DCF77 Eigenbau / Umbau

Käme es für Dich in Frage, das fertige DCF-Empfangsmodul DCF-2
Artikel-Nr.: 68-09 16 10 von ELV zu nehmen?

Kerstin schrieb:

> Leider wird dort ein 200 mm langer Feritstab verwendet.
> Was muss ich modifizieren damit ich ein 50mm langen Kern
> verwenden kann?

Die Entfernung zum Sender in Mainflingen?

kerstin schrieb:

> Was ist Mainflingen???

Der Ort in der Nähe von Frankfurt, an dem der DCF77-Sender steht.

Die Maße des Ferritstabes bringen zwar mehr oder weniger Spannung (viel 
hilft viel), sind aber nicht wesentlich. Die Regelung im Empfänger-IC 
U4224B gleicht diese Unterschiede aus. Wesentlich ist, dass die Wicklung 
auf dem Stab mit dem angeschlossenen C einen Resonanzkreis bildet, 
dessen Resonanzfrequenz 77,5 kHz beträgt.

Erstens dient diese Resonanz zur Selektion: Nutzsignal wird besser als 
Störsignale empfangen.
Zweitens erhöht sie die empfangene Spannung um den Betrag der 
Schwinggüte des Schwingkreises.

Die Windungszahl der Spule auf dem Ferritstab muss also stimmen, der 
Feinabgleich (so plusminus 20%) auf 77,5 kHz geschieht dann  durch 
Verschieben der Spule auf dem Stab.

Wenn man sich eine Linie von Mainflingen (bei Frankfurt) zum Empfangsort 
denkt, dann muss die Längsachse des Stabes möglicht senkrecht zu dieser 
Linie ausgerichtet sein. (Dazu muss der Stab natürlich auch waagerecht 
ausgerichtet sein).

Peter R. schrieb:

> Wenn man sich eine Linie von Mainflingen (bei Frankfurt) zum Empfangsort
> denkt, dann muss die Längsachse des Stabes möglicht senkrecht zu dieser
> Linie ausgerichtet sein. (Dazu muss der Stab natürlich auch waagerecht
> ausgerichtet sein).

Grundsätzlich gilt aber schon, das der Empfang um so besser ist,
je grösser der Antennenstab ist, allerdings sollte zumindest
innerhalb von Deutschland auch ein 50mm-Stab reichen.
Gruss
Harald

Kerstin schrieb:
> Langer Stab 200mm : Habe ich die vollen 2000km Reichweite?

Die Reichweite ist diejenige Größe die sehr von der Ausführung der 
Antenne abhängig ist.

Meiner Meinung nach sind 2000km eher optimistisch. Das geht nur bei 
guter Antenne und guten Empfangsbedingungen.

Hauptfaktor ist aber nicht die Entfernung sondern die Verhältnisse am 
Empfangsort.

Digitalgeräte (Computer) oder Schaltnetzteile oder Energiesparlampen 
können die Empfangsreichweite schnell auf wenige 100km reduzieren, wegen 
des von ihnen verbreiteten Störnebels. Nicht umsonst arbeiten die 
meisten Funkuhren nur kurzzeitig, so um zwei oder drei Uhr nachts mit 
Funkempfang, tagsüber laufen sie als einfache Quarzuhren. Meistens 
müssen die Antennen mit Empfangs-IC vom Computer abgesetzt montiert 
sein. Direkt neben dem PC dürfte der Empfang unmöglich sein.

Auch die Umgebung am Empfangsort spielt eine Rolle. In einem Gebäude mit 
Stahlbeton oder gar metallverkleideter Fassade wirds mit dem Empfang 
schwierig.

Kerstin schrieb:
> - Was hat die Position der Wicklungen auf der Spule für Auswirkungen.
> - Wie viele Wicklungen sollte ich ca. in einer Lage haben?

In der Mitte des Stabes hat die Spule die größte Induktivität, bei 
Verschieben zum  Ende hin wird L geringer. In der Fertigung verschiebt 
man die Spule z.B. so weit, bis die 77,5kHz Resonanzfrequenz erreicht 
sind und klebt sie dann mit Heißkleber fest.

