[LC kring] Verschillende waarden

Tsja, echt HF zal het niet zijn, maar het leek me wel de beste plek om te posten.

Waar gaat het om ?
Ik heb zo'n Polar hartslagmeter. Dat is een borstband en een horloge, die op elkaar afgestemd zijn. Dat wil zeggen de hartslag wordt draadloos overgebracht / verzonden middels een 5.3 KHz signaal richting het horloge. Bij Sparkfun heb ik 2 stuks RMCM01-modules gekocht. De ene heb ik opengesloopt, omdat ik erg nieuwsgierig was naar wat er nu in zat. De antenne is daarmee vernield, maar is wel te repareren.

http://www.uploadarchief.net/files/download/rmcm01_top.jpg

Wat ik zag was dat er een spoeltje (8.2 mH) en een condensator (10 nF) wordt gebruikt om het 5.3 KHz signaal op te pikken.
Na wat over het internet te struinen, merkte ik Elektor een zelfbouw pulsontvanger heeft gepubliceerd van een Duitser. Hier wordt een 40 mH spoel met 22 nF condensator gebruikt. En toen kwam er een vraag bij me boven borrelen.

De formule om de juiste frequentie op te pikken is :
code:
           1
f = ----------------
            _____
     2 Pi \/ L C `

Hieruit blijkt dat je eigenlijk mag varieeren met de L en de C. Een grotere spoel, mag gecompenseerd worden met een kleine capaciteit. Maar, ik ben er van overtuigd dat de keuze uit een grotere spoel of juist kleinere spoel toch een bepaald extra effect zal opleveren. Maar wat ? Moet ik dan denken aan hogere spanning / stroom, of misschien dat het signaal van grotere afstand ontvangen kan worden ?
Kortom, wat is het effect van een gekozen spoelwaarde / capaciteitswaarde ?
Van elk bezoek aan CO leer ik weer meer...
Frederick E. Terman

Golden Member

Je hebt gezien dat het product van L en C constant moet blijven, want dat bepaalt de afstemfrequentie. Ik ga er dan ook van uit dat je een tikfout hebt gemaakt: jouw C is kennelijk 100 nF; geen 10 nF.

Inderdaad blijft dan het quotient van L en C, de L/C verhouding, nog vrij te kiezen.
De wortel uit L/C heeft de dimensie Ohms. Inderdaad is √ (L/C) in zekere zin de kringimpedantie.
Als de achterliggende schakeling erg hoogohmig is, dan zul je de L/C verhouding ook hoog willen kiezen. Maar als de achterzet een lage impedantie vertoont, zal de L/C verhouding ook laag moeten, want anders zou je dan de kring teveel dempen. Maar heel nauw komt het ook weer niet.

Bij jouw setje is de 'karakteristieke impedantie' van je kring 290 ohm; bij het Duitse geval 1350 ohm. Dat verschil is zó groot, dat de schakeling daar toch wel anders zal zijn dan hier.
Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org
@Frederick E Terman : Bedankt voor je reactie !

Ik heb het nog eens na gemeten. In eerste instantie meet ik echt 0.01 uF bij de module. Er worden 2 condensatortjes parallel gebruikt. Nu heb ik net beide losgesoldeerd en meet dat de ene 105 nF (0603), de andere 6 nF (0402) is. Ik ga er maar van uit dat het een 100 + 5.6 nF is. Soldeer ik ze weer vast en ga ik weer meten,.. 10 nF. Kortom, de chip zelf verstoort de meting.

Ik stelde de vraag omdat ik graag wil begrijpen wat er gebeurt indien ik een andere L/C-combinatie ga gebruiken. Mijn doel is om het signaal in te lezen met een microcontroller zoals een Atmega (liefst op 3V, maar eventueel op 5V).
Ik heb hier namelijk een paar 1500 uH spoeltjes liggen en wou er een capaciteit van krap 600 nF aan hangen (470 + 100 nf). Omdat het signaal te zwak zou zijn, verwacht ik, dat er een OpAmp achter gehangen moet worden. En daarbij dacht ik aan die TL071 met die NAND-combinatie, zoals in de Elektor / schema van de Duitser.

http://www.uploadarchief.net/files/download/pulsontvanger_schema.gif
OPM: Ik heb er een 4093 (NAND) ingetekend, terwijl er een TC4S11F wordt gebruikt. Dit betekent eigenlijk al dat het niet op 3V zal werken)

Ik vermoed dat het vervangen van de spoel (40mH) en condensator (22nF) door 1500uH + 570 nF niet direct het gewenste resultaat zal opleveren...
Het zal me nog wat gepuzzel opleveren, vandaar dat ik hier gestart ben met mijn vraag. Uiteindelijk hoop ik met wat advies / tips een werkend apparaatje te kunnen bouwen. Kortom, waar moet ik nog aan sleutelen ? (zelfbouw geeft tenslotte altijd meer voldoening)

-=EDIT=-
Trouwens, hoe bereken je de impedantie van de kring ?
Van elk bezoek aan CO leer ik weer meer...
Op crystal-radio.eu staat een link die theorie bevat over LC-kringen, hier staat ook de formule voor de impedantie van de kring bij resonantie:

http://www.crystal-radio.eu/lckring.htm

Als je een grotere spoel gebruikt, zal je ook meer signaal ontvangen volgens mij?

Je moet wel rekening houden met de parasitaire capaciteit van de spoel. Hierdoor zal de condensator die je parallel schakelt en die je berekend, niet zo groot moeten zijn dan je zou verwachten uit de formule.
Frederick E. Terman

Golden Member

Een spoel met meer windingen erop, als antenne gebruikt, levert wel meer spanning op. Maar dat is de 'open' spanning, dus onbelast.
Doordat bij steeds meer windingen de zelfinductie toeneemt, en de capaciteit dus ook kleiner genomen moet worden, wordt de L/C verhouding ook steeds groter. Uiteindelijk zal de belaste - dus nuttig bruikbare - spanning niet meer toenemen. Er is dus een optimum.

En inderdaad, je zit ook met de parasitaire capaciteit, die je ook in rekening moet brengen. Toch zal dat op deze lage frequenties niet de beperkende factor worden. (Maar op hoge frequenties kun je spoelen tegenkomen die niet meer groter kunnen, doordat ze nú al resoneren op hun eigen parasitaire capaciteit. :))

'De' impedantie van een onbelaste parallelkring is in resonantie heel hoog. Hoe hoog, hangt af van de kringkwaliteit en de L/C verhouding; hij is ongeveer Q √ (L/C).
Maar meestal gebruik je de kring natuurlijk belast. De totale impedantie wordt dan ook, of zelfs voornamelijk, bepaald door de belasting.
Het wordt dan meer een aanpassingsprobleem.
Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org
Eens kijken of ik het goed heb begrepen.

Voorwaarden
In de volgende veronderstellingen ga ik uit van het volgende :

  • Spoelen zijn qua afmetingen gelijk (bijv. 0.5 cm3)
  • Wanneer een hartslag wordt gedetecteerd door de borstband, levert dit een 5.3Khz-signaal, gedurende 5 ms, op. Kortom, geen hartslag, geen 5.3KHz-signaal


Veronderstellingen

  • Een spoel gewikkeld met dik draad zal een lagere weerstand hebben, dan een spoel met dun draad.
  • De spoel met een dunner draad zal een hogere inductie opleveren maar ook beter het signaal oppikken.
  • Een spoel met dunner draad levert een hoger Ohmigige resonantiekring op, dan die met een dikker draad.
  • En over de volgende versonderstelling twijfel ik nog : des te hoog-Ohmiger de resonantiekring, des te meer het signaal "opgekrikt" / versterkt moet worden zodat een microcontroller het kan oppikken..

Kloppen bovenstaande veronderstellingen ?


-=EDIT=-
Ik heb de LC-kring gebouwd met 1500uH, 470n + 100n + 22n condensatortjes.
http://www.uploadarchief.net/files/download/hb_lc-antenne.jpg

Vervolgens heb ik de borstband omgedaan en de print aangesloten op de scope. Er was niet veel te zien, totdat ik het plm 10 cm van de borstband hield.
http://www.uploadarchief.net/files/download/hb_lc-scope.jpg
Ik zag "iets" op de scope verschijnen, maar vertrouwde het nog niet helemaal. Na wat rekenen, bleek dat de print (en dus ook de scope) inderdaad het signaal oppikte van de borstband. Griezels, dat was een enorm leuke gewaarwording !
Bij meer dan 20 cm afstand van de borstband, was de puls niet meer zichtbaar (lees, verdween in de ruis).
Als ik het goed heb, dien ik dan een grotere spoel te kiezen,.. toch ? En gezien het hier om mV's gaat, verwacht ik dat het signaal flink versterkt mag worden.
Van elk bezoek aan CO leer ik weer meer...
Omdat er niet gereageerd werd op mijn veronderstellingen, ben ik maar gaan experimenteren.
Ik wou een nog groter spoeltje gebruiken, maar heb die hier niet in een bakje liggen. Totdat ik me bedacht dat een relais natuurlijk ook een spoeltje heeft.
Ik heb een SMD relais gepakt en over de pinnen gemeten. Bleek dat het spoeltje 140 mH was. Ik heb de print opnieuw voorzien van een bijpassende condensatorwaarde (6.4 nF). Maar deze keer zag ik niets op de scope.
http://www.uploadarchief.net/files/download/relaisspoel-antenne.jpg
Vervolgens een identiek relais gepakt en de behuizing eraf gesloopt. Er zat veel metaal omheen, dus dat heb ik verwijderd. Daarna de spoel gemeten, die een waarde van 89 mH bleek te hebben. Daar heb ik een 10 nF condensator bijgesoldeerd. Na meting bleken de pieken van de signalen groter te zijn, dan met het 1.5mH-spoeltje.

De afstand tussen nieuwe "antenne" en borstband kon iets groter worden, voordat het volledig wegzakte in de achtergrondruis (?). Maar ik heb het idee dat de signaalsterkte in verhouding tot de afstand een logaritmisch verband heeft. Tenminste, het signaal verstomt alsnog erg snel : ik haal nog geen 25 cm. De behaalde winst met het grotere spoeltje is hoogstens 2 a 3 cm, voor mijn gevoel.
Kortom, het heeft geen zin om naar nog grotere spoeltjes te gaan zoeken.
Ik ga nu verder met het versterken van het signaal. Dat moet met een OpAmp. Ik ben nog steeds niet thuis in de wereld van OpAmps, maar klopt het dat R1/R2 een versterking van (10M / 12K =) 833 oplevert ?
Ik heb hier geen TL071 liggen, wel een LM741. Kan ik die ook pakken ?

Ik heb gezocht op internet en merkte dat er ook een soort van max. frequentie ingesteld kan worden die versterkt mag worden. Dan zou ik parallel over R1 (10M) een condensator moeten plaatsen. De formule die dan geldt is :
code:
         1
C = -------------
     2 Pi Fmax R

Is het verstandig om een F-max te nemen die redelijk dichtbij 5300 Hz zit, bijv. 5700 Hz ?

Maar, kan ik ook een minimum (Fmin) instellen ?

Met andere woorden, alle gestelde vragen in vorige postings komen te vervallen. Ik zoek nu antwoorden op de volgende vragen :

1) Is de versterkingsfactor 833 in het schema ?
2) Kan ik i.p.v. TL071 een LM741 nemen ?
3) Kan ik met een condensator parallel over R1, een max.doorlaatbare frequentie instellen ?
4) Is het ook mogelijk om een Fmin in te stellen / bouwen ?
Van elk bezoek aan CO leer ik weer meer...
Telegraafstijl antwoord vermitS ik dit op een touch screen telefoon tik:

-Beide spoelen zijn suboptimaal, zoek een staafje ferriet
-Ik wed dat je.naast je freq zit, Je zal moeten afstemmen
-millivolts signaal? Da's loeihard
-Je opamp is niet ideaal wegena ruistoevoeging, torampje werkt beter
-Je kan overwegen, je spoeltje af te takken op 10 of 20%, dan crasht je Q niet zo en kan je een.amp met.lagere inganhsimpwdantie gebruilen
Suffering from wiseass oneliner blackout
Info mbt opamps:
http://focus.ti.com/general/docs/litabsmultiplefilelist.tsp?...r=slod006b

1 ongeveer, o.a. afhankelijk van bandbreedte
2 ja maar de 741 is bijna de slechste opamp (709 ???)
3 ja
4 ja
@Bert_mc :
Ik vind het klasse dat je zelfs vanaf je mobiel antwoord kunt / wil geven.

De spoeltjes hebben een metalen kern. Ferriet is toch zwart ? De kern van de relais-spoeltjes zijn van lichtgrijs metaal ('t zal wel pisbak-staal zijn). Ik dacht altijd dat een matalen kern voldoende was.
Ik heb voor het relais-spoeltje gekozen, puur om achter het effect van een grotere inductie te komen. Dat ik desondanks niet op precies 5.3 Khz zit, wil ik best geloven. Maar ik heb voordat ik ging solderen het spoeltje doorgemeten, evenenals de condensatoren.

