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Aktive Ferritantenne
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27.02.21 15:56
Vorkreis 

WGF-Nutzer Stufe 3

27.02.21 15:56
Vorkreis 

WGF-Nutzer Stufe 3

Aktive Ferritantenne

An die Experten in unserer Bastelgemeinde,

ich habe vor eine "Aktive Ferritantenne" für den Mittelwellenbereich mit Batterieröhren zu bauen. Der Ausgang sollte aber niederohmig sein, am besten 50 Ohm.
Nun ist mir nicht ganz klar wie ich das konstruieren soll. Meine letzte Versuchsschaltung hatte im Anodenkreis der zweiten Verstärkerstufe eine Drossel mit Ringkern, ca. 1mH. Über wenige Windungen hatte ich ausgekoppelt. Hat im Prinzip funktioniert, aber der Ausgangspegel war extrem niedrig. Eine Anodenbasisstufe mit Batterieröhren geht ja nicht, oder doch?
Mir schwebt eine normale HF-Stufe vor, der die weitere Verstärkung und der Impedanzwandler folgen. Geht das was?

Gruß
Jürgen

Zuletzt bearbeitet am 27.02.21 16:03

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27.02.21 17:19
Roehren-Lutz 

WGF-Nutzer Stufe 2

27.02.21 17:19
Roehren-Lutz 

WGF-Nutzer Stufe 2

Re: Aktive Ferritantenne

Hallo Jürgen,

das ist schon eine Herausforderung...
Meine unmaßgebliche Meinung: Du wirst mit einer Röhre nicht auskommen , wenn Du einen vernünftigen Pegel mit 50 Ohm haben möchtest.
Mit entsprechenden Schaltungsauwand, verdrosselte Heizung, Kondensator über die Heizung, ist auch bedingt eine Anodenbasisschaltung möglich.
Also Kathodenbasis, gefolgt vom Kathodenfolger.

Viele Grüße
Lutz

27.02.21 17:50
Matu 

WGF-Premiumnutzer

27.02.21 17:50
Matu 

WGF-Premiumnutzer

Re: Aktive Ferritantenne

Hallo,

wenn ich mich recht erinnere gab es im Nachbarforum (Röhrenbude) eine "Röhren Aktivantenne" der Beitrag war von Thomas Moppert.


73 Matu

27.02.21 20:54
Debo 

WGF-Premiumnutzer

27.02.21 20:54
Debo 

WGF-Premiumnutzer

Re: Aktive Ferritantenne

Hallo,

ja, 2004 war das. Sehr leicht zu finden.

Es gab bei Elektor auch mal eine Loop-Antenne magnetisch mit N-Kanal DualGate MOSFET BF981 und 2N5109.
Falls Interesse besteht...

Gruss

Debo

Zuletzt bearbeitet am 27.02.21 21:03

27.02.21 21:36
HB9 

WGF-Premiumnutzer

27.02.21 21:36
HB9 

WGF-Premiumnutzer

Re: Aktive Ferritantenne

Hallo zusammen,

da sind mehrere Dinge zu beachten:

1. Pegel

Das ist eine relative Sache. Relevant ist die HF-Leistung und nicht die Spannung. Das bedeutet, dass eine HF-Spannung von 10mV bei 10k (angenommener Arbeitswiderstand im Anodenkreis) auf 50 transformiert gerade noch 700V ergibt. Will man 10mV an 50, bedeutet das etwa 25dB mehr Signal, also muss man 25dB mehr verstärker, was mindestens eine zusätzliche Verstärkerstufe bedeutet.

2. Röhren- und Schaltungskapazitäten

Wegen des hohen Ausgangswiderstandes von Röhren spielt die Schaltungskapazität eine wesentliche Rolle, sie reduziert den Arbeitswiderstand mit zunehmender Frequenz immer mehr. Die Spannungsverstärkung ist bekanntlich v = s * Ra, s ist die Steilheit und Ra der Arbeitswiderstand (der Innenwiderstand der Röhre kann bei Pentoden vernachlässigt werden).
Wegen der geringen Steilheit von Batterieröhren ist schon im oberen MW-Bereich kaum eine Verstärkung über 1 zu erreichen, ohne die störenden Kapazitäten zu kompensieren. Das kann man entweder schmalbandig mit Schwingkreisen tun, dann ist die Kapazität Teil der Schwingkreiskapazität, oder mit mehr oder weniger komplizierten Schaltungen aus Spulen und Kondensatoren, welche eine breitbandigere Kompensation erlauben.

3. Anodenbasis-Schaltung mit direkt geheizten Röhren

Diese Schaltung ist im HF-Bereich problemlos möglich. Dazu wird der Hin- und Rückleiter der Heizung gemeinsam um einen Ferritkern gewickelt. Für Breitbandanwendungen wird die Induktivität so gross gewählt, dass der HF-Strom vernachlässigbar ist, für Schmalband-Anwendungen ist diese Induktivität Teil eines Schwingkreises. Wichtig ist, dass die beiden Wicklungen absolut gleich sind (also bifilar wickeln), und auch richtig angeschlossen werden: die beiden Wicklungsanfänge an die Röhre und die beiden Wicklungsenden an die Heizspannungsquelle (oder umgekehrt). Die beiden Heizanschlüsse an der Röhre müssen mit einem ausreichend grossen Kondensator überbrückt werden.
Weiter ist zu beachten, dass der Ausgangswiderstand von der Steilheit abhängt: Rout = 1/s
Wegen der geringen Steilheit der Batterieröhren wird somit der Ausgangswiderstand hoch, bei 1mA/V z.B. 1k

Ich persönlich würde eine aktive (Ferrit-) Antenne entweder mit guten HF-Transistoren oder dann mit sehr steilen Röhren (15mA/V oder mehr, z.B. EF184, PL802) bauen, damit man ausreichend Verstärkung bekommt. Die Auskopplung muss bei Röhren fast immer mit einem HF-Trafo erfolgen, wenn man 50 Impedanz haben will.

Gruss HB9

28.02.21 09:14
Vorkreis 

WGF-Nutzer Stufe 3

28.02.21 09:14
Vorkreis 

WGF-Nutzer Stufe 3

Re: Aktive Ferritantenne

Hallo,

@Matu
die Moppert`sche Schaltung ist mir bekannt, sie arbeitet aber mit Netzröhren. Trotzdem danke.
Ich möchte auch explizit nichts mit Sand bauen machen.

@HB9
vielen Dank für Deine erhellenden Ausführungen. Beim lesen fiel mir dann ein, dass jemand mal ein ECO-Audion mit Batterieröhren gebaut hat. Im Prinzip geht es dabei um die gleiche Aufgabe, nämlich die Kathode auf HF-Potential zu bringen. Nach kurzer Suche fand
ich die Ausführung von DL3JIN. Er benutzte eine DF61 und eine einfache Drossel in der Heizleitung. Die andere Heizleitung bildet die Rückkopplungsspule.

Nun könnte ich die beiden schon vorhandenen Stufen durch eine weitere ergänzen und diese als Impedanzwandler nach obigem Vorschlag bauen. Im Moment werden die Arbeitswiderstände der beiden Stufen durch eine Drossel (22mH) und Widerstand 12 KOhm in Reihe gebildet. Im Gitterkreis die üblichen Ableitwiderstände. Ich denke hier gibt es Verbesserungspotential, um die Resonanzwiderstände anzuheben. In einer früheren Version bestand der Arbeitswiderstand aus einer Ringkerndrossel mit kleiner Auskopplungswicklung. Ich würde gerne in beiden Richtungen probieren, Kathode und Anode, mir fehlt nur ein wenig der Ansatz. Welche Variante hätte größere Aussicht auf Erfolg?

Gruß
Jürgen

28.02.21 20:17
HB9 

WGF-Premiumnutzer

28.02.21 20:17
HB9 

WGF-Premiumnutzer

Re: Aktive Ferritantenne

Hallo Jürgen,

statt der bifilar gewickelten Spule gehen natürlich auch separate Spulen in den beiden Heizleitungen. Der Nachteil ist dann, dass sich die Magnetfelder durch den Heizstrom nicht aufheben und so eine Magnetisierung des Ferritkerns bewirken. Bei 'offenen' Kreisen, also den üblichen Spulen mit eingeschraubten Kern, spielt das keine Rolle, aber bei geschlossenen magnetischen Kreisen wie z.B. Doppellochkernen oder Schalenkernen ohne Luftspalt, kann der Ferrit schnell sättigen.

Das Wichtigste ist unabhängig von der Schaltungstopologie die Minimierung und Kompensation der Kapazitäten im Anodenkreis, da wegen der beschränkten Steilheit sonst die Verstärkung im oberen MW-Bereich schnell auf Werte unter 1 absinkt. Somit also Röhren mit möglichst hoher Steilheit und niedriger Ausgangskapazität verwenden und mit einem induktiven Ausgangswiderstand dafür sorgen, dass diese Induktivität im oberen MW-Bereich zusammen mit der Ausgangskapazität in Resonanz ist und damit die Kapazität neutralisiert. Mit einem zusätzlichen Seriewiderstand kann man einerseits die Resonanz verbreitern und andererseits einen zu grossen Verstärkungsabfall bei tiefen Frequenzen verhindern, wenn die Impedanz der Induktivität zu klein wird. Wenn der Heizstromverbrauch keine Rolle spielt, ist die EF98 eine Überlegung wert, die hat gegenüber den 'klassischen' Batterieröhren die doppelte Steilheit trotz niedriger Anodenspannung.

Die Auskopplung sollte auf jeden Fall mit einem HF-Trafo (Ring- oder Doppellochkern aus passendem Material) gemacht werden, damit nicht durch Fehlanpassung HF-Energie verlorengeht. Dasselbe gilt natürlich auch am anderen Ende der Leitung. Nur 'richtige' Kommunikationsempfänger haben einen 50-Eingang, Rundfunkempfänger haben einen wesentlich hochohmigeren Eingang, eine definierte Impedanz gibt es hier nicht, daher ist Ausprobieren angesagt.

Gruss HB9

05.03.21 12:48
Vorkreis 

WGF-Nutzer Stufe 3

05.03.21 12:48
Vorkreis 

WGF-Nutzer Stufe 3

Re: Aktive Ferritantenne

Hallo HB9,

vielen Dank für deine Ausführungen. Da habe ich wohl die Leistungsfähigkeit der Batterieröhrenschaltung (6418) etwas überschätzt. Ich werde um eine weitere Stufe ergänzen und die empfohlenen Maßnahmen umsetzen. Als Alternative zur EF98, die satte 300mA Heizstrom
braucht, sehe ich die kleine Russin 1SH24B. Bei einem Heizstrom von 13mA bietet sie eine Steilheit von 1,5mA/V. Die 1SH29B bringt
sogar 2mA/V bei nur 60mA Heizstrom. Ein weiterer Vorteil dürften die erheblich geringeren Kapazitäten im Ein- und Ausgang sein.
Meine Hauptempfänger sind EK070, E311 und ein SDR, deshalb die Vorderung nach 50 Ohm. Ich werde berichten.

Gruß
Jürgen

05.03.21 22:11
basteljero 

WGF-Premiumnutzer

05.03.21 22:11
basteljero 

WGF-Premiumnutzer

Re: Aktive Ferritantenne

Hallo zusammen,

Zitieren:
Da habe ich wohl die Leistungsfähigkeit der Batterieröhrenschaltung (6418) etwas überschätzt

... Das trifft oft auch auf die erwartete Leistung der üblichen Ferrit-Antenne zu.
Dieser Artikel handelt zwar von "Fuchsjagd-Empfängern" und deren Antennen, zeigt aber die Grenzen anhand
von Berechnungen.
h t t p s://ardf.darc.de/contest/technik/fpe80d.htm
Es steht:
"Hier soll darauf hingewiesen werden, dass durch einen magnetisch gekoppelten grösseren Zusatzrahmen
die Empfindlichkeit eines Ferritantennenempfängers beträchtlich verbessert werden kann."

Für den ortsfesten Empfang könnte man noch hinzufügen, dass wegen der wesentlich höheren
Ausgangsspannung die Notwendigkeit, den Rahmen bei der Sendersuche nachzustimmen,
über einen recht großen Bereich wegfällt ohne dass das Rauschen zunimmt.
Letztendlich bin ich für einen ähnlichen Empfänger wie den genannten bei einem 90 cm-Rahmen gelandet.
Alle vorigen Versuche mit Rahmen kleiner als etwa 25 cm Kantenlänge verliefen enttäuschend, und die Herstellung
eines sehr langen Ferrit-Stabes von z.B. 80 cm Länge aus vielen Einzel-Stäben ist ja auch mit gewissen Problemen
behaftet.

Gruß
Jens

Zuletzt bearbeitet am 05.03.21 22:22

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