Ich habe zwei Fragen zur Anpassung von Empfangsantennen Fall 1: Ich habe eine "kurze" Wurfantenne, die Länge ist also deutlich kleiner als die halbe Wellenlänge. Diese Antenne soll an einen hochohmigen (1MegOhm parallel 20pF) Einhang angepasst werden. (Das ist ein OP als Impedanzwandler vor dem ADC eines SDR) Wie passe ich optimal an ? Fall2: Das Signal kommt (z.b. nach Vorverstärkung) mit 50Ohm Quellimpedanz an. Es soll auf den ADC eines SDR gelangen, Vor dem ADC soll ein OP als Impedanzwandler geschaltet sein. Wie passe ich das 50 Ohm Signal optimal an den hochohmigen Eingang (z.B. 1MegOhm parallel 20pF) an. Ein schnöder 50Ohm Widerstand ist meiner Meinung nach nicht optimal, da ich vermutlich durch Hochtransformation mit einem Trafo eine höhere Spannung am ADC erreiche. Die Frequenz liegt bei beiden Fällen im Bereich von 3MHz bis 30MHz. Die Anpassung darf schmalbandig sein.
Hallo Martin, Du hast wahrscheinlich ( wie ich) den Red Pitaya vor Dir. Für den 1. Fall würde ich - schmalbandig- einen Fuchskreis oder - breitbandig- ein Pi- Glied verwenden. Das kann gleichzeitig als Tiefpass dienen. Rechne mal: 20 pF entsprechen ca. 4 kOhm bei 3 MHz , aber 40 kOhm bei 30 MHz. Die 1 MOhm parallel können vernachlässigt werden. Ich habe folgende Lösung übernommen: einen 1:9 Trafo. Dann braucht man auch keinen OPV als Impedanzwandler. http://forum.cq-nrw.de/viewtopic.php?f=18&t=5 Viel Erfolg!
Martin O. schrieb: > Fall 1: Ich habe eine "kurze" Wurfantenne, die Länge ist also > deutlich kleiner als die halbe Wellenlänge. Diese Antenne soll > an einen hochohmigen (1MegOhm parallel 20pF) Einhang angepasst > werden. (Das ist ein OP als Impedanzwandler vor dem ADC eines SDR) > Wie passe ich optimal an ? > Erst einmal muss man klären, welcher von welcher Art Anpassung die Rede ist? Wenn es nur um den Empfang geht, ist keine Leistungsanpassung erforderlich. So arbeitet jede E-Feld Aktivantenne mit einem elektrisch kurzen Antennenelement mit Spannungsanpassung. Bei einem hochohmigen Eingang wie einem Impedanzwandler ist also überhaupt keine Maßnahme erforderlich. Dessen Eingang nimmt die Quellenspannung der Antenne auf. > Fall2: Das Signal kommt (z.b. nach Vorverstärkung) mit 50Ohm > Quellimpedanz an. Es soll auf den ADC eines SDR gelangen, > Vor dem ADC soll ein OP als Impedanzwandler geschaltet sein. > Wie passe ich das 50 Ohm Signal optimal an den hochohmigen > Eingang (z.B. 1MegOhm parallel 20pF) an. Ein schnöder > 50Ohm Widerstand ist meiner Meinung nach nicht optimal, da > ich vermutlich durch Hochtransformation mit einem Trafo > eine höhere Spannung am ADC erreiche. Eine Transformation ist auch hier nicht erforderlich - es ist ja schon ein Impedanzwandler vorhanden. Warum soll ein niederohmiges 50 Ohm Signal vor einem AD Wandler nochmal angepasst werden? In dem Fall ist doch nur ein 50Ohm Abschluss vor dem hochhohmigen ADC erforderlich.
@ DH1AKF K. Sehe ich das richtig, dass man den Fuchskreis als einen Parallelschwingkreis in Resonanz gefolgt von einem Trafo auffassen kann ? @ MarcOni Ich stelle mir vor, dass ein Signal, das bei direkter Kopplung im Quantisierungsrauschen des ADC untergeht durch einen Trafo evtl auf einen Spannungslevel gebracht werden kann, der über dem Quantisierungsrauschen liegt. D.h. man hätte das SNR verbessert. Frage dann: Was ist der optimale Trafo
Fuchskreis = Parallelschwingkreis mit angezapfter Spule. (Trafo) Die Antenne wird direkt mit dem "heißen " Ende verbunden. Ihr kapazitiver Blindwiderstand geht also direkt in die Resonanzfrequenz ein. Ankopplung des Senders oder Empfängers erfolgt an der Anzapfung, üblicherweise für 50 Ohm. Da Dein Empfänger einen "hochohmigen" Eingang hat, braucht man evtl. keine Anzapfung. Vorteil ( = Nachteil) : sehr schmalbandig.
