Strömsnål AM-mottagare

[YD1150]

Spolar för lågfrekvens brukar inte ha så högt Q-värde.
Stor induktans kräver många varv och tunn tråd (för rimliga fysiska dimensioner), det är för Q.
Ett bra kärnmaterial kan hjälpa lite.

Hur skarp är resonansen i din resonanskrets om du tar en tongenerator => R (motstånd 1-10kΩ) => L => C => Jord.
Och mäter med oscilloskopet i punkten mellan R och L ?

[Spisblinkaren]

Tack för din kommentar och trevliga fråga!

Nu har jag gjort som du föreslog (tror jag) dvs jag har mätt efter 10k och över tankkretsen samt studerat max och -3dB-punkterna och detta är mina resultat:

1) Maxnivå vid 4,7kHz (något svårt att säga exakt ty jag skulle behöva en "fine"-ratt på funktionsgeneratorn)
2) Över tank ligger 0,6Vpp@4,7kHz
3) Nedre -3dB får jag vid ungefär 4,6kHz
4) Övre -3dB får jag vid ungefär 5,1kHz
5) fo är då 4,8kHz+/-200Hz (avvikelsen gentemot 4,7kHz tar jag som ett mätfel)
6) Bandbredden är då 400Hz=>Q>10

Ska bli kul att läsa din nya kommentar

MVH/Roger

[Spisblinkaren]

Gjorde en lite skattning på bussen och kom fram till ett Q på runt 50, konstigt.

Jag gjorde alltså såhär:

\(Q=\frac{wL}{R_{Cu}}\)

där Rcu är runt 62 Ohm och L är runt 25mH samt f ju är runt 4,7kHz=>Q=12

Stämmer ju faktiskt väldigt bra, undrar hur klantigt jag räknade (i huvet) på bussen

Och som du säger, många varv och klen tråd är dåligt för Q.

Vi skissar lite på Zo också:

\(Z_0=\frac{L}{CR_{Cu}}\)

med ett piezo-C på 55nF så blir detta 7,3k.

Så högsta möjliga resonanta impedans är runt 7k.

Vet inte riktigt vad jag skall ha värdet till dock men hade tankkretsen suttit i kollektorkretsen hos ett transistorsteg så hade jag rekommenderat en (kapacitiv) belastning på inte mer än 70k.

Nu belastar jag med drivande 10k (FG+10k), spänning över tank borde då kunna närma sig FG/2.

Nåväl, jag svamlar bara

MVH/Roger
PS
Jag märker nu att jag inte riktigt kan ratta in 4kHz-6kHz i steg om 100Hz för jag saknar "fine" på min FG så just nu vet jag inte hur jag skall göra.

Jag har ett val till och det är min gamla sinusgenerator som är byggd kring ett par kretsförslag från Walter G. Jung, den kan vara bättre faktiskt än denna köpta proffsiga GWInstek-variant som jag dock gillar även om den busar lite med mig

När nu skåpet har frekvensräknare så vill jag se frekvenserna inom 10Hz när jag trimmar och om jag skall bemöda mig med att mäta 20 punkter från 4kHz till 6kHz med 100Hz steg.

Observera att man måste göra det här strukturerat, man kan nämligen inte ratta omkring med både frekvens och induktans och tro att man skall kunna träffa den optimala kombinationen.

Men jag skall ha 100Hz-steg, annars skiter jag i det

[Spisblinkaren]

Jag har nu svept upp min tankkrets bestånde av trimbar spole parallellt med piezo.

Jag började med att ställa spolen i maxinduktansläge sen la jag på 4kHz och trimmade ur (obs) ferriten till maximum utsignal (elektriskt, dock).

I fallet 4kHz var maxinduktansen en aning för låg så jag fick inte indentifierat puckel, men för alla andra frekvenser mellan 4kHz och 6kHz med steg om 100Hz kunde jag detektera puckeln och jag trimmade då till maximal puckel samt lyssnade lite strött.

