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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik NF-Überträger wickeln


Autor: AlexL (Gast)
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Hallo.

Ich habe eine Schaltung, die über einen Transistor ein Sinussignal (1000 
Hz fest) verstärkt. Diese Transistorstufe (in Kollektorschaltung) kann 4 
Ohm treiben. Da ich jedoch einen symetrischen Ausgang benötige wo später 
der 4 Ohm Lautsprecher angeschlossen wird wollte ich nach dem Transistor 
einen 1zu1 Übertrager einbauen. Meine Frage bezieht sich auf die 
Machbarkeit und Cu-Querschnitt des Übertragers:

Ich habe folgende Internetseite gefunden:

http://www.amateurfunkbasteln.de/uebertrager/ueber...

Kann ich wie auf dieser Seite vorgestellt einfach einen größeren 
Leiterquerschnitt nehmen und primär- und sekundärseitig je eine 4 Ohm 
Wicklung damit wickeln?

Es muß nichts gutes sein - ich nutze die Schaltung zu Hobbyzwecken. Mir 
geht es nur darum ob es funktionieren würde.

Meine Primärspannung liegt bei ca. 5Vss. Der Strom durch die 
Transistorstufe beträgt 375mA.

Vielen Dank für eure Antworten,

Alex

Autor: Klaus Ra. (klara)
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Hallo Alex,
375 mA ist noch nicht besonders viel und 1KHz ebenfalls nicht. Du kanst 
nehmen was Du willst. Nur Du musst ja auch noch ein paar Wicklungen auf 
den Kern bringen. Draht mit 0,4 - 0,6 mm dürfte ganz gut passen. Wieviel 
Windungen Du benötigst hängt vom AL-Wert des Ringes ab. Versuch es mal 
ab 30 Windungen, vielleicht werden es auch 100 Windungen.
Gruss Klaus.

Autor: AlexL (Gast)
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wie viele µH brauch ich für diesen Anwendungsfall und wie errechnet man 
sowas?

Autor: AlexL (Gast)
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Hi Klaus!

Nochwas: Wenn ich nur 30 bzw. 100 Windungen wickle erreiche ich doch 
nicht meine 4 Ohm, oder?

Autor: Wolfgang Mües (Gast)
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1000 Hz. Also NF.

Ich würde mal sagen, Dein Übertrager sollte eine Hauptinduktivität 
haben, deren Widerstand bei 1000 Hz größer ist als 4 Ohm (damit sie 
keinen Nebenschluss bildet). Wenn wir mal 40 Ohm nehmen, dann ist die 
nötige Induktivität L = Xl/(jw) = 6,4 mH.

Ach noch was - der Draht sollte natürlich einen ohmschen Widerstand 
haben, der klein ist gegenüber 4 Ohm. Sonst bekommst Du nicht viel 
raus...

Deswegen baut man heute ja Gegentakt-Transistorstufen ohne Übertrager.

Autor: HildeK (Gast)
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OT - Nur um meine Neugier zu befriedigen:
Wozu muss der LS symmetrisch angeschlossen werden?

Autor: Peter Dannegger (peda)
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AlexL wrote:
> wie viele µH brauch ich für diesen Anwendungsfall und wie errechnet man
> sowas?

Die µH sind wurscht, es kommt auf die Feldstärke an, der Kern darf nicht 
in Sättigung geraten.

Mit der Kollektorschaltung kannst Du generell keinen Trafo betreiben, 
wenn sie einen Arbeitspunkt hat (U/2), da dieser 0Hz entspricht.

Einen Trafo kann man an eine Kollektorschaltung nur kapazitiv ankoppeln, 
kann man nen Lautsprecher aber auch.


Peter

Autor: holm (Gast)
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Peter das ist Unfug.
Geanuso wie bei einer Röhren Klasse A Endstufe kann man auch hier den 
Übertrager in den Gleichstrompfad einsetzten. Dazu muß man aber was über 
die magnetische Aussteuerbarkeit des zu verwendenden Kernes wissen und 
den Arbeitspunkt dort so legen, daß das Singal den Kern nicht in die 
Sättigung treibt. Hilfreich ist dabei ein Luftspalt im Kern.
Interessant ist der maximale magnetische Fluß, ob man diesen FLuß nun 
mittels einer Röhrenendstufe erzeugt mit vielen Windungen dünnen Drahtes 
und wenig Strom oder mit einer neiderohmigen Transistorsute mit wenigen 
Windungen Dicken Drahtes und mehr Strom ist Wurscht. (Stichwort 
Amperewindungen)

Gruß
Holm

Autor: AlexL (Gast)
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Der LS muß symetrisch sein, da es eine Meßbox werden soll, die zum einen 
in der Lage sein soll einen Sinus auf den LS zu legen und auch um mit 
dem ADC-Eingang des µCs den Widerstand zu messen.

