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LC-Schwingkreis
Gast
#5139254
Hallo, hab mal wieder eine Frage an die Profis: Frequenz = 14,2 MHz (20m Band) Diese Frequenz erreicht man mit: 1uH + 125.6pF aber auch mit 1.256uH + 100pF in sachen Gleichberechtigung gehts auch so 11uH + 11.42pF Ist das Wurscht wie man L und C dimensioniert oder muß man auf was achten? Ich denke da an eine Wanduhr die bissl schepp hängt, die läuft zwar auch noch aber beim zuhören tuts etwas weh :-) Daniel V. schrieb: > Ist das Wurscht wie man L und C dimensioniert Fast. Gewöhnlich ist da ja noch etwas angeschlossen und dann können sich schon Unterschiede ergeben. Gewöhnlich strebt man aber ein hohes L/C-Verhältnis an, also eher die dritte Lösung, weil sich dabei meist höhere Güteziffern ergeben. Gelegentlich kommt man auch zu krummen Kapazitätswerten, wenn man Kondensatoren mit verschiedenen Temperaturkoeffizienten kombiniert um den Tk der Induktivität zu kompensieren, und so die Resonanzfrequenz temperaturunabhängig zu machen. Den Temperatureinfluss sollte man nicht unterschätzen!
Gast
#5139262
Was ich mal gelesen habe (keine ahnung ab das stimmt), man soll darauf achten, dass Xc und Xl etwa gleich sind. Das wäre zB hier gegeben: 6.612uH + 19pF = 14.2 MHz Xl = 589.9 ohm Xc = 589.9 ohm würde der "ungedämpfte" Schwingkreis mit diesen werten am "ausgeglichensten" laufen? Daniel V. schrieb: > man soll darauf > achten, dass Xc und Xl etwa gleich sind. Das sind sie bei der Resonanzfrequenz immer! P.S.: Wenn du die Xc und Xl gleichsetzt und dann diese Gleichung nach f auflöst, bekommst du die bekannte Thomsonsche Schwingungsgleichung.
Gast
#5139264
Daniel V. schrieb: > Frequenz = 14,2 MHz (20m Band) > > Diese Frequenz erreicht man mit: > 1uH + 125.6pF > aber auch mit > 1.256uH + 100pF > > in sachen Gleichberechtigung gehts auch so > 11uH + 11.42pF Kommt hin. > Ist das Wurscht wie man L und C dimensioniert Nein. > oder muß man auf was achten? 1. Eigenresonanz der Spule (sinkt mit steigender Induktivität ab); oberhalb wirkt die Spule als Kondensator; zu große Spule hat zu niedrige Eigenresonanz --> nutzlos 2. Streukapazitäten --> bei 11µH/11.4pF wirkt sich jedes pF Abweichung schon ziemlich stark aus 3. Betriebsgüte bzw. Resonanzwiderstand --> Anpassung an Generator und Last; lässt sich aber mit Anzapfung am L bzw. am C hinbiegen; zu schmalbandige Kreise sind genauso unnütz wie zu breitbandige Übrigens, bevor du mit der Frequenz im Dunkeln tappst: Auf uralten Grafikkarten befinden sich oft Quarzoszillatoren 14,31818 MHz im DIL-Gehäuse, die man hier prima gebrauchen kann ;-)
Gast
#5139511
Wenn du dir die Formeln für Güte und für die Impedanz bei Resonanz anschaust, kannst du erkennen, wie sie von Kapazität und Induktivität beeinflusst werden. Impedanz Parallelkreis in Reonanz Zr = L/(C*RL) Güte Parallelkreis Q = R*sqrt(C/L) Die Wikipedia Artikel zu Schwingkreis und Gütefaktor sind recht brauchbar geschrieben, aber für einen Einsteiger ziemlich komprimiert. Ein wenig Zeit brauchst du daher schon, um da durch zu finden. 72, John
Gast
#5139544
