10.5.19: Ferrit-Leistungsübertrager
Der Ringkern FT140-77 (erhältlich bei Reichelt) ist für HF-Breitbandübertrager geeignet. Das Material 77 ist für 0,5 MHz bis 50 MHz vorgesehen. Der verwendete Ringkern mit einem Durchmesser von 35,6 mm hat einen Al-Wert von 2250 nH/n". Mit drei Windungen sollte sich eine Induktivität von 20 µH ergeben. Das wollte ich nachmessen.
Die Spule mit drei Windungen wurde zusammen mit einem parallelen Kondensator von 550 pF als Schwingkreis mit einem HF-Generator und dem Oszilloskop durchgemessen. Die Resonanzfrequenz war 800 kHz. Daraus ergibt sich eine Induktivität von 70 µH, also wesentlich mehr als die berechneten 20 µH. Vermutlich ist 70 µH die Anfangsinduktivität für kleine Aussteuerung, Bei großer Aussteuerung sinkt die Induktivität dann bis auf 20 µH. Die Bandbreite wurde mit 200 kHz bestimmt. Die Güte bei 800 kHz beträgt also nur 4. Aber das ist für einen Breitbandübertrager zweitrangig. Für Schwingkreise würde man eher Eisenpulverkerne verwenden.
Mit der gleichen Methode wurde dann auch der experimentelle Doppelloch-Kern aus Klappferriten durchgemessen. Bei 3 Windungen und 550 pF wurde die Resonanzfrequenz mit 2 MHz bestimmt. Mit drei Windungen hat der Kern also 11 µH. Die Bandbreite war 200 kHz, die Güte also diesmal 10. Der Vergleich mit dem Ringkern legt nahe, dass man den Doppellochkern mit mehr Windungen verwenden sollte. Damit würde der Kern weniger stark in die Sättigung getrieben und hätte vielleicht weniger Verluste.
Der Trafo hat jetzt sieben Windungen aus vieradrigem Flachbandkabel. Je zwei Adern wurden parallel geschaltet. Diesen HF-Übertrager habe ich zum Test einfach in die Antennenleitung geschaltet und dann auf 80 m, 40 m und 20 m mit FT8 getestet. Das Ergebnis: 100 Watt wurden problemlos übertragen, und der Doppellochkern wurde nicht einmal merklich warm.
Mit etwas anderer Beschaltung konnte der Kern auch für eine Mantelwellensperre verwendet werden. Wenn zwei Adern einen Wellenwiderstand von ca. 100 Ohm haben, bringt die Parallelschaltung 50 Ohm. Und die Induktivität dürfe über 50 µH liegen.
Fazit: Wenn mal gerade der richtige Ringkern fehlt, geht es auch mit Klappferriten. Das erinnert mich an einen BALUN, den ich vor vielen Jahren mal in Ermangelung des richtigen Kerns einfach auf den Ferritkern eines Zeilentrafos gewickelt habe. Das Material war definitiv nicht für Kurzwelle vorgesehen, aber es hat trotzdem gut funktioniert.
Erfahrungen von Ralf Beesner
Ich hatte vor vielen Jahren für meinen ersten Versuch mit einem kleinen Schaltregler eine zufällig vorhandene Fertigspule verwendet, die die passende Induktivität hatte, aber als "Supressor Coil" gekennzeichnet war. Der Versuch ging völlig daneben, weil das Ferritmaterial solcher Spulen gezielt auf hohe HF-Verluste ausgelegt wird; Supressor Coils sollen nicht nur die HF sperren (und möglicherweise ungewollt mit irgendwelchen Kapazitäten in der Gesamtschaltung "schöne" Resonanzüberhöhungen produzieren), sondern in Wärme umwandeln und so aus der Welt schaffen. Mit Klappferriten ist es offenbar ähnlich; deshalb taugen die wohl nur zum HF-Vernichten, nicht zum HF-Übertragen
Einschätzungen von B. K
Jedes Ferritmaterial hat anscheinend eine typische Frequenz, oberhalb derer die Verluste stark zunehmen. Meine Vermutung ist, dass die Klappferrite so ausgelegt, sind, dass sie bei 100 MHz und höher stark dämpfen. Das könnte der Grund sein, dass ich zumindest bis 30 MHz noch damit arbeiten kann, solange ich den Kern nicht in die Sättigung bringe. Bei meinen Vorversuchen war vermutlich der Blindstrom wegen Fehlanpassung viel zu groß. Mit mehr Windungen und der korrekten Impedanz wurde die Sättigung anscheinend mit 100 W nicht mehr erreicht. Interessant ist auch, dass der Doppellochkern aus Klappferriten sogar eine höhere Güte hatte als der für Breitbandübertrager vorgesehene Ringkern. In einem solchen Übertrager gibt es vermutlich immer Verluste, aber sie machen nur wenige Prozent aus.