Autor: AlexL (Gast)
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@Wolfgang Mües:

was ist denn j in deiner Formel?

Autor: Wolfgang Mües (Gast)
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j ist die Wurzel aus -1

Autor: AlexL (Gast)
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aus einer negativen Zahl kann doch keine Wurzel gezogen werden, oder?

Autor: Stefan Ernst (sternst)
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AlexL wrote:
> aus einer negativen Zahl kann doch keine Wurzel gezogen werden, oder?

Doch, google mal nach "komplexe Zahl".

Autor: AlexL (Gast)
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Aha - das ist mir neu. Was bringt es aber mit imaginären Zahlen zu 
rechnen die es gar nicht gibt. Auch wenn ich in deiner Formel 
L=XL/(2*Pi*f) ohne j rechne komm ich auf die 6,4mH.

Ich hab damit irgendwie ein Verständnisproblem. Wurzel aus -1 ist 
-1=i²... was bringt mir das wirklich? Man kann damit nicht 
weiterrechnen, da es keine reele Zahl gibt die man dafür einsetzen 
könnte.

Autor: ME (Gast)
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Diese Diskussion über komplexe Zahlen tönt wirklich niedlich!

Ich glaube, wenn du das wirklich lernen willst, müsstest du dich mal 
einige Zeit mit einem guten Mathebuch (eines mit einer einfacher 
Erklärung) befassen.

Kurz gesagt: Komplexe Zahlen (also solche mit Wurzel aus minus eins und 
so) sind ein Formalismus (wie der Rest der Mathe auch), der sich eignet 
gewisse Dinge zu formulieren, die man sonst nicht rechnen könnte.

Es ist in einem gewissen Sinn ähnlich wie bei negativen Zahlen oder bei 
Brüchen. Diese machen ja auf den ersten Blick auch keinen Sinn: Was soll 
das heissen, wenn einer sagt er besitze -100 Euro? Erst mit der 
richtigen Interpretation ergibt das Sinn: er hat eben 100 Euro Schulden!

So ist das auch mit den komplexen Zahlen, zuerst scheinen sie sinnlos, 
aber sie sind ganz praktisch, wenn man sie beherrscht!

Zum "j" in der obigen Formel von Wolfgang Mües:
Das kann man wirklich weglassen oder es ist sogar genau genommen falsch! 
Gemeint ist hier nämlich der Imaginärteil der komplexen Impedanz die 
sog. Reaktanz (Blindwiderstand). Diese ist aber eine reelle Zahl. 
Ansonsten könnte man sie gar nicht messen und somit auch nicht einen 
Wert in mH angeben.

Autor: AlexL (Gast)
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Vielen Dank für diese Erklärung. Für mich sieht das aber immernoch nach 
Zeitverschwendung aus. unbelehrbarmodus ein ;)

Wenn ich das erlernen würde um damit Formeln umzustricken, die ich ohne 
imaginäre Zahlen nicht umstellen könnte dann hab ich zum Schluß zwar 
eine umgestellte Formel - kann damit jedoch nichts anfangen, weil ein 
Teil (i) eine Zahl ist die in keinem Taschenrechner eingegeben werden 
kann...

Vielleicht ist dieses o.g. Beispiel mit L=... kein gutes 
Verständnisbeispiel und es gibt doch hilfreiche Dinge, die man damit in 
die Praxis umsetzen kann?!?

Naja - wie auch immer. Ich denke nicht, dass ich es je brauchen werde. 
Thx so far!

Gruß,

Alex

Autor: Uhu Uhuhu (uhu)
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Wagen wir doch mal eine einfache geometrische Interpretation:

Sicherlich kennst du zweidimensionale Koordinatensysteme. Die 
horizontale Richtung nennt man üblicherweise die X-Richtung, die 
vertikale die Y-Richtung.

