Forum: HF, Funk und Felder Unterschied Induktives Feld/Funk


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von Marc S. (darkchaos)


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Hey,
Sorry für die vermutlich triviale Frage, aber bei meinem Versuch eine 
Antenne für den LW/LF Bereich (100-150kHz) zu bauen bin ich über ein 
Problem gestoßen, bei dem ich nicht genau weiß wie die Fachbegriffe 
wären, weshalb eine Google Suche recht unerfolgreich ist.

Und zwar hab ich ein vorhandenes System mit meinem SDR Dongle analysiert 
und ein Signal aufgezeichnet. Heißt das schon automatisch, dass das 
Signal nicht induktiv sein kann, weil die Antenne/der Chip nicht dafür 
gedacht sind, Magnetfelder zu messen?

Umgekehrt habe ich versucht mit einer Loopantenne, die für RFID gemacht 
ist, ein Signal zu versenden, doch außer einem höheren Rauschen, wenn 
ich die Loopantenne um die Teleskopantenne des SDR stecke, konnte ich 
nichts erreichen.

Ich habe dann den Hinweis erhalten, dass das so auch gar nicht gehen 
kann, weil RFID ja ein Magnetfeld aufbaut, welches vom Tag moduliert und 
diese vom Reader erkannt wird. Außerdem sei Induktion ohnehin nur für 
nahezu-Kontakt gedacht.

Tatsächlich: Nehme ich eine "Kabeltrommel" mit 100m 0.14mm^2 und lasse 
das eine Ende frei, kann ich mit dem SDR ganz schwach ein Signal 
erkennen.

Konkrete Fragen:
1. Wie unterscheiden sich ein Induktives Feld und ein 
"elektromagnetisches" (?) Feld? Dies ist insbesondere relevant, da viele 
Empfangsantennen ja mit einem umwickelten Ferritstab ausgelegt werden. 
Sowas wäre ja zumindest als Sender in meinem Falle ungeeignet, richtig?

2. Gibt es einfache Theorie bezüglich Helix- oder Ferritstabantennen? 
Ich habe mir nämlich eine Menge Kupferdraht bestellt und versuche 
einfach mal lambda/16 bzw lambda/8 zu wickeln, aber alleine der 
Durchmesser hat ja einen Einfluss auf die Wickelungszahl bzw. vermutlich 
auch noch weitere Einflüsse.

3. Bezüglich der BNA Bedingung 5: ISM-Anwendungen können 
Frequenzbereiche mitbenutzen, die Funkdiensten im Frequenzbereich 9 kHz 
– 300 GHz zugewiesen sind, wenn die für diese Nutzung erforderlichen 
Frequenzen aufgrund des gewünschten physikalischen Effekts vorgegeben 
und nicht frei wählbar sind.

Kann hierbei eine geringe Reichweite bei jedoch guter Durchdringung bzw. 
energiesparendes Receiverdesign gemeint sein? Denn das Signal wird nur 
genutzt um den Gegenpart aufzuwecken und dann auf 433 MHz weiter zu 
machen.

Vielen Dank im Voraus

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Lehrbuchmäßig spricht man davon, dass sich beim Funk die 
elektromagnetische Welle "vom Draht löst" und sich ihre Energie in die 
Ferne verteilt, kapazitive und induktive Felder sind dagegen nur in der 
Nähe zu finden.

von Karl M. (Gast)


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Was soll das sein?

> "Magnetfelder zu messen"

Du meinst vielleicht empfangen?

Unter messen verstehe ich den Wandlungsfaktor eine Antenne zu kennen und 
diese mit einer physikalischen Größe zu vergleichen.

> "Induktives Feld"
Ist hier das elektromagnetische Feld gemeint?

> "3. Bezüglich der BNA Bedingung 5:"

Quelle?

Schau Dir bitte man an, wie eine Antenne, hier eine Dipol-Antenne, den 
elektrischen Teil einer Aussendung aufnimmt.


Zur Wellen/Teilchen-Ausbreitung

Dann kann man sich noch mit dem Begriff Polarisation von 
elektromagnetische Feldern auseinander setzen.

Also die Polarisationsebene des elektrischen Feldes unterscheidet sich 
von der Polarisationsebene des magnetischen Feldes. Zusammen ergibt das 
den Pointing-Vektor.

Im Fernfeld ist immer Beide, also der elektrische und der magnetische 
Teil vorhanden!

Zur Empfangsantennen, die müssen nicht resonant bzgl. der 
Empfangsfrequenz sein, wenn ja gilt die Funktion für den "Schwingkreis":

f = 1/ ( 2 *pi *wurzel(L*C) )

L: Induktivität in Henry [H]
C: Kapazität in Ferrad [F]
pi: die Kreiszahl Pi

Siehe Bilder: https://de.wikipedia.org/wiki/Schwingkreis

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Man unterscheidet zwischen rein induktiven Feldern, also magnetischen 
Wechselfeldern und entsprechenden rein kapazitiven Wechselfeldern, und 
den elektromagnetischen Wellen, die immer beides haben. Etwas 
irreführend ist die Bezeichnung "Magnetantenne" für Ferritstab oder 
Loopantennne, beide empfangen elektromagnetische Wellen.
Ferritantennen sind zum Senden ungünstig, der Stab hat vermutlich hohe 
Verluste. Normalerweise arbeitet man aber bei diesen "Magnetantennen" 
mit passend abgestimmtem Kondensator, also einem Schwingkreis wie es 
auch Karl schrieb.
Ein SDR hat vermutlich 50 Ohm Eingangsimpedanz, je nach Antenne kann das 
diese stark belasten, man braucht noch eine Anpasschaltung dazwischen.

Ein RFID im Langwellenbereich hat eher eine induktive Kopplung, denn die 
elektromagnetische Abstrahlung mit diesen winzigen Antennen hat einen 
winzigen Wirkungsgrad, das meiste geht schon im Sender verloren.

: Bearbeitet durch User
von Günter Lenz (Gast)


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Marc S. schrieb:
>aber bei meinem Versuch eine
>Antenne für den LW/LF Bereich (100-150kHz) zu bauen bin ich über ein
>Problem gestoßen, bei dem ich nicht genau weiß wie die Fachbegriffe
>wären, weshalb eine Google Suche recht unerfolgreich ist.

Die Zauberworte sind Resonanz und Leistungsanpassung.
Das sollte immer das Ziel sein wenn man eine gute Antenne
haben möchte. Gildt bei Empfang und beim Senden.
Eine gute Antenne ist der beste HF-Verstärker.

Karl M. schrieb:
>Zur Empfangsantennen, die müssen nicht resonant bzgl. der
>Empfangsfrequenz sein,

Ja, wenn die Signale stark genug sind funktioniert es auch
wenn die Antenne nicht resonant ist, aber wenn man letzte
an Empfindlichkeit rausholen möchte sollten sie schon
resonant sein. Gleichzeitig werden bei einer resonanten
Antenne Frequenzen unterdrückt die man nicht haben möchte.

Aber was soll denn überhaupt gesendet und empfangen werden,
über welche Entfernung?

von TV-Fritz (Gast)


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Christoph db1uq K. schrieb:
> Man unterscheidet zwischen rein induktiven Feldern, also magnetischen
> Wechselfeldern und entsprechenden rein kapazitiven Wechselfeldern

Schreib nicht so einen Quatsch! Reine Felder bestehen nur aus einer 
Komponente und die sind zwingend ruhend = statisch, also entweder 
elektrisch oder magnetisch:

#1 Rein elektrisch - unbewegte Ladung
https://de.wikipedia.org/wiki/Elektrostatik

#2 rein magnetisch - ruhender Magnet.
https://de.wikipedia.org/wiki/Magnetostatik

Marc S. schrieb:
> Versuch eine Antenne für den LW/LF Bereich (100-150kHz) zu bauen

Die Rundfunkindustrie nutzt seit 70 Jahren Ferritantennen dafür.

Wieso nimmst nicht eine Marc S. schrieb:
> 1. Wie unterscheiden sich ein Induktives Feld und ein
> "elektromagnetisches" (?) Feld?

Ganz grob: ist dasselbe.
induktiv und kapazitiv sind Begriffe, die eine Kopplungsvariante 
(Energie- oder Signalbertragung) bei NF- oder HF-Bauteilen beschreiben, 
z.B. in Trafos, Schwingkreisen oder auch bei HF-Antennen. Im NF-Bereich 
vorwiegend über Spulen + Eisen/Ferrite (VLF bis einige Megahertz), 
darüber vorwiegend über Drähte/Leitungen

https://de.wikipedia.org/wiki/Induktive_Übertragung

https://de.wikipedia.org/wiki/Kapazitive_Kopplung

https://de.wikipedia.org/wiki/Induktionsschleife

Marc S. schrieb:
> 2. Gibt es einfache Theorie bezüglich Helix- oder Ferritstabantennen?

Jain. Äpfel und Birnen. Ferritantennen zählen zu den magnetischen 
Antennen, sie werten den magnetischen (induktiven) Feldanteil aus mit 
ausgeprägter Richtwirkung.

Helixantennen sind UKW-Antennen, die den elektrischen Feldanteil 
auswerten, sind viel größer, für Deine Zwecke eher nicht zutreffend.

Marc S. schrieb:
> 3. Bezüglich der BNA Bedingung 5: ISM-Anwendungen können
> Frequenzbereiche mitbenutzen, die Funkdiensten im Frequenzbereich 9 kHz
> – 300 GHz zugewiesen sind, wenn die für diese Nutzung erforderlichen
> Frequenzen aufgrund des gewünschten physikalischen Effekts vorgegeben
> und nicht frei wählbar sind.

Trifft für Dich nicht zu.

von Stefan M. (derwisch)


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Marc S. schrieb:
> Sorry für die vermutlich triviale Frage

Das sind viele Fragen und sie sind nicht unbedingt trivial.
Man merkt, dass Dein Interesse dich in die richtige "Denkrichtung" 
zwingt.
So soll es auch sein.
Die Grundlagen der Antennentechnik zeigen sich irgendwann von selbst und 
man sieht klarer.
Mit deinen Fragen überholst du dich ( deinen Wissensstand ) momentan 
noch selbst.
So ging es mir auch mal. Bleib dran.

Beschäftige Dich am besten zuerst mit dem Unterschied zwischen E-Feld- 
und H-Feld Antennen.
H-Feld ist die magnetische Komponente ( Loopantenne und 
Ferritstabantenne ).
Erkennbar an geschlossenen Leiterschleifen ( Spule ).

E-Feld steht für die elektrische Feldkomponente ( Dipol, 
Teleskopantenne, Yagiantenne, Wurfdraht etc. ).
Das sind meistens Antennen, bei denen ein Strahlerende in der Luft 
endet.
Es gibt da aber auch Ausnahmen.

Im Lang- und Mittelwellenbereich sind H-Feldantennen üblich, da ( 
resonante )E-Feldantennen schlichtweg gewaltig lang sein müssten ( 
Wellenlänge Lambda ).

: Bearbeitet durch User
von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Ich spreche nicht von statischen Feldern, aber bei Abmessungen sehr 
klein gegen die Wellenlänge im Langwellenbereich sind es vielleicht 
"unreine" Felder, jedenfalls dominiert eines der beiden im Nahfeld:
https://de.wikipedia.org/wiki/Nahfeld_und_Fernfeld_(Antennen)#Nahfeld
je nach Quelle "hohe elektrische Feldstärke ... schwächere magnetische 
Feldstärke" und umgekehrt.
im Fernfeld "sind die magnetische Feldkomponente und die elektrische 
Feldkomponente" (über eine Konstante) "miteinander verknüpft".

von GEKU (Gast)


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Christoph db1uq K. schrieb:
> m Fernfeld "sind die magnetische Feldkomponente und die elektrische
> Feldkomponente" (über eine Konstante) "miteinander verknüpft".

Der Wellenwiderstand des Mediums.

https://de.m.wikipedia.org/wiki/Wellenwiderstand

von TV-Fritz (Gast)


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von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Die 377 Ohm Freiraumwellenwiderstand sind im Wikiartikel ja genannt, ich 
wollte nur herausstellen, dass im Nahfeld der Antennentyp einen Einfluß 
auf das E/H-Verhältnis hat, während es im Fernfeld einen konstanten Wert 
hat, unabhängig von der Antenne. Das wäre meine Erklärung zur Frage in 
der Überschrift.

Die 150kHz entsprechen einer Wellenlänge von 2km, der Begriff Nahfeld 
ist hier entsprechend groß, Wiki nennt z.B: 2 Lambda als Grenze. Dass 
ein RFID nur über ein paar Zentimeter (z.B. mit SDR nachweisbar) sendet, 
ein Langwellensender dagegen in halb Europa zu empfangen ist, liegt 
nicht nur an dessen vielen Kilowatt Sendeleistung sondern vor allem an 
der Antennengröße. Zwar darf ein Hertzscher Dipol winzig gegen die 
Wellenlänge sein, aber das ist ein theoretisches Gebilde ohne 
Verlustwiderstände. Reale RFID-Antennen haben einen miserablen 
Wirkungsgrad.

von Marc S. (darkchaos)


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Christoph db1uq K. schrieb:
> Lehrbuchmäßig spricht man davon, dass sich beim Funk die
> elektromagnetische Welle "vom Draht löst" und sich ihre Energie in die
> Ferne verteilt, kapazitive und induktive Felder sind dagegen nur in der
> Nähe zu finden.

Dann verstehe ich aber dennoch nicht warum viele Sende-Antennen dennoch 
beide Enden des Drahtes angeschlossen haben. Das behindert doch das "vom 
Draht lösen" eigentlich? Oder ist das eine gezielte Nutzung des Nahfelds 
(kapazitiv oder induktiv)?

Karl M. schrieb:
> Quelle?

https://www.bundesnetzagentur.de/SharedDocs/Downloads/DE/Sachgebiete/Telekommunikation/Unternehmen_Institutionen/Frequenzen/Frequenzplan.pdf?__blob=publicationFile&v=12

Christoph db1uq K. schrieb:
> Etwas
> irreführend ist die Bezeichnung "Magnetantenne" für Ferritstab oder
> Loopantennne, beide empfangen elektromagnetische Wellen.
> Ferritantennen sind zum Senden ungünstig, der Stab hat vermutlich hohe
> Verluste. Normalerweise arbeitet man aber bei diesen "Magnetantennen"
> mit passend abgestimmtem Kondensator, also einem Schwingkreis wie es
> auch Karl schrieb.

Das ist in der Tat ein Teil der Verwirrung. Jetzt ist aber dennoch die 
Frage ob ein "loop" (sprich kein "open end") primär den Induktiven- aber 
nicht den Kapazitiviten Teil einer Welle ausstrahlt? (Bzgl Löst sich vom 
Draht)

Günter Lenz schrieb:
> Aber was soll denn überhaupt gesendet und empfangen werden,
> über welche Entfernung?

Hierbei handelt es sich um ein "Wake Up" Signal über vielleicht 20cm. Im 
Prinzip ist es wohl eine "Energiesparfunktion", denn nach dem Senden auf 
~100kHz reagiert der Partner, indem er beginnt auf 433 MHz zu senden.

TV-Fritz schrieb:
> Die Rundfunkindustrie nutzt seit 70 Jahren Ferritantennen dafür.
Weiter oben meinte jemand, dass die Verluste hierfür groß wären, daher 
bin ich verunsichert. Also ich kenne zB die DCF775 Empfangsantennen, 
aber die Sendeantennen sind da ohnehin nicht so wegweisend für mich, 
weil diese ja eine riesige Dimension haben und für große Distanzen 
gebaut sind.

Stefan M. schrieb:
> Beschäftige Dich am besten zuerst mit dem Unterschied zwischen E-Feld-
> und H-Feld Antennen.
> H-Feld ist die magnetische Komponente ( Loopantenne und
> Ferritstabantenne ).
> Erkennbar an geschlossenen Leiterschleifen ( Spule ).
>
> E-Feld steht für die elektrische Feldkomponente ( Dipol,
> Teleskopantenne, Yagiantenne, Wurfdraht etc. ).
> Das sind meistens Antennen, bei denen ein Strahlerende in der Luft
> endet.
> Es gibt da aber auch Ausnahmen.
>
> Im Lang- und Mittelwellenbereich sind H-Feldantennen üblich, da (
> resonante )E-Feldantennen schlichtweg gewaltig lang sein müssten (
> Wellenlänge Lambda ).

Das klärt schon mal sicherlich 80% meiner Verwirrung auf. Und ist es für 
die "Welle" dann egal, ob sie via H-Feld oder E-Feld erzeugt wurde bzw. 
brauche ich nicht eigentlich beides? Es heißt ja "Elektromagnetische 
Welle"?


Zusammenfassung: Da soetwas wie eine gekürzte Vertikalantenne nicht in 
Frage kommt, da selbst lambda / 4 noch im Kilometer Bereich liegt und 
ich immerhin mit einer "Ein Draht Spule" ein ganz schwaches Signal, 
dafür aber immerhin sogar mit der ziemlich exakten Frequenz messen 
konnte, wie könnte ich daraus eine funktionierende Antenne machen:

1. Ich müsste vermutlich das andere Ende des Drahtes auf Masse setzen. 
Ich habe höchstens 30mA zur Verfügung, muss/sollte ich das mit einem 
Widerstand anschließen?

2. Wenn ich einen Ferritkern bräuchte, kann ich die Induktivität 
irgendwie bestimmen?

3. Gibt es (außer der räumlichen Dimension) einen großen Einfluss auf 
Wicklungszahl und Innendurchmesser? Denn aktuell habe ich 1kg Draht, 
137m, 1mm, noch wie er vorgewickelt kam.

Und wie gesagt: Es geht um das Senden innerhalb weniger cm, mit < 100mW 
verfügbarer Leistung.

Das Antennenbuch werde ich mir natürlich noch ansehen, das ist aber noch 
Lektüre für einige Tage :)

von Egon D. (egon_d)


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Marc S. schrieb:

> Christoph db1uq K. schrieb:
>> Lehrbuchmäßig spricht man davon, dass sich beim
>> Funk die elektromagnetische Welle "vom Draht löst"
>> und sich ihre Energie in die Ferne verteilt,
>> kapazitive und induktive Felder sind dagegen nur
>> in der Nähe zu finden.
>
> Dann verstehe ich aber dennoch nicht warum viele
> Sende-Antennen dennoch beide Enden des Drahtes
> angeschlossen haben.

Na, "so viele" sind das gar nicht. Bei Schleifen-
antennen ist es so.


> Das behindert doch das "vom Draht lösen" eigentlich?

Warum sollte?
Das hängt stark vom Verhältnis von Drahtlänge
(=Schleifenumfang) und Wellenlänge ab.


> Oder ist das eine gezielte Nutzung des Nahfelds
> (kapazitiv oder induktiv)?

Gibt es auch -- aber dann ist es eher eine Induktions-
spule und keine Antenne.
Von Antennen sollte man nur sprechen, wenn tatsächlich
nennenswert ins Fernfeld abgestrahlt wird.


> Das ist in der Tat ein Teil der Verwirrung. Jetzt
> ist aber dennoch die Frage ob ein "loop" (sprich
> kein "open end") primär den Induktiven- aber nicht
> den Kapazitiviten Teil einer Welle ausstrahlt?
> (Bzgl Löst sich vom Draht)

Wenn Du vom "Lösen vom Draht" sprichst, dann reden wir
über das Fernfeld -- und dort stehen elektrisches und
magnetisches Feld immer in einem festen Verhältnis
zueinander.


> Günter Lenz schrieb:
>> Aber was soll denn überhaupt gesendet und empfangen
>> werden, über welche Entfernung?
>
> Hierbei handelt es sich um ein "Wake Up" Signal über
> vielleicht 20cm. Im Prinzip ist es wohl eine
> "Energiesparfunktion", denn nach dem Senden auf
> ~100kHz reagiert der Partner, indem er beginnt auf
> 433 MHz zu senden.

Schön.
Und was spricht gegen eine Induktionsschleife für die
100kHz?


> Das klärt schon mal sicherlich 80% meiner Verwirrung
> auf. Und ist es für die "Welle" dann egal, ob sie
> via H-Feld oder E-Feld erzeugt wurde

Das geht nicht.


> bzw. brauche ich nicht eigentlich beides?

Ja.


> Es heißt ja "Elektromagnetische Welle"?

Ja, eben.


> Zusammenfassung: Da soetwas wie eine gekürzte
> Vertikalantenne nicht in Frage kommt, da selbst
> lambda / 4 noch im Kilometer Bereich liegt

Logisch.


> und ich immerhin mit einer "Ein Draht Spule" ein
> ganz schwaches Signal, dafür aber immerhin sogar mit
> der ziemlich exakten Frequenz messen konnte,

Entschuldigung -- was bedeutet bei Dir "Ein Draht Spule"?

Langen Draht zur Spule gewickelt und nur eine Seite
der Spule an den Sender angeschlossen?


> wie könnte ich daraus eine funktionierende Antenne
> machen:

Indem Du keine Antenne , sondern einen offenen
Transformator verwendest.

Du musst ja, wie Du selbst sagst, gar nicht ins
Fernfeld abstrahlen -- eine induktive Ankopplung
(im Nahfeld) genügt doch.


> 1. Ich müsste vermutlich das andere Ende des Drahtes
> auf Masse setzen.

Ja --> geschlossenen Stromkreis herstellen.