Viele Ferritantennen haben schon eine Wicklung für Langwelle drauf. Die 
Induktivität ist darauf ausgelegt, mit einem Drehkondensator den Bereich 
von 150kHz bis ca. 350kHz überstreichen zu können. Da gibt es keinen 
großen Spielraum, die Induktivität liegt im Bereich von 3-4 mH, der 
Drehkondensator zwischen 320pF und 500pF.

Wird jetzt ein Kondensator mit ~1nF parallel geschalten, liegt die 
Resonanz schon im Bereich zwischen 60 kHz und 90 kHz.


> die Größe des Stabes
Das Empfangssignal verhält sich ungefähr proportional zur Länge. Ein 
Stab mit 20cm Länge liefert also mehr Ausgangsspannung als ein 10cm 
Stab. Dabei wird das Nutzsignal stärker als auch ein evtl. vorhandenes 
Störsignal. Viel wichtiger ist das Verhältnis zwischen das Stör- und 
Nutzsignal, das verbessert sich durch die längere Antenne nicht.


Eine hohe Güte des Schwingkreises ergibt eine schmalere Resonanz und 
erhöht somit das Nutzsignal im Verhältnis zu Störungen auf 
Nachbarfrequenzen.

Die Güte wird beeinträchtigt durch:
1. Verluste des Ferrit-Materials, viel Eisen und viele Windungen erhöhen 
diese Verluste.
2. Skineffekt, Litze mit vielen Einzeldrähten erhöht die Oberfläche und 
verbessert die Güte.
3. Proximity-Effekt, ein Draht bewirkt im nächsten einen Wirbelstrom. 
Deshalb hat eine mit Seide umsponnene Spule eine höhere Güte, als wenn 
sich die Drähte direkt berühren. Auch bei einer Kreuzwickel-Spule 
berühren sich die Drähte nur an ein paar Punkten.
4. Belastung durch die angeschlossene Schaltung. Z.B. belastet ein JFet 
das Antennen-Signal kaum, für einen nachfolgenden Bipolar-Transistor 
wäre eine Koppelwicklung notwendig.


Ich bin hier 150km von Mainflingen entfernt. Ein 18cm Stab bringt in 
Resonanz ein Signal von 3mVss. Mit 10 cm wären es möglicherweise noch 
2mVss. Es würden aber 100µV reichen, um einen stabilen Empfang zu 
garantieren. Der längere Stab wäre schon hilfreich, wenn der DCF77 noch 
am Mittelmeer empfangen werden soll. Obwohl es Bestätigungen gibt, daß 
die Ambanduhr sich in Israel oder Ägypten noch stellen konnte. In 
Ambanduhren ist die Antenne nur ein paar mm lang. Mit einem 
ausgeklügelten Korrelationsverfahen kann da noch einiges rausgeholt 
werden.


> die meisten Funkuhren nur kurzzeitig, so um zwei oder drei Uhr
> nachts mit Funkempfang, tagsüber laufen sie als einfache Quarzuhren

Das ist eher eine Frage des Stromverbrauchs. Während des Empfangs können 
schon mal 2-3mA fließen, als reine Quarzuhr sind es nur ein paar µA.

Kerstins Freund schrieb im Beitrag #3566305:
> Harald Wilhelms schrieb:
>>
>> Grundsätzlich gilt aber schon, das der Empfang um so besser ist,
>> je grösser der Antennenstab ist, allerdings sollte zumindest
>
> Könnt ihr bitte vermeiden, Kerstin einzureden, die Größe des Stabes sei
> von Bedeutung?

...und warum sollten wir das tun?

Vielleicht ist dieser Beitrag zu einer Eigenbau-Ferritantenne für 
DCF77-Empfang noch zum aktuellen Thema interessant:
[Beitrag "Re: Gedruckte DCF77 Antenne"]

mfG Ottmar