Wanneer ik het een beetje aan de praat heb, wil ik een goed spoeltje aanschaffen met ferriet-kern. Nu zijn er 2 soorten spoeltjes waaraan ik zit te denken :

  • Axiale
    Deze zien eruit als een soort koolfilmweerstandje
  • Radiale
    Lijken wel een beetje op een condensator

Beiden hebben een ferriet-kern. De axiale zijn aanmerkelijk kleiner dan de radiale. De prijzen verschillen onderling niet veel. Toch denk ik dat een axiale een betere keuze is.

Je geeft aan dat signalen in mV's loeihard zijn. Ik baseerde me op wat ik op de scope zag. Ik zag dat het signaal op meer dan 25 cm volledig wegviel in de "ruis". Ik dacht dat het dan niet mogelijk was om op een eenvoudige wijze het gewenste signaal geisoleerd kon worden. Inmiddels begrijp ik dat met het toepassen van filters, de "ruis" weggehaald kan worden. Ik moet nog even op internet rondzoeken om erachter te komen hoe dat zit/ werkt.

Wat betreft de OpAmp, ik weet eigenlijk niet waar ik moet zoeken in de datasheet. Ik heb hier ook nog LM324 en LM358 liggen. Welke is de beste keuze ?

@rbeckers :
Bedankt voor de beknopte antwoorden, en natuurlijk de link !
Zoals hierboven al aangegeven, ik ga nog even verder zoeken op internet om te zien hoe ik een F.min kan instellen.
Van elk bezoek aan CO leer ik weer meer...
Frederick E. Terman

Golden Member

Dit is leuk experimenteren.
Dat niet iedere relaisspoel goed werkt als ontvangstspoel, kan komen doordat de kern niet 'open' genoeg is voor dat doel. De noord- en zuidpool zitten dan te dicht bij elkaar - prima om een anker aan te trekken, maar minder goed als koppeling naar de ruimte (dat is trouwens ook de bedoeling van die constructie!).

Je zult inderdaad de kring nauwkeurig moeten afstemmen op de zendfrequentie van 5300 Hz voor het beste resultaat.

Je zendertje levert geen echte radiogolven; waar je mee werkt is het quasistationaire veld. De veldsterkte van je magnetische dipool neemt véél sneller af met de afstand dan een gewoon elektromagnetisch veld, met 1/r3, in plaats van met 1/r.

Met goed filteren kun je veel ruis wegkrijgen. Gelukkig is de bandbreedte die je wèl nodig hebt (en dus niet mag wegfilteren) maar heel smal. Het enige dat telt is de frequentie van de hartslag, en die zal vrijwel nooit boven de 4 Hz komen. :) Met de AM gemoduleerde puls en wat slag-om-de-arm zou je aan enkele tientallen Hz ruim voldoende hebben; de rest mag weg.
Maar ik zou verwachten dat dat al in de software gebeurt; daar hoor je verder niet zoveel omkijken naar te hebben.
Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org
Henry S.

Moderator

Op 26 maart 2011 15:33:58 schreef oxurane:
@Bert_mc :
Wat betreft de OpAmp, ik weet eigenlijk niet waar ik moet zoeken in de datasheet. Ik heb hier ook nog LM324 en LM358 liggen. Welke is de beste keuze ?

Die zijn wat opamp betreft gelijk, en niet veel beter dan een 741.
73's de PA2HS - ik ben een radiohead, Nieuwe CO labvoeding.
@Oxurane:
Een spoel met dunner draad levert een hoger Ohmigige resonantiekring op, dan die met een dikker draad.


Door de hogere Ohmse weerstand van de spoel daalt wel de Q, gevolg een lagere spaning over de afstemkring en een grotere bandbreedte.
Zorg dat je erbij komt; bij de Marine, bij de Marine. Loop graag als sympathisant van de Kon. Marine in BoordTenue of in andere marineblauwe werkkleding.
@Frederick E. Terman:
Ik moet bekennen dat ik door dit ge-experimenteer veel leer. Nu probeer ik wat, waarbij ik bepaalde meetresultaten krijg. En die probeer ik deels zelf te verklaren. Maar daarnaast helpen jullie me hier met het aandragen van aanvullende informatie / formules. Dankzij deze werkwijze leer ik beter de dingen te begrijpen. En dat is een betere manier om iets te leren, dan alles voorgekauwd te krijgen. (Mijn signature klopt dan toch weer aardig)

Dan nog even over het relais-spoeltje. Je geeft aan dat die te kort is. De N/Z-polen liggen te dicht bij elkaar. Maar het spoeltje in de RMCM01 is geloof ik even lang / klein.