> Ich habe höchstens 30mA zur Verfügung, muss/sollte
> ich das mit einem Widerstand anschließen?

Ungünstig.
Besser: Draht lang und dünn machen; viele Windungen
verwenden. 100 Windungen bei 30mA gibt ein Magnetfeld,
dass einem Strom von 3A entspricht.

Üblicher Trick: Schwingkreis aufbauen, ggf. Schwingkreis
anzapfen (z.B. durch geteilten Kondensator). Der
wirksame Strom resultiert aus der Blindleistung, die
im Schwingkreis pendelt.

Der Schwingkreis kann notfalls über einen kleinen
Übertrager zur Impedanzanpassung gespeist werden, wenn
die Anzapfung nicht ausreicht.


> 2. Wenn ich einen Ferritkern bräuchte, kann ich die
> Induktivität irgendwie bestimmen?

Klar: Berechnen oder messen -- aber was wolltest Du
eigentlich wissen?


> 3. Gibt es (außer der räumlichen Dimension) einen
> großen Einfluss auf Wicklungszahl und Innendurchmesser?

???

> Denn aktuell habe ich 1kg Draht, 137m, 1mm, noch wie
> er vorgewickelt kam.

Rahmenspule aufbauen.


> Und wie gesagt: Es geht um das Senden innerhalb
> weniger cm, mit < 100mW verfügbarer Leistung.

Kein Problem.


> Das Antennenbuch werde ich mir natürlich noch
> ansehen, das ist aber noch Lektüre für einige Tage :)

Naja, ich wiederhole mich nur ungern, aber das Problem
ist, dass Du keine Antenne brauchst, sondern einen
offenen Transformator . Dieser darf auf gerne in
Resonanz betrieben werden, um den Strom (und damit das
Magnetfeld) zu maximieren.

von Ludger (Gast)


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schau Dir mal die drahtlosen Sensoren für Herzfrequenzmessung, für 
Fahrrad-Computer an. Die arbeiten mit einer kleinen Batterie und 
erreichen Entfernungen > 1m. Die Antennen sind kleine Ferrit-Spulen.

Ludger

von Günter Lenz (Gast)


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Marc S. schrieb:
>Umgekehrt habe ich versucht mit einer Loopantenne, die für RFID gemacht
>ist, ein Signal zu versenden, doch außer einem höheren Rauschen, wenn
>ich die Loopantenne um die Teleskopantenne des SDR stecke, konnte ich
>nichts erreichen.

Das heißt also du hast die Spule um die Stabantenne gewickelt?
Das kann natürlich nicht funktionieren. Halte dich vor Augen
wie die Feldlinien verlaufen. Die magnetischen und die
elektrischen Feldlinien stehen rechtwinklig zueinander.
Eine vertikale Stabantenne erzeugt oder empfängt horizontale
magnetische Feldlinien und vertikale elektrische Feldlinien.
Wenn du also mit einer Spule auf einen Vertikalstab koppeln
willst, muß die Spule neben den Stab auf Kante stehen und
eine Kante richtung Stab zeigen.

von Marc S. (darkchaos)


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Egon D. schrieb:
> Warum sollte?
> Das hängt stark vom Verhältnis von Drahtlänge
> (=Schleifenumfang) und Wellenlänge ab.

Naja, weil meine Vorstellung von "lösen" war, dass es am Drahtende 
abgestrahlt wird und Schleifen ja keinerlei Ende hätten. Liege ich 
richtig in der Annahme, dass das mit dem Drahtende nur bei einem E-Feld 
so ist, da das Drahtende dann quasi wie eine Platte eines Kondensators 
zu sehen wäre? (Mit dem Unterschied, dass sich die Polung/Ampltiude 
natürlich ändert).

Egon D. schrieb:
> Von Antennen sollte man nur sprechen, wenn tatsächlich
> nennenswert ins Fernfeld abgestrahlt wird.

Gibt es da eine einfache Unterscheidung, ab welcher Entfernung man vom 
Fernfeld spricht? Oben stand ja was von 2 Lambda, dementsprechend wäre 
das natürlich auf jeden Fall Nahfeld, aber ein Induktivfeld wird 
vermutlich nicht so weit reichen.

Egon D. schrieb:
> Und was spricht gegen eine Induktionsschleife für die
> 100kHz?

Einerseits ein Missverständnis meinerseits: Ich bin davon ausgegangen, 
dass Induktionsfelder nur bei "nahezu Kontakt" funktionieren, 
insbesondere bei einer geringen Leistung. Ich denke da an die 
Scheckkarten die als Zugangsberechtigung genutzt werden. Diese dürften 
tatsächlich sogar genau mit dem LF-RFID Standard arbeiten. Da ist es ja 
oft so, dass ein Geldbeutel schon zum Hindernis wird.

Andererseits habe ich ja eine 125kHz Rahmenantenne gekauft, aber hatte 
Probleme überhaupt Signale zu erzeugen, anders als bei

Egon D. schrieb:
> Entschuldigung -- was bedeutet bei Dir "Ein Draht Spule"?
>
> Langen Draht zur Spule gewickelt und nur eine Seite
> der Spule an den Sender angeschlossen?

Genau das. Da hat es funktioniert, wenn auch mit mickrigem Pegel. Also 
funktioniert heißt, ich konnte es mit meinem SDR Dongle überhaupt mal 
messen. Das hatte bei der Rahmenantenne nicht geklappt.

Egon D. schrieb:
> Üblicher Trick: Schwingkreis aufbauen, ggf. Schwingkreis
> anzapfen (z.B. durch geteilten Kondensator). Der
> wirksame Strom resultiert aus der Blindleistung, die
> im Schwingkreis pendelt.
>
> Der Schwingkreis kann notfalls über einen kleinen
> Übertrager zur Impedanzanpassung gespeist werden, wenn
> die Anzapfung nicht ausreicht.

Das könnte auch noch eine Sache sein: Mein Signal wird aktuell mit 
"rpitx" generiert, das ist im Prinzip ein PWM/Rechteck Signal, welches 
über Timer von einem Raspberry pi generiert wird.
Kann es sein, dass die Spule anders angesteuert werden müsste, weil sie 
ja eine Spannung induziert und der Stromverlauf ganz anders ist als die 
Spannung die ich aufbringe? Und dass deswegen der Lange Draht 
funktioniert, weil dieser eben keine/kaum Induktivität hat?

Egon D. schrieb:
>> 3. Gibt es (außer der räumlichen Dimension) einen
>> großen Einfluss auf Wicklungszahl und Innendurchmesser?
>
> ???

Bei der Spule, bei der nur ein Draht angeschlossen ist, habe ich ja 
einen Innendurchmesser, quasi die maximale Größe des Ferritkerns oder 
auch: Der Durchmesser, der den Umfang einer Windung bestimmt. Und ich 
befürchte, dass dieser nicht willkürlich gewählt werden kann, sondern 
auch einen Einfluss hat.

Ein anderer Einfluss ist natürlich: Je größer der Durchmesser, desto 
mehr Drahtlänge kann ich bei weniger Windungen verbauen.

Egon D. schrieb:
> Du musst ja, wie Du selbst sagst, gar nicht ins
> Fernfeld abstrahlen -- eine induktive Ankopplung
> (im Nahfeld) genügt doch.

Vermutlich wieder eine dumme Frage: Eine Stabantenne oder eine Antenne 
im generellen ist auch in der Lage das Nahfeld aufzunehmen?

Günter Lenz schrieb:
> Das heißt also du hast die Spule um die Stabantenne gewickelt?
> Das kann natürlich nicht funktionieren.

Das werde ich nochmal prüfen, ich habe zwar vermutlich in der 
Verzweiflung mit beiden Antennen herumgefuchelt, aber ich werde es 
prüfen. Und "gewickelt" ist relativ, die Rahmenantenne habe ich lose 
über die Stabantenne gelegt, aber ja, im Prinzip schon. Das war aber der 
einzige Weg überhaupt einen Unterschied im Wasserfalldiagramm zu sehen.


Zusammenfassung:
Das heißt also, dass die Rahmenantenne die ich bereits habe 
(https://www.watterott.com/de/125Khz-RFID-Empfaenger-Modul) eigentlich 
perfekt geeignet sein sollte?

Wie könnte ich das dann weiter debuggen? Wie muss ich diese Ansteuern?
Ich habe vermutlich den Fehler gemacht gehabt, sie hinter einem Balun 
anzuschließen. Ich werde es nochmal mit einem unsymmetrischen Signal 
(d.h. Signal und GND) testen. Wie würde ich feststellen wo das Problem 
liegt?
Andererseits KANN das Problem ja wirklich dann nur in der Ansteuerung 
der Antenne/Spule irgendwo liegen.

"Falsch Empfangen" mit dem SDR kann ja (abgesehen von obigem Einwand mit 
der Orthogonalität). Aber der SDR würde in jedem Falle auch eine 
Induktive Kopplung bemerken?

Vielen Dank schonmal für alle bisherigen und zukünftigen Antworten. Funk 
ist so eines der komplexesten Themen die ich kenne :)

von GHz-Nerd (Gast)


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Grundsätzlich unterscheiden sich Funk von der Signalüertragung durch B- 
oder E-Feld durch die Art, wie Energie übertragen wird.

Signale zu Empfangen heisst immer, dass Energie vom Sender in den 
Empfänger "fliesst".

Bei Funk wird Energie vom Sender in den Raum abgestrahlt und ist dann 
"weg". Was danach mit dieser Energie passiert, ist aus Sicht des Senders 
nicht mehr nachvolziehber. Ein kleiner teil davon trifft auf die Antenne 
des empfängers und wird somit aufgeschnappt. Durch grosse bzw gerichtete 
Antennen kann dieser Anteil erhöht werden (Antennengewinn)

Induktive und kapazitive Übertragung ist hingegen eine direkte Kopplung 
zwischen Sender und Empfänger wie z.B beim Trafo. Wenn kein Empfänger 
vorhanden ist, fliesst (im Mitel) auch keine Energie aus dem Sender 
raus(unter Annahme verlustloser Komponenten).
Erst wenn die Empfangsantenne in das Feld kommt, wird Energie vom Sender 
zur Empfänger übertragen. Dies ist je nach Anpassung und Kopplungsgrad 
ein kleiner oder ganz kleiner Anteil:). Mit resonanten und angepassten 
Empfängern kann aber selbst bei sehr loser Kopplung (theoretisch) ein 
hoher Wirkungsgrad erreicht werden.

von GEKU (Gast)


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GHz-Nerd schrieb:
> Grundsätzlich unterscheiden sich Funk von der Signalüertragung durch B-
> oder E-Feld durch die Art, wie Energie übertragen wird.

Besteht nicht zwischen Nah-. und Fernfeld der Unterschied darin, dass es 
beim Fernfeld bei der Energieentnahme keine Rückwirkung auf den Sender 
besteht.

Ein Rundfunkempänger im Fernfeld erhöht den Strom in der Antenne des 
Rundfunksenders nicht. (auch, wenn er sonst vernachlässigt klein wäre)

Speisen im Mikrowellen Herd entnehmen aus dem Nahfeld des 
Mikrowellenherdes Energie und erhöhen den Strom des Magnetrons.

Gleiches gilt für ein Smartphon oder eine Elektrozahnbürste, die auf 
einer kontaktlosen Ladestation abgelegt wird. Beide erhöhen den 
Stromverbrauch.

https://de.m.wikipedia.org/wiki/Nahfeld_und_Fernfeld_(Antennen)

von GEKU (Gast)


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sieh Link

> https://de.m.wikipedia.org/wiki/Nahfeld_und_Fernfeld_(Antennen)

Tabelle Qualitativer Vergleich "Wechselwirkungen "

von Marc S. (darkchaos)


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GHz-Nerd schrieb:
> Induktive und kapazitive Übertragung ist hingegen eine direkte Kopplung
> zwischen Sender und Empfänger wie z.B beim Trafo. Wenn kein Empfänger
> vorhanden ist, fliesst (im Mitel) auch keine Energie aus dem Sender
> raus(unter Annahme verlustloser Komponenten).

Das würde also heißen, dass bei einer Kopplung ich nichts messen konnte 
weil A) der SDR dafür ungeeignet ist und ich daher B) Empfangsseitig 
eine Spule bräuchte?
Dann würde aber bisher definitiv keine Kopplung genutzt, denn ich habe 
mit dem SDR ein Signal aufgefangen, obwohl kein Empfänger ansonsten in 
der Nähe war. Andererseits sind die Sender, die ich "nachbauen" möchte, 
optisch immer runde Spulen.

von GEKU (Gast)


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GHz-Nerd schrieb:
> Wenn kein Empfänger vorhanden ist, fliesst (im Mitel) auch keine Energie
> aus dem Sender raus(unter Annahme verlustloser Komponenten).

Trifft auf einen Mikrowellenherd zu, dessen Garraum leer ist. Ist 
angeblich der Funktion der Mikrowellenherdes abträglich.

von Egon D. (egon_d)


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Marc S. schrieb:

> Egon D. schrieb:
>> Warum sollte?
>> Das hängt stark vom Verhältnis von Drahtlänge
>> (=Schleifenumfang) und Wellenlänge ab.
>
> Naja, weil meine Vorstellung von "lösen" war, dass
> es am Drahtende abgestrahlt wird und Schleifen ja
> keinerlei Ende hätten.

Ach so. Hmm.

Hmm. Nee. Das ist komplizierter. Dafür ist das
Verständnis von Wellenausbreitung und von stehenden
Wellen notwendig.


> Liege ich richtig in der Annahme, dass das mit dem
> Drahtende nur bei einem E-Feld so ist, da das
> Drahtende dann quasi wie eine Platte eines
> Kondensators zu sehen wäre? (Mit dem Unterschied,
> dass sich die Polung/Ampltiude natürlich ändert).

Ja.


> Egon D. schrieb:
>> Von Antennen sollte man nur sprechen, wenn
>> tatsächlich nennenswert ins Fernfeld abgestrahlt
>> wird.
>
> Gibt es da eine einfache Unterscheidung, ab welcher
> Entfernung man vom Fernfeld spricht? Oben stand ja
> was von 2 Lambda,

Ja, das ist so das Übliche.
Physikalisch ist das ja keine scharfe Grenze.


> dementsprechend wäre das natürlich auf jeden Fall
> Nahfeld, aber ein Induktivfeld wird vermutlich nicht
> so weit reichen.

Naja, wie immer im Nahfeld: Das hängt stark von der
geometrischen Gestaltung des... des Bauteiles ab (ich
möchte nicht "Antenne" sagen.) Je größer, desto weiter
wird das Feld reichen.
"Arbeitsentfernung = Schleifendurchmesser" müsste nach
meinem Gefühl immer machbar sein.


> Egon D. schrieb:
>> Und was spricht gegen eine Induktionsschleife für die
>> 100kHz?
>
> Einerseits ein Missverständnis meinerseits: Ich bin
> davon ausgegangen, dass Induktionsfelder nur bei
> "nahezu Kontakt" funktionieren,

Das stimmt ja auch -- aber: "Definiere 'Kontakt'!"

Wenn die Wellenlänge sehr viel größer als die Größe der
Induktionsschleife ist, dann hängt es immer noch von der
absoluten Größe der Induktionsschleife ab, wie weit das
Feld in absoluten Zahlen reicht.


> insbesondere bei einer geringen Leistung. Ich denke
> da an die Scheckkarten die als Zugangsberechtigung
> genutzt werden. Diese dürften tatsächlich sogar
> genau mit dem LF-RFID Standard arbeiten. Da ist es
> ja oft so, dass ein Geldbeutel schon zum Hindernis
> wird.

Sicher -- aber das ist ja zu gewissen Teilen Absicht.
Die Reichweite SOLL ja nicht zu groß sein.


> Andererseits habe ich ja eine 125kHz Rahmenantenne
> gekauft, aber hatte Probleme überhaupt Signale zu
> erzeugen, anders als bei
>
> Egon D. schrieb:
>> Entschuldigung -- was bedeutet bei Dir "Ein Draht
>> Spule"?
>>
>> Langen Draht zur Spule gewickelt und nur eine Seite
>> der Spule an den Sender angeschlossen?
>
> Genau das. Da hat es funktioniert, wenn auch mit
> mickrigem Pegel. Also funktioniert heißt, ich konnte
> es mit meinem SDR Dongle überhaupt mal messen. Das
> hatte bei der Rahmenantenne nicht geklappt.

Das wird an der elektrischen Anpassung liegen: Dein
Sender liefert offenbar im Leerlauf deutlich mehr
Signal als im Kurzschluss. Das kann sein.

Andererseits steht auch die Frage, was für eine Antenne
(bzw. "Antenne") der SDR-Dongle hat.
Es ist gut möglich, dass Du das Signal rein durch
kapazitive Kopplung gesehen hast.


> Egon D. schrieb:
>> Üblicher Trick: Schwingkreis aufbauen, ggf. Schwingkreis
>> anzapfen (z.B. durch geteilten Kondensator). Der
>> wirksame Strom resultiert aus der Blindleistung, die
>> im Schwingkreis pendelt.
>>
>> Der Schwingkreis kann notfalls über einen kleinen
>> Übertrager zur Impedanzanpassung gespeist werden, wenn
>> die Anzapfung nicht ausreicht.
>
> Das könnte auch noch eine Sache sein: Mein Signal wird
> aktuell mit "rpitx" generiert, das ist im Prinzip ein
> PWM/Rechteck Signal, welches über Timer von einem
> Raspberry pi generiert wird.

Hmm. Das ist nicht unbedingt schlimm.


> Kann es sein, dass die Spule anders angesteuert
> werden müsste, weil sie ja eine Spannung induziert
> und der Stromverlauf ganz anders ist als die Spannung
> die ich aufbringe? Und dass deswegen der Lange Draht
> funktioniert, weil dieser eben keine/kaum Induktivität
> hat?

Richtige Richtung.

Folgendes: Es wird Zeit, Betrachtungsweisen der Vierpol-
theorie anzuwenden. Bedeutet konkret: Du hast zwei
verschiedene Baustellen.
Die eine Baustelle ist die elektrische Anpassung
Deines "Antennengebildes" an den Sender. Man strebt
im Regelfalle einen Punkt in der Nähe der Leistungs-
anpassung an -- wobei man dabei nicht überkorrekt sein
muss. Elektrische Resonanz ist in vielen Fällen günstig.

Die andere Baustelle ist die Formung des Feldes durch
passende geometrische Gestaltung des Strahlers.
Dummerweise wirkt Baustelle 2 auf Baustelle 1 zurück :)


> Egon D. schrieb:
>>> 3. Gibt es (außer der räumlichen Dimension) einen
>>> großen Einfluss auf Wicklungszahl und Innendurchmesser?
>>
>> ???
>
> Bei der Spule, bei der nur ein Draht angeschlossen ist,
> habe ich ja einen Innendurchmesser, quasi die maximale
> Größe des Ferritkerns oder auch: Der Durchmesser, der
> den Umfang einer Windung bestimmt. Und ich befürchte,
> dass dieser nicht willkürlich gewählt werden kann,
> sondern auch einen Einfluss hat.

Naja, in der Spule, bei der nur ein Draht angeschlossen
ist, dürfte ja der reinen Lehre nach überhaupt kein
Strom fließen. Also sollten die induktiven Eigenschaften
kaum eine Rolle spielen, weil diese Spule eigentlich
nur als etwas merkwürdig gebaute Kondensatorplatte wirken
kann.
Du hättest wahrscheinlich ebenso einen Konservendosendeckel
oder eine versilberte Weihnachtsbaumkugel dort anschließen
können.


> Egon D. schrieb:
>> Du musst ja, wie Du selbst sagst, gar nicht ins
>> Fernfeld abstrahlen -- eine induktive Ankopplung
>> (im Nahfeld) genügt doch.
>
> Vermutlich wieder eine dumme Frage: Eine Stabantenne
> oder eine Antenne im generellen ist auch in der Lage
> das Nahfeld aufzunehmen?

Ja, selbstverständlich.

Allerdings: Im Fernfeld ist es berechtigt, pauschal von
der "elektromagnetischen Welle" zu sprechen, die man
sich richtigerweise als unteilbares Ganzes von elektrischer
und magnetische Feldkomponente vorstellt.

Den gesamten Übertragungsprozess sieht man als aus zwei
unabhängigen Teile bestehend an: Die Sendeantenne koppelt
den Sender an den Freiraum an und strahlt die Welle ab.
Die Empfangsantenne koppelt den Freiraum an den Empfänger
an und empfängt die Welle. Der Empfänger wirkt aber
NICHT auf den Sender zurück. Die Welle wird in jedem
Falle abgestrahlt -- egal, ob ein Empfänger vorhanden
ist oder nicht.

Im Nahfeld muss man darüber nachdenken, ob man das
elektrische oder das magnetische Nahfeld meint. Eine
Stabantenne an einem hochohmigen Empfänger hat sehr
wenig Einfluss auf das magnetische Feld; eine Rahmen-
antenne lässt sich -- je nach Bauweise -- fast
unempfindlich gegen elektrische Nahfelder gestalten.

Wenn aber zwei elektrische -- oder zwei magnetische --
Bauteile vorhanden sind, dann kommt eine Übertrag zu
Stande. Beide Bauteile stehen in Wechselwirkung --
das heißt, der Sender kann SEHR WOHL merken, ob eine
Empfangselektrode vorhanden ist oder nicht!


