Hallo,
ich möchte mir eine Rahmenantenne bauen. Die Induktivität der Antenne,
wollte ich mit einem LCR Meter testen. Ich habe hier ein LCR Meter vom
Typ DER EE 5000 (https://de.deree.com.tw/de-5000-lcr-meter.html).
Nun wird in einer Rahmenantenne, ja eine höhere Spannung induziert, als
in einer kleinen Spule - was ja der Sinn einer Rahmenantenne ist. Auf
Wikipedia gibt es auch eine Formel für die Klemmspannung:
https://de.wikipedia.org/wiki/Rahmenantenne
Nun stellt sich mir folgende Frage:
Kann ich die Induktivität meiner Rahmenantenne mit dem LCR Meter messen?
Oder kann bereits die induzierte Spannung Schäden am Gerät hervorrufen?
Umso länger ich darüber nachdenke, umso weniger Sinn macht mein
Vorhaben. ;)
Da das Messgerät "nur" bis 100kHz kommt, wird mir das für eine Antenne
um 1MHz wenig nützen.
Solange du nur eine Induktivität ohne Ferrit o.ä. weit weg von Metall
hast, sollte die Messfrequenz relativ egal sein, besonders wo die
Abmessungen klein gegenüber der Arbeitsfrequenz sind. Falls dein
Messgerät allerdings nach irgendeinem Resonanzverfahren arbeitet, was
nicht über 100 kHz 'kann', muss man sich etwas anderes ausdenken; da
will ich nichts raten. Gefahr durch störende Einstreuungen kannst du
im Wohnumfeld wohl getrost ignorieren, allenfalls die üblichen
Messfehler bedenken.
Unknown schrieb:> Da das Messgerät "nur" bis 100kHz kommt, wird mir das für eine Antenne> um 1MHz wenig nützen.
Dann miss doch bei 1MHz.
Schalte der Rahmenantenne einen Drehko parallel und gleiche auf maximale
Spannung ab.
Dann bestimmst du ohne den Rahmen mit dem LCR Meter die Gesamtkapazität
des Prüfaufbaus (Drehko plus Detektor) und kannst bei bekannter Frequenz
L berechnen.
Es gibt aber auch Formeln, die bei bekannter Feldstärke und Frequenz die
in einem Rahmen induzierte Spannung berechnen.
Da die Parallelresonanzfrequenz der Rahmenantenne wesentlich größer als
1MHz ist, wird man bei 10kHz, 100kHz oder 1MHz die gleiche Induktivität
messen.
Bei der Messung muss natürlich der Abstimm-Drehkondensator entfernt
werden.
Unknown schrieb:> Nun wird in einer Rahmenantenne, ja eine höhere Spannung induziert, als> in einer kleinen Spule - was ja der Sinn einer Rahmenantenne ist.
Das gilt aber nur für den Empfangsfall, weil durch den Rahmen mehr
Feldlinien "passen". Aus Sicht Deines LCR-Meters ist es eine
Induktivität wie jede andere.
Ich habe noch nichts gebaut, wollte aber etwas in diese Richtung bauen,
weil ich das Material dazu da hätte:
http://www.richy-schley.de/pages/funk/funk-zusatzgeraete/rahmenantenne-mittelwelle-langwelle-selber-bauen.php
Die Antenne sollte ungefähr 180µH haben. Mit einem Luftdrehkondensator
von 50-500pF könnte ich dann den Frequenzbereich von ca. 530 kHz - 1,7
MHz überstreichen.
Leider bin ich noch nicht so richtig nach einer Formel fündig geworden,
die auf Wikipedia hilft mir nicht viel weiter...
Ich hätte das oben genannte LCR Messgerät, einen Funktionsgenerator und
ein Oszi.
Hier gibt es auch noch zwei Beispiele für eine Rahmenantenne - L=180uH.