Wählt man einen beliebigen X-Wert, so kann man damit unendlich viele 
X/Y-Koordinatenpaare angeben, die sich nur in ihrer Y-Koordinate 
unterscheiden. Gleiches gilt auch für einen beliebigen Y-Wert, nur daß 
man dann die X-Werte variiert.

Wenn man also eine Koordinate hat, weiß man über die ander nichts und 
man kann sie auch nicht berechnen. Jede Dimension (in unserem Fall X 
oder Y) hat hat also eine eigene Einheit, nämlich die Länge 1
in der jeweiligen Richtung .

Mit diesen Eigenschaften kann man sich nun ein Koordinatensystem 
basteln, das zunächst etwas merkwürdig aussieht:

  - in X-Richtung werden die Reellen Zahlen angeordnet
  - in Y-Richtung ebenfalls Reelle Zahlen, die man aber mit i
    multipliziert, wobei i die Wurzel aus -1 ist

Da x*i für allen reellen Zahlen x niemals eine reelle Zahl ergibt, hat 
man die Dimension sozusagen mathematisch in der Einheit verpackt. 
(Imaginäre Zahlen sind also Zahlen, indenen die imaginäre Einheit i = 
Wurzel aus -1 steckt.)

Und witzigerweise ergibt das Produkt aus zwei solchen 'imaginären' 
Zahlen wieder eine reelle usw.

Das Konstrukt hat recht interessante Eigenschaften und die Physker haben 
entdeckt, daß sie damit sehr gut Probleme aus der Elektrodynamik 
theoretisch behandeln können und sie haben sich über beide Ohren in die 
komplexe Zahlenebene verliebt. (Komplexe Zahlen sind Zahlenpaare - 
geometrisch interpretiert: Koordinaten - bestehend aus einer reellen und 
einer imaginären Zahl.)

Das war die Geschichte aus Sicht der Mathematiker, die ja bekanntlich 
immer der Heilige Geist von seiner Wolke herab mit irgendwelchen 
Grenzwerten, Integralen und sonstigen abenteuerlichen Konstrukten 
bewirft, die aber niemals aus der wirklichen Welt (deren Existenz viele 
von ihnen sogar ernsthaft bezweifeln) irgendwelche Anregungen 
bekommen...

In Wirklichkeit hat es sich natürlich genau andersherum abgespielt: Die 
Physiker erkannten gewisse Gesetzmäßigkeiten in ihren Experimenten und 
suchte einen mathematischen Formalismus, um sie zu beschreiben. Da haben 
sie einfach mal einen von diesen völlig weltfremden Formelbastler von 
der Nachbarfakultät gefragt (das muß in der Unimensa gewesen sein!), ob 
er nicht eine Idee hätte, wie man das machen könnte und schon sprudelte 
der vor neuen Theorien, die natürlich reine, ja reinste Mathematik waren 
und - Gott bewahre - mit der Realität nichts, aber auch garnichts zu tun 
hatten.

Der listige Physiker dachte sich: "Laß dem Deppen seine Illusion", 
freute sich daß in Wirklichkeit er der Heilige Geist ist, nutzte die 
Ergebnisse und wurde ein angesehener Wissenschaftler.

Und wenn sie nicht gestorben sind, funktioniert es heute noch genauso...

Autor: Paul Baumann (Gast)
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@Uhu Uhuhu
Hut ab! Gegen Deine Erzählkunst sind Hans_Christian Andersen oder die 
Gebrüder Grimm nur Waisenknaben. ;-))

MfG Paul

Autor: Uhu Uhuhu (uhu)
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Paul Baumann wrote:
> Hut ab!

Hauptsache der Kopf bleibt dran ;-)

Autor: Peter Dannegger (peda)
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holm wrote:
> Peter das ist Unfug.
> Geanuso wie bei einer Röhren Klasse A Endstufe kann man auch hier den
> Übertrager in den Gleichstrompfad einsetzten.

Das ist Quatsch mit Soße.

Zeig mir mal ne A-Endstufe in Kollektorschaltung, sowas gibt es nämlich 
nicht!

