Schwingkreise Güte Bandbreite und der ganze Rest

    Hallo liebe Funk- und Bastelfreunde,

    Beim Grübeln und Nachdenken über verschiedenen Preselectorvarianten bin ich auf einige für mich offene Fragen gestoßen:

    Ich fange mal mit einem einfachen LC-Schwingkreis an. Resonanz herrscht wenn X (L) = X (C). Dabei ist aber keine Aussage darüber getroffen wie hoch die Scheinwiderstände tatsächlich sind. Ein großes L bedingt kleines C und umgekehrt. Welchen Einfluss hat nun der tatsächliche Wert aber auf die Güte bzw. die Bandbreite des Schwingkreises bei theoretischen verlustfreien Bauelementen und wie sieht es in der Praxis (bei verlustbehafteten Bauelementen) aus?

    Konkret: Wenn ich einen sehr selektiven Schwingkreis haben möchte (Parallelschwingkreis!) ist es besser mit großem L (hoher Scheinwiderstand) oder besser mit großem C (niedriger Scheinwiderstand) zu arbeiten (ich glaub das nennt man Kennwiderstand eines Schwingkreises).
    Laienhaft ausgedrückt, ist es besser mit kleinen Widerständen zu arbeiten oder besser mit großen. X (L) = X (C) = niederohmig oder X (L) = X (C) = hochohmig? Oder bedeutet die Praxis das zwar ein hohes X schön wäre, aber da dann viel in der realen Spule verheizt wird, wird versucht ein Kompromiss zu finden?
    Manchmal ist die Rede von einem hohen L/C-Verhältnis und das das gut wäre. Ja bitte was? Wozu? Für kleine Bandbreite oder zum essen? ;)

    Jetzt hängt der Schwingreis ja nicht irgendwie rum. Bei meinem Detektor als Kind habe ich die Antenne entweder über einen Kondensator am heissen Ende angeklemmt, oder über eine Anzapfung der Spule dicht am kalten Ende. Das machte einen hörbaren Unterschied gegenüber dem Anschließen der Antenne einfach am heißen Ende des Schwingkreises. Dabei entstand wohl ein kapazitiver bzw. induktiver Spannungsteiler und darüber eine bessere Anpassung oder?

    Wenn dem so ist, was ist besser kapazitiver oder induktiver Spannungsteiler oder ist es egal. Ich habe keine Angst vor Spulenwickeln oder deren Anzapfungen.

    Nun habe ich mir mit AADE Filter Design mal was simuliert und auswerfen, mit miniRK dazu die Spulen rechen lassen und schon kommt die nächste Frage:
    Mit T50-6 und entsprechenden Windungen komme ich auf eine Spulengüte von etwa 260 - 280. Ist gut? Mittel? Guter Kompromiß? Wird das besser wenn ich Luftspulen nehme?
    Ich meine wirklich besser oder merke ich das erst wenn ich auf einen 10.000,00 € Messplatz gehe?

    Angenommen ich nehme Luftspulen, selbst wenn es nicht viel bringt, dann ist Abschirmen sicher eine gute Idee. Benutze ich Weißblech, kann ich aber wegen der Wirbelströme usw. gleich die Amidonringkerne nehmen oder? Hilft Kupfer- oder Aluabschirmung oder schützen die nur vor kapazitiven Einkopplungen. Wenn ich meinen GQ40 mit Alugehäuse neben mein Netzteil stelle (noch echter Trafo mit Wicklungen und so) reicht das Entnehmen des Stromes für das Senden und im Kopfhörer brummt es. Bei 20 cm Entfernung ist das Brummen weg. Ich denke das ist eine induktive Einkopplung. Das ich die Spulen ggf. im rechten Winkel anordnen muss wenn ich keine Kopplung haben will usw. weis ich schon mal.

