DCF77-Aktivantenne / LTSpice / BF245A

[Ingo D. (ingo2011)]

Hallo zusammen,

für einen geplanten DCF77-Rx bin ich auf der Suche nach einer einfachen 
Aktivantenne auf die folgenden Schaltungen gestoßen.
Zuerst wurde die Variante mit BF und PNP Transistor aufgebaut...
Natürlich habe ich keinen BF245A da , also den BF245C genommen. Dann hat 
man einen prima Abschwächer. Also, das Ganze mal Simuliert. Siehe da, 
mit dem BF245A funktioniert das Ganze aber halt nur mit dem. Die andere 
Schaltung mit BF und NPN funktioniert hingegen mit jedem BF-FET 
gleichermaßen.
Meine Frage , kann das denn sein ?

Gruß Ingo


Hir mal meine Spice-Modelle für die BF-Typen
.model BF245A NJF(VTO=-1.7372 BETA=1.16621E-003 LAMBDA=1.77211E-002 
RD=9.01678 RS=9.01678 IS=2.91797E-016 CGS=2.20000E-012 CGD=2.20000E-012 
PB=0.780988 FC=0.5 mfg=NXP)
.model BF245B NJF(VTO=-2.3085 BETA=1.09045E-003 LAMBDA=2.31754E-002 
RD=7.77648 RS=7.77648 IS=2.59121E-016 CGS=2.00000E-012 CGD=2.20000E-012 
PB=0.991494 FC=0.5 mfg=NXP)
.model BF245C NJF(VTO=-5.0014 BETA=5.43157E-004 LAMBDA=2.71505E-002 
RD=12.0869 RS=12.0869 IS=3.64346E-016 CGS=2.00000E-012 CGD=2.00000E-012 
PB=1.24659 FC=0.5 mfg=NXP)
.MODEL BF246A NJF(VTO=-5.3298 BETA=2.86527m BETATCE=-0.5 
LAMBDA=6.19323E-2 RD=1.62278 RS=1.62278 CGS=1.05000E-11 CGD=1.30000E-11 
PB=7.98217E-1 IS=1.18582f XTI=3 AF=1 FC=0.5 N=1 NR=2 MFG=PHILIPS)
.MODEL BF256A NJF(VTO=-2.1333 BETA=1.06491m BETATCE=-0.5 
LAMBDA=1.68673E-2 RD=1.41231E1 RS=1.41231E1 CGS=2.10000p CGD=2.30000p 
PB=7.73895E-1 IS=3.50865E-16 XTI=3 AF=1 FC=0.5 N=1 NR=2 MFG=PHILIPS)
.MODEL BF256B NJF(VTO=-2.3085 BETA=1.09045m BETATCE=-0.5 
LAMBDA=2.31754E-2 RD=7.77648 RS=7.77648 CGS=2.00000p CGD=2.20000p 
PB=9.91494E-1 IS=2.59121E-16 XTI=3 AF=1 FC=0.5 N=1 NR=2 MFG=PHILIPS)

[HildeK (Gast)]

Kann eigentlich nur an den Arbeitspunkten liegen.
Ich hab mal an deiner Schaltung ein wenig gebastelt. Siehe Anhang. 
Bringt ca. 350 - 400mVp am Ausgang mit wenig Unterschied zwischen dem A- 
und C-Typ.

[Ingo D. (ingo2011)]

Super !
Das probiere ich gleich mal aus. Mich hat es halt gewundert,
das die Schaltung so empfindlich reagiert, soll angeblich aus einer 
kommerziellen Schaltung so aus den 90'er Jahren sein.

Danke Dir .

Gruß Ingo

[Heiner (Gast)]

Ingo D. schrieb:
> mit dem BF245A funktioniert das Ganze aber halt nur mit dem. Die andere
> Schaltung mit BF und NPN funktioniert hingegen mit jedem BF-FET
> gleichermaßen.

Eine Frage des DC-Arbeitspuntkes.

Die Compound Schaltung aus FET und direkt gekoppelten PNP Transistor hat 
was das Rauschen und die Linearität betrifft Vorteile gegenüber einer 
Sourcefolger-Emitterfolger Kombination. Die FET-PNP Compound Schaltung 
wirkt wie ein gegegekoppelter Operationsverstärker, mit R3/R1 als 
Gegenkopplungselement.

[Michael M. (michaelm)]

Moin,

ein Versuch mit einer ferngespeisten Kaskode-Stufe wäre es wert, mal 
ausprobiert zu werden (s. Anhang). Der Sch.-Auszug stammt von Ralph 
Berres.

Da könnte als FET auch ein BF246 drin arbeiten. :-)
Die Antenne ist leicht/problemlos räumlich absetzbar, da der in 
B-Schaltung arbeitende NPN eine sehr niedrige Eingangsimpedanz hat und 
so die Kabelkapazität kaum eine Rolle mehr spielt.

Michael

[Ingo D. (ingo2011)]

Hi Michael,
>ein Versuch mit einer Kaskode-Stufe wäre es wert, mal ausprobiert zu
>werden (s. Anhang). Der Sch.-Auszug stammt von Ralph Berres.

Jo, sieht auch sehr interessant aus, hat auch noch den Vorteil , das man 
sich die Drosseln für die Speisespannung damit spart..

gRUẞ iNGO

[ArnoR (Gast)]

Ingo D. schrieb:
> Zuerst wurde die Variante mit BF und PNP Transistor aufgebaut...
> Natürlich habe ich keinen BF245A da , also den BF245C genommen. Dann hat
> man einen prima Abschwächer. Also, das Ganze mal Simuliert. Siehe da,
> mit dem BF245A funktioniert das Ganze aber halt nur mit dem.

