serieresonantie trek te weinig stroom

Ik zie geen stroomkring waar de weerstand in is opgenomen, of mis ik iets?

Ga je RFID's proberen uit te lezen ofzo?

Heb je de frequentie geprobeerd wat te veranderen om goed uit te komen?

@weetvoetje
Ja, ik probeer laagfrequent rfid's uit te lezen. Van die glazen rijstkorrel dingen. Ik heb eerst een ontwerp op basis van een EM4095 gebouwd. Die werkt vlekkeloos, maar de leesafstand is onvoldoende (<5cm). Ik mik meer op 20 cm. Dus heb ik zelf een schema verzonnen en een prototype gebouwd en die ben ik nu aan het debuggen.
Voor meer range heb ik een grotere diameter antenne nodig, meer stroom door de antenne (em4095 houdt op bij 5V en 250mA) en een veel gevoeliger detector.

@maartenbakker
Ik zet een een blokgolf op met een testopstelling. Die komt uit het driehoekje in het schema.
De sinus aan de rechterkant is wat er uit komt.
Ik heb de frequentie bijgeregeld tot de spanning over de weerstand maximaal was. En die is dus onbegrijpelijk laag.

Ah, dus blokgolf ten opzichte van massa als ingangssignaal. Dan zou je zeggen dat er stroom moet kunnen lopen.

Stel nu dat ongeacht het wel of niet resoneren de weerstand en condensator een spanningsdeler vormen, dan zou ik gezien de 30V over de condensator alsnog ongeveer 220mV inplaats van 50mV verwachten, maar misschien is de verklaring toch wel in die richting te zoeken? Er zal wel iets van fasedraaiing optreden ook, dan zit je al snel met een complexe berekening.

Is die 50mV trouwens piek of iets anders?

P.S. Ik ben bepaald geen HF-expert dus ik zie ongetwijfeld het nodige over het hoofd.

[Bericht gewijzigd door maartenbakker op zaterdag 29 januari 2011 18:51:56 (24%)]

Heb je het circuit getuned op de juiste frequentie? Grote kans dat het ding nu op een paar kHz ernaast staat en dan komt er niet veel meer door.

Calculation in progress...

-lengte = 0.12 pi 60 = 22 m << golflengte 1MHz = 300m.. check => discreet gedrag. 1MHz becouse of fourrier sqaure wave approximation
-skin depth = 0.2 mm. telefoondraaddiameter.. unsufficient data.. searching..
http://www.engineeringtoolbox.com/awg-wire-gauge-d_731.html
AWG 22-24 : 0.5mm dia, radius = 0.25mm . skin depth comparable to cross section. DC resistance not equal to AC resistance... warning
-lots of turns, high fields, proximity effects, increased AC resistance.. warning
-calculated DC resistance = 1.93 Ohm.. user correctly measured DC resistance, 0.5mm wire confirmed
-calculated geometrical approximated inductance is 1.5mH, reactance = 923 Ohm
-calculated inductance from resonance is 2.6mH, reactance = 1600 Ohm
-groundwave AC = 4/pi *9/2 = 5.73V peak
-voltage amplification = 30/5.73 = 5.2 = Q
-AC resistance total circuit = 1600/5.2 = 308 Ohm very large loading... searching
-Ac resistance total circuit second method: 12 Ohm *5.73/0.05 = 1248 Ohm

incorrect measurements and/or models. Possible Issues:
-coil parasitics
-3th tone resonance
-generator loading

De spanning over de spoel is even groot (30V piek) als over de condensator (maar uiteraard faseverschoven). Dat betekent dat hij op de juiste frequentie staat. De spanning over de weerstand is synchroon met de blokgolf die er in gaat. Ook dat is een aanwijzing.
Verder is de Q van de spoel+weerstand niet zo groot, dus heel erg kritisch is het niet.

Als een serie kring in resonantie is dan staat er over de spoel en over de condensator de maximale spanning (ongeveer Q x Vin) en de stroom is dan minimaal in de kring.
Bij een parallelle kring die in resonantie is zal de stroom in de kring ongeveer Q x I toevoer zijn. De aangelegde spanning is ook de kring spanning.

Hoe dan ook @maartenbakker heeft hierin gelijk: als er 30V over 1nF staat, bij 125kHz, dan loopt daar dus
30 * 2pi * 125000 * 1E-9 Ampere, ofwel ruim 23mA.

Dezelfde stroom loopt door de 12Ω, zodat daar goed 280mV te verwachten is.

@mississippi: in de seriekring is de totale impedantie bij resonantie minimaal. Bij gelijkblijvende ingangsspanning wordt de stroom dan maximaal.

Klopt, ik zit helemaal mis.

@mississippi
De weerstand van een ideale seriekring is bij mijn weten 0 Ohm bij resonantie. De weerstand van een paralelkring is oneindig bij resonantie. De stroom door de L en de C apart is in beide gevallen maximaal.
Ik zou dus een maximale spanning over de weerstand moeten meten.
Dit zag ik ook gebeuren bij het instellen van de frequentie.
Alleen de mate waarin klopt niet.

@Darcrusher
Waar komen deze gegevens vandaan? Je link wijst niet naar een calculator. En de frequentie zou 0.125 Mhz zijn, niet 1 Mhz
Telefoondraad: met isolatie=1.2mm, koperkern=0.5mm

De spoel lijkt wel klein om met 1nF op 98 kHz te resoneren.
Sta je niet op een van de harmonischen afgestemd?

Dan krijg je andere verhoudingen in de spanningen.

Je gemeten inductantie is hoger dan wat theoretisch mogelijk is. Mogelijks een 3de toon resonantie zoals frederik aangeeft. Meet eens de periode van je signalen

edit: misschien ook een zelfresonantie van je spoel.

