http://www.vlf.it/inductor/inductor.htm
um sehr niederfrequente elektromagnetische Felder zu messen (kleiner 50
Hz). Bisher habe ich aber noch keine Details zum Bau gefunden.
Ich möchte erstmal klein anfangen, um erste Erfahrungen im Spulebau und mit
der Messung zu sammeln, z.B. eine Küchen-Papprolle als Spulenkörper nehmen,
an deren Enden ich irgendwie Plastikscheiben klebe, damit der Draht nicht
runterfällt. Da kann ich dann ein paar Eisenstangen reinschieben, um die
Induktivität zu erhöhen. Ist das sinnvoll? Also ist es egal, wenn da viel
Luft zwischen dem Eisen und den Wicklungen ist, oder sollte man vielleicht
eine massive Eisenstange nehmen, und dort direkt die Spule aufwickeln? Auf
der Webseite hat der Autor ein paar schmale Stahlbleche genommen und
irgendwo habe ich gelesen, daß es gut wäre, die gegeneinander zu isolieren.
Was hat das für einen Vorteil gegenüber einer dicken Eisenstange?
Noch ein paar Fragen:
- was für Auswirkungen hat der Drahtdurchmesser? Besser dicken nehmen, oder
eher dünnen? Bei Reichelt habe ich preiswert 0,4 mm Kupferlackdraht
gefunden. Zwar nur 430 m pro Rolle, aber die müsste man ja beim Wickeln
zusammenlöten können.
- was für eine Auswirkung hat bei den niedrigen Frequenzen die
Wickeltechnik? Also einfach eine dichte Lage von links nach rechts wickeln,
dann die nächste von rechts nach links usw., oder würde sich eine bestimmte
Wickeltechnik empfehlen?
- ich habe wo gelesen, daß um Störungen abzuschirmen, man die Spule mit
Alufolie umwickeln sollte, aber dabei aufpassen sollte, daß es das
Magnetfeld nicht kurzschließt. Wie muß ich die Alufolie dann anbringen?
--
Frank Buss, f...@frank-buss.de
http://www.frank-buss.de, http://www.it4-systems.de
> irgendwo habe ich gelesen, daß es gut wäre, die gegeneinander zu isolieren.
> Was hat das für einen Vorteil gegenüber einer dicken Eisenstange?
Kleinere Wirbelstrom-Verluste im Eisen.
> - was für Auswirkungen hat der Drahtdurchmesser? Besser dicken nehmen, oder
> eher dünnen?
Kommt auf die Schaltung an. Ist der ohmsche Widerstand der Spule
wichtig? Wenn die Spule Teil eines Schwingkreises ist, dann hängt die
Güte vom Widerstand ab.
> - was für eine Auswirkung hat bei den niedrigen Frequenzen die
> Wickeltechnik? Also einfach eine dichte Lage von links nach rechts wickeln,
> dann die nächste von rechts nach links usw., oder würde sich eine bestimmte
> Wickeltechnik empfehlen?
Bei niedrigen Frequenzen und niedrigen Spannungen dürfte das egal sein.
> - ich habe wo gelesen, daß um Störungen abzuschirmen, man die Spule mit
> Alufolie umwickeln sollte, aber dabei aufpassen sollte, daß es das
> Magnetfeld nicht kurzschließt. Wie muß ich die Alufolie dann anbringen?
Es darf keine Kurzschlusswicklung sein, also muss in Längsrichtung der
Spule ein schmaler Schlitz in der Alufolie bleiben.
Gruss
Michael
Oder eine Isolationsschicht auf auf dem Schirmmaterial, dann kann sie
überlappend aufgebracht/umwickelt werden.
Gruss Udo
> Oder eine Isolationsschicht auf auf dem Schirmmaterial, dann kann sie
> überlappend aufgebracht/umwickelt werden.
Danke, gute Idee. da kriechen dann bestimmt keine Störungen mehr rein,
zumindest nicht für den zu messenden niedrigen Frequenzbereich.
> Kommt auf die Schaltung an. Ist der ohmsche Widerstand der Spule
> wichtig? Wenn die Spule Teil eines Schwingkreises ist, dann hängt die
> Güte vom Widerstand ab.
Ich hatte mir gedacht, einen aktiven Tiefpassfilter dahinter zu schalten
(oder vielleicht auch ein 50 Hz Notch-Filter, wenn ich mal höhere
Frequenzen messen möchte) und dann einfach alles zu verstärken und per
AD-Wandler aufzeichnen, am besten mit einem mobilen kleinen Gerät, damit
ich das auch weit weg von künstlichen Feldern betreiben kann. Wenn ich mit
100 Hz Samplefrequenz bei 16 Bit Auflösung aufnehme, würden knapp 2 Monate
auf eine 1 GB SD-Card passen.
> Ich hatte mir gedacht, einen aktiven Tiefpassfilter dahinter zu schalten
Wenn der Eingangswiderstand des Filters ausreichend hoch ist, dann ist
der ohmsche Widerstand der Spule unkritisch, so dass aus meiner Sicht
nichts gegen dünneren Draht spricht.
Gruss
Michael
Such mal weiter im Netz unter VLF , da wird irgendwo eine 20ms
Verzögerungsleitung beschrieben (mit AD,µC, DA) als 50HZ Notch incl.
Oberwellen .. In D sollte man noch schauen wo die nächste Bahnlinie
unter Strom steht, und das ganze auf 16 Hz (oder 16.666??) aufbohren.
Viel Spass
Metabastler
>um sehr niederfrequente elektromagnetische Felder zu messen (kleiner 50
>Hz). Bisher habe ich aber noch keine Details zum Bau gefunden.
Und warum genau? Scheint mir ein ganz schoener Aufwand zu sein um
etwas zu messen was man schon bei Wikipedia nachlesen kann. Oder
willst du Uboote abhoeren? :)
>irgendwo habe ich gelesen, daß es gut wäre, die gegeneinander zu isolieren.
>Was hat das für einen Vorteil gegenüber einer dicken Eisenstange?
Ich wuerde sagen das verbessert den Wirkungsgrad wie bei Trafos.