Det visade sig att 5,0kHz var i det närmaste optimalt, induktansen för max blev då 25mH.

Detta är således vad jag kommer satsa på när jag lindar upp min platta spole vars ferritstav på endast 2mm CPMS så vänligt kapat upp åt mig.

Nu vet jag alltså vad jag vill ha för värden och jag tror att jag tidigare i denna tråd mätte upp my_r för ferritkärnan (får kolla upp det, annars kör jag min standardmetod dvs testar med 10 varv).

Således gäller det nu att pricka 25mH, kommer nog satsa på typ 35mH och linda av...

Denna platta spole skall sedan smältlimmas i ett mobilfodral där även den tunna (knappt 2mm) piezo'n får plats.

Arrangemanget blir inte riktigt så tunt som jag skulle vilja men det får duga till en första prototyp.

Tjockleksoptimering kan vi ta om min strömsnåla AM-mottagare visar sig ha nånsomhelst kommersiell potential, just nu är jag lite orolig för att nivån när jag testar med min 2W-sändare har sjunkit jämfört med tidigare varianter av spole men rent amatörmässigt spekulerar jag i att diametern (läs arean) hos kärnan är nu säg 10ggr mindre än tidigare och vad man sänder är ju B dvs flödestäthet som man brukar beteckna T som i Tesla men man kan också nyttja SI-enheter och skriva Vs/m^2 dvs det är arean som konverterar B till magnetiskt flöde (Vs) och sen är det Faraday's induktionslag på det dvs d(Vs)/dt för att få ut nån signal.

Kontentan är alltså att om jag nyttjar större (ferrit)area så kan jag eventuellt få högre signal för samma B, eller?

MVH/Roger
PS
Mina nya Tektronix-prober fungerar utmärkt!

Ser från detta inlägg i denna tråd http://elektronikforumet.com/forum/view ... 1#p1390631 att my_r tycks vara runt 7 fast då har jag beräknat det utifrån mätresultat OCH solenoid-formeln där jag hade kunna ta fram ett A/L-värde (aka AL-värde) istället, dock måste jag då ta med my_r och my_0 samtidigt som solenoid-formeln inte sägs gälla för flerlagriga spolar.

Jag måste få lägga till det här också, när jag kör 5kHz och optimerar tankkretsen så har jag 14dB högre nivå ut med spole än med bara piezo, ingen jättegain men inte helt fel heller

[Spisblinkaren]

Jag har gjort lite tester ikväll.

Jag trimmade först in så att spole//piezo elektriskt peakade som mest vid 5kHz.

Sen trimmade jag om min sändare på sådant sätt att jag använde öronen för att sniffa av maximal ljudnivå, hamnade då på 4,7kHz vilket får anses vara tillräckligt nära 5kHz för att teoretiskt duga.

På en meters avstånd kan jag nu nätt och jämt höra tonen, på ynka en meter obs.

Dock gäller här två saker:
1) Jag sänder inte med nån nämnvärt hög effekt (kanske 2W, om mina kalkyleringar stämmer vilket dom sällan gör ).
2) Spolens diameter är faktiskt inte mer än 4mm kärnmässigt så om jag som sagt hade en hyfsad ljudnivå när jag körde 10mm-kärna förut så är en signaluppsnappningsminskning på (4mm/10mm)^2=0,16=-16dB inte att förundras över. MEN jag tycker ändå ljudnivån är mycket sämre nu än när jag trimmade in den som bäst med fetare kärna, kan hända jag "utvecklat" bort det braiga

MVH/Roger

[Spisblinkaren]

Jag är på väg att linda min 2mm långa spole.

Jag har bestämt mig för 300 varv och jag kommer linda den för hand, inte speciellt svårt att räkna till 300

Tråddiametern är dock lite oviss, 0,1mm ger en kompakt spole men Q-värdet blir dåligt, 0,28mm ger ett bra Q-värde men spolen sväller.