> Zusammenfassung:
> Das heißt also, dass die Rahmenantenne die ich bereits habe
> (https://www.watterott.com/de/125Khz-RFID-Empfaenger-Modul) eigentlich
> perfekt geeignet sein sollte?

Nun ja, das ist nicht nur eine Antenne, sondern ein
komplettes Modul.
Der flache dunkelgrüne Kaugummi auf dem Modul wird der
Kondensator sein, der die Rahmenantenne zu einem
kompletten Schwingkreis ergänzt, damit die Anpassung
nicht völlig im Eimer ist :)


> Wie könnte ich das dann weiter debuggen? Wie muss ich
> diese Ansteuern? Ich habe vermutlich den Fehler gemacht
> gehabt, sie hinter einem Balun anzuschließen.

Naja, meiner Meinung nach machst Du den Fehler, alles
hartnäckig zu ignorieren, was hier über "Anpassung" und
über "Resonanz" gesagt wird.

Richtige "Fernfeld-Antennen" werden -- wenn möglich --
über die passend gewählte Baugröße angepasst. Damit
schlägt man zwei Fliegen mit einer Klappe: Die Antenne
wird anständig an den Freiraum angepasst, und aufgrund
ihrer Resonanz stellt sie (im Idealfall) elektrisch
einen reinen Wirkwiderstand dar, der auch elektrisch
perfekt an den Sender angepasst ist.

Man kann aber von diesem Idealfall auch abweichen; das
ist häufig notwendig, weil man die theoretisch nötige
Antennengröße nicht erreichen kann. Dann baut man
Verlängerungsspulen oder Dachkapazitäten an die Antenne
an, um trotz unzureichender geometrischer Abmessungen
wenigstens elektrische Resonanz zu erreichen. Der
Wirkungsgrad (d.h. der tatsächlich im Fernfeld
abgestrahlte Anteil) geht natürlich langsam, aber sicher
in den Keller, weil die Anpassung der Antenne an den
Freiraum immer schlechter wird -- aber man kann wenigstens
überhaupt senden. Die elektrische Anpassung an den Sender
bleibt (einigermaßen) erhalten.

Wenn man das noch weiter treibt, kommt man bei rein
induktiver bzw. kapazitiver Kopplung im Nahfeld an.

Auch wenn kaum im Fernfeld abgestrahlt wird, will man
ja aber möglichst doch Resonanz bzw. Anpassung haben,
damit der Wirkungsgrad nicht zu erbärmlich wird.

Du tust aber so, also könnte man mit einer Antenne
belieber Größe beliebige Frequenzen abstrahlen oder
empfangen.
Das geht auch -- aber mit beliebig schlechtem
Wirkungsgrad.


> Aber der SDR würde in jedem Falle auch eine Induktive
> Kopplung bemerken?

Der SDR allein bemerkt überhaupt nichts. Er empfängt,
was seine Antenne empfängt.

Wenn Du eine kurze Stabantenne anschließt, wird die
Empfindlichkeit für das Magnetfeld nahe Null sein.
(Trotzdem kann dieser Rest u.U. noch ausreichend für
Deine Zwecke sein.)

von Günter Lenz (Gast)


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Marc S. schrieb:
>bei meinem Versuch eine
>Antenne für den LW/LF Bereich (100-150kHz) zu bauen bin ich über ein
>Problem gestoßen,

Vielleicht liegt das Problem ganz woanders. Ist der Empfänger
denn überhaupt in der Lage die 100-150kHz zu empfangen, ist
er dafür konstruiert? Wie ist seine Eingangsimpedanz?
Wir wissen es nicht. Wenn du zum Beispiel ein UKW-Empfänger
hast und schließt da eine Mittelwellenantenne an, kannst
du an der Antenne noch soviel rumdoktern, der wird nie
Mittelwellenfrequenzen empfangen können.

von eric (Gast)


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Egon D. schrieb

und schrieb
und schrieb
und schrieb sich fast die Finger wund.

Ob das wohl einer liest?

von Marc S. (darkchaos)


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Egon D. schrieb:
> Das wird an der elektrischen Anpassung liegen: Dein
> Sender liefert offenbar im Leerlauf deutlich mehr
> Signal als im Kurzschluss. Das kann sein.
>
> Andererseits steht auch die Frage, was für eine Antenne
> (bzw. "Antenne") der SDR-Dongle hat.
> Es ist gut möglich, dass Du das Signal rein durch
> kapazitive Kopplung gesehen hast.

Mehr als "Teleskop(stab)antenne" kann ich dazu nicht sagen, auch Amazon 
nicht. Wobei dazwischen auch noch der "Ham It Up!" Upconverter liegt, 
weil der SDR Dongle natürlich nicht unter 2 MHz kann und daher +125MHz 
Upconverted wird.

Egon D. schrieb:
> Die eine Baustelle ist die elektrische Anpassung
> Deines "Antennengebildes" an den Sender. Man strebt
> im Regelfalle einen Punkt in der Nähe der Leistungs-
> anpassung an -- wobei man dabei nicht überkorrekt sein
> muss. Elektrische Resonanz ist in vielen Fällen günstig.
>
> Die andere Baustelle ist die Formung des Feldes durch
> passende geometrische Gestaltung des Strahlers.
> Dummerweise wirkt Baustelle 2 auf Baustelle 1 zurück :)

Das heißt, wenn ich oben verlinkte Rahmenantenne nehme, bin ich 
hauptsächlich durch Baustelle 1 noch behindert.

Die Frage ist natürlich (siehe unten), ob und wie ich den vorhandenen 
Circuit übernehmen könnte oder ob ich die Anpassung nochmals manuell 
vornehmen muss. Ich hatte die Antenne "alleine" genutzt, d.h. den 
Stecker abgesteckt, da das Modul ja das RFID Protokoll anwendet und ich 
gewissermaßen "Raw" Access bräuchte.

Egon D. schrieb:
> Also sollten die induktiven Eigenschaften
> kaum eine Rolle spielen, weil diese Spule eigentlich
> nur als etwas merkwürdig gebaute Kondensatorplatte wirken
> kann.

Heißt aber, dass es bei einer Rahmenantenne zB oder selbst einer 
"vollen" Spule sehr wohl eine Rolle spielen würde.
Doofe Frage: wäre es denn möglich, diesen merkwürdigen Kondensator so zu 
wickeln, dass er lambda/4 hat und dann als E-Feld "Antenne" wirkt? Macht 
hier natürlich keinen Sinn aufgrund der hohen Wellenlänge, aber für 
50-150 MHz wäre das wohl sicherlich eine Alternative?

Egon D. schrieb:
> Im Nahfeld muss man darüber nachdenken, ob man das
> elektrische oder das magnetische Nahfeld meint. Eine
> Stabantenne an einem hochohmigen Empfänger hat sehr
> wenig Einfluss auf das magnetische Feld; eine Rahmen-
> antenne lässt sich -- je nach Bauweise -- fast
> unempfindlich gegen elektrische Nahfelder gestalten.

Demnach könnte es sein, dass eine elektrische Kopplung besteht und ich 
das daher mit der Stabantenne messe und meine (magnetisch koppelnde) 
Rahmenantenne im Nahfeld nichts ausrichtet (aber im Fernfeld dies schon 
tun würde?). Natürlich könnte es auch magnetisch gekoppelt sein und die 
Stabantenne nimmt es trotzdem auf, das weiß ich nicht wirklich. Es sei 
denn ich würde mal die Rahmenantenne an den SDR anschließen und schauen, 
ob da die Pegel deutlich höher sind?

Egon D. schrieb:
> Naja, meiner Meinung nach machst Du den Fehler, alles
> hartnäckig zu ignorieren, was hier über "Anpassung" und
> über "Resonanz" gesagt wird.

Das bitte ich zu verzeihen, da das alles für mich komplexe Themen sind, 
verliere ich den Überblick und weiß auch nicht an welcher Baustelle ich 
bin (unter anderem da ich natürlich auch viele andere Facts gelernt 
habe).
Außerdem dachte ich beim Wort Schwingkreis zunächst an die Erzeugung des 
Carriers, die ja aber bei mir softwareseitig stattfindet und irrelevant 
ist.

Egon D. schrieb:
> Du tust aber so, also könnte man mit einer Antenne
> belieber Größe beliebige Frequenzen abstrahlen oder
> empfangen.
> Das geht auch -- aber mit beliebig schlechtem
> Wirkungsgrad.

Das und das Thema Resonanz hatte ich eben nicht bei der 433 MHz 
"Antenne", die wirklich nur ein 15-16cm langes Jumper Wire war, einfach 
abgeschnitten und mit einem Draht vertikal fixiert. Dort brauchte ich 
weder eine Anpassung noch war die Größe relevant (UKW Radio ging auch 
ganz gut).

Um das mal für mich selbst zu rekapitulieren: In dem Falle war keine 
Anpassung notwendig, da ein kurzes Stück Draht kaum Induktivität oder 
Kapazität hatte und damit auch unabhängiger von der Frequenz wird (eben 
weil man nicht viel Anpassen muss)

Ich habe mich jetzt mal 
http://www.dk6nr.darc.de/AntKabel/AntKabel/DK6NR-Vortrag2.pdf hier 
eingelesen bzgl. der Resonanz und klar: Meine Spule gibt die 
Induktivität vor und ich müsste einen Kondensator dazu schalten. Ist es 
hierbei wirklich egal ob in Reihe oder Parallel? Ich hätte erwartet, 
dass sich die Formeln da unterscheiden.

Nun zum Praxis Teil: Wie würde ich am besten vorgehen? Ich würde ungern 
beim Vorhandenen RFID Modul irgendwo ein Kabel anlöten sondern eher an 
die Antenne bzw den GPIO noch einen Kondensator anbringen.

Macht das Sinn oder muss ich da noch mehr beachten? Unsicher bin ich mir 
hierbei jedoch bzgl. der Induktivität und der Kapazität. Ich weiß 
vermutlich weder das eine noch das andere und es ist nicht trivial zu 
messen und lässt sich sonst nur sehr grob (weil Wicklungszahl unbekannt) 
schätzen.

So gesehen wäre es vermutlich am besten, ich nehme den Draht den ich 
gekauft habe (hat allerdings 1mm Durchmesser und ist damit viel dicker) 
und spanne meine eigene Rahmenantenne. Dort kann ich dann auch mit einem 
größeren Durchmesser auch eine größere Reichweite erreichen und die 
Induktivität ist aus dem Datenblatt ablesbar bzw die Windungszahl genau 
bekannt. Aber das ist natürlich mehr Arbeit als an eine perfekt dafür 
gebaute Antenne einfach einen Kondensator anzulöten.

Im Bereich Impedanz war ich bei obigem Artikel noch ein wenig 
überfordert, aber ich nehme an das ist hier sowieso nicht ganz so 
relevant, da ich ohnehin nicht mal nahe der lambda/4 liege und auch 
keinen perfekten Wirkungsgrad benötige.

Günter Lenz schrieb:
> Vielleicht liegt das Problem ganz woanders. Ist der Empfänger
> denn überhaupt in der Lage die 100-150kHz zu empfangen, ist
> er dafür konstruiert? Wie ist seine Eingangsimpedanz?
> Wir wissen es nicht. Wenn du zum Beispiel ein UKW-Empfänger
> hast und schließt da eine Mittelwellenantenne an, kannst
> du an der Antenne noch soviel rumdoktern, der wird nie
> Mittelwellenfrequenzen empfangen können.

Die Situation ist, dass ich bereits einen (Blackbox) Sender und einen 
Empfänger habe und die Kommunikation auch mit meinem SDR mitbekomme. Das 
Ziel ist nun aber, mit einem Raspberry Pi den Sende-Part zu übernehmen. 
Über die Spezifikationen weiß ich natürlich trotzdem nichts (z.B. die 
Impedanz)

von Egon D. (egon_d)


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Marc S. schrieb:

> Egon D. schrieb:
>> Andererseits steht auch die Frage, was für eine Antenne
>> (bzw. "Antenne") der SDR-Dongle hat.
>> Es ist gut möglich, dass Du das Signal rein durch
>> kapazitive Kopplung gesehen hast.
>
> Mehr als "Teleskop(stab)antenne" kann ich dazu nicht sagen,
> [...]

Ah okay. Das genügt ja auch schon.

Im Nahfeld wirkt das Ding als Kondensatorplatte; der
Empfängereingang wird hochohmig sein.


> Wobei dazwischen auch noch der "Ham It Up!" Upconverter
> liegt, weil der SDR Dongle natürlich nicht unter 2 MHz
> kann und daher +125MHz Upconverted wird.

Hmpf.
Und was hat DER für eine Antenne?


> Egon D. schrieb:
>> Die eine Baustelle ist die elektrische Anpassung
>> Deines "Antennengebildes" an den Sender. Man strebt
>> im Regelfalle einen Punkt in der Nähe der Leistungs-
>> anpassung an -- wobei man dabei nicht überkorrekt sein
>> muss. Elektrische Resonanz ist in vielen Fällen günstig.
>>
>> Die andere Baustelle ist die Formung des Feldes durch
>> passende geometrische Gestaltung des Strahlers.
>> Dummerweise wirkt Baustelle 2 auf Baustelle 1 zurück :)
>
> Das heißt, wenn ich oben verlinkte Rahmenantenne nehme,
> bin ich hauptsächlich durch Baustelle 1 noch behindert.

Ja.


> Die Frage ist natürlich (siehe unten), ob und wie ich
> den vorhandenen Circuit übernehmen könnte oder ob ich
> die Anpassung nochmals manuell vornehmen muss. Ich
> hatte die Antenne "alleine" genutzt, d.h. den Stecker
> abgesteckt, da das Modul ja das RFID Protokoll anwendet
> und ich gewissermaßen "Raw" Access bräuchte.

Ahh... Moment. Korrigiere mich, wenn ich Dich falsch
verstanden habe:

Auf der Sendeseite hast Du nur einen Raspberry Pi, der
mit 125kHz an einem Portbit wackelt. Dort hast Du die
Rahmenantenne angeschlossen -- und zwar NUR die Rahmen-
antenne selbst, ohne Schwingkreiskondensator o.ä.

Auf der Empfangsseite hast Du eine mir bis jetzt noch
unbekannte Antenne vor dem Upconverter; der setzt das
Signal auf 125MHz hoch, und die werden dann über die
Stabantenne vom SDR empfangen.

Bis hierher richtig?


> Egon D. schrieb:
>> Also sollten die induktiven Eigenschaften kaum eine
>> Rolle spielen, weil diese Spule eigentlich nur als
>> etwas merkwürdig gebaute Kondensatorplatte wirken
>> kann.
>
> Heißt aber, dass es bei einer Rahmenantenne zB oder
> selbst einer "vollen" Spule sehr wohl eine Rolle
> spielen würde.

Was "es"?

Wenn Du die kleine Rahmenantenne einpolig an den Pi
anschließt und den anderen Anschluss der Antenne einfach
frei lässt, wirkt sie nur als Kondensatorplatte --
zumindest bei 125kHz.
Wenn Du einen Pol auf das Portbit und den anderen an
GND anschließt, fabrizierst Du vermutlich einen
Kurzschluss, weil die Induktivität für 125kHz viel zu
klein sein wird.


> Doofe Frage: wäre es denn möglich, diesen merkwürdigen
> Kondensator so zu wickeln, dass er lambda/4 hat und
> dann als E-Feld "Antenne" wirkt?

Hmmja, im Prinzip geht so etwas, ja.


> Macht hier natürlich keinen Sinn aufgrund der hohen
> Wellenlänge,

Ja, eben.


> aber für 50-150 MHz wäre das wohl sicherlich eine
> Alternative?

Technisch machbar ist es sicherlich, aber ob es
vorteilhaft ist, steht auf einem anderen Blatt. -- Ach
so, das läuft vermutlich auf eine Stabantenne mit
Verlängerungsspule hinaus.


> Egon D. schrieb:
>> Im Nahfeld muss man darüber nachdenken, ob man das
>> elektrische oder das magnetische Nahfeld meint. Eine
>> Stabantenne an einem hochohmigen Empfänger hat sehr
>> wenig Einfluss auf das magnetische Feld; eine Rahmen-
>> antenne lässt sich -- je nach Bauweise -- fast
>> unempfindlich gegen elektrische Nahfelder gestalten.
>
> Demnach könnte es sein, dass eine elektrische Kopplung
> besteht und ich das daher mit der Stabantenne messe

Darauf wollte ich hinaus, ja.


> und meine (magnetisch koppelnde) Rahmenantenne im
> Nahfeld nichts ausrichtet

Richtig. Das Wesentliche an einer Spule ist ja nicht,
dass da Draht aufgewickelt ist, sondern dass durch den
Draht auch STROM fließt.
Wenn Du den Rahmen aber nur einpolig anschließt, ist
genau das nicht gegeben. Er KANN also nur rein
elektrisch wirken.


> (aber im Fernfeld dies schon tun würde?).

Unwahrscheinlich. Nicht bei 125kHz. Dazu scheint mir das
Missverhältnis von Rahmengröße und Wellenlänge zu krass.

Er kann allenfalls im Nahfeld als offener Transformator
wirken.


> Natürlich könnte es auch magnetisch gekoppelt sein
> und die Stabantenne nimmt es trotzdem auf, das weiß
> ich nicht wirklich. Es sei denn ich würde mal die
> Rahmenantenne an den SDR anschließen und schauen,
> ob da die Pegel deutlich höher sind?

Im Prinzip richtig -- aber Du müsstest natürlich auf
BEIDEN Seiten die Rahmenantenne ZWEIPOLIG anschließen,
sonst bleiben es halt nur aufgewickelte Stabantennen.

Das wiederum könnte an der Fehlanpassung scheitern
--> Kurzschluss.


> Außerdem dachte ich beim Wort Schwingkreis zunächst
> an die Erzeugung des Carriers, die ja aber bei mir
> softwareseitig stattfindet und irrelevant ist.

Nein, das ist ein Irrtum.

Schwingkreise werden (auch) für die Impedanzanpassung
verwendet. Voraussetzung ist natürlich Resonanz.
Anpassung wirkt sich direkt auf die Reichweite aus.

Mit 30mA "Sendestrom" lassen sich problemlos 3A
Antennenstrom erreichen.


> Egon D. schrieb:
>> Du tust aber so, also könnte man mit einer Antenne
>> belieber Größe beliebige Frequenzen abstrahlen oder
>> empfangen.
>> Das geht auch -- aber mit beliebig schlechtem
>> Wirkungsgrad.
>
> Das und das Thema Resonanz hatte ich eben nicht bei
> der 433 MHz "Antenne",

Doch -- Du hast es nur nicht gemerkt.


> die wirklich nur ein 15-16cm langes Jumper Wire war,
> einfach abgeschnitten und mit einem Draht vertikal
> fixiert.

Wir rechnen: 433MHz sind 70cm Wellenlänge; eine
Lambda/2-Dipol besteht also aus zwei Schenkeln von
je 17cm Länge --> fast eine Punktlandung.

> Dort brauchte ich weder eine Anpassung noch war die
> Größe relevant (UKW Radio ging auch ganz gut).

Na klar -- weil das Missverhältnis von 3m Wellenlänge
zu 15cm Antennenlänge weniger krass ist als das von
660m Wellenlänge zu 15cm Antennelänge.

UKW-Radios sind außerdem relativ empfindlich.


> Ich habe mich jetzt mal
> http://www.dk6nr.darc.de/AntKabel/AntKabel/DK6NR-Vortrag2.pdf
> hier eingelesen bzgl. der Resonanz und klar: Meine Spule
> gibt die Induktivität vor und ich müsste einen Kondensator
> dazu schalten.

Richtig.


> Ist es hierbei wirklich egal ob in Reihe oder Parallel?

Nein.


> Ich hätte erwartet, dass sich die Formeln da unterscheiden.

Nein, die Formeln für die Resonanz unterscheiden sich
nicht -- die Impedanzen der Schwingkreise aber sehr wohl.


> Nun zum Praxis Teil: Wie würde ich am besten vorgehen?
> Ich würde ungern beim Vorhandenen RFID Modul irgendwo
> ein Kabel anlöten sondern eher an die Antenne bzw den
> GPIO noch einen Kondensator anbringen.

Ja, klingt vernünftig.


> Macht das Sinn oder muss ich da noch mehr beachten?

Vernünftigen Kondensator nehmen: KEINEN Elko, möglichst
KEINEN KerKo mit X7R oder ähnlichem Kehricht.

KerKo mit C0G geht -- aber da wirst Du mehrere Schaufeln
davon brauchen. Es wird auf Wickelkondensatoren hinaus-
laufen.
Welcher Typ Kunststofffolie das im Detail ist, sollte
nicht kriegsentscheidend sein; die sind alle ziemlich
hochwertig.


> Unsicher bin ich mir hierbei jedoch bzgl. der Induktivität
> und der Kapazität. Ich weiß vermutlich weder das eine
> noch das andere und es ist nicht trivial zu messen und
> lässt sich sonst nur sehr grob (weil Wicklungszahl
> unbekannt) schätzen.