Olaf
Die Messung von sehr niederfrequenten (ELF) Magnetfeldern ist nicht ganz
ohne, macht aber Spaß, besonders wenn man sich an die Grenze des
technisch machbaren annähert.
Gruß
Rolf
> Und warum genau? Scheint mir ein ganz schoener Aufwand zu sein um
> etwas zu messen was man schon bei Wikipedia nachlesen kann.
Wenn es danach ginge, dann würde es sowas wie Hobbyelektronik wohl nicht
geben, da man alles schon irgendwo nachlesen, kaufen usw. kann. Ist
wahrscheinlich ein philosophisches Problem und hängt mit Qualia (
http://de.wikipedia.org/wiki/Qualia ) zusammen: Man kann darüber lesen, wie
einer etwas ausprobiert hat und was dabei herausgekommen ist, aber man
möchte es dennoch selber ausprobieren :-) Ist außerdem eine nette Anwendung
für meine noch zu entwickelnde programmierbare modulare
Mikrocontrollereinheit mit SD-Card und um etwas mehr über Magnetfelder und
Analogtechnik (die man für den Verstärker braucht) zu lernen.
> Oder willst du Uboote abhoeren? :)
Die werden wohl gute Verschlüsselungen verwenden, da würde das abhören
keinen Sinn machen.
Ich hab da vor einiger Zeit auch mal was probiert, allerdings ohne
Spule, sondern über 2 "weit" entfernte Erder wie auf der Seite auch
beschrieben.
Dazu wurde ein Erder in der Nähe des Hauses geschlagen (nur irgendein
Abfallstück Rundstahl, vllt. 30cm lang) und der zweite am anderen Ende
eines ca. 30m Erdkabels, das noch auf seine Inbetriebnahme wartete.
Differenzsignal über einen INA101 verstärkt, über einen 20Hz-Tiefpass
hoher Ordnung (iirc 8te Ordnung, Butterworth nach Tabelle ausgelegt und
schnell aufm Steckbrett gebaut) gefiltert und mit angemessenem Pegel der
Soundkarte zugeführt.
War einiges zu sehen, aber nichts, das es lohnend erscheinen lies, nach
Inbetriebnahme des Kabels irgendeine anderweitige, optimalere "Antenne"
zu bauen, abgesehen von der gewissen Gefahr im Falle eines Gewitters.
Meine Vermutung:Das ganze, ordentlich aufgebaut, sollte eigentlich auch
funktionieren, ganz ohne sperrige Spule.
Vielleicht befasse ich mich nocheinmal damit, irgendeine Beschäftigung
für einen hochauflösenden und sehr empfindlichen Spectrumanalyzer wäre
ja auch was ;)
Gruss, Robert
>Die werden wohl gute Verschlüsselungen verwenden, da würde das abhören
>keinen Sinn machen.
Das vermutet man, aber bevor du es nicht geprueft hast kannst du nicht
sicher sein dass sie kein ROT13 verwenden.
Olaf
> >Die werden wohl gute Verschlüsselungen verwenden, da würde das abhören
> >keinen Sinn machen.
>
> Das vermutet man, aber bevor du es nicht geprueft hast kannst du nicht
> sicher sein dass sie kein ROT13 verwenden.
Oder gar doppeltes ROT13.
Gruß Dieter
> Besser einen passiven Filter am Eingang. Mit deiner Antenne fängst du
> nicht nur ELF Signale ein, sondern so ziemlich alles, was da so kreucht
> und fleucht. Die Frequenz geht linear in die Signalspannung ein. Wenn
> deine Eigenresonanzfrequenz sagen wir mal 10kHz liegt und du bei 1Hz
> messen möchtest, kannst du erhebliche Probleme mit dem Dynamik bereich
> deines Eingangsverstärker bekommen.
Könnte man ggf. wieder durch eine entsprechend hohe Auflösung des
AD-Wandlers ausgleichen. Gibt da sogar mittlerweile 32 Bit Auflösung bei
250 Hz:
http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/ads1282.pdf
Das ist wohl was übertrieben, da ich den Rest der Schaltung sowieso nicht
so genau hinbekommen würde, um das ausnutzen zu können, aber ich habe hier
aus einem anderen Projekt noch ein paar 24 Bit Wandler liegen (die auch bis
DC runtergehen können).
Aber besser wäre wohl schon eine gute Filterung und rauscharme Verstärkung.
Die Schaltung von dem Projekt wäre vielleicht ein guter Ausgangspunkt. Da
wurde der LT1007 eingesetzt:
http://www.vlf.it/inductor/ulfpreamp_schema.gif
Der soll von 0,1 Hz bis 10 Hz nur um 60 nV rauschen. Der (doppelt so teure)
LT1028 rauscht sogar nur um 35 nV.
Ein zusätzlicher passiver Filter am Eingang (könnte man später per Software
linearisieren, wenn man es irgendwie kalibrieren kann) wäre aber wohl
wirklich eine gute Idee. Bildet der Kondensator am Eingang zusammen mit der
Empfängerspule nicht schon einen Tiefpassfilter, oder baue ich mir damit
nur einen schönen Schwingkreis, wenn ich Pech habe?
>Oder gar doppeltes ROT13.
Nur bei besonders wichtigen Nachrichten wird dann doppelt verschluesselt.
Ich frage mich gerade wenn ich einen total illegalen Sender, sagen mir
mal auf 10Hz bauen wuerde, wuerde das ueberhaubt einer merken? Oder
haben die Opas von der Bandwacht da auch immer ihre Lauscher drauf?
Olaf
> Ich frage mich gerade wenn ich einen total illegalen Sender, sagen mir
> mal auf 10Hz bauen wuerde, wuerde das ueberhaubt einer merken? Oder
> haben die Opas von der Bandwacht da auch immer ihre Lauscher drauf?
Hmm, und was willst Du damit senden?
Etliche der gängigen Betriebsarten fallen wohl bei solch niedrigen
Frequenzen prinzipbedingt aus...
Achja, und die "Opas von der Bandwacht", ich nehme an, wir sprechen hier
von der gleichen Institution, die interessiert das eher nicht, es ist
ausserhalb jeden Amateurfunkbandes.
73 de Bert
--
Kann mich noch erinnern, wie wir mal gemeinsam mit jeweils >1KW (zu
PL509 Zeiten) Radio Tirana zugeballert haben. Die sendeten
illegalerweise im 40m Band. Genau auf den Traeger gesetzt und dann DSB,
manche SSB, Kompressor an, volle Suppe. Dann hat einer der Jungs seine
Telefonnummer durchgesagt und es riefen tatsaechlich Leute an und
beschwerten sich. Haette nie gedacht, dass dieser Propaganda-Mumpitz
tatsaechlich ernsthaft Hoerer hatte.
--
Gruesse, Joerg
http://www.analogconsultants.com/
"gmail" domain blocked because of excessive spam.
Use another domain or send PM.
Gruß
Rolf
>Hmm, und was willst Du damit senden?
Ich? Wuerd ich doch niemals machen. War jetzt so eine rein
theoretische Ueberlegung. .-)
Olaf
> Ich frage mich gerade wenn ich einen total illegalen Sender, sagen mir
> mal auf 10Hz bauen wuerde, wuerde das ueberhaubt einer merken?
Kommt drauf an wie gut du das winzige Antennchen tarnen kannst.;-)
> Oder haben die Opas von der Bandwacht da auch immer ihre Lauscher drauf?
Unter 9kHz doch nicht. Auf einen Sender mit 2,275kHz solltest du aber
verzichten, sonst gibts Besuch aus St.Bernhard, mit Rumfässchen.:-)
Gruß Dieter
> Ich frage mich gerade wenn ich einen total illegalen Sender, sagen mir
> mal auf 10Hz bauen wuerde, wuerde das ueberhaubt einer merken? Oder
> haben die Opas von der Bandwacht da auch immer ihre Lauscher drauf?
Könnte ein wenig aufwendiger werden, sowas zu bauen. Bisher hat nur USA und
Russland so einen Sender. Laut dieser Webseite hier:
http://www.vlf.it/zevs/zevs.htm
braucht man dafür zwei 60 km lange Antennen, die mit 200 A betrieben
werden. Steht nichts von der Spannung, aber woanders steht dort, daß man
ein kleines Kraftwerk braucht.
> Nicht ganz. Nehmen wir mal an, du hast ein Nutzsignal von 1mV@1Hz und
> möchtest das verstärken auf 1V für deinen ADC. Nun hast du bei, sagen
> wir mal 8kHz ein Störsignal. Das bedeutet, wenn dein Störsignal ungefähr
> gleich stark ist wie dein Nutzsignal (und Störsignale sind üblicherweise
> stärker als das Nutzsignal lt. Gesetzt von Murphy ;-) ), dann hast du 8V
> am Eingang. Und dann kommt da ab und zu noch so ein kleiner Peak... Und
> du wunderst dich, warum dein Ausgangssignal so komisch aussieht.
Verstehe ich nicht. Wenn ich bei 1 Hz ein Signal von 1 mV habe und das auf
1 V verstärken will, dann habe ich einen Verstärker von 1000. Wenn dann
noch ein Signal von 1 mV mit 8 kHz dazukommt, dann können die sich die
Amplituden doch maximal addieren, mal einen linearen Verstärker und keinen
Filter vorausgesetzt, sodaß man 2 V hätte, oder? Also nur halb so stark
verstärken, ADC-Auflösung verdoppeln und gut ist :-)
> Ich denke, echte 32Bit kann man nur zelebrieren bei 10°K oder so.
Ja, das wird wohl nicht so einfach sein. Der 32 Bit ADC schafft die schon
laut Datenblatt nicht. Mit dem 24 Bit Wandler bei meinem letzten Projekt
habe ich auch nur so ca. 18 bis 19 Bit bei 1 Hz geschafft, aber zum Glück
sind das über Minuten sich langsam ändernde Signale gewesen, sodaß ich die
lange integrieren konnte.
>> Der soll von 0,1 Hz bis 10 Hz nur um 60 nV rauschen. Der (doppelt so teure)
>> LT1028 rauscht sogar nur um 35 nV.
>>
> Da braucht man ja ein Kraftwerk zum Betrieb! 140mW :-(
Der Digitalteil für den Datalogger wird wohl nochmal in diesem Bereich
liegen, aber ist ja nur ein Hobbyprojekt, da kann ich dann im Ausseneinsatz
einen fetten Akku spendieren, wenn es lange laufen soll. Habe hier noch so
einen Modellbauakku mit einigen Ahs rumliegen.
Schon lange nicht mehr, ist jetzt 457kHz:
http://www.girsberger-elektronik.ch/media/documents/RTX_BDE.pdf
|> Kann mich noch erinnern, wie wir mal gemeinsam mit jeweils >1KW (zu
|> PL509 Zeiten) Radio Tirana zugeballert haben. Die sendeten
|> illegalerweise im 40m Band. Genau auf den Traeger gesetzt und dann DSB,
|> manche SSB, Kompressor an, volle Suppe. Dann hat einer der Jungs seine
|> Telefonnummer durchgesagt und es riefen tatsaechlich Leute an und
|> beschwerten sich. Haette nie gedacht, dass dieser Propaganda-Mumpitz
|> tatsaechlich ernsthaft Hoerer hatte.
Wir haben im Urlaub in Jugoslawien (ja, schon ein Weilchen her) gern Radio Tirana
gehört, weil das so unfreiwillig komisch war. Genosse Enver Hodja hat dies
gesagt, Hodja hat jenes sozialistische Meisterwerk vollbracht, und überhaupt
bricht wegen ihm überall in Albanien gleich der Wohlstand aus, etc. Jede Sendung
war für ein paar Lacher gut, auch wegen dem Personenkult.
--
Georg Acher, ac...@in.tum.de
http://www.lrr.in.tum.de/~acher
"Oh no, not again !" The bowl of petunias
Rechne mal aus, wie lange du bei 10Hz benötigst, zB eine DIN 4
Schreibmaschinenseite zu übermitteln. ;-)
--
mfg hdw
Winzige Antenne ;-)))
--
mfg hdw
Schon richtig. Aber 2,275kHz steht noch im Frequenznutzungsplan. Schon
deshalb besser einen Bogen drum machen ;-)
--
mfg hdw
Rechne doch mal spaßeshalber aus, was Du für 1W EIRP so brauchst.