Der Ringkern FT140-77 (erhältlich bei Reichelt) ist für HF-Breitbandübertrager geeignet. Das Material 77 ist für 0,5 MHz bis 50 MHz vorgesehen. Der verwendete Ringkern mit einem Durchmesser von 35,6 mm hat einen Al-Wert von 2250 nH/n". Mit drei Windungen sollte sich eine Induktivität von 20 µH ergeben. Das wollte ich nachmessen.
Die Spule mit drei Windungen wurde zusammen mit einem parallelen Kondensator von 550 pF als Schwingkreis mit einem HF-Generator und dem Oszilloskop durchgemessen. Die Resonanzfrequenz war 800 kHz. Daraus ergibt sich eine Induktivität von 70 µH, also wesentlich mehr als die berechneten 20 µH. Vermutlich ist 70 µH die Anfangsinduktivität für kleine Aussteuerung, Bei großer Aussteuerung sinkt die Induktivität dann bis auf 20 µH. Die Bandbreite wurde mit 200 kHz bestimmt. Die Güte bei 800 kHz beträgt also nur 4. Aber das ist für einen Breitbandübertrager zweitrangig. Für Schwingkreise würde man eher Eisenpulverkerne verwenden.
Mit der gleichen Methode wurde dann auch der experimentelle Doppelloch-Kern aus Klappferriten durchgemessen. Bei 3 Windungen und 550 pF wurde die Resonanzfrequenz mit 2 MHz bestimmt. Mit drei Windungen hat der Kern also 11 µH. Die Bandbreite war 200 kHz, die Güte also diesmal 10. Der Vergleich mit dem Ringkern legt nahe, dass man den Doppellochkern mit mehr Windungen verwenden sollte. Damit würde der Kern weniger stark in die Sättigung getrieben und hätte vielleicht weniger Verluste.
Der Trafo hat jetzt sieben Windungen aus vieradrigem Flachbandkabel. Je zwei Adern wurden parallel geschaltet. Diesen HF-Übertrager habe ich zum Test einfach in die Antennenleitung geschaltet und dann auf 80 m, 40 m und 20 m mit FT8 getestet. Das Ergebnis: 100 Watt wurden problemlos übertragen, und der Doppellochkern wurde nicht einmal merklich warm.
Mit etwas anderer Beschaltung konnte der Kern auch für eine Mantelwellensperre verwendet werden. Wenn zwei Adern einen Wellenwiderstand von ca. 100 Ohm haben, bringt die Parallelschaltung 50 Ohm. Und die Induktivität dürfe über 50 µH liegen.
Fazit: Wenn mal gerade der richtige Ringkern fehlt, geht es auch mit Klappferriten. Das erinnert mich an einen BALUN, den ich vor vielen Jahren mal in Ermangelung des richtigen Kerns einfach auf den Ferritkern eines Zeilentrafos gewickelt habe. Das Material war definitiv nicht für Kurzwelle vorgesehen, aber es hat trotzdem gut funktioniert.
Erfahrungen von Ralf Beesner
Ich hatte vor vielen Jahren für meinen ersten Versuch mit einem kleinen Schaltregler eine zufällig vorhandene Fertigspule verwendet, die die passende Induktivität hatte, aber als "Supressor Coil" gekennzeichnet war. Der Versuch ging völlig daneben, weil das Ferritmaterial solcher Spulen gezielt auf hohe HF-Verluste ausgelegt wird; Supressor Coils sollen nicht nur die HF sperren (und möglicherweise ungewollt mit irgendwelchen Kapazitäten in der Gesamtschaltung "schöne" Resonanzüberhöhungen produzieren), sondern in Wärme umwandeln und so aus der Welt schaffen. Mit Klappferriten ist es offenbar ähnlich; deshalb taugen die wohl nur zum HF-Vernichten, nicht zum HF-Übertragen
Einschätzungen von B. K
Jedes Ferritmaterial hat anscheinend eine typische Frequenz, oberhalb derer die Verluste stark zunehmen. Meine Vermutung ist, dass die Klappferrite so ausgelegt, sind, dass sie bei 100 MHz und höher stark dämpfen. Das könnte der Grund sein, dass ich zumindest bis 30 MHz noch damit arbeiten kann, solange ich den Kern nicht in die Sättigung bringe. Bei meinen Vorversuchen war vermutlich der Blindstrom wegen Fehlanpassung viel zu groß. Mit mehr Windungen und der korrekten Impedanz wurde die Sättigung anscheinend mit 100 W nicht mehr erreicht. Interessant ist auch, dass der Doppellochkern aus Klappferriten sogar eine höhere Güte hatte als der für Breitbandübertrager vorgesehene Ringkern. In einem solchen Übertrager gibt es vermutlich immer Verluste, aber sie machen nur wenige Prozent aus.
