Hallo, mein aktuelles Projekt ist der Bau eines Navtex-Empfängers (Datenfunk auf 518 sowie 490 kHz, also zwischen Mittel- & Langwelle) wie an anderer Stelle hier im Forum beschrieben. Nun braucht ein Empfänger natürlich auch eine gute Antenne, und genau dazu habe ich als Radiolötneuling einige Fragen. Grundsätzlich soll die Antenne "kompakt" aber trotzdem empfindlich sein. Ich dachte an eine selbstgewickelte Ferritantenne, bin aber für andere Vorschläge offen. 1.) Kann die Richtwirkung einer Ferritantenne durch zwei gekreuzt (x-förmig) angeordnete Antennen aufgehoben werden? 2.) Anleitungen zum Spulenwickeln für Mittelwelle gibt es genügend, doch bei keiner habe ich bisher eine Erklärung dafür gefunden, warum diese Kombi von Induktivität und Kapazität und nicht eine andere. Liegt das an der Verfügbarkeit von manchen Kondensatoren oder kann damit die Güte des Schwingkreises / Bandbreite beeinflusst werden? 3.) Wenn ich zwei Empfänger (einen pro Frequenz) betreiben möchte, kann ich die einfach parallel an die Antenne (bzw. an Vorverstärker) hängen oder muss man dann Bauteile anpassen? 4.) Wenn ich später mit dem gleichen Ferritstab auch auf 147 kHz also untere Langwelle empfangen möchte, sollte ich dann besser eine "Breitbandwicklung" anfertigen oder zwei separate Wicklungen auf dem Ferritstab? Ich danke schon im Vorraus für alle Hinweise und Kommentare. Viele Grüße, Daniel
Daniel H. schrieb: > > Nun braucht ein Empfänger natürlich auch eine gute Antenne, und genau > dazu habe ich als Radiolötneuling einige Fragen. Grundsätzlich soll die > Antenne "kompakt" aber trotzdem empfindlich sein. Ich dachte an eine > selbstgewickelte Ferritantenne, bin aber für andere Vorschläge offen. In diesem Frequenzbereich sind Dipole eher unhandlich. Meistens wird eine Rahmenantenne verwendet, oder eben eine Ferritantenne. > > 1.) Kann die Richtwirkung einer Ferritantenne durch zwei gekreuzt > (x-förmig) angeordnete Antennen aufgehoben werden? Durchaus möglich, ist aber etwas mehr Aufwand. Fahrzeuge verwenden solche Antennenkonstruktionen öfter, haben aber Probleme, das Sollsignal zu erkennen. > > 2.) Anleitungen zum Spulenwickeln für Mittelwelle gibt es genügend, doch > bei keiner habe ich bisher eine Erklärung dafür gefunden, warum diese > Kombi von Induktivität und Kapazität und nicht eine andere. Liegt das an > der Verfügbarkeit von manchen Kondensatoren oder kann damit die Güte des > Schwingkreises / Bandbreite beeinflusst werden? Das Verhältnis l/C bestimmt dir Frequenz und die Güte des Schwingkreises. Ist die Güte zu hoch, wird nicht mehr die gesamte Bandbreite des Sollsignals empfangen. > > 3.) Wenn ich zwei Empfänger (einen pro Frequenz) betreiben möchte, kann > ich die einfach parallel an die Antenne (bzw. an Vorverstärker) hängen > oder muss man dann Bauteile anpassen? Einfan´che Konzepte machen das durchaus so. Bessere Empfänger haben aber einen Verteilerverstärker vorgeschaltet, der schwierig aufzubauen ist. > > 4.) Wenn ich später mit dem gleichen Ferritstab auch auf 147 kHz also > untere Langwelle empfangen möchte, sollte ich dann besser eine > "Breitbandwicklung" anfertigen oder zwei separate Wicklungen auf dem > Ferritstab? Nimm zwei Wicklungen, oder mach eine mit Anzapf. bedenke auch, das das Durchstimmen am einfachsten ist, wenn man den gesamten Drehbereich des Drehkos verwenden kann. > > Ich danke schon im Vorraus für alle Hinweise und Kommentare. > > Viele Grüße, > Daniel Gruss Robert
Hallo Daniel Ich würde eine fertige Antenne nehmen, z.B. so eine aus der Bucht Nr. 300859427932 Ich hab hier eine ähnliche liegen. Nur mal zum Vergleich die rausgemessenen Daten: Die MW-Spule hat eine Anzapfung in der Mitte, um das Signal auszukoppeln und die gesamte Wicklung kommt an den Drehkondensator. Vermutlich wird im Original der Drehko zwischen den Spulen umgeschaltet und für beide Bereiche dieselbe Wicklung zur Auskopplung verwendet. Aber mit einem JFet könnte man die Spannung auch direkt am Drehko abgreifen. Langwelle: 2.8 - 3.8 mH, keine Koppelspule Mittelwelle: 237 - 288 µH, 70 Wdg, Anzapfung in der Mitte Mittlerer AL-Wert: 53 nH/sqr(N) Auf den DCF77 komme ich mit etwas mehr als 1nF Schwingkreiskapazität. Ich empfehle, die MW-Wicklung für den 500 kHz Bereich und die LW-Spule für 147 kHz zu verwenden. Die Wicklungen sind schon ziemlich optimal ausgeführt. Es handelt sich um umsponnenen Draht und die LW-Spule ist kreuzgewickelt. Der Spulenkörper hält ca. 2mm Abstand vom Ferritstab. Dadurch berühren sich die Drähte nie und es wird eine hohe Güte erreicht. Gruss, Bernd