Im ersten Beispiel sind die Windungen nebeneinander gewickelt. Im andern
Beispiel, ganz unten auf der Webseite, sind die Windungen untereinander
gewickelt.
https://www.fading.de/antennentechnik/bauanleitung_rahmenantenne
Eine hohe Guete waere schlecht fuer die Breitbandigkeit der Antenne.
Ueberleg mal wie wenig Guete fuer eine spaeter ZF von 455kHz benoetigt
wird, wenn diese mit abgestimmt wuerde.
Dieter schrieb:> Eine hohe Guete waere schlecht fuer die Breitbandigkeit der Antenne.> Ueberleg mal wie wenig Guete fuer eine spaeter ZF von 455kHz benoetigt> wird, wenn diese mit abgestimmt wuerde.
Naja, bei einer Güte von vier kann man wohl kaum noch von Selektivität
sprechen.
Dieter schrieb:> Eine hohe Guete waere schlecht fuer die Breitbandigkeit der Antenne.
Wofür braucht man eine breitbandige Antenne, wenn ein Drehko dran ist -
gerne auch Motordrehko, damit sie fernabstimmbar ist.
Unknown schrieb:
>Kann ich die Induktivität meiner Rahmenantenne mit dem LCR Meter messen?
Warum sollte das nicht gehen?
>Da das Messgerät "nur" bis 100kHz kommt, wird mir das für eine Antenne>um 1MHz wenig nützen.
Die Frequenz mit dem das Meßgerät mißt hat nichts mit der
späteren Einsatzfrequenz zu tun.
Dieter schrieb:> Eine hohe Guete waere schlecht fuer die Breitbandigkeit der> Antenne. Ueberleg mal wie wenig Guete fuer eine spaeter ZF von 455kHz> benoetigt wird, wenn diese mit abgestimmt wuerde.
Mittelwellen Sender haben eine Bandbreite von 9kHz. Bei z.B. 600kHz ist
das eine Güte von 66.
Die Rahmenantenne wird mit einem Drehkondensator abgestimmt. Da braucht
sie nicht breitbandig sein. Sie hat selber eine hohe Selektivität =
Schmalbandigkeit.
@TO. Du kannst die Induktivität deiner Rahmenantenne, wenn du sie denn
mal gebaut hast, ruhig messen, da geht nichts kaputt!
Ein Problem sehe ich aber, falls du planst, einen Superheterodyne
Empfänger zu bauen, der Gleichlauf zwischen Vorkreis und Oszillator ist
etwas knifflig. Hat man aber schon in den 20er Jahren des letzten
Jahrhunderts hingekriegt. Solltest du also auch schaffen.
Sprudelstrudel schrieb:> Mittelwellen Sender haben eine Bandbreite von 9kHz. Bei z.B. 600kHz ist> das eine Güte von 66
Leider waren die HF-Kreise der meisten Radios zu gut um die damit
mögliche NF-Bandbreite von 4,5kHz verlustfrei wiederzugeben.
Daraus, und der Verwendung von schlechten Lautsprechern, resultierte der
muffige Klang der Mittelwelle.
Ich habe eine zeitlang in der Nähe eines 5kW MW-Senders gewohnt, wo die
Feldstärke hoch genug war, dass man zum Empfang keinen Schwingkreis
brauchte -eine Drossel und eine Diode genügte- und in Verbindung mit
besseren Audiokomponenten war der Klang enorm viel besser, als was man
mit einem typischen Radio zu hören bekam.
Allerdings frage ich mich, weshalb alle Welt jetzt, wo es kaum noch
AM-Sender gibt, ausgerechnet die aufwändigen und elektrisch
mittelmäßigen Rahmenantennen bauen will.
Ein paar Meter Draht funktionieren mindestens genau so gut.
Zugegeben sehen die nicht so dekorativ aus.