Wahlweise km Antennenlänge oder kW Input.
Falk
--
http://cc.aljazeera.net/
http://ie.youtube.com/user/idfnadesk
Stöber mal ein bischen mehr auf den Seiten rum.
Hier gibt es Alternativen, sogar mit Beschreibung der Antennencharakterisik
http://www.vlf.it/minimal2/minimal2.html (Breitandantenne bis 100Hz)
Zusammen mit der Rauschanpassung von OPs ergeben sich dann folgende
Erkenntnisse:
http://www.vlf.it/minimal/minimal.htm (Breitandantenne bis 100Hz)
Peter
>Rechne mal aus, wie lange du bei 10Hz benötigst, zB eine DIN 4
>Schreibmaschinenseite zu übermitteln. ;-)
Aber wenn man nur einen 8Bit-Wert fuer die Garageninnentemperatur oder
aehnliches uebertragen will?
Ich meine auch der elektronische Tacho an meinem Fahrad wuerde auch
irgendeine sehr niedrige Frequenz benutzen um ab und an mal eine neue
Umdrehung zu uebertragung. Allerdings ist die Reicheweite da auch nur
mit Muehe einen Meter.
Olaf
Sicher nicht mit 10Hz HF. Die Wellenlänge bei 10 Hz beträgt 30.000Km.
Nimmt man 1/4 lambda sinds immernoch 7500 km. Das läßt sich mit
Verlängerungsspulen noch erheblich verkürzen. Allerdings steigen die
Verluste und die Bandbreite nimmt ab. Und die abgestrahle HF ist selbst
bei Speisung mit 1MW nicht sehr hoch ;-(
Schatzungsweise brauchts auch 10s für ein Bit ;-)
--
mfg hdw
> Stöber mal ein bischen mehr auf den Seiten rum.
> Hier gibt es Alternativen, sogar mit Beschreibung der Antennencharakterisik
> http://www.vlf.it/minimal2/minimal2.html (Breitandantenne bis 100Hz)
>
> Zusammen mit der Rauschanpassung von OPs ergeben sich dann folgende
> Erkenntnisse:
> http://www.vlf.it/minimal/minimal.htm (Breitandantenne bis 100Hz)
Das sieht interessant aus. Insbesondere die Anmerkdung, daß dickerer Draht
besser sei, weil ein höherer Widerstand stärker rauscht. Ich werde am
besten mal ein paar kleine Spulen ausprobieren und mit einer daneben
gehaltenen Spule per Signalgenerator etwas größere Signale induzieren und
dann mal sehen, wie sich die Drahtdicke, Durchmesser, Form, verschiedene
Kerne usw. auf Rauschen und Empfindlichkeit auswirken.
> Ich meinte mit gleicher Stärke die Feldstärke. Dann gibts eine
> Induktionsspannung von 8V (unbedämpft).
Ok, dann macht das Sinn, denn bei höheren Frequenzen ist die induzierte
Spannung bei gleicher Feldstärke höher.
> Mit einem passiven TP am Eingang kannst du den Eingangsverstärker
> optimaler auslegen. Nach dem TP bekommst du eine Spannung, die
> (theoretisch) unabhängig ist von der Frequenz (im Frequenzbereich von
> -20dB/Dekade Amplitudenverlauf).
Werde ich dann mal ausprobieren. Diese Woche müsste auch mein neues
PicoScope kommen, damit könnte man das bestimmt gut simulieren, indem ich
den Funktionsgenerator verwende, um ein Wechselfeld mit einer weiteren
Spule zu erzeugen und dann messe, was mit und ohne Filter ankommt. Mit
einem kleinen Programm kann man dann ein Sweep durchlaufen lassen und eine
Filterkurve aufzeichnen, sowie den Rauschabstand messen.
> Das in einem späteren Posting erwähnte Widerstandsrauschen bekommt man
> mit einem TP auch in den Griff. Stichwort kT/C--Rauschen.
Habe dazu den Artikel hier gefunden:
http://de.wikipedia.org/wiki/W%C3%A4rmerauschen
Klingt interessant. Ich sollte also wohl auch nach Möglichkeit keine
Kohleschichtwiderstände in der OP-Schaltung einsetzen und die Schaltung im
Eisschrank betreiben :-) Der TP hilft dabei aber nur bei der Filterung der
hohen Frequenzen, was schonmal gut ist, da dadurch der Dynamikumfang
steigt, aber das Nutzsignal kann dennoch im Rauschen untergehen, wenn man
nicht aufpasst, sodaß ein dickerer Draht dennoch ein wenig helfen könnte,
denke ich mal.
> Sicher nicht mit 10Hz HF. Die Wellenlänge bei 10 Hz beträgt 30.000Km.
> Nimmt man 1/4 lambda sinds immernoch 7500 km. Das läßt sich mit
> Verlängerungsspulen noch erheblich verkürzen. Allerdings steigen die
> Verluste und die Bandbreite nimmt ab. Und die abgestrahle HF ist selbst
> bei Speisung mit 1MW nicht sehr hoch ;-(
> Schatzungsweise brauchts auch 10s für ein Bit ;-)
Da müsste sich eine Phasenmodulation noch mit Relais auswerten lassen ...
Lutz
--
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> Das sieht interessant aus. Insbesondere die Anmerkdung, daß dickerer Draht
> besser sei, weil ein höherer Widerstand stärker rauscht. Ich werde am
> besten mal ein paar kleine Spulen ausprobieren und mit einer daneben
> gehaltenen Spule per Signalgenerator etwas größere Signale induzieren und
> dann mal sehen, wie sich die Drahtdicke, Durchmesser, Form, verschiedene
> Kerne usw. auf Rauschen und Empfindlichkeit auswirken.
Weil Du von "kleinen Spulen" schreibst, wollte ich mal darauf
hinweisen, dass die zu messende Spannung proportional der Fläche der
Spule ist. Bei gegebener Drahtlänge hat also die Spule mit dem größten
Radius den besten Effekt. Kurz: eine riesige Windung wäre das Beste.
Praktisch denke ich mir, dass ein Rahmen 1m*1m aus Kabelkanal gebaut,
sinnvoll wäre.