Daniel H. schrieb: > Hallo, > mein aktuelles Projekt ist der Bau eines Navtex-Empfängers (Datenfunk > auf 518 sowie 490 kHz, also zwischen Mittel- & Langwelle) Hallo Daniel, in -alten- Radio war für MW und LW eine F-Antenne eingebaut, sie war bei machen sogar drehbar angeodnet. Da diese Antennen schmalbandig sind ist eine Abstimmung auf Resonanz notwendog, das wird mit einer veränderbaren Kapazität gemacht. Wenn die Frequenzen weit auseinander liegen dann ist auch die Spule zu schalten, eine andere Windungszahl zu wählen. Ein breitbandige Verwendung gibt diese Antenne nicht her. Auch ein Vorverstärker bringt da keinen Erfolg, denn es geht halt nunmal nicht ohne dass das Gebilde auf die Empfangsfrequenz eingestellt wird. 490 und 518 müssten mit einer Spule gehen, es müssen halt die passend abgegleichenen Kondensatoren dazugeschaltet werden. DCF geht so nicht nehr, denn da muss wohl oder übel eine andere Spule verwendet werden. Die Auskoppelspule kann ja bleiben, aber nicht die Resonanzbestimmende. Kurt
>> Auf den DCF77 komme ich mit etwas mehr als 1nF > DCF geht so nicht nehr DCF geht definitiv mit der LW-Spule. Bei mir kommen da 3mV raus. Die Induktivität kann im Bereich 2.8 - 3.8 mH bzw. 237 - 288 µH durch Verschieben der Spule auf dem Ferritstab eingestellt werden.
Vielen Dank für die bisherigen Antworten! DCF77 Empfang brauche ich nicht. Interessante Frequenzen sind 147,3 kHz, die oa 490 / 518 kHz und irgendwann später vlt noch einzelne Frequenzen im 10 MHz Bereich. @Robert zu 1., den gekreuzten Ferritantennen: Was meinst du mit "etwas mehr Aufwand"? Ich gehe primär nicht von Störsignalen aus, sondern von unterschiedlicher Ausrichtung des Bootes = Antenne. @Bernd Einen solchen bereits gewickelten Ferritstab hatte ich auch schonmal im Blick. Allerdings interessieren mich derzeit nur die Frequenzen 518 und 490 kHz sowie 147 kHz, daher dachte ich, dass ich mit einer (bzw. einer weiteren für die 147kHz) Wicklung selektiv empfindlicher bin als mit einem fertig gewickelten Ferritstab für den gesamten MW- bzw. LW-Bereich, aus denen ich bei beiden Frequenzen leicht außerhalb bin. @Kurt Kannst du mir die Begriffe mal aufschlüsseln: Spule, Resonanzbestimmende Spule, Auskoppelspule Mein Verständnis bisher: Auf den Ferritstab kommen zB 100 Wicklungen mit einer Anzapfung bei 10, also A-10-B-90-C. Dazu kommt ein Kondensator zwischen A und C, also über die gesamte Wicklung (als Grundresonator für den Frequenzbereich), sowie ein Drehkondensator zur Abstimmung einer einzelnen Frequenz zwischen A und B. Allerdings habe ich auch schon Skizzen gesehen, wo nur der Mittenabgriff vorhanden ist und kein Kondensator über der gesamten Wicklung des Ferriten hängt. @all Ich gehe davon aus, dass früher oder später die Antenne zum gleichzeitigen Empfang auf verschiedenen Frequenzen (147; 490 & 518 kHz) verwendet wird. Geht dies mit einer Wicklung, oder eine Wicklung mit verschiedenen Anzapfungen oder doch besser separate Wicklungen für die (stark) unterschiedlichen Frequenzen? Viele Grüße, Daniel
Daniel H. schrieb: > Ich gehe davon aus, dass früher oder später die Antenne zum > gleichzeitigen Empfang auf verschiedenen Frequenzen (147; 490 & 518 > kHz) verwendet wird. Bei NAVTEX kannst du wegen der festgelegten Zeitschlitze per Zeitschaltuhr zwischen der nationalen und der internationalen Frequenz umschalten. Gleichzeitiger Empfang ist da i.A. nicht notwendig.
Michael schrieb: > Bei NAVTEX kannst du wegen der festgelegten Zeitschlitze per > Zeitschaltuhr zwischen der nationalen und der internationalen Frequenz > umschalten. Gleichzeitiger Empfang ist da i.A. nicht notwendig. Also per WebSDR hatte ich schon gleichzeitig Signale auf der nationalen 490 und internationalen 518 kHz Frequenz. Aber primär meinte ich den gleichzeitigen Empfang von Signalen auf MW (518 kHz) und LW (147kHz).
> @Robert > zu 1., den gekreuzten Ferritantennen: Was meinst du mit "etwas mehr > Aufwand"? Ich gehe primär nicht von Störsignalen aus, sondern von > unterschiedlicher Ausrichtung des Bootes = Antenne. Ein System gekreuzter Empfangsantennen betrachtet man als zwei einzelne Systeme, deren Wirkung sich überlageern. Aus den zwei Spannungen muss eine Elektronik ein Signal auswählen. Dieses Signal wird dann der Eingangsstufe zugeführt. > > @all > Ich gehe davon aus, dass früher oder später die Antenne zum > gleichzeitigen Empfang auf verschiedenen Frequenzen (147; 490 & 518 > kHz) verwendet wird. Geht dies mit einer Wicklung, oder eine Wicklung > mit verschiedenen Anzapfungen oder doch besser separate Wicklungen für > die (stark) unterschiedlichen Frequenzen? Für die 147 brauchst du eine eigene Spule, die beiden anderen Frequenzen lassen sich mit einer Spule empfangen, wenn du den Kondensator umschaltest. Gruss Robert
Die beiden MW Frequenzen sollten sich sogar noch mit einer Einstellung der Kapazität empfangen lassen, wenn man bei der Antenne keine extra hohe Güte hat. Ein gleichzeitiges Empfangen der 147 kHz und 500 kHz wird aber schwer, weil auch mehrere Spulen auf dem Stab immer gekoppelt sind.Im Prinzip wäre es wohl möglich auch eine Schwingkreiskombination mit 2 Resonanzen zu nutzen. Der Abgleich wird aber eher schwierig. Mit 2 gekreuzten Antennen wird man die Richtwirkung nicht los, aber man kann durch zusammenschalten die Richtwirkung umschalten, z.B. in 45 Grad Schritten.
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> interessieren mich derzeit nur die Frequenzen 518 und 490 kHz > sowie 147 kHz, daher dachte ich, dass ich mit einer > weiteren für die 147kHz Wicklung selektiv empfindlicher Langwelle geht von 153 bis 320 kHz, da liegt 147 kHz direkt drunter. Warum soll da die LW-Spule nicht mehr gehen? Ebenso bei MW (560 - 1600 kHz). Auch da sind die 500kHz nur knapp drunter. Allerdings scheint es auch breitbandig zu gehen: http://www.elexs.de/drm15.htm Dann würde ich mir nochmal Gedanken um den Verstärker machen. Der muss die Wicklung relativ stark belasten, damit er die Eigenresonanz wegdämpft und die Antenne wirklich breitbandig wird. Und er muss sehr rauscharm sein, da das Signal mindestens 20dB nidriger ist, als bei Resonanz. Normalerweise werden Ferritantennen nur bis 3-4 MHz verwendet, darüber sind die Eisenverluste zu groß. Ab einem D >= 30 cm ist eine Loopantenne schon mindestens ebenbürtig. Ein weiterer Vorteil: Der Frequenzbereich geht dann bis 30 MHz.
B e r n d W. schrieb: > > Ebenso bei MW (560 - 1600 kHz). Auch da sind die 500kHz nur knapp > drunter. > > Allerdings scheint es auch breitbandig zu gehen: > http://www.elexs.de/drm15.htm > > Dann würde ich mir nochmal Gedanken um den Verstärker machen. Der muss > die Wicklung relativ stark belasten, damit er die Eigenresonanz > wegdämpft und die Antenne wirklich breitbandig wird. Und er muss sehr > rauscharm sein, da das Signal mindestens 20dB nidriger ist, als bei > Resonanz. Das ist ja ein tolles "Ding". Die Frage ist ob der Verstärker es hinkriegt die nötige Verstärkung zu liefern, immerhin ist das Signal nur 1/100 Power zu einer abgestimmten Antenne, ohne ins Rauschen zu verfallen. Es gibt doch sicherlich rauscharme NF-Transistoren die niederohmig genug sind um die Güte entsprechend runterzudrücken . Kurt Nachtragung: wie wärs wenn das Signal am Emitter eingespeist würde?
Hallo Kurt Schau doch mal beim BC547 bzw. BC549 ins Datenblatt bezüglich Rauschen. Die Verstärkung beträgt hier 23 dB und bezogen auf den Eingang beträgt die Rauschspannung bei 147 kHz und 3kHz Bandbreite < 20nV. Mit R5=1k wird es sogar noch ein wenig besser. Der Eingangswiderstand beträgt dann ca. 6,5 Ohm. Am meisten Rauschen verursachen R1 und Q2. Wird R1 auf 220 Ohm erhöht, steigt zwar die Verstärkung, aber der Rauschabstand bleibt. > wie wärs wenn das Signal am Emitter eingespeist würde? Ja, da rennst Du offene Türen ein!
