Forum: HF, Funk und Felder Gedruckte DCF77 Antenne


von Fabian S. (jacky2k)


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Hallo Leute,

ich hatte mir die Tage überlegt einen DCF77 Empfänger zu bauen und statt 
einer Ferit Wickel-Antenne eine gedruckte zu verwenden.
Laut diesem Rechner: http://smirc.stanford.edu/spiralCalc.html
Sind mit 20 Windungen, 20mm Außendurchmesser und 0,1mm 
Leribahnabstand/-dicke ca. 11uH möglich. Nach meiner Berechnung müsste 
das C dann 383nF haben. Das ist ja ein realisitischer Wert.

Nun habe ich allerdings irgendwo gelesen gehabt, dass das nicht geht. 
Einfache Frage: Warum? Wenn doch: Warum macht das dann keiner so? Habs 
zumindest noch nirgends gesehen.

von Osche R. (Gast)


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Eine Magnetfeldantenne braucht doch Eisen, d.h. den Ferritstab?

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Fabian S. schrieb:
> Das ist ja ein realisitischer Wert.

Nein, ist es nicht.  Der Widerstand bei 77 kHz wäre dann gerade mal
ein paar Mikroohm.  Jegliche real in deiner Schaltung existierenden
(Verlust-)Widerstände sind jedoch viel größer.

om pf schrieb:
> Eine Magnetfeldantenne braucht doch Eisen, d.h. den Ferritstab?

Nicht unbedingt, aber der Eisenkern reduziert massiv die notwendige
umschlossene Fläche.  Magnetische Antennen mit Durchmessern von
einigen 10 cm bis vielleicht 1 m benutzt man im Kurzwellenbereich,
also grob gerechnet bei der 100fachen Frequenz (und die sind dann
immer noch ein vielfaches größer als die 20 mm da oben).

von Fabian S. (jacky2k)


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Also sorgt der Feritkern einfach nur dafür, dass mehr Energie aus dem 
Feld in elektrische Energie "umgewandelt" wird?
Aber warum ist hier der Widerstand bei den 77,5kHz relevant? (Widerstand 
wovon egentlich?)

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Fabian S. schrieb:
> Also sorgt der Feritkern einfach nur dafür, dass mehr Energie aus dem
> Feld in elektrische Energie "umgewandelt" wird?

Er bündelt die magnetischen Feldlinien und erhöht dadurch die
effektive Antennenfläche.

> Aber warum ist hier der Widerstand bei den 77,5kHz relevant? (Widerstand
> wovon egentlich?)

Das war der Blindwiderstand von L und C im Resonanzfall.  Allerdings
habe ich da Mist geschrieben, es sind 5 Ω.  Ist trotzdem reichlich
wenig, man will eher Induktivitäten im Bereich einiger Millihenry
haben und Kondensatoren im unteren Nanofarad-Bereich, damit der
Einfluss der diversen Verluste auf den Schwingkreis klein bleibt.

von Fabian S. (jacky2k)


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Jörg Wunsch schrieb:
> Das war der Blindwiderstand von L und C im Resonanzfall.  Allerdings
> habe ich da Mist geschrieben, es sind 5 Ω.

:-/ Also ich bin mir relativ sicher, dass im Resonanzfall sich die 
beiden Blinanteile kompensieren und der Widerstand somit 0 sein muss. So 
kommt man doch auch die Gleichung für die Resonanzfrequenz: Einfach Nach 
Real- und Imaginärteil aufteilen und dann den Imaginärteil 0 setzen. 
Schon kommt da
raus.

von Karlo (Gast)


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Fabian S. schrieb:
> Hallo Leute,
>
> ich hatte mir die Tage überlegt einen DCF77 Empfänger zu bauen und statt
> einer Ferit Wickel-Antenne eine gedruckte zu verwenden.

Wenn das möglich wäre, würde die Industrie es längst tun. Immerhin wäre 
eine gedruckte Antenne sehr viel billiger zu fertigen. Schlußfolgerung: 
Es geht nicht.

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Fabian S. schrieb:

> Also ich bin mir relativ sicher, dass im Resonanzfall sich die
> beiden Blinanteile kompensieren und der Widerstand somit 0 sein muss.