Ach komm... das ist kein Hexenwerk:
1. Drahtdurchmesser messen oder schätzen; Widerstandsbelag
   nachschlagen; ohmschen Widerstand der Rahmenantenne
   messen; gemessenen Widerstand durch Widerstandsbelag
   dividieren --> Drahtlänge in Metern. Jetzt noch den
   Umfang des Rahmens bestimmen und die Windungszahl
   ausrechnen.
2. Alternative: Parallelschwingkreis aufbauen, hochohmig
   aus Signalgenerator speisen, Oszi parallel zum
   Schwingkreis anschließen, Frequenz so variieren, dass
   maximale Amplitude erreicht wird --> Resonanzfrequenz.


> So gesehen wäre es vermutlich am besten, ich nehme den
> Draht den ich gekauft habe (hat allerdings 1mm Durchmesser
> und ist damit viel dicker) und spanne meine eigene
> Rahmenantenne. Dort kann ich dann auch mit einem
> größeren Durchmesser auch eine größere Reichweite
> erreichen und die Induktivität ist aus dem Datenblatt
> ablesbar bzw die Windungszahl genau bekannt. Aber das ist
> natürlich mehr Arbeit als an eine perfekt dafür
> gebaute Antenne einfach einen Kondensator anzulöten.

Sicher, das kannst Du auch machen.
Wenn Windungszahl und Abmessungen bekannt sind, kann man
die Induktivität recht einfach berechnen.
Formel müsste ich im Rint nachschlagen.


> Im Bereich Impedanz war ich bei obigem Artikel noch ein
> wenig überfordert,

Das ist auch relativ komplex.


> aber ich nehme an das ist hier sowieso nicht ganz so
> relevant, da ich ohnehin nicht mal nahe der lambda/4
> liege

Nee, das sind zwei verschiedene Teilthemen.

Wenn die Antenne schon durch ihre Geometrie in Resonanz
ist, hat man zwei Fliegen mit einer Klappe erschlagen:
Die Antenne ist perfekt an den Freiraum angepasst, UND
die Antenne ist gleichzeitig ein reiner Wirkwiderstand,
was die Anpassung an die Zuleitung stark vereinfacht.

Wenn die Antenne NICHT "freiwillig" in Resonanz ist,
kann man sie immer noch zum Bestandteil eines Schwing-
kreises machen und diesen in Resonanz bringen. Die
Anpassung an den Freiraum ist dann schlechter, d.h. die
Verluste sind höher, aber die die Anpassung an die
Zuleitung hat man trotzdem noch. Der Sender dankt es Dir :)

> und auch keinen perfekten Wirkungsgrad benötige.

Das stimmt sicher. Es hilft aber, wenn man wenigstens
nicht MEILENWEIT danebenliegt.

von Guten Morgen! (Gast)


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eric schrieb:
> Ob das wohl einer liest?

Nö.

von Günter Lenz (Gast)


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Egon D. schrieb:
>Auf der Sendeseite hast Du nur einen Raspberry Pi, der
>mit 125kHz an einem Portbit wackelt. Dort hast Du die
>Rahmenantenne angeschlossen -- und zwar NUR die Rahmen-
>antenne selbst, ohne Schwingkreiskondensator o.ä.

Sowas würde ich nicht machen, da hätte ich Angst um den
Raspberry Pi, eine Pufferstufe sollte schon
nachgeschaltet werden. Und dann würde ich Resonanz
und Anpassung herstellen. Anpassung durch eine
Anzapfung der Wicklung, oder mit einem kapazitiven
Spannungsteiler.

Marc S. schrieb:
>Ist es
>hierbei wirklich egal ob in Reihe oder Parallel? Ich hätte erwartet,
>dass sich die Formeln da unterscheiden.

Ein Parallelschwingkreis ist bei Resonanz sehr hochohmig,
ein Reihenschwingkreis ist bei Resonanz fast ein Kurzschluß.
Für beides gilt die Schwingkreisformel.


Guten Morgen! schrieb:
>eric schrieb:
>> Ob das wohl einer liest?
>
>Nö.

Ja, ich zum Beispiel.

von Marc S. (darkchaos)


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So, dank der großen Hilfe habe ich jetzt ein größeres Verständnis und 
kann denke ich meine eigene Frage wie folgt beantworten:

Zunächst gibt es Antennen, die eher für die magnetische Komponente 
(Rahmenantennen) oder eher für die elektrische/kapazitive Komponente 
(Stabantennen) empfänglich sind. Es kann aber trotzdem ein 
"Übersprechen" geben, so dass eine eigentlich 100% magnetische Antenne 
auch ein wenig elektrische Komponenten aufnehmen kann, je nach 
Präzision/Wechselwirkung/etc

Im Fernfeld ist das egal, dort existieren immer beide Komponenten: 
magnetisch und elektrisch, deswegen heißt es auch elektromagnetische 
Welle.

Unterscheiden muss man jedoch im Nahfeld: Dort spricht man von einer 
Kopplung und dort müssen beide Seiten auf das gleiche reagieren 
(Magnetisch und magnetisch, z.B.), da die jeweils andere Komponente erst 
beim Übergang in das Fernfeld "entsteht"(?). Das wäre zB das aus dem 
Titel genannte Induktive Feld.

Resonanz: Wenn die Antenne geometrisch lambda/2 oder lambda/4 hat, so 
ist sie aufgrund dessen resonant. Wenn sie dies nicht ist, so kann man 
sie zum resonieren bringen, in dem man geeignete Cs und Ls dazu schaltet 
(je nach Typ der Antenne: Spulenantenne -> Cs, Elektrische Antenne -> 
Ls).

Demnach war meine Aussage oben, dass die 433 MHz keine Anpassung 
brauchten weil L und C klein sind falsch, es war schon resonant aufgrund 
der Geometrie. (Wobei vermutlich das trotzdem ein Argument wäre, wenn 
die Geometrie nicht stimmen würde).


Soweit so gut, nun zu den Antworten und der Situation:

Günter Lenz schrieb:
> Ein Parallelschwingkreis ist bei Resonanz sehr hochohmig,
> ein Reihenschwingkreis ist bei Resonanz fast ein Kurzschluß.
> Für beides gilt die Schwingkreisformel.

Tatsächlich hätte ich wenn das Gegenteil mir abgeleitet aus dem ohmschen 
Gesetz, das ja hier aber keine Anwendung findet :D
Und wann benötige ich welche Impedanz bzw was ist erstrebenswert?

Egon D. schrieb:
>> Wobei dazwischen auch noch der "Ham It Up!" Upconverter
>> liegt, weil der SDR Dongle natürlich nicht unter 2 MHz
>> kann und daher +125MHz Upconverted wird.
>
> Hmpf.
> Und was hat DER für eine Antenne?

Der hat besagte Teleskopstabantenne, eigentlich ist er ziemlich 
transparent für die Betrachtung, abgesehen von der Impedanz: Die 
Stabantenne ist an den Ham It Up! angeschlossen, welcher einen SMA 
Ausgang hat, der dann direkt in den SDR geht.

Egon D. schrieb:
> Auf der Sendeseite hast Du nur einen Raspberry Pi, der
> mit 125kHz an einem Portbit wackelt. Dort hast Du die
> Rahmenantenne angeschlossen -- und zwar NUR die Rahmen-
> antenne selbst, ohne Schwingkreiskondensator o.ä.
>
> Auf der Empfangsseite hast Du eine mir bis jetzt noch
> unbekannte Antenne vor dem Upconverter; der setzt das
> Signal auf 125MHz hoch, und die werden dann über die
> Stabantenne vom SDR empfangen.

Nahezu richtig: Das mit der Antenne habe ich ja gerade geschrieben und 
dieser Aufbau ist eigentlich auch nur von mir um zu verifizieren, dass 
alles funktioniert. Der eigentliche Empfänger ist eine Blackbox, aber 
ich muss ja etwas "sehen" um festzustellen ob es an der Übertragung oder 
den Daten liegt, aktuell noch an ersterem.

Aber das mit dem Pi stimmt. Aber die Rahmenantenne auch schon in 
verschiedenen Konstellationen, d.h. auch zw. Pin und GND (Kurzschluss) 
und hinter einem von Amazon gekauften Balun.

Egon D. schrieb:
>> Heißt aber, dass es bei einer Rahmenantenne zB oder
>> selbst einer "vollen" Spule sehr wohl eine Rolle
>> spielen würde.
>
> Was "es"?

Der Innendurchmesser würde eine Rolle spielen, wenn man alles richtig 
macht. Sprich: Bei Spulen/Magnet-"Antennen" schon, bei E-Antennen nicht.

Egon D. schrieb:
> Wenn Du einen Pol auf das Portbit und den anderen an
> GND anschließt, fabrizierst Du vermutlich einen
> Kurzschluss, weil die Induktivität für 125kHz viel zu
> klein sein wird.

Heißt das ich bräuchte am besten noch einen Schutzwiderstand? Die 
Induktivität kann ich ja so spontan nicht erhöhen, außer eben selbst 
eine Antenne wickeln und auch da unterliege ich ja gewissen Grenzen.

Egon D. schrieb:
>> Natürlich könnte es auch magnetisch gekoppelt sein
>> und die Stabantenne nimmt es trotzdem auf, das weiß
>> ich nicht wirklich. Es sei denn ich würde mal die
>> Rahmenantenne an den SDR anschließen und schauen,
>> ob da die Pegel deutlich höher sind?
>
> Im Prinzip richtig -- aber Du müsstest natürlich auf
> BEIDEN Seiten die Rahmenantenne ZWEIPOLIG anschließen,
> sonst bleiben es halt nur aufgewickelte Stabantennen.
>
> Das wiederum könnte an der Fehlanpassung scheitern
> --> Kurzschluss.

Naja für die eine Seite kann ich nicht reden, aber für die Empfangsseite 
dann schon.
Sprich: Ich möchte ja zunächst herausfinden, ob das mir unbekannte 
Signal, welches ich kopieren möchte, eher Induktiv oder Kapazitiv 
gekoppelt ist.

Könnte ich denn einfach so die eine Seite an den "Leiter" und den 
anderen an "Masse" des SMA/MCX Steckers anschließen? Ich stelle mir vor, 
dass der SDR eher einen Spannungsverlauf misst, aber eine Rahmenantenne 
eher maßgeblich einen Stromverlauf vorgibt?

Egon D. schrieb:
> Vernünftigen Kondensator nehmen: KEINEN Elko, möglichst
> KEINEN KerKo mit X7R oder ähnlichem Kehricht.
Das heißt aber auch vermutlich keinen Trimmbaren Kondensator nehmen? Das 
wäre meine Idee um die Unsicherheit bei der Induktivität irgendwie 
auszugleichen. Oder ist das nicht ganz so kritisch, hauptsache ungefähr 
richtig und nicht wie bisher C=0 und daher f -> unendlich.

Egon D. schrieb:
> ohmschen Widerstand der Rahmenantenne
>    messen; gemessenen Widerstand durch Widerstandsbelag
>    dividieren --> Drahtlänge in Metern.

Das ist ein super Tipp! Ich bin mir zwar noch unsicher, wie ich den 
Widerstandsbelag ermitteln könnte, aber besser als meine Idee, die 
Windungen irgendwie zu zählen :D

Günter Lenz schrieb:
> Sowas würde ich nicht machen, da hätte ich Angst um den
> Raspberry Pi, eine Pufferstufe sollte schon
> nachgeschaltet werden. Und dann würde ich Resonanz
> und Anpassung herstellen. Anpassung durch eine
> Anzapfung der Wicklung, oder mit einem kapazitiven
> Spannungsteiler.

Gibt es da irgendwelche guten Links mit Erklärungen? Und auch: Ich 
dachte bisher Anpassung und Resonanz seien quasi synonym verwendet im 
Sinne von: Man passt die Antenne elektrisch an, indem man dafür sorgt, 
dass sie resonant wird?

von Marc S. (darkchaos)


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Achso und was ich hätte vielleicht am einfachsten machen können: Ich hab 
mal die Beschriftung des grünen Kollegen abgelesen: 2A332J -> 
https://eu.mouser.com/Passive-Components/Capacitors/_/N-5g7r?keyword=2A332J

Mich verwirrt nur, dass Mouser da zahlreiche Caps listet, wobei die aber 
(fast) alle 3.3nF haben.

Bleibt natürlich die Frage: Wie genau/gut wurde dieser Kondensator 
gewählt. Aber immerhin könnte man dann auch die Induktivitätsabschätzung 
verifizieren.

von Günter Lenz (Gast)


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Marc S. schrieb:
>oder eher für die elektrische/kapazitive Komponente
>(Stabantennen) empfänglich sind.

Eine sehr kurze Stabantenne gegenüber der Wellenlänge
wirkt fast nur kapazitiv, aber eine resonante Stabantenne
erzeugt oder empfängt beide Felder, daß magnetisch und
das elektrische Feld.

>Und wann benötige ich welche Impedanz bzw was ist erstrebenswert?

Erstrebenswert ist wenn Senderimpedanz und Antennenimpedanz
gleich sind oder Antennenimpedanz und Empfängereingangsimpedanz
gleich sind, daß nennt mann dann Leistungsanpassung.
Sind die Impedanzen nicht gleich, wird transformiert.

Beispiel:
Hast du dich schon mal ein Transistorradio für Lang- oder
Mittelwelle mit Ferritstabantenne angeschaut. Auf dem
Ferritstab ist eine Wicklung mit vielen Windungen 100 oder
mehr. Diese Wicklung ist mit einem Drehko parallelgeschaltet.
Das ergibt einen Parallelschwingkreis. Ein Parallelschwingkreis
ist hochohmig. Der Transistorempfängereingang ist aber
niederohmig. Also hat man eine Anzapfung bei vielleicht
5 bis 10 Windungen gemacht, oder eine zusätzliche Wicklung
mit 5 bis 10 Windungen aufgebracht. Wäre der Eingang
eine Röhre, könnte man den Ferritantennenschwingkreis
direkt ans Steuergitter anschließen weil die Röhre
hochohmig ist, und es brauchte nicht transformiert werden.

von juergen (Gast)


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Guten Morgen! schrieb:
> eric schrieb:
>> Ob das wohl einer liest?
>
> Nö.

Doch! Ich lese das!

Wenn ich in einiger Zeit hoffentlich meinen Transmitter für AM 850kHz 
fertig gebaut habe, möchte ich die Reichweite dann noch auf bis zu 50 
Metern erweitern. Dafür soll ein zusätzlicher Transistor die 
erforderliche Leistung erbringen. Für die Abstrahlung brauche ich dann 
noch eine geeignete Sendeantenne und eventuell noch eine zusätzliche 
Induktivität.
Ohne Hilfestellung von Fachleuten, wie sie hier vertreten sind, wird das 
nix! Ich bin nur Elektroniker und kein Funker. Deshalb ist dieses Thread 
für mich sehr interessant.


L.G.

von Marc S. (darkchaos)


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Günter Lenz schrieb:
> Eine sehr kurze Stabantenne gegenüber der Wellenlänge
> wirkt fast nur kapazitiv, aber eine resonante Stabantenne
> erzeugt oder empfängt beide Felder, daß magnetisch und
> das elektrische Feld.

Resonant könnte sie aber auch durch eine induktive Anpassung sein? Das 
sehe ich aber nicht wirklich? Bzw diese Anpassung: Die müsste AN der 
Antenne selbst und nicht am Empfänger sein, weil ja spezifisch für 
Antenne? Falls das der Fall ist wäre sie fast nur kapazitiv.

Andererseits: Ich kann keine Pegel messen, da ich eigentlich immer nur 
relative Pegel (-60 dB) angezeigt bekomme.

Günter Lenz schrieb:
> ist hochohmig. Der Transistorempfängereingang ist aber
> niederohmig. Also hat man eine Anzapfung bei vielleicht
> 5 bis 10 Windungen gemacht, oder eine zusätzliche Wicklung
> mit 5 bis 10 Windungen aufgebracht.

Und warum baut man dann nicht nur 5-10 Windungen auf? Weil es sich 
besser ergibt bzgl der Kapazität? Bzw weil man mit mehr Windungen höhere 
Spannungen induziert? Obwohl: Diese Vorteile hätte man bei einer 
Anzapfung ja wieder zu nichte gemacht?


Zwei Fragen ergeben sich noch:
Welche Eckdaten muss der Kondensator eigentlich habe? Insbesondere bzgl. 
Spannungsfestigkeit? Ich kann da ja nicht von 3.3V ausgehen, da ich ja 
eine Spule und damit auch Effekte wie Selbstinduktion habe und damit 
relativ hohe Peaks?

Und die andere: Ist nun ein Raspberry Pi hoch- oder niederohmig als 
Sender?
3.3V / 30mA = 110 Ohm Peak, Effektiv dann sowas um die 150 Ohm. Das 
würde ich tendenziell eher noch zu Niederohmig zählen, weil keine 
MegaOhm, aber auch nicht so niederohmig wie die 50 Ohm die man ja bei 
Koax offenbar anstrebt.

von Egon D. (egon_d)


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Marc S. schrieb:

> So, dank der großen Hilfe habe ich jetzt ein
> größeres Verständnis und kann denke ich meine
> eigene Frage wie folgt beantworten:
> [...]

Ja. In Bausch und Bogen weitgehend richtig.


> Günter Lenz schrieb:
>> Ein Parallelschwingkreis ist bei Resonanz sehr
>> hochohmig, ein Reihenschwingkreis ist bei
>> Resonanz fast ein Kurzschluß. Für beides gilt
>> die Schwingkreisformel.
>
> Tatsächlich hätte ich wenn das Gegenteil mir
> abgeleitet aus dem ohmschen Gesetz, das ja hier
> aber keine Anwendung findet :D
> Und wann benötige ich welche Impedanz bzw was
> ist erstrebenswert?

"Du möchtest einen Parallelschwingkreis. Vertrau'
mir."

Aus Gründen, die hier zu weit führen, sind in
vielen Standardsituationen Parallelschwingkreise
zu bevorzugen.
Du kannst Dir das wie einen frequenzabhängigen
Parallelwiderstand vorstellen, der Ströme falscher
Frequenz nach Masse hin ableitet (=kurzschließt),
Strömen der gewünschten Frequenz aber einen
nennenswerten Widerstand (gegen Masse) bietet, so
der hochfrequente Strom zum Ausgang weiterfließen
muss.


> [...]
> Der hat besagte Teleskopstabantenne, eigentlich ist er
> ziemlich transparent für die Betrachtung, abgesehen
> von der Impedanz: Die Stabantenne ist an den Ham It Up!
> angeschlossen, welcher einen SMA Ausgang hat, der dann
> direkt in den SDR geht.

Okay. Alles klar.


> Egon D. schrieb:
>> Auf der Sendeseite hast Du nur einen Raspberry Pi, der
>> mit 125kHz an einem Portbit wackelt. Dort hast Du die
>> Rahmenantenne angeschlossen -- und zwar NUR die Rahmen-
>> antenne selbst, ohne Schwingkreiskondensator o.ä.
>>
>> Auf der Empfangsseite hast Du eine mir bis jetzt noch
>> unbekannte Antenne vor dem Upconverter; der setzt das
>> Signal auf 125MHz hoch, und die werden dann über die
>> Stabantenne vom SDR empfangen.
>
> Nahezu richtig: Das mit der Antenne habe ich ja gerade
> geschrieben und dieser Aufbau ist eigentlich auch nur
> von mir um zu verifizieren, dass alles funktioniert. Der
> eigentliche Empfänger ist eine Blackbox, aber ich muss ja
> etwas "sehen" um festzustellen ob es an der Übertragung
> oder den Daten liegt, aktuell noch an ersterem.

Okay.

Mir ist inzwischen aufgefallen, dass Du das Pferd irgendwie
vom Schwanz her aufzäumst. Es wäre wesentlich einfacher
gewesen, als Sender erstmal das -- ja wohl vorhandene? --
RFID-Modul zu nehmen und einen eigenen EMPFÄNGER zu bauen.


> Aber das mit dem Pi stimmt. Aber die Rahmenantenne auch
> schon in verschiedenen Konstellationen, d.h. auch zw.
> Pin und GND (Kurzschluss) und hinter einem von Amazon
> gekauften Balun.

Okay. -- Ab hier ist aber wenigstens ein Teil des Problems
klar: Die "Rahmenantenne" ist eher eine Induktionsschleife
(Koppelwicklung --> Nahfeld); daher funktioniert das Senden
mit Induktionsschleife und Empfangen mit Stabantenne auch
ziemlich schlecht.
Im Fernfeld (--> "echte" elektromagnetische Wellen) wäre
die Antennenbauform weitehend egal, aber im Nahfeld spielt
das schon eine Rolle, weil hier EINE Art des Feldes
(elektrisch oder magnetisch) dominiert.


> Egon D. schrieb:
>>> Heißt aber, dass es bei einer Rahmenantenne zB oder
>>> selbst einer "vollen" Spule sehr wohl eine Rolle
>>> spielen würde.
>>
>> Was "es"?
>
> Der Innendurchmesser würde eine Rolle spielen, wenn
> man alles richtig macht.

Ach so. -- Ja.
Die Induktivität hängt von Windungszahl und Rahmenfläche
ab, also ist der Innendurchmesser in der Tat wichtig.


> Egon D. schrieb:
>> Wenn Du einen Pol auf das Portbit und den anderen an
>> GND anschließt, fabrizierst Du vermutlich einen
>> Kurzschluss, weil die Induktivität für 125kHz viel zu
>> klein sein wird.
>
> Heißt das ich bräuchte am besten noch einen
> Schutzwiderstand?

Ja. Mindestens, würde ich sagen. Günter hat schon Recht:
Eine Pufferstufe wäre anzuraten, und ein Schwingkreis
mit Anzapfung auch.


> Die Induktivität kann ich ja so spontan nicht erhöhen,

Das nicht -- aber Du kannst einen Schwingkreis aufbauen
und diesen Schwingkreis anzapfen, z.B. mittels eines
geteilten Kondensators.


> Naja für die eine Seite kann ich nicht reden, aber
> für die Empfangsseite dann schon.
> Sprich: Ich möchte ja zunächst herausfinden, ob das mir
> unbekannte Signal, welches ich kopieren möchte, eher
> Induktiv oder Kapazitiv gekoppelt ist.

Das verstehe ich nicht.

Du hast doch durch die Auswahl des Sensors in der Hand,
wie das Signal gekoppelt ist: Wenn Du zwei Spulen
nimmst (und diese korrekt zweipolig anschließt), ist
es magnetisch gekoppelt, und bei zwei Stabantennen (oder
anderen "Kondensatorplatten") elektrisch.


> Könnte ich denn einfach so die eine Seite an den
> "Leiter" und den anderen an "Masse" des SMA/MCX
> Steckers anschließen?

Naja, ja, das wäre ein Anfang, aber...

> Ich stelle mir vor, dass der SDR eher einen
> Spannungsverlauf misst, aber eine Rahmenantenne eher
> maßgeblich einen Stromverlauf vorgibt?

Ja! GENAU DAS ist das Problem mit der Impedanzanpassung.


> Egon D. schrieb:
>> Vernünftigen Kondensator nehmen: KEINEN Elko, möglichst
>> KEINEN KerKo mit X7R oder ähnlichem Kehricht.

> Das heißt aber auch vermutlich keinen Trimmbaren
> Kondensator nehmen?

Doch, das geht im Prinzip.
Folientrimmer haben eben Kunststofffolie als Dielektrikum,
das ist recht hochwertig; musst nur beim Löten aufpassen,
dass es nicht schmilzt. Lufttrimmer sind sowieso hochwertig,
und Keramiktrimmer auch.
Problem ist nur: Die sind (elektrisch) zu klein. Trimmer
liegen im Bereich von PICOFARAD; das macht bei 125kHz und
vernünftigen Spulengrößen praktisch nix aus.

Ein normaler, großer Mittelwellendreko (ggf. mit
mehreren Paketen) ginge.


> Das wäre meine Idee um die Unsicherheit bei der
> Induktivität irgendwie auszugleichen.

Theoretisch richtig, praktisch aber schwierig.


> Oder ist das nicht ganz so kritisch, hauptsache ungefähr
> richtig und nicht wie bisher C=0 und daher f -> unendlich.

Das hängt leider von der -- unbekannten -- Güte des
Schwingkreises ab. Wenn die Güte nicht ALLZU hoch ist,
sagen wir mal 5 bis 10, dann ist die Abstimmung nicht
zu kritisch.
Bei einer Güte von 150 wird das ein Furunkel am Arsch,
weil die Resonanzkurve sehr hoch und sehr spitz wird.


> Günter Lenz schrieb:
>> Sowas würde ich nicht machen, da hätte ich Angst um den
>> Raspberry Pi, eine Pufferstufe sollte schon
>> nachgeschaltet werden. Und dann würde ich Resonanz
>> und Anpassung herstellen. Anpassung durch eine
>> Anzapfung der Wicklung, oder mit einem kapazitiven
>> Spannungsteiler.
>
> Gibt es da irgendwelche guten Links mit Erklärungen?

Detlef Lechner "Kurzwellenempfänger", Militärverlag der
DDR.


> Und auch: Ich dachte bisher Anpassung und Resonanz
> seien quasi synonym verwendet im Sinne von: Man passt
> die Antenne elektrisch an, indem man dafür sorgt, dass
> sie resonant wird?

Jein:

"Anpassung" hat mit dem Verhältnis von Innenwiderstand
der Quelle und Lastwiderstand zu tun. Leistungsanpassung
gibt es bei Gleichstrom und bei Wechselstrom.

"Resonanz" bezeichnet den Zustand, dass ein schwingfähiges
Gebilde, das i.d.R. aus mehreren komplexen Widerständen
besteht, nach außen hin als rein reeller Widerstand
wirkt. Das ist nicht auf Antennen beschränkt, sondern
gilt für alle Arten schwingfähiger Gebilde. Bei Gleichstrom
kann es natürlich keine Resonanz geben.

Mit Hilfe der Resonanz macht man die Impedanz der Antenne
rein reell, beeinflusst also den PHASENWINKEL; durch
Transformation (=Anzapfungen, Trafos) beeinflusst man
den BETRAG der Impedanz.

Die Begriffe sind verwandt, aber nicht identisch.

von Egon D. (egon_d)


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Marc S. schrieb:

> Achso und was ich hätte vielleicht am einfachsten
> machen können:

:)

> Ich hab mal die Beschriftung des grünen Kollegen
> abgelesen: 2A332J ->
> https://eu.mouser.com/Passive-Components/Capacitors/_/N-5g7r?keyword=2A332J
>
> Mich verwirrt nur, dass Mouser da zahlreiche Caps
> listet, wobei die aber (fast) alle 3.3nF haben.

Nun ja, da die "332" in der Beschriftung für 33 * 10^2 pF
steht, ist das nicht WIRKLICH verwunderlich... :)


> Bleibt natürlich die Frage: Wie genau/gut wurde dieser
> Kondensator gewählt. Aber immerhin könnte man dann auch
> die Induktivitätsabschätzung verifizieren.

Ich bin verblüfft.

Die Thomson'sche Schwingungsgleichung liefert, wenn ich mich
nicht verrechnet habe, für 125kHz und 3.3nF eine Induktivität
von 491µH ~= 0.5mH.

Meine eigene Abschätzung anhand des Fotos war "100 Windungen,
4cm x 6cm Rahmengröße". Aus der Rahmengröße folgt ein Umfang
von 20cm; mit der Faustregel "7nH je Zentimeter" gibt eine
Windung etwa 140nH. 0.14µH * 100^2 = 1.4mH. Das liegt nicht
einmal Faktor 3 daneben.

Die Größenordnung wird also stimmen.

von Marc S. (darkchaos)


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Okay, ich habe mich mit dem neuen Wissen jetzt nochmal rangemacht und 
gemessen. Dabei hat es sich herausgestellt, dass ich es wohl in der Tat 
mit zwei Verschiedenen Systemen zu tun habe, denn ich konnte mit dem SDR 
nur einen Sender "empfangen". Außerdem ist mir aufgefallen, dass die 
Stabantenne einen Magnetfuß zur Befestigung hat. Selbst wenn sie ein 
wenig empfindlich für magnetische Felder wäre, das würde vermutlich 
reichen um es komplett zu stören.

Damit ergibt sich für mich jetzt folgendes ToDo:
1. Bau einer geeigneten Antenne zum Empfang der anderen Sender (Ich gehe 
stark davon aus, dass diese daher magnetisch sind, kann ich das 
irgendwie idiotisch einfach testen? Die Rahmenantenne daranhalten und 
ein Multimeter?)
2. Bau einer geeigneten Antenne zum Senden

Jetzt habe ich ja nur eine Rahmenantenne, müsste also eine zweite selbst 
bauen oder die verlinkte erneut bestellen. Was macht da mehr Sinn? Und 
wenn selbst bauen: Eher RX oder TX?

Informationen über die Rahmenantenne:
Maße 33mm x 43mm Außenmaße, Innendurchmesser wäre abzüglich 6mm (3mm 
Breite des "Steges").
Damit ergibt sich ein Umfang von 15.2cm und der gemessene Widerstand 
betrug 6.2 Ohm. Der Durchmesser des Drahtes ist 0.2mm(!)

Nehme ich 0.0171 (Ohm*mm^2/m) als spezifischen Widerstand und einer 
Fläche von: Pi * 0.2mm / 4 => Pi * 0.05mm^2 ~= 0.1571mm^2, so komme ich 
auf 56,96 Meter, was wiederum 375 Wicklungen wären. Mit der Faustformel 
komme ich dort aber dann bei 15mH raus, das liegt wiederum deutlich 
daneben?


Egon D. schrieb:
> Mir ist inzwischen aufgefallen, dass Du das Pferd irgendwie
> vom Schwanz her aufzäumst. Es wäre wesentlich einfacher
> gewesen, als Sender erstmal das -- ja wohl vorhandene? --
> RFID-Modul zu nehmen und einen eigenen EMPFÄNGER zu bauen.

Egon D. schrieb:
> Du hast doch durch die Auswahl des Sensors in der Hand,
> wie das Signal gekoppelt ist: Wenn Du zwei Spulen
> nimmst (und diese korrekt zweipolig anschließt), ist
> es magnetisch gekoppelt, und bei zwei Stabantennen (oder
> anderen "Kondensatorplatten") elektrisch.

Nunja, mein Problem ist ja, dass beide Kommunikationsseiten schon 
existieren und mir unzugänglich (vergossen etc) sind. Ich kann nur Ahnen 
und versuchen mich da einzuklinken. Insbesondere wird zwar das RFID Band 
benutzt, aber sich nicht an vorhandene Protokolle gehalten.

Egon D. schrieb:
> Das hängt leider von der -- unbekannten -- Güte des
> Schwingkreises ab. Wenn die Güte nicht ALLZU hoch ist,
> sagen wir mal 5 bis 10, dann ist die Abstimmung nicht
> zu kritisch.
> Bei einer Güte von 150 wird das ein Furunkel am Arsch,
> weil die Resonanzkurve sehr hoch und sehr spitz wird.

Anderswo habe ich jedoch gelesen, dass eigentlich eine hohe Güte 
angestrebt wird, da diese sehr präzise bei der Resonanzfrequenz ist und 
daher weniger Oberwellen erzeugt und für eine hohe 
Leistungsspektrumsdichte sorgt?

Umgekehrt: Hat eine niedrige Güte den Nachteil, dass ich weniger 
Sendeleistung effektiv nutzen kann und mehr streue? Der Vorteil wäre 
vermutlich jedoch dass ich Antenne/Anpassung in einem breiteren Bereich 
noch halbwegs nutzen kann?

von Marc S. (darkchaos)


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Idee bzgl. Empfang mit der Antenne:
Ich habe ein billiges Digitaloszilloskop - könnte ich da nicht einfach 
die Antenne mit einem definierten Widerstand "kurzschließen" und dann 
das Oszi an den Spannungsabfall des Widerstands hängen und zumindest 
schauen wie weit mich das führt?

Wäre sicher einfacher als der SDR, nur keine Ahnung wie gut das 
funktioniert und auch wie groß der Widerstand sein sollte? Ungefähr so 
groß wie der Widerstand der Antenne? Deutlich größer?

von Günter Lenz (Gast)


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Marc S. schrieb:
>Informationen über die Rahmenantenne:
>Maße 33mm x 43mm Außenmaße,

Muß die so klein sein, oder darf sie auch größer sein?
Muß die rechteckig sein , oder darf sie auch rund sein?
Muß es eine Luftspule sein, oder darf es auch eine
Ferritstabantenne sein?.
Welche Entfernung soll denn überhaupt überbrückt werden,
wenige cm, m, oder 100m?

Mit größeren Rahmenspulen erreicht man natürlich auch
größere Entfernungen.

>Nunja, mein Problem ist ja, dass beide Kommunikationsseiten schon
>existieren und mir unzugänglich (vergossen etc) sind. Ich kann nur Ahnen
>und versuchen mich da einzuklinken.

Also Blackbox, Empfängereingangsimpedanz völlig unbekannt.
Dann mach doch einfach eine Spule mit vielen Anzapfungen,
Vieleicht so 100 Windungen, bringe sie mit einen Kondensator
auf Resonanz und dann Anzapfungen bei 5, 10, 20, 40, 80,
und 100 Windungen. Und dann zweipolig anschließen und
die Anzapfungen durchprobieren wo du den besten Empfang hast.

von Günter Lenz (Gast)


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Marc S. schrieb:
>Idee bzgl. Empfang mit der Antenne:
>Ich habe ein billiges Digitaloszilloskop - könnte ich da nicht einfach
>die Antenne mit einem definierten Widerstand "kurzschließen" und dann
>das Oszi an den Spannungsabfall des Widerstands hängen und zumindest
>schauen wie weit mich das führt?

Ja, gute Idee, Oszilloskop als Empfänger benutzen.
Die Antenne mit verschiedenen Widerständen belasten,
wenn die Spannung um die hälfte zurück geht, entspricht
der Lastwiderstand genau der Impedanz der Antenne.

von Egon D. (egon_d)


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Marc S. schrieb:

> Außerdem ist mir aufgefallen, dass die Stabantenne
> einen Magnetfuß zur Befestigung hat. Selbst wenn
> sie ein wenig empfindlich für magnetische Felder
> wäre, das würde vermutlich reichen um es komplett
> zu stören.

Nein -- denn ein Permanentmagnet erzeugt kein
Wechselfeld. Das Gleichfeld des Magneten hat keine
Wirkung auf die Antenne.


> Jetzt habe ich ja nur eine Rahmenantenne, müsste
> also eine zweite selbst bauen oder die verlinkte
> erneut bestellen. Was macht da mehr Sinn?

Naja, wenn Kupferlackdraht vorhanden ist, kann man
leicht ein paar Dutzend Windungen auf Papprolle
(Klopapier; Küchenkrepp) wickeln.


> Und wenn selbst bauen: Eher RX oder TX?

RX.
Die vorhandene Rahmenantenne steckst Du an das
vorhandene Modul an; das wird Dein Testsender.


> Informationen über die Rahmenantenne:
> Maße 33mm x 43mm Außenmaße, Innendurchmesser wäre
> abzüglich 6mm (3mm Breite des "Steges").
> Damit ergibt sich ein Umfang von 15.2cm und der
> gemessene Widerstand betrug 6.2 Ohm. Der Durchmesser
> des Drahtes ist 0.2mm(!)

Okay.

> Nehme ich 0.0171 (Ohm*mm^2/m) als spezifischen Widerstand
> und einer Fläche von: Pi * 0.2mm / 4 => Pi * 0.05mm^2 ~=
> 0.1571mm^2,

???

A = pi/4 * d^2 = pi * r^2 = 3.14 * (0.1mm)^2 = 0.031mm^2


> so komme ich auf 56,96 Meter, was wiederum 375 Wicklungen
> wären.

Wenn ich den von Dir unterschlagenen Faktor 5 berücksichtige,
wären das knapp 12m bzw. 75 Windungen.


> Mit der Faustformel komme ich dort aber dann bei 15mH
> raus, das liegt wiederum deutlich daneben?

Mit 7nH/cm, 15.2cm Umfang und 75 Windungen komme ich auf
106nH * (75)^2 = 106nH * 5625 = 596µH.

Ich kann mich nur wiederholen: Verblüffend.


> Egon D. schrieb:
>> Mir ist inzwischen aufgefallen, dass Du das Pferd irgendwie
>> vom Schwanz her aufzäumst. Es wäre wesentlich einfacher
>> gewesen, als Sender erstmal das -- ja wohl vorhandene? --
>> RFID-Modul zu nehmen und einen eigenen EMPFÄNGER zu bauen.
>
> Egon D. schrieb:
>> Du hast doch durch die Auswahl des Sensors in der Hand,
>> wie das Signal gekoppelt ist: Wenn Du zwei Spulen
>> nimmst (und diese korrekt zweipolig anschließt), ist
>> es magnetisch gekoppelt, und bei zwei Stabantennen (oder
>> anderen "Kondensatorplatten") elektrisch.
>
> Nunja, mein Problem ist ja, dass beide Kommunikationsseiten
> schon existieren und mir unzugänglich (vergossen etc) sind.
> Ich kann nur Ahnen und versuchen mich da einzuklinken.

Das verstehe ich. Es bleibt aber trotzdem einfacher, einen
Empfänger zu improvisieren als einen Sender.


> Egon D. schrieb:
>> Das hängt leider von der -- unbekannten -- Güte des
>> Schwingkreises ab. Wenn die Güte nicht ALLZU hoch ist,
>> sagen wir mal 5 bis 10, dann ist die Abstimmung nicht
>> zu kritisch.
>> Bei einer Güte von 150 wird das ein Furunkel am Arsch,
>> weil die Resonanzkurve sehr hoch und sehr spitz wird.
>
> Anderswo habe ich jedoch gelesen, dass eigentlich eine
> hohe Güte angestrebt wird, da diese sehr präzise bei
> der Resonanzfrequenz ist und daher weniger Oberwellen
> erzeugt und für eine hohe Leistungsspektrumsdichte
> sorgt?

Sicher -- aber: Anwendung und Kontext beachten!

In einem Oszillator, d.h. einem frequenzbestimmenden
Schwingkreis kann die Güte nicht hoch genug sein.

Bei LC-Filtern, Antennen, Transformationskreisen usw.
sollte man die (Betriebs-)Güte mit Augenmaß wählen, weil
man die von außen vorgegebene Frequenz trotz der
Toleranzen der Bauteile treffen muss.


> Umgekehrt: Hat eine niedrige Güte den Nachteil, dass
> ich weniger Sendeleistung effektiv nutzen kann und
> mehr streue?

Jein: Die durch die Resonanz erzielte Verbesserung
ist nur nicht ganz so hoch, wie sie rein theoretisch
sein könnte , wenn es keine Toleranzen gäbe .

:)


> Der Vorteil wäre vermutlich jedoch dass ich
> Antenne/Anpassung in einem breiteren Bereich noch
> halbwegs nutzen kann?

Korrekt.

von Egon D. (egon_d)


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Marc S. schrieb:

> Idee bzgl. Empfang mit der Antenne:
> Ich habe ein billiges Digitaloszilloskop -

Und damit rückst Du JETZT heraus?


> könnte ich da nicht einfach die Antenne mit einem
> definierten Widerstand "kurzschließen" und dann
> das Oszi an den Spannungsabfall des Widerstands
> hängen und zumindest schauen wie weit mich das führt?

Brauchst Du nicht.

Fertige Dir einfach eine Fangspule nach dem Vorbild
der Rahmenspule an, die zum Modul dazugehört.
Abmessungen sind nicht kritisch; sie sollte nur
nicht wesentlich kleiner werden als die vorhandene
Spule.
Windungszahl ist auch nicht kritisch; ein paar Dutzend
Windungen werden es tun.
Nimm irgend ein Pappröhre als Spulenkörper. Praxistipp:
Befestige die Wicklungsenden irgendwie am Spulenkörper,
notfalls mit einem Tropfen Heißkleber.
Als Zuleitung kannst Du zwei normale dünne (isolierte)
Litzen nehmen, die Du miteinander verdrillst. Knoten
in diese Zuleitung machen, Loch in Pappröhre bohren
und Zuleitung durchziehen --> Zugentlastung. Litzenenden
an Spulenenden anlöten.

An Oszi-Seite Polklemmenadapter benutzen, BNC-Stecker
anlöten o.ä. Ist bei 125kHz alles nicht kritisch.


> Wäre sicher einfacher als der SDR, nur keine Ahnung
> wie gut das funktioniert und auch wie groß der
> Widerstand sein sollte?

Zusatzwiderstand schadet nicht, ist aber auch nicht
notwendig.


> Ungefähr so groß wie der Widerstand der Antenne?
> Deutlich größer?

Größer.
Schalte ~3k parallel, wenn Dir dann wohler ist.

von Marc S. (darkchaos)


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Es lebt!!! :D Trotz relativ rudimentärer Spule (Umfang auch ca 12.5cm, 
Durchmesser ziemlich genau 4cm, 30 Windungen, 0.1-0.2 Ohm, da 1mm 
Drahtdicke).

Bis circa 8cm (wobei ich die Spule nicht "auf Kante" gewickelt habe und 
daher bei "Kontakt" schon 2 cm verloren gehen), kann ich das Signal noch 
halbwegs als Sinus erkennen, danach geht es im Rauschen unter. Irgendwas 
stört hier bei 2.5 MHz gewaltig. Ist da irgend eine bekannte Störquelle?

Im Anhang mal das Signal bei "Kontakt" (Rolle auf die Sendeantenne 
gelegt), reichen die 750 mVpp da oder sollte man langfristig die 
Windungszahl erhöhen? (Die ja maßgeblich für das Spannungsniveau 
verantwortlich ist).

Wie wäre jetzt das weitere Vorgehen? Langfristig muss ich Signale mit 
dem SDR Empfangen können, so dass ich diese als Waveform speichern oder 
ggf. sogar dekodieren kann. Worin liegt da das Problem? Impedanz? 
Spannungspegel? Interne Beschaltung die nicht darauf ausgelegt ist?

von Marc S. (darkchaos)


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Günter Lenz schrieb:
> Muß die so klein sein, oder darf sie auch größer sein?
> Muß die rechteckig sein , oder darf sie auch rund sein?
> Muß es eine Luftspule sein, oder darf es auch eine
> Ferritstabantenne sein?.
> Welche Entfernung soll denn überhaupt überbrückt werden,
> wenige cm, m, oder 100m?

Ferritstabantenne nicht, weil mir gesagt wurde, dass diese hohe Verluste 
hätte bzw. nur zum Empfangen sinnvoll wäre. Außerdem natürlich dass ich 
keine Ferrite daheim rumliegen habe und daher zumindest vorerst 
Luftspulen besser sind, theoretisch kann man einen Kern ja immer noch 
reinschieben, falls Bedarf bestünde.