Hp M. schrieb:> Allerdings frage ich mich, weshalb alle Welt jetzt, wo es kaum noch> AM-Sender gibt, ausgerechnet die aufwändigen und elektrisch> mittelmäßigen Rahmenantennen bauen will.> Ein paar Meter Draht funktionieren mindestens genau so gut.> Zugegeben sehen die nicht so dekorativ aus.
Das kommt wahrscheinlich drauf an, ob man sich in den Kopf gesetzt hat,
den Ortssender oder eine Karibikstation zu hören möchte.
Danke für die bisherigen Antworten.
Der Hintergrund meiner ursprünglichen Frage ist folgender Gedankengang:
Je größer die Fläche des Rahmens ist, desto höher ist die induzierte
Spannung, das sagt der schlaue Wikipedia Artikel (oben verlinkt),
abhängig von der Wellenlänge (die hier sehr groß ist, womit die Spannung
wieder kleiner wird) und natürlich der elektrischen Feldstärke, die sehr
niedrig ist, da es in Dtl. ja nichtmal mehr einen Mittelwellensender
gibt.
Nun hat so ein LCR Meter ja eine recht empfindliche Elektronik. Also war
meine Sorge, dass mir die induzierte Spannung, das Messgerät beschädigt.
Es steht ja auch nicht umsonst eine Warnung drauf, dass man Kapazitäten
erst entladen soll, bevor man sie misst (obwohl es da sicher um sehr
hohe Spannungen und z.B. fette Elkos geht). Da das Gerät noch nichtmal
eine Diode hat, die das verpolen der 9V Blockbatterie verzeihen würde
(mit der das Gerät betrieben ist), habe ich ungute Vorahnungen. Leider
finde ich zu dem Gerät kein sehr ausführliches Datenblatt. Die Anleitung
ist leider in japanisch, was ich nicht so gut beherrsche.
Was die Induktionsspannung angeht, so tritt diese ja unabhängig davon
auf, mit welcher Frequenz das LCR Meter misst. Ich kann ja mit 10 oder
100kHz messen. Wenn da nun etwas einstrahlt, aufgrund der großen
Antenne, würde das Messgerät die Spannung ja am Eingang "sehen".
Sind diese Überlegungen volkommen falschen? Wenn ja, warum?
@thelonging
> Hier gibts einen Rechner für Rechteckspulen:> http://electronbunker.ca/eb/InductanceCalcRc.html
Hast du den mal ausprobiert? Entweder ich bin zu doof oder ich sehe da
nirgends die errechnete Induktivität?!
Tatsächlich gibt es einige Rechner zu Rechteckigen Spulen. Da fehlt aber
dann meist mindestens noch der Abstand zwischen den Windungen, z.B.
diesen hier:
https://technick.net/tools/inductance-calculator/rectangular-loop/
@helmuts:
Danke, der Link war mir bekannt. Ich würde nur gern die Rahmenvariante
bauen, weil sie kleiner ist. Die wird leider nicht genau behandelt.
@Dieter:
> Es gibt sogar einen Online Rechner fuer die Rahmenantenne.> https://www.b-kainka.de/bastel95.htm
Kenne ich, die Formeln kenne ich auch. Sie gelten aber nicht für
rechteckige Rahmenantennen, siehe der technick.net Link oben. :/
@nachtmix:
> Allerdings frage ich mich, weshalb alle Welt jetzt, wo es kaum noch> AM-Sender gibt, ausgerechnet die aufwändigen und elektrisch> mittelmäßigen Rahmenantennen bauen will.> Ein paar Meter Draht funktionieren mindestens genau so gut.> Zugegeben sehen die nicht so dekorativ aus.
Das habe ich bereits probiert, ein langer Draht bringt so gut wie
nichts. Ich habe verschiedene Ankopplungen versucht (induktiv und
kapazitiv). Nun, selbst wenn jetzt die Rahmentantenne nichts bringen
würde, so lerne doch etwas dabei.