Eina A-Endstufe mit Trafokopplung muß immer in Emitterschaltung 
arbeiten, damit ein bestimmter Ruhestrom eingestellt werden kann.
Die Gleichspannung am Trafo beträgt dabei fast 0V (nur Abfall am 
ohmschen Wicklungswiderstand).

Es ist ähnlich, wie bei einer LED, die kann man auch nicht ohne 
Strombegrenzung stabil an einer Spannungsquelle betreiben.


Peter

Autor: I_ H. (i_h)
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Ohne die Mathematiker gäbe es übrigens weder Physiker, noch 
Elektrotechniker, noch Versicherungen, noch ...



@AlexL

Das was du wirklich brauchst ist sehr einfach.

Ohmscher Widerstand: R
Kondensator: 1/(j*w*C) = -j/(w*C)
Spule: j*w*L

Nun stell dir mal einen LC Schwingkreis vor, Reihenschaltung von L und 
C. Widerstände addieren sich, gibt also 1/(jwC)+jwL=1+j*j*w^2*LC.

Da j=wurzel(-1) gilt j*j=-1, also ergibt sich

1-w^2*LC mit w=2*PI*f (Frequenz)

Wie du siehst wird der Widerstand für eine bestimmte Frequenz 0, das ist 
die Resonanzfrequenz. Umstellen ergibt w^2=1/(LC), w=1/Wurzel(LC), 
f=1/(2*PI*Wurzel(LC)).

Du kannst im Komplexen fast alles rechnen, auch wenn es teilweise nicht 
besonders elegant wird. Große LCR Netzwerke kannst du genauso berechnen 
wie welche mit normalen Widerständen, hast halt nur komplexe Werte.
Und die wichtigsten Aussagen die du für Spule und Kondensator brauchst 
kannst du dir direkt aus den Impedanzen (komplexe Widerstände) ableiten:

1/(jwC) geht für w->0 gegen unendlich, ein Kondensator entkoppelt also 
Gleichspannung (unendlicher Widerstand) und je höher die Frequenz desto 
niedriger der Widerstand. Desswegen müssen sich die HF Leute auch Sorgen 
um parasitäre Kapazitäten im pF Bereich machen, bei 100MHz hat ein pF 
eine Impedanz von 1.6kOhm. Bei 1GHz sind's noch 160 Ohm.

Genau umgekehrt bei der Spule. Was bei großen Spulen mit parasitären 
Kapazitäten passiert kannst du dir auch ausrechnen, der Spulenwiderstand 
wird zwar immer größer, aber der der parasitären C immer kleiner, bis 
dessen Wirkung überwiegt.


Eine andere Variante sowas herzuleiten geht über die Fourier 
Transformation, und die komplexe Wechselstromrechnung lässt sich darüber 
herleiten (aber nicht nur).

Das ist eine recht elegante Methode die ganzen Differenzialgleichungen 
zu umgehen die auftauchen, wenn man die Spulen/Kondensatordefinition 
direkt einsetzt (Spule: U(t)=L*(I abgeleitet nach t)(t) und Kondensator: 
I(t)=C*(U abgeleitet nach t)(t) - da siehst du auch wie ähnlich sich die 
Dinger eigentlich sind).
Damit kann man dann auch ausrechnen wie sich das Ding bei beliebigen 
Anregungen verhält, komplexe Wechselstromrechnung geht nur bei 
periodischen Vorgängen brauchbar.

Autor: Uhu Uhuhu (uhu)
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I_ H. wrote:
> Ohne die Mathematiker gäbe es übrigens weder Physiker, noch
> Elektrotechniker, noch Versicherungen, noch ...

Und wie vermehren sich Mathematiker?

Theoretisch.

Autor: I_ H. (i_h)
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Hehe, tja, ist aber leider so. Ohne das hochtheoretische Gesülze kommt 
man nicht aus.

Beispiel:

komplexer Widerstand vom Kondensator ist ja 1/(j*2PI*C). Nun, wo kommt 
der her?

Fouriertransformation eines Signals a(t) ist definiert als

Der Widerstand allgemein ist R=U/I. Beim Kondensator gilt
und entsprechend

Und das ist 'ne Differenzialgleichung. Mal abgesehen davon, dass fast 
die gesamte Physik ohne Differenzialgleichungen nicht möglich wäre (die 
sich die Mathematiker ausgedacht haben) lässt sich das über die 
Fouriertransformation elegant lösen.
 korrespondiert im Frequenzbereich nämlich mit
was man so zeigen und benutzen kann wie zB. dass das Integral von 1/x 
ln(x) ist. Man leitet es einmal her und dann benutzt man es einfach.

Damit ergibt sich für den Strom

Und für U/I=R demnach

Autor: Uhu Uhuhu (uhu)
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I_ H. wrote:
> Hehe, tja, ist aber leider so. Ohne das hochtheoretische Gesülze kommt
> man nicht aus.

Zum Glück ist die Welt so komplex, daß man einfach nicht alles wissen 
kann - deswegen muß man sich spezialisieren. (Wäre es anders, würde es 
doch bald langweilig...) Und wenn man sich immer weiter spezialisiert, 
sieht man irgendwann vor lauter Bäumen den Wald nicht mehr.

Um dem zu entkommen, ist es immer eine gute Idee, sich über die 
Entwicklung, die zu den jeweiligen Spezialtheorien geführt hat, 
zumindest überblicksmäßig etwas Klarheit zu verschaffen. Dann braucht 
man sich nämlich von den Sülzern nicht einschüchtern zu lassen...

> Mal abgesehen davon, dass fast die gesamte Physik ohne
> Differenzialgleichungen nicht möglich wäre (die sich die Mathematiker
> ausgedacht haben) lässt sich das über die Fouriertransformation elegant
> lösen.

Das bezweifle ich nicht im Geringsten und elegant sind gut durchdachte 
Dinge immer. Nur die Herren Mathematiker tun immer so, als sei das alles 
vom Himmel gefallen und dann auf ihrem Mist weiter gewachsen. Dem ist 
nicht so. Die Anregungen kamen meistens aus der Physik und die 
Ergebnisse beflügelten natürlich die Physik auch wieder. Es war ein 
gegenseitiges Geben und Nehmen.

Bis vor ca. 20-30 Jahren gab es eine wirklich anwendungsfreie 
mathematische Theorie: Die Zahlentheorie. Die führte deshalb auch 
jahrhundertelang ein Nischendasein, denn niemand konnte wirklich was 
damit anfangen.

Das änderte sich, als die Wichtigkeit der Cryprographie beim Gebrauch 
von Computern erkannt wurde. Folglich wurde Geld in zahlentheoretische 
Forschung investiert und die Sache bekam Eigendynamik.

Autor: Nicht_neuer_Hase (Gast)
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Uhu Uhuhu schrieb:

"Und wie vermehren sich Mathematiker?
Theoretisch."


Ergänzung:

Wie vermehren sich Ignoranten

[ z.B. die, als "Experten" getarnt, uns dummen "Bürgern"
verkaufen wollen, dass die auf uns zukommende 
Energieversorgungsproblematik ganz einfach durch Umwandlung von 
Ess-Getreide ( früher noch aus ganz EU-Land selbstlos an notleidende 
Biafra-Stämme gespendet )
in "Bio-"Sprit gelöst werden könnte ..] ?

=>
Auf die Dauer praktisch nicht / ( Darwin ? )

Hoffe ich jedenfalls  ...

Autor: Uhu Uhuhu (uhu)
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Nicht_neuer_Hase wrote:
> Hoffe ich jedenfalls  ...

Ich auch, aber nicht nur dieses Forum belehrt mich immer wieder eines 
schlechteren...

Autor: I_ H. (i_h)
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Die Erfahrung zeigt leider, dass für jeden Idiot der verschwindet 
mindestens 3 neue auftauchen.


@Uhu

Es gibt sicher heute auch noch Bereiche in der Mathematik die keinen 
wirklichen Nutzen haben, musst nur etwas suchen.
Mir ging es halt nur darum, dass das theoretische Gesülze und die ganzen 
abschreckenden Sachen wie komplexe Zahlen oder Integrale in's unendliche 
durchaus auch Sachen mit enormen prakitschen Wert produziert, die man 
auch sehr einfach einsetzen kann.

Autor: Uhu Uhuhu (uhu)
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I_ H. wrote:

> Es gibt sicher heute auch noch Bereiche in der Mathematik die keinen
> wirklichen Nutzen haben, musst nur etwas suchen.

Du machst mich neugierig...

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