Om man tänker sig att trådfyllnaden utanför kärnan är 2mm i längd så fås höjden utanför kärnan via trådarean dvs

\(A_{tot}=N*A_{tråd}\)

för N=300 och Dt=0,10mm fås

\(A_{tot}=300*\frac{\pi}{4}*0,1^2\approx 2,4mm^2\)

för Dt=0,28mm fås pss

\(A_{tot}=300*\frac{\pi}{4}*0,28\approx 18,5mm^2\)

dvs, med en tråddiameter om ynka 0,1mm så blir höjden på lindningen 2,4mm^2/2mm=1,2mm, när det gäller en tråddiameter om 0,28mm så blir istället höjden 18,5mm^2/2mm=9,2mm.

Så i ena fallet blir spolen väldigt liten och kompakt samtidigt som den har lite läckage ty den är nära kärnan, i andra fallet så kommer tråden närmare en cm bort från kärnan och vi har läckage som eventuellt kan bidra med sämre Q.

Dock tänker jag ännu mera amatörmässigt dvs om spolen sväller i area så snappar den ju upp B extra bra så det känns inte som en direkt nackdel samtidigt som Q pga resistiva förluster (i alla fall) blir bättre.

Jag tror faktiskt jag skall köra på den lite grövre tråden, eller vad tycker Ni?

MVH/Roger
PS
Fast helst skulle jag nog köra 0,15mm för det känns som en bra kompromiss men denna diameter måste jag i så fall köpa...

[Spisblinkaren]

Jag håller nu på att manuellt linda min platta spole som skall in i ett mobilfodral, är tanken.

Jag försökte först linda 200varv åt gången men det var så pass koncentrationskrävande att jag råkade dra av den tunna Cu-tråden på 0,1mm och när jag sedan försökte skarva den så gick inte det vid första försöket så jag lindade av alla varven och tänkte börja på nytt men då fick jag andra plus samma problem men den gången hade jag typ kommit upp i ett par hundra varv och ville verkligen försöka skarva.

Jag förstod inte varför jag inte kunde förtenna tråden mha lödkolven, datat säger ju att lacken ska smälta vid 350 grader så jag kollade upp min Weller WTCP-S Manastat's använda spets som var märkt 6 (eller 9 för det fanns ingen markering) fast det hjälpte föga för när jag kollade i ELFA-katalogen fanns ingenting om så korta nummer, bara med lite bokstäver också MEN man kunde se att den svalaste spetsen var på 317 grader och jag tänkte, shit det är kanske det jag har MEN sen tog jag till ett litet knep, jag fäste koppartråden i min tredje hand så att typ bara 1cm stack ut sen försökte jag förtenna och det gick faktiskt!

Vad jag hade gjort innan var nämligen att jag försökte förtenna tråden löst liggande men då vill den inte gärna ner till lödkolvsspetsen utan den driver omkring UPPEPÅ tennet som naturligtvis inte är lika varmt som vid spetsen, så när jag fick lite spjärn på grejerna så att tråden hamnade nere vid spetsen så funkade det.

Nog om det, till slut fick jag alltså skarvat och jag är nu uppe i 400 manuellt lindade varv, jag kör således endast 100 varv per dag för det är verkligen svårt att koncentrera sig när springan är så liten och tråden inte tål nån kraft.

Hade ju förresten byggt en liten lindningsmaskin för detta men iom att det tycks vara rätt känsligt så är jag övertygad om att den inte hade fungerat.

Målet är sedan 1000 varv (med en induktans om 25mH eller mer).

MVH/Roger
PS
Ser att det tydligen var ett tag sedan jag skrev i den här tråden men när tråden gick av första gången var jag uppe i runt 130 varv och jag passade då på att mäta den och fick det ynkliga värdet om runt 0,5mH (testad vid 5kHz, 71mV över spolen, 4,6V över mätmotståndet på 1k, DC-resistans: 16 Ohm).

