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Fragen und Antworten zum Thema Funk


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 [ 16 Beiträge ]  Gehe zu Seite 1, 2
Autor Nachricht
 Betreff des Beitrags: Spulen im LC-Schwingkreis (Abmessungen)
Hallo,

ich habe ein Verständnisproblem mit den Spulendimensionen im LC-Schwingkreis im Transistor-Oszilator.

[u:2488oko5]gegeben:[/u:2488oko5]
f=145 MHz
L= 100nH (N=5mm / D=7mm / l=12mm)

versilberter 0,8mm-Cu-Draht (A=0,5mm²)

Der Kondensator müsste also 12pF haben, damit die Resonanzfrequenz erreicht wird.

Nun könnte aber dieselbe Induktivität auch mit den Werten N=2 / D=12mm / l=6mm erreicht werden. Ich habe gelesen, dass die möglichst hohe Güte des Schwingkreises hauptsächlich von der Spulengüte abhängt. Beim Errechnen komme ich auf scheinbar absurde Werte (Q=21000). Ich las aber, dass niemand bisher > 1200 erreichen konnte.

[u:2488oko5]Frage 1:[/u:2488oko5]
Sollte N immer möglichst gering sein oder? Dann bestünde die ideale Spule ja aus nur EINER Windung...
Hier im Forum las ich "C und L sollten die gleiche Menge Energie aufnehmen können". Was heisst das (1nF vs. 1nH oder wie)?


[u:2488oko5]Frage 2:[/u:2488oko5]
Auf welche Q-Werte kommt man denn rechnerisch?
Wenn's hilft, kann ich gern meinen Rechenweg darstellen:

[b:2488oko5]Q=Xl/R[/b:2488oko5]

1.) Xl = 2*Pi*f*L = 2*Pi*145 MHz * 100nH = 91 Ohm
2.) R = Rho*l/A = 0,018 * 0,12m / 0,5mm² = 0,00432 Ohm (Rho von Cu statt Silber genommen)
Drahtlänge l wäre rechnerich 0,11m, ich habe jedoch 2x 0,5cm "Anschlusslänge" dazugerechnet.

[b:2488oko5]Q= Xl/R[/b:2488oko5] = 91/0,00432 = 21065


Bevor die Frage kommt:
Ich möchte nichts konkretes bauen, sondern bin am basteln um es besser zu verstehen.

Danke für Eure Hilfe!
René


  
 
 Betreff des Beitrags:
Lbr Rene,

ich finde, ein Oszillator für 2 m ist kein allzu gutes Beispiel für deine Frage. Denn bei diesen Oszillatoren wird die Kreisgüte auch merklich vom Transistor selbst bestimmt. Auch kenne ich nicht die Oszillatorschaltung, die dir vorschwebt.

Aber eine typische Dreipunktschaltung, bei der der Schwingkreis zwischen Kollektor und Basis liegt, von der über einen Kondensator getrennt, dürfte auch auf 2 m zum Schwingen zu bringen sein. wobei ein Trimmer von 12 pF und eine dazu passende Spule als Ausgangswert schon geeignet wären.

Allzu viel Stabilität sollte man in diesem Frequenzbereich von so einem Oszillator aber nicht erwarten.

OK?


  
 
 Betreff des Beitrags:
[quote]Lbr Rene,

ich finde, ein Oszillator für 2 m ist kein allzu gutes Beispiel für deine Frage. [/quote]

Man könnte die Werte ändern und dann auf 88 MHz landen - siehe [url=http://mosfetkiller.de/?s=ukwpruefsender:3buue13s]HIER[/url:3buue13s]
Aber egal, es geht mir um's[b:3buue13s] Prinzip[/b:3buue13s] beim Schwingkreis.


  
 
 Betreff des Beitrags: Re: Spulen im LC-Schwingkreis (Abmessungen)
Hallo,
[quote]
Beim Errechnen komme ich auf scheinbar absurde Werte (Q=21000).
[/quote]
das ist nicht überraschend, wenn Du hier
[quote]
2.) R = Rho*l/A = 0,018 * 0,12m / 0,5mm² = 0,00432 Ohm (Rho von Cu statt Silber genommen)[/quote]

den Skineffekt unter den Tisch fallen läßt..

Auf 145 MHz wird Dein Draht nur noch eine knapp 6 µm dicke Leitschicht an der Oberfläche und dementsprechend einen um etwa den Faktor 100 größeren Widerstand haben.

Online-Rechner, Formeln und Erklärungen z. B. hier:

[url:34l1tvqe]http://www.rfcafe.com/references/calculators/skin-depth-calculator.htm[/url:34l1tvqe]

73


  
 
 Betreff des Beitrags:
Hallo Ulrich,

aber bei "R" geht's doch um den ohmschen Widerstand. Hierbei spielt doch der Skineffekt keine Rolle, da es sich um den Gleichstromwiderstand handelt.

Oder wolltest Du mir eine andere Stelle aufzeigen?