Dann werde ich auf den Ferrit eine Spule wickeln und daran den oben angesprochenen Breitbandverstärker bauen. Die Schaltung würde ich durchsimulieren und Bauteilwerte (C, L) auf den Empfang von 147 & 500 kHz optimieren (Oder ist das ein zu breites Frequenzintervall?). An den Ausgang kommt dann erst mal nur ein Navtexempfänger (Vorverstärker / Filter optimiert für 518 kHz), später irgendwann die Elektronik zum Wetterempfang auf 147 kHz. Alternativ die Frage: Macht ein Breitbandverstärker mit schaltbaren Spulen / Kondensatoren Sinn, um zwischen verschiedenen Empfangsbereichen zu wechseln? Oder beeinflussen die Schalter durch erhöhtes Rauschen den Empfang negativ im Vergleich zu guten Lötstellen? Viele Grüße, Daniel
Hallo Daniel > Oder beeinflussen die Schalter durch erhöhtes Rauschen > den Empfang negativ Da es sich fast um NF handelt, stört ein Umschalter nicht. Vermutlich wird es mangels genauer Parameter der Antenne schwierig, die genauen Wickeldaten per Simulation zu ermitteln. Eher macht es Sinn, 100 Windungen draufzuwickeln und alle 10 Wdg. eine Anzapfung vorzusehen. Dann entweder ausprobieren, an welcher Anzapfung das S-Meter am weitesten ausschlägt oder die Spannung auf die Hälfte absinkt (Leistungsanpassung). Bei der Leistungsanpassung ist das Rauschoptimum bestimmt auch nicht weit. Später nur eine Wicklung mit einer Anzapfung vorsehen und dazwischen umschalten. Der Umschalter kann gegen GND schalten und das heisse Ende wird direkt zum Verstärker geführt.
B e r n d W. schrieb: > Vermutlich wird es mangels genauer Parameter der Antenne schwierig, die > genauen Wickeldaten per Simulation zu ermitteln. Ich habe über die Arbeitsstelle Zugriff auf ein LCR-Meter. Damit könnte ich doch gezielt auf den simulierten Parameter die Ferritantenne passend wickeln. > Später nur eine Wicklung mit einer Anzapfung vorsehen und dazwischen > umschalten. Der Umschalter kann gegen GND schalten und das heisse Ende > wird direkt zum Verstärker geführt. Verstehe ich gerade nicht. Was passiert durch das Erden der Mittenanzapfung? Warum dann überhaupt eine Mittenanzapfung? Viele Grüße, Daniel
> Ich habe über die Arbeitsstelle Zugriff auf ein LCR-Meter. > Damit könnte ich doch gezielt auf den simulierten Parameter > die Ferritantenne passend wickeln. Probiers aus! > Verstehe ich gerade nicht. Was passiert durch das Erden der > Mittenanzapfung? Jeweils zwei Anschlüsse der Schalter-Verdrahtung führen kein Signal, da auf GND. > Warum dann überhaupt eine Mittenanzapfung? Die optimale Windungszahl ist sicher frequenzabhängig.
Du willst also mal ein Signal über Spulenende 1 und Mitte (bei Ende 2 = GND) bzw. umgeschaltet ein Signal zwischen Mittenanzapfung und Spulenende 2 (bei Ende 1 = GND) abgreifen, außerdem müssten dann jeweils Kondensatoren zwischen Ende1 & Mitte bzw. Mitte und Ende2 geschaltet werden. War das die Anordnung, die du meintest?
B e r n d W. schrieb: > Ein Bild sagt mehr als ... Ist es nicht so dass ein Serienkondensator die Bandbreite verringert, bzw. die Güte erhöht, und damit das Ganze schmalbandiger wird. Hier kommt es ja darauf an Resonanz zu verhinern bzw. breitbandig zu machen. Und da hilft nur bedämpfen. Das erreicht man durch Belastung des Resonazkörpers mit einem Widerstand. Besser wäre es sicherlich diese "Verbrennungsleistung" im Verstärker zu nutzen. Hier bietet sich doch ein Transistor in Basisschaltung an. Die Spulenumschaltung ist ja nur da um einen Bereich umzuschalten. Bei geeigneten Spulen kann dann der Kondensator fest an Masse geklemmt sein und nur die Spule entweder -unten- oder in der Mitte auf Masse gelegt werden. Kurt
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Hallo Kurt Ja, es gibt zwei Möglichkeiten. Entweder die Resonanz zwischen 500 und 147 kHz umzuschalten oder das Ganze breitbandig auszulegen. Für den breitbandigen Betrieb sollte der Koppelkondensator >= 470nF betragen. @Daniel Im Resonanzbetrieb wird deutlich mehr Eingangsspannung erreicht. Durch die niedrige Eingangsimpedanz bietet sich eher die Serienresonanz an. Dabei schneidet die Version mit der höheren Induktivität besser ab. Als Vorteil empfinde ich, dass die Resonanz bei 500 kHz breiter ausfällt. Bezüglich der Umschaltung hätte die obere Spule z.B. 8 und die untere 19 Windungen haben. Dabei kann ein Kondensator für beide Bereich verwendet werden. Für den Betrieb in Parallelresonanz könnte ich mir noch einen JFet-Verstärker mit dem Gate direkt am Schwingkreis vorstellen. Es wäre interessant, das Rauschverhalten zwischen den beiden Versionen zu vergleichen. Ein JFet rauscht stärker, bekäme dafür aber schon mehr Signal aus dem Schwingkreis.
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Ich war gerade dabei, den Mittenabgriff einer Ferritantenne zu simulieren. Dabei fiel mir auf, dass ich bei zwei Spulen in Serie ein stärkeres Signal bekomme als bei einer einzelnen der gleichen Größe. Der Unterschied beträgt 3 dB. Woran liegt das? Stimmt etwas an der Simulation nicht? VG, Daniel
Hallo Daniel Bei zwei gleichen Induktivitäten in Reihenschaltung addieren sich die Induktivitäten, es verdoppelt sich der Wert. Sobald sich die Wicklungen auf einem Kern befinden, geht das im Quadrat. D.h. 27µH + 27µH -> 108µH. Natürlich bringt die doppelte Windungszahl erstmal unbelastet die doppelte Spannung. Unter zu starker Belastung (6.5 Ohm) kann es aber passieren, das das Signal mit der höheren Windungszahl kleiner wird (Stromanpassung).