> ... kannst du erkennen, wie sie von Kapazität und Induktivität > beeinflusst werden. Tatsächlich? Und selbst der Widerstand spielt noch eine Rolle --- Hallo Daniel Es kommt auf den Verwendungszweck an. Um möglichst viel Signal aus einem HF-Verstärker zu bekommen, kann die Variante 11uH + 11.42pF sinnvoll sein. Wobei sich die Kapazitäten der angeschlossenen Teile zur Schwingkreiskapazität hinzuaddieren. Zusammen mit der Eigenkapazität der Spule bilden diese auch die minimal mögliche Kapazitätsgrenze. Die Kapazität eines Halbleiters ist nicht konstant, sondern ändert sich je nach Arbeitspunkt. Spielt die Drift eine entscheidende Rolle, so empfiehlt sich, dem Schwingkreis eine deutlich höhere Festkapazität parallelzuschalten, um das Verhältnis zu verbessern. Dazu verwendet man erst mal Keramikkondensatoren vom Typ NP0, welche eine geringe Drift und hohe Güte aufweisen. Ist die Drift noch zu groß, kann wie oben beschrieben, ein Kondensator mit umgekehrten Koeffizienten dazugeschaltet werden. Für einen stabilen, freischwingenden Oszillator muss man deshalb die Kapazität möglichst groß auslegen, solange er noch sicher anschwingt und der Abstimmbereich nicht leidet. Frequenzdrift bei Änderung der Kapazität um nur 0,1pF: 11µH + 11,42pF -> 14200kHz 11µH + 11,32pF -> 14263kHz 1µH + 125,62pF -> 14200kHz 1µH + 125,52pF -> 14206kHz
Gast
#5139600
Hp M. schrieb: >Gewöhnlich strebt man aber ein hohes L/C-Verhältnis an, also eher die >dritte Lösung, weil sich dabei meist höhere Güteziffern ergeben. Dieses Thema gab es hier schon öfters. Die Güte hängt nicht vom L/C-Verhältnis ab, sondern von den Verlusten des Schwingkreises. Es kann durchaus ein Schwingkreis mit niedrigen L/C-Verhältnis eine höhere Güte haben. Um eine hohe Betriebsgüte zu haben, wählt mann das L/C-verhältnis so, daß der Resonanzwiderstand nicht größer als die Impedanz der Schaltung oder zum Beispiel der Antenne ist. Ist der Resonanzwiderstand des Schwingkreises größer kann man durch Transformieren anpassen. Zum Beispiel durch anzapfen der Spule oder duch kapazitive Spannungsteiler.
Gast
#5139634
Elektrofan schrieb: > Tatsächlich? Und selbst der Widerstand spielt noch eine Rolle schön, dass auch du das erkannt hast und das auch noch allen mitteilst. Das ist sehr aufschlussreich und sagt viel über dich. Schwingkreis und Güte: https://de.wikipedia.org/wiki/G%C3%BCtefaktor#Parallelschaltung Die echte Güte eines Schwingkreises hängt von vielen Faktoren ab und kann nicht so einfach berechnet werden. Es gibt aber für jeden Aufbau eines Schwingkreises ein Gütemaximum, oberhalb und unterhalb dieser Frequenz nimmt die Güte ab. Angenommen, beide Schwingkreise mit den oben angenommenen Werten hätten eine Güte von Q=100, dann würde sich Rp deutlich unterscheiden. L C Q Rp 1µH 125pF 100 8,94k 11µH 11,4pF 100 98,2k Beim Kollektor eines Bjt in Emitterschaltung handelt es sich um keine ideale Stromquelle. Würde man jedoch die beiden Schwingkreise aus einer idealen Stromquelle ansteuern, wäre das Spannungssignal am zweiten Schwingkreis um mehr als Faktor 10 größer. Ohne weitere Maßnahmen reagiert dieser Schwingkreis zudem empfindlicher auf Belastung z.B. durch den Miller-Effekt der treibenden Stufe und die Ankopplung der nachfolgenden Stufe. Zusammen mit der Belastung nimmt nicht nur die Amplitude ab, sondern auch Güte bzw. Selektivität.