Martin O. schrieb: > @ MarcOni > Ich stelle mir vor, dass ein Signal, das bei direkter Kopplung im > Quantisierungsrauschen des ADC untergeht durch einen Trafo evtl > auf einen Spannungslevel gebracht werden kann, der über dem > Quantisierungsrauschen liegt. D.h. man hätte das SNR verbessert. > Frage dann: Was ist der optimale Trafo Die Frage stellt sich erst in zweiter Linie. Die erste Frage sollte sein: Wie groß ist die Dynamik meines Wandlers. Sprich: wie groß ist das kleinste und wie groß ist das größte Signal, das er gleichzeitig verarbeiten kann. Das Problem ist eher die Großsignalfestigkeit und weniger das Grundrauschen Die untere Grenze des zu wandelnden Empfangssignals wird in der Regel durch das externes Rauschen bestimmt, das oft über dem Quantisierungsrauschen eines modernen Wandlers liegt. Selbst die guten SDR haben vor dem Wandler nur einen - zuschaltbaren - 10 bzw. 15dB Vorverstärker. Ein Trafo würde zwar helfen, aber er schränkt die Frequenzgrenze maßgeblich ein und er wird, da er an einer Antenne nicht mit definierter Impedanz betrieben wird, immer einen ausgeprägten Frequenzgang aufweisen. Damit geht einer der Hauptvorteile eines Direktwandelnden SDR flöten:, die genaue Empfangspegelmessung. Schmalbandige Lösung wie Fuchs, Dachs oder Wildschweinkreise erfordern eine manuelle und kniffelige Abstimmung. Wo bleibt da der Vorteil eines SDR? Die Kombination: elektrisch kurze Antenne - Impedanzwandler Vorverstärker - A/D Wandler ist tausendfach erprobt und funktioniert
MarcOni schrieb: > Schmalbandige Lösung wie Fuchs, ...kreise erfordern > eine manuelle und kniffelige Abstimmung. Wo bleibt da der Vorteil eines > SDR? Da die Frequenz bekannt ist, könnte ich mir sehr wohl eine automatische Abstimmung vorstellen (bekannt als mitlaufende Vorselektion.) Mit Varicap's und einer Umrechnungstabelle (plus Interpolation)ist das realisierbar. Das steht übrigens auch auf meinem Plan für weitere Experimente mit dem Red Pitaya.
DH1AKF K. schrieb: > MarcOni schrieb: >> Schmalbandige Lösung wie Fuchs, ...kreise erfordern >> eine manuelle und kniffelige Abstimmung. Wo bleibt da der Vorteil eines >> SDR? > > Da die Frequenz bekannt ist, könnte ich mir sehr wohl eine automatische > Abstimmung vorstellen (bekannt als mitlaufende Vorselektion.) Mit > Varicap's und einer Umrechnungstabelle (plus Interpolation)ist das > realisierbar. > Das steht übrigens auch auf meinem Plan für weitere Experimente mit dem > Red Pitaya. Mal ehrlich: Die Stärke eines SDR liegt gerade darin, dass er einen großen Bandbereich gleichzeitig und pegelgenau darstellt, messbar und demodulierbar macht. Da müsste man doch mit dem Klammerbeutel gepudert sein, wenn man einen sehr schmalbandigen analogen Schwingkreis mit irgendwelchen Kunsgriffen und beträchtlicher zusätzlicher Elektronik versucht, als Mitlauffilter zu programmieren? Und sich damit neben dem Total-Verlust der Breitbandigkeit auch noch einen Riesen-Amplitudengang einhandelt. Und das ohne Not. Weil mit einem simplen Impedanzwandler vom Typ Miniwhip das Gleiche breitbandig und mit glattem Frequenzgang erreicht werden kann. Sorry, solche "Lösungen" möchte ich mir nicht vorstellen.
MarcOni schrieb: > Weil mit einem simplen Impedanzwandler vom Typ > Miniwhip das Gleiche breitbandig und mit glattem Frequenzgang erreicht > werden kann. Nichts gegen Miniwhip , sie hat sich z.B. bei WebSDR längst bewährt. Aber der Red Pitaya, um den es Martin offenbar geht, besitzt zwei unabhängige Empfangskanäle. Nun überlasse ich es Deiner Vorstellungskraft, was man damit alles machen kann... These + Antithese = Synthese
:
Bearbeitet durch User
@ MarcOni Ich meine die Fragen übrigens genau so, wie ich sie formuliert habe! Mich interessieren dabei Antworten, nicht Die Mitteilung, dass jemanden anderen diese Fragen nicht interessieren. Die Fragen mögen vielleicht eher von akademischem Interesse sein, es kann aber durchaus vorkommen, dass man manchmal eine Art SDR für den Empfang eines einzelnen Signals auf einer einzelnen Frequenz baut, oder etwas anderes was zu der beschriebenen Problematik passt.