B e r n d W. schrieb: > Hallo Kurt > > Ja, es gibt zwei Möglichkeiten. Entweder die Resonanz zwischen 500 und > 147 kHz umzuschalten oder das Ganze breitbandig auszulegen. Für den > breitbandigen Betrieb sollte der Koppelkondensator >= 470nF betragen. > Ja, denn dann ist es kein Resonanzkondensator mehr, sondern nur ein Gleichspannungsfernhalter. Also fehlt die eigentlich resonanzbestimmende Kapazität. Die Gleichspannungstrennung ist aber nicht notwendig wenn der Emitter auf Masse liegen darf, also die Basis vorgespannt wird. Ohne resonanzbestimmende Bauteile (L + C) ist es meiner Meinung nach eher Zufall welche Mittenfrequenz sich einstellt. Diese können natürlich auch indirekt in Erscheinung tretem, übersichtlich und leicht lesbar ist es dann aber nicht mehr. Ich denke mir dass es mehr bringt umzuschalten, denn dann ist die Ausgangsspannung/Leistung beim Verstärker höher (weil die Güte dann besser ist). Ob das bei der gewünschten Anwendung notwendig ist ist eine andere Baustelle. Ich würde es mir ungefähr so vorstellen: Fester, resonanzbestimmender Kondensator von -oben- nach Masse. Eine Spule für die 500 Khz bemessen, die untere Hälfte für die 147. Durch Umschalten der Spule die jeweilige Frequenz auswählen. Das wären dann zwei Frequenzen mit hoher Güte, also schmalbandig. Der Transistor wirkt dann als Belastungswiderstand (ohmisch) der die Güte zusammendrückt und die Bandbreite vergrössert. Die kapazitiven Eigenschaften des Transis wirken sich natürlich noch mit aus. Jedoch ist der Scheinwiderstand (Xc) des Koppelkondensators vom Tisch, er bringt also keinen Signalverlust aus Sicht des Verstärkers. Kurt
> Ohne resonanzbestimmende Bauteile (L + C) ist es meiner Meinung > nach eher Zufall welche Mittenfrequenz sich einstellt. Es ist eher so, dass die Schaltung breitbandig wird. Es gibt zwar ein Maximum, das ist aber nicht stark ausgeprägt. Die Verstärkung kann sich von 100 kHz bis 100 MHz unter Umständen nur wenige dB unterscheiden. > Der Transistor wirkt dann als Belastungswiderstand (ohmisch) der > die Güte zusammendrückt und die Bandbreite vergrössert. Um die Resonanz nciht vollständig wegzudämpfen, sollte der Ri des Serienresonanz-Verstärkers < 50 Ohm betragen und der des Parallelresonanz-Verstärkers im kOhm-Bereich. > Ich denke mir dass es mehr bringt umzuschalten Umschalten bringt eindeutig das größere und bessere Signal. Jedoch sollte das Rauschen nicht vergessen werden. Momentan sieht es bei mir so aus, dass der Serienresonanz-Verstärker mit 3nV/sqr(Hz) rauscht und der Parallel-Verstärker mit 6nV/sqr(Hz) bei identischer Signal-Amplitude. Falls jedoch das Rauschen bei der Breitband-Lösung unter dem man-made-noise liegen würde, käme diese Version trotzdem ohne Nachteile auch in Betracht. > Jedoch ist der Scheinwiderstand (Xc) des Koppelkondensators vom > Tisch, er bringt also keinen Signalverlust aus Sicht des Verstärkers. Der Xc bringt keine Verluste. Selbst im Reihenschwingkreis bringt der Kondensator gegenüber der Spule alleine 30dB Resonanzüberhöhung.
