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Forum: HF, Funk und Felder LC-Schwingkreis


Autor: Daniel V. (eft83)
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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 :-)

Autor: Hp M. (nachtmix)
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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!

Autor: Daniel V. (eft83)
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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?

Autor: Hp M. (nachtmix)
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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.

: Bearbeitet durch User
Autor: Possetitjel (Gast)
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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

Autor: Hp M. (nachtmix)
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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 ;-)

Autor: John (Gast)
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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

Autor: Elektrofan (Gast)
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>  ... kannst du erkennen, wie sie von Kapazität und Induktivität
>  beeinflusst werden.

Tatsächlich? Und selbst der Widerstand spielt noch eine Rolle ---

Autor: B e r n d W. (smiley46)
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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

: Bearbeitet durch User
Autor: Günter Lenz (Gast)
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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.

Autor: John (Gast)
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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.

Autor: B e r n d W. (smiley46)
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Schwingkreis und Güte:
https://de.wikipedia.org/wiki/G%C3%BCtefaktor#Para...

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.

: Bearbeitet durch User
Autor: John (Gast)
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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

Autor: Elektrofan (Gast)
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@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 ...

Autor: B e r n d W. (smiley46)
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> 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.

Autor: Possetitjel (Gast)
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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.

Autor: Possetitjel (Gast)
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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.

Autor: Hp M. (nachtmix)
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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.

Autor: John (Gast)
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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

Autor: Günter Lenz (Gast)
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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.

Autor: Possetitjel (Gast)
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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.

Autor: John (Gast)
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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.

Autor: Günter Lenz (Gast)
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@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.

Autor: B e r n d W. (smiley46)
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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.

Autor: B e r n d W. (smiley46)
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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-resi...

Autor: Günter Lenz (Gast)
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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.

Autor: John (Gast)
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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

Autor: B e r n d W. (smiley46)
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> 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.

Autor: Possetitjel (Gast)
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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.

Autor: Hp M. (nachtmix)
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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.

Autor: Possetitjel (Gast)
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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.

Autor: B e r n d W. (smiley46)
Datum:

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> 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

: Bearbeitet durch User
Autor: Hp M. (nachtmix)
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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.

Autor: Possetitjel (Gast)
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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.

Autor: B e r n d W. (smiley46)
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>> 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.

: Bearbeitet durch User
Autor: Possetitjel (Gast)
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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.

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