Das ist doch klar. Du hast einen 2-stufigen gleichspannungsgekoppelten 
Verstärker. Der Arbeitspunkt hängt vom Idss des Jfet ab und der ist eben 
stark unterschiedlich, je nach Gruppe. Du hast mit dem BF245C einen 
total verschobenen Arbeitspunkt und die Schaltung kann nicht verstärken.

Man stellt zunächst den Arbeitspunkt mit dem Widerstand R2 zwischen B-E 
des pnp auf halbe Versorgungsspannung am Ausgang ein. Dann funktioniert 
die Schaltung auch. Die Einstellung ist bei den JFets mit dem großen 
Bereich von Idss leider nötig.

[HildeK (Gast)]

Meine Eingangsstufe, in den 80er Jahren erstellt, sieht so aus, wie im 
Anhang. Die Leitung zur abgesetzten Antenne ist eine einfache, dünne 
Mikrofonleitung.

[Ingo D. (ingo2011)]

Hallo Arno,

>ArnoR schrieb:
> Das ist doch klar. Du hast einen 2-stufigen gleichspannungsgekoppelten
> Verstärker. Der Arbeitspunkt hängt vom Idss des Jfet ab und der ist eben

ja, genau darum ging es mir ja. Das Schaltungsdesign ist halt mist. Habe 
ich mir ja schon gedacht. HildeK hat das ja auch gezeigt, hier werden 
die Arbitspunkte der Transistoren ja separat eingestellt. Verschiedene 
Idss wirken sich dann kaum aus.

Gruß Ingo

[ArnoR (Gast)]

Ingo D. schrieb:
> Das Schaltungsdesign ist halt mist.

Nein, das ist es nicht. Wenn die Ube von Bipolartransistoren so streuen 
würde wie der Idss von Jfets, dann müsste man solch einen Abgleich auch 
bei jeder Bipo-Schaltung machen. Es ist halt eine Eigenart der Jfets, 
die von derer positiven Eigenschaften aber mehr als aufgewogen wird. Und 
durch die Idss-Gruppierung wird die Sache ja auch entschärft. Über die 
hfe-Gruppen bei Bipos regt sich schließlich auch keiner auf.

Wenn man den Arbeitspunkt erst mal eingestellt hat, ist die Schaltung 
stabil gegen Versorgungs- und Temperaturänderungen. Wenn du die so 
leichtfertig wegwirfst, machst du einen Fehler. Schau mal hier:

Beitrag "Re: Einfacher Mischer für DCF77-Superhet gesucht"

[Timo (Gast)]

Ingo D. schrieb:
> Das Schaltungsdesign ist halt mist

Liegt wohl eher daran, du wenig Ahnung von FETs und von analogem 
Schaltungsdesign hast.

[Ingo D. (ingo2011)]

Hi Timo,


Timo schrieb:
> Liegt wohl eher daran, du wenig Ahnung von FETs und von analogem
> Schaltungsdesign hast.

Das stimmt natürlich ;-)

Aber, wenn eine Schaltung so knapp auf Kante ausgelegt ist,
so ist da doch zumindest noch Luft nach oben was das Design betrifft.
Gruß Ingo

[HildeK (Gast)]

Michael M. schrieb:
> ein Versuch mit einer ferngespeisten Kaskode-Stufe wäre es wert, mal
> ausprobiert zu werden

Die Kaskode hat HF-Vorteile, die Kabelkapazität der Leitung zur 
abgesetzten Antenne z.B. spielt kaum eine Rolle. Sie verstärkt 
allerdings nicht weiter; ein Arbeitswiderstand am FET liefert praktisch 
das selbe.

Soweit ich mich erinnere hatte ich damals auch eine Kaskode untersucht, 
bin aber final bei einer verstärkenden Stufe gelandet. Die 
antiparallelen Dioden deuten drauf hin, dass dort am Kollektor von T2 
etwa max. 0.5Vss angekommen sind - so mit dem 150R eingestellt für 
meinen Empfangsort. Sie sollen dazu dienen, irgendwelche Peaks von z.B. 
Schaltvorgängen (Leuchtstofflampen) oder auch Gewittereinflüsse zu 
kappen.

[Heiner (Gast)]

HildeK schrieb:
> Die
> antiparallelen Dioden deuten drauf hin, dass dort am Kollektor von T2
> etwa max. 0.5Vss angekommen sind - so mit dem 150R eingestellt für
> meinen Empfangsort. Sie sollen dazu dienen, irgendwelche Peaks von z.B.
> Schaltvorgängen (Leuchtstofflampen) oder auch Gewittereinflüsse zu
> kappen.

...und ordentlich Intermodulation zu erzeugen. An der Stelle ist sind 
Dioden absoluter Nonsens.

[Josef L. (Gast)]

Heiner schrieb:
> ordentlich Intermodulation zu erzeugen.

Nachdem vorne ein abgestimmter Schwingkreis ist, kannst du das 
"ordentlich" vermutlich streichen. Am Eingang eines breitbandigen 
Empfängers stimmt das, aber selbst R&S hat das gemacht, aber 2-3 Dioden 
jeweils in Serie geschaltet. Dass mal mehr als 1Vss anliegen ist schon 
selten.

[Heiner (Gast)]

Josef L. schrieb:
> Dass mal mehr als 1Vss anliegen ist schon
> selten.