B e r n d W. schrieb: > > Umschalten bringt eindeutig das größere und bessere Signal. Jedoch > sollte das Rauschen nicht vergessen werden. Momentan sieht es bei mir so > aus, dass der Serienresonanz-Verstärker mit 3nV/sqr(Hz) rauscht und der > Parallel-Verstärker mit 6nV/sqr(Hz) bei identischer Signal-Amplitude. > > Falls jedoch das Rauschen bei der Breitband-Lösung unter dem > man-made-noise liegen würde, käme diese Version trotzdem ohne Nachteile > auch in Betracht. Zu dem -Rauschen- würde ich gerne noch was verständliches hören/verstehen. Was bedeutet -man-made- noise-? ------- dass der Serienresonanz-Verstärker mit 3nV/sqr(Hz) rauscht und der Parallel-Verstärker mit 6nV/sqr(Hz) bei identischer Signal-Amplitude. --- Wieso ergibt sich da ein Unterschied, bei beiden Varianten liegt ja das Signal an, wieso sollte sich da ein unterschiedlicher Rauschzugewinn ergeben. Ich meine (gefühlsmässig) dass dann, wenn sich das Signal nicht des Widerstandes der BE-Strecke bedienen muss (also bei parr. Ansteuerung), sich ein "hochpoweriges" Gesamtverhalten der Schaltung ergibt, denn der Spannungsteiler Spule-Serienkondensator-Serienwiderstand (BE-Strecke) ergibt eine niedrigere Spannung an der BE-Strecke (denn an ihr fällt ja nur die Teilspannung BE ab), als dies bei der Parr-Schaltung der Fall ist. Da fällt der Widerstander BE-Strecke weg. Kurt
B e r n d W. schrieb: > >> Jedoch ist der Scheinwiderstand (Xc) des Koppelkondensators vom >> Tisch, er bringt also keinen Signalverlust aus Sicht des Verstärkers. > > Der Xc bringt keine Verluste. Selbst im Reihenschwingkreis bringt der > Kondensator gegenüber der Spule alleine 30dB Resonanzüberhöhung. Naja, das gilt aber nur bei hoher Güte, also unbelastetem Schwingkreis. Und auch nur bei Spannungsbetrachtung. Diese ist aber bei belastetem Kreis eher unwichtig, hier zählt einzig die Leistung die dem Verstärker angeboten wird (und dessen Rauschreaktion). Kurt
Hallo Kurt > Was bedeutet -man-made- noise-? http://en.wikipedia.org/wiki/Atmospheric_noise > aber nur bei hoher Güte, also unbelastetem Schwingkreis Meist haben die Kapazitäten die geringsten Verluste. > Wieso ergibt sich da ein Unterschied, bei beiden Varianten > liegt ja das Signal an Die Verstärker haben ein komplett anderes Verhalten. Der Bipolar-Transistor: eine stromgesteuerte Stromquelle, der JFet: ein spannungsgesteuerter Widerstand. Das Rauschoptimum liegt bei unterschiedlichen LC-Verhältnissen. Man kann an so vielen Parametern drehen, aber irgendwann muss die Simulation anhand eines realen Aufbaus verifiziert werden.
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Dann werfe ich einmal meine bescheidenen HF-Bastlerkenntnisse in die Runde. Als erstes versuche ich noch einmal auf die Fragen vom TE einzugehen: > 1.) Kann die Richtwirkung einer Ferritantenne durch zwei gekreuzt (x-förmig) angeordnete Antennen aufgehoben werden? Wenn du die Ausgänge "einfach so" zusammenschalten willst nicht. Es gibt ein neue Richtwirkung in einer Diagonale und eine neue Nullstelle in der anderen. Wenn du die Ausgänge phasenverschoben addierst bekommst du echten Rundempfang aber mit halber Qualität. Das beste wäre ein Diversity-Empfänger der alle Richtungen zugleich auswertet und die mit dem besten Störabstand nimmt. > 2.) Anleitungen zum Spulenwickeln für Mittelwelle gibt es genügend, doch bei keiner habe ich bisher eine Erklärung dafür gefunden, warum diese Kombi von Induktivität und Kapazität und nicht eine andere. Liegt das an der Verfügbarkeit von manchen Kondensatoren oder kann damit die Güte des Schwingkreises / Bandbreite beeinflusst werden? Es ist der beste Kompromiß mit den Bauteilen die allgemein verfügbar sind. Mehr L mit weniger C ergibt höhere Spannungen (besser für Röhre und FET) aber zugleicht stören die parasitären Kapazitäten immer mehr da diese wesentlich kleiner als die kleinste Schwingkreiskapazität sein müssen. Weniger L mit mehr C ergibt niedrigere Impedanzen (besser für Bipolartransistor) aber zugleich wird der Drehkondensator unhandlich groß und unnötig teuer. Die goldene Mitte liegt bei ungefähr 200 bis 300µH und einem Drehkondensator der ungefähr 300 bis 500pF eingedreht hat (ausgedreht ein Zehntel davon). Damit kann man bequem den Mittelwellenbereich überstreichen, Röhren und FETs direkt ankoppeln und Bipos mit einer Koppelwicklung. Für Langwelle sind allgemein so