Schaltnetzteil stört in DCF77-Empfänger

Dec 26, 2019 Last reply: 6 years ago 103 Replies
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Hallo,



Ich bin aktuell an einem Projekt bei dem ich einen DCF77-Empfänger als "Zeitquelle" nutze.



Das funktioniert super solange ich die Schaltung aus dem PC versorge (USB).



Der erste Versuch die Baugruppe "autark" ohne PC zu betreiben war ernüchternd. Kein DCF-Empfang mehr.



Also zurück an den PC und via USB das Signal beobachtet.



Sobald die Betriebsspannung aus dem vorgesehenen Meanwell Hutschienen-Netzteil kommt ist der DCF-Empfang so stark gestört das kein Decodieren mehr möglich ist.



Das Netzteil muss zum Reproduzieren des Fehlers aber angeschlossen sein. Es handelt sich also nicht um Einkopplung von Störungen aus dem Netzteil in die Antenne.



Ich versuche jetzt schon mehrere Stunden das irgendwie zu filtern. Aktuell verwende ich vor dem DCF-Modul einen Tiefpass aus 220 Ohm Widerstand und 1 µF Kondensator. Das alleine bringt aber noch wenig. Was scheinbar deutliche Besserung bringt ist, wenn ich den Minuspol nahe dem DCF-Modul erde (über PE). Komischerweise funktioniert das aber nicht wenn die Erdungsbrücke näher am Netzteil sitzt.



Jemand Tipps und Tricks aus der Praxis wie ich den DCF-Empfang doch noch zum Laufen bringen könnte?



Danke im Voraus



Gruß



Manuel


Am 26.12.19 um 17:40 schrieb Manuel Reimer:

Bist du ganz sicher?

Naja, so weit man das aus der Ferne beurteilen kann, sage ich mal "aus dem Bauch 'raus": Die Einkopplungen erfolgen sowohl über die Betriebsspannung als auch über die Antenne. Wobei die Zuleitungen die Rolle von "Sendeantennen" übernehmen, je nach deinen Masse - / Erdungsverhältnissen mehr oder weniger gut.

Größere Antenne. Die einfachen Module vom Conrad oder Pollin haben eher kleine Ferritstäbe, es gibt aber ein deutsches Spezial-Unternehmen das nur solche Sachen macht, das zu einem vertretbaren Preis (15 Euro?) einen wahren Prügel aus Hochfrequenzeisen liefert, mit dem das Signal kräftiger wird. Und dieser Ferritstab ist auch wirklich genau auf DCF77 abgestimmt. HKW-Elektronik.

Es gibt auch für Arduino und/oder Raspberry Pi eine spezielle Auswerte- software, die mittels Autokorrelation deutlich höhere Empfangsqualität bei gleicher Hardware verwirklicht.

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/ralph

Die eingestreuten Störungen ("vagabundierende HF" aus dem Schaltnetzteil) aber mit ziemlicher Sicherheit auch. ;)

Einen Ferritstab alleine kann man nicht abstimmen. ;)

Am 26.12.19 um 17:40 schrieb Manuel Reimer:

Am Empfänger angeschlossen oder nur mit irgendetwas belastet? Viele Netzteile gehen ohne Last in einen FM-Sparbetrieb über.

Nicht notwendigerweise. s.o.

Mach mal Klappferrite über die Leitungspaare zum Netzteil, und zwar vor allem auch über die Zuleitung. Das ganze möglichst nahe am Netzteil. Und dann natürlich trotzdem die PE-Verbindung zum Modul.

Marcel

Am 26.12.2019 um 17:40 schrieb Manuel Reimer:

Anderes (Schalt)Netzteil mal versuchen. Vielleicht ist dein Hutschienen-Netzteil eine HF-Schleuder. Ich hatte schon mal ein Schaltnetzteil gehabt, welches im Betrieb die DSL-Leitung am Modemrouter in einem Meter Entfernung gestört hat, so dass das Internet wegbrach. Aus Neugierde hatte ich da mal ein kleines MW-Radio eingeschaltet und so die HF-Umgebung "beschnüffelt" und das Netzteil geortet. Da flogen einem die Ohren weg!

