinen anderen Sachen zusammenpasst.