ungefähr 2mH üblich. Für einen Festfrequenzempfänger mit FET-Puffer würde ich jeweils ungefähr die dreifache Induktivität und ein Drittel der Kapazität nehmen. > 3.) Wenn ich zwei Empfänger (einen pro Frequenz) betreiben möchte, kann ich die einfach parallel an die Antenne (bzw. an Vorverstärker) hängen oder muss man dann Bauteile anpassen? "Einfach so" an die Antenne wird schief gehen da sich beide gegenseitig verstimmen können, hinter einem FET als Impedanzwandler sehe ich keine Probleme mehrere Empfänger paralell zu schalten. > 4.) Wenn ich später mit dem gleichen Ferritstab auch auf 147 kHz also untere Langwelle empfangen möchte, sollte ich dann besser eine "Breitbandwicklung" anfertigen oder zwei separate Wicklungen auf dem Ferritstab? Breitband würde ich nicht nehmen weil dabei die Filterwirkung und Amplitudenerhöhung durch die Resonanz verloren geht. Zwei Wicklungen sollten auch ohne Umschaltung gehen wenn sie nicht direkt nebeneinander auf dem Stab liegen, die Frequenzen von Langwelle und Grenzwelle liegen weit genug auseinander daß sich beide nicht wesentlich gegeneinander verstimmen dürften. Mein Konzeptvorschlag sieht so aus: Grenzwellenspule L1a ca. 600µH auf dem Ferritstab und mit C1 ca. 200pF auf ungefähr 500kHz abstimmen. Dann einen zweiten Schwingkreis mit abgeschirmter Spule L2 und C2 mit den gleichen Werten bauen und über C3 mit einigen 10pF stark an den ersten Schwingkreis ankoppeln. Das ganze ergibt ein überkritisch gekoppeltes Bandfilter das zwei Resonanzspitzen hat, eine wird auf 490kHz geschoben und die andere auf 518kHz. Die Langwellenspule L1b bekommt ca. 6mH und C4 ebenfalls ca. 200pF. Zum Abstimmen verschiebst du mit L2 und/oder C2 beide Resonanzen gemeinsam, mit C3 stellst du den Abstand zwischen beiden ein und mit C1 daß beide so hoch wie möglich sind. C4 stimmt die 147kHz auf Resonanz ab. Alles mehrfach wiederholen da sich alle gegenseitig ein wenig beeinflussen. Über den Rauschfaktor der Transistoren brauchst du dir keine Sorgen zu machen. Dieser wird völlig vom externen Rauschen übertönt. Mit freundlichen Grüßen vom A-Freak
Hallo A-Freak > 2.) Anleitungen zum Spulenwickeln für Mittelwelle gibt es genügend, > doch bei keiner habe ich bisher eine Erklärung dafür gefunden, warum > diese Kombi von Induktivität und Kapazität und nicht eine andere. Dort geht es eher um Selektivität/Güte und mit der Vorkreis-Abstimmung in Gleichlauf mit dem Oszillator zu kommen. Ist die Güte hoch, muss der Gleichlauf sehr gut stimmen. > Die goldene Mitte liegt bei ungefähr 200 bis 300µH und einem > Drehkondensator der ungefähr 300 bis 500pF eingedreht hat Allgemeingültig muss die Induktivität an den Drehko angepasst werden. Hier sollen fest eingestellte Frequenzen verwendet werden, da ist der Drehko egal. > Für einen Festfrequenzempfänger mit FET-Puffer würde ich jeweils > ungefähr die dreifache Induktivität und ein Drittel der Kapazität > nehmen. Bei mir hat sich bei 900µH ein Rauschminimum ergeben. Das Problem ist jedoch, dass Eisenverluste, Skin-Effekt, Proximity-Effekt nicht in die Simulation einfliessen, da hab ich nur den unterschiedlichen Drahtwiderstand beachtet und mit einem Parallel-Widerstand die Güte etwas angepasst. Allerdings ändert sich das Rauschen zwischen 400µH und 2mH nur wenig. > Das ganze ergibt ein überkritisch gekoppeltes Bandfilter das zwei > Resonanzspitzen hat, eine wird auf 490kHz geschoben und die > andere auf 518kHz. Das könnte so funktionieren. Beide Schwingkreise auf dem Ferritstab dürfen allerdings nicht gleichzeitig aktiv sein. Ein Parallelschwingkreis wird außerhalb seiner Resonanz niederohmig und bedämpft das Signal auf der anderen Frequenz. > Dieser wird völlig vom externen Rauschen übertönt. Da bin ich mir bei der niedrigen Frequenz nicht so sicher. Es kommt ja nur ein winziger Bruchteil des Signals an der Antenne an. Verwendet das jemand auf seinem Segelboot ohne Störquellen in der Nähe, wird der Einfluss des Transistors unter Umständen interessant.
> Beide Schwingkreise auf dem Ferritstab dürfen allerdings nicht > gleichzeitig aktiv sein. Ein Parallelschwingkreis wird außerhalb > seiner Resonanz niederohmig und bedämpft das Signal Zwei Schwingkreise auf einem Ferritstab könnten mit kleinen Einbussen bei der Amplitude doch funtionieren. Aber wenn der dritte Schwingkreis für das überkritische Bandfilter dazu kommt, wirds verrückt.
