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Wumpus-Gollum-Forum von "Welt der Radios".
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Ferrit-Stäbe und Rahmenantenne kombinieren?
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15.10.20 09:09
WalterBar 

WGF-Premiumnutzer

15.10.20 09:09
WalterBar 

WGF-Premiumnutzer

Re: Ferrit-Stäbe und Rahmenantenne kombinieren?

Hajo:

Warum meinst Du, daß auch der Wickelraum auf dem Ferritstab quadratisch sein soll?


Hallo Hajo,

... weil nur so maximale Induktivität mit möglichst geringer Drahtlänge erreichbar ist. Das wussten schon unsere Radio-Väter und -Grossväter. Das sparte nicht nur Material und Geld, sondern verringerte auch die Verluste im Schwingkreis. Die Konstrukteure meiner 42mH-Spulen (offenbar für Lautsprecherweichen bestimmt) haben sich mit 8 x 8 mm auch daran gehalten.

Im Ferritrahmen war ich auf 8 mm durch die Abmessung des Ferriten festgelegt. In der Ferrit-losen Wicklung konnte ich bewusst 2 mm drauflegen, was mir fast 200 Windungen erspart hat. Der Nachteil ist die erhöhte schädliche Windungskapazität, der man durch Kreuzwickeltechnik begegnet ist. Auf VLF spielt sie aber nicht die entscheidende Rolle. Ob Jens mit seiner Wicklungs-Parallelschaltung erfolgreich sein wird, bleibt abzuwarten. System Vogel machte das in den LW-MW-Rahmen aber auch so. Die waren aber kapazitätsarm gewickelt.

Wie Du auch erkennst, plazierte man die Spulen eher am Ende des Ferritstabes und nicht in der Mitte. Ein guter Punkt ist 1/3 vom Ende entfernt. Als weiteren Gratiseffekt konnte man so vor der Festlegung mit Wachs einen Abgleich vornehmen.




Gruss
Walter

Nachtrag:
auch lesenswert - wie so vieles im WGF:
https://www.wumpus-gollum-forum.de/forum...=256&page=1
Bei meinem L/C-Verhältnis und einer Betriebsgüte > 100 wäre eine Schirmung tödlich.
(Nur zur Erinnerung: Güte=(Resonanz)Frequenz dividiert durch Bandbreite)


Zuletzt bearbeitet am 15.10.20 10:31

Datei-Anhänge
quadratischer_Wickelraum.jpg quadratischer_Wickelraum.jpg (177x)

Mime-Type: image/jpeg, 836 kB

Güte_L_C_parallelkreis.jpg Güte_L_C_parallelkreis.jpg (184x)

Mime-Type: image/jpeg, 4 kB

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15.10.20 13:29
WalterBar 

WGF-Premiumnutzer

15.10.20 13:29
WalterBar 

WGF-Premiumnutzer

Re: Ferrit-Stäbe und Rahmenantenne kombinieren?

Hallo Jens,

bei so alten Artikeln muss man immer auch recherchieren, auf welche Mischungen und Körnungen der Ferrite die Verfasser Zugriff hatten. Genauso wie heute auch stemmten sich einige Leute den Neuerungen zuerst entgegen. Die wirklich guten Materialen von Amidon kamen gefühlt erst vor 30 Jahren auf den Markt.

Abschliessend stelle ich mir natürlich noch die Frage, in welchem Winkel und in welcher Wickeltechnik die grossen Ringkerne in den U-Boot-Antennen bewickelt sind. Ich tippe auf 45 Grad.

Ich habe gerade die Spulengleichstromwiderstände in die äquivalenten Schwingkreis-Parallelwiderstände umgerechnet:
Zo=R+(L/(C*R))
Das "R" in der Formelgrafik müsste auch das Zo sein, also nicht verwechseln.

Rahmen ohne Ferrit = 2,3 M Ohm
Rahmen mit Ferrit = 2,0 M Ohm
Ferritantenne = 2,8 M Ohm

Damit hat rechnerisch die Ferritantenne eine Leerlaufgüte von 227 und damit das Doppelte der Rahmen.

Gruss
Walter

Nachtragsrecherche:
Das VLF-Power-Ferritmodul LFM/5-50/24 von BAZ hatte folgende Daten und übertraf die Eigenschaften
eines 1qm-Rahmens (NiZn-Ferrite):
Abmessungen aussen = 56 x 3 cm
24 Einzelstabkerne im 4er bzw. 5er Bündel
L=136mH
Q=120
R=17 Ohm 0,4 mm CuL
Hier errechne ich ein Zo von 12 M Ohm und eine Leerlaufgüte über 800.

Zuletzt bearbeitet am 15.10.20 17:26

15.10.20 17:29
Hajo 

WGF-Nutzer Stufe 3

15.10.20 17:29
Hajo 

WGF-Nutzer Stufe 3

Re: Ferrit-Stäbe und Rahmenantenne kombinieren?

Hallo Zusammen

@Walter
Wer lesen kann, ist klar im Vorteil, Du sprachst von Wickelraum, ich hatte den Spulenquerschnitt im Kopf, nämlich das Längen-Durchmesserverhältnis von etwa 0,45 für eine optimale Spulengüte. Meines Wissen gilt es aber ausschließlich für einlagige Luftspulen, inwieweit es auch auf mehrlagige Eisenkernspulen übertragbar ist, weiß ich nicht. Kurzum – vollständige Zustimmung meinerseits.

Bezüglich der Eigenkapazität von Spulen hat Karl Hille in der „Funk“ 9/2002 einen sehr interessanten Artikel veröffentlicht:
„Die Eigenkapazität der Spule Berechnung und Messung“. Er schreibt in der Einleitung – Zitat:
„Praktiker der HF-Technik...wissen es, daß die Eigenkapazität einer Spule mit ganz brauchbarem Ergebnis geschätzt werden kann. Die Faustregel dazu ist überraschend einfach: Für einlagige Zylinderspulen von kleiner Ganghöhe ist die Spulenkapazität in pF etwa gleich dem Durchmesser der Spule in cm, unabhängig von Windungszahl und Spulenlänge…“
Und an anderer Stelle weiter: „Wer bis hierher aufmerksam gefolgt ist, wird sich wundern: Weder die Spulenlänge noch die Windungszahl tauchen in der Formel auf…. Wir können uns das auch an einem Gedankenexperiment klar machen: Eine Spule mit 1000 Wdg. entspricht einer Kette von 1000 hintereinander geschalteten Kondensatoren verhältnismäßig großer Kapazität...“
Zitat Ende
Auch hier: Inwieweit man das auf mehrlagig gewickelte Spulen anwenden kann, entzieht sich meiner Kenntnis. Rein theoretisch könnte es vielleicht sein, wenngleich es sich praktisch nicht nachvollziehen läßt, denn dann müßte die Eigenkapazität bei steigender Wicklungszahl abnehmen.

Ich dachte bisher immer, daß man die Spulen deshalb auf die Kernenden setzt, damit sich die LW- und MW Spulen gegenseitig möglichst wenig beeinflussen. Ganz vermeidbar ist es sicher auch dann nicht, denn sie sitzen auf dem gleichen Kern.
Da die Permeabilität in Stabmitte am größten ist, wäre diese Position doch eigentlich für maximale Güte, bei gegebener Induktivität, die günstigste – oder? Jedenfalls ist auffällig, daß kommerziell gefertigte Ferritantennen mit nur einer Wicklung (z.B. die Ferritmodule von BAZ), dieselbe in Stabmitte anordnen. Spulen größerer Induktivität teilt man dann in mehrere Wicklungen auf, um dem quadratischen Wickelraum zu entsprechen, womit wir wieder beim ersten Thema wären.

WalterBar:
Damit hat rechnerisch die Ferritantenne eine Leerlaufgüte von 227 und damit das Doppelte der Rahmen.
Wäre vielleicht interessant, wie hoch die resultierende Kreisgüte praktisch ist und vor allem, wie der Frequenzverlauf ist. Falls Du mir eine Deiner Spulen überlassen möchtest, würde ich das Angebot gerne wahrnehmen und es an meinem Kern einmal testen.

@Jens
Ich bin nicht sehr sicher, ob Du mit einem kleinen Rahmen zum Erfolg kommst. Walters Daten weisen unzweifelhaft darauf hin, daß solche Rahmen sehr effektiv sind aber ob es für den Detektor ausreicht, muß man sehen.
Vor Jahren hatte ich mal einen VLF Rahmen von etwa 50cm Durchmesser aus 3 Lagen vieladrigem Hosenträgerkabel gebaut.
An die Güte erinnere ich mich nicht mehr, sicher war sie grottenschlecht aber es funktionierte hervorragend und SAQ war damit überhaupt kein Problem. Allerdings erfolgte die Auskopplung über einen hochohmigen Impedanzwandler und als Empfänger diente ein Sangean ATS909 mit Konverter.

Gruß in die Runde
Hajo

Zuletzt bearbeitet am 16.10.20 00:38

16.10.20 00:32
Hajo 

WGF-Nutzer Stufe 3

16.10.20 00:32
Hajo 

WGF-Nutzer Stufe 3

Re: Ferrit-Stäbe und Rahmenantenne kombinieren?

Hallo Jens

Nur damit wir nicht aneinander vorbei reden, weil dieser Faden unter „Detektoren Technik“ steht: Soll Dein SAQ Empfangsversuch mit einem Detektor oder einem aktiven RX stattfinden?
Mit der zu hohen Güte für die unteren Bänder hast Du natürlich Recht, wenn man von Rundfunkempfang ausgeht. Auf VLF findet man aber ausschließlich Datenfunk und SAQ sendet in A1. Dafür kann die Güte der Spule meiner Ansicht nach nicht hoch genug sein.
Dank dem Link habe ich verstanden, was Du mit Scheibenwicklung meinst, war zunächst etwas verwirrt. Solche Mehrkammerwicklungen hat man früher gerne angewendet und sicher nicht ohne Grund. Gerade für VLF läuft die Spulenkonstruktion auf den akzeptabelsten Kompromiß hinaus, würde ich meinen und der quadratische Wicklungsquerschnitt ist vermutlich ein solcher. Wie schon weiter oben erwähnt, wird diese Wickeltechnik auch in kommerziellen Ferritantennen angewendet.
Meine Verlängerungsspule ist diesbezüglich ganz sicher eine Fehlkonstruktion. Zur Verteidigung kann ich lediglich anführen, daß sie schon viele Jahre alt ist und meine einschlägigen Kenntnisse damals sehr mangelhaft waren.

Was die BAZ-Module betrifft: Ich habe ein LFM/50-300/24.
Das ist ganz bestimmt keine Wunderantenne aber wie es scheint, eine nach (fast?) allen Regeln der Kunst konstruierte Ferritantenne.


Gruß in die Runde
Hajo

Zuletzt bearbeitet am 16.10.20 00:35

16.10.20 07:18
WalterBar 

WGF-Premiumnutzer

16.10.20 07:18
WalterBar 

WGF-Premiumnutzer

Re: Ferrit-Stäbe und Rahmenantenne kombinieren?

Hallo Hajo,

ich habe den Brief mit den Spulen fertig. Schaue mal in deinen Briefkasten hier im WGF.

Gruss
Walter

@Jens
Ich denke, die Argumente sind ausdiskutiert. Und da kommen die Äpfel und Birnen wieder ins Spiel. Es besteht doch überhaupt keinen Dissens darüber, dass die grundsätzliche Reihung Aussenantenne-Rahmenantenne-Ferritantenne ist.
Aber für eine CW-Aussendung auf Längstwelle, wo das natürliche Rauschen irgendwo bei 20dBV/m liegt, erreicht ein Ferrit spielend die gleichen Ergebnisse wie eine Aussenantenne. Das hat mit einem Wunder nichts zu tun, sondern ist Physik (Funkwellenausbreitung).

Ich besitze folgendes Radio:

https://www.welt-der-alten-radios.de/aus...dios-2-898.html

Niemals hatte ich hier den Wunsch, eine Aussenantenne anschliessen zu müssen. Auch der Klang orientierte sich an den Gross-Superhets. Nach den 1970er Jahren vernachlässigten die Entwickler bewusst die AM-Bereiche und gingen faule Kompromisse ein. Es liegt aber auf der Hand, dass zum Empfang der heutigen Spielzeugsender (100W) aus 100km Entfernung andere Massstäbe anzusetzen sind.

Nachtrag vom 18.10.2020 und Zitat aus "Radios von gestern" von Ernst Erb zu Patenten, Seite 9:
"... Nur wenige Länder prüfen, ob die Entwicklungen einen Sinn haben. Sogar Verletzungen von anderen Patenten sind nicht immer ausgeschlossen. ... Der Erfinder meldet im allgemeinen Patente in jenen Staaten an, in dem er Konkurrenz ausschliessen möchte ..."

Zuletzt bearbeitet am 18.10.20 15:59

22.10.20 09:08
WalterBar 

WGF-Premiumnutzer

22.10.20 09:08
WalterBar 

WGF-Premiumnutzer

Re: Ferrit-Stäbe und Rahmenantenne kombinieren?

Hallo zusammen,

ich muss nicht betonen, dass ich von den Ferriten in der Rahmenantenne nichts halte (ungeachtet alter Patente). Die Ferrite gehören aber zweifellos auf die Speisekabel, egal ob symmetrisch geschirmt oder koaxial. Die stehenden Wellen sind verantwortlich für die aufgenommenen Störspannungen aus der Umgebung. Wenn man mit einer Koppelwicklung arbeitet, hat man niemals eine korrekte Anpassung über einen nennenswert grossen Abstimmbereich.

Wer das nicht glaubt, kann folgendes Experiment machen:

Einspeisung eines Messsenders in die Rahmenantenne. An zwei Testempfängern in vergleichbarem Abstand einmal eine Ferritantenne und dann eine Mini-Whip Antenne anschliessen. Beim Durchlaufen des besten SWR (mit einem Richtkoppler messen) minimiert sich der Pegel in der Mini-Whip und maximiert sich die Empfangsspannung in der Magnetantenne. In diesem Experiment darf man keine Koppelwicklung nehmen, sondern eine Serienschaltung von zwei Kondensatoren im Verhältnis 6:1 bis 8:1. In meinem Experiment war die Dimensionierung folgendermassen: Rahmenspule 213H, Kondensatoren 2,2nF und 315pF.

Übrigens gehören auf das Koaxkabel einer Mini-Whip natürlich auch eine gehörige Anzahl von Klappferrite. Am besten man speist alles erst einmal versuchsweise aus Batterien.


Gruss
Walter

Nachtrag: Durch kopfloses Löschen der basteljero-Einträge ist der Beitrag kaum noch sinnvoll nachzuvollziehen.
Der admin hat die Forumregeln angepasst. So kann man zukünftig solche Mitglieder einfacher loswerden.

Zuletzt bearbeitet am 25.05.24 15:30

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