> @thelonging>> Hier gibts einen Rechner für Rechteckspulen:>> http://electronbunker.ca/eb/InductanceCalcRc.html> Hast du den mal ausprobiert? Entweder ich bin zu doof oder ich sehe da> nirgends die errechnete Induktivität?!
Zumindest dieser Teil hat sich geklärt. ;) Ich habe sie aufgrund
diverser paranoider Browsersettings nicht gesehen (Script Blocker).
Ich würde das gern nochmal pushen.
Auf die ursprüngliche Frage, habe ich noch nicht so richtige eine
zufriedenstelende Antwort erhalten. Könnt ihr mir da nochmal helfen?
1.
> Der Hintergrund meiner ursprünglichen Frage ist folgender Gedankengang:> Je größer die Fläche des Rahmens ist, desto höher ist die induzierte> Spannung, das sagt der schlaue Wikipedia Artikel (oben verlinkt),> abhängig von der Wellenlänge (die hier sehr groß ist, womit die Spannung> wieder kleiner wird) und natürlich der elektrischen Feldstärke, die sehr> niedrig ist, da es in Dtl. ja nichtmal mehr einen Mittelwellensender> gibt.> Nun hat so ein LCR Meter ja eine recht empfindliche Elektronik. Also war> meine Sorge, dass mir die induzierte Spannung, das Messgerät beschädigt.> Es steht ja auch nicht umsonst eine Warnung drauf, dass man Kapazitäten> erst entladen soll, bevor man sie misst (obwohl es da sicher um sehr> hohe Spannungen und z.B. fette Elkos geht). Da das Gerät noch nichtmal> eine Diode hat, die das verpolen der 9V Blockbatterie verzeihen würde> (mit der das Gerät betrieben ist), habe ich ungute Vorahnungen. Leider> finde ich zu dem Gerät kein sehr ausführliches Datenblatt. Die Anleitung> ist leider in japanisch, was ich nicht so gut beherrsche.>> Was die Induktionsspannung angeht, so tritt diese ja unabhängig davon> auf, mit welcher Frequenz das LCR Meter misst. Ich kann ja mit 10 oder> 100kHz messen. Wenn da nun etwas einstrahlt, aufgrund der großen> Antenne, würde das Messgerät die Spannung ja am Eingang "sehen".>> Sind diese Überlegungen volkommen falschen? Wenn ja, warum?
Und mir kam noch folgende Frage 2:
Sprudelstrudel schrieb:
> Mittelwellen Sender haben eine Bandbreite von 9kHz. Bei z.B. 600kHz ist> das eine Güte von 66.> Die Rahmenantenne wird mit einem Drehkondensator abgestimmt. Da braucht> sie nicht breitbandig sein. Sie hat selber eine hohe Selektivität => Schmalbandigkeit.
Das verstehe ich nicht. Die Güte eine Schwingkreises, wird doch im
wesentlichen von der Spulengüte bestimmt. Der Drehkondensator dürfte an
der Güte des Schwingkreises nichts ändern. Er bestimmt lediglich die
Resonanzfrequenz. Oder liege ich da vollkommen falsch?
Antwort zu Frage 1:
Du kannst diese Spule mit jedem beliebigen RCL-Meter messen.
Antwort zu Frage 2:
Dei Güte wird im wesentlichen durch die Güte der Spule bestimmt. Bei
600kHz möchtest du aber höchstens ein Güte von 60 haben weil die Sender
ja 9kHz Bandbreite ausnutzen.
Zu 1: Da wir keine starken Rundfunksender mehr in Deutschland haben,
werden die induzierten Spannungen allenfalls im mV-Bereich liegen, was
das Instrument wohl aushalten wird. Prinzipiell hast du Recht, aber
selbst wenn ich meine Dachantenne mit einem Analysator messe, sind nur
kleine Effekte zu sehen. Diese Methode ist allerdings schon gefährlich,
daher habe ich zwei antiparallele Dioden am Eingang.