Gast
#5139910
Günter Lenz schrieb: > Die Güte hängt nicht vom L/C-Verhältnis ab ... So in dieser allgemeinen Formulierung ist das nicht richtig. Vermutlich hat er das auch nicht so gemeint. Für die Mitleser will ich das aber nicht in dieser irreführenden Form stehen lassen. Richtig ist, und das hat Günter Lenz vermutlich auch gemeint, das Folgende: Die Güte hängt nicht NUR vom L/C-Verhältnis ab. Die Grösse des Einflusses des L/C Verhältnis auf die Güte hängt von der Grösse der Verluste ab, wie man an den oben zitierten Formeln erkennen kann. 72 John
Gast
#5139944
@John (Gast): > Elektrofan schrieb: >> Tatsächlich? Und selbst der Widerstand spielt noch eine Rolle > schön, dass auch du das erkannt hast und das auch noch allen mitteilst. Nein, ich habe mich erinnert. - Im Gegensatz zu manchen anderen vergesse schon mal was, z.B. nach einem halben Jahrhundert ... > Die Güte hängt nicht NUR vom L/C-Verhältnis ab
Die Güte hängt nur scheinbar oder kaum vom L/C-Verhältnis in der Formel
ab, sondern zuallererst zu 90% von der Güte der Induktivität. Im
Speziellen vom Drahtwiderstand, vom Skineffekt, von Eisenverlusten, von
Streuverlusten und von Wirbelströmen im benachbarten Material. Es müssen
immer reale Größen in die Formel eingesetzt werden und dann schaut die
Sache komplett anders aus.
Gast
#5140066
John schrieb: > Die Güte hängt nicht NUR vom L/C-Verhältnis ab. Die Grösse > des Einflusses des L/C Verhältnis auf die Güte hängt von > der Grösse der Verluste ab, wie man an den oben zitierten > Formeln erkennen kann. Ich wäre alle beteiligten Seiten SEHR verbunden, wenn wir es uns zur Gewohnheit machen könnten, stets von BETRIEBSgüte und LEERLAUFgüte zu sprechen. Die (endliche) Leerlaufgüte wird NUR durch die inneren Verluste in den (realen) Bauteilen hervorgerufen. Die (gegenüber der Leerlaufgüte weiter verminderte) Betriebsgüte hat ihre Ursache in der ohmschen Belastung des Schwingkreises durch die umgebende Schaltung.
Gast
#5140087
Günter Lenz schrieb: > Hp M. schrieb: >>Gewöhnlich strebt man aber ein hohes L/C-Verhältnis >>an, also eher die dritte Lösung, weil sich dabei >>meist höhere Güteziffern ergeben. > > Dieses Thema gab es hier schon öfters. Ja. > Die Güte hängt nicht vom L/C-Verhältnis ab, sondern > von den Verlusten des Schwingkreises. Stop. Die LEERLAUFGÜTE hängt NUR von den inneren Verlusten ab. Ja. > Um eine hohe Betriebsgüte zu haben, wählt mann das > L/C-verhältnis so, daß der Resonanzwiderstand nicht > größer als die Impedanz der Schaltung oder zum > Beispiel der Antenne ist. Nochmal Stop: Hier bestätigst Du indirekt das, was Hp M. oben behauptet hat -- dass nämlich die "Güte" tatsächlich vom L/C-Verhältnis abhängt. Das trifft aber nur auf die Betriebsgüte zu. Possetitjel schrieb: > Nochmal Stop: Hier bestätigst Du indirekt das, was > Hp M. oben behauptet hat Ich habe das nicht "behauptet", sondern lediglich erwähnt um unserem jungen Freund eine Richtlinie an die Hand zu geben. Selbstverständlich ist mir der Unterschied zwischen Leerlaufgüte und Betriebsgüte bekannt, aber ich habe das absichtlich nicht erwähnt um das Thema nicht unnütz aufzublähen. Die Betriebsgüte eines Schwingkreises kann man ja über die Ankopplung einstellen, aber wenn schon die Leerlaufgüte schlecht ist, ist Hopfen und Malz verloren. Und wenn man die tatsächlichen Umstände einbezieht, also Spulen mit ähnlichen mechanischen Dimensionen aber unterschiedlicher Windungszahl miteinander vergleicht, dann ergibt es sich eben, dass der Schwingkreis mit dem größeren L/C-Verhältnis die höhere Leerlaufgüte (jetzt zufrieden?) hat.