Der Kreis hilft viel. Aber Dioden fangen nicht erst bei 0,7V an zu 
leiten. Intermodulationsprodukte entstehen schon weit darunter. Zumal an 
dieser Stelle schon vorher Verstärkung gemacht wird.

Des weiteren ist mir nicht klar, was durch die Dioden geschützt werden 
soll. Wenn überhaupt, machen sie vor dem FET Sinn. Danach schaden sie 
nur.

[Josef L. (Gast)]

Heiner schrieb:
> machen sie vor dem FET Sinn

Genau. Ich würde sie auch direkt an den Schwingkreis löten. Bei meinem 
Empfänger ist ein 1.5k-Widerstand parallel, um den Eingang breitbandig 
zu machen. Aber da er "nur" zum Hören ist, und Gewitterstörungen vom 
Gehirn als solche erkannt werden, stören Spannungsspitzen da nicht.

[Michael M. (michaelm)]

Noch ein wenig Lesenswertes zum Thema Antenne:

https://www.robkalmeijer.nl/techniek/electronica/radiotechniek/hambladen/ukw-berichte/1984/page042/index.html

Die weitere Empfängerschaltung einfach mal ignorieren, denn allein die 
Quarze zu bekommen führt zu reichlich Kosten... ;-)

Michael

[Josef L. (Gast)]

Da steht zum Quarzfilter:
"... besitzt zwei ausgeprägte Dämpfungspole, mit denen Störträger um 
mehr als 70 dB unterdrückt werden können"  - ja, nur dass diese Pole von 
den Quarzen abhängen, und welche Störträger gibt es denn bitte auf 76.80 
und 78.13 khz? da werden Zeilenfrequenzen von Fernsehern und Monitoren 
ins Feld geführt, die evtl. von der Norm etwas abweichen - wer hat sowas 
heute noch in Betrieb? Vielleicht ein Sammler, also der Bastler selbst, 
aber der wird die Geräte sicher nicht parallel dazu einschalten wollen.

Wenn ich auf Twente SDR nachsehe, sehe ich weit und breit links und 
rechts von DCF nichts, was ich nicht mit einem einfachen Spulenfilter 
unterdrücken könnte, insbesondere, wenn in anderen Threads von 
Spulengüten oberhalb 500 schwadroniert wird!

[Michael M. (michaelm)]

Josef L. schrieb:
> ...Wenn ich auf Twente SDR nachsehe, sehe ich weit und breit links und
> rechts von DCF nichts,....

Darum geht es nicht wirklich, was der Twente-SDR empfängt.
Die speziellen Quarze für diesen Empfänger sind enorm teuer, weil mit 
Sicherheit eine Sonderanfertigung. Deswegen sagte ich ja, dass man den 
Rest der Empfängerschaltung mal ausblenden sollte (ein Q-Filter kann man 
natürlich trotzdem vorsehen ;-), wenn's Spaß macht).

Das Problem, was heute zu bekämpfen ist: Wandwarzen, also lokales QRM, 
genau wie früher auch mit den Oberwellen der Zeilenfrequenz der 
Röhren-Fernseher. Und die wandern außerdem zusätzlich, was die 
Zeilenfrequenz nicht tat.... :-(

Es ging ja auch nur um die Einzelheiten, was die Antenne selbst und das 
Frontend betrifft.

Michael

[HildeK (Gast)]

Heiner schrieb:
> Der Kreis hilft viel. Aber Dioden fangen nicht erst bei 0,7V an zu
> leiten. Intermodulationsprodukte entstehen schon weit darunter. Zumal an
> dieser Stelle schon vorher Verstärkung gemacht wird.
IM ist kein Thema, danach kommt ein schmalbandiges Quarzfilter.
Ist lange her, vielleicht hatte ich für meine Empfangslage auch den 
Pegel an den Dioden noch etwas niedriger.
Jedenfalls waren sie sehr hilfreich gegen Störungen z.B. eines normmalen 
Dimmers mit großer Last oder von Störungen durch Schalten von 
Leuchtstofflampen.

> Des weiteren ist mir nicht klar, was durch die Dioden geschützt werden
> soll. Wenn überhaupt, machen sie vor dem FET Sinn. Danach schaden sie
> nur.
An der Antenne habe ich höchstens einstellige mV. Da kann ich die Dioden 
vergessen.

Die damals gebaute Uhr zeigt jede Minute das an, was sie direkt davor 
empfangen hat, ohne Parity-Checks oder Plausibilitätsprüfung - und das 
seit Anfang der 80er Jahre. Nur die LC-Anzeigen habe ich ersetzen müssen 
...
Klar, wenn der Sender gerade still steht, habe ich keine Uhrzeit :-), 
sonst aber gibt es keine Fehler.

[Heiner (Gast)]

Michael M. schrieb:
> Die speziellen Quarze für diesen Empfänger sind enorm teuer, weil mit
> Sicherheit eine Sonderanfertigung.

Bezieht sich das auf den Twente SDR? Da ist kein Quarz drin verbaut

[Josef L. (Gast)]

Heiner schrieb:
> Bezieht sich das auf den Twente SDR? Da ist kein Quarz drin verbaut

nein, auf die in 
https://www.robkalmeijer.nl/techniek/electronica/radiotechniek/hambladen/ukw-berichte/1984/page042/index.html 
gezeigte Empfängerschaltung mit Selbstbau-Quarzfilter mit 2 Quarzen mit 
speziellen Resonanzfrequenzen um 77.5 kHz.

