[kahlo]

Ich wohne mehr als 1000km vom DCF77-Zeitzeichensender entfernt. Diese Distanz gestattet nur noch eingeschränkt die Synchronisation meiner Funkuhren. Unter dem Dach funktioniert es noch ganz gut. Wenn ich aber Projekte in meinem Bastelzimmer beginnen oder begleiten möchte, geht leider gar nix. Kein Empfang.



Im Handel gibt es fertige DCF77-Module, die eine abgestimmte Ferritantenne und ein wenig Elektronik enthalten. Unter normalen Empfangsbedingungen bekommt man damit das Signal serviert, (fast) fertig zum Gebrauch. Ziel des Threads ist vorerst der Ersatz der kümmerlichen Ferritantenne durch etwas grösseres und die Verwendung der Modulelektronik. Erster Kandidat ist die Ferritantenne aus einem alten Radio.

Es ist gedeckt:



Ich habe gestern abend schon eine Menge gemessen und resonieren lassen, das wird hier nach und nach dokumentiert. (Zwischendurch muss ich arbeiten ).

[kahlo]

Die Radioantenne hat mehrere Spulen in dieser Konfiguration:


Für weitere Versuche habe ich mir die Spule links vorgeknøpft.

[kahlo]

Ohne jetzt genau auf die 77,5kHz des Zeitzeichensenders abzustimmen, wurde für qualitative Messungen ein Schwingkreis aus der linken Spule und einem 1,5nF-Kondensator gebastelt. Die Signaleinkopplung erfolgt über einen 1M-Widerstand. In der Simulation sieht das so aus:



Der praktische Versuchsaufbau:


Wie man sieht, wurde auch das gekaufte DCF77-Modul von seiner Antenne getrennt, um mit ihr vergleichende Messungen durchzuführen. Zu denen komme ich sofort gleich bald...

[Moki]

Das sieht doch schon richtig gut aus.

Und ich Nasenbär erzähle Dir noch einen.....

[voltwide]

Das dürfte auf jeden Fall in die richtige Richtung gehen.
Zur optimalen Anpasssung müßte man die Eingangsimpedanz der Elektronik kennen.
All das nützt aber garnichts, wenn in Deinem Zi irgendwelche Störer (Röhrenmonitore) den Empfang überlagern.

[kahlo]

Vergleichende Messungen zwischen der Original-DCF77-Antenne und der Radioantenne.

Meine Ausrüstung zum Wobbeln ist leider nicht ganz ausgereift... was solls. Die X-Achse ist also nicht aussagekräftig, aber in beiden Messungen gleich. Die Frequenz wandert von 10kHz bis 100kHz, Amplitude am Einspeisepunkt ist 2Vp.

Die DCF77-Antenne:


Die Radioantenne mit 1,5nF Kondensator parallel zur LW-Spule:


Erste Erkenntnisse:
1. Die Simulation ist besser als die Realität.
2. Die Radioantenne ist hochohmiger als die DCF77-Antenne.
3. Die Güte muss höher werden...

[voltwide]

Übrigens habe ich mit einer ungepatchten! Tschibo DCF Uhr auch in Irland synchronisieren können. Das sind ca 1500km Entfernung.

[kahlo]

Nächste Schritte:

1. Auseinanderløten des Schwingkreises an der DCF77-Antenne und Vermessung der Spule.
2. Verbesserung der Güte am Radioferrit.

Vorschläge?

[kahlo]

Zitat:Original geschrieben von voltwide
Übrigens habe ich mit einer ungepatchten! Tschibo DCF Uhr auch in Irland synchronisieren können. Das sind ca 1500km Entfernung.

Ich will verlässlichen Empfang im Bastelzimmer. Funkuhren reicht ein Signal alle Stunde, ein paar Tage Ausfall sind auch nicht tragisch.

[voltwide]

Zitat:Original geschrieben von kahlo

Zitat:Original geschrieben von voltwide
Übrigens habe ich mit einer ungepatchten! Tschibo DCF Uhr auch in Irland synchronisieren können. Das sind ca 1500km Entfernung.

Ich will verlässlichen Empfang im Bastelzimmer. Funkuhren reicht ein Signal alle Stunde, ein paar Tage Ausfall sind auch nicht tragisch.

Das war auch nur ein hint, dass die mini-Ferritantennen auch gehen können.