Zu 2. Die Güte eines Luftdrehkos (wie im Bauvorschlag) liegt bei MW über
eine Größenordnung über der der Spule. Insofern bestimmen die Spulengüte
(Drahtverluste), die angekopppelte Last und die Strahlungsverluste die
Gesamtgüte. Ohne Strahlungsverluste aber kein Empfang...
Unknown schrieb:> meine Sorge, dass mir die induzierte Spannung, das Messgerät beschädigt
Kommt auf die Nähe zum Sender an. Im Sendergebäude gab es einige
Leuchtstoffröhren die konnte man nicht ausschalten. Sie leuchteten auch
wenn der Schalter aus war. So nah wirst Du Deine Messung nie machen. Du
kannst aber gerne mit einer Diode einen Detektor bauen und mal aus
Interesse messen.
Unknown schrieb:> Da das Gerät noch nichtmal> eine Diode hat, die das verpolen der 9V Blockbatterie verzeihen würde> (mit der das Gerät betrieben ist), habe ich ungute Vorahnungen.
Dann bau doch eine Opferdiode rein, wenn du Angst hast, die Batterie
falsch anzuschliessen.
Irgendeine kräftige Gleichrichterdiode, z.B 1N4001 bis ~7 die
normalerweise in Sperrrichtung gepolt ist, reicht aus um bei falscher
Polung einen Kurzschluss zu machen.
Selbst wenn die Diode dabei selbst das Zeitliche segnet (daher:
Opferdiode), beschränkt sich der Schaden auf 5 Cent für die Diode und
die evtl. leergesaugte Batterie.
Unknown schrieb:> und natürlich der elektrischen Feldstärke, die sehr> niedrig ist, da es in Dtl. ja nichtmal mehr einen Mittelwellensender> gibt.
Da es sich um eine elektromagnetische Welle handelt, ist die magnetische
Feldstärke dann allerdings auch sehr gering.
Von nix kommt nix.
Unknown schrieb:>> Die Rahmenantenne wird mit einem Drehkondensator abgestimmt. Da braucht>> sie nicht breitbandig sein. Sie hat selber eine hohe Selektivität =>> Schmalbandigkeit.> Das verstehe ich nicht. Die Güte eine Schwingkreises, wird doch im> wesentlichen von der Spulengüte bestimmt. Der Drehkondensator dürfte an> der Güte des Schwingkreises nichts ändern. Er bestimmt lediglich die> Resonanzfrequenz. Oder liege ich da vollkommen falsch?
Es hat allerdings schon Vorteile, wenn man die Selektivität in den
Empfänger baut und nicht in die Antenne, die u.U. unerreichbar ist.
Die Güte des Schwingkreises ändert sich schon mit der Abstimmung.
Im unbelasteten Zustand steigt die Güte gewöhnlich mit höherer Frequenz
wegen des besseren L/C-Verhältnisses.
Im echten Leben allerdings sinkt sie oft auch, z.B. wegen Skineffekt und
der steigenden Strahlungsverluste der Antenne.
Es ist einfacher diese Optimierung aka Anpassung im Bastelzimmer am
Gerät zu machen, als auf dem Dachboden die Antenne jedesmal neu zu
bauen.
Unknown schrieb:>> Ein paar Meter Draht funktionieren mindestens genau so gut.>> Zugegeben sehen die nicht so dekorativ aus.> Das habe ich bereits probiert, ein langer Draht bringt so gut wie> nichts. Ich habe verschiedene Ankopplungen versucht (induktiv und> kapazitiv).
Wahrscheinlich hast du den Schwingkreis viel zu fest angekoppelt.
Dann belastet die Antenne den Schwingkreis und es kommt keine
vernünftige Resonanzüberhöhung zustande.
Bei besseren Geräten hat man einen kapazitiven Antennentrimmer in Reihe
mit der Antenne verwendet. Für MW dürften dessen Kapazitätswerte vllt
bei 5..20pF gelegen haben.