Die Frage ist halt nur, ab welcher Entfernung vom Sender man diesen 
Aufwand (55Hz Bandbreite) für ausreichendes S/N wirklich braucht. Die 
Uhr sollte "frei" laufen und nur wenn er ordnungsgemäß empfangen und 
dekodiert werden kann vom Sender synchronisiert werden. Dann ist 
eigentlich die Kurzzeitstabilität des lokalen Oszillators maßgeblich, 
nicht die Gewitterempfindlichkeit des Empfängers.

Aber OK, ich bin kein Spezialist.

[Carsten W. (eagle38106)]

Quarze für 77.5 kHz bekommt man in China bei AliExpress für 6.31ct das 
Stück.

[Michael M. (michaelm)]

Aber bei weitem nicht die, die im Empfänger-Konzept nach DJ3RV benötigt 
werden.
Vielleicht kann man damit ein "normales" Q.-Filter aufbauen; beim 
Ladder-Filter wird es schon wieder schwierig...

Michael

[eric (Gast)]

Carsten W. schrieb:
> Quarze für 77.5 kHz bekommt man in China bei AliExpress für 6.31ct das
> Stück.

In jeder billigen Funkuhr ist so einer drin.

[Carsten W. (eagle38106)]

Genau die meine ich. Habe ich auch schon selber für Geradeausempfänger 
als Filter verwendet.

[Michael M. (michaelm)]

Ist denn unser Fragesteller Ingo noch da?

[Ingo D. (ingo2011)]

Guten Morgen ,

Michael M. schrieb:
> Ist denn unser Fragesteller Ingo noch da?

jo, bin noch da, aber meine Fragen wurden ja weiter oben beantwortet. 
Zum Thema Quarz habe ich nichts zu sagen ;-)

Gruß Ingo

[Michael M. (michaelm)]

Ingo D. schrieb:
> ...für einen geplanten DCF77-Rx...

Ich hoffte, du würdest vielleicht dein "Projekt" etwas ausführlicher 
beschreiben, z.B. welchen Zweck der Empfänger erfüllen soll 
(Uhr-Synchro, Zeit-Referenz, ...)

Hast du weitere Praxis-Experimente gemacht? Kaskode mal ausprobiert? In 
deinem ersten Simu-Anlauf erreichst du ca. 10-fache 
Spannungsverstärkung; besonders toll ist das ja noch nicht. Bei Nähe zum 
Sender kann das ausreichen; wenn die Entfernung größer (mehrere 100km) 
ist, sicher nicht. Da kann man noch "nachhelfen" ... :-)
Erst mal ganz ohne Quarz... :-) Das ist dann ein weiterführendes Thema.

Michael

[Ingo D. (ingo2011)]

Hi Michael,

> Ich hoffte, du würdest vielleicht dein "Projekt" etwas ausführlicher
> beschreiben, z.B. welchen Zweck der Empfänger erfüllen soll
> (Uhr-Synchro, Zeit-Referenz, ...)

ja, das tue ich auch noch. Versprochen , dann allerdings in einem neuen 
Thread.
In dem Thread "Einfacher Mischer für DCF77-Superhet gesucht" hatte 
Christian mal eine Schaltung aus der Elrad von 1988 erwähnt. Die fand 
ich ganz interessant und habe mir da mal eine Platine gezeichnet. 
Allerdings benutze ich den TDA1592 da hatte ich noch fünf von. Letztlich 
geht es um eine einfache Uhr, habe jetzt Urlaub und Lust was zu basteln 
;-) Mit den herkömmlichen Uhrenmodulen habe ich hier in Wolfenbüttel 
aber das Problem, das ich die schon sehr genau ausrichten muss, damit 
die überhaupt synchronisieren, da sind die Ferrit-Antennen halt auch 
meist sehr klein. Die Idee, der RX aus der Elrad plus eine 
Ferrit-Antenne mit mind.100mm Länge, die habe ich aber noch nicht. Wie 
gesagt, ich werde dann mal das ganze Projekt hier einstellen, wenn ich 
da nen bisschen weiter bin. Mit der winzigen Antenne die auf dem 
(schlechten) Bild zu sehen ist, kann ich das Signal gerade erahnen 
...aber grundsätzlich spielt der RX schon mal.

Gruß Ingo

[Michael M. (michaelm)]

Ingo D. schrieb:
> ...hier in Wolfenbüttel...
....
> ...Mit der winzigen Antenne die auf dem
> (schlechten) Bild zu sehen ist, kann ich das Signal gerade erahnen...

Dann will ich dir mal auf die Sprünge helfen (s. Anhang) :-)

Mit einer selektiven Kaskode im Antennenverstärker wirst du definitiv 
besser fahren. Der NPN (der ja an sich schon der "Arbeitswiderstand" des 
FET ist), wird mit einem Schwingkreis 77,5 kHz versehen. Die Güte 
braucht nicht sonderlich hoch zu sein.
Probier es in der Simulation aus; Transen: FET = BF245 oder BF246, NPN = 
universal. Der Strom in der Kaskode sollte um 5 mA oder etwas größer 
sein.
Ich denke, du wirst ggü. dem reinen DC-Verstärker erstaunt sein.. ;-)

Wenn du die Antenne über ein Koax absetzt, dann siehe 14.12.21 um 13:21.