RX: Entfernung bis 1 Meter wäre schön komfortabel, TX reichen wenige 
Centimeter, aber ich denke auch da ist 1 Meter kein Problem, nimmt man 
halt ein paar Wicklungen mehr bzw einen größeren Durchmesser. Wobei... 
Wichtiger ist eigentlich, dass man die Spulen noch mit einer Hand halten 
kann, sprich wenn die Faustformel: Signalreichweite ~~ Spulendurchmesser 
gilt, dann eher 15-20cm.

Egon D. schrieb:
> ???
>
> A = pi/4 * d^2 = pi * r^2 = 3.14 * (0.1mm)^2 = 0.031mm^2

Da hab ich r = d/2 zwar die 2 quadriert, aber das d ganz vergessen :D

Egon D. schrieb:
> Das verstehe ich. Es bleibt aber trotzdem einfacher, einen
> Empfänger zu improvisieren als einen Sender.

Das stimmt, das habe ich so eben herausgefunden :) Wobei der Sender 
natürlich dennoch gemacht werden muss, aber ohne die Möglichkeit zu 
Empfangen brauche ich auch noch nicht an einem Sender basteln.

Egon D. schrieb:
> Bei LC-Filtern, Antennen,

Wieder eine doofe Frage aber LC-Filter und Antennen unterscheiden sich 
"nur" dadurch, dass eben beim LC-Filter nicht eine der beiden 
Komponenten abstrahlt? Also weil ein LC-Filter ja im Endeffekt auch ein 
Schwingkreis ist, dessen Güte so angepasst wird, dass Oberwellen 
außerhalb der Resonanz liegen und damit gedämpft werden? Genau das mache 
ich ja bei der Antenne auch.

Egon D. schrieb:
>> Der Vorteil wäre vermutlich jedoch dass ich
>> Antenne/Anpassung in einem breiteren Bereich noch
>> halbwegs nutzen kann?
>
> Korrekt.

Dann ist eine niedrige Güte in meinem Sinn, denn ich könnte mir 
vorstellen, dass die Frequenzen je nachdem abweichen und 100kHz 
Bandbreite dafür perfekt wären (Wobei das ja schon wieder eine 
Frequenzverdopplung ist und ich u.U. da verschiedene Kondensatoren 
nehmen sollte und "umschalten"?)

Egon D. schrieb:
> Marc S. schrieb:
>
>> Idee bzgl. Empfang mit der Antenne:
>> Ich habe ein billiges Digitaloszilloskop -
>
> Und damit rückst Du JETZT heraus?

Ich habe selbst erst jetzt daran gedacht bzw. für mein Verständnis sind 
beide eigentlich nur ADCs mit USB Anschluss. Mit dem Unterschied noch, 
dass der SDR auf eine Frequenz eintuned und dann negative Frequenzen 
über die Phasenlage der IQ-Komponenten zueinander übermittelt.

Egon D. schrieb:
>> könnte ich da nicht einfach die Antenne mit einem
>> definierten Widerstand "kurzschließen" und dann
>> das Oszi an den Spannungsabfall des Widerstands
>> hängen und zumindest schauen wie weit mich das führt?
>
> Brauchst Du nicht.

Die Idee mit dem Widerstand kam mir, weil ich dachte maßgeblich ist der 
Stromfluss in der Spule, der ja bei einem hochohmigen Scope gar nicht 
stattfindet. Ist ja aber Quatsch, weil trotzdem eine Spannung induziert 
wird, das ist eigentlich Schulphysik. Tatsächlich fließt ohne den 
Widerstand kein Strom. Und wenn ich einen hätte, würden die 
Spannungspegel darunter leiden.

Jetzt stellt sich mir nur noch eine Frage: Warum genau brauche ich hier 
keine Impedanzanpassung oder Resonanz? Ist dies nur beim Senden 
relevant, insbesondere weil eine "Empfangsantenne" nicht oder schwächer 
schwingen würde und keine wirkliche Dämpfung stattfindet, zumindest, 
wenn der Empfänger hochohmig ist?

Und natürlich die Frage wie ich jetzt weiter vorgehen kann um entweder 
das Signal an den SDR zu bekommen oder Pufferstufe samt Anpassung zum 
Senden aufzubauen?

von Egon D. (egon_d)


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Marc S. schrieb:

> Es lebt!!! :D Trotz relativ rudimentärer Spule
> (Umfang auch ca 12.5cm, Durchmesser ziemlich
> genau 4cm, 30 Windungen, 0.1-0.2 Ohm, da 1mm
> Drahtdicke).

Super.


> Bis circa 8cm (wobei ich die Spule nicht "auf
> Kante" gewickelt habe und daher bei "Kontakt"
> schon 2 cm verloren gehen), kann ich das Signal
> noch halbwegs als Sinus erkennen, danach geht es
> im Rauschen unter.

Hmm. Bedeutet: Vernünftige Übertragung bis
ungefähr zum doppelten Durchmesser der Spulen.
Interessant.


> Irgendwas stört hier bei  2.5 MHz gewaltig. Ist
> da irgend eine bekannte Störquelle?

Nicht konkret bekannt... wird irgend ein kleiner
Schaltregler sein. Falls Dein Oszi einigermaßen mobil
ist bzw. die Stippe an Deiner Fangspule lang genug
ist, kannst Du die im Raum herumbewegen und auf dem
Oszi die Veränderungen der Signale beobachten. So kann
man Störquellen orten.


> Im Anhang mal das Signal bei "Kontakt" (Rolle auf die
> Sendeantenne gelegt), reichen die 750 mVpp da oder
> sollte man langfristig die Windungszahl erhöhen?

Verrückt geworden? :)

Nee, im Ernst jetzt... Antennenspannungen liegen
normalerweise so bei 100nV(!!)...1mV. Bei deutlich
größeren Pegeln übersteuert der Empfänger irgendwann,
und das führt i.d.R. zu Ärger (=schlechterem Empfang).

Spätestens im Volt-Bereich besteht die Gefahr, dass
der Empfängereingang Schaden nimmt.


> Wie wäre jetzt das weitere Vorgehen? Langfristig
> muss ich Signale mit dem SDR Empfangen können, so
> dass ich diese als Waveform speichern oder ggf.
> sogar dekodieren kann.

Klar.


> Worin liegt da das Problem? Impedanz? Spannungspegel?

Eigentlich dürfte es keins geben.


> Interne Beschaltung die nicht darauf ausgelegt ist?

Das könnte sein.

Hmm. Ich weiss nicht recht, was ich Dir raten soll. Da
ich nicht riskieren möchte, dass Dein Konverter Schaden
nimmt, würde ich die von Dir gewickelte Fangspule lieber
nicht direkt statt der Stabantenne anschließen.

Technisch optimal wäre eine Pufferstufe mit
Pegelbegrenzung, aber das ist viel Bau-Aufwand.

Passive Spannungsbegrenzung mit zwei antiparallelen
Dioden ist zwar empfangstechnisch Scheisse, aber in
Deinem Falle wohl das Beste -- besser Intermodulation
als einen kaputten Konverter :)

Mein Vorschlag wäre daher:
- Hinter die Fangspule (längs, d.h. in Reihe) einen
  Widerstand (150 Ohm),
- jetzt ein Pi-Glied (3 x 150 Ohm),
- parallel zum ersten Querwiderstand zwei antiparallele
  1N4148
- längs in den Ausgang einen KerKo (obwohl der nicht
  notwendig sein wird).

Vielleich sagt Günter nochwas dazu und hat eine gute
Idee; ich hoffe, dass er noch nicht ganz abgehängt ist.

: Bearbeitet durch User
von Egon D. (egon_d)


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Marc S. schrieb:

> Egon D. schrieb:
>> Bei LC-Filtern, Antennen,
>
> Wieder eine doofe Frage aber LC-Filter und Antennen
> unterscheiden sich "nur" dadurch, dass eben beim
> LC-Filter nicht eine der beiden Komponenten abstrahlt?

Nein, anders: Was eine Antenne (im Fernfeld) abstrahlt,
muss IMMER BEIDE Feldkomponenten enthalten, und zwar
in einem genau bestimmten Verhältnis, das durch den
Freiraum-Wellenwiderstand diktiert wird.

In Spulen wie auch in Kondensatoren liegen auch IMMER
BEIDE Feldkomponenten vor -- aber nicht im für die
Wellenausbreitung notwendigen Stärkeverhältnis. Bei
Spulen überwiegt das Magnetfeld ganz stark, bei
Kondensatoren das elektrische.
Die einzelnen KOMPONENTEN sind im Nahfeld durchaus
stark nachweisbar; das hat Du ja gerade getan.

Anders formuliert: Beim LC-Filter liegen elektrische
und magnetische Feldkomponenten räumlich getrennt
in unterschiedliche Bauelementen vor. Deswegen sind
sie im Nahfeld nachweisbar, treten aber im Fernfeld
kaum als elektromagnetische Welle auf.

Die Antenne dagegen ist ein "räumlich verzahnter
LC-Schwingkreis", der die Felder genau in der Struktur
erzeugt, wie sie für die Wellenausbreitung notwendig
ist -- und deshalb breitet sich die Welle dann auch
ins Fernfeld aus.


> Also weil ein LC-Filter ja im Endeffekt auch ein
> Schwingkreis ist, dessen Güte

Güte und Resonanzfrequenz, ja.


> so angepasst wird, dass Oberwellen außerhalb der
> Resonanz liegen und damit gedämpft werden? Genau
> das mache ich ja bei der Antenne auch.

Sicher -- rein elektrisch, d.h. auf der Ebene von Strom
und Spannung stimmt das. Auf der rein elektrischen
Ebene sind Schwingkreise und Antennen sehr ähnlich.

Du vergisst aber, dass die Antenne eine zweite Wirkung
hat, die dem Schwingkreis fehlt: Sie passt die Schaltung
an den Freiraum an!

Aus Sicht der Energieerhaltung ist eine Antenne eine
äußerst verrückte Sache, denn rein elektrisch ist sie
(bei der richtigen Frequenz natürlich) ein rein reeller,
"ohmscher" Widerstand, bei dem Strom und Spannung (am
Speisepunkt der Antenne) in Phase sind -- aber im
Gegensatz zu einem "normalen" ohmschen Widerstand
verwandelt die Antenne die zugeführte Wirkleistung
NICHT in Wärme!

Wie geht denn das? Wie kann ein Wirkwiderstand die
zugeführte Wirkleistung NICHT in Wärme umsetzen?

:)


> Egon D. schrieb:
>>> Der Vorteil wäre vermutlich jedoch dass ich
>>> Antenne/Anpassung in einem breiteren Bereich noch
>>> halbwegs nutzen kann?
>>
>> Korrekt.
>
> Dann ist eine niedrige Güte in meinem Sinn,

In gewissem Rahmen; ja.


> denn ich könnte mir vorstellen, dass die Frequenzen
> je nachdem abweichen und 100kHz Bandbreite dafür
> perfekt wären

Zuviel.


> (Wobei das ja schon wieder eine Frequenzverdopplung
> ist

Ja.
Ich würde sagen, 10kHz...20kHz Bandbreite ist für Deine
Verhältnisse am Anfang vernünftig. Läuft auf eine Güte
von ungefähr 10 hinaus.


> und ich u.U. da verschiedene Kondensatoren nehmen
> sollte und "umschalten"?)

Ja, das ist trotzdem vernünftig.


>> Und damit rückst Du JETZT heraus?
>
> Ich habe selbst erst jetzt daran gedacht

Das war auch nicht ganz ernst gemeint...


> bzw. für mein Verständnis sind beide eigentlich
> nur ADCs mit USB Anschluss. Mit dem Unterschied noch,
> dass der SDR auf eine Frequenz eintuned [...]

Ja, eben.

Der größte Vorteil vom Oszi -- der gleichzeitig sein
größter Nachteil ist -- ist, dass der Oszi BREITBANDIG
ist! Er zeigt JEDES Signal, das er zeigen kann, egal,
welche Frequenz es genau hat, und egal, ob es moduliert
oder unmoduliert ist.

Dein SDR ist viel empfindlicher als der Oszi -- aber
auch viel wählerischer.


> Egon D. schrieb:
>>> könnte ich da nicht einfach die Antenne mit einem
>>> definierten Widerstand "kurzschließen" und dann
>>> das Oszi an den Spannungsabfall des Widerstands
>>> hängen und zumindest schauen wie weit mich das führt?
>>
>> Brauchst Du nicht.
>
> Die Idee mit dem Widerstand kam mir, weil ich dachte
> maßgeblich ist der Stromfluss in der Spule, der ja
> bei einem hochohmigen Scope gar nicht stattfindet. Ist
> ja aber Quatsch, weil trotzdem eine Spannung induziert
> wird, das ist eigentlich Schulphysik. Tatsächlich fließt
> ohne den Widerstand kein Strom. Und wenn ich einen
> hätte, würden die Spannungspegel darunter leiden.

Genau.


> Jetzt stellt sich mir nur noch eine Frage: Warum genau
> brauche ich hier keine Impedanzanpassung oder Resonanz?

Weil Du ohnehin viel zuviel Pegel hast.

Das ist auch eine graduelle Frage, keine prinzipielle.
Wenn Du den DCF77 mit dem Oszi empfangen möchtest, würde
ich Dir ganz dringend einen resonanten Schwingkreis
empfehlen. Da reden wir aber auch über Signale, die um
Faktor 1000 oder mehr kleiner sind.


> Ist dies nur beim Senden relevant, insbesondere weil
> eine "Empfangsantenne" nicht oder schwächer schwingen
> würde und keine wirkliche Dämpfung stattfindet,
> zumindest, wenn der Empfänger hochohmig ist?

Sagen wir so: Physikalisch spielt es keine Rolle, ob
man Senden oder Empfangen betrachtet. Die Prozesse
sind ähnlich bzw. gleich.

Technisch ist das Senden kritischer, weil dort immer
nennenswerte Leistungen im Spiel sind. Einerseits
können Sender kaputtgehen, wenn die Antenne zu stark
fehlangepasst ist; andererseits spielt beim Senden
fast immer der Wirkungsgrad eine Rolle.

von Marc S. (darkchaos)


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Egon D. schrieb:
> Verrückt geworden? :)
>
> Nee, im Ernst jetzt... Antennenspannungen liegen
> normalerweise so bei 100nV(!!)...1mV. Bei deutlich
> größeren Pegeln übersteuert der Empfänger irgendwann,
> und das führt i.d.R. zu Ärger (=schlechterem Empfang).
>
> Spätestens im Volt-Bereich besteht die Gefahr, dass
> der Empfängereingang Schaden nimmt.

Nun, das liegt wohl daran, dass ich normal Pegel im Volt Bereich gewöhnt 
bin bzw das meiste nicht auf mV reagiert :D Außerdem natürlich: Je 
besser die Antenne, desto weniger empfindlich/professionell muss der 
Empfänger sein. Klar, eigentlich möchte man die ausgestrahlte Leistung 
und die Antennenbaugröße minimieren.


Ich habe in der Zwischenzeit mal an den echten Sendern gemessen und zwei 
Pattern bemerkt, bei denen ich mir nicht ganz sicher bin, ob das eine 
zum "Protokoll" gehört, oder ein Problem mit der Antenne ist:
Ich habe mal beides angehängt, das eine ist ganz klar ein PCM Signal 
o.ä., aber das andere sieht aus wie ein kleiner Puls und dann starke 
Dämpfung. Auch aufällig sind die sehr unterschiedlichen Zeitbereiche: 
Mal µs, mal ms.
Ich frage mich jetzt nur ob der Puls auch Teil einer Übertragung gewesen 
wäre, aber durch die Dämpfung ist das irgendwie verloren gegangen bzw. 
hat den Auto Trigger verwirrt.

Hier sind dann auch die Pegel unterschiedlich: Beim guten Signal 50mV, 
beim "schlechten" 10mV bzw. fast Rauschen. Dann habe ich noch ein 
drittes, gutes Signal, aber bei einem anderen Sender, auch bei 10mV 
(dessen Puls ist bei 3mV).

von Marc S. (darkchaos)


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Egon D. schrieb:
> Hmm. Bedeutet: Vernünftige Übertragung bis
> ungefähr zum doppelten Durchmesser der Spulen.
> Interessant.

Jep, ich habe hier im Forum mal gelesen, dass im Abstand des 
Durchmessers schlicht das Feld am besten/stärksten wäre, daher kommt das 
gut hin. Ich bin auch erstaunt, da ich keine Klopapierrolle genommen 
habe, sondern das worin unsere Katzen-Leckerlis kommen und da sogar ein 
bisschen Aluminium im Weg ist, dafür ist die Rolle deutlich stabiler. 
Einfach ein bisschen drumherum gewickelt und es funktioniert.

Egon D. schrieb:
> Nicht konkret bekannt... wird irgend ein kleiner
> Schaltregler sein.

Jep, ich habe jetzt nicht ermittelt was es ist, aber als ich mein Zimmer 
verlassen habe und nach draußen gegangen bin war es komplett weg. Hat 
mich gewundert, da es relativ breitbandig war, aber naja was soll's.

Egon D. schrieb:
> Hmm. Ich weiss nicht recht, was ich Dir raten soll. Da
> ich nicht riskieren möchte, dass Dein Konverter Schaden
> nimmt, würde ich die von Dir gewickelte Fangspule lieber
> nicht direkt statt der Stabantenne anschließen.

Wäre es da hilfreich gewesen mal zu schauen, was für Pegel die 
Stabantenne so reinbekommt? Theoretisch sollte der Stick relativ 
unempfindlich sein, da sie absichtlich mini-MCX (oder wie es heißt) 
vorgesehen haben, so dass man einfach eine Antenne anstecken kann.

Egon D. schrieb:
> Ja.
> Ich würde sagen, 10kHz...20kHz Bandbreite ist für Deine
> Verhältnisse am Anfang vernünftig. Läuft auf eine Güte
> von ungefähr 10 hinaus.

Tatsächlich hab ich bisher Glück gehabt, alle ziemlich perfekt bei 
125kHz, dann beschränke ich mich erstmal auf die. Wobei wenn man das 
alles einmal gemacht hat, ist es für eine andere Frequenz ja auch mehr 
oder weniger Einsetzen von Werten in die richtigen Formeln.

Egon D. schrieb:
>>> Und damit rückst Du JETZT heraus?
>>
>> Ich habe selbst erst jetzt daran gedacht
>
> Das war auch nicht ganz ernst gemeint...

Naja, berechtigt ist es schon :) Ich hätte wirklich das Oszi mal 
anschließen können. Noch bevor ich den Thread aufmache einfach mal ein 
Stück Draht nehmen, das hätte vermutlich sogar funktioniert

Egon D. schrieb:
> Weil Du ohnehin viel zuviel Pegel hast.

Wie wäre das dann in der Praxis, wenn man weiß das Signal ist stark 
genug? Lässt man das da auch weg oder wird normal immer angepasst, weil 
es ja nicht schadet? Bzw weil man dann an der Antenne sparen kann?

Vielen Dank für deine Mühen soweit :)

von Marc S. (darkchaos)


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Achso und noch eine Frage hinterher: Man nimmt da die 1N4148, weil die 
V_f von 1V hat und zB eine Zener-Diode da viel zu groß wäre (z.B. 5V)?

von Egon D. (egon_d)


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Marc S. schrieb:

> Nun, das liegt wohl daran, dass ich normal Pegel
> im Volt Bereich gewöhnt bin bzw das meiste nicht
> auf mV reagiert :D

Klar.
Wer sich damit nicht speziell auskennt, hat keine
rechte Vorstellung davon, wie empfindlich solche
Funkempfänger WIRKLICH sind.


> Ich habe in der Zwischenzeit mal an den echten Sendern
> gemessen und zwei Pattern bemerkt, bei denen ich mir
> nicht ganz sicher bin, ob das eine zum "Protokoll"
> gehört, oder ein Problem mit der Antenne ist:
> Ich habe mal beides angehängt, das eine ist ganz klar
> ein PCM Signal o.ä., aber das andere sieht aus wie
> ein kleiner Puls und dann starke Dämpfung. Auch
> aufällig sind die sehr unterschiedlichen Zeitbereiche:
> Mal µs, mal ms.
> Ich frage mich jetzt nur ob der Puls auch Teil einer
> Übertragung gewesen wäre,

Vermutlich nicht.

Die rechteckigen "Morse-Signale" sind ganz sicher
reguläre Telegramme; den kleinen abklingenden Puls
halte ich für eine Störung.


> aber durch die Dämpfung ist das irgendwie verloren
> gegangen bzw. hat den Auto Trigger verwirrt.

Ja: Störimpuls, der den Auto-Trigger verwirrt hat. --
Du siehst hier den Nachteil vom Oszi: Er ist nicht
frequenzselektiv. Er zeigt alles, was er selbst sieht.

Naja, und außerdem ist er wesentlich unempfindlicher
als ein guter Empfänger.


> Hier sind dann auch die Pegel unterschiedlich: Beim
> guten Signal 50mV, beim "schlechten" 10mV bzw. fast
> Rauschen. Dann habe ich noch ein drittes, gutes Signal,
> aber bei einem anderen Sender, auch bei 10mV
> (dessen Puls ist bei 3mV).