Wat betreft het filteren, ik dacht dat met een ondergrens van bijv. 4300 Hz en bovengrens van 6300 al heel ver zou komen. Maar ik begrijp van jou nu dat ik ook rekening moet houden met de min. harstlag in de filtering (bandbreedte heet dat toch ?).
Ik had de volgende gedachtengang : Wanneer de borstband een hartslag detecteerd, wordt er een puls van 5.3 KHz, gedurende 4 ms uitgezonden. Met dat in het achterhoofd, dacht ik dat er dan alleen op die frequentie (5.3 KHz) gefilterd hoefde te worden. Filteren wordt gedaan met R/C-combinaties. Een weerstand / condensator heeft een bepaalde vaste waardenreeks. Dat zorgt er voor dat ik beperkt ben in het samenstellen van een filter. Zou de borstband op exact 5.3 Khz zenden, dan blijft het onmogelijk om een filter te bouwen waarbij signalen onder en boven de 5.3 Khz wegvallen (in extreem geval : 5299 Hz en lager, 5301 Hz en hoger). Daarnaast zijn weerstanden / condensatoren niet ideaal (i.v.m. externe omstandigheden zoals temperatuur).
Kortom, filteren is mogelijk, maar levert altijd een bandbreedte op.

Uit jouw uitleg begrijp ik dat de ondergrens -ik dacht aan 4300 Hz- geen goed idee is, omdat ik ook rekening moet houden met de hartslag van x slagen per seconde, waarop het signaal verstuurd word. Klopt dat ?
Indien ja, dan betekent het dat ik alleen de hogere frequenties mag wegfilteren.

@Henry S.
Bedankt voor je antwoord. Ik denk dat ik dan toch op zoek moet gaan naar de TL071. Dick Best heeft ze, maar hij heeft de gezochte spoeltjes niet. Misschien dat ik bij Reichelt ga shoppen.

@Dawmast
Dank je wel voor je reactie ! Precies hier was er bij mij nog veel onduidelijk. Ik zie de spoeltjes als 2 verschillende tuinslangen (varieerende diameter) waarbij netto evenveel water in de slang zit (bijv. 1 liter). In beide gevallen komt evenveel water in beweging. Netto stroomt er evenveel water uit beide slangen, maar met de dunne slang spuit het water verder weg. De mate van hoe ver iets wordt weggespoten wordt, vertaal ik naar de term "spanning / Voltage".
Kortom, met een spoel van dun draad krijg ik een hogere spanning, maar een zwakke stroom. Bij de dikkere draad gebeurt precies het omgekeerde.

-=EDIT=-
Klopt het dat de ondergrens-filter gemaakt wordt met R2 / C2 in het schema (12K / 4n7) ?
Van elk bezoek aan CO leer ik weer meer...
Frederick E. Terman

Golden Member

Ik heb niet gezegd dat de spoel te kort is. Ik heb zelfs niets over de lengte gezegd.
Ik heb gezegd dat bij sommige relais de N en Z pool erg dicht bij elkaar staan; dat is wat anders. Kijk naar dit plaatje, waar de N en Z polen vlak naast elkaar bovenaan verschijnen. Deze constructie zal slecht ontvangen, ook al sloop je het contact er af.
http://www.tpub.com/content/neets/14175/img/14175_151_1.jpg
---
De hoogste modulatiefrequentie bepaalt de bandbreedte die je kunt filteren. Nu zal de hartslag niet gauw boven de 4Hz komen, zodat je voor het AM gemoduleerde 5300Hz signaal aan een bandbreedte van 8Hz theoretisch genoeg zou hebben. De vorm van de puls wordt dan natuurlijk vervormd, maar voor het bepalen van de grondfrequentie (de hartfrequentie) maakt dat niets uit. Toch, om allerlei toleranties te omzeilen, is het handiger iets breder te kiezen; 50Hz bijvoorbeeld.

Breder mag natuurlijk ook; het is maar net wat je nodig vindt.
Maar in ieder geval moet je de bandbreedte berekenen rondom die 5300Hz. Het is immers een gemoduleerd signaal! De oorspronkelijke modulatiefrequentie zèlf hoeft er niet door te kunnen.