B e r n d W. schrieb: >> Beide Schwingkreise auf dem Ferritstab dürfen allerdings nicht >> gleichzeitig aktiv sein. Ein Parallelschwingkreis wird außerhalb >> seiner Resonanz niederohmig und bedämpft das Signal > > Zwei Schwingkreise auf einem Ferritstab könnten mit kleinen Einbussen > bei der Amplitude doch funtionieren. Naja, ich weiss nicht, der -andere- Resonanzkreis ist schon so etwas wie eine Bedämpfung. Da würde sich der Serienkreis anbieten, denn der holt sich nur -seine- Frequenz niederohmig raus, die anderen lässt er in Ruhe. Kurt
@Bernd w: Wenn das Segelboot sehr weit draußen auf dem Meer ist hast du eventuell mit der Empfindlichkeit recht. Ich kann nur sagen daß die RTTY-Sendung auf 147kHz hier in Nordbayern noch weit über dem Rauschen liegt und mit einem billigem Kofferradio prächtig hereinkommt. Für 490 und 518 kHz habe ich keinen geeigneten Empfänger um es mal schnell zu testen. Ich habe jetzt einmal die Schaltung provisorisch aufgebaut, mit dem Funktionsgenerator über eine Drahtwindung lose eingekoppelt und die Resonanzen gemessen. Der Ferritstab war aus dem Schrott, 120mm lang und 9mmø , Material unbekannt. Meine Langwellenspule hat 3,3mH und ist 3cm vom Ende des Stabes entfernt. Ich habe auf 137kHz abgestimmt, die Bandbreite (-3dB) war von 134 bis 140kHz. Eigentlich wollte ich auf 147kHz abstimmen, hatte aber die Zahl gerade falsch im Kopf gehabt. Danach den Schwingkreis vorläufig wieder geöffnet. Meine Grenzwellenspule hat 500µH und ist 3cm vom anderen Stabende entfernt. Als Koppelkondensator zum zweiten Schwingkreis waren 12pF gut passend. Zweiter Schwingkreis mit ebenfalls 500µH (OW-Brückenspule aus TV-Gerät). Beide Kreise einzeln vorläufig auf 504kHz abgeglichen. Die Resonanzen vom kompletten Bandfilter waren bei 488 und 515kHz, -3dB bei ca. 482 und 523. Wenn ich den Langwellenschwingkreis wieder geschlossen habe haben sich die Resonanzen vom Bandfilter auf 493 und 522kHz verschoben. Das Streufeld zwischen beiden Spulen ist groß genug daß sich diese nur wenig beeinflussen. Mit dem ersten Drehkondensator nachgedreht bin ich auf 490 und 517kHz gekommen, -3dB waren jetzt bei ca. 482 und 524. Die Amplitude war nicht merklich geringer. Für einen bequemeren Abgleich wäre ein Wobbelmeßplatz hilfreich gewesen. Kurz gesagt: Die Schaltung funktioniert.
Als kurze Anmerkung zwischendurch: Die geplante Anwendung ist tatsächlich auf einer Segelyacht, die auch häufiger weiter von der Küste entfernt sein wird. ABER: Auf den Booten von heute ist schon genügend Elektronik, und dann ist da natürlich noch der Motor und Lichtmaschine. Also auch alles potentielle "Störer", genau wie die Nachbarboote im Hafen. Die gewünschte Antennen- / Verstärkerschaltung soll auch bei diesen Störungen zuverlässig ihren Dienst leisten - und zwar ohne ein Nachjustieren, falls ich zwischen dem Einkanal- / Mehrkanalempfang (MW & LW) wechsle. Wenn unter diesen Umständen zwei separate Antennen ein zuverlässigeres Ergebnis versprechen, nehme ich das "Meer" an Platzbedarf gerne in Kauf. VG, Daniel
So ein Konzept müßte dann aber immer abgeglichen werden und der Ferritstab darf auch keine größeren Temperaturschwankungen sehen! Die <gleichsinnige> Kopplung zweier Spulen auf einem Stab ist eher 0,8 denn 1. Es addieren sich die Induktivitäten also nicht rein quadratisch! Was das Eigenrauschen angeht: Ein JFET liegt definitiv unterm atmosphärischen Rauschteppich, bei CMOS als Verstärker kann es aber knapp werden. Daher würde ich das Teil nicht so extrem vorspannen und die Bandbreite so groß anlegen, daß 490 und 518 zusammen durchpassen würden.
Ich hab mal den Koppelfaktor zweier Spulen auf der Ferritantenne ermittelt. Der Ferritstab, misst D=10mm, L=140mm. Beide Spulen haben ca. 70 Wdg. und sind auf 3cm Breite gewickelt. Die Primärspule hatte einen parallel geschalteten Kondensator mit 2.2 nF. Damit ergibt sich eine Resonanz bei 200 kHz, die Induktivität beträgt also 288µH. Eingespeist wurde mit einem Funktionsgenerator über einen 470k Widerstand. Das Signal wurde mit dem Oszi primär auf 1Vss eingestellt, dann sekundär gemessen, dabei nochmals auf Maximum korrigiert. Fall 1, Spulen zusammengeschoben, Abstand <5mm: Primär 1Vss, sekundär 440mVss -> Koppelfaktor 0,44 Fall 2, beide Spulen am gegenüberliegenden Ende: Primär 1Vss, sekundär 80mVss -> Koppelfaktor 0,08 Für mich war der letzte Wert mit 0,08 unerwartet niedrig. Die bisherigen Simulationen hatte ich mit 0,7 durchgeführt. Damit beeinflussen sich zwei Schwingkreise auf einer Antenne nur minimal.
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So sieht dann die Doppelresonanz mit einem Koppelfaktor von 0,1 aus. Der Einfluss auf die Amplitude des anderen Schwingkreises beträgt nur 1 dB. Auch die Resonanzen verschieben sich nur um ein paar kHz.
Früher hat man ja auch mehrere Wicklungen in den Kofferradios verwendet. Die wußten schon, was sie taten! Müßte die gemessenen Werte raussuchen, habe aber 0,8 in Erinnerung für eine zugegeben fortgeschrittene Ferritantenne. Hängt ja auch von der Wicklungsverteilung/Länge des Stabes ab. Der Grund ist halt, daß das Ding an den Enden offen ist und keineswegs ein Ringkern. Die Feldlinien der einen Wicklung können daher einfach seitwärts vorbei an der anderen Wicklung austreten und zurückkehren an das eigene Spulenende. Eventuell gäbe das die Möglichkeit, eine besondere Antennenschaltung mit zwei aktiven Wicklungen zu ersinnen.
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