Gast
#5140199
Possetitjel schrieb: > Die LEERLAUFGÜTE hängt NUR von den inneren Verlusten ... Ein von aussen praktisch unbelasteter Kreis zeigt bei gleich bleibender innerer Belastung durch die Verluste, aber unterschiedlichem L/C sehr wohl unterschiedliche Dämpfung und unterschiedliche Bandbreite. Leerlaufgüte und Betriebsgüte berechnet man gleich, in Beiden Fällen geht R, C und L ein. Im Betriebsfall habe ich nur die Zusätzliche Belastung durch die Beschaltung. So habe ich das gelernt, finde ich immer noch in der Literatur, zeigte sich in der praktischen Arbeit und kann mit Simulation jederzeit gezeigt werden. z.B.: Zinke,Brunswig: Hochfrequenztechnik 1, 6. Auflage, S.22, für den "zusammengestzten Parallelresonanzkreis" (C verlustfrei angenommen und L mit Serienverlustwiderstand): Q = ... = sqrt(L/C)/R = ... Die Abweichung zur weiter oben zitierten Formel kommt daher, dass hier R die Bezeichnung für den Serienwiderstand der Spule ist. Zeige doch bitte eine Quelle für die Behauptung, dass die Leerlaufgüte eines Prallelkreises mit KONZENTRIERTEN ELEMENTEN von L und C absolut unabhängig ist. Es gibt zwar noch andere Definitionen für die Güte des Parallelkreises mit konzentrierten Elementen, die lassen sich aber in die hier angeführte Formel überführen. zum Beispiel Q = Xk/R (von der selben Literaturstelle). Das wird sich schon aufklären lassen, 72, John
Gast
#5140373
John schrieb: >Zeige doch bitte eine Quelle für die Behauptung, dass die Leerlaufgüte >eines Prallelkreises mit KONZENTRIERTEN ELEMENTEN von L und C absolut >unabhängig ist. Man kann Schwingkreise mit hohen L/C-Verhältnis so konstruieren, daß sie eine hohe Leerlaufgüte oder eine sehr schlechte Leerlaufgüte haben. Das gleiche kann man aber auch mit Schwingkreise machen die ein kleines L/C-Verhältnis haben. Wenn man sich mal L und C als ideal vorstellt, also keinerlei Verluste, dann ist die Güte unendlich hoch, vollkommen unabhängig vom L/C-Verhältnis. So ein Schwingkreis gibt es natürlich nicht. Je besser es gelingt die Verluste zu verringern um so höher ist die Leerlaufgüte. Wer Lust hat kann ja mal ein Experiment machen, einen Ferritschalenkern bewickeln (den Wickelraum voll ausnutzen) und damit einen Schwingkreis aufbauen. Dann die Wicklung wieder runter und eine Wicklung mit mehr Windungen rauf und den Schwingkreiskondensator verkleinern um auf die gleiche Resonanzfrequenz zu kommen. Dann wird man feststellen, daß beide Schwingkreise die gleiche Leerlaufgüte haben, nur der Resonanzwiderstand ist größer geworden.
Gast
#5140432
John schrieb: > Possetitjel schrieb: >> Die LEERLAUFGÜTE hängt NUR von den inneren Verlusten ... > >[...] > Zeige doch bitte eine Quelle für die Behauptung, dass > die Leerlaufgüte eines Prallelkreises mit KONZENTRIERTEN > ELEMENTEN von L und C absolut unabhängig ist. Nein, das sollte nicht meine Aussage sein; das war schlecht formuliert. Die Leerlaufgüte umfasst nur die INNEREN Verluste. In die Betriebsgüte gehen -- neben der Leerlaufgüte -- nur noch die äußere Belastung und das L/C-Verhältnis ein; somit kann man durch Ändern des L/C-Verhältnisses die Betriebsgüte einstellen, die man benötigt. Die Leerlaufgüte muss dazu nur ungefähr bekannt sein; wenn sie hoch genug ist, kann ihr Einfluss häufig ganz vernachlässigt werden. Die Betriebsgüte ist in diesem Sinne gutartig, weil sich der einfache theoretische Zusammenhang auch in der Praxis ganz einfach ausnutzen lässt. Auf die Leerlaufgüte trifft das aber nicht zu -- zwar ist der theoretische Zusammenhang genauso einfach, aber das ist für die Praxis nicht hilfreich: Sowohl die Induktivität als auch die Verluste hängen stark von konkreten technischen Details der Konstruktion ab; deswegen gibt es keinen nutzbaren allgemeinen Zusammenhang zwischen der Größe der Induktivität und der Höhe der Verluste. Wenn man das L/C-Verhältnis ändert, kann man eine einigermaßen sinnvolle, theoretisch fundierte Vorhersage über die Betriebsgüte machen. Auf die Leerlaufgüte trifft das nicht zu -- zumindest wüsste ich keinen Grund, warum es so sein sollte.