Michael

[Wilhelm S. (wilhelmdk4tj)]

Hallo Ingo,

brauchst du einen Stab?
Eine PN an mich

73
Wilhelm

[Ingo D. (ingo2011)]

Hi Michael,

Michael M. schrieb:
> Mit einer selektiven Kaskode im Antennenverstärker wirst du definitiv
> besser fahren.

jo, danke Dir. Das werde ich morgen probieren und berichte dann.
Gruß Ingo

[Ingo D. (ingo2011)]

Hi Wilhelm

Wilhelm S. schrieb:
> brauchst du einen Stab?

danke für das Angebot. Hatte mir Anfang der Woche aber schon mal so ein 
Ding bestellt:

https://www.hkw-shop.de/Empfangstechnik-AM/Ferritantennen/Antenne-77-5kHz-10x100mm-oxid.html
Hoffe die kommt zum Wochenende an.

Gruß Ingo

[Josef L. (Gast)]

Michael M. schrieb:
> Dann will ich dir mal auf die Sprünge helfen (s. Anhang) :-)

Im Schaltbild ist C5 überbrückt? Von der Verbindung R4/L2 (oberes Ende 
Schwingkreis) würde ich 0.1µF auf Masse legen!

[Michael M. (michaelm)]

Josef L. schrieb:
> Im Schaltbild ist C5 überbrückt?
Unvollkommenheit von LTspice? :-) Nee, der C5 ist nicht 
kurzgeschlossen...

> Von der Verbindung R4/L2 (oberes Ende
> Schwingkreis) würde ich 0.1µF auf Masse legen!
Könnte man probieren (auch nach +Ub), mache ich heute Abend; 
funktioniert aber so schon recht ordentlich. ;-)

Michael

[Josef L. (Gast)]

Michael M. schrieb:
> Unvollkommenheit von LTspice? :-)

Sieht aber so aus, als wenn über C5 noch eine Verbindung gelegt worden 
ist. Zieh ihn mal beiseite bzw. nimm ihn raus und setze ihn neu ein. 
Hatte ich auch schon, und Stunden nach dem Fehler gesucht!

[Michael M. (michaelm)]

Josef L. schrieb:
> Zieh ihn mal beiseite bzw. nimm ihn raus und setze ihn neu ein.

Gesagt - getan .... Keine Änderung, es funktioniert immer noch, wie es 
soll. :-)
Auch mit 100nF von R4/L2 ändert sich nichts bzw. auf der dritten 
Zahlenstelle. Das ist nicht von Bedeutung. ;-)

Michael

[Josef L. (Gast)]

Michael M. schrieb:
> Mit einer selektiven Kaskode im Antennenverstärker

Sorry, hab's erst jetzt gesehen - wirklich 0.1m, also Millisekunden? Bei 
77500 Hz, verstehe ich nicht - was soll da rauskommen?

[Josef L. (Gast)]

Ich habe die Schaltung grade mal in PSpice laufen lassen, mit 50ms und 
500ms und Schrittweite 0.1µs, die ersten 100ms werden die 77.5kHz 
verstärkt, aber amplitudenmoduliert mit 75Hz. Danach beruhigt sich das 
System etwas, und fängt dann recht schnell an zu schwingen, und zwar mit 
etwa 69.4 kHz.

Wenn ich der zweiten Spule einen Widerstand 2R in Serie schalte ändert 
sich kaum was, die Schwingungen am Anfang reduzieren sich etwas. 
Bedämpfe ich die erste Spule genauso, arbeitet die Schaltung korrekt, 
verstärkt nur die 77.5 kHz und ist nach ca. 10ms eingeschwungen; 
Ausgangsspannung 2.05Vss.

Mit einem 0.1µF vom Hochpunkt des Schwingkreises auf Masse sind es nur 
1.88Vss, bringt also keinen Vorteil - ich verstehe zwar nicht warum, 
aber ich akzeptiere es mal.

[Rainer Zufall (Gast)]

In Funkuhren werden ja sehr kleine Ferritkerne als DCF77-Antennen 
eingestzt.
Wo kann man die kaufen oder kann man die auch selbst wickeln ?

[Michael M. (michaelm)]

Josef L. schrieb:
> wirklich 0.1m, also Millisekunden? Bei
> 77500 Hz, verstehe ich nicht - was soll da rauskommen?

50ms Zeit; die 0,1m geben die MinSteps an, wobei das auch noch zu groß 
ist.

....
> aber amplitudenmoduliert mit 75Hz...

Einstrahlung? :D)
______

PSpice und LTspice verhalten sich offenbar sehr unterschiedlich....
Ich habe MinStep jetzt mal auf 100ns gesetzt: Nach ca. 3ms "Ruhe", aber 
eine leichte NF-Welligkeit im Bereich 2,5 kHz. Ich zeig' das mal....


> Mit einem 0.1µF vom Hochpunkt des Schwingkreises auf Masse sind es nur
> 1.88Vss, bringt also keinen Vorteil - ich verstehe zwar nicht warum,
> aber ich akzeptiere es mal.
Die relativ hohe Impedanz ggü. dem R4?

Michael

[Josef L. (Gast)]

Michael M. schrieb:
> PSpice und LTspice verhalten sich offenbar sehr unterschiedlich

Ich denke das liegt vorwiegend an den Transistormodellen. Bei den Spulen 
wurde hier ja neulich gemunkelt, es würden irgendwelche Gütewerte oder 
Serien-/Parallelwiderstände voreingestellt - das kann ich mir nicht 
vorstellen. Bei PSpice zumindest nicht, zumindest keine realistischen 
Werte. Kann sein dass ein Serienwiderstand mit 1p Ohm drin ist, um 
irgendwelchen Divisionen durch Null vorzubeugen, aber mehr sicher nicht. 
Jedenfalls kein Modell einer realen Spule.

