Welche Messmöglichkeiten stehen dir zur Verfügung?
Gibt es Daten über die Eigenresonanz z.B.
- bei Induktivitäten auf z.B. AMDION Ringkernen? Können die vor Ort ermittelt werden? Wenn JA, wie?
Eine reale Spule verhält sich wie eine ideale Induktivität mit zusätzlichen Widerständen und Kondensatoren. Man kann sie sich in einem elektrischen Ersatzschaltbild als die Zusammenschaltung idealer Bauelemente modellieren. Das Spulenmodell setzt sich zusammen aus der Induktivität L, dem Drahtverlustwiderstand (R-draht, frequenzabhängig wg. Skin Effekt) in Serie und - bei Spulen mit Eisen- oder Ferritkern den Kernverlusten, die man sich als Widerstand R-Verlust parallel zur Spule denken kann. In einer Luftspule oder einer Eisenkernspule im Nutzfrequenbereich kann man diesen Verlustwiderstand der Einfachheit halber vernachlässigen und weglassen.
Benachbarte Wicklungen wirken wie ein parasitärer, ungewollter Kondensator C, dessen Gesamtkapazität zur Spule parallel gedacht werden kann und mit der Induktivität einen Resonanzkreis bildet. Die Größe dieses Kondensators ist von der Fläche zwischen den Drähten, dem Abstand der Drähte und der Anzahl der Windungen abhängig.
Es gibt also einige Variablen, die vom Aufbau der Spule abhängig sind. Daher kann man die Resonanzfrequenz einer Spule nicht einfach aus einer Tabelle ablesen. Aber mit einem NWA lässt sich die Eigenresonanz leicht anzeigen. Wie das Ersatzschaltbild nahelegt, kann man im einfachsten Fall die reale Spule quick-and-dirty zwischen Aus- und Eingang des NWA einfügen (Masse ist ja NWA-intern verbunden) und erhält dann eine Übertragungskurve, in der die Eigenresonanz als Peak sichtbar ist. Aus der gemessenen Induktivität und der gemessenen Resonanzfrequenz, lässt sich die Wicklungskapazität berechnen.
73
Günter
Hier mal ein simuliertes Beispiel der Messung der Eigenresonanz wie im Vorpost beschrieben. Eine reale Spule, modelliert aus einer Induktivität von 1µH, einem Wicklungswiderstand / Serienverlustwiderstand von 1 Ohm und einer Wicklungskapazität von 10pF ergäbe folgende Übertragungskurve. Deutlich sichbar die Eigenresonanz bei ca. 50 MHz.
Ich habe mal etwas über die Messung einer Induktivität mit dem VNWA geschrieben:
Band 2 Seite 13. Vielleicht hilft es dir weiter, wenn du einen VNWA hast.
Du hast ein Bild zur der von dir verwendeten Spule und möchtest es hier vorstellen?
Raimund, wie erwähnt handelt es sich um ein simuliertes Beispiel einer nach dem vereinfachten Ersatzschaltbild modellierten Spule und nicht um ein konkretes Bauteil. Die Parameter wurden willkürlich gewählt, um die Methode der Messung der Eigenresonanz mit einem einfach skalaren Netzwerktester zu zeigen und ein Gefühl zu vermitteln, wie die zu erwartende Kurve aussieht.
Die Daten von einfachen handelsüblichen Festinduktivitäten der Serie SMCC wie sie z.B. im SDT21 verwendet werden findest du in dieser Datenblattabelle:
Fastron SMCC Festinduktivitäten Datenblatt (pdf)
Die Kennwerte von selbstgewickelten Amidon Eisenkernspulen ermittelt man am besten mit Hilfe des Mini-Ringkernrechners
Und am meisten Erfahrungsgewinn bringt es, wenn du deinen FA-NWT oder deinen NanoVNA hernimmst und einfach mal mit unterschiedlichen Spulen herumexperimentierst.