Ich würde mich nicht weiter auf die Erhöhung der Güte kaprizieren.
Die Wicklung ist aus HF-Litze, da ist nichts mehr zu verbessern.
Und mehr Windungen/weniger Kapazität erhöhen nur die Schwingkreisspannung, nicht unbedingt die Güte.
Das wäre sinnvoll, wenn die Elektronik vorne einen FET-Eingang hat.
Bei bipolaren Eingängen und entsprechend niedrigeren Eingangsimpedanzen wäre eine Koppelspule mit weniger Windungen zu betrachten (z.B. MW-Wicklung)

[kahlo]

Ich bestehe nicht auf die existierenden Wicklungen. Das kann geändert werden. Allerdings will ich die existierende DCF77-Elektronik nutzen.

[Moki]

Wie beeinflusst denn die Permeabilität des Ferrits die Güte der Antenne?

[voltwide]

1)Induktivität und damit die Impedanz steigen mit der Permeabilität
2)bei unverändertem Wicklungswiderstand
1)+2) nimmt die Güte zu über der Permeabilität

[kahlo]

Der Wicklungswiderstand ist mir ein Dorn im Auge. Eine Option wäre, die komplette Wicklung auszutauschen und mit optimaler Drahtstärke neu zu wickeln. "Optimal" wäre meiner Meinung nach 0,5mm. Ein dickerer Draht bringt dank des Skineffektes nichts, ein dünnerer Draht erhöht den Widerstand.

Gibt es Einwände von Ihrer Induktivität ?

Die erreichbare Induktivität kann ich erst beim Abwickeln (Windungen zählend) abschätzen.

[voltwide]

Ja, 0,5mm sind bei 77,5kHz auch nicht mehr so optimal.
Besser wären imho 0,2..0,3mm Cul bi- oder tri-filar.
Oder ne fette HF-Litze, falls vorhanden.

Wie gesagt, Gütefaktor ist nicht alles.
Leistungsanpassung an den Eingang halte ich für wichtiger.
Und bei optimaler Leistungsanpassung geht der Gütefaktor ohnehin in den Keller.

Oder aber Du züchtest das Ganze doch auf max Spannung, d.h. max Windungszahl,
min Kapazität und baust Dir einen J-Fet-Sourcefolger zwischen Antenne und Empfängereingang.

Dann könntest Du ein paar 100 wdg Cul aufbringen, so viel dass schon die Eigenreso der Wicklung etwas oberhalb 77,5kHz landet.
Und dann mit kleinem Parallel-C abgleichen.

Letzteres scheint mir mit Abstand das höchste Signal zu bringen.

[alfsch]

...ich hätte hier ne 120x0,07 HF-Litze

[kahlo]

Ich sehe heute abend mal in die Drahtkiste...

[kahlo]

Ich habe nicht in die Drahtkiste geschaut, sondern mich mit mechanischen Uhren beschäftigt .
---
Noch ein paar Überlegungen.

• Wicklungskapazitäten sind so gut wie unwichtig, da sowieso ein Kondensator parallel geschaltet wird. Sie muss nur so klein sein, dass die Resonanzfrequenz über 77,5kHz bleibt. Also kann man auch eine kurze, mehrlagige Spule wickeln.
  
• Wenn man eine kurze Spule wickelt, kann der Schwingkreis durch Verschieben der Spule auf dem Ferritstab abgeglichen werden. Das spart den lästigen Trimmkondensator.
  
• Eine hohe Güte erscheint mir weiterhin erstrebenswert, also niedriger DC-Widerstand und hohe Induktivität der Spule. Wenn ich die Elektronik des DCF-Moduls weiter nutzen will, erscheint es mir ratsam, mich an dem DC-Widerstand der dortigen Empfangsspule zu orientieren. Mit mehr Kupfer auf einem grösseren Stab sollte was zu machen sein.
  

Heute abend geht es weiter, falls ich nicht vorher umfalle...

[kahlo]

Ok, die DCF77-Antenne hat den Schwingkreis geöffnet bekommen .

L: 585uH, 1,73 Ohm. Drahtstärke 0,15mm
C: 6,88nF

Die Resonanz ist bei knapp 80kHz. Im Datenblatt wird die Empfangsfrequenz mit 40-100kHz angegeben, "typisch" 77,5kHz. So genau scheint der Hersteller das nicht zu nehmen...

[voltwide]

Zitat:Original geschrieben von kahlo

So genau scheint der Hersteller das nicht zu nehmen...

Soviel ich weiß, sind das simple Geradeaus-Empfänger.
Einzige Abstimmung an der Antenne.