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Wumpus-Gollum-Forum von "Welt der Radios".
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Ei-Loop-UKW-Detektor
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17.04.15 22:48
regency 

WGF-Premiumnutzer

17.04.15 22:48
regency 

WGF-Premiumnutzer

Re: Ei-Loop-UKW-Detektor

Hallo Jörg,
das ist ja viel Text, da muss ich noch zu einzelnen Aspekten gezielt antworten. Die Betriebsgüte = Qo/4 gilt ganz pauschal z.B. bei Leistungsanpassung? Das ist hier nicht gewünscht, wenn die Bandbreite erhalten werden soll. Es müssen zudem ca. 100 mVss erstmal überschritten werden, damit die Diode anfängt effektiv zu arbeiten. Daher hochohmige Signalabnahme und möglichst geringe Kreis-Dämpfung.

So wie mit einem Kristallhörer. Dort wird die Dämpfung wesentlich durch den Parallelwiderstand bestimmt, der einige 100 kOhm haben darf. Der Kristall selbst hat ca 1nF und erfüllt mit dem Parallelwiderstand die Bedingung der Zeitkonstante für das Nachfahren der NF Amplitude, wie ich oben geschrieben habe. Ist der Belastungswiderstand niedriger (z.B. Impedanz 20 kOhm mit einem Magnethörer 4 kOhm), kommt man um eine Anzapfung nicht herum, sonst bricht die Selektion ein, die Bandbreite wird zu groß. Mit der Anzapfung geht aber auch die Ausgangsspannung entsprechend stark zurück. Da ginge mit meiner Loop in der Tat nichts mehr.

Das Programm Magnetloop von DG0KW rechnet in dem Bereich Loopumfang kleiner Lambda Viertel. Man gibt nur die Spulen-Geometrie und Materialdaten und die Frequenz vor. Dazu optional die zusätzliche Paralleldämpfung und einen angenommenen Kontaktwiderstand im Kreis. Den Verlust-R des Drahtes rechnet das Programm selbst.

Ich habe mit einem Messender und loser Kopplung die Betriebsbandbreite nach der Diode grob ermittelt. Bei meiner Loop sind es bei 88 MHz ca. 400 kHz Bandbreite, bei 104 MHz ca. 500 kHz. Das lässt sich verbessern, wenn ich den Loop-Durchmesser etwas kleiner und die Drahtstärke dicker mache. Das will erstmal ausprobiert werden.

Grüße aus der Bastelstube, Jan

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24.04.15 22:01
joeberesf 

WGF-Premiumnutzer

24.04.15 22:01
joeberesf 

WGF-Premiumnutzer

Re: Ei-Loop-UKW-Detektor

Hallo Jan,

ich hatte gedacht das hier noch mehr Reaktion der Wissensträger erfolgt...leider hat Dein Thema kein anderer
WGFler auf dem Schirm.Ich habe etwas gewartet um nicht gleich wieder als Erster meine Überlegungen einzubringen.