Der Widerstand ist, was das Rauschen anbelangt, in Relation zum
Rauschen der Elektronik zu sehen. Wenn ich mich nicht verrechnet habe,
dann ergeben bspw. 100 Ohm: 2,3 nV/sqr(Hz), also die Größenordnung,
die Du bei f<=10 Hz (!) bei guter Elektronik auch hast.
Was hälst Du denn von einem rauscharmen Mikrofonverstärker als
Vorstufe? Bspw. den (obsoleten) SSM2017. Möglicherweise besser wäre
wohl noch ein MAT02 als Vorstufe, weil der eine niedrige 1/f-Corner
hat und das Rauschen bei 10Hz mit 1,6 nV/sqr(Hz) angegeben ist.
Gruß
rb
Wieviel Bsp. brauchst Du noch? Immerhin sind dort sieben Stück mit diversen
km
Lackdraht aufgeführt.
Tipp: Errechne mal die *Rauschanpassung*, die liegt beim Bsp.-OP 27 im
Bereich
von 3 bis 4kOhm (steht im Datenblatt). Das sieht man deutlich an der Loop
Square side 75 cm
Turns number 2500
Total length 7500 m
Wire diameter 0.2 mm
Total copper weight 2.12 kg
Resistance 4.1 kOhm
Aber Achtung, beachte auf den Aufwand.
Ich war schon froh die 1m-Loop mit nur halb soviel Draht fertig zu bekommen.
Sobald Du andere Verstärker einsetzt kommen auch andere
Rauschwiderstandswerte
zum Tragen. Nun frag mich aber bitte keiner wie eine Anpassungsabweichung
zum
optimalen Rauschabstand berechnet wird. Vielleicht hat jemand diese Info
gratis.
Peter
> Was hälst Du denn von einem rauscharmen Mikrofonverstärker als
> Vorstufe? Bspw. den (obsoleten) SSM2017. Möglicherweise besser wäre
> wohl noch ein MAT02 als Vorstufe, weil der eine niedrige 1/f-Corner
> hat und das Rauschen bei 10Hz mit 1,6 nV/sqr(Hz) angegeben ist.
Der MAT02 sieht gut aus, Reichelt hätte den sogar, aber 14 Euro für zwei
Transistoren ist schon recht teuer. Man muß dabei dann ja auch die
Versorgungsspannung sehr stabil halten. Mit einem OP hat man nicht so sehr
das Problem, vermute ich mal, da Störungen der Versorungsspannung nicht so
stark auf das Signal durchschlagen. Ich habe daher erstmal ein paar LT1028
bestellt, die mit 5,95 Euro pro Stück auch ein wenig bezahlbarer sind.
Ich weiss jetzt nicht genau was Du da vorn anschliessen moechtest, aber
sieh Dir diesen mal an, gibt es bei Digikey:
http://www.semicon.panasonic.co.jp/ds2/SJF00032DED.pdf
Falls Du bipolar mit niedrigem 1/f Knie brauchst, koennte der BCX70K
interessant sein.
Versorgung mit LM317 und 10uF am ADJ Pin abregeln bringt richtig Ruhe im
Karton.
> Wieviel Bsp. brauchst Du noch? Immerhin sind dort sieben Stück mit diversen
> km Lackdraht aufgeführt.
Also bei Beispiel 2 und 3 sehen die angeblich gemessenen lila und braunen
eingezeichneten Kurven pixelgenau exakt gleich aus, weswegen ich vermute,
daß höchstens eine Spule dieser beiden Beispiele genau vermessen wurde. Die
eingezeichneten Rauschgrenzen sind auch nur die theoretischen Werte, nichts
gemessenes. Daher meine Idee, das nochmal selber nachzumessen.
>
> Tipp: Errechne mal die *Rauschanpassung*, die liegt beim Bsp.-OP 27 im
> Bereich
> von 3 bis 4kOhm (steht im Datenblatt).
Klingt gut. Was ist eine Rauschanpassung und wie berechne ich die?
Wikipedia sagt da nicht viel zu:
http://de.wikipedia.org/wiki/Rauschanpassung
Steht nur was von einer Hochfrequenzquelle. Muß ich da auch bei meinen
niederfrequenten Signalen drauf achten?
Ich glaube eine gute Idee wäre auch, wenn ich die erste OP-Verstärkerstufe
in eine Metallkiste baue, gut entkoppelte Stromversorgung daran anschließe
und das Signal von der Spule (die ich ja selbst auch mit Alufolie
abschirme) per Koaxialkabel zuführe.
> Ich weiss jetzt nicht genau was Du da vorn anschliessen moechtest, aber
> sieh Dir diesen mal an, gibt es bei Digikey:
>
> http://www.semicon.panasonic.co.jp/ds2/SJF00032DED.pdf
Angeschlossen werden soll nur ein hochohmiger AD-Wandler. Analog Devices
hat mir heute Werbung mit einem neuen geschickt: AD7190. Laut Datenblatt:
RMS noise: 8.5 nV @ 4.7 Hz (gain = 128). Da brauche ich vielleicht gar
keine externe Verstärker mehr :-) Mal sehen, ob ich ein Muster für meine
Tests bekommen kann.
Beim 2SK3372 weiß ich nicht, ob der so gut ist. Im Datenblatt steht da 4 uV
Noise Voltage. Trifft das auch auf mein < 50 Hz Eingangssignal mit
vorgeschaltetem passivem Tiefpassfilter zu?
> Falls Du bipolar mit niedrigem 1/f Knie brauchst, koennte der BCX70K
> interessant sein.
Sieht auch nicht schlecht aus. Für 10 Hz bis 50 Hz soll es um 0,135 uV
rauschen. Der LT1028 ist da aber wahrscheinlich besser. Aber ich werde wohl
sowieso nicht ums ausprobieren und messen herumkommen und viel wird auch
vom Rest der Schaltung, Aufbau usw. abhängen.
> Versorgung mit LM317 und 10uF am ADJ Pin abregeln bringt richtig Ruhe im
> Karton.