Das ist aber nur der Idealfall.  Real hast du eben noch diverse
Verluste, und deren Verhältnis zu den Blindwiderständen der
Komponenten bestimmt die gesamte Kreisgüte.  Insofern ist es schon
immer mal ganz hilfreich, sich die Größenordnung der Blindwiderstände
mit anzusehen.

von Fabian S. (jacky2k)


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Wenn das ideal so ist wie ich sagte und nur im realen Fall ein Wert 
ungleich 0 heraus kommt, wie hast du das jetzt berechnet/geschätzt?

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Ich habe nur den Blindwiderstand (der Komponenten) bei
Resonanzfrequenz ausgerechnet.

von Peter S. (psavr)


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>Ich habe nur den Blindwiderstand (der Komponenten) bei
>Resonanzfrequenz ausgerechnet.

Meinst Du den Fusspunktwiderstand (=Impedanz) der Antenne? Die müsste 
doch bei 20 Windungen bei ca. 0.75 Ohm liegen? Der ohmsche Anteil der 
Spule würde schätzungsweise in der selben Grössenordnung liegen => 
Schlechte Güte des Schwingkreises.

Naja, früher waren  sogenannte Wabenspulen aus HF-Litze populär, aber 
ich bin nicht sicher, ob man die als Antenne nutzen konnte oder ob die 
einfach als Spule mit sehr hoher Güte benutzt wurden...

von B e r n d W. (smiley46)


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Die Leiterlänge beträgt 1,44 Meter. die Breite, wie oben angegeben, 
0,1mm und die Dicke 35µm. Der Gleichstromwiderstand würde also ca. 7 Ohm 
betragen.

Dann:
L = 11 µH
XL=  5 Ohm
Rr = 7 Ohm

Q = 2  Pi  fo * L / Rr
Q = 0,77

Die restlichen Verluste kann man hier vernachlässigen. Eine Resonanz ist 
praktisch nicht existent, der Schwingkreis hat keine selektive Funktion.
Die Signalamplitude liegt schätzungsweise 60 dB unterhalb einer guten 
Ferritantenne.

von Fabian S. (jacky2k)


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Hmmm... sehr interessant....
fürchte mal wenn man das ganze etwas anpasst, also 0,4mm Bahn, mehr 
Durchmesser und Doppelseitig bringt das auch nicht mehr all zu viel ;)
Naja, dann muss ich die Idee wohl verwerfen.

von GroberKlotz (Gast)


Angehängte Dateien:

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Hi

habe vor kurzer Zeit meinen DCF77-Empfänger mit dem PIC 16F628 
(programmiert mit Assembler) fertiggestellt. Zu den Vorversuchen habe 
ich mir auch eine Antenne aus einem Ferritstab (Ausschlachtteil) und 
zusätzlich einen Empfänger gebaut. Schmalbandiger Empfang ist nur 
zufriedenstellend mit einem Schwingkreis hoher Güte möglich. Bei 77.5kHz 
führt da kein Weg an einer großen Induktivität wie gezeigt vorbei (hier 
L ca. 3.22mH,Cp=1470pf = (1000pf||470pf||C-Trimmer 20pf). Mit dem 
einfachen Selbstbauempfänger ist das DCF-Signal stabil und in relativ 
großem Winkelbereich (Stellung des Ferritstabes relativ zum 
DCF77-Sender) möglich (Entfernung Standort - Ffm-Mainflingen ca. 200km). 
Leichtes Verschieben der Spule auf dem Ferritstab ermöglichte bereits 
eine gute Feinabstimmung.
Letztlich wurde dann aus Platzgründen, das Pollin-DCF-Empfangsmodul 
verbaut.

Gruss
GroberKlotz

von Ralf-Peter G. (ralfpeter)


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@ GroberKlotz

gibt es zum "einfachen Selbstbauempfänger" einen Schaltplan ?
Hätte dazu Interesse.

Gruß Grelli

von GroberKlotz (Gast)


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@Ralf-Peter Grellmann

Den Schaltplan habe ich von dieser Seite:
[http://www.obonic.de/dcf77-empfaenger-grundlagen/]

mfG GroberKlotz

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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GroberKlotz schrieb:
> Schmalbandiger Empfang ist nur
> zufriedenstellend mit einem Schwingkreis hoher Güte möglich.

Weshalb die üblichen käuflichen kleinen Empfänger dafür einen Quarz
als Filter benutzen.

von Ralf-Peter G. (ralfpeter)


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@ GroberKlotz

Danke !!!

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