Je uitleg van de werking van de spoel is jammer genoeg helemaal onjuist.
Als je dezelfde kern met evenveel windingen bewikkelt over dezelfde lengte, dan is de zelfinductie even groot, en het 'opvangend effect' als antenne ook.
De dikte van de draad heeft alleen invloed op de serie (verlies-)weerstand van de spoel. Of dat iets uitmaakt is de vraag. De Q van de kring moet tòch al niet al te groot zijn, vanwege de bandbreedte die niet al te smal moet worden (vooral als je die 4 à 5ms puls onvervormd wilt zien!); en het moet raar gaan wil de draadweerstand hier de beperkende factor zijn.

Het idee van de L/C verhouding heeft niets met de verliesweerstanden te maken. Hierbij gaat het juist om verschillende zelfinducties, en het aanpassen van de kring aan de achterliggende versterker - of andersom, wat vaak makkelijker is.
Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org
Op 27 maart 2011 14:37:25 schreef Frederick E. Terman:
...Nu zal de hartslag niet gauw boven de 4Hz komen..

[beetje offtopic misschien] Zeg maar gerust "nooit". 240bpm is echt heel erg ongezond. De gemiddelde volwassene heeft een max van rond de 180, hoe hoog je inspanning ook is. 3Hz dus.
@MNM hieronder, niet bij een gezond hart.
"We cannot solve our problems with the same thinking we used when we created them" - Albert Einstein
240bpm mag dan ongezond zijn, dat wil nog niet zeggen dat 't niet voorkomt!
Fan van Samsung (en repareer ook TV's). :)
@Frederick E. Terman:
Misschien moet ik mijn gedachtenkronkel verduidelijken. Ik heb 2 maten tuinslang : de ene met een diameter van 1 cm, de andere met een diameter van 2 cm. Beide tuinslangen worden gevuld met 1 L water en vervolgens afgeknipt. De dunne tuinslang zal dus langer zijn dan de andere. Nu pak ik 2 rollen met een diameter van 5 cm. Over de ene wikkel ik de 1 cm slang, de andere rol met de andere tuinslang. De ene rol zal meer wikkelingen bevatten dan de andere, terwijl ze beide 1 L water bevatten.
Nu plaats ik onder elke rol een maatbeker van 0.5 L. Ik wil dat ze beiden binnen 10 seconden gevuld zijn. Netto komt er dan evenveel water per seconde uit de slang, maar bij die dunne zal het water krachtiger uit de slang komen. En die snelheid van het water zag ik als opgewekte spanning (hogere snelheid = hogere spanning of Volt).

-=Start edit=-
Ik bedenk me net dat mijn water-experiment een beetje spaak loopt. Netto stroomt er namelijk evenveel water per seconde uit de slang (wat ik met stroom / Ampere vergelijk). Bij de dunne slang zal het water echter turbulenter in de maatbeker komen (Spanning / Volt).
Hmm,. dan heb ik het toch nog niet goed begrepen denk ik. Ik ga er nog eens op kauwen.
-=Einde edit=-

Wat betreft het filteren, ging het mij erom of ik een bandbreedte van 4.3 Khz t/m 6.3Khz kon instellen, of juist van 4 Hz tot 6.3Khz.. Het signaal is namelijk 5.3 KHz. Dat signaal duurt hoogstens 4 ms lang (= puls). De keren dat een puls per seconde wordt afgegeven is max 240 hartslagen per 60 seconden : 4 Hz. Als ik nu de bandbreedte van 4.3 KHz - 6.3 KHz (1) instel kan ik toch nog steeds dat signaal oppikken ? Of dien ik ook rekening te houden met die 4 Hz, waardoor de bandbreedte ingesteld moet worden van 4Hz en hoger tot en met 6.3 KHz (2)?

Of anders geschreven :
(1) 3 Hz > doorlaat-range < 6.3 KHz
(2) 4.3 KHz > doorlaat-range < 6.3 KHz

EDIT
Oh,wacht, je bedoelt dat ik theoretisch het volgende zou kunnen instellen ?
5298 Hz >= doorlaat-range <= 5302 Hz


-=3e EDIT=-
Wat doet die NAND eigenlijk ? Die Schmitt-trigger kan ik begrijpen. Die NAND echter niet. Even een NAND-tabel :
code:
   NAND
 IN   IN   OUT
  0    0   1
  0    1   1
  1    0   1
  1    1   0

Beide IN's zijn aan elkaar geknoopt en dus zal het versterkte signaal aan beide pinnen tegelijk aangeboden worden :
code:
   NAND
 IN   IN   OUT
  0    0   1
  1    1   0

Maar hieruit blijkt dat de NAND alleen als inverter wordt gebruikt... Waarom zo omslachtig een inverter bouwen ? Of bestaan die er niet met een Schmitt-trigger ?