W.

Am 26.12.19 um 19:27 schrieb Wolf gang P u f f e:

Das ist es offensichtlich.

Wenn ich die einfach so auf Halde hätte wäre es das erste gewesen das ich versucht hätte.

Das mit dem PE nahe am DCF scheint nicht mehr hinzuhauen. War also nichts robustes.

Also werde ich wohl zwangsläufig ein Netzteil eines anderen Fabrikats bestellen müssen.

Gruß

Manuel

Hat es doch noch nie, oder?

Musst du nicht, nur mal z.B. auf Marcel hören. Sagte ich nicht schon: Wie's aussieht, bringen die Zuleitungen nicht nur "drahtgebunden" die Störungen in deine Schaltung ein (indem sie der Betriebsspannung überlagert sind), sondern sind auch noch (je nach deiner Masse- / Erdungsführung mehr oder weniger gute) "Sendeantennen" für diese "vagabudierende" HF?

Weiß ja nicht, auf welchen Frequenzen die (und die Oberwellen der mit Sicherheit steilen Schaltflanken) sich so tummeln, aber mit Sicherheit fängt deine Schaltung auch einiges davon "aus der Luft" ein. Und nicht nur über die Empfangsantenne (so selektiv ist die Schaltung dahinter garantiert nicht, dass da nichts durchkommt), sondern auch "direkt".

Am 26.12.19 um 21:00 schrieb Hartmut Kraus:

Wer sagt dir außerdem, dass ein Netzteil von irgend einem anderen Herstellers diesbezügl. besser ist?

Am 26.12.19 um 17:40 schrieb Manuel Reimer:

Hallo,

hast Du denn die Möglichkeit die Art der Störung zu messen? Ein Oszilloskop wäre optimal, möglicherweise geht das auch mit einer Soundkarte und Software.

Mit einem Digitalmultimeter könnte man auch versuchen die Wechselspannung auf der Versorgung zu messen. Oder mit einem einfachen HF-Detektor:

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Was für ein DCF77-Empfänger ist das und wie wird das Signal dekodiert. Falls das Hutschienennetzteil an eine andere Phase als der PC angeschlossen ist, dann können auch daher Störungen entstehen ähnlich wie Brummschleifen bei Audio.

Ferritantennen sind richtungsempfindlich, für optimalem Empfang sollte man die passend ausrichten. Evtl. kann diese Eigenschaft auch bei der Störungssuche helfen.

Bernd Mayer

Am 26.12.19 um 22:21 schrieb Bernd Mayer:

Stimmt.

Kann die so hohe Frequenzen verarbeiten, ohne zumindest die Impulsform stark zu "verschleifen"?

Naja, bei HF mit diesen "Impulsformen" wäre ich da genauso skeptisch wie bei der Soundkarte.

Kaum. Jedenfalls nicht abhängig von der Phasenlage.

Könnte.

Am 26.12.19 um 21:00 schrieb Hartmut Kraus:

Nix Oberwellen, die Schaltfrequenzen liegen typischerweise oberhalb von

50 kHz. Das könnte ein direkter Volltreffer sein.

Eher ist es mittlerweile so, dass man Schaltfrequenzen auch auf mehr als

100 kHz legt. Damit müsste man dann aber schon Subharmonische erwischen, was eine instabile Regelung voraussetzt.

Falls Klappferrite - alternativ geht auch zweimal durch Toroid fädeln - und vielleicht noch ein Y-Kondensator in der Zuleitung nichts helfen und unter der Annahme eines Frequenzvolltreffers könnte man auch das Netzteil modifizieren. Einfach die Schaltfrequenz um 10% ändern, z.B. durch verändern des zuständigen RC-Glieds. Da muss man noch nicht einmal etwas auslöten. Ein kleiner Kondensator parallel oder ein Widerstand parallel zum bestehenden reicht schon. Ich würde tendenziell den Widerstand bevorzugen, also die Frequenz leicht erhöhen.