[Michael M. (michaelm)]

LTspice hat 1mR als Voreinstellung für Ls.
Meine Antenne: 5R, der Reso-Kreis: 10R

Michael

[Josef L. (Gast)]

Michael M. schrieb:
> Meine Antenne: 5R, der Reso-Kreis: 10R

Dann sollte man das auch anzeigen können, sonst klappt die Simulation 
nur mit dem Originalen .asc, nicht mit einer frisch eingetippten Kopie 
nach dem Ausdruck. Ich habe wie gesagt jeder Spule 2R gegeben, und schon 
waren die Eigenschwingungen weg. Bei 1mR und Q>500k waren Schwingungen 
zu erwarten.

[Michael M. (michaelm)]

Den Wert zeigt das Prog im Schaltbild leider nicht.... :-(

Josef L. schrieb:
> Bei 1mR und Q>500k waren Schwingungen
> zu erwarten.
Jo...!

Michael

[Josef L. (Gast)]

Hab's jetzt auch mal in LTSpice nachgebaut, musste noch das Modell von 
BF245A & Co. laden, macht wie deine Lösung ca. 1Vss am Ausgang; beide 
Induktivitäten mit 5R Serienwiderstand. Aber mein DC-Offset ist höher, 
13.9V, bei 15V Versorgungsspannung.

Ich glaube, ich baue das mal "in echt" nach.

[Rainer Zufall (Gast)]

Bei den heute in mobilen Geräten üblichen relativ niedrigen Spannungen 
(3,3 V oider 5V) sind Schaltungen mit 12 V oder mehr Versorgungsspannung 
eigentlich obsolet.
Interessanter wären funktionsfähige Schaltungen mit sehr niedrigem 
Energieverbrauch in dem niederigen Spannungsbereich.

[Ingo D. (ingo2011)]

Hi Rainer,

was wir hier diskutieren ist auch nicht für ein Mobile geplant, sh. mein 
Eröffnungspost ganz oben ! Mach doch bitte einen eigenen Thread auf.

Gruß Ingo

[Rainer Zufall (Gast)]

Ja aber in Zeiten der Klimakatastrophe ist doch in allen Bereichen auf 
einen möglichst geringen Energieverbrauch zu achten.
Wir müssen alle unseren Beitrag leisten, sonst werden wir geschimpft !

[Dieter P. (low_pow)]

Das Ganze auch mal simuliert und am Eingang dem Schwingkreis
einen Widerstand parallel geschaltet mit 100k .. 470k.
Ansonsten schwingt die Schaltung hier in der Simulation,
oder neigt sehr stark dazu.

Klimawandelkurzenergiesparbeitragkommentar !!

[Ingo D. (ingo2011)]

Hi Michael, hi Josef,

leider hatte ich heute kaum Zeit, aber ich habe die Schaltung
von Michael trotzdem kurz nach gebaut. Tja, leider schwingt das ganze 
wie Sau. Wenn ich den Kreis um L2 mit dem Finger dämpfe, kommt schon 
eine ordentliches Signal raus aber optimal ist das noch nicht. Auch wenn 
ich mit der Antenne L1 zu nache an die Schaltung komme geht gar nichts 
mehr. Also, da muss ich Tage mal schauen. Ich habe auch zusätzlich an 
Vout noch mal ein R von ca. 5 K ran in der Simulation gehangen, da 
danach ein RX kommt der auch einen Eingangswiderstand hat , wenn das an 
der Stelle offen ist, sieht das von der Verstärkung natürlich anders 
aus.
Ich bleibe dran und berichte ;-)

Gruß Ingo


PS: Die 100mm Antenne ist leider immer noch nicht gekommen....

[Josef L. (Gast)]

Um das mit der Simulation für mich abzuschließen:
Bei 15V Versorgungsspannung, 0.5mV Amplitude am Eingang und den 
"eingebauten" bzw. auf entsprechendem wiki zu findenden 
Transistormodellen liefert
LTSpice: 1.08Vss, DC Offset 13.92V, halbe Amplitude nach 0.69ms
PSpice:  1.14Vss, DC Offset 14.07V, halbe Amplitude nach 0.64ms

Und um das Klima zu retten:
Mit 1.2V Versorgungsspannung bei LTSpice: 24mVss, DC Offset 1.067V
Mit 3.3V Versorgungsspannung bei LTSpice: 0.56Vss, DC Offset 2.36V
(ohne jegliche Schaltungsänderung).

[Josef L. (Gast)]

Rainer Zufall schrieb:
> Wo kann man die kaufen oder kann man die auch selbst wickeln ?

Ich kann dir einen Ferritkern mit 3.9mm Durchmesser und 20mm Länge 
anbieten, und 2-3m passenden Draht, kanns auch wickeln und ausmessen. 
Just for fun + Porto :-)

[Rainer Zufall (Gast)]

Josef L. schrieb:
> Ich kann dir einen Ferritkern mit 3.9mm Durchmesser und 20mm Länge
> anbieten, und 2-3m passenden Draht, kanns auch wickeln und ausmessen.
> Just for fun + Porto :-)

Vielen Dank für das Angebot, aber das Material müsste ich hier auch noch 
rumligen haben.
Die eigentliche allgemein interessierende Frage wäre, wie man die Spule 
in Kombination mit dem Kondensator für den Schwingkreis dimensionieren 
würde ?
Was für eine Drahtdicke würdest Du verwenden und welche Wicklungszahl ?
Es wäre interessant, ob man dann so eine kleine Spule dann auch an eines 
der Standard-DCF77-Moduzle anschliessen könnte, die sind ja sehr günstig 
zu haben.
Nur die Standard-Ferritantenne ist so klobig, dass man sie nicht in 
kleinen Gehäusen unterbringt.

