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Forum: HF, Funk und Felder Anpassung Spule an 50 Ohm


Autor: asd (Gast)
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Hallo,

ich will ein Probenvolumen einer möglich hohen elektrischen Feldstärke 
aussetzen. Dazu habe ich eine Spule mit ca. 1x1x1cm (das Volumen ist in 
der Spule) die mit einem 27MHz Sender angeregt wird. Dazu will ich die 
Spule an 50 Ohm anpassen.
Erste Schaltungsideen siehe die Bilder. Offensichtlich ist es so dass 
die Werte der Kondensatoren sehr stark von der Güte der Spule abhängen. 
Leider weiß ich die nicht genau, denn die Güte ändert sich wenn das 
Plasma im Probenvolumen (etwas) leitfähig wird und damit mehr Strahlung 
absorbiert.

Hier wird auf S.10 beschrieben wie man mit zusätzlichen 
Tiefpass-Anpass-Stufen die Bandbreite der Anpassung größer machen kann.
http://www.qsl.net/va3iul/Impedance_Matching/Imped...

Dazu habe ich die 27MHz_q50_2stufen.png ausprobiert. Nach der 
Beschreibung auf S.8 muss der C des LC-Tiefpass auf die Seite mit der 
höheren Impedanz. Aber es ist so dass die Bandbreite sogar kleiner wird 
als ohne die zusätzliche Anpass-Stufe (27mhz_q50_1stufe). Was mache ich 
falsch? Wie muss ich vorgehen wenn ich bei gegebener Spulengüte die 
Bandbreite der Anpassung vergrößern will? (Mit einem R bedämpfen will 
ich die Sache nicht, ich brauche ja maximale Spannung an der Spule und 
damit max. Feldstärke in dem Spulenvolumen)

Autor: asd (Gast)
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Noch eine Frage: Die Maße der Spule sind fest gelegt (1x1x1cm). Aber 
wenn ich die bei 27MHz an 50 Ohm anpassen und maximale E-Feldstärke 
erreichen will (um ein Plasma zu zünden, ähnlich einer 
Leuchtstoffröhre), mache ich dann eher wenige Windungen mit dickem 
Draht, oder besser mehr Windungen mit dünnerem Draht? Das kann ich mir 
gerade nicht her leiten was besser passt.

Vielen Dank im voraus!

Autor: asd (Gast)
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Noch was: Die 1,1uH der Spule sind einfach mal eine Annahme, die sich 
darauf bezieht was ein paar Windungen mit 1cm Durchmesser an 
Induktivität haben würden.
Ich hänge noch die RFSim99 Dateien an, falls es jemand nach simulieren 
will.

Autor: blubb (Gast)
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Die ICP Spulen die ich bisher gesehen habe, waren alle immer aus 
Kupferrohr und wurden mit Wasser gekühlt. --> nix Draht..

Das waren aber auch immer Answendungen mit 13.56MHz, Leistungen im 
kW-Bereich und Spulenströmen bis zu 100A.

Vielleicht erstmal mit dem Spulendesign anfangen und errechnen welche 
Feldstärken welche Ströme in der Spule erfordern.

Es ist auch zubeachten, dass die Imdepanz der Spule sich verändert 
sobald ein Plasma gezündet wird.

Autor: Hp M. (nachtmix)
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blubb schrieb:
> Das waren aber auch immer Answendungen mit 13.56MHz,

Auch 27,12 und 40,68 werden benutzt. Die erzeugten Plasmen unterscheiden 
sich etwas.

blubb schrieb:
> Es ist auch zubeachten, dass die Imdepanz der Spule sich verändert
> sobald ein Plasma gezündet wird.

Deshalb muss die Match Box die Anpassung automatisch nachregeln.

asd schrieb:
> Die Maße der Spule sind fest gelegt (1x1x1cm)

Kommt mir sehr klein vor.
Das scheint mir eher ein Fall für ein Mikrowellenplasma im Hohlleiter zu 
sein.

: Bearbeitet durch User
Autor: asd (Gast)
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> Das scheint mir eher ein Fall für ein Mikrowellenplasma im Hohlleiter

Es ist eine Art Neonleuchte, aber ohne Elektroden. Weger der höheren 
Lebensdauer soll das Plasma nicht durch Hochspannung per Elektrode, 
sondern durch ein E-Feld gezündet werden.
Nur ein paar Watt, deswegen keine Wasserkühlung ;-)
Vielleicht ändert sich das Q nicht so extrem, es ist ja doch nur ein 
verdünntes Gas in einer kurzen Glasröhre. Ich war nur überrascht dass 
das Q so viel Einfluß auf die Impedanz-Anpassung kat. Dachte das würde 
nur die Verluste beeinflußen.
Aber was haltet ihr von dem Ansatz der Schaltung? Würde man das 
prizipiell so machen oder gibts andere Ansätze mit denen die Anpassung 
besser klappt?

Autor: 132 (Gast)
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Eignet sich vielleicht ein Antennentuner aus dem Amateurfunkbereich?

Autor: Elektrofan (Gast)
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> Weger der höheren
> Lebensdauer soll das Plasma nicht durch Hochspannung per
> Elektrode, sondern durch ein E-Feld gezündet werden.

"Hochspannung per Elektrode" hätte doch genau solch ein E-Feld
zur Folge?!
Eine Spule fabriziert ein Magnetfeld.
Wie "stark" müsste denn dieses Magnetfeld sein, um dann mit dem
damit verbundenen E-Feld ein Plasma zünden zu können?

Autor: nachtmix (Gast)
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asd schrieb:
> Es ist eine Art Neonleuchte, aber ohne Elektroden.

Eine EDL für die Atomabsorption?
Deren Quarzglaskolben hat ungefähr die Größe einer Bohne und einen 
langen Stiel zur Befestigung, Leistung je nach Element vielleicht 
4..12W, aber der Resonator für 27,12 MHz ist viel größer.

Autor: nachtmix (Gast)
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asd schrieb:
> gibts andere Ansätze mit denen die Anpassung
> besser klappt?

Ja, so: http://www.perkinelmer.de/product/edl-sys-2-as-n3050605

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