73
Günter
Diese fiktive Eigenkapazität Ce lässt sich praktisch nicht berechnen. Am besten misst man die Eigenresonanz (SRF) mit der Dip-Methode, wie von Günter beschrieben und die Induktivität weit unterhalb dieser SRF, um Verfälschung durch die SRF zu vermeiden. Dafür sind LC-Messgeräte wie AADE und seine Klone sehr gut geeignet, weil sie mit Frequenzen im kHz-Bereich messen. Oder man arbeitet mit einer bekannten großen Parallel-Kapazität mit der Dip-Methode. Aus L und SRF kann man dann dieses "Ce" ermitteln.
Übrigens, aus der Tiefe des Dips bei der gewünschten Arbeitsresonanz lässt sich auch die Güte berechnen. Im "EMRFD"-Buch ist diese Methode beschrieben. Aus Faulheit hatte ich mir dafür sogar ein Progrämmchen geschrieben.
Im RFSim99 kann man die SRF im "physical model" direkt eingeben - neben einer realistischen Güte bei der gewünschten Frequenz (wird oft vergessen). Interessant wird's aber, wenn man bei bedrahteten Bauteilen wie Caps deren Zuleitungsinduktivitäten von 10 bis 30nH als Serienkreise modelliert. Macht Spaß, diese Einflüsse zu sehen.
Für die überschlägige Berechnung der gewünschten Induktivität ist der miniRK sehr gut geeignet. Die Genauigkeit reicht für unkritische Filter wie LPFs aus (wobei wohl eine 270° Verteilung auf dem Ringkern angenommen wird). Bei schmaleren Bandfiltern sollte man aber messen und L evtl. durch Verschieben der Wicklung abgleichen. Geht erstaunlich gut, sogar über einen weiten Bereich, wenn genügend "Luft" zwischen den Windungen ist - siehe Foto. Das wurde übrigens schon mal im Pleistozän dieses Forums diskutiert.... 
Ich hab' mal in meiner Mottenkiste gekramt und auch ein pdf gefunden, das vielleicht eine Hilfe bei der Abschätzung obiger Thematik ist.
Jetzt reicht's aber, was ein Sermon - ich mach' mich wieder vom Acker.
MfG, Horst
Ach ja, ich wünsche euch ein schönes Neues Jahr
Das Programm, von dem Horst berichtet hat, findet ihr zusammen mit einer Beschreibung auf meiner Seite unter folgenden Adresse:
Grüße Jörn
Hallo Jörn, ich hoffe dass ihr gut ins Neue Jahr gestartet seid und es euch gut geht. Wird Zeit, dass wir uns mal wieder in Bensheim treffen können.
Für die ganz schmerzfreien unter euch habe ich zwei pdfs angehängt, die sich der SRF beschäftigen. Aus einem Artikel habe ich das Vorwort übersetzt:
****
EIGENRESONANZ IN SPULEN
und der Mythos der Selbstkapazität
Alle Spulen weisen eine Eigenresonanzfrequenz (SRF) auf, und bei Annäherung an diese Frequenz nehmen die Induktivität und Widerstand zu, während die Güte abnimmt, bis eine Frequenz erreicht ist bei der die Spule ähnlich wie ein Parallelschwingkreis in Resonanz geht. Aufgrund dieser Ähnlichkeit wurde der Effekt auf die Eigenkapazität der Spule zurückgeführt, und viele Forscher haben versucht, diese Kapazität zu verringern, um den Q-Wert zu erhöhen. Allerdings kann diese Kapazität nirgendwo in der Spule gemessen oder abgeleitet werden, und in der Tat lassen sich die steigende Induktivität und die Verluste erklären, wenn man die Spule als spiralförmige Übertragungsleitung betrachtet. Dieser Artikel erörtert diese Fragen und gibt genaue Gleichungen für die Änderungen mit der Frequenz.
****
Falls ich den Lötkolben noch einmal aktiviere, bleibe ich doch lieber bei den Messungen und dem Pseudo-Ce
73, Horst
in der Tat lassen sich die steigende Induktivität und die Verluste erklären, wenn man die Spule als spiralförmige Übertragungsleitung betrachtet. Dieser Artikel erörtert diese Fragen und gibt genaue Gleichungen für die Änderungen mit der Frequenz.
Ja das sind ja mal interessante Papiere. Wieder was dazugelernt.
Danke fürs Einstellen.
73
Günter