René


  
 
 Betreff des Beitrags:
Hi,

R ist immer der WIRKSAME Widerstand. Also bei deiner Betriebsfrequenz....

73 de DL3KCZ Uwe


  
 
 Betreff des Beitrags:
[quote]
R ist immer der WIRKSAME Widerstand. Also bei deiner Betriebsfrequenz....
[/quote]

Ich verstehe nicht, wo die f herkommt. Die Formel "R = Rho*l/A" beinhaltet die Frequenz doch garnicht. Ist denn die Formel hierbei nicht verwendbar?

Wer kann denn was zur Frage nach der Spulendimension sagen?

Danke für Eure Hilfe!

PS:
Die o.g. Seite habe ich mir angesehen, finde sie aber sehr "überladen" und dadurch unübersichtlich. Da habe ich Schwierigkeiten, die von mir gesuchten Infos zu finden.


  
 
 Betreff des Beitrags:
[quote]... aber bei "R" geht's doch um den ohmschen Widerstand. Hierbei spielt doch der Skineffekt keine Rolle, da es sich um den Gleichstromwiderstand handelt. .... [/quote] Das wissen aber Deine mit 145 MHz schwingenden HF-Energie.Quanten nicht und haben keinen Bock auf das Draht-Innere. .. :-) ..
73 Peter
ps. versuch mal http://www.rac.ca/tca/RF_Coil_Design.html oder noch detaillierter
http://hamwaves.com/antennas/inductance.html


  
 
 Betreff des Beitrags:
Also zur Spulendimensionierung würde ich sagen, daß eine Spule mit einer Windung mehr abstrahlt (also auch mehr Verlsute aht) als eine mit mehreren, kleineren Windungen.

Als Praktiker würde ich da gar nicht viel herumrechnen, sondern eine Spule aus versilbertem Draht auf einen 4-mm-Bohrer wickeln und mit meinem LC-Meter IIB ausmessen. Der Feinabgleich erfolgt durch Auseinanderziehen oder Zusammendrücken der Windungen.


  
 
 Betreff des Beitrags:
[quote]
Ich verstehe nicht, wo die f herkommt. Die Formel "R = Rho*l/A" beinhaltet die Frequenz doch garnicht. Ist denn die Formel hierbei nicht verwendbar?
[/quote]
die Frequenz geht über die Fläche in die Formel ein: wenn Du statt der vollen Querschnittsfläche A = π/4 * d²
die Kreisringfläche A = π * δ * d einsetzt, stimmt es.

(δ = Skineffekt-Leitschichtdicke, z. B. Online-Rechner, s. o.)

73


  
 
 Betreff des Beitrags:
[quote]
die Frequenz geht über die Fläche in die Formel ein: wenn Du statt der vollen Querschnittsfläche A = π/4 * d² die Kreisringfläche A = π * δ * d einsetzt, stimmt es.

(δ = Skineffekt-Leitschichtdicke, z. B. Online-Rechner, s. o.)
[/quote]

Plötzlich ergibt alles einen Sinn :idea: :-)
Und selbst Xl muss ich nicht mehr berechnen, weil ich zufällig herausfand, dass mein Antennenanalyser das auch anzeigen kann (beispielhaft rechnerich geprüft).
[size=150:1klrq93t]DANKE![/size:1klrq93t]


Bleibt nur die Frage nach der "idealen" Spulengröße, aber da fand ich heute andere Threads. Die Frage kommt wohl hin und wieder mal, aber bislang gab's kein "Allgemeinrezept".

[quote]Also zur Spulendimensionierung würde ich sagen, daß eine Spule mit einer Windung mehr abstrahlt (also auch mehr Verlsute aht) als eine mit mehreren, kleineren Windungen.[/quote]
Wieso "Verluste"? Abstrahlen ist doch gut, darum gehts doch. Immerhin möchte ich mit den Schwingungen im Schwingkreis etwas anfangen. Sonst wär's ja langweilig :D

[quote]
Als Praktiker würde ich da gar nicht viel herumrechnen, sondern eine Spule aus versilbertem Draht auf einen 4-mm-Bohrer wickeln und mit meinem LC-Meter IIB ausmessen. Der Feinabgleich erfolgt durch Auseinanderziehen oder Zusammendrücken der Windungen.[/quote]

1.) Was ist "IIB"?
2.) Das hilft mir leider nicht, denn dieses "Allgemeinrezept" wird kaum für 80m, 70cm und 23cm gleichermassen gelten oder?

Wenn ich's richtig verstehe, wickelst Du eine Spule nach Gefühl und errechnest dann den notwendigen C-Wert über die Thomsonsche Schwingungsgleichung.
Aber genau dieses Verfahren hinterfrage ich doch gerade. [b:1klrq93t]Warum[/b:1klrq93t] nimmst Du keinen 8mm-Bohrer als Wickelkern und dafür weniger Windungen?

Danke für Eure Geduld!
René

PS:
Ich kann jetzt natürlich mit den Onlinerechnern experimentieren, mit welchen Werten ich die höchste Güte bekomme. Aber das ist wegen der drei Variablen Durchmesser, Abstand (Pitch) und Windungen ein "stochern im Nebel".