Ja, das ist eine gute Idee. Wollte das sowieso in eine Blechkiste bauen,
stbilisierte Spannung zuführen und darin dann vielleicht nochmal per LM317
(und LM337 für die symmetrische Spannungsversorung des LT1028) regeln.
oder ssm2210/2220, ungefähr das gleiche in SO-8. (Digikey, billiger)
Ich lasse gerade ein Platinchen machen ( 3 * SSM2210 parallel,
dann AD797, 60 dB gain bei 1 MHz -1 dB-Bandbreite, 600 pV/sqrt Hz),
37 * 63 mm, fast alles SMD. Bis zu 20 mV Offset werden per Integrator weggeregelt,
also geht's trotz DC-Kopplung erst bei ca. 1 Hz los. Die Schaltung
lehnt sich recht nah an die Datenblätter an.
Über die Feiertage hab' ich das erst mal mit MAT02 auf Lochraster aufgebaut.
http://www.bilder-hochladen.net/files/9hqp-1-jpg.html
Die MAT-02s sind schon gut abgelagert. Waren mir immer
irgendwie zu gut zum Verbasteln...
73, Gerhard, dk4xp
Zum "Gras wachsen hoeren" schon, z.B. so etwas:
http://www.analog.com/static/imported-files/data_sheets/OP470.pdf
Der soll selbst bei 10Hz noch typisch 3.8nv/rtHz schaffen.
> Beim 2SK3372 weiß ich nicht, ob der so gut ist. Im Datenblatt steht da 4 uV
> Noise Voltage. Trifft das auch auf mein < 50 Hz Eingangssignal mit
> vorgeschaltetem passivem Tiefpassfilter zu?
>
Japanische Datenblaetter sind notorisch zu knapp. Die haben das nur
ueber die Audio "A-Curve" angegeben, die hier erklaert ist:
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/sound/acont.html#c2
>> Falls Du bipolar mit niedrigem 1/f Knie brauchst, koennte der BCX70K
>> interessant sein.
>
> Sieht auch nicht schlecht aus. Für 10 Hz bis 50 Hz soll es um 0,135 uV
> rauschen. Der LT1028 ist da aber wahrscheinlich besser. Aber ich werde wohl
> sowieso nicht ums ausprobieren und messen herumkommen und viel wird auch
> vom Rest der Schaltung, Aufbau usw. abhängen.
>
>> Versorgung mit LM317 und 10uF am ADJ Pin abregeln bringt richtig Ruhe im
>> Karton.
>
> Ja, das ist eine gute Idee. Wollte das sowieso in eine Blechkiste bauen,
> stbilisierte Spannung zuführen und darin dann vielleicht nochmal per LM317
> (und LM337 für die symmetrische Spannungsversorung des LT1028) regeln.
>
Und das Handy ausschalten. Die BE Strecken innerhalb der Opamps und auch
von Bipolartransistoren richten ein wenig vom GSM Signal gleich und dann
gibt es alle paar Minuten lautes Geknatter. Schon aus dem Grund sind mir
FETs stets lieber, wenn es irgendwie geht. Die Leute bei einem Kunden
wollten das erst nicht glauben. Bis die Entwicklungsleiterin reinkam und
gerade eine Text Message bekam. Wir hatten gerade meinen Laptop mit
Spektrum-Display laufen und die Lautsprecher eingeschaltet ... tock ...
to-tock ... rrratat ... *POCK*.
> Über die Feiertage hab' ich das erst mal mit MAT02 auf Lochraster aufgebaut.
> http://www.bilder-hochladen.net/files/9hqp-1-jpg.html
Sieht gut aus und das Gehäuse scheint wirklich sehr robust zu sein. Was hat
so eine dicke Wandstärke für Vorteile gegenüber normaleren Blechgehäusen?
So aehnlich wie die Wurzelholzvertaefelung im Daimler? Sieht edel und
teuer aus.
<duck>
--
SCNR, Joerg
>> Über die Feiertage hab' ich das erst mal mit MAT02 auf Lochraster aufgebaut.
>> http://www.bilder-hochladen.net/files/9hqp-1-jpg.html
>
>Sieht gut aus und das Gehäuse scheint wirklich sehr robust zu sein. Was hat
>so eine dicke Wandstärke für Vorteile gegenüber normaleren Blechgehäusen?
1. Es war da.
(wenn's nicht da ist, gibts was ähnliches bei Kühlkörper-Fischer, ghf-x3 oder so)
2. Man muss weniger wegfräsen als für dünne Wände und die Gewinde
brechen nicht gleich raus.
3. Diese auch nicht billigen Weichblechdinger sehen viel dichter aus
als sie wirklich sind.
So ein 10 cm langer Schlitz _ist_ eine Antenne.
4. Verbiegt sich kein bisschen, wenn's einem auf den baren Fuß fällt.
5. Es schirmt wirklich ab und ist dicht dank der 20 Schrauben.
Wenn's um pV geht, sind die Einstreuungen wirklich überall.
Schon das thermische Rauschen der 4 parallelen 10-Ohm-Widerstände im
Spannungsteiler der Gegenkopplung verschlechtert das Rauschen spürbar.
(zuerst hatte ich nur 2 * 10 Ohm, hab' dann noch 2*10 Ohm huckepack
draufgelötet, sieht man nicht gut im Bild).
6. Wenn man die Schrauben reindreht, kommt einem das vor, als ob
man einen Zylinderkopf montiert :-)
7. Es ist ganz einfach eine tolle haptische Erfahrung.
Gruß, Gerhard
>So aehnlich wie die Wurzelholzvertaefelung im Daimler? Sieht edel und
>teuer aus.
>
><duck>
Das __war__ teuer, aber nicht wegen des bisschen Messings,
sondern weil eine ganze Menge Stunden dafür draufgegangen ist
die ich niemandem umgehend berechnen kann.
Verbuchen wir unter "Eigenforschung zur Sicherung des
wissenschaftlich-technischen Niveaus".
(Bei Fraunhofer nennen die das tatsächlich so, aber die bezahlen
ihre Mitarbeiter trotzdem...)
Gruß, Gerhard
Ich nehme meist ein Stueck Blech, die Blechschere, den dicken Loeterich
und dann wird ein Gehaeuse gebaut. Wenn die ganze Chose Leuten im Anzug
vorgefuehrt werden muss, nehme ich Messing oder Kupfer und poliere das
hinterher mit Wenol. Als ich die letzte Tube so gut wie durch hatte kam
mir ein Zufallsfund zuhilfe. In einem hiesigen Kuechengeschaeft zwei
grossen Tuben gefunden, sofort beide gegriffen und zur Kasse gestuermt.