[ArnoR (Gast)]

Also ihr Simulanten, ist euch eigentlich nicht klar, daß ihr in euren 
Schaltungen 2 stark gegeneinander verstimmte Schwingkreise habt, der 
eine auch noch mit einer Teilung arbeitet und ihr deswegen nie zu einem 
brauchbaren Ergebnis kommt?

Die anregende Spannungsquelle hat nämlich eine Impedanz von Null, und 
daher liegt der 1nF-Koppelkondensator direkt parallel zum 
Eingangsschwingkreis. Der hat also eine deutlich tiefere 
Resonanzfrequenz als der Ausgangs-SK.

Damit die Anregung den Schwingkreis nicht beeinflußt, nimmt man eine 
STROMQUELLE. Die hat einen Impedanz von unendlich, der SK kann also frei 
arbeiten. Im angehängten Bild ist der Vergleich der beiden Anregungen zu 
sehen.

[Josef L. (Gast)]

ArnoR schrieb:
> Also ihr Simulanten, ist euch eigentlich nicht klar

Mir ist das schon klar, ich wollte nur die Ergebnisse dessen 
verifizieren, der die Schaltung vorgestellt hat, und wo durch den einen 
Kondensator ein Leitungsstrich zu sehen war, wie als ob er 
kurzgeschlossen wäre.

Ich würde - solange es sich nur um einen engen Frequenzbereich handelt - 
die Spannungsquelle mit einem C von wenigen pF anbinden und den C vom 
Schwingkreis per Parametersweep auf den für korrekte Resonanz nötigen 
Wert einstellen. Oder die Quelle per 1M Widerstand anschließen und die 
Eingangsamplitude anzeigen lassen. Und die Quelle nicht als reinen 
Sinus, sondern gepulst, 100ms voll, 100ms 30% Amplitude im Wechsel.

[ArnoR (Gast)]

Josef L. schrieb:
> Ich würde - solange es sich nur um einen engen Frequenzbereich handelt -
> die Spannungsquelle mit einem C von wenigen pF anbinden und den C vom
> Schwingkreis per Parametersweep auf den für korrekte Resonanz nötigen
> Wert einstellen.

Hast du Angst vor einer Stromquelle? Die wäre die einfache und richtige 
Wahl, ganz ohne Korrekturen, aber nicht die Umstandskrücke die du 
vorschlägst.

[Michael M. (michaelm)]

Ingo D. schrieb:
> Tja, leider schwingt das ganze
> wie Sau. Wenn ich den Kreis um L2 mit dem Finger dämpfe, kommt schon
> eine ordentliches Signal raus aber optimal ist das noch nicht.

Ich vermute, dass du die Antenne + FET und andererseits die NPN-Stufe 
mit dem Resonanzkreis in unmittelbarer Nachbarschaft betreibst, 
richtig? Dann hast du sicherlich durch die induktive Kopplung eine 
heftige Selbsterregung... :-( Die Verstärkung erreicht mind. ein paar 
100...

Dann bau mal versuchsweise ein ein paar Meter (irgendwelches, egal ob 
75R oder 50R) Koax zwischen FET und NPN dazwischen und setze die Antenne 
auf diese Weise räumlich ab.

Michael

PS: @ Arno: Sicher hast du Recht mit der Stromquelle; allerdings sagt 
mir LTspice bei der "Messung" am Antennenkreis (= Gate) ein 
einwandfreies Signal mit 1 mV-SS.

[Josef L. (Gast)]

ArnoR schrieb:
> Hast du Angst vor einer Stromquelle?

Ich wüsste jetzt nicht wo es natürliche Stromquellen gibt. Aber es 
interessiert mich nicht - wesentlich ist die in der Ferritantenne 
induzierte Spannung. Die nämlich kann man messen, und der JFET ist 
spannungs- und nicht stromgesteuert.

Mit Koppel-C von 10pF ergibt sich der Schwingkreiskondensator an der 
Antenne zu 1581pF, der am Ausgang zu 1501.5pF (jeweils +/- 0.25pF), die 
HF am Gate des FET ist 1.8mVss [V(C1:1)], am Ausgang der Schaltung bei 
2.1Vss [V(NF_OUT].

Wenn man den 560R mit 0.1µF überbrückt, sind die Flanken etwas steiler.

Wenn ich die Serienwiderstände der Spulen auf realistische 20 Ohm 
anhebe, bekomme ich an der Ferritantenne noch 0.41mVss, am Ausgang 
124mVss.

[ArnoR (Gast)]

Josef L. schrieb:
> Mit Koppel-C von 10pF...

Was du da machst ist nichts weiter als das möglichst umständliche 
Annähern an eine Stromquelle.

> Aber es interessiert mich nicht

Ja, hab ich gemerkt.

> wesentlich ist die in der Ferritantenne induzierte Spannung.

Die wird aber durch das Magnetfeld in der Spule erzeugt, ganz ohne 
verstimmenden Zusatzkondensator.

> und der JFET ist spannungs- und nicht stromgesteuert.