    Es geht mir nicht um das letzte akademische µ, das verstehe ich eh nicht. Mir geht es um die praxisrelevanten Kerngrößen und praktikablen Lösungen und um die dazu notwendige Theorie.
    Es geht mir auch darum abzuschätzen ob der Aufwand lohnt oder nicht. Wenn mit viel Aufwand die Einfügedämpfung im 40m - Band statt 6,6 db nur noch 6 db beträgt ist das natürlich Unsinn. Wenn ich mit halbwegs vernünftigem Aufwand die 3db-Bandbreite von 30 kHz auf 8 kHz runter bekommen, nehme ich die 0,6 db mehr gern in Kauf.
    Abschätzen heißt aber auch verstehen was passiert. Ich könnte mir auch den FA-Netzwerktester kaufen und alle Extremfälle mal aufbauen und messen. Wahrscheinlich würde ich viel lernen. Leider fehlt es an Geld und ein bischen an Zeit.

    Ich hoffe ich konnte meine Fragen verständlich formulieren und hoffe auf lichtende Antworten

    72 de Jan

    DL-QRP-AG #GM / AGCW #3669 / NAQCC #6404 / SKCC #10113 / DARC D15

    :thumbup: War's kein Erfolg, war's eine Erfahrung :thumbup:

    Hallo,
    ich gehe mal davon aus, wir diskutieren über eine Eingangsselektion ?
    Also, es gibt viel Literatur, unlängst gab es eine Artikelserie von DK4SX, Uli.
    Die Webseite von DG0SA bietet z.B. viele Möglichkeiten.
    Mit wenigen Worten ist das auch alles schwer zu beschreiben.
    Grundsätzlich ist bei Schwingkreisen das Verhältnis von Betriebsgüte zu Leerlaufgüte ein
    Maß für die Verluste.
    Praktisch heißt das, für eine Eingangsselektion verwendet man Spulen hoher Leerlaufgüte,
    Pulvereisenkerne sind schon richtig. Die Betriebsgüte ergibt sich aus der Tatsache, dass jede
    Filterschaltung eines Rx beidseits mit 50m Ohm belastet wird. Bedauerlich ist, dass eine niedrige
    Betriebsgüte zwar eine kleine Durchlassdämpfung aber auch schlechte Selektionswerte ergibt.
    Welche Art der Transformation, induktiv, kapazitiv, fußpunkt- oder hochpunktgekoppelt, ist
    in der ersten Runde fast egal. Das heißt, es gibt immer einen Kompromiß aus Durchlassdämpfung und
    Selektion. Sollen es Bandpässe oder nachstimmbare Filter sein ?
    Als praktisches Bastelobjekt gibt es einen Vorschlag des Bayerischen Contes Clubs.
    Da werkelt ein Serienschwingkreis zwischen zwei 9:1 Trafos.
    Das ist alles leicht zu machen, die Übertrager hat der Leserservice des FA im Angebot, T622-X65.
    Der Schwingkreis ist nahezu beliebig zu dimensionieren. Bei zu kleinem C steigt die Durchlassdämpfung an.
    Für alle derartigen Experimente ist ein Netzwerkanalyzer sehr zu empfehlen.
    73,
    Andreas
    DL5CN

    dl5cn

    Hallo Andreas,

    vielen Dank für die Antworten. Naja wir diskutieren schon erst einmal über RX Eingangsfilter aber eben nicht nur. Es sind für mich noch mehr. Es geht mir ja darum zu verstehen wie das funktioniert und wie die einzelnen Sachen aufeinander wirken. Auch mit dem Netzwerkanalyzer kann man planlos umherexperimentieren.

