Resonanz einer Ferritantenne bestimmen

Beim Abstimmen einer Ferritantenne auf feste Frequenz (75 kHz), komme ich auf eigenartige Ergebnisse.

Messanordnung:

+-------SinusGen-------+ | | +--------~~~-----------+ +------~~~~~~~~--------+ | | +---------||-----------+ A C B

SinusGenerator ist ein ELV DDS 20 MHz. An den Messpunkten (A,B) verwende ich ein Digitalmultimeter. Zur induktiven Kopplung habe ich einen isolierten Draht mit 3 Wicklungen um die Ferritantenne angebracht. C ist 4.7 nF 5% Toleranz. Gehe ich davon aus, dass die "abgestimmte" Antenne in der Serienproduktion eine fixe Anzahl Wicklungen erhält, dann bedeuten die

5% Toleranz des Kondensators eine rechnerische Abweichung der Resonanzfrequenz von 73.2 bis 77 kHz.

Variere ich die Frequenz in der Messanordnung, stelle das Multimeter auf Frequenzmessung und lese die gleichzeitige ausgegebene Spannung ab, so liegt die maximale Spannung bei einer tieferen Frequenz, z.B. 73.9, nehme ich also Wicklungen vom Ferritkern, bis ich möglichst nahe an 75.0 bin.

Nur funktioniert die so optimierte Antenne schlechter als die unveränderte derselben Type. Mit der unveränderten habe ich zumindest nach Mitternacht ungestörten Empfang (HBG Zeitzeichensender, Prangins, CH, Sendeleistung 20 kW, 600 km Entfernung), mit der optimierten unbrauchbaren Empfang.

An der Genauigkeit der Frequenz kann es nicht liegen. Die Differenz zwischen Generator und Multimeteranzeige liegt bei 10 Hz und entspricht den Datenblättern.

Ist die angezeigte Spannung falsch? Laut Datenblatt kann das Multimeter true RMS nur von 40 Hz bis 1 kHz.

Allerdings brachten mir Messungen (kapazitiv gekoppelt) an einem Analog-Oszi Werte ähnlicher Grössenordnung, allerdings wegen der Ableseungenauigkeit nur unexakt auf Frequenzen rückrechenbar.

Helmut Wollmersdorfer

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Helmut Wollmersdorfer
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Helmut Wollmersdorfer schrieb:

Mal ins Blaue: Ein Multimeter ist je nach Preislage nur gut für 50Hz. Wenn eine obere Frequenzgrenze angegeben ist, heißt das wohl, dass darüber (Faktor 75!) jeder beliebige Wert angezeigt wird. Wenn du Glück hast, kanns du noch eine relative Anzeige bekommen und damit das Maximum bestimmen, aber auch das ist nicht sicher.

Du sollstest das HF-Signal gleichrichten und die Gleichspannung messen.

Alfred

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Alfred Gemsa

Mit welcher Feldstärke ist zu rechnen? Ferrite haben eine nichtlineare Kennlinie.Je nachdem, was du an der Einkopplung anliegen hast, kann das schon das Ergebnis ändern.

Am einfachsten, du schaffst ein Feld, dessen Feldstärke so klein ist wie die zu erwartende Feldstärke des DCF77. Dann wirst du aber an deinen Messausgang einen Verstärker anbringen müssen.

Robert

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R.Freitag

Alternative Meßaufbauten:

  • die LC-Antenne mit digitalem Puls anschubsen und sich am Oszilloskop das langsame Ausschwingen ansehen. Z.B. mit prellfreiem Schalter über Vorwiderstand damit die Wicklung nicht durchbrennt auf Spannung legen und den Schalter öffnen. Über das Abklingen hat man die Güte. Die Frequenz kriegt man nur mit Oszilloskop wo man über Cursor Zeit bequem messen kann und dann auch nur grob.
  • die LC-Antenne als LC-Oszillator mit 74HCxx verbauen. Logikpegel ist bequem für Frequenzmesser aber man hat keine Aussage zur Güte. Auf
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    im RFID-Sonderheft für 125kHz kurz beschrieben.