regency:
Es müssen zudem ca. 100 mVss erstmal überschritten werden, damit die Diode anfängt effektiv zu arbeiten. Daher
hochohmige Signalabnahme und möglichst geringe Kreis-Dämpfung.
Das hat mich als Detektorfreund immer verwirrt. Bei Mende steht z.B. zum UKW- Detektorempfang der Hinweis zu
100mV- Feldstärke. Es ist aber so, dass der Demodulationseffekt vom Sperrsättigungsstrom (Is) abhängig ist. Dieser
kann je nach Bauform und überhaupt bei Schottkydioden auch unterhalb Deiner Angabe 100Vss stattfinden. Dann
setzt die Gleichrichtung ein. Jededenfalls liegt der Arbeitspunkt weit unterhalb des Diodenknicks. Max. Spannung und
maximaler Strom wäre das Optimum. Die Kreisdämpfung ist davon abhängig ....verstärkst Du das Ausgangssignal
ist natürlich ein Ausgleich geschaffen und die Kreisdämpfung kann viel hochohmiger stattfinden. An der Hörschwelle
ist dann aber wieder mit dem Kompromiss einer erhöhten Breitbandigkeit,...mehr Leistung zu ziehen. Ist Quellwiderstand
und Belastung gleich, ist das Optimum gefunden.
regency:
So wie mit einem Kristallhörer. Dort wird die Dämpfung wesentlich durch den Parallelwiderstand bestimmt, der einige 100 kOhm
haben darf. Der Kristall selbst hat ca 1nF und erfüllt mit dem Parallelwiderstand die Bedingung der Zeitkonstante für das
Nachfahren der NF Amplitude, wie ich oben geschrieben habe. Ist der Belastungswiderstand niedriger (z.B. Impedanz 20 kOhm
mit einem Magnethörer 4 kOhm), kommt man um eine Anzapfung nicht herum, sonst bricht die Selektion ein, die Bandbreite
wird zu groß. Mit der Anzapfung geht aber auch die Ausgangsspannung entsprechend stark zurück. Da ginge mit meiner Loop
in der Tat nichts mehr.
Ja genau, so ist das. Von daher ist es ja sehr wichtig die Demodulationskette bestehend aus Diode, (Übertrager) und Kopfhörer
an den Resonanzwiderstand anzupassen. Dein Beispiel des Kristallhörers funktioniert auch obwohl eine extreme
Fehlanpassung einer Diode vorliegen kann. Dieser Hörer ist halt hochohmig und bestimmt im Endeffekt die maximale Leistung
der Demodulationskette. Der Innenwiderstand, wäre der Wechselstromwiderstand der Piezokapazität, bzw. des Parallelwiderstands.
Der minimale, mögliche Schalldruck bei pW- Leistung ist aber eher dürftig bei diesen Hörern und verhindert das
DX- Freaks diesen Piezohörer nutzen. Der klassische 2x2000Ohm mit etwa 18k Impedanz ist im Endeffekt immer fehlangepasst.
Dieser ist halt für den Ortssenderempfang der 20er Jahre ausgelegt und es ist nicht zu vergessen, dass damals Kristalldetektoren
verwendet wurden. Der theoretische Nullpunktwiderstand variiert je nach Kristallstruktur und Material. Um solch einen Hörer
anzupassen ist eigentlich auch schon ein Ausgangsübertrager zumindestens bei MW und LW nötig. Bei KW/ UKW passt dieser
schonganz gut, da ja ein Fehlanpassungsfaktor von 1 : 4 noch gerade noch nicht hörbar ist. Voraussetzung is allerdings ein gutes,
empfindliches Exemplar. Die Anpassung mittels Ausgangsübertrager ist trotz interner Verluste ein absoluter Gewinn in Bezug
auf Schwingkreisbelastung / Bandbreite und Lautstärke beim DX- Empfang. Voraussetzung ein richtig guter dyn. Kopfhörer
oder ein S-P- Hörer mit 2x 500 Ohm Impedanz in Reihe.
regency:
Das Programm Magnetloop von DG0KW rechnet in dem Bereich Loopumfang kleiner Lambda Viertel. Man gibt nur die Spulen-Geometrie und Materialdaten und die Frequenz vor. Dazu optional die zusätzliche Paralleldämpfung und einen angenommenen Kontaktwiderstand im Kreis. Den Verlust-R des Drahtes rechnet das Programm selbst.
Die optionale Paralleldämpfung könnte hier der Knackpunkt sein. Deine anschließenden Messungen bestätigen allerdings die
Bandbreite des Konstrukts. Bei 88MHz wäre das eine Güte von 220 bei belastetem Resonanzwiderstand. Du müsstest eigentlich
eine Leerlaufgüte von 600-800 erreichen.
regency:
Ich habe mit einem Messender und loser Kopplung die Betriebsbandbreite nach der Diode grob ermittelt. Bei meiner Loop sind es bei 88 MHz ca. 400 kHz Bandbreite, bei 104 MHz ca. 500 kHz. Das lässt sich verbessern, wenn ich den Loop-Durchmesser etwas kleiner und die Drahtstärke dicker mache. Das will erstmal ausprobiert werden.

Welchen Eingangswiderstand weist Dein Verstärker auf? Hast Du mal einen Kristallhörer / dyn. Hörer angeschlossen?
Also als reinen Detektor betrieben? Warum nicht bei 3km.

Gruß

Joerg

Zuletzt bearbeitet am 24.04.15 22:20

24.04.15 23:04
regency 

WGF-Premiumnutzer

24.04.15 23:04
regency 

WGF-Premiumnutzer

Re: Ei-Loop-UKW-Detektor

Hallo Jörg und alle im WGF,
der Empfang ist jetzt verbessert mit einer 75mm Kreis-Loop aus Elektrokupfer 3,5 mm Durchmesser.



Mit einem Tecsun PL 360 habe ich die Empfangsstärke aller Sender, die auch mit der Loop hörbar sind, direkt nacheinander bestimmt. Daraus mit Excel die Resonanzkurven entsprechender Intensität berechnet und übereinander gelegt, mit Bandbreite 400 kHz. Das ist die Betriebsbandbreite, die ich grob mit einem Mess-Sender bestimmt habe. Hier das Ergebnis der Simulation.



Die blaue Kurve zeigt jeweils die Spannungsdifferenz, die sich auf der Kurve bei +/- 75 kHz ergibt. Die Maxima stellen somit den besten Empfang bei größter Dynamik dar, als NF Spannung Spitze-Spitze auf der Flanke.

Ein weiteres Bild (siehe unten) zeigt den Idealzustand bei 160 kHz Bandbreite. Eine weitere Verbesserung der Güte würde die erzielte NF Spannung also vervielfachen.

Ein 26 Sekunden Filmausschnitt zeigt den Oszi beim Durchstimmen und was dabei zu hören ist. (muss noch ins richtige Format gebracht werden...)

@ Jörg, 3 km sind nah, aber hinter einigen Mauern dann auch wieder nicht. Kopfhörertests waren bis jetzt unbefriedigend, ich muss erstmal den Kreis weiter optimieren.

Grüße, Jan

Zuletzt bearbeitet am 25.04.15 00:07

Datei-Anhänge
UKW-Loop-75mm.jpg UKW-Loop-75mm.jpg (298x)

Mime-Type: image/jpeg, 19 kB

UKW-Berlin-Loop1.gif UKW-Berlin-Loop1.gif (252x)

Mime-Type: image/gif, 12 kB

UKW-Berlin-Loop2.gif UKW-Berlin-Loop2.gif (282x)

Mime-Type: image/gif, 8 kB

UKW-Loop-Detektor.wmv UKW-Loop-Detektor.wmv (315x)

Mime-Type: video/x-ms-wmv, 792 kB

25.04.15 01:02
joeberesf 

WGF-Premiumnutzer

25.04.15 01:02
joeberesf 

WGF-Premiumnutzer

Re: Ei-Loop-UKW-Detektor

Hallo Jan,

man kann die gute Bandbreite aufgrund der zwei Flanken ja sehr gut
im mp3 hören. Also aus meiner Sicht ist die hohe Güte Deines Loops
gegeben. Es ist ja im Endeffekt ein verstärkter Detektoraparat. Diese
eine Windung und keine Antennenankopplung, die widerum auch
eine Belastung / Güteänderung darstellt, bringt den großen Vorteil.

Der Loop ist praktisch fast völlig unbelastet! Sehr beeindruckend Deine
in Diagrammen gezeigten Ergebnisse und rechnerisch ertsellten Analysen.

Bin gespannt auf Deine weiteren Experimente.

Gruß

Joerg

Zuletzt bearbeitet am 25.04.15 01:07

25.04.15 22:33
Matu 

WGF-Premiumnutzer

25.04.15 22:33
Matu 

WGF-Premiumnutzer

Hallo

Ich hab den Detektor mal nachgebaut. Bei mir funktioniert er nur mit einer Ge-Diode, Schottky will er nicht....?

Ich empfange nur einen Sender ....ist das korrekt ?

Über einen hochohmigen Vorverstärker höre ich den Sender laut und deutlich.







Matu

Datei-Anhänge
UKW_Det.JPG UKW_Det.JPG (248x)

Mime-Type: image/jpeg, 522 kB

26.04.15 15:47
regency 

WGF-Premiumnutzer

26.04.15 15:47
regency 

WGF-Premiumnutzer

Re: Ei-Loop-UKW-Detektor

Hallo Matu,
dass du einen Sender bereits mit Germaniumdiode gut empfängst ist schon mal was. Ich habe meine ersten Versuche genauso gemacht: Drahtschleife, AA112 oder AA113, Kondensator und hochohmiger Verstärker. Es war eigentlich nur der stärkste Sender gut zu hören. Beim Messen der Bandbreite kam ich auf etwa 1 MHz. Wie weit ist der Sender entfernt und welche Leistung hat der "Ortssender"? Mit fmscan.org kann man seinen Standort checken.

Was für eine Schottky Diode hast du benutzt? Sie muss wie eine Germanium Spitzendiode eine Sperrschichtkapazitat von kleiner 0,2 pF haben. Der Vorteil der Schottkydiode (Metall zu n Übergang) sind die etwa halbe Schleusenspannung gegenüber der Germanium pn Diode und der viel kleinere Sperrstrom. Der höhere Sperrstrom/Reststrom der Germium Diode dämpft den Schwinkreis so wie ein Widerstand der weniger als 40 kOhm hätte. Damit ist auch bei höchster Kreisgüte die erforderliche Betriebs-Bandbreite für UKW nicht erreichbar, es sei denn man verwendet eine Anzapfung unterhalb des heißen Endes und muss auf Spannung verzichten.