Naja, auf den absoluten Pegel kann man wenig geben; der
hängt von vielen Unwägbarkeiten ab.

Trotzdem: Sehr schöne Sache; jetzt kannst Du beobachten,
was Deine Module so treiben.

von Egon D. (egon_d)


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Marc S. schrieb:

> Egon D. schrieb:
>> Hmm. Bedeutet: Vernünftige Übertragung bis
>> ungefähr zum doppelten Durchmesser der Spulen.
>> Interessant.
>
> Jep, ich habe hier im Forum mal gelesen, dass im
> Abstand des Durchmessers schlicht das Feld am
> besten/stärksten wäre, daher kommt das gut hin.

Ja, die Faustformel kannte ich auch -- ich wusste
nur nicht, ob sie überhaupt stimmt :)


> Ich bin auch erstaunt, da ich keine Klopapierrolle
> genommen habe, sondern das worin unsere
> Katzen-Leckerlis kommen und da sogar ein bisschen
> Aluminium im Weg ist, dafür ist die Rolle deutlich
> stabiler.

So lange das Alu keine komplette Kurzschlusswindung
bildet, stört das nicht besonders.


> Einfach ein bisschen drumherum gewickelt und es
> funktioniert.

Ja. Solche Fangspulen sind i.d.R. nicht kritisch,
da kann man normalerweise irgendwas zusammenmurksen,
was man gerade da hat.

Ach so, eine Warnung: Nicht jede Spule funktioniert
für jede beliebige Frequenz. Die insgesamt aufgewickelte
Drahtlänge sollte schon noch DEUTLICH kürzer als die
Wellenlänge sein. Für 433MHz könnte Deine Spule also
sehr merkwürdige Resultate liefern...


> Egon D. schrieb:
>> Nicht konkret bekannt... wird irgend ein kleiner
>> Schaltregler sein.
>
> Jep, ich habe jetzt nicht ermittelt was es ist, aber
> als ich mein Zimmer verlassen habe und nach draußen
> gegangen bin war es komplett weg. Hat mich gewundert,
> da es relativ breitbandig war, aber naja was soll's.

Ja, das ist normal.


> Egon D. schrieb:
>> Hmm. Ich weiss nicht recht, was ich Dir raten soll.
>> Da ich nicht riskieren möchte, dass Dein Konverter
>> Schaden nimmt, würde ich die von Dir gewickelte
>> Fangspule lieber nicht direkt statt der Stabantenne
>> anschließen.
>
> Wäre es da hilfreich gewesen mal zu schauen, was für
> Pegel die Stabantenne so reinbekommt?

Kannst Du versuchen. Ich befürchte aber, dass Du da
nicht viel sehen wirst. Trotzdem: Nur zu; man kann nur
lernen dabei.


> Theoretisch sollte der Stick relativ unempfindlich
> sein, da sie absichtlich mini-MCX (oder wie es heißt)
> vorgesehen haben, so dass man einfach eine Antenne
> anstecken kann.

Klar, mit 90%iger Wahrscheinlichkeit passiert nix
Schlimmes, wenn Du die Spule einfach anschließt, aber
zu 10% besteht die Chance, dass Du mich in Deine Flüche
und Verwünschungen einschließt... :)


> Egon D. schrieb:
>> Ja.
>> Ich würde sagen, 10kHz...20kHz Bandbreite ist für Deine
>> Verhältnisse am Anfang vernünftig. Läuft auf eine Güte
>> von ungefähr 10 hinaus.
>
> Tatsächlich hab ich bisher Glück gehabt, alle ziemlich
> perfekt bei 125kHz, dann beschränke ich mich erstmal auf
> die.

Naja, der dafür zugelassene Bereich wird nicht so arg
groß sein, und die Quarze stimmen auch auf 10^-4 oder so.
Man müsste in die entsprechende Norm gucken; bei der
Wikipädie habe ich auf die Schnelle nix gefunden.

Das Hauptproblem beim Selbstbau werden die Toleranzen
in der selbstgebauten Baugruppe sein; man hat selten
genau die Spulen- und Kondensatorwerte zur Verfügung,
die man braucht.


> Wobei wenn man das alles einmal gemacht hat, ist es
> für eine andere Frequenz ja auch mehr oder weniger
> Einsetzen von Werten in die richtigen Formeln.

Richtig; das ist dann kein Hexenwerk.


> Egon D. schrieb:
>>>> Und damit rückst Du JETZT heraus?
>>>
>>> Ich habe selbst erst jetzt daran gedacht
>>
>> Das war auch nicht ganz ernst gemeint...
>
> Naja, berechtigt ist es schon :) Ich hätte wirklich
> das Oszi mal anschließen können. Noch bevor ich den
> Thread aufmache einfach mal ein Stück Draht nehmen,
> das hätte vermutlich sogar funktioniert

Stimmt. Hätte man drauf kommen können... :)


> Egon D. schrieb:
>> Weil Du ohnehin viel zuviel Pegel hast.
>
> Wie wäre das dann in der Praxis, wenn man weiß das
> Signal ist stark genug? Lässt man das da auch weg

Ja.


> oder wird normal immer angepasst, weil es ja nicht
> schadet?

Nee.
Soweit ich das beurteilen kann, dominiert im Massenmarkt
eine extreme Pfennigfuchserei. Alles, was nicht ABSOLUT
notwendig ist, wird weggespart.
Gefällt mir nicht, scheint aber der Trend zu sein.


> Bzw weil man dann an der Antenne sparen kann?

Das ist wieder etwas anderes: Wenn es anderweitig einen
Vorteil verspricht, wird natürlich angepasst -- aber nur,
weil es "schöner" ist, macht das in der Großserie niemand.

Allerdings: Wenn Deine Module senden und empfangen können,
dann haben sie ja schon eine resonante "Emitter/Detektor-
Anlage" (ich möchte nicht "Antenne" sagen, weil das
sachlich falsch ist). Insofern erledigt sich das Problem
dann von selbst.

von Egon D. (egon_d)


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Marc S. schrieb:

> Achso und noch eine Frage hinterher: Man nimmt da
> die 1N4148, weil die V_f von 1V hat und zB eine
> Zener-Diode da viel zu groß wäre (z.B. 5V)?

Also:

1. Warum KEINE Z-Diode?
Weil a) die Z-Spannung in der Regel viel zu hoch
ist und b) Z-Dioden ziemlich große Sperrschicht-
kapazitäten haben.
Das stört bei 0.125MHz noch nicht sehr, wird aber
bei höheren Frequenzen zunehmend lästig.

2. Warum 1N4148?
Die 1N4148 ist DIE Wald-und-Wiesen-Kleinsignaldiode.
Sie ist a) relativ schnell (kurze Sperr-Erholzeit),
was sie recht gut HF-tauglich macht, hat b) eine
verhältnismäßig erträgliche Sperrschichtkapazität
und hat c) die Si-Dioden-typische Flussspannung
von 500mV...1V.

3. Warnung
Solche einfachen Begrenzer mit antiparallelen Dioden
sind berüchtigt. Es stimmt nämlich nicht, dass die
Si-Dioden "bei 0.7V durchschalten". Die Kennlinien
sind in Wahrheit lang und krumm, und das kann bei
kritischen Funkanwendungen zu ekelhaften Empfangs-
störungen führen.
Ich denke aber nicht, dass das bei Dir zum Problem
wird.

von Marc S. (darkchaos)


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Ich hätte schwören können, dass ich noch "0815" Dioden habe, weil ich 
die als Verpolschutz für meine 5V "Netzteile" benutzt habe. Gefunden 
habe ich jetzt nichts, Schade, denn 150 Ohmer hätte ich noch ein paar da 
gehabt.

Das heißt also bestellen: Könnten wir jedoch zuvor die Pufferstufe und 
Abstimmungskondensatoren bestimmen, so dass ich nicht zwei mal wegen 
einem Warenwert < 1€ Dinge bestelle?

Soweit ich es verstanden habe, braucht eine Pufferstufe hauptsächlich 
einen Bipolar-Transistor. Was ist hier die Intention? Spannung erhöhen 
oder eher Stromstärke und damit die Impedanz des Senders verringern?

Für die Bandbreite: Bei 20kHz Bandbreite könnte ich dann alle 20kHz in 
die obige Formel einsetzen und schauen, was so als Kapazität rauskommt?

Vielen Dank im Voraus, bald bin ich am Ziel :)

von Egon D. (egon_d)


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Marc S. schrieb:

> Ich hätte schwören können, dass ich noch "0815"
> Dioden habe, weil ich die als Verpolschutz für
> meine 5V "Netzteile" benutzt habe. Gefunden habe
> ich jetzt nichts, Schade,

Ja, 1N4148 oder ähnliche kann man gut und gerne im
100er-Pack da haben.


> denn 150 Ohmer hätte ich noch ein paar da gehabt.

Die 150 Ohm waren m.o.w. aus der Luft gegriffen;
220 Ohm tun's vermutlich genauso. Das ist nicht so
kritisch.


> Das heißt also bestellen: Könnten wir jedoch zuvor
> die Pufferstufe und Abstimmungskondensatoren bestimmen,
> so dass ich nicht zwei mal wegen einem Warenwert < 1€
> Dinge bestelle?

Klar.


> Soweit ich es verstanden habe, braucht eine Pufferstufe
> hauptsächlich einen Bipolar-Transistor.

Ist m.E. das einfachste, ja.

Im Prinzip kannst Du auch einen entsprechend fixen OPV
verwenden; der NE5534 kommt mir da in den Sinn. Kommt
vom Aufwand her aber auf dasselbe heraus...


> Was ist hier die Intention? Spannung erhöhen oder eher
> Stromstärke und damit die Impedanz des Senders verringern?

Nee, weder - noch.

Die Überlegung war ganz rustikal: Eine Pufferstufe gibt
kleine Pegel unverändert weiter, kann bei sehr großen
Pegeln aber keinesfalls mehr Spannung abgeben, als ihre
eigene Versorgungsspannung hergibt. Man kann das mit
Begrenzerdioden und Spannungsteilern kombinieren, um eine
wirksame Pegelbegrenzung zu erreichen, ohne kleine Pegel
zu stark abzuschwächen.

Bei Lichte betrachtet wirst Du das aber vermutlich gar
nicht brauchen.

Falls Du es trotzdem probieren willst: Aus dem Hut würde
ich zum BC547 raten -- alt, aber bewährt. Widerstände
100 Ohm bis 100 kOhm brauchst Du noch, je Wert mindestens
10 Stück -- E3 ist ausreichend, E6 komfortabel,
E12 Luxus :)
Kondensatoren: Wickelkondensatoren (Kunststofffolie), E3
oder E6. Da der Kondensator auf dem Modul 3.3nF hat,
denke ich, dass 0.33nF bis 33nF dicke ausreichend sind.
Genaue Prüfspannung ist wurscht; alles zwischen 10V und
2000V ist akzeptabel :)

KerKos gehen IM PRINZIP auch, aber das ist leider eine
Wissenschaft für sich.


> Für die Bandbreite: Bei 20kHz Bandbreite könnte ich
> dann alle 20kHz in die obige Formel einsetzen und
> schauen, was so als Kapazität rauskommt?

Nee, das geht so nicht.

Mittenfrequenz (=Resonanzfrequenz) des Schwingkreises ist
und bleibt ja 125kHz. Die Bandbreite des Schwingkreises
hängt von der Güte ab, d.h. vereinfacht gesagt von den
Verlustwiderständen, die den Schwingkreis am freien
Schwingen hindern. Das Thema ist trickreich, das lässt
sich hier nicht so nebenbei abhandeln.

Ich bin inzwischen fast der Meinung, dass Du auf
Schwingkreise verzichten solltest, wenn die Pegel auch
ohne Schwingkreise hoch genug sind -- und das ist ja
bis jetzt der Fall.
Schwingkreise sind super, wenn man die Anpassung verbessern,
Störungen verringern und Pegel erhöhen will -- aber wenn es
auch ohne geht, muss man sich den Stress nicht antun.

Wenn sich ein Schwingkreis als notwendig erweist, bin ich
natürlich dabei -- aber bis dahin bin ich doch dafür, das
Brett an einer dünneren Stelle zu bohren... :)

von Marc S. (darkchaos)


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Egon D. schrieb:
> Nee, das geht so nicht.
>
> Mittenfrequenz (=Resonanzfrequenz) des Schwingkreises ist
> und bleibt ja 125kHz. Die Bandbreite des Schwingkreises
> hängt von der Güte ab, d.h. vereinfacht gesagt von den
> Verlustwiderständen, die den Schwingkreis am freien
> Schwingen hindern. Das Thema ist trickreich, das lässt
> sich hier nicht so nebenbei abhandeln.

Das ist ein Missverständnis: Es ging mir da nicht um das Erhöhen der 
Bandbreite, sondern dass ich quasi mit den verschiedenen Kondensatoren 
"eintune", quasi wie früher ein mechanischer Umschalter für UKW/LW Radio 
(z.B.). Damit würde ich dann einfach die Resonanzfrequenz ständig 
anpassen.

Egon D. schrieb:
> Die Überlegung war ganz rustikal: Eine Pufferstufe gibt
> kleine Pegel unverändert weiter, kann bei sehr großen
> Pegeln aber keinesfalls mehr Spannung abgeben, als ihre
> eigene Versorgungsspannung hergibt. Man kann das mit
> Begrenzerdioden und Spannungsteilern kombinieren, um eine
> wirksame Pegelbegrenzung zu erreichen, ohne kleine Pegel
> zu stark abzuschwächen.

Achso, du redest jetzt von der Pufferstufe für den SDR. Dort haben wir 
ja mehr oder weniger schon die Dioden und Spannungsteiler.
Mir ging es da um den Treiber für den Sender quasi. Weil die 6 Ohm ja 
den RPi kurzschließen würden.

Das Problem ist die starke Niederohmigkeit. Selbst wenn ich mit 
Transistoren den GPIO an die 5V Vcc Koppeln würde hätte ich da noch 
800mA.

Kann ich da irgendwie den Widerstand erhöhen ohne aber viel 
Verlustleistung zu haben? (Wenn ich zB 100 Ohm in Reihe schalten würde, 
hätte ich da ja bis zu 250mW Abwärme).

Und wie sich ein OPV verhalten würde, wenn sein Ausgang kurzgeschlossen 
wird weiß ich nicht, aber vermutlich wäre das auch thermisch ein Problem 
und Rauscharm ist dann auch nicht mehr.

Wie würde man sowas typischerweise machen? Und heißt das dann auch 
Pufferstufe?

von Marc S. (darkchaos)


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So ich habe jetzt einfach mal die Antenne direkt an den Pi angeschlossen 
und mit meiner improvisierten Fangspule gemessen.

Ich habe ja Oberwellen erwartet, aber DAS ist schon heftig. Das heißt 
ein Kondensator ist hier nicht verzichtbar, aber die Spannungspegel sind 
sehr gut, wenn gleich die negative Amplitude 10mV mehr beträgt.


Das erste Bild zeigt das Hintergrundrauschen (14.17.08),
Das zweite Bild das Average-Spektrum (14.13.47).

Die größte Oberwelle ist bei 825kHz ist immerhin fast 50% vom Carrier 
(In der Linearen Darstellung sieht es ganz anders aus, 10mV für die 
Oberwelle, 20mV für den Carrier, siehe 14.12.51)

Den groben Signalverlauf lasse ich mal weg, das ist aber 
interessanterweise 40-80mV mit schön vielen überlagernten Sinussen. Das 
sind aber vermutlich die Überlagungen der Oberwellen.

Nochmal mit Trigger und größerer zeitlicher Auflösung:
14.18.40, hab ich auch nochmal in kleiner, sieht aber im Prinzip genauso 
aus, immer eine (betraglich) Positive gedämpfte Schwingung und eine 
negative. Oben unten Oben unten.

von Günter Lenz (Gast)


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Marc S. schrieb:
>Ich habe ja Oberwellen erwartet, aber DAS ist schon heftig. Das heißt
>ein Kondensator ist hier nicht verzichtbar, aber die Spannungspegel sind
>sehr gut, wenn gleich die negative Amplitude 10mV mehr beträgt.

Das ist normal wenn die Quelle eine Rechteckschwingung liefert.
Was du da siehst ist die Eigenresonanz der Spule, sie hat ja eine
parasitäre Kapazität und damit ergibt sich eine Eigenresonanz.
Bei jeder Flanke der Rechteckschwingung wird die Eigenresonanz-
frequenz der Spule angeregt.

>Positive gedämpfte Schwingung und eine
>negative. Oben unten Oben unten.

Das was du mit positiv und negativ bezeichnest ist
die Grundschwingung. Schalte ein Kondensator parallel,
so das sich Resonanz auf der Grundschwingung ergibt,
dann sieht es besser aus.

von Egon D. (egon_d)


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Marc S. schrieb:

> Das ist ein Missverständnis: Es ging mir da nicht um das
> Erhöhen der Bandbreite, sondern dass ich quasi mit den
> verschiedenen Kondensatoren "eintune", quasi wie früher
> ein mechanischer Umschalter für UKW/LW Radio (z.B.). Damit
> würde ich dann einfach die Resonanzfrequenz ständig
> anpassen.

Ach so... Entschuldigung.

Klar kannst Du eine Batterie von Parallelkondensatoren
aufbauen, die Du per Schalter zuschaltest.


> Achso, du redest jetzt von der Pufferstufe für den SDR.
> Dort haben wir ja mehr oder weniger schon die Dioden und
> Spannungsteiler. Mir ging es da um den Treiber für den
> Sender quasi.

Ahh. Das nächste Missverständnis.


> Weil die 6 Ohm ja den RPi kurzschließen würden.

Das ist ein Irrtum. Das wäre nur bei Gleichspannung der
Fall.


> Das Problem ist die starke Niederohmigkeit. Selbst wenn
> ich mit Transistoren den GPIO an die 5V Vcc Koppeln würde
> hätte ich da noch 800mA.

Auch nicht.

500µH bei 125kHz sind knapp 400 j*Ohm
Bedeutet: Der Strom entspricht etwa dem eines 400-Ohm-
Widerstandes, aber er ist gegenüber der Spannung
phasenverschoben.


> Kann ich da irgendwie den Widerstand erhöhen ohne
> aber viel Verlustleistung zu haben?

Selbstverständlich: Einen Parallelkondensator (!!)
zuschalten --> Parallelschwingkreis.

Ich empfehle das aber AUSDRÜCKLICH NICHT, denn wenn Dir
dabei irgendein trivialer Fehler unterläuft, der das
Portbit am RasPi tötet, dann ist halt Dein RaspberryPi
defekt.


> Wie würde man sowas typischerweise machen?

Mit einer Pufferstufe :)


> Und heißt das dann auch Pufferstufe?

Ja. Pufferstufe heisst alles, was entweder als Impedanzwandler
wirkt oder nur deshalb vorhanden ist, weil eine Rückwirkung
verhindert werden soll.

von Egon D. (egon_d)


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Marc S. schrieb:

> So ich habe jetzt einfach mal die Antenne direkt
> an den Pi angeschlossen

Mutig, mutig...


> und mit meiner improvisierten Fangspule gemessen.

Wie hast Du die an den Oszi angeschlossen?
Koax-Kabel? Verdrillte Zweidrahtleitung? Tastkopf?

Achso, mal ne Frage: Was ist denn das für ein Oszi?
Ein Picoscope?


> Das erste Bild zeigt das Hintergrundrauschen (14.17.08),

Okay, das kann sein.


> Das zweite Bild das Average-Spektrum (14.13.47).

Average-Spektrum wovon?


> Die größte Oberwelle ist bei 825kHz ist immerhin fast
> 50% vom Carrier (In der Linearen Darstellung sieht es
> ganz anders aus, 10mV für die Oberwelle, 20mV für den
> Carrier, siehe 14.12.51)

Bild 3 (14.12.51) sieht im Prinzip ganz brauchbar aus;
allerdings können unmöglich alle Linien zu Deinem Signal
gehören: Es müssten wenigstens glatte Vielfache von
125kHz sein.


> Nochmal mit Trigger und größerer zeitlicher Auflösung:
> 14.18.40, hab ich auch nochmal in kleiner, sieht aber
> im Prinzip genauso aus, immer eine (betraglich) Positive
> gedämpfte Schwingung und eine negative. Oben unten Oben
> unten.

Hmm. Schick' mal bitte ein Photo, wo man die gesamte
Kabelage erkennt -- also von der Fangspule bis zum Oszi.

Die gedämpften Schwingungen haben -- wie Günter schon
gesagt hat -- ziemlich sicher nix mit dem eigentlichen
Signal zu tun, sondern mit Deinem Aufbau.

von GEKU (Gast)


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Egon D. schrieb:
> Bild 3 (14.12.51) sieht im Prinzip ganz brauchbar aus; allerdings können
> unmöglich alle Linien zu Deinem Signal gehören:

Darum macht man, wenn man nicht über eine Funkmesskabine verfügt, eine 
Vergleichsmessung. (mit und ohne Prüfling).

von Marc S. (darkchaos)


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GEKU schrieb:
> Darum macht man, wenn man nicht über eine Funkmesskabine verfügt, eine
> Vergleichsmessung. (mit und ohne Prüfling).

Egon D. schrieb:
>> Das erste Bild zeigt das Hintergrundrauschen (14.17.08),
>
> Okay, das kann sein.