[Bericht gewijzigd door Darkcrusher op zaterdag 29 januari 2011 21:39:55 (15%)]

Wat voor scoop + BNC meetkabel (lengte) of probe is er gebruikt?
En hoe aangesloten?

Een 3e toon resonantie.... omdat ik een blokgolf gebruik...?
Hmmm, die bevat ook hogere frequenties en ik heb misschien een resonantie op een van die hogere frequenties gevonden?
Zou ik dan geen andere golfvorm op mijn scoop moeten zijn of zie ik dat verkeerd...
Ik wou dat ik een sinusgenerator had om eens te proberen of ik met een sinus ook resonantie krijg op dezelfde frequentie.

De scoop is een Hung Chang OS-635 (analoog & dual channel).
De probe is een 1x probe met een kabeltje van 2m.

Je zit dan ook een sinus. Maar wel op een andere frequentie natuurlijk. Je kunt heel gemakklijk controleren over de frequentie van de blokgolf overeenkomt met de frequentie van de resonantie.

Wat is trouwens de uitgangsimpedantie van de blokgolf-versterker? Dit kan ook nog flink verschil maken. Deze impedantie staat in feite in serie met de 12 Ohm weerstand.

Ik ontdek net dat de bijregelknopjes (die in het midden van de standenschakelaars)op de scoop niet in de nulstand stonden (oeps).
Even gecontroleerd, ja ik zie ongeveer 12V en 50Hz op mijn halogeenlamp.

Alles opnieuw gemeten.
spanning over condensator=58V
spanning over weerstand=56mV
De sinus over de spoel heeft (helaas) dezelfde frequentie als de blokgolf namelijk 156khz

De uitgangsimpedantie van de versterker wordt slechts begrenst door de voeding. (de trimmer in het schema is niet gemonteerd)

1) meet eens de uitgangsimpedantie door 2 metingen: open klem spanning en bij resistieve belasting

2)leg die spoel eens in een bakje met demin water. Als het echt een spoel is mag de resonantiefrequentie niet verschuiven

Gezien de constructie vermoed ik veel paracitaire effecten. Ik heb helaas dat snoer niet liggen anders kon ik de resonantie meten.

Je kunt er misschien beter een parallel kring van maken en dan mbv in en uitkoppelspoelen de resonantie meten. Door de belasting van de generator en weerstand verloopt de Fc ook.

In simulaties kwam ik ook niet in de buurt van jou metingen. (10:1 probe en verkeerd aflezen ? ) De spoel is gezien de constructie bijna niet te berekenen. De lengtee zou 60x1,5mm moeten zijn

Edit: nu begrijp ik het. Die 1,5mm is niet per ader maar de totaal van 4 draden en mantel. Je maakt 15 windingen van 4 aders maar hoe maak je er dan 60 van ? Allemaal in serie (niet een per ongeluk tegen elkaar in gewikkeld)

Ik begin me nu toch sterk af te vragen of je weerstand wel 12 ohm is.
Immers, de condensatorspanning is nu ruim 1000x zo groot als de uitgangsspanning. Maar zijn reactantie op 158kHz is maar 1007 ohm.
Het lijkt dus wel of je (totale!) uitgangsweerstand maar iets van een ohm is.

@Fred, wat denk jij; kan zo'n spoel 1,014 mH zijn? Hij lijkt me zo klein voor zo'n waarde.

↓↓ @jojo: ok, bedankt. Voor zulke spoelen heb ik niet zoveel 'feeling'; ze kunnen dus redelijke grote waarden bereiken met weinig windingen!

Inderdaad. Met 58V over de condensator moet er een stroom lopen die 10x meer spanning over de weerstand zou geven. Is het niet toevallig een 1.2 Ohm weerstand?

@FET volgens de ringcore calculator ligt het wel in de buurt van 1mH. Afhankelijk van hoe dicht het gewikkeld is.

[Bericht gewijzigd door jojo op zondag 30 januari 2011 15:49:45 (27%)]

Ik kwam in mijn spreadsheet op van 703 uH uit als het een gewone luchtspoel was van 0,1mm draad en 2cm spoellengte
Maar bij bv 6cm is het 455mm. Bij 2cm zou het bij cu draad maar 0,3 mm draad mogen zijn. Hier zit nog isolatie om de draadjes en om de 4 draden samen. Ik heb geen rekenvel voor meerlaags-spoelen.

Dit omdat het niet echt een strak naast elkaar gewonden spoel is maar 4 spoelen in serie en om elkaar heen getwist (voor extra capaciteit )

Weerstand nagemeten. Is 13 Ohm.
De spoel is heel strak gewikkeld en gelijmd.
Kan de blokgolf iets te maken hebben met die reactantie?

Op 30 januari 2011 15:34:16 schreef Frederick E. Terman:
↓↓ @jojo: ok, bedankt. Voor zulke spoelen heb ik niet zoveel 'feeling'; ze kunnen dus redelijke grote waarden bereiken met weinig windingen!

Ik ook niet echt. Maar ooit heb ik voor een metaaldetector en een RFID spoeltje iets gewikkeld om spijkertjes op een plankje. Ik moest er altijd een paar windingen terug afhalen om op de waarde te komen die ik uit het ringcore tooltje had verkregen.

De grote diameter telt blijkbaar hard mee ten opzichte van het soort kleine spoeltjes die je om een PVC pijpje of boortje wikkelt.

En ook in de luidsprekerwereld heb je forse waarden bij luchtspoelen, ook al is de diameter niet zo groot:
http://www.okaphone.com/artikelen.asp?id=1&groep=632