\(\frac{25mH}{0,5mH}=50\)

och eftersom induktansen är proportionerlig mot N^2 så behöver jag i runda slängar 7*130=910 varv dvs 1000 varv verkar vara ett minimum, och jag som trodde 300 varv skulle räcke

[Spisblinkaren]

Nu är jag uppe i 600 varv.

Fyra dar till

MVH/Roger
PS
Under tiden ska jag få köpt mig ett smartphone skyddshölje.

[Spisblinkaren]

Jag är nära mitt mål på 1000 varv.

Idag har jag lindat så att jag är uppe i 900 varv.

Efter att som sagt delat upp lindningarna med 100 varv per dag så har jag lärt mig saker, till exempel är det tydligen viktigt att bobinväggarna är "perfekt" cirkulära för mina bobinväggar klippte jag till så att de appproximativt blev till en cirkelskiva DVS de var lite "hackiga" och denna hackighet har gjort att jag fått vissa akdemiska problem.

Den supertunna tråden fastnar liksom i hackigheten så om man inte noga matchar hur hårt man lindar med hur hackigt det är så kan man få tråd-resning dvs tråden ligger inte dikt ann spolen utan är mer lik en soleruption om Ni förstår vad jag menar.

Jag har alltså fått peta ner dessa "soleruptioner" flertalet gånger för att tråden har fastnat i hackigheten och inte lagt sig snällt runt kärnan.

Fast detta är ett icke-problem som en vän till mig skulle ha sagt.

I morgon är jag dock uppe i tusen varv och det skall bli spännande att mäta induktansen.

Jag har bestämt mig för att mäta den vid 5kHz och 10mVpp (1mVpp på skåpet pga min Tektronix X10-prob) för nivån spolen skall jobba med är löjligt liten varvid man får ett hyfsak korrekt värde på induktansen (som är BÅDE frekvens- och flödestäthetberoende hos en ferrit-kärna).

MVH/Roger

[Spisblinkaren]

Idag har jag uppnått mitt mål på 1000 varv.

Sen har jag gjort vissa mätningar, här följer resultaten:
1) Rcu: 123 Ohm
2) U(L):12mV
3) U(10k)=206mV
4) f=5kHz
5) XL=583 Ohm
6) L=18,6mH~19mH

Jag ville ju helst haft 25mH och då krävs

\(\sqrt{\frac{25}{19}}1000-1000=+147 varv\)

sen är

7) C(Piezo)=51nF (nyligen uppmätt)
8. fo=5kHz (antas)
\(L=\frac{(1/w_0)^2}{C}=20mH\)

dvs

4,7kHz=>23mH, vid denna frekvens har jag tidigare mätt upp en topp men nu är ljudet lite svagt, formellt har jag sedan mätt upp sändarens prestanda, jag har nyttjat min DVM (som visat sig kunna mäta hyfsat för 10kHz+) och får 0,174V över 0,33 Ohm samt 0,544V över sändarspolen vilket innebär ENDAST 0,3W utsänd effekt.

Reaktansen hos sändarspolen är på 1 Ohm (vilket innebär att spolen är på 0,3mH).

MVH/Roger

[Spisblinkaren]

Sändarspolen är på endast c.a 20 varv 1mm Cu runt en typiskt 10cm lång ferritstav på 10mm i diameter och jag undrar nu om det är så optimalt, skickar tydligen in närmare en halv Ampere i spolen men säg att spolen hade varit på 1000varv, då hade H-fältet ökat 100 gånger (om man för en stund bortser från resistansen hos spolen).

Jag funderar nu på att återanvända min gamla KAM-spole som har rätt många varv och köra typ 0,5A genom den över ungefär samma ferritstav.

