Von Würth Elektronik gibt es das Buch "Trilogie der induktiven Bauelemente".
Dort meine ich dass Du fündig wirst.

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0815 - Mit der Lizenz zum Löten!

Fragt sich, ob die Verwendung von Induktivitäten überhaupt sinnvoll ist.
Die Werte können nicht beliebig groß werden und mit einiger Wahrscheinlichkeit handelt man sich eine Empfindlichkeit gegen für magnetische Störfelder ein.


[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am  6 Mär 2013 14:10 ]

hatte vergessen zu erwähnen, dass die induktivitäten speziell gewickelt werden, einmal im Uhrzeigersinn und dann im Gegenuhrzeigersinn wieder zurück, dadurch entstehen nur sehr kleine Störfelder im Bereich weniger nT.

Ich wollte aber nochmal auf die Dimensionierung der Schaltung zurückkommen: Wie ist denn der charakteristische Verlauf eines smith-Diagramms wenn man einen Pi-Filter verwendet?

Mich würde außerdem interssieren wie man das Smith-Diagramm erstellt, also der Theorie nach geht es ja so:



mit dem komplexen Reflexionskoeffizienten Gamma, da ich die komplