Neuer Verstärker für Breitband Magnetantenne

  • Ich bin sicher, das funktioniert gut und bin gespannt auf die Ergebnisse. Die Symmetrie/Gleichtaktunterdrückung wird maßgeblich auch von den Übertragern bestimmt und nimmt mit zunehmender Frequenz ab. Im Empfangsbereich sollte man eine Gleichtaktunterdrückung über den gesamten Nutzfrequenzbereich von besser 20dB aber gut erreichen. Unsymmetrien äußern sich bei einer Breitband-Mag Loop dadurch, dass die Empfangs-Nullstellen im Richtdiagramm der liegenden Acht an Sperrtiefe verlieren. Ich meine, es ist nicht so tragisch, wenn man nach oben hin einige dB durch nicht ganz optimale Symmetrie verlieren sollte.


    73

    Günter

    "For every complex problem there is an answer that is clear, simple, and wrong" (H.L. Mencken)

  • Danke, Günter!

    Dann mache ich mich mal an die Arbeit, mal sehen ob ich im Urlaub noch bis zur Bestellung der Leiterplatten komme.

    Viele Grüße, 73

    Bernhard

  • Hier mal das gesamte Schaltbild des Verstärkers. Die Idee ist, E u H Feld gleichzeitig auf einem Kabel zu empfangen.

    CAT7 Kabel bekommt man mit <10 ns Laufzeitunterschied zwischen den Adernpaaren, könnte auf den unteren Bändern für eine Zusammenfassung auf der RX-Seite reichen. Z.B. LZ1AQ macht das bei seiner SALAD Antenne.

    http://www.lz1aq.signacor.com/docs/active-wideband-directional-antenna.php


    Ich verwende die gegenüberliegenden Adernpaare und hoffe, dass die Hersteller dazwischen weniger Unterschied in der Verseilung machen als zwischen nebeneinanderliegenden.


    Den Verstärker für Magnetschleifen kennt ihr ja schon, für den Dipol habe ich mir etwas besonderes ausgedacht.

    Pro Dipolast ein J310 als Konstantstromquelle (hatte ich mir bereits 2018 von Günters SIMWA abgeschaut) und dann ein moderner Doppel-J-FET als Verstärker. Ich erhoffe mir damit eine bessere Gleichtaktunterdrückung und einen stabileren Ruhestrom.


    Wer Fehler findet, darf sie NICHT behalten :)


    Viele Grüße, 73

    Bernhard, DL1BG

  • Übrigens ist das mein erstes größeres Projekt mit KICAD, nach 20 (?) Jahren Eagle. Ganz einfach war der Einstieg nicht, aber ich kann es empfehlen.

    Als nächstes kommt mein erster Auftrag an Aisler, ich werde berichten.


    Anbei die Ansichten des KICAD 3D viewers.


    Die Flachbaugruppe soll später in dieses Gehäuse passen und für die vorgesehenen Durchbrüche im Gehäuse optimierte Anschlusspositionen haben.

    Spelsberg 11100401

  • Die Flachbaugruppe soll später in dieses Gehäuse passen und für die vorgesehenen Durchbrüche im Gehäuse optimierte Anschlusspositionen haben.

    Spelsberg 11100401

    Schönes Gehäuse für Innen. Polystyrol als Gehäusematerial ist wegen seiner geringen Witterungs- und UV-Beständigkeit nicht für direkten Außeneinsatz geeignet ist. Für Einsatz im Freien nimmt man besser Gehäuse aus Poycarbonat oder - mit zusätzlichem Witterungsschutz - aus ABS.


    https://www.fibox.ch//815/Kunststoffmaterialien:%20PC,%20ABS,%20GRP_SUI1.html



    73

    Günter

    "For every complex problem there is an answer that is clear, simple, and wrong" (H.L. Mencken)

  • DL1BG

    Bernhard,

    was mir noch im Schaltbild des Dipol-VV aufgefallen ist: Die Widerstandswerte der Gate-Vorwiderstände R13 und R14 sind mit 1,3K für meine Begriffe zu hoch. Das Rauschen des Gate-Vorwiderstandes addiert sich unmittelbar zum gewünschten Signal. Bei 50 Ohm wären das schon 0,9 nV/√Hz. Ein Widerstandswert von 1,3KOhm rauscht mit 4,65 nV/√Hz. Der Widerstand soll eigentlich nur das Schwingen des FET als Sourcefolger verhindern und dabei so klein wie möglich gewählt werden.


    73

    Günter

    "For every complex problem there is an answer that is clear, simple, and wrong" (H.L. Mencken)

  • Hallo Günter,

    danke für deine Kommentare.


    Zum Gehäuse

    Ja da bin ich echt reingetreten. Die erste Revision wird sowieso für die Tonne sein, deshalb habe ich es nicht gleich korrigiert.

    Glücklicherweise gibt es mit den Maßen viel Auswahl ohne größere Unterschiede, auch aus Polycarbonat.


    Den Längswiderstand hattte ich 2018 reingebaut, weil im realen Aufbau locker 15 dB Resonanzüberhöhung auftraten, mit dem Rauschen hast du natürlich Recht.

    Ist jetzt auf 820 Ohm parallel zu den Drosseln geändert.

    Mit 55 nV/sqrtHz bei 10 MHz rauscht die Schaltung aber sowieso sehr stark. Das hatte ich damals ignoriert, weil mir beim Anschluss eines Dipols Common Mode Probleme auf der LAN-Leitung viel Ärger bereiteten.

    Laut der Simulation macht der J310 in Drainschaltung schon über 30 nV/sqrtHz bei 10 MHz. Vielleicht ist der NSVJ6904DSB6 etwas besser, ich habe aber kein Modell dazu.

    Auch hier würde mich mal eine Version mit OpAmp interessieren, aber da habe ich mich noch nicht ran getraut.

    Oder vielleicht einfach zwei Stück parallel?

  • Den Längswiderstand hattte ich 2018 reingebaut, weil im realen Aufbau locker 15 dB Resonanzüberhöhung auftraten

    Probier mal spasseshalber einen verlustreichen Ferrit, anstatt eines Widerstandes. Ferrite verhalten sich bei hohen Frequenzen wegen der Ummagnetisierungsverluste resistiv. Ich hatte mit 3 - 5 Windungen auf einen #43-2402 Kern eine merkliche Abschwächung der UKW-Frequenzen, ohne auf KW allzuviel Rauschwiderstand zu generieren.


    Den rauscharmen BF862 gibt es ja leider nicht mehr, aber der 2SK932 mit 1,5dB Rauschzahl lt. Datenblatt und ähnlich hoher Steilheit ist noch aktiv und zu einem vernünftigen Preis erhältlich.


    73

    Günter

    "For every complex problem there is an answer that is clear, simple, and wrong" (H.L. Mencken)

  • Leider habe ich die Flachbaugruppe nicht mehr zugänglich und kann daher nur simulieren.

    Die Modelle von BF862 und 2SK932 habe ich nicht, aber ich mache mich am Montag mal auf die Suche in der LT Gruppe.


    Hier mal ein ganz anderer Gedanke mit Bitte um Prüfung...

    Das Ersatzschaltbild des kurzen Dipols ist ja eine Spannungsquelle mit einem Kondensator in Reihe, also bei niedriger Lastimpedanz eine frequenzabhängige Stromquelle.

    S-Meter Ausschlag 1 sind 200 nV, das müsste also die Spannungsquelle haben. Ein etwas größerer Dipol hat angenommen 20 pF, bei 3 MHz beträgt die Quellimpedanz 2,7 kOhm.

    Mit einem Transimpedanzwandler mit genau diesen 2,7 kOhm wären wir also fertig; dazu eine Anpassung des Frequenzgangs.


    Bei der Umsetzung mit dem bestehenden Loop-Verstärker bin ich natürlich etwas auf die Nase gefallen, weil ich die Eingangsimpedanz (500 kOhm, 4 pF) des OpAmps vergessen hatte und es zwei Längskondensatoren gibt. Heraus kam das angehängte Schaltbild. Da der Gegenkopplungswiderstand des OpAmps bei höheren Frequenzen bewusst durch den Parallelkondensator reduziert wird, gibt es kaum noch Rauschquellen. Vorsorglich habe ich der Schaltung noch 3 dB Verstärkung "gegönnt" und Längswiderstände zu den Dämpfungskondensatoren, damit der OpAmp keine kapazitive Last direkt treiben muss.


    Was sagt ihr dazu, habe ich hier einen Denkfehler?