Kan inte sändare alls, undrar hur man optimerar en sådan (5kHz grundton räcker, det kan alltså få vara fyrkant).

Innan detta ska jag först ta och återinkoppla den första spolen, eventuellt byter jag tom tillbaks till Philips-ferritstaven för det var då det lät som högst, allra först spelar jag in ljudnivån på 0,5m avstånd i den uppkoppling jag har just nu, därefter byter jag och spelar in ljudnivån på samma avstånd för original-spolen.

Då får vi se/höra om det är nån skillnad.

Är det det så får jag mäta dom båda induktanserna och matcha den nya med den gamla.

För att sen få upp ljudnivån ytterligare måste jag tänka över sändaren, eventuellt kan det faktiskt räcka med att jag snor tillbaka den gamla mottagarspolen och nyttjar den som sändarspole istället.

MVH/Roger

[YD1150]

En kärna av "stålplåt"= transformatorplåt kan säkert fungera bättre än nuvarande ferritkärnan
med endast 20 varv @ 5kHz. Många fler varv på spolen , sen kan du givetvis ha resonans i sändarspolen
så blir det lite mer "sprutt" i sändaren.

Resonans = avstämning = Viktigt!!

[Spisblinkaren]

Hej YD1150!

Tack för din kommentar!

Avstämd sändarspole, är det alltså viktigt

Det hade jag ingen aning om, nu kör jag alltså bara in typ en halv Ampere i en (fåvarvig, obs) spole, drivningen är formellt sett en Wien-brygga (dvs sinusial) men signalen över spolen är allt annat än sinusial

Liknar mest nån slags extrem underkompensering av en prob

MVH/Roger

[Spisblinkaren]

Ikväll har jag kommit på åtminstone en sak, induktansen är för låg.

Jag har gjort hela sju video-inspelningar för att få med tonhöjden hos signalen när jag nyttjar olika typer av spole och/eller kärna.

Det mest lustiga tyckte jag var att när jag bemödade mig med att byta ut ELFA-ferritstaven mot den jag allra först använde dvs Philips-ferritstaven så blev signalstyrkan genast asbra!

Nu är det svårt att säga exakt varför det blir såhär men en parameter är helt klart induktansen (ELFA nådde 23mH medans Philips nådde 29mH och sändaren står alltjämt på 4,7kHz).

Det är alltså stor skillnad på utsignalnivå om man jämför Philips och ELFA, det borde inte vara det men det är det.

Ärligt talat har jag faktiskt inte en susning om hur jag skall trimma in dessa grejer, en sak är naturligtvis hur stark tonen blir men hur vet jag optimala parametrar som t.ex kärntyp och/eller kärnstorlek, frekvens och induktans för det?

Ska försöka hinna ladda upp alla sju videos innan det är dags för kvällsvard.

MVH/Roger
PS
Observera att kameran är på ungefär samma avstånd hela tiden så skillnaden i tonhöjd...Nåt extremt fascinerande hände sedan, piezo lät HÖRBART tom UTAN spole, kan Ni fatta? Ju mer man håller på och lär sig ju mer inser man hur lite man vet!

[Spisblinkaren]

Den sista kommentaren angående videon "utan" spole är naturligtvis felaktig, vad som händer är att jag ju nyttjar två olika piezo där den ena sitter fast på brädan (spole urkopplad) och den andra sitter fast i den allra senaste spolen som ligger ALLDELES bredvid på ovansidan av testet, spolens polarisation/vinkel är inte maximerad men det snappas ändå upp lite magnetfält från sändaren så att pipet kan höras, så tror jag det ligger till.

Magnetostriktion är annars visad tidigare i denna tråd dvs en ferritstav i sig kan låta men det är jag ganska säker på inte är fallet här.

Lite knepigt med svag 5kHz, den är väldigt svår att lokalisera trots att frekvensen ligger nära maximal isofon hos hörseln fast jag börjar bli gammal

MVH/Roger