    Es bleiben für mich die Fragen:
    Große Spule und kleiner Kondensator oder kleine Spule großer Kondensator oder ist das egal?
    Sind Luftspulen besser als Spulen auf dem passenden Amidon-Ringkern?
    Sind praktische Spulen mit einer Güte von 260 schon recht gut oder ist mehr drin?
    Welchen Einfluss hat kupferkaschiertes Material neben einer Ringspule / Luftspule auf die Spulengüte(!) und wie ist das gleiche bei Weißblech?
    Ein Netzwerkanalyzer wäre sicher schick, nicht nur dafür. Ist aber erst einmal nicht im Bastelbudget :(

    72 de Jan

    DL-QRP-AG #GM / AGCW #3669 / NAQCC #6404 / SKCC #10113 / DARC D15

    :thumbup: War's kein Erfolg, war's eine Erfahrung :thumbup:

    Hallo Johannes,

    ich habe mal die Güte von T94-17 mit dem FA-NWT bestimmt und diesen können je nach Freqeunz bis Q=400 betragen.

    Was wichtig dabei ist, ist ein großer Abstand von Masseflächen. Ich würde 5 x den Durchmesser des Kerns angeben.

    Wolfgang, DG0SA hat mich durch seine 100 Watt TRX Filter darauf gebracht diese Kerne zu verwenden.

    Die Kerne wurden mit den Induktivitäten für den

    Der BCC-Preselektor Eigenschaften des BCC-Preselektors

    bewickelt.

    Der Messaufbau ist nur symbolisch zu Betrachten.

    Zum L/C-Verhältnis kannst Du dir die beiden Q Messungen für L=2,1µH ansehen.

    l/c-verhältnis1 = 2,1 10^-6 (H) / (48 10^-12 (F)) = 2,1 / 48 * 10^6 (H/F) = 43750
    l/c-verhältnis2 = 2,1 10^-6 (H) / (440 10^-12 (F)) = 2,1 / 440 * 10^6 (H/F) = 4773

    Hallo DL7UXA,

    ein paar Faustregeln, die ich zu diesem Thema aufgeschnappt habe:

    Zum Abstand von Luftspulen zur Wand: http://9448. Dort empfiehlt Günter DL7LA, den Spulendurchmesser als Mindestabstand zu nehmen.

    Die Güte eines Schwingkreises ergibt sich aus dem Verhältnis von Blindwiderstand und realer Widerstand (ohmscher Verlust). Der Verlust-Widerstand (R) im Draht der Spule steigt mit der Länge des verwendeten Drahtes. Der Blindwiderstand (X) der Spule steigt viel stärker an (im Quadrat der Windungsanzahl). Eine große Spule mit einem kleinen Kondensator gibt einen Schwingkreis aus Elementen mit hohem Blindwiderstand und mit mäßigem Verlustwiderstand. Dieser Schwingkreis hat also eine hohe Güte.

    Für Eingangsfilter bei Kurzwelle würde ich Ringkerne nehmen. Die sind weit verbreitet, weil sie einfach zu wickeln und nachbausicher sind. Du kannst damit Spulen mit hoher Güte bauen, die klein sind und nicht abstrahlen. Außerdem ist der Abstand zur (Gehäuse-) Masse relativ unkritisch. Direkt auf den Gehäuseboden würde ich sie aber trotzdem nicht legen, damit keine hohe Kapazität zur Masse entsteht. Bei UKW oder für Leistungs-Ausgangsfilter werden normalerweise Luftspulen eingesetzt.

    Eine Spulengüte über 200 ist prima.

    Wie gesagt, das sind Faustregeln. Sicher gibt es qualifizierte Lösungen. Vor allem, wenn sich die verschiedenen Spulen für den Anwendungsfall durchrechnen, simulieren oder messen lassen.

    73 Daniel DM3DA

    Hallo @All,

    @de0508

    vielen Dank für die Ausführungen und vor allem die Messungen. Falls Du Lust und Zeit hast, kann Du vielleicht mal bitte versuchen die 1,3 µH - Spule mit folgenden zwei Kapazitäten mit dem FA-NWT durch zu messen und die Daten wieder hier zu posten. C1=78p und C2=718p. Damit sollten sich in etwa die gleichen Mittelfrequenzen wie bei den beiden Messungen mit der 2,1 µH Spule ergeben.