Jetzt kommt allerdings der Punkt, wo ein einfaches Oszi zur Kontrolle des Ergebnisses wirklich hinfreich wäre. Eine alte analog-Kiste reicht völlig. Auch ein USB-Scope packt das, solange es wenigstens bis in den MHz Bereich vordringt. Aber mit der Soundkarte, wie hierzuthread vorgeschlagen, wird das nichts. Selbst eine 192 kHz Karte macht bei den Frequenzen nicht mehr viel sinnvolles. Am besten misst man die Schaltspannung direkt an der Sekundärseite des Übertragers vor dem Gleichrichter. Da ist man potentialfrei und braucht keinen Trenntrafo etc.

Marcel

Ich hatte neulich ein ähnliches Problem. Das Signal von einem DCF77 Empfänger sollte einen 2kHz Tongenerator modulieren, um das Signal dann auf dem Audio-Kanal einer Videokamera aufzuzeichnen. Damit man hinterher ein exaktes absolutes Timing für das Video-Signal hat. Zur Funktionskontrolle hatte ich auch noch einen kleinen dynamischen Lautsprecher mit eingebaut. Probeaufbau auf Experimentierbrett: Läuft ohne Probleme. Dann eingebaut in ein Kunststoff-Gehäuse: Geht nicht mehr. Es hat an der magnetischen Kopplung vom Lautsprecher zur Ferrit-Antenne gelegen. Da ein genügend großer Abstand in dem Gehäuse nicht möglich war, habe ich dann einfach den Lautsprecher durch einen Piezo-Schallgeber ersetzt.

Michael

Das heisst das Problem sind hier vermutlich nicht leitungsgebundene Störungen, sondern eine magnetische Kopplung vom Schaltnetzteil zur Ferrit-Antenne. Die einfachste Lösung wäre ein genügend großer Abstand.

Gruß Michael

»Exakt absolut« und DCFa (a=amplitudenmoduliert)? Damit geht nur ca. +/- 10 ms. Genauer mit DCFp (p=phasenmoduliert).

Am 27.12.19 um 11:39 schrieb Michael Koch:

Vemutlich nicht, sonst würde PE an einer anderen Stelle angeschlossen nichts bewirken.

Am 27.12.19 um 11:01 schrieb Michael Koch:

Der Lautsprechermagnet dürfte den Ferrit in die Sättigung gefahren haben. Damit hast Du aus Sicht der Antennenfunktion /keinen/ Ferritstab mehr.

Marcel

Am 27.12.19 um 11:39 schrieb Michael Koch:

Jein. Schaltnetzteile erzeugen bei weitem keine Magnetfelder in der Dimension >= 0,2T, die einen Ferritkern sättigen könnten. Es hat also mit deinem Lautsprecherproblem nichts zu tun.

Aber natürlich sind alle Funksignale elektromagnetische Felder. Und eben diese Koppeln in den Empfänger ein. Ich glaube auch nicht, dass die Stromversorgung das primäre Problem ist. Allerdings kann selbige eine probate Sendeantenne abgeben, wie ja schon erwähnt wurde.

Das funktioniert natürlich immer; schließlich ist unwahrscheinlich, dass auch der Empfang im Nachbarhaus gestört ist. Allerdings macht es das nicht unbedingt zu einer adäquaten Lösung.

Marcel

Der (kleine) Lautsprecher-Magnet war 5cm vom Ferrit entfernt, ich glaube nicht dass das ausreicht um den Ferritstab in die Sättigung zu fahren. Ich glaube eher das Problem war die magnetische Kopplung von der Lautsprecher-Wicklung zur Ferritantenne, und dass dadurch die Eingangsstufe des Empfängers übersteuert wurde.

Michael

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