Das ist die Vergleichsmessung. Habe ich jetzt auch wieder gemacht, das 
ist das erste Bild (17.33)

17.26 zeigt dann eine erneute Messung, ich habe noch ein paar NE5534 
geefunden und einen als Impedanzwandler/Spannungsfolger aufgebaut und 
dahinter einen 47nF Kondensator gehängt, das war der kleinste den ich 
auftreiben konnte.

Damit sieht auch das Signal eher nach Sägezahn aus (17.28).

Mehr (und das Foto vom Aufbau) gibt es nacher, ich habe es aktuell 
eilig.

von Marc S. (darkchaos)


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Egon D. schrieb:
> Die gedämpften Schwingungen haben -- wie Günter schon
> gesagt hat -- ziemlich sicher nix mit dem eigentlichen
> Signal zu tun, sondern mit Deinem Aufbau.

Naja Günter sagt ja, dass diese quasi davon kommen, dass die Spule noch 
nicht in Resonanz war, mangels Kondensator, und somit quasi periodisch 
Auf- und Entladen wurde, woraus die Schwingung resultiert.

Egon D. schrieb:
> Bild 3 (14.12.51) sieht im Prinzip ganz brauchbar aus;
> allerdings können unmöglich alle Linien zu Deinem Signal
> gehören: Es müssten wenigstens glatte Vielfache von
> 125kHz sein.

Der Einfachheit halber beziehe ich mich jetzt auf das neue Bild, welches 
in Log-Skala schon deutlich besser aussieht (und übrigens auch mit 
zunehmenden Abstand besser wurde, die Oberwellen scheinen nicht so weit 
zu reichen wie die Grundwelle, oder das ist einfach weil sie ja ohnehin 
schwächer waren).
Jedenfalls sind dies nun alles Ganzzahlige Vielfache von 125kHz, keine 
Ahnung wieso das vorher nicht war.

Günter Lenz schrieb:
> Das ist normal wenn die Quelle eine Rechteckschwingung liefert.
> Was du da siehst ist die Eigenresonanz der Spule, sie hat ja eine
> parasitäre Kapazität und damit ergibt sich eine Eigenresonanz.
> Bei jeder Flanke der Rechteckschwingung wird die Eigenresonanz-
> frequenz der Spule angeregt.

Das wäre natürlich auch eine super Erklärung. Jetzt, da ich die Spule in 
Richtung gewünschter Frequenz ziehe wird es besser.

Egon D. schrieb:
> 500µH bei 125kHz sind knapp 400 j*Ohm
> Bedeutet: Der Strom entspricht etwa dem eines 400-Ohm-
> Widerstandes, aber er ist gegenüber der Spannung
> phasenverschoben.

Jetzt aber die dumme Frage: Wenn der Kondensator dazugeschaltet wird, so 
dass Resonanz herrscht, ist dann nicht die Phasenverschiebung null und 
daher keinerlei Blindwiderstand?

Egon D. schrieb:
> Ja. Pufferstufe heisst alles, was entweder als Impedanzwandler
> wirkt oder nur deshalb vorhanden ist, weil eine Rückwirkung
> verhindert werden soll.

Ich habe deshalb so doof gefragt, weil ich mir irgendwie eine 
komplizierte Schaltung darunter vorgestellt habe, aber im Prinzip ist es 
ja nur ein Spannungsfolger. Wobei der in meinem Falle kaum die Impedanz 
beeinflusst (Pi hat 30mA, NE5534 typ. 38mA), sondern das Bauernopfer 
sein soll, bevor der Pi qualmt.

Egon D. schrieb:
>> So ich habe jetzt einfach mal die Antenne direkt
>> an den Pi angeschlossen
>
> Mutig, mutig...

Theoretisch hatte ich das ja schon mal, nur ist da wohl kein Strom 
geflossen, weil keine Fangspule in der Nähe war.
Es ist aber tatsächlich so, dass der Pi ja für gröbere Misshandlungen 
konzipiert ist, das heißt MEISTENS überlebt er wohl Kurzschlüsse und 
ähnliches, die meisten verpolen etwas mal, kommt vor.

Heißt jetzt nicht dass man es tun sollte, wenn man es besser weiß, aber 
ging in dem Falle gut.

Egon D. schrieb:
> Wie hast Du die an den Oszi angeschlossen?
> Koax-Kabel? Verdrillte Zweidrahtleitung? Tastkopf?
>
> Achso, mal ne Frage: Was ist denn das für ein Oszi?
> Ein Picoscope?

Picoscope 2204A und mit den Tastköpfen an den verzinnten Lackdraht dran, 
also nicht professionell.

Egon D. schrieb:
> Average-Spektrum wovon?

Von der Spannung an der Fangspule wenn die andere Spule sendet.

Egon D. schrieb:
> Hmm. Schick' mal bitte ein Photo, wo man die gesamte
> Kabelage erkennt -- also von der Fangspule bis zum Oszi.

Hab ich angehängt, aber obwohl der Aufbau ziemlich schlecht ist hat der 
Kondensator so eine Verbesserung gebracht, dass ich davon ausgehe, dass 
das die Ursache war. Das Bild zeigt auch den Stand von heute, d.h. mit 
OPV und FoKo.

Und sorry für die hässliche Zensur, aber mir ist zu spät aufgefallen, 
dass meine Lötunterlage zwar Makulatur ist, aber nicht unbedingt 
öffentlich sein sollte :)

von Resonator (Gast)


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Dies Schaltung ist nicht in REsonanz, der Kondensator ist zu gross.

von Marc S. (darkchaos)


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Resonator schrieb:
> Dies Schaltung ist nicht in REsonanz, der Kondensator ist zu gross.

Jep, ich weiß, mehr als Faktor 10 daneben (wobei da ja eine Wurzel in 
der Formel war?), aber der 3.3nF ist noch unterwegs. Dennoch schon eine 
starke Verbesserung

von Resonator (Gast)


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In Resonanz gibts dann ordentlich Spannungsüberhöhung.

Hast du dagegen deine Quelle geschützt?

von Günter Lenz (Gast)


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Der Spulenkörper ist doch nicht etwa eine Blechdose
oder Pappdose mit Alufolie, wie es auf dem Bild aussieht?
Nimm da mal ein Glaskörper oder Plastikrohr.

von juergen (Gast)


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Resonator schrieb:
> In Resonanz gibts dann ordentlich Spannungsüberhöhung.
>
> Hast du dagegen deine Quelle geschützt?

Ich hatte kürzlich einen Produktmodulator SO42P zerstört und weiß nicht 
warum. Ich hatte verschiedenes ausprobiert, unter anderem auch einen 
Reihenschwingkreis ausgangsseitig. Kann es daran gelegen haben?

Einen anderen hatte ich beschädigt, nachdem ich mit dem Oszi die 
Spannungen an den Eingängen kontolliert hatte. Nach der Messung war die 
Symmetrie nicht mehr da.

Ich führe den Defekt auf die Masseverbindung des Oszis mit dem Erdleiter 
zurück. Kann das möglich sein? Vorsichtshalber verzichte ich erstmal auf 
diese Masseverbindungen am Gerät.

Wär schön, wenn da jemand was zu sagen könnte.


MfG

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Offensichtlich!

Du hast den aufgeladenen parasitären Kondensator in den Eingang 
gekickt...

von Egon D. (egon_d)


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juergen schrieb:

> Resonator schrieb:
>> In Resonanz gibts dann ordentlich Spannungsüberhöhung.
>>
>> Hast du dagegen deine Quelle geschützt?
>
> Ich hatte kürzlich einen Produktmodulator SO42P zerstört
> [...]

Bitte den Thread nicht kapern. Danke.

von Marc S. (darkchaos)


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Die Bauteile sind jetzt da, aber

Resonator schrieb:
> In Resonanz gibts dann ordentlich Spannungsüberhöhung.
>
> Hast du dagegen deine Quelle geschützt?

besorgt mich ein wenig, weil ich die Überhöhung nicht abschätzen kann. 
Ohne Dämpfung ja unendlich, aber ich habe keine LTSpice Simulation 
darauf angesetzt zB.

Mit dem RFID Modul sind es ja 400mV alleine schon in der Fangspule, das 
ist sowieso so ein Punkt: Wenn ich mit der Fangspule 10mV gemessen habe 
bei anderen Sendern, dann sollte mein Sender ja auch so in der Dimension 
liegen, weil ich sonst evtl. den echten Empfänger grille?


Der NE5534 kann so 2-3V über Vcc (zumindest so spezifiziert bei 20V), 
heißt damit es keinen Schaden gibt, sollte bei 7V Schluss sein. Das mit 
den Dioden wäre nur 1V, das ist aber auch zu niedrig dann oder?

Günter Lenz schrieb:
> Der Spulenkörper ist doch nicht etwa eine Blechdose
> oder Pappdose mit Alufolie, wie es auf dem Bild aussieht?
> Nimm da mal ein Glaskörper oder Plastikrohr.

Pappdose mit Aluboden und Beschichtung innen, aber halt definitiv 
stabiler als die anderen. Aber hat das einen Einfluss? Also zB geringere 
Pegel?

von Günter Lenz (Gast)


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Marc S. schrieb:
>Pappdose mit Aluboden und Beschichtung innen, aber halt definitiv
>stabiler als die anderen. Aber hat das einen Einfluss? Also zB geringere
>Pegel?

Ja, hat einen Einfluss, die Alubeschichtung innen bewirkt
eine parasitäre Kapazität. Das ist aber noch nicht so schlimm,
wenn aber die beschichtung ringsherum Kontakt hat, ist daß
eine Kurzschlußwindung und du verheizt die ganze Energie die
in die Spule reingeht. Also nimm ein Plastikrohr, Abflußrohr
aus dem Baumarkt oder ein Bockwurstglas, habe ich auch schon
gemacht. Oder nimm die Spule vom Spulenkörper runter und
umwickel sie mit einen Zwirnsfaden damit sie nicht auseinander
fällt.

von Marc S. (darkchaos)


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Soo, jetzt mal wie weit ich heute gekommen bin:
Die Spannung betrifft +1.816V bis -1V, also 2.186Vpp, kein Problem für 
den NE5534 bei Vcc=5V.

Das erste Foto zeigt das Spektrum, alles außer die 375kHz Oberwelle sind 
nochmal einiges runtergegangen, diese jedoch ist sogar gestiegen. Der 
Carrier selbst ist nicht mehr weiter gestiegen sondern bleibt bei 
-32dBm.

Das nächste Foto ist das Signal, es verwirrt mich ein bisschen, denn die 
Spule scheint noch zu schwingen, das Signal sieht jetzt zwar anders aus 
(kein Sinus mehr, sondern fast schon das Rechteck), aber hat eben noch 
das Zittern. Heißt das ich müsste ein bisschen die Kapazität erhöhen?

Dann habe ich noch etwas festgestellt: Das System hat schon geschwungen 
bevor ich den GPIO überhaupt "Wackeln" ließ, das hat aber dann 
aufgehört, als ich zum ersten mal eine Übertragung gestartet habe. Meine 
Vermutung ist, dass der Pi beim Starten hochohmig ist am Pin und daher 
das System schwingen kann. Schwingt hier der OPV mit? Denn irgendwoher 
muss ja die Energie kommen?!

Während dieses Schwingen ca 10mV weniger Vp hat, so hat es doch einen 
schönen Sinus, anders als das vom Pi generierte Signal.

Achso und bitte bei allen bedenken: Das ist schon gemessen mit der 
Fangspule, d.h. wie die tatsächliche Übertragung ankommt. Nicht, was vor 
der Antenne passiert.

Die Schaltung für den SDR habe ich auch fertig und durchgemessen: 
Spannungsfaktor 5 bis zu einem Maximalwert von 350-380mV, höher wird es 
nicht, egal wie groß die Eingangsspannung ist (Habe mal nur bis 5V 
getestet, um nicht zu viel Energie über Dioden und Widerstände zu 
verheizen).

Das heißt also morgen werden die ersten Übertragungen aufgezeichnet, 
versucht zu demodulieren und wieder zu Senden, ich bin gespannt.

von Marc S. (darkchaos)


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Sorry für die späte Antwort an alle die Mitfiebern :)
Ich war viel mit Experimentieren beschäftigt, daher die Verzögerung.

Die Kurzform soweit: Die Spannungsteiler musste ich gewissermaßen 
überbrücken, das Signal war bei vollem Gain am Peak -60dB, wie erwartet 
ist es jetzt ohne die Spannungsteiler -40dB, circa 4 mal so stark, immer 
noch sehr schwach.

Denn: Nach dem Denoiseing (Ich muss leider einen Bandpassfilter drüber 
legen, weil die Samplerate mit 250k viel zu hoch ist) war nur noch 
Signal-Matsch da. Das insbesondere, weil da halt die ADC Auflösung zu 
gering wird.

Jetzt ist es so, dass ich beide Signale aufzeichnen und "demodulieren" 
kann, aber nur 1 von 2 Geräten reagieren, wenn ich die Signale senden 
möchte.
Weiter noch: Senden ist ein gewaltiges Problem was Störquellen (die aber 
von meinem Setup ausgeht) und ungewolltes Verhalten angeht.

Ich habe ja oben angesprochen, dass die Spule von selbst anfängt zu 
Schwingen. Wie kann ich das unterbinden? Reicht es, den Eingang des 
NE5334 auf Masse zu ziehen? Reichen da auch 220 Ohm oder sind die zu 
klein (Also besser: 20kOhm).

Warum das ganze? Zwei Bilder. Das erste ist was ich aufzeichne, wenn der 
Pi hochfährt. Dies hört erst auf, wenn ich zum ersten Mal
rpitx/tune -f 126000
 aufrufe (sendiq reicht nicht). Das ist vermutlich nicht so schlimm und 
lässt sich mittels Erdung lösen, ich gehe davon aus, wenn der Pi 
hochohmig ist, schwingt einfach alles.

Warum auch immer das jetzt gemäß SDR 118kHz sind und nicht 125kHz. Kann 
aber daran liegen, dass die Werte einfach nicht perfekt stimmen.

Was mir jetzt mehr Problem macht, ist, dass irgendwelche pulsige 
Signale, dieses Mal auf 125 kHz gesendet werden. Siehe Foto 2.

Foto 3 zeigt, wie das aussieht, wenn mit
sendiq
 eigentliche Samples übertragen werden. Das sieht jetzt sehr schlecht 
aus, aber mittlerweile habe ich bessere Samples erreicht. Außerdem 
musste ich auf
77.3 kHz
 senden, damit es tatsächlich auf 126 kHz sendet. Warum weiß ich nicht 
wirklich, aber ich habe immer ein wenig die Frequenz reduziert und das 
Signal beobachtet.

Zusammenfassung: Wie kann ich nun die Schwingungen in Foto 1 beheben und 
viel Schlimmer: Was ist in Foto 2 und 3 los?

Ich habe mir auch überlegt nochmal eine Fangspule zu basteln. Da verhält 
es sich ja so, dass die Spannung proportional zur Windungszahl ist, d.h. 
ich mit einer Verdoppelung der Windungen die Spannung verdopple und 
damit quasi das Signal um 10dB anhebe?

von Günter Lenz (Gast)


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Marc S. schrieb:
>Jetzt ist es so, dass ich beide Signale aufzeichnen und "demodulieren"
>kann, aber nur 1 von 2 Geräten reagieren, wenn ich die Signale senden
>möchte.

Um was demodulieren zu können muß ein Träger ja moduliert sein.
Mit was für einer Modulationsart mudulierst du den?

>Ich habe ja oben angesprochen, dass die Spule von selbst anfängt zu
>Schwingen. Wie kann ich das unterbinden?

Eine Spule fängt nicht von selbst an zu schwingen. Wenn sie
schwingt, hast du ein Oszillator gebaut, oder du wolltest
einen Verstärker bauen und es ist durch einen fehlerhaften
Aufbau ein Oszillator entstanden. Oder die Spule wirkt als
Antenne und empfängt irgendwas aus der Umgebung.

von Marc S. (darkchaos)


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Günter Lenz schrieb:
> Um was demodulieren zu können muß ein Träger ja moduliert sein.
> Mit was für einer Modulationsart mudulierst du den?

Gewissermaßen gar nicht: Ich sample das Signal und sende die Samples 
wieder. Moduliert sind sie aber alle mit AM/OOK, nur mal unterschiedlich 
PCM/PWM/PPM eventuell auch Manchester Coding darunter. Das lässt sich ja 
relativ gut über die statistische Analyse rausfinden (Häufigkeiten der 
Periodendauern, GapWidth, etc).

Das Problem ist aber dass dieses "Signal" auch so stattfindet. 
Insbesondere wenn der Pi eigentlich gar nicht aktiv sendet.

Günter Lenz schrieb:
>>Ich habe ja oben angesprochen, dass die Spule von selbst anfängt zu
>>Schwingen. Wie kann ich das unterbinden?
>
> Eine Spule fängt nicht von selbst an zu schwingen. Wenn sie
> schwingt, hast du ein Oszillator gebaut, oder du wolltest
> einen Verstärker bauen und es ist durch einen fehlerhaften
> Aufbau ein Oszillator entstanden. Oder die Spule wirkt als
> Antenne und empfängt irgendwas aus der Umgebung.

Naja, wie man es nimmt, ich hab ja einen Kondensator zur Spule parallel 
geschaltet, also habe ich einen Schwingkreis. Nur frage ich mich woher 
der gespeist wird, aber ein Pull-Down sollte das ja entsprechend 
bedämpfen.

von Günter Lenz (Gast)


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Marc S. schrieb:
>Naja, wie man es nimmt, ich hab ja einen Kondensator zur Spule parallel
>geschaltet, also habe ich einen Schwingkreis. Nur frage ich mich woher
>der gespeist wird, aber ein Pull-Down sollte das ja entsprechend
>bedämpfen.

Meinst du die Empfangsspule? Wenn die was empfängt ohne das du
was sendest, wird es wohl irgendwo einen Sender geben. Es gibt
ja so einige Sender auf Langwelle, zum Beispiel DCF77 auf 77,5kHz,
oder einen Zeitzeichensender auf 60kHz, oder einige Datenfunksender
um die 150kHz. Oder in deinem Haus stört irgend ein Gerät, vielleicht
ein Schaltnetzteil. Wenn diese Frequenzen stören, must du die ganze
Sache schmalbandiger machen.

von Marc S. (darkchaos)


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>Meinst du die Empfangsspule?
Eben nicht! Bzw es geht natürlich alles durch die Empfangsspule, wird 
aber von meiner Sendespule ausgestrahlt, auch wenn ich gar nicht aktiv 
sende, das ist das Problem. Und das eben in zwei Phasen. Einmal 
permanent bei 117kHz solange bis der GPIO einmal benutzt wurde (Das wird 
die Eigenschwingung sein). Aber danach eben auch irgendwie gepulst so 
lange der GPIO nicht aktiv sendet. Und dort überlagern sich vermutlich 
die Signale...

Das heißt irgendwas ist mit der Ansteuerung der Spule noch nicht ganz 
perfekt.

von Günter Lenz (Gast)


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Hier sind ein paar Hinweise über die Portpins des Raspberry-pi
die du beachten solltest.

https://www.elektronik-kompendium.de/sites/raspberry-pi/2002191.htm

Also schalte eine Pufferstufe zwischen Portpin und Spule.

>Das heißt irgendwas ist mit der Ansteuerung der Spule noch nicht ganz
>perfekt.

Ja, du überlastest den Portpin.

von Marc S. (darkchaos)


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Günter Lenz schrieb:
> Hier sind ein paar Hinweise über die Portpins des Raspberry-pi
> die du beachten solltest.
>
> https://www.elektronik-kompendium.de/sites/raspberry-pi/2002191.htm
>
> Also schalte eine Pufferstufe zwischen Portpin und Spule.

Siehe hier: https://www.mikrocontroller.net/attachment/425231/aufbau.jpg
Da ist ein NE5534 als Pufferstufe dran.

Tatsächlich habe ich aktuell nur noch 2 "Probleme":
1. Für manche Signale ist die Fangspule einfach zu unempfindlich. Ob das 
nun an der Rolle (Pappkarton, Aluminium) liegt oder ich einfach deutlich 
mehr Windungen oder eine Art Vorverstärker bräuchte sei mal 
dahingestellt. Da werde ich nach meinem Urlaub einfach mal ausprobieren.

2. Technisch gesehen klappt alles, logisch gesehen noch nicht: Aus 
irgend einem Grunde reagieren die Geräte zwar einzeln aber noch nicht im 
Zusammenspiel etc. Das ist jetzt einfach ausprobieren meinerseits.

von Marc S. (darkchaos)


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Habe jetzt herausgefunden, woher "pi_after_118kHz.png" kommt:
Das ist das Netzteil welches den Pi ansteuert. Das war neulich plötzlich 
weg, weil ich eine Powerbank angeschlossen hatte. Das ist also einfach 
gelöst. Wobei ich immer noch das freie Schwingen habe nach dem 
hochfahren bis zum ersten Befehl, da würde ein PullDown helfen.

von Günter Lenz (Gast)


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Marc S. schrieb:
>Wobei ich immer noch das freie Schwingen habe

>Da ist ein NE5534 als Pufferstufe dran.

Vielleicht wird deine Pufferstufe durch fehlerhaften Aufbau
ungewollt zum Oszillator. Zeig mal den Schaltplan
deiner Pufferstufe.

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