Einfache Gehaeuse fuer schnelle Experimente baue ich oft aus Keksdosen.
Ist aber nicht gut fuer die Wampe ;-)
--
Gruesse, Joerg
> Ich nehme meist ein Stueck Blech, die Blechschere, den dicken Loeterich
> und dann wird ein Gehaeuse gebaut.
Klingt nach einer guten Idee, da man dann die Größe optimal auf die
Schaltung oder den Einbaufall abstimmen kann. Wie kann man das
elektromagnetisch dicht bauen, sodaß man aber bei Bedarf aber auch wieder
an die Bauteile kommt, wenn man was ändern will? Das einfachste wäre wohl,
es komplett zuzulöten und bei Bedarf einfach wieder mit der Blechschere
aufschneiden.
> Wenn die ganze Chose Leuten im Anzug
> vorgefuehrt werden muss, nehme ich Messing oder Kupfer und poliere das
> hinterher mit Wenol. Als ich die letzte Tube so gut wie durch hatte kam
> mir ein Zufallsfund zuhilfe. In einem hiesigen Kuechengeschaeft zwei
> grossen Tuben gefunden, sofort beide gegriffen und zur Kasse gestuermt.
Gibt noch andere Produkte, z.B. für Autoverrückte gibt es da einiges, wie
Dursol usw.
> Einfache Gehaeuse fuer schnelle Experimente baue ich oft aus Keksdosen.
> Ist aber nicht gut fuer die Wampe ;-)
Praktisch wäre dabei, daß der Deckel wahrscheinlich recht dicht ist, man
aber dennoch schnell an die Schaltung kommt, sodaß man es damit
ausprobieren und ändern könnte und wenn es läuft, dann ein
Kupferblechgehäuse dafür basteln und fest einlöten.
Alternativ tuts auch ein OP27 ;-)
--
mfg hdw
> Klingt gut. Was ist eine Rauschanpassung und wie berechne ich die?
Mit dem Begriff "Rauschanpassung" kann ich persönlich nicht viel
anfangen. Ich kenne das so:
Rechnerisch setzt sich das Rauschen im Wesentlichen aus drei Größen
zusammen: A) dem Rauschen des (Quell-)Widerstands, B) dem
Spannungsrauschen der Eingangsstufe und C) dem Stromrauschen der
Eingangsstufe am effektiven Quellwiderstand.
Summe= Wurzel ( A^2 + B^2 + (R*C)^2 )
Die Pointe ist, dass bei größeren Widerständen nicht mehr die Größe B)
maßgeblich ist, sondern C).
Rauschanpassung hieße für mich also pragmatisch, dass man einen OpAmp
auswählt, bei dem die Summe bei gegebenen Quellwiderstand minimal ist.
Oder bei diskretem Aufbau, dass man den Kollektorstrom entsprechend
einstellt, weil i. A. das Spannungsrauschen mit größer werdendem
Kollektorstrom kleiner wird während das Stromrauschen hierbei größer
wird. Nach meinen bescheidenen Erfahrungen ist das erst bei
Widerständen größer als 1kOhm relevant.
Vielleicht darf ich noch zwei Anmerkungen machen. Die von Gerhard
vorgeschlagene Lösung erscheint mir am rauchärmsten. (Habe selber
kürzlich mit 1*MAT02 sowas ähnliches aufgebaut.) Und: Bei all der
Diskussion übers Rauschen sollte nicht vergessen werden, dass es Dir
ja um das Signal bzw. um das S/N-Verhältnis geht. D. h.: Verdoppelts
Du die Spule wird das Signal verdoppelt, das Rauschen aber nur um den
Faktor Wurzel(2).
Gruß
rb
In der Experimentalphase punkte ich den Deckel nur an 3-4 Stellen an.
Manchmal auch an beiden Seiten, sodass man ueberall einigermassen drankommt.
Ab und zu begrabe ich meinen Stolz und kaufe diese Schirmboxen ganz
profan von der Stange. So wie die "Knack-und-Back" Broetchen. Die
naechstgelegene Firma bei Euch koennte diese sein:
http://www.tecan.co.uk/rfiemi/products/standard_cans.php
Da kannst Du die Deckel einfach abziehen, loeten und wieder
draufstecken. Nur immer drauf achten, dass es kein Kupfer-Beryllium
Material ist. Falls ja, auf keinen Fall dran kratzen und bei der Arbeit
nicht essen oder naschen.
>> Wenn die ganze Chose Leuten im Anzug
>> vorgefuehrt werden muss, nehme ich Messing oder Kupfer und poliere das
>> hinterher mit Wenol. Als ich die letzte Tube so gut wie durch hatte kam
>> mir ein Zufallsfund zuhilfe. In einem hiesigen Kuechengeschaeft zwei
>> grossen Tuben gefunden, sofort beide gegriffen und zur Kasse gestuermt.
>
> Gibt noch andere Produkte, z.B. für Autoverrückte gibt es da einiges, wie
> Dursol usw.
>
>> Einfache Gehaeuse fuer schnelle Experimente baue ich oft aus Keksdosen.
>> Ist aber nicht gut fuer die Wampe ;-)
>
> Praktisch wäre dabei, daß der Deckel wahrscheinlich recht dicht ist, man
> aber dennoch schnell an die Schaltung kommt, sodaß man es damit
> ausprobieren und ändern könnte und wenn es läuft, dann ein
> Kupferblechgehäuse dafür basteln und fest einlöten.
>
Ja, aber da steht Danish Butter Cookies drauf und das verfuehrt zum
Oeffnen des Kuehlschranks. Was auch sehr gut geht sind Altoids-Dosen.
Ich weiss nicht ob es die bei Euch gibt, das sind ganz kleine
Minz-Bonbons. Fishermen's Friend in Metallbuechsen waren frueher auch
immer ganz gut.