    Zu den Diagrammen:
    was bedeutet B3db_inv und Q_inv und warum fehlen in den meisten Diagrammen die Daten für B3db und Q? Können die nicht angezeigt werden?

    Aber auch so war das für mich sehr aufschlussreich.

    T94-17 im Preselector, das ist nicht gerade klein. Aber ein Blick in die Gütediagramme bei Amidon haben mir denn doch noch was zu denken gegeben. Mein Fazit war daß, wenn es wirklich darauf ankommt, man wohl am besten verschiedene Kerne ausprobiert und bei der Arbeitsfrequenz durchmißt.

    Der BCC-Preselector soll ja recht gut sein, ich benutze seit langem für 40m den Preselector von DL7AV (Schaltbild aus dem Lechner, Kurzwellenempfänger), der BCC ist wohl auch von DL7AV. Meinen Preselector muss ich nach 20kHz - 30 kHz nachstimmen, kann mir nicht vorstellen, das der BCC-Preselector so steil ist. Jetzt wollte ich gern mir auch noch was ähnliches für 80m als QRM-Killer bauen.

    DM3DA

    Danke, wenn das so stimmt sind das Faustformeln mit den ich erst einmal recht gut leben kann. So ein paar grundsätzliche Tendenzen sind mir jetzt klarer. Aber so ein Netzwerktester ist vielleicht doch ganz hilfreich.

    72 de Jan

    DL-QRP-AG #GM / AGCW #3669 / NAQCC #6404 / SKCC #10113 / DARC D15

    :thumbup: War's kein Erfolg, war's eine Erfahrung :thumbup:

    Hallo,
    es ist ja schon alles gesagt. Ich versuche trotzdem mal, die Fragen zu beantworten:

    Große Spule und kleiner Kondensator oder kleine Spule großer Kondensator oder ist das egal?
    Bei einem idealen Schwingkreis ist der Resonanzwiderstand in der Tat bei einem großen LC-Verhältnis höher.
    (Der induktive Blindwiderstand steigt mit der Frequenz)
    Das ist aber praktisch nicht nutzbar, weil durch die immer erforderliche Beschaltung eine Betriebsgüte entsteht.
    Der Kreis wird sozusagen immer bedämpft. Wie stark diese Bedämpfung ist, wird durch die 50 Ohm-Ankopplung festgelegt.
    Daher sind praktische Werte, wie sie in vielen Veröffentlichungen stehen, sinnvoll.
    Gute Selektion (geringe Dämpfung) und geringe Durchlassdämpfung (straffe Kopplung) sind immer ein Kompromiß.
    Beispiel, Minimal-Verlustfilter nach COHN, Empfängerbuch, D. Lechner.
    Auf 80m ergeben 5 straff gekoppelte Kreise 3 dB Dämpfung und die 300 KHz passen grad so durch...ist lange her.

    Sind Luftspulen besser als Spulen auf dem passenden Amidon-Ringkern?
    Luftspulen sind besser als Pulvereisenkerne aber auch viel unpraktischer. Sie benötigen mehr Platz und ggf. Schirmung.
    Die Einzelspulen einer Filteranordnung dürfen u. U. nicht magnetisch gekoppelt sein.

    Sind praktische Spulen mit einer Güte von 260 schon recht gut oder ist mehr drin?
    260 ist ein sehr guter Wert.