Mich würde die Schaltung des NF Vorverstärkers interessieren.

Grüße, Jan

26.04.15 16:42
Matu 

WGF-Premiumnutzer

26.04.15 16:42
Matu 

WGF-Premiumnutzer

Re: Ei-Loop-UKW-Detektor

Hallo regency

....ich hatte die BAT46 verwendet, die BAT 15 werde ich bestellen....

Die Schaltung:



....bei Bedarf kann man die Verstärker auch in Reihe (Massebezogen) schalten. (KH muss an +)

Ich hab den B062 benutzt....noch alte DDR Bestände......

Eine Anzapfung unterhalb des heißen Endes ....wie macht man das?


Matu

Zuletzt bearbeitet am 26.04.15 16:45

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NF_OPV.JPG NF_OPV.JPG (235x)

Mime-Type: image/jpeg, 582 kB

26.04.15 19:21
regency 

WGF-Premiumnutzer

26.04.15 19:21
regency 

WGF-Premiumnutzer

Re: Ei-Loop-UKW-Detektor

Hallo Matu,
angenommen, dein Kreis hat unbelastet einen Resonanzwiderstand von 80 kOhm und Bandbreite 150 kHz. Die Diode belastet diesen mit parallel 40 kOhm, dann ergibt das 26,7 kOhm. Die Bandbreite verschlechtert sich auf 450 kHz.

Jetzt gehst du mit der Diode auf deiner Loop Richtung kaltes Ende spazieren. Es gilt wie bei einem Spartrafo Widerstandstransformation entsprechend dem Übersetzungsverhältnis ins Quadrat. Übersetzungsverhältnis ist hier Teillänge der Loop zur Gesamtlänge.

Soll die Diode den Kreis z.B. nur mit 300 kOhm belasten, dann beträgt das Übersetzungsverhältnis = Wurzel (40 / 300) = 37 %. Bei etwa einem Drittel der Loop müsste demnach die Diode verlötet werden. Die Gesamt-Bandbreite wäre dann 195 kHz. Theoretisch natürlich...

Den Doppel FET Schaltkreis kannte ich gar nicht, meine "Schaltkreiszeit" hörte bei OV A109, µA741 usw. auf

Na, mal sehen, was du noch rausholst!
Grüße, Jan

Zuletzt bearbeitet am 27.04.15 07:27

30.04.15 21:01
Matu 

WGF-Premiumnutzer

30.04.15 21:01
Matu 

WGF-Premiumnutzer

Re: Ei-Loop-UKW-Detektor

Hallo

Heute sind die BAT15 angekommen.

....und das Ergebnis ist erstaunlich....

Ich kann jetzt ganz gut 3 Sender selektieren, etwas Richtungsabhängig aber es geht.
Wobei ich mit eine Luftspule bessere Ergebnisse erziele als mit der Loop.




Matu

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UKW_Detektor.JPG UKW_Detektor.JPG (239x)

Mime-Type: image/jpeg, 509 kB

01.05.15 08:51
regency 

WGF-Premiumnutzer

01.05.15 08:51
regency 

WGF-Premiumnutzer

Re: Ei-Loop-UKW-Detektor

Hallo Matu,
mit der Diode wird aus eins schon einmal drei, ich vermute, da geht noch was. Die Luftspule mit drei Windungen bringt theoretisch einen etwa halb so großen Gewinn wie die Loop (Spule mit einer Windung) bei gleicher Bandbreite (150 kHz) und gleicher Frequenz (100 MHz).

Dein Ergebnis kann nun verschiedene Ursachen haben: die Loop ist von Durchmesser noch nicht optimal, die Anbindung an den Kondensator nicht kurz genug, Lötstellen usw. Hier könnten Messungen Klarheit bringen. Z.B. mit hochohmigen Voltmeter direkt nach der Diode. Ist die Maximalspannung mit der Loop höher als mit der Spule, der Empfang aber schlechter, so liegt es an der Bandbreite der Loop...

Falls du mit der Spule weitermachen willst, empfehle ich http://www.welt-der-alten-radios.de/dete...tektor-195.html, da ist auch eine Antennenkopplung beschrieben.

Grüße, Jan

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