Feritová anténa - náhradní schema a vliv stínění

[Milan]

V poslední době trávím valnou část svého času v dílně repasováním starých rádií. V dílně mám obrovskou úroveň rušení , které nelze žádným filtrem ani odrušit, ani jinak odstranit, patrně v důsledku vedení svodu hromosvodu po stěně dílny a přizemnění PE a spojení se zemničem hrmosvodu kdesi pod betonovou podlahou . Stačí kus drátu 1m dlouhý jako anténa a na SV a DV to chrčí jak nakřáplé piáno. KV jsou již v pořádku. Tranzistoráky apod. s feritovou anténou hrají ale čistě , takže rušení pochází z místních zdrojů / elektrická složka pole. Chci si proto udělat pro připojení rádií náhradní "aktivní" širokopásmovou feritovou anténu (rámové jsou prostorově nešikovné) .

Takže jsem vzal standartní tyčku 160x8mm ještě Pramet , ovinul ji po celé
délce cca 50 záv. CY 0,5 , zbastlil jednoduchý zesilovač , připojil na právě rozdělaný Tesla 612A a zkoušel . Výsledek velmi nadějný, rušení kleslo tak o 20dB ( záleží na frekvenci naladěné na rádiu) , úroveň signálu srovnatelná
s drátem cca 5m ( týká se SV a DV) . Cívka /anténa není laděná, točit mnoha kolečky při ladění bylo obvyklé tak před 80-100 lety . Abych to trošku optimalizoval ( Millerova kapacita zesilovače + vlastní kapacita cívky
cca 12pF vytváří nežádoucí tupou rezonanci kolem 1 MHz , indukčnost cívky je cca 140uH ) , hledám elektrický náhradní model samotné feritové tyčky s cívkou pro simulaci , a kupodivu nenašel jsem nic ani na německých webech, kde je o feritkách atd. hodně věcí. Je jasné, že základní podmínkou pro "neladěnou" širokopásmovost je co nejmenší vstupní odpor zesilovače - pak se příliš neuplatní parazitní kapacity. Takže asi zapojení tranzistoru na vstupu SB , ale to mi oproti SE se stejným tranzistorem a jeho Millerovou kapacitou dává jen třetinové napěťové zesílení. Pro optimální "napasování" antény by bylo potřeba znát náhradní schema antény - a zde tápu - ví někdo ?

Je doporučováno pro zlepšení potlačení el.složky pole anténu stínit (Al trubka, alobal ap , nesmí tvořit závit nakrátko). Ona ta tyčka přímo u rádia chytá zřejmě vyzařující oscilátor popř. mf zesilovač, takže to na SV a DV při ladění kolem stanice trochu "pohvizduje" . Obalil jsem tyčku s cívkou
volně alobalem , avšak indukčnost cívky klesla ze 140uH na cca 50uH . To mi by bylo nakonec jedno, ladit ji nebudu ,ale předpokládám, že podobně
poklesl i magn. tok a tím i napětí signálu. Jestli je alobal spojen či nespojen s jedním koncem cívky, nemá vliv na velikost indukčnosti. Čím to může být, že to o tolik poklesne ? U malých cívek s Al krytem dělá rozdíl s krytem a bez krytu tak do 20% indukčnosti, tady je to strašně moc . Kapacita vinutí cívky proti alobalu je cca 25 pF , měřák ukazuje měřící kmitočet cca 300 kHz , takže tou zvětšenou kapacitou to také není. Třeba někdo poradí .
Díky za názory.

[Hill]

Účinnost feritové antény stojí a padá s naladěním do rezonance a dostatečnou vzdáleností od všech vodivých předmětů, které by mohly ovlivnit jakost a ladění rezonančního obvodu. Přece víš, že šířka pásma je nepřímo úměrná jakosti laděného obvodu. A čím menší šířka pásma, tím méně nežádoucích signálů se do antény úspěšně naindukuje. Samozřejmě příliš malá šířka pásma se projeví i v detekovaném nf signálu, takže na dlouhých vlnách je někdy vhodné jakost laděného obvodu poněkud omezit, například menším zatěžovacím odporem. Na středních vlnách už obvykle šířka pásma stačí, na krátkých už je lepší tomu pomoci pásmovou propustí laděnou společně s feritkou (něco jako preselektor).
Čili se pokoušíš porušit obě podmínky pro její úspěšnou funkci. Zabalením do alobalu nejen změníš její indukčnost, ale způsobíš ztráty vířivými proudy v tom obalu. Uvědom si, že hustota magnetických siločar je v těsné blízkosti feritové tyčky největší. Hliník také odstíní feritovou tyčku od každého magnetického pole, tedy i od užitečného signálu.
Řešit nějakou Millerovu kapacitu je také nesmysl - vždy je lepší na feritku k laděnému obvodu přivinout vazební vinutí nebo na laděné cívce vyvést odbočku, aby připojený vstup připojeného zesilovače nijak významně neovlivňoval ladění.
Na širokopásmovou feritku proto zapomeň. Nezbiude ti, než ji taky ladit.

[Milan]

Díky za názor , ale to, co potřebuji ,tj. zbavit se rušení způsobeného el.složkou pole (nikoliv nějaký dálkový příjem ), existuje s mnoha podobách
i na netu - já jsem se inspiroval na stránkách B.Kainka (to asi znáš) . Ladit
obvod v podstatě jakéhosi předzesilovače je určitě pomoc , ale na praktickou obsluhu zcela na houby ,navíc vyžadující souběh lad.obvodu. se stupnicí rádia - a to je skoro každé jiné , jinak je to ladění metodou pokus omyl ( pokud je obvod opravdu selektivní) . I když tedy nemám teoretický základ pro nějakou optimalizaci, snad si dokážu experimentálně s řešením
poradit , měřáky na tyhle frekvence mám.

[Hill]

Pak už ti pomůže jen dobrá venkovní drátová anténa, čím vyšší, tím lepší.
Pokud si to dobře pamatuji, tak elektrická složka pole (jak užitečného, tak rušivého) je kolmá na magnetickou složku a jedna bez druhé nemůže existovat.

[samec]

A čo tak zapojiť dve antény a rozdielový zosilňovač? Jednu feritovú anténu, čo chytá užitočný signál aj rušenie a druhú čo chytá len rušenie, alebo aj užitočný signál v protifáze.

[Milan]

To Hill - tak to sotva, čím natáhnu drát delší, tím je rušení větší - místo bez rušení tu v okolí nemám , rozvod sítě je ve vzduchu ze dvou stran baráku
a malá FV vedle u souseda, velká cca 500m. Navíc nejsem příznivcem "dodatečných" hromosvodů do baráku . Budu vycházet z předpokladu, že tranzistoráky hrají uspokojivě, takže feritka pomáhá . Užitečný signál se do ní naindukuje ať je v rezonanci nebo ne ,neb jej "vyrábí" magn složka pole závislá jen na tom, kolik toho dorazí z vysílače. Jde jen o to, dostat jej rozumně ven. A ten rezonanční zisk musí nahradit zesilovač.

To Samec - tak na jednom kmitočtu by se to snad povést mohlo , nebudu-li uvažovat fading , přeladitelné v pásmu cca 150 kHz - 1,5MHz je pravděpodobně utopie.

[masar]

Jeden tématický obrázek:

Podívej se, jak to dělají jiní jinde.

[samec]

To Samec - tak na jednom kmitočtu by se to snad povést mohlo , nebudu-li uvažovat fading , přeladitelné v pásmu cca 150 kHz - 1,5MHz je pravděpodobně utopie.

Odpovedajúca vlnová dĺžka je 200m až 2km. Ak budú obe antény od seba na niekoľko centimetrov, tak pri tom frekvenčnom rozsahu budú prakticky súmiestné. Rušivá elektrická zložka bude na oboch anténach rovnaká bez ohľadu na ich orientáciu. Užitočná magnetická zložka bude závisieť od smeru vinutia antény.

[Milan]

Inspiroval jsi mě Samče k namáhání šedé kůry , což není v mém věku již tak jednoduché . Zkusím to co navrhuješ s jednou anténou , tedy tyčkou.
Dám-li na ni dvě rozměrově malé cívky , pak se budou vůči elektrické složce
pole chovat stejně, jak píšeš z důvodu velké vlnové délky ve srovnání s jejich rozměry. Rušivý signál z el. složky pole vyvolá u obou stejný proud/napětí proti zemi . Když to přivedu na diferenciální zesilovač spolu
se signálem od obou cívek z magnetické složky pole , který prohozením konců jedné cívky otočím do protifáze, pak by se měl signál rušivý odečíst a užitečný sečíst . Myslím, že zapojení konců /směr vinutí nebude mít v daném místě velký vliv na velikost rušivého signálu - představuji si to pro názornost jako dva v ideálu stejné kondenzátory zapojené proti zemi , zapojím-li jeden "obráceně", nestane se nic.
Pak nepotřebuji stínění. Pokud moje úvaha není scestná , neb ďábel se skrývá v detailech, mohlo by se to povést. Vyzkouším a dám zprávu .
Samozřejmě to neřeší rušení, které je v magn. složce pole , to ale neřeší
v tomto případě stínění alobalem apod.

Jo díky Masare za odkaz , jsou to tam samí ujetí šílenci (podobně jako tady) .

[Ivan_Ryger]

Dôvod, prečo feritka lepšie odstraňuje rušenie nie je v tom, že by elektrická a magnetická zložka rušenia sa dali oddeliť. Raz, ak je elektromagnetická vlna vybudená, elektrická a magnetická zložka vždy existujú súčasne a sú previazané cez konštantu- impedanciu voľného priestoru.

Dôvod, prečo je feritka účinná pri odstraňovaní rušenia je, že napriek jej malým rozmerom voči vlnovej dĺžke je veľmi smerová. Vďaka tomu funguje ako malá dipólová anténa s prakticky dokonalým osmičkovým vyžarovacím diagramom. Dá sa smerovať potom na minimum rušenia.

Toto je ťažké realizovať drôtovou anténou, pretože tá pri porovnateľnej účinnosti musí mať oveľa väčšie rozmery, a teda zasahuje väčšiu časť "objemu priestoru" z ktorého prichádza rušenie. Veľké drôtové antény sú veľmi ovplyvnené okolitými objektami, deformujúcimi ich vyžarovací diagram, navyše sa ťažko dajú otáčať na odstránenie rušenia.

Efektívna veľkosť ekvivalentnej dipólovej antény s rovnakou účinnosťou je priamo úmerná permeabilite feritu. Feritka totiž pri vložení do homogénneho elmag. poľa deformuje magnetické siločiary tak, aby boli vždy kolmé voči povrchu feritu- materiálu s vysokým ur. Elektrické siločiary zostanú kolmé na magnetické a Poyntingov vektor bude kolmý stále na obe tieto siločiary.

Rámová anténa je niekde medzi feritkou a drôtovou anténou,keďže jej rozmery sú väčšie v porovnaní s feritkou.

[masar]

Tohle považuju za rozporuplné a nesprávné vyjádření dané problematiky. Hned první větu považuji za nepravdivou.

[breta1]

Sice nevím, jak to vysvětlit, ale praxe je taková, že tak hluboké minimum signálu jak dokáže udělat feritka, žádná drátová anténa udělat neumí

[Milan]

Na antény jsem se nikdy nezaměřoval , takže co umí drát nevím . Já ale vidím u feritky trochu jiný výklad funkce : Díky velké permeabilitě µr
vzniká při intenzitě magn. pole, které dorazilo k feritce z vysílače, zhruba
µr x větší indukce a magn. tok než v "prázdné" cívce , takže platí-li ještě
UL = dΦ/dt, i µr x větší napětí. Četl jsem kdesi teorii o "vysávání / zhušťování " magn. siločar do feritky , to se mi ovšem vůbec nezdá, jaká síla by ten ohyb siločar způsobila ? Že nelze oddělit v ( nestatickém) elmg. poli E a H platí , nedávno tu byla o tom velká diskuze , ale nic nemůže bránit tomu,aby nějaké zařízení přijímalo jen H nebo jen E složku pole, ať si do té konstrukce lezou obě , pokud to dokáže někdo takto zkonstruovat.
Vztah mezi impedancí vakua, E a H platí v homogenním poli , tj. někde
daleko od vysílače. V jeho blízkém poli se mohou díti různá zvěrstva .

Ale Ivane , neplyne z tvé znalosti teorie náznak el.náhradního schématu feritky ? Stále po něm pátrám .

[masar]

Princip funkce feritové antény byl popisován v mnoha publikacích počátkem 60-tých let. Jednou takovou knížkou (dnes i určitá "srdeční" záležitost) jsem byl zasažen i já. Připomeňme si, co o feritové anténě vysvětlovala. Nedomnívám se, že by se od té doby pohled na tuto problematiku nějak výrazně změnil.

[breta1]

Pěkné čtení.
Akorát nerozumím tomu, že když jsou na opačných koncích feritky vinutí pro SV a pro DV, že se při příjmu SV má zkratovat vinutí pro DV.
Na jednu stranu je honba za co největším Q, a pak se to zatluče závity nakrátko??