MfG JRD

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Rafael Deliano

n=20

Man kann die Spannung z.B. hochohmig =C3=BCber einen FET-Sourcefolger=20 auskoppeln damit die Resonanzfrequenz und G=C3=BCte durch die Messung=20 m=C3=B6glichst wenig beeinflusst wird.

Dannach kann man dann die Wechselspannung mit einem einfachen=20 Germanium-Diodengleichrichter (alternativ auch Shottky-Diode) an ein=20 hochohmige Gleichspannungsvoltmeter das Resonanzmaximum herausfinden.=20 Alternativ mit einen Oozilloskop und Frequenzmesser. Da l=C3=A4sst sich d= ie=20 Resonanz gut =C3=BCber die Phasenbedingung messen.

Hier habe ich schin seit Urzeiten einen Diodengleichrichter mit=20 folgenden Werten:

In Reihe vom Eingang zum Ausgang ein 7,5 nF-Kondensator, eine Ge-Diode=20 (Kathode zeigt zum R) und ein 10-Kohm Widerstand.

Nach Masse gehen dann noch:

  1. Eine Diode von der Verbindung 7,5 nF und Diode (Kathode zeigt zur=20 oberen Diode)

  1. Ein Kondensator mit 3,3 nF von der Verbindung der oberen Diode zum=20

10-k-Ohm-Widerstand

  1. 1 nF vom Ausgang zur Masse als Tiefpass-Filter (zusammen mit dem 10=20 Kohm).

Damit kann man dann mit einem Digitalmultimeter auch kleine=20 HF-Spannungen detektieren.

o--||-|--->|-|-R---o in ^ =3D out o-----|------|-----o

HTH

Bernd Mayer

--=20 Schr=C3=B6der, Zypries, Schmidt - weg damit! usw.

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Bernd Mayer

n=20

Hallo Helmut,

man kann die Spannung z.B. hochohmig =C3=BCber einen FET-Sourcefolger auskoppeln damit die Resonanzfrequenz und G=C3=BCte durch die Messung m=C3=B6glichst wenig beeinflusst wird.

Danach kann man dann die Wechselspannung mit einem einfachen Germanium-Diodengleichrichter (alternativ auch Shottky-Diode) vor einem hochohmigen Gleichspannungsvoltmeter das Resonanzmaximum herausfinden. Alternativ mit einen Oszilloskop und Frequenzmesser. Da l=C3=A4sst sich d= ie Resonanz gut =C3=BCber die Phasenbedingung messen.

Hier habe ich schon seit Urzeiten einen Diodengleichrichter mit folgenden Werten:

In Reihe vom Eingang zum Ausgang ein 7,5 nF-Kondensator, eine Ge-Diode (Kathode zeigt zum R) und ein 10-kOhm Widerstand.

Nach Masse gehen dann noch:

  1. Eine Diode von der Verbindung 7,5 nF und Diode (Kathode zeigt zur oberen Diode)

  1. Ein Kondensator mit 3,3 nF von der Verbindung der oberen Diode zum

10-k-Ohm-Widerstand

  1. 1 nF vom Ausgang zur Masse als Tiefpass-Filter (zusammen mit dem 10 kOhm).

Damit kann man dann mit einem Digitalmultimeter auch kleine HF-Spannungen detektieren oder Minima/Maxima und Resonanzen.

o--||-_--->|-|--R--o in ^ =3D out o-----|------|-----o

HTH

Bernd Mayer

--=20 Schr=C3=B6der, Zypries, Schmidt - weg damit! usw.

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Bernd Mayer

Nachtrag:

in der Skizze fehlt noch der C am Ausgang:

o--||-_--->|--|--R---|-o in ^ =3D =3D out o-----|-------|------|-o

HTH

Bernd Mayer

--=20 Schr=C3=B6der, Zypries, Schmidt - weg damit! usw.