Von denen habe ich auch noch HF-Stahlblechgehaeuse hier. Die sind
allerdings ziemlich steif, die Deckel gehen schwer runter. Doch dafuer
duerften sie einen dritten Weltkrieg ueberstehen und man kann so bis 3mm
Gewinde hineinschneiden.
Butzo
Fuer unsere oesterreichischen Kollegen muesste allerdings "k.u.k.
Hoflieferant" draufstehen, sonst resoniert es nicht fesch genug.
Altoids ist ja vor ein paar Jahren von Würgley geschluckt worden, da
kommen Geschmacksverwirrungen dann schon vor.
Gruß Dieter
> Die scheinen ja einen geeigneten Empfänger zu haben, breitbandig.
> Die Schumann-Resonanzen sieht man gut, aber 50HZ ist gewaltig.
> Sogar die 60Hz von jenseits der Erdkugel sieht man.
Schumann-Frequenz? 7,83Hz oder so?
Da hab ich wohl den Anfang des Fadens verpasst (kann man denn nie
Urlaub ...)
Wo sieht man die Resonanzen? Woher kommt die Energie?
50 bzw. 60 Hz verstehe ich ja ein, aber wer formt Energie mit 7,83Hz
um?
Oder habe ich was falsch verstanden ...?
Ade
Reinhard
--
Dipl-Ing. Reinhard Forster Software-Entwicklung
Mikroprozessor-Anwendungen D-76149 Karlsruhe
Rolf
> > Schumann-Frequenz? 7,83Hz oder so?
>
> Wikipedia ist dein Freund
> http://de.wikipedia.org/wiki/Schumann-Resonanz
>
Danke! (hätt ich ja auch selber draufkommen können ... :-()
Bisher hab ich diese 7,83Hz-Geschichte immer für esoterischen
Schnickschnack gehalten - aber man lernt ja dazu.
>
> Was hälst Du denn von einem rauscharmen Mikrofonverstärker als
> Vorstufe? Bspw. den (obsoleten) SSM2017.
>
> Gruß
> rb
>
Gibt seit einiger Zeit den Nachfolger SSM2019 mit gleichen bzw.
ähnlichen Daten.
Gruß
Jorgen
Und ich dachte das ergäbe eine Art Badewannenkurve, unter und
oberhalb des "Rauschwiderstandes" abnehmende Empfindlichkeit.
Dann könnte man analog zu Filtern sagen:
Der "Rauschwiderstand" setzt den oberen Eckpunkt der
Empfindlichkeit, oder?
Peter
Eindruck einer Badewannenkurve könnte bei Betrachtens des Rauschens von
Fet/Mosfets entstehen. Die haben im tiefen Bereich (<10Hz) ein erheblich
höheres Funkelrauschen als bipolare OPs. Deshalb werden Mosfet OPs im
Bereich <10 Hz nicht eingesetzt.
http://de.wikipedia.org/wiki/Funkelrauschen
Die obige Gleichung gilt allgemein für nicht korrelierte Rauschquellen.
Zu (äquivalenten)Rauschwiderstand siehe:
http://de.wikipedia.org/wiki/%C3%84quivalenter_Rauschwiderstand
--
mfg hdw
Ich weiß nicht genau, ob ich Dich richtig verstanden habe, ich
schreibe mal, wie ich das sehe. Wenn Du bspw. ein dynamisches Mikrofon
mit 600 Ohm hast, dann gewinnt doch der Verstärker, bei dem die obige
Summe am kleinsten ist und nicht der, bei dem alle Rauschparameter
auch bei 600 Ohm liegen. Das heißt ja in der Regel dann nur, dass dann
alle drei genannten Größen gleich gross sind. Das ist sicherlich auch
eine gewisse Optimierung, z. B. des Stromverbrauchs, aber doch nicht
des Rauschens.
Beim Spulenbeispiel hast Du natürlich bei einer extrem kleinen Spule
also bspw. bei einer Windung quasi kein Signal, aber dafür immer noch
das Spannungsrauschen. Das entspäche dann vielleicht in Deinem Sinne
dem linken Rand der Badewanne. Wenn das Stromrauschen anfängt zu
überwiegen, dann macht mehr Aufwand immer weniger Sinn, weil dann
dessen Anteil ja nicht mit Wurzel(R) geht, sondern auch proportional
zu R ist. (Siehe R^2 oben in der Wurzel.) Im praktiblen Bereich und
bei einem geeigneten Verstärker wie in den Beispielen genannt, sollte
das thermische Rauschen der Quelle überwiegen. Weil sonst hast Du halt
sinngemäß noch nicht den besten Verstärker. Wenn Du bspw. eine Spule
von 500 Ohm hast und verdoppelst diese dann, dann verdoppelst Du das
Signal, aber das Rauschen grob nur um Wurzel 2. Das hat natürlich
seine Grenzen im Stromrauschen, wie oben erwähnt, aber dann kannst Du
ja wieder einen diesbezüglich besseren Verstärker wählen.
Eine Badewannenkurve hast Du natürlich beim diskreten Aufbau, dann
kannst Du durch Wahl des Kollektorstroms das Rauschen minimieren. Wie
schon beschrieben. Schau mal ins Datenblatt vom MAT02 (müßte bei
Analog Devices zu finden sein, habe noch ein altes PMI-Buch). Dort
sieht Du ein Diagramm "Total Noise vs. Collector Current". Für 100kOhm
ist so eine typische Badewannenkurve zu sehen.
Ich bezog mich auf den Anwendungsfall des OP. Bei einem hochohmigen
Eingang sind möglicherweise noch andere Faktoren zu berücksichtigen.
Oder bspw. beim AD811 ist das Stromrauschen schon ab 100Ohm dominant,
aber der ist ja auch für Breitband optimiert.
Gruß
rb
... Und Excel zeigt mir auch etwas anderes an als ich bisher dachte:
Meine Definition "Rauschwiderstand" ist leider sinnfrei.
Zuerst wächt das Wärmerauschen um den Betrag Wurzel ("R") an.
(Wiki: "Rauschspannung")
Ab dem Eckpunkt (Rauschspannung=Rauschstrom*R)
wächst das Rauschen linear mit dem Widerstand "R".
So, und beim OP27 liegt dieser äußerst unbedeutende Eckpunkt
bei ca. 15kOhm :-/.
Peter