OPM 1: Ja, ik zal tuinslangverhaal laten rusten. Het ging mij erom dat ik het me kan voorstellen wat er gebeurd, ipv puur formules stampen.
Van elk bezoek aan CO leer ik weer meer...
Frederick E. Terman

Golden Member

Vergeet alsjeblieft dat tuinslangverhaal zo gauw mogelijk, het leidt tot niets.
Het is sneller gewoon te leren wat een spoel doet: U dt = L dI, of, als je dat leuker vindt, U = jωLI.

Het bandbreedteverhaal moet je nog eens overlezen. Het staat er allemaal. Kijk even naar het getallenvoorbeeld.
Maar ik begrijp de 'commotie :)' niet helemaal. Als je de spoel netjes met een C'tje afstemt op de zender, en het signaal aansluit op een net opampje, dan kun je de uitgang daarvan zó digitaliseren.
Moet er verder nog gefilterd worden, dan doe je dat gewoon in het programma.

e: Over welk schema gaat het in je 3e edit?
Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org
@Frederick E. Terman:
4093D (IC2A) in schema, zie mijn 2e posting in dit topic.

Ik heb eens zitten rekenen en stoeien. In het hieronderstaande schema probeer ik een 100x versterking te behalen d.m.v R1 en R2 (2K / 200K), waarbij de LC-kring is afgestemd op 5292 Hz. Met R1 en C3 laat ik frequenties door van 4421 Hz en hoger. Met R2 en C4 beperk ik het juist weer tot maximaal 7957 Hz. Klopt dat ?

http://www.uploadarchief.net/files/download/opamp-filter.gif

OPM : L1 heb ik snel in Eagle getekend als symbool voor het spoeltje.
Van elk bezoek aan CO leer ik weer meer...
Wel, laagdoorlaat-na-hoogdoorlaatfilter is een manier van filteren, maar de betere manier (lijkt me, zo op het gevoel) is door gewoon je LC kring selectief genoeg te maken. Dat lukt best voor jouw toepassing, denk ik, kristalradiootjes zijn zelfs selectief genoeg om stations die met een dB of 10-20-30 verschil in binnenkomend vermogen te selecteren:
http://www.crystalradio.net/misc/rocket/rocket_schematic.GIF

Het schiet me net te binnen dat je dat eenvoudigweg kan doen met een PC met geluidskaart. Je maakt een golfvorm van 5.3kHz in het een of ander programma, en stuurt dat naar speakertjes. Ze zullen wel genoeg EM lekken om je detectortje in gang te duwen. En indien niet, dan kan je nog een oud luidspeakertje slopen en de magnetische kring te openen, of een relaisspoeltje misbruiken op dezelfde manier als je al gedaan hebt, maar dan als zender.

Dan kan je je LC kring afregelen op maximale amplitude, en je zit gebeiteld. Dan versterk je je signaal met een opamp of een transistorversterkertje, zet er een diode achter en voila, een AM ontvanger met een uitgangssignaal zo goed als klaar om in je µC te stoppen (na clippen op VCC, misschien afvlakken met een Ctje).

Je kan dan leuke dingen gaan doen, puur voor de lol: met je PC de 5.3kHz moduleren en dan kijken of je AM ontvangertje er iets mee kan. :)

/Edit: ik sloot net de CO tab en keek naar de moza-iek van google images voor "crystal radio schematic" die ik had ingetikt voor het schema hierboven. En toen zag ik iets wat je eigenlijk gewoon kan overnemen:
http://circuitelectronic.net/wp-content/uploads/2009/07/Crystal-Radio-Circuit-with-Amplifier-Schematic.gif

Vervang de LM door je opamp naar keuze, zet er een weerstandje van een paar k achter, zenerdiode van 4V7 naar gnd, en hup aan je uC in. (je moet wel de LC kring resonantiefrequentie naar beneden brengen uiteraard)

[Bericht gewijzigd door Bert_mc op 28 maart 2011 01:11:42 (17%)]

Suffering from wiseass oneliner blackout
@Bert_mc
Er zijn vele "Drehkondensatoren" bij Reichelt te koop. Die met het grootste variabele bereik is van 5.0 - 90 pF. Laat ik dan de middenwaarde van 45 pF nemen. Dan kom ik op een spoel uit van 20 H...

Verder moet ik misschien aangeven dat ik het geheel compact wil bouwen (lees : hoofdzakelijk SMD-componenten). Die spoel van 20 H zal denk ik niet zo klein uitvallen, mocht ik die al ergens kunnen vinden.

-=EDIT=-
Een instelbaar spoeltje kan ik al evenmin vinden (i.v.m. je vorige schema).
Van elk bezoek aan CO leer ik weer meer...
Oh, maar je moet dat niet met een regelbaar condensatortje proberen te doen.

Gewoon je LC kring berekenen op 5kHz of zo, een vaste condensator kiezen, en je spoeltje inkorten tot je juist of 5.3kHz uitkomt. Ofwel iets te hoog mikken, en dan condensatoren uit de pF klasse parallel zetten tot je experimenteel op de juiste frequentie landt.

Met een draaicondensator is dat onpraktisch, of je komt misschien uit op dingen ter grootte van onderzeekabelhaspels of tankwagens :)

/edit: in de praktijk is een afstembare spoel van dat kaliber gewoon een kwestie van het ferrietstaafje een beetje meer of minder in de kern schuiven vooraleer je'm vast plakt. In een AM radiootje kan je het kartonnen kokertje over het ferrietstaafje naar links of rechts schuiven, om zo het begin en einde van de band netjes op 540kHz en 1600kHz te krijgen. Allemaal min of meer, uiteraard.
Suffering from wiseass oneliner blackout
Frederick E. Terman

Golden Member

In voorkomende gevallen heb ik zelf ook gewoon C'tjes parallel gezet tot de resonantie klopte. Dat gaat heel snel als je een handige manier hebt om die resonantie te bepalen.
De frequentie hangt af van het kwadraat van de capaciteit. Dus als je, tegen het einde, nog 2% omlaag moet in frequentie, dan moet er nog 4% capaciteit bij.

Wil je liever rekenen, dan kun je twee metingen doen: met C1 krijg je resonantie op f1, met C2 op f2.
Je kunt dan onmiddellijk C3 uitrekenen die je f3 (5300Hz) oplevert:
code:
           2    2     2         2    2     2  
      C1·f1 ·(f2  - f3 ) + C2·f2 ·(f3  - f1 ) 
C3 = ----------------------------------------
                    2    2     2              
                  f3 ·(f2  - f1 )

Je hoeft dan verder de spoelwaarde en de parasitaire capaciteit niet eens meer te weten.
Die zijn trouwens gelijk aan:
code:
           2        2 
      C1·f1  - C2·f2  
Cp = ----------------
           2     2    
         f2  - f1

              2     2       
            f2  - f1        
L = ------------------------
         2   2   2           
     4·pi ·f1 ·f2 ·(C1 - C2)

Maar als je L en Cp eerst uitrekent, kun je C3 iets eenvoudiger bepalen: gewoon met de resonantieformule, en dan met Cp verminderen.
code:
          1          
C3 = ------------ - Cp
          2     2      
      4·pi ·L·f3

Voorbeeld: met 82n krijg je 6300Hz en met 100n krijg je 5762Hz.
Dan blijkt uit de formules dat je 120n nodig hebt voor 5300Hz.
Tevens rolt eruit dat de parasitaire capaciteit blijkbaar 10nF is (groot he? 't is maar een voorbeeld), en de zelfinductie 6,94 mH.
Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org
@Frederick E. Terman :
Hmm,. interessante toelichting. Ik ga er van uit dat jouw C3 niet de C3 is in mijn schema, maar eentje die voor de LC-kring bedoeld is.
En gelukkig begin ik aardig bekend te geraken met de formules, waardoor ik niet meteen werd afgeschrikt.

Ik heb een uurtje geleden 2x TL072 en 2x TL074 gekocht bij Okaphone, samen met een 6m8 spoeltje. Gadverdamme, waarom is het hier toch altijd weer zo duur ?! Nou ja, ik ga vandaag proberen om wat praktijk-testjes te doen.
Nog een vraagje : tot hoeveel kan een TL071 een signaal maximaal versterken ?
Van elk bezoek aan CO leer ik weer meer...