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Bernd Mayer

Wüsste ich selber gern. Entfernung zum Sender 788 km. Laut

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"expected signal strength" bei 500 km: 59 dBuV/m, 840 uV/m bei 1000 km: 43 dBuV/m, 140 uV/m

Herstellerangaben für Antenne

10 x 60 mm: Antennenfaktor k= 7.5 mV typisch 10 x 100 mm: Antennenfaktor k= 0.02 uVm/uV typisch

Scheint so zu sein.

Hab ich DCF77 geschrieben? DCF empfange ich hier in Wien selbst mit den billigen Conrad Modulen völlig problemlos, sogar Antennenrichtung 15° daneben.

Das ist das Problem.

Helmut Wollmersdorfer

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Helmut Wollmersdorfer

Hmm ... irgendwie wundere ich mich, dass sich tonnenweise Texte über Antennenbau, Resonanz etc. ergoogeln lassen, aber nirgends die Sensitivität der Messanordnung beschrieben wird.

Entweder sind es Selbstverständlichkeiten, oder hier schreiben und lesen g'scheitere Leute.

Jo, wenn ich den Generator hinuntergedreht habe, sind am Frequenzmessgerät exakt 250 Hz aufgetaucht - wiederholbar. Mit der Antenne in 20 cm Abstand von einem Bildschirm und 1 m zu einigen Computerzeugs sollte das nicht verwundern. Aber woher kommen 250 Hz? 50 liesse ich mir einreden.

Helmut Wollmersdorfer

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Helmut Wollmersdorfer

er=20

Hallo Helmut,

den Einfluss des Lastwiderstandes auf den Schwingkreis das kannn man ja=20 mal durchrechnen, simulieren oder messen. Besondes die G=C3=BCte kann dad= urch=20 stark beeinflusst werden, aber auch die Resonanzfrequenz verschiebt sich =

unter Belastung etwas. In Deinem Fall ist ja vermutlich beides wichtig,=20 hohe G=C3=BCte und auch pr=C3=A4zise Frequenzabstimmung, dann erh=C3=A4lt= st Du eine=20 grosse Augangsspannung und gute St=C3=B6runterdr=C3=BCckung.

Bei einer Rechereche im Netz habe ich auf die Schnelle auch eher wenig=20 dazu gefunden - hier erinnere ich dazu ein gutes Diagramm aus einem Buch =

und sowas habe ich bei google gesucht, vielleicht habe ich die falschen=20 Begriffe gew=C3=A4hlt (parallel Schwingkreis, Thomsonsche Schwingungsform= el,=20 Resonanz, belasteter Schwingkreis, G=C3=BCte u.=C3=84.), besonders bei de= n=20 englischen Begriffen sind mir gerade ohne aufwendig nachzusschauen=20 wenige eingefallen

Als allgemeines Fundst=C3=BCck zu Deinem Thema aus dem Netz kann ich Dir = noch=20 folgenden Link anbieten:

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Zu der 250 Hz Anzeige Deines Frequenzmessers kann ich wenig sagen.

Die Diodengleichrichterschaltung sollte nat=C3=BCrlich vorzugsweise nach = dem=20 FET-Puffer angeschlossen werden und der 1nF Kondensator am Ausgang des=20 Gleichrichters hat dann ja nix damit zu tun - oder verstehe ich da was=20 falsch?

HTH

Bernd Mayer

--=20 Schr=C3=B6der, Zypries, Schmidt - weg damit! usw,

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Bernd Mayer

Danke, kannte ich schon. Dort steht auf der vorletzten Seite lapidar "lose induktiv oder kapazitiv koppeln", nachdem man sich auf den ersten Seiten über die Rückwirkung der Epfängerantenne auf den Sender verbreitert hat.

Die Messpunkte für das Oszi sitzen auch hinter einer Rückkopplungsspule plus 1. Verstärkungsstufe bzw. 2. Verstärkungsstufe.

Recht anschaulich als Einführung finde ich

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Helmut Wollmersdorfer

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Helmut Wollmersdorfer

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