    Welchen Einfluss hat kupferkaschiertes Material neben einer Ringspule / Luftspule auf die Spulengüte(!) und wie ist das gleiche bei Weißblech?
    Jede Spule hat ein Streufeld, offene Zylinderausführungen ein großes, ein Wickel auf einem Pulvereisenkern ein kleineres.
    Abschirmungen dicht an einer Luftspule sind daher ungünstig und verursachen unnötige Verluste.
    Beim Aufbau eines Filters sind auch wieder Kompromisse erforderlich, Kreiszahl, Dämpfung, Weitabselektion, all das
    ist nicht getrennt voneinander optimierbar. Ich kann den Serienkreis des BCC nur empfehlen.
    Das ist sehr gut überschaubar und erfordert keine komplizierten Berechnungen.
    Als einfachen Kompomiss kann man den Kreis auch ohne 9:1-Trafos in einer 50 Ohm-Umgebung betreiben.
    Mit der Transformation auf 5,6 Ohm und zurück ist die Selektion natürlich viel besser.
    Diese Anordnung gibt sehr gut zu erkennen, dass ein hochomigerer Kreis, sprich kleineres C,
    einen höheren Serienresonanzwiderstand ergibt, der sich in einer sichtbar höheren Durchlassdämpfung niederschlägt.
    Wie schon gesagt, der NWT würde sehr helfen, vielleicht leihweise oder im OV?
    Viel Erfolg,
    73, Andreas
    DL5CN

    dl5cn

    Hallo,

    über die Dämpfung in einem Schwingkreis habe ich einen Versuch im Physiklabor durchführen müssen. Ich habe den Bericht unten angehängt (Ist auf Rücksicht auf den Prof, der 50 solcher Dinger druchlesen musste sehr knapp und formelfrei gehalten. Ich denke aber, dass man anhand der Tabellen gut sehen kann, wie die Dämpfung beeinflusst wird). Da sind auch zwei Diagramme dabei, die die Spannungsantwort über die Frequenz mit hohem und niedrigen Widerstand der Spule (durch R2 simuliert). Wenn gewünscht kann ich noch ein oder zwei Oszibilder anhängen, die die freie Schwingung des LC zeigen.

    Ist vllt nicht auf eurem Niveau, hilft aber, wenn ein anderer kommt, der nicht so viel Ahnung hat, wie ihr ;)


    Quote

    Gute Selektion (geringe Dämpfung) und geringe Durchlassdämpfung (straffe Kopplung) sind immer ein Kompromiß.

    Gute Selektion bezieht sich hier auf die Dämpfung oder auf die Güte, die ja auch gleichzeitig die Bandbreite bestimmt?

    Hallo Jan,

    war sehr unterhaltsam Dein Bericht. Er erklärt übrigens auch sehr schön wieso ein Oszillator neben dem Nutzsignal wenn man noch einen passenden zweiten Schwingkreis aus parasitären L/C nochmal z.B. auf UHF / VHF "wilde Schwingungen" von sich geben kann. Vielen Dank

    72 de Jan

    DL-QRP-AG #GM / AGCW #3669 / NAQCC #6404 / SKCC #10113 / DARC D15

    :thumbup: War's kein Erfolg, war's eine Erfahrung :thumbup:

    Hallo Jan,

    der Bericht liest sich gut. Knapp formuliert und schön lesbar.

    Noch was zum BCC preselektor:
    Ich habe vor etlichen Jahren einen Nachbau aufgebaut, bei dem ich aber- anders als der beim BCC- nur die Amateurfunkbänder abdecken sollte ( von 80 bis 10m). Das bedingte etwas andere Spulen und Kapazitäten. Auch der Drehko war ein Exemplar mit kleiner Anfangs- und Endkapazität. Ich wollte damit ja nur bestimmte Bereiche selektieren. Meine Idee war damals- Ohne Feintrieb und Skala soll das in Windeseile auch fast blind gehen. Ich habe schon länger vor, den Aufbau mit Schaltung und Messwerten hier einzustellen. Die Messwerte konnte ich erst viel später ermitteln, denn während des Aufbaus hatte ich auch noch keinen NWT.
    Sollte evt. Bedarf daran bestehen,so trage ich gern die Dinge zusammen.

    vy 73
    Andy
    DK3JI

    AK

    Mist- meine Einlassung geht knapp am Thema vorbei...
    sorry DL7UXA.

    Aber Deine Fragestellungen sind genau die richtigen. Rätsel, über die einen erst mal keiner so aufklären kann, dass es einem wie Schuppen von den Augen fällt

    Andy
    DK3JI

    AK