9.5.19: HF-Klappferrit als Doppellochkern
Zur Bekämpfung von Empfangsstörungen im Kurzwellenbereich habe ich einen Satz von 20 Ferritfiltern bestellt, die man um ein Kabel klicken kann. Von diesen Klappferriten habe ich viel erwartet, aber richtige Wunder kamen nicht dabei heraus. Daher kam die Motivation, auch etwas ganz anderes damit zu machen. Das Ziel war ein HF-Leistungsübertrager mit Doppellochkern.
Zwei Halbschalen werden mit Isolierband verbunden und dann bewickelt. Dann erst werden die äußeren Halbschalen aufgesetzt und mit Isolierband fixiert.
Eine Messung mit dem Spectrum-Analyserr zeigte, dass der Trafo im Bereich 1 MHz bis 50 MHz zuverlässig funktioniert. Als Empfangs-Übertrager müsste er also gut arbeiten.
Eine zweiter Versuch sollte die Tauglichkeit bei hoher Leistung untersuchen. Eine 500-W-Glühlampe wurde dazu mit 100 W auf verschiedenen Bändern betrieben. Auf 3,5 MHz ging es noch einigermaßen, aber der Ferritkern wurde schon warm. Auf den höheren Bändern wurde dagegen fast die ganze Energie in Wärme umgewandelt, der Kern wurde sehr heiß. Das könnte allerdings mit einer echten Dummy-Load mit 50 Ohm viel besser aussehen. Ein Test ohne den Trafo zeigte nämlich, dass die Lampe sich auf höheren Frequenzen kaum anpassen lies. Wahrscheinlich hat sie wegen der Wolframwendel zu viel Induktivität. Damit käme auch ein perfekter Trafo schlecht klar. Der preiswerte Doppelloch-Kern muss also noch nicht ganz aufgegeben werden.
Zur Bekämpfung von Empfangsstörungen im Kurzwellenbereich habe ich einen Satz von 20 Ferritfiltern bestellt, die man um ein Kabel klicken kann. Von diesen Klappferriten habe ich viel erwartet, aber richtige Wunder kamen nicht dabei heraus. Daher kam die Motivation, auch etwas ganz anderes damit zu machen. Das Ziel war ein HF-Leistungsübertrager mit Doppellochkern.
Zwei Halbschalen werden mit Isolierband verbunden und dann bewickelt. Dann erst werden die äußeren Halbschalen aufgesetzt und mit Isolierband fixiert.
Eine Messung mit dem Spectrum-Analyserr zeigte, dass der Trafo im Bereich 1 MHz bis 50 MHz zuverlässig funktioniert. Als Empfangs-Übertrager müsste er also gut arbeiten.
Eine zweiter Versuch sollte die Tauglichkeit bei hoher Leistung untersuchen. Eine 500-W-Glühlampe wurde dazu mit 100 W auf verschiedenen Bändern betrieben. Auf 3,5 MHz ging es noch einigermaßen, aber der Ferritkern wurde schon warm. Auf den höheren Bändern wurde dagegen fast die ganze Energie in Wärme umgewandelt, der Kern wurde sehr heiß. Das könnte allerdings mit einer echten Dummy-Load mit 50 Ohm viel besser aussehen. Ein Test ohne den Trafo zeigte nämlich, dass die Lampe sich auf höheren Frequenzen kaum anpassen lies. Wahrscheinlich hat sie wegen der Wolframwendel zu viel Induktivität. Damit käme auch ein perfekter Trafo schlecht klar. Der preiswerte Doppelloch-Kern muss also noch nicht ganz aufgegeben werden.