Martin O. schrieb: > Mich interessieren dabei Antworten, nicht Die Mitteilung, dass jemanden > anderen diese Fragen nicht interessieren. Wer hat das geschrieben?
Martin O. schrieb: >Wie passe ich das 50 Ohm Signal optimal an den hochohmigen >Eingang (z.B. 1MegOhm parallel 20pF) an. Ich würde ein Parallelschwingkreis nehmen, und an der Schwingkreisspule ein Anzapfung mit 50 Ohm suchen.
Martin O. schrieb: > Diese Antenne soll > an einen hochohmigen (1MegOhm parallel 20pF) Einhang angepasst > werden. (Das ist ein OP als Impedanzwandler vor dem ADC eines SDR) > Wie passe ich optimal an ? Wenn es breitbandig bleiben soll: Gar nicht. Aber auch, wenn du schmalbandige Eingangsschaltungen verwendest, und wenn du nur eine sehr kurze Antenne (= wenig Kapazität) hast, dann sieh auf jeden Fall zu, dass du mit der Eingangskapazität möglichst weit runter kommst, denn sie bildet mit der Antennenkapazität einen kapazitiven Spannungsteiler und ist auch sonst schädlich. Beim Empfang von sehr niederfrequenten Signalen solltest du auch den ohmschen Teil des Eingangswiderstandes im Auge behalten. 20pF und 1M bilden einen Hochpass mit einer Eckfrequenz von immerhin 8kHz. Du wirst aber tatsächlich Hochpässe brauchen, um den ADC nicht zu übersteuern, denn die Feldstärke unter einer (Gewitter-)Wolke ist doch etwas höher, als die vom SAQ. Wenn du schmalbandig empfangen kannst, dann kannst du versuchen die Antenne über einen Trimmkondensator an einen Eingangsschwinkreis anzupassen, aber die korrekte Dimensionierung hängt sehr von der Qualität der dort verwendeten Bauteile ab. Der Strahlungswiderstand einer sehr kurzen Antenne ist jedenfalls sehr gering und beeinflusst die Güte der Eingangschaltung nur wenig. Es wird dir auch nicht gelingen eine schmalbandige Eingangsschaltung zu bauen, die ohne Umschaltungen von Bauteilen einen Frequenzbereich von 1:10 überstreicht. Allerdings erschliesst es sich auch mir nicht, weshalb du ein SDR mit konventionell schmalbandiger Eingangsstufe bauen willst und dir dabei alle die hinreichend bekannten Probleme wie Toleranzen, Drift, schlecht konztrolliertes Impulsverhalten ins Boot holst. Martin O. schrieb: > Wie passe ich das 50 Ohm Signal optimal an den hochohmigen > Eingang (z.B. 1MegOhm parallel 20pF) an. So hochohmig sind die ADC-Eingänge gar nicht und es können spürbare Rückwirkungen in den Pufferverstärker auftreten, wenn die S&H Stufe des ADC den Speicherkondensator in wenigen ns nachlädt. Schau dir am besten die Empfehlungen des ADC-Herstellers an, und wundere dich nicht, wenn du zwischen Pufferverstärker und ADC nur ein paar Dutzend Ohm findest.
Hp M. schrieb: > Allerdings erschliesst es sich auch mir nicht, weshalb du ein SDR mit > konventionell schmalbandiger Eingangsstufe bauen willst und dir dabei > alle die hinreichend bekannten Probleme wie Toleranzen, Drift, schlecht > konztrolliertes Impulsverhalten ins Boot holst. Diese Art Antwort will er offenbar nicht lesen, das interressiert ihn nach eigenem Bekunden nicht.
Wie würdet Ihr in einer (LT-) Spice Simluation besagte kurze Wurfantenne simulieren. Das empfangene Signal soll durch eine entsprechende Quelle simuliert werden. Meine Idee: Spannungsquelle in Serie mit kleiner Kapazität und in Serie mit (hochohmigem) Widerstand zur Verlustsimulation.
Martin O. schrieb: > Wie würdet Ihr in einer (LT-) Spice Simluation besagte kurze > Wurfantenne > simulieren. Das empfangene Signal soll durch eine entsprechende Quelle > simuliert werden. > > Meine Idee: Spannungsquelle in Serie mit kleiner Kapazität > und in Serie mit (hochohmigem) Widerstand zur Verlustsimulation. ja: Spannungsquelle mit kleiner Kapazität in Serie. Woher soll bei einer kurzen Antenne ein hochohmiger Verlustwiderstand stammen? Der Strahlungswiderstand einer elektrisch kurzen Antenne ist sehr klein. Der Verlustwiderstand genauso.
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.