  
 
 Betreff des Beitrags:
Hallo,
[quote]
Ich kann jetzt natürlich mit den Onlinerechnern experimentieren, mit welchen Werten ich die höchste Güte bekomme. Aber das ist wegen der drei Variablen Durchmesser, Abstand (Pitch) und Windungen ein "stochern im Nebel".[/quote]

wenn man als ersten Ansatz die Länge nicht wesentlich größer als den Spulendurchmesser wählt, wird man nicht weit vom Güteoptimum entfernt liegen, aber auch dafür gibt es natürlich Online-Rechner:
[url:1bsoeyv0]http://www.ringschu.de/eric/optimaleguete.html[/url:1bsoeyv0]

Bei Oszillatorspulen treten jedoch meist andere Kriterien in den Vordergrund (vgl. Antwort von DJ1ZB):
mechanische Stabilität, geringes Streufeld..

73


  
 
 Betreff des Beitrags:
Lbr Rene,

korrekt hätte ich schreiben müssen "LC Meter IIB von AADE". Das ist eine Bezeichnung für einen Induktivitäts- und Kapazitätsmesser, den ich habe. Bei dem kann man auch die erforderlichen Klemmen und Zuleitungen zu einer Spule, die man messen will, mit eineichen.

Deine Antwort "Abstrahlen ist doch gut" verstehe ich nicht, es sei denn, Du möchtest mit dem Oszillator direkt abstrahlen!

Üblicherweise aber steuert ein Oszillator eine weitere Stufe an, und eine Abstrahlung von der Oszillatorspule sollte wirken wie ein Leistungsentzug, und ein Leistungsentzug ist nach meiner Auffassung wie ein Parallelwiderstand zur Spule oder eine geringere Güte. Und so etwas wolltest Du doch nicht, oder?

OK?


  
 
 Betreff des Beitrags:
@DF4KV: Danke, das hilft!



[quote]
Deine Antwort "Abstrahlen ist doch gut" verstehe ich nicht, es sei denn, Du möchtest mit dem Oszillator direkt abstrahlen!
[/quote]

Tja, so hatte ich das ausprobiert :roll:
Ausgehend von diversen "UKW-Prüfsendern" habe ich mir einen einfachen Hartley-Oszillator in Basisschaltung gesteckt (ja, von den Nachteilen der Steckboards bei HF-Schaltungen habe ich gelesen). Nun versuche ich mit meinem "Moltrecht: Amateurfunklehrgang Technik" und dem Internet die Funktion genau zu verstehen. Also jeder R und jeder C.
Die Schaltungen gehen doch davon aus, dass der Oszillator (Spule) strahlt. Habe ich das falsch verstanden?

[quote]
Üblicherweise aber steuert ein Oszillator eine weitere Stufe an, und eine Abstrahlung von der Oszillatorspule sollte wirken wie ein Leistungsentzug, und ein Leistungsentzug ist nach meiner Auffassung wie ein Parallelwiderstand zur Spule oder eine geringere Güte. Und so etwas wolltest Du doch nicht, oder?
[/quote]

Ich dachte, wenn ich den Oszillator komplett verstanden habe, stecke ich ihn in ein geschirmtes Gehäuse und zapfe die Spule am Punkt der höchsten Spannung (ausprobieren) an. Oder mit einer Koppelspule.
Warscheinlich kommt dann erstmal ein Filter zur Bandbreitenbegrenzung.

Vielleicht erklärt das mein Interesse, ich möchte etwas lernen. Und dafür erscheinen mir diese "UKW-Prüfsender"-Schaltungen hilfreich, weil sie kaum 10 Bauteile enthalten.
Natürlich entwerfe ich keine Oszillatoren für 3m, sondern übe auf 2m. Zumindest versuche ich, f dermassen "hoch" zu kriegen. Momentan bewegen sich die Testsignale zwischen 50 und 100 MHz. Warscheinlich ist das dem Steckboard und den viel zu langen "fliegenden" Verbindungsdrähten geschuldet.

Jedenfalls helfen mir ein Spektrumanalyser sowie LC-Meter dabei enorm, weil ich sehe, was ich da mache. Was mir fehlt, ist ein leicht verständliches Buch zur Thematik.

73
René


  
 
 Betreff des Beitrags:
Lbr Rene,

OK, jetzt weiß ich, worauf Du hinaus willst.

So ein Buch, wie Du es dir wünscht, können wir hier auf dem Forum schlecht erstellen, vor allem wenn so viele unterschiedliche Autoren dabei sind wie hier.

Für deine Versuche kannst Du also davon ausgehen, daß der Oszillator strahlen soll. Aber dann kannst Du eben nicht verlangen, daß die Spule die höchstmögliche Güte haben soll.

Falls Du von mir selbst noch eine Auskunft haben möchtest, kannst du mich unter

dj1zb@darc.de

anschreiben.

OK?


  
 

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