Welcher Verstärker für Ferritantenne?

Ein FET-Emitterfolger-Impedanzwandler à la Miniwhip ist gut geeignet, um bei einer selektiven Schleifenantenne oder Ferritantenne die Empfangs-Spannung am parallel Schwingkreis aus Ferrit Spule und Drehkondensator abzunehmen. Idealer noch ist ein symmetrischer Impedanzwandler im Gegentakt. Dadurch erreicht man eine bessere Unterdrückung von unerwünschten Common-Mode E-Nahfeldstörungen.

SIMWA - Symmetrischer aktiver Impedanzwandler (pdf)

Alternativ kann man die Ferrit Antenne als Serienkreis ausbilden und an einem niederohmigen Transimpedanzverstäker betreiben, wie man ihn auch für kleine aktive Loops verwendet.

73 de Günter

Den SIMWA nutze ich sowohl für einen großen Ferritstab als auch für eine bewickelte geschirmte Fahrradfelge. Sehr empfehlenswert!

Bin nicht Günter, wende aber mal ein: es wird keine Leistung übertragen, Rückflußdämpfung daher fakultativ.

Bei Leistungsübertragung im höheren Bereich wäre übrigens das allseits geliebte Material 43 eher kritisch zu betrachten.

73 de Jochen

Quote from DF2UZ

Günter hat den Minicircuits BalUn in seinem Baumuster gesockelt. Das könnte man nutzen und Eigenbau-BalUns mit Kernmalterial 31 für Low Bands und 43 Material für High Bands auf einer kleinen Lochrasterplatine aufbauen und je nach Anwendungsfall einsetzen. Bis herunter auf 100 kHz wie in Günters Originalschaltung kommt man damit zwar nicht, aber ich weiß keine andere Lösung.

Wir reden hier von zwei Dingen, dem Gegentakt Ausgangsübertrager, hier ein Minicircuits T1-6T-X65T und dem nachgeschalteten Balun als Gleichtaktdrossel. Der Gegentakt Ausgangsübertrager ist ein Symmetrie-bestimmendes Teil, das auch den Übertragungsfrequenzbereich beeinflusst. Den kann man auf einen Doppellochkern in ausreichender Qualität selbst wickeln, man kommt aber meist nicht ganz an die Daten eines Minicircuits Übertragers ran. Darum ist auch ein Sockel vorgesehen, damit man das je nach Ansprüchen selber wählen kann. Für die meisten Anwendungen tut es auch ein selbstgewickelter Übertrager, wenn Kernmaterial und Windungszahl gut ausgewählt sind. Wenn man nicht einen Frequenzbereich mehr als vier Oktaven überstreichen will, tut es ein selbstgewickelter Übertrager auf einem Doppellochkern.

Etwas unkritischer verhält es sich bei dem Balun am Ausgang. Als Balun/Gleichtaktdrossel habe ich zum Beispiel 12 Windungen auf einen 12mm N30 Ferritkern gewickelt. Im SIMWA sorgt der Gegentakt-Ausgangsbertrager bei niedrigen Frequenzen für ausreichende Symmetrie. Zu höheren Frequenzen hin ergänzt der Balun als Gleichtaktdrossel die Unvollkomenheit des Übertragers und verbessert die Symmetrie der Gesamtanordnung. Diese Kombi aus Übertrager und Gleichtaktdrossel findet man häufig in professionellen Anwendungen.

Im Gegensatz zum Gegentaktübertrager, wo eine Energieübertragung über den magnetischen Flux im Ferritkern erfolgt, liegt die Sache bei einer Gleichtaktdrossel etwas anders. Dort handelt es sich um eine auf einen Kern gewickelte HF-Zweidraht-Leitung, es ist ein Leitungstrafo. Als Balun eingesetzt ist dabei hauptsächlich seine Wirkung als Gleichtaktsperre gefragt. Die Nutzsignal Gegentaktsignale in der aufgewickelten Leitung erzeugen keinen magnetischen Fluss, daher ist der Kern für sie quasi wie nicht vorhanden. Auf die zu unterdrückenden Gleichtaktsignale wirkt jedoch die volle Impedanz der Wicklung. Die setzt sich bei tiefen Frequenzen aus dem induktiven Widerstand der Wicklung zusammen und wird, je nach Kernmaterial, bei höheren Frequenzen durch die realen Kernverluste µ'' ergänzt bzw. ersetzt. Daher kann man für die Verwendung als Gleichtaktdrossel durchaus einen N30 oder #31 Ferrit nehmen. Das hat den Vorteil dass die aufgewickelte "Leitung" kurz bleiben kann und keine nennenswerte Stoßstelle verursacht aber dennoch genügend Sperrinduktivität bei tiefen Frequenzen erreicht wird.

Eine andere günstige Alternative als Gleichtakt-Drossel am Ausgang eines symmetrischen Verstärkers sind für Signalleitungen vorgesehene SMD Line Filter von Bourns oder Würth. Seit kurzem verwende ich sie mit 250 mH oder 500 mH häufig. Datenblätter hängen als pdf an.

Anmerkung: An statt eines Gegentaktübertragers hatte ich auch Vesuche mit drei HF-Operationsverstärkern als Instrumentationsverstärker geschaltet probiert. Das funktioniert auch, ist aber viel teuerer und zeigte sich zu hohen Frequenzen hin nicht vorteilhafter als der klassische Übertrager. Je höher die Frequenz, desto schwerer ist es, eine gute Symmetrie zu erreichen, da spielt jedes Grad Phasendifferenz zwischen den beiden Zügen eine Rolle. Für die Anwendung als symmetrischer Verstärker für eine Schleifenantenne halte ich eine Gleichtaktunterdrückung von >20 dB als ausreichend.

73, de Günter

Meine hochohmigen symmetrischen Verstärker waren primär für die Anwendung als Aktiv-Dipol gedacht. Die Verwendbarkeit für abgestimmte Schleifenantennen/Ferritantennen ist ein angenehmer Nebenaspekt. Der SIMWA ist dabei die Variante mit diskreten bedrahteten Bauteilen und für die viele Zwecke absolut ausreichend. War damals als OV-Bauprojekt zum betreuten Löten konzipiert. Für die Vewendung als kurzer Aktivdipol nehme ich mittlerweile eine etwas aufwändigeren symmetrischen Impedanzwandler, der auch etwas Verstärkung macht.

ADI24_r04_SCH.PDF

73, de Günter

Günter hat erfolgreich noch einmal Ausgangsübertrager, Balun und Gleichtaktsperre auseinanderdividiert. Den Ausgangsübertrager könnte man "untenrum" mit BN73-2402 und für 3-24MHz schon mit BN61-2402 wickeln. Es gibt noch kleinere Exemplare, ich kenne allerdings Deine mikromotorischen Künste nicht.

Die Wicklung auf dem Ferritstab habe ich übrigens mit Computerflachbandkabel (90° zum Wicklungsdraht) abgeschirmt und auch mal Experiente mit Entdämpfung gemacht....

Kurze Dipole und Miniwhips machen in meiner Seuchenumgebung wenig Sinn, daher bin ich mit Simwa + Schleife / Ferritstab super zufrieden.