Gast
#5140533
Durch das Verändern des L/C Verhältnis, bei gleicher Resonanzfrequenz ändert sich die Güte. Das gilt sowohl für die Leerlaufgüte des von aussen praktisch unbelasteten Parallelschwinkreises, als auch für die Betriebsgüte des durch den Rest der Schaltung (z.B. Quellen Innenwiderstand und Last) belasteten Parallelschwingkreises. Bei der Betriebsgüte verschwinden die Verluste auch nicht, ihr Einfluss wird nur geringer und tritt oft stark zurück, wenn die Verluste im Kreis sehr viel kleiner als die äusseren Belastungen sind. Daniel hat in seinem Eröffnungspost ja ein gutes Beispiel aus der Praxis genannt. Anhand dieser Daten lässt sich die Leerlauf Güte und ihre Beeinflussung durch das L/C Verhältnis zeigen. Das Rechnen kann man dem Simulationsprogramm überlassen, das in diesem Bereich bekanntlich richtige Werte mit ausreichender Genauigkeit liefert. Nebenbei fallen dann die gut nachvollziehbaren Bilder an. Gezeigt wird im Anhang parkreis-03 ein Prallelkreis. Der Kondensator wird als praktisch verlustfrei angenommen und die Spule hat einen Verlustwiderstand. An die Quelle ist er sehr hochohig, also praktisch unbelastet angeschlossen. L/C wird variiert. Man sieht sofort, dass sich die Bandbreite ändert. Das bedeutet, dass sich die Güte durch die Änderung des LC ebenfalls verändert hat. Im Anhang parkreis-04 ist das noch weiter verdeutlicht, um die Bandbreite genauer erkennen zu können. -3dB Linien wurden eingezeichnet. Es ist gut zu sehen, wie die die Bandbreite variiert. Die sich verändernde Güte beträgt Q = f0/B , wobei B = fgo-fgu . Das widerlegt eindeutig die folgenden Zitate und ist jetzt hoffentlich auch für einen Einsteiger in diese Materie gut nachvollziebar. Possetitjel schrieb: > Die LEERLAUFGÜTE hängt NUR von den inneren Verlusten > ab. das ist nicht schlecht formuliert, sondern schlicht unzutreffend, Günter Lenz schrieb: > Dieses Thema gab es hier schon öfters. > Die Güte hängt nicht vom L/C-Verhältnis ab, sondern von > den Verlusten des Schwingkreises. so wie auch dieses unzutreffend ist.
Angehängte Dateien:
Gast
#5140798
@John Du hast hier drei Schwingkreisbeispiele gezeigt, mit unterschiedlichen Verlusten, wobei der unterste Schwingkreis die geringsten Verluste hat und deshalb hat er auch die höchste Güte. Wären die Verluste bei allen drei Schwingkreisen gleich, wären auch die Güten gleich. Hallo John > das ist nicht schlecht formuliert, sondern schlicht unzutreffend, Natürlich sagt die Formel, dass die Güte mit dem L/C-Verhältnis zunimmt. Der Rv steht für den Drahtwiderstand. Einen Rp, welcher all die anderen Verluste simuliert, hast du komplett weggelassen. Beitrag "Re: LC-Schwingkreis" Offensichtlich nimmt mit einer größeren Spule auch der Drahtwiderstand zu. Eine typische Luftspule (ohne Eisenverluste): 1µH D=10mm L=10mm Draht: 12Wdg. D=0,4mm L=0,4m -> Rv= 56mOhm 11µH D=10mm L=10mm Draht: 40Wdg. D=0,2mm L=1,3m -> Rv=700mOhm Beide Spulen nutzen ganz grob das selbe Wickelvolumen für den Draht. Dadurch kann die kleine Induktivität mit einem dickeren Drahtdurchmesser gewickelt werden. Die große Induktivität wird zweilagig gewickelt. Jetzt simuliere mal die Schwingkreise mit diesem Rv! Und da fehlen immer noch die anderen Verluste. Die selben Spulen nochmal, jedoch mit Skin-Effekt. Bei 14MHz beträgt die Eindringtiefe 17,4 µm. 1µH Draht D=0,4mm L=0,4m f=14MHz -> Rv = 0,32 Ohm 11µH Draht D=0,2mm L=1,3m f=14MHz -> Rv = 2 Ohm Skin-Effect Online Calculator http://chemandy.com/calculators/round-wire-ac-resistance-calculator.htm
Gast
#5140981
Bei John seine drei Beispiele könnte man auf den ersten Blick denken, daß alle drei Schwingkreise die gleichen Verluste haben weil ja alle drei Rv gleich groß sind, und so zum Schluss kommen, daß das L/C-Verhältnis die Güte verbessert. So ist es aber nicht. Verlust bedeutet, es wird Wärme erzeugt. Im Ersten Schwingkreis fließt ein größerer Strom und deshalb erzeugt der Rv auch mehr Verlust (Wärme) und dehalb hat dieser Schwingkreis auch die geringste Güte. Man kann auch drei Schwingkreise mit unterschiedlichen L/C-Verhältnis konstruieren die gleiche Verluste haben und deshalb die Güten gleich sind. Man kann auch drei Schwingkreise konstruieren wo der Schwingkreis mit dem höchsten L/C-Verhältnis die schlechteste Güte hat, und dann sagen mit abnehmenden L/C-Verhältnis wird die Schwingkreisgüte besser, aber daß ist genauso falsch. Also das L/C-Verhältnis bestimmt nicht die Schwingkreisgüte.