Das hat damit gar nichts zu tun.

Die Stromquelle erzeugt lediglich die rückwirkungsfreie Anregung, was 
dann am Schwingkreis an Spannung entsteht bestimmt allein der mit seiner 
Impedanz.

[Marc Oni (Gast)]

Josef L. schrieb:
> Ich wüsste jetzt nicht wo es natürliche Stromquellen gibt.

Das Gleiche kann man über Spannungsquellen sagen.

Arno hat da m. E Recht, die Sim mit einer Spannungsquelle zur Anregung 
eines Kreises ist eine umständliche und fehlerbehaftete Annäherung.

Josef L. schrieb:
> wesentlich ist die in der Ferritantenne
> induzierte Spannung. Die nämlich kann man messen, und der JFET ist
> spannungs- und nicht stromgesteuert.

Die Erregung einer Ferritantenne ist überwiegend magnetischer Natur. 
Jedoch eine Spannungqauelle in Serie zu einem kleinen C ist eher die 
Entsprechung für eine elektrisch kurze Monopol Antenne.

Dass der nachfolgende FET spannungsgesteuert ist hat wiederum mit der 
Erregung des Kreises druch das empfangene Signal nichts zu tun. Der FET 
stellt lediglich die entnehmende Last dar.

[Rainer Zufall (Gast)]

Josef L. schrieb:
> Ich wüsste jetzt nicht wo es natürliche Stromquellen gibt.

Zitteraal, Zitterrochen ?

[Susi Sorglos (Gast)]

AC or DC?

[HildeK (Gast)]

Susi Sorglos schrieb:
> AC or DC?

Beides! AC/DC - Highway to Hell

[Josef L. (Gast)]

Rainer Zufall schrieb:
> Was für eine Drahtdicke würdest Du verwenden und welche Wicklungszahl ?
...
> Nur die Standard-Ferritantenne ist so klobig, dass man sie nicht in
> kleinen Gehäusen unterbringt.

Fröhliche Weihnachten!

Vielleicht probiere ich es morgen mal aus, das nano-VNA funktioniert ja 
zum Glück schon zwischen 50-100kHz. Ich habe CuL ab 0.04mm zum Testen 
und genügend Styroflex-Kondensatoren. Es sollte halt das Gütemaximum in 
der Nähe der Arbeitsfrequenz liegen.

Andererseits ist bei dem mir vorliegenden Zeitzeichenempfänger von 
Ebauches S.A. der Ferritantennenschwingkreis mit einem 1.5k-Widerstand 
bedämpft (parallel geschaltet), so dass er extrem breitbandig ist und 
kaum Spannung liefert.

Die Schaltung in Beitrag "Re: DCF77-Aktivantenne  LTSpice  BF245A" 
habe ich inzwischen für SAQ 17.2 kHz angepasst und kann sie hoffentlich 
bis zum Alexanderson Day aufbauen und zum Funktionieren bringen.

[Michael M. (michaelm)]

Josef L. schrieb:
> .... Ich habe CuL ab 0.04mm zum Testen ....

Moin und Frohe Weihnachten!

Ich habe die DCF-Antenne mit 50x0,07 gebaut, s. Anhang.
Ansonsten ist die w.o. erwähnte Lektüre (UKW-Berichte) von Vorteil. ;-)

Michael

[Josef L. (Gast)]

Michael M. schrieb:
> 50x0,07

also Litze, wieviele Windungen? Ist das ein 20cm-Stab?

[Michael M. (michaelm)]

Bestätige: 20cm-Stab.
Anzahl der Windungen bin ich momentan überfragt; da muss ich mal in den 
Aufzeichnungnen nachsehen ...

[Josef L. (Gast)]

Michael M. schrieb:
> Anzahl der Windungen

In jeder der Kammern sind etwa 10 Windungen nebeneinander, vielleicht 4, 
eher 5 Lagen, ist ja etwas wild gewickelt. Also um die 150 Windungen 
schätze ich.

[Al Adin (Gast)]

Marc Oni schrieb:
> Die Erregung einer Ferritantenne ist überwiegend magnetischer Natur.

Und wo bleibt der elektrische Anteil der Welle?
Läuft der alleine weiter?

[Ali Mente (Gast)]

Al Adin schrieb:
> Und wo bleibt der elektrische Anteil der Welle?
> Läuft der alleine weiter?

Qatsch, überwiegend heißt nicht zwangsläufig, er läuft alleine weiter.

Das Produkt zwischen magnetischer und elektrischer Feldstärke der Welle 
bleibt konstant aber das Verhältnis zwischen magnetischer und 
elektrischer Feldstärke, die charakteristische Impedanz, kann 
unterschiedlich sein.

Im Freiraum beträgt der Proportionalitätsfaktor, die charakterischtische 
Impedanz 377 Ohm.

Im Nahfeld einer Ferritantenne ist die charaktische Impedanz aber 
niederohmig. Die magnetische Feldkomponente ist groß, die elektrische 
klein. Man kann daher sagen, der magnetische Feldanteil überwiegt.

[Al Adin (Gast)]

Ali Mente schrieb:
> Das Produkt zwischen magnetischer und elektrischer Feldstärke der Welle
> bleibt konstant

Ds Produkt heisst Poynting-Vektor und definiert den Energiefluss der 
Welle.
Konstanter Poyntingvektor bedeutet, es wird keine Energie entnommen
und Deine Antenne empfängt nichts.
Deine Argumentation ist demnach schon von den Vorgaben falsch.