Gast
#5141049
Günter Lenz schrieb: > Wären die Verluste bei > allen drei Schwingkreisen gleich, wären auch die > Güten gleich. Einfach wäre es gewesen, Güte im Zusammenhang mit Verlusten nach zu schlagen. Aber statt dessen schreibst du den selben Irrtum in einem nur wenig abgewandelten Prosatext. Wenn man nachsieht, sagen die Formeln, in denen die Verlustleistung vorkommt deutlich etwas anderes. Eine Simulation, die die Verlustleistung konstant hält, zeigte das auch sofort. Solange da nur Behauptungen aufgestellt werden, gibt die Diskussion nichts mehr her. Da fehlten die Formeln, nachvollziehbare Literaturzitate und Simulationsergebnisse, kurz es fehlten alle Belege zu den Behauptungen. Mein Interesse an unbelegten Gerüchten hält sich in Grenzen. grüsse, John > Da fehlten die Formeln, nachvollziehbare Literaturzitate und Simu- > lationsergebnisse, kurz es fehlten alle Belege zu den Behauptungen. Ja dann bau doch zwei dieser Schwingkreise auf, messe die Güte und beweise damit deine These. Mit der ermittelten Güte kann der Rp berechnet werden und erst dann hast du eine aussagefähige Simulation.
Gast
#5141308
John schrieb: > Einfach wäre es gewesen, Güte im Zusammenhang mit > Verlusten nach zu schlagen. Noch einfacher wäre gewesen, nicht nur den eigenen Standpunkt zu wiederholen, sondern gezielt auf das einzugehen, was die Vorredner geschrieben haben. Günter Lenz schrieb: > Man kann Schwingkreise mit hohen L/C-Verhältnis so konstruieren, > daß sie eine hohe Leerlaufgüte oder eine sehr schlechte > Leerlaufgüte haben. Und wem das noch zu gut ist, nimmt einen Widerstandsdraht und wickelt ihn bifilar. B e r n d W. schrieb: > Die selben Spulen nochmal, jedoch mit Skin-Effekt. Bei 14MHz beträgt die > Eindringtiefe 17,4 µm. > > 1µH Draht D=0,4mm L=0,4m f=14MHz -> Rv = 0,32 Ohm > 11µH Draht D=0,2mm L=1,3m f=14MHz -> Rv = 2 Ohm ... und damit ist Q=ωL/R = 279 im ersten Fall und 491 im Zweiten. Das zeigt wohl klar, wohin die Reise geht. @Daniel V. Ein Wert aus der Praxis für diese Frequenz: Wähle L so, dass dein C etwa bei 30..50pF liegt, und wickle die Spule selber auf einen Spulenkörper aus Kunststoff. Möglichst nur eine Lage und kurze Spulen sind besser als lange. Ein Verhältnis von Durchmesser zu Länge von 1:1 ist ok. Evtl. findest du in der Bastelkiste noch einen Spulenkörper mit einem Abgleichkern aus Ferrit von einem alten Fernseher. Die käuflichen Festinduktivitäten solltest du im Geschäft lassen, sie sind i.d.R. von Haus aus zu schlecht. HF-Litze bringt bei dieser Frequenz auch kaum noch etwas, man kann da gut gewöhnlichen CuL mit 0,2..0,3mm Durchmesser nehmen. Natürlich nicht, wenns ein Sender werden soll, dafür braucht man dickere Drähte bis hin zu fingerdicken Kupferrohren. Versuche nicht die Spule zu lackieren, das erhöht die Dämpfung. Ein Tröpfchen Klebstoff um die Enden zu fixieren ist aber erlaubt. Bitte auch keinen (Schalt-)Draht mit PVC-Isolation nehmen! Das Zeug verwandelt die wertvolle HF-Energie in Wärme.
Gast
#5141534
Hp M. schrieb: > B e r n d W. schrieb: >> Die selben Spulen nochmal, jedoch mit Skin-Effekt. Bei 14MHz >> beträgt die Eindringtiefe 17,4 µm. >> >> 1µH Draht D=0,4mm L=0,4m f=14MHz -> Rv = 0,32 Ohm >> 11µH Draht D=0,2mm L=1,3m f=14MHz -> Rv = 2 Ohm > > ... und damit ist Q=ωL/R = 279 im ersten Fall und 491 im > Zweiten. > Das zeigt wohl klar, wohin die Reise geht. Nee. Überzeugt mich noch nicht. Die Zahlen sind z.T. aus der Luft gegriffen; ich sehe die grundsätzliche, allgemeingültige Tendenz noch nicht. Also: Da konstante Frequenz vorausgesetzt wird, ist omega*L direkt proportional zu L selbst. Impedanzverhältnis 1µH zu 11µH ist genau 1:11. Für identische Spulengüte müsste also auch R um Faktor 11 unterschiedlich sein. Nun ist L idealerweise genau proportional n^2; also ist bei 11µH der Draht Wurzel(11) mal länger als bei 1µH; das ist Faktor 3,32. Wenn wir identische Spulengeometrie annehmen (und damit identischen Wickelraum), muss ein Draht, der um Faktor Wurzel(11) länger ist, um Faktor Wurzel(Wurzel(11)) dünner sein... Hmm. Okay. Ich sehe. Wenn man den Skineffekt vernachlässigt, ist der Drahtquerschnitt für den Drahtwiderstand maßgebend, und die Effekte heben sich genau auf, weil ein Draht, der um Wurzel(n) länger ist und einen um Wurzel(n) geringeren Querschnitt hat, einen um genau Faktor n größeren Widerstand aufweist. Wenn man aber den Skineffekt mit einrechnet, ist der Drahtumfang für den Drahtwiderstand maßgebend, und der Widerstand ist nur um Faktor n^(3/4) größer; die Güte ist somit um n^(1/4) größer. Tatsächlich ist für das Beispiel 11^(1/4) = 1.82 ~= 491:279. Größere Induktivitäten haben also -- unter ansonsten identischen Bedingungen (Baugröße, Kernmaterial,...) -- tatsächlich eine Tendendz zu höherer Güte; diese geht ungefähr mit der vierten Wurzel aus der Induktivität. Das ist interessant. > 279 im ersten Fall und 491 im Zweiten. > Das zeigt wohl klar, wohin die Reise geht. Nein, zeigt es nicht. Schon der Drahtwiederstand, ob mit oder ohne Skin-Effekt, bringt die hohe Induktivität fast auf das Nievau der niedrigen. Die anderen Verluste fehlen noch. Jedes Material, welches sich in der Nähe der Spule befindet, reduziert deren Güte, auch Isolatoren. So mancher Kunststoff zieht bis zu 5% Wasser, bei Holz sind es 10-20%. Ein Wickelkörper für Spulen mit hoher Güte ist z.B. Styropor, da es zu 90-95% aus Luft besteht. Keramik ist ein gutes Material, besonders wenn der Draht nur an wenigen Stellen den Wickelkörper berührt. Auf dieser Seite gibt es Kurven: http://theradioboard.com/rb/viewtopic.php?t=534 Bei tiefen Frequenzen stimmt die Theorie (L/C Verhältnis) mit der Kurve überein, darüber flacht die Kurve schnell ab, es gibt ein Maximum, darüber wird die Güte wieder schlechter. Es ist offensichtlich eine Kunst für sich, die höchste Güte auf der gewünschten Frequenz zu erzielen. Ein weiterer Link: http://coil32.net/theory/qfactor.html B e r n d W. schrieb: > So mancher Kunststoff zieht bis zu 5% Wasser, bei Holz sind > es 10-20%. Hat denn jemand hier Holz oder Pappe empfohlen? B e r n d W. schrieb: > Ein Wickelkörper für Spulen mit hoher Güte ist z.B. Styropor, > da es zu 90-95% aus Luft besteht. Nur leider taugt das mechanisch nichts. Die gebräuchlichen Spulenkörper sind aber aus dem gleichen Kunststoff, Polystrol, hergestell, und weil sie rohrförmig sind, sind sie stabiler. Auch da ist jede Menge Luft drin, die man ggfs durch einen Abgleichkern ergänzen kann. Man kann sogar den Tk der darauf gewickelten Spulen voraussagen und ggfs kompensieren. B e r n d W. schrieb: > Auf dieser Seite gibt es Kurven: > http://theradioboard.com/rb/viewtopic.php?t=534 Aber nur für HF-Litzen und nur für einen hier nicht gewünschten Frequenzbereich. Dass die teuren HF-Litzen im Kurzwellenbereich keinen Vorteil mehr haben, erwähnte ich ja schon. Jenseits von ca. 10MHz würde ich sogar erwarten, dass sie schlechter als Volldraht sind. B e r n d W. schrieb: > Es ist offensichtlich eine > Kunst für sich, die höchste Güte auf der gewünschten Frequenz zu > erzielen. Ja, aber man hat ja mittlerweile 100 Jahre Erfahrung, welchen Weg man dafür gehen muss.
Gast
#5142391
Hp M. schrieb: > B e r n d W. schrieb: >> So mancher Kunststoff zieht bis zu 5% Wasser, bei >> Holz sind es 10-20%. > > Hat denn jemand hier Holz oder Pappe empfohlen? Wieso "empfohlen"? Spulenkörper aus Pertinax (=Presspappe) waren üblich. > B e r n d W. schrieb: >> Es ist offensichtlich eine Kunst für sich, die höchste >> Güte auf der gewünschten Frequenz zu erzielen. > > Ja, aber man hat ja mittlerweile 100 Jahre Erfahrung, > welchen Weg man dafür gehen muss. Unbestritten. Nur ändert das nix daran, dass das Erreichen einer möglichst hohen Leerlaufgüte deutlich komplexer ist als das Erzielen einer definierten, vorgegebenen Betriebsgüte. Die These "hohe Induktivität gibt hohe Güte" ist eine Aussage über eine Tendenz und kein Naturgesetz. >> Ein Wickelkörper für Spulen mit hoher Güte ist z.B. Styropor, >> da es zu 90-95% aus Luft besteht. > Nur leider taugt das mechanisch nichts. Ich hab das noch nicht probiert, es gab aber durchaus nachvollziehbar erfolgreiche Versuche, eine Flachspule zwischen zwei Styroporplatten einzuklemmen. Die Spule ist so thermisch isoliert, was für die nächsten 10 Minuten eine geringe Drift verspricht. Eventuell gut genug für einen freischwingenden Oszillator auf 20m. > Jenseits von ca. 10MHz würde ich sogar erwarten, > dass sie schlechter als Volldraht sind. Ab 10 MHz würde schon langsam eine Silberbeschichtung Sinn machen. Ich war lediglich etwas entteuscht über die geringe Verbesserung. Der nächstdickere Kupferdraht ist oft genauso gut. Nach langer Zeit angelaufenes Kupfer sieht zwar nicht mehr so schön aus, die Güte verringert sich dadurch nur minimal. Man sollte vermeiden, auf einer Kupferspule wild rumzulöten, denn dann besteht die Oberfläche aus Lötzinn und dies leitet wirklich schlecht. >> die höchste Güte auf der gewünschten Frequenz zu erzielen. > Ja, aber man hat ja mittlerweile 100 Jahre Erfahrung, > welchen Weg man dafür gehen muss. Man hat eher den Weg eingeschlagen, sich für Massenprodukte mit Güten von 50-70 zu begnügen und hochwertige Filter aus Keramik oder mit Quarzen herzustellen. Hochwertige Schwingkreise bleiben heute eher dem Hobbyelektroniker und dem Amateur vorbehalten.
Gast
#5142530
B e r n d W. schrieb: > Man hat eher den Weg eingeschlagen, sich für Massenprodukte > mit Güten von 50-70 zu begnügen und hochwertige Filter aus > Keramik oder mit Quarzen herzustellen. Naja, eigentlich ist es noch schlimmer: LC-Filter werden in Massenprodukten generell verdrängt, obwohl sie eigentlich gute Eigenschaften haben -- sie lassen sich halt nicht so gnadenlos spottbillig herstellen wie ICs oder Widerstände. Antwort schreibenBitte melde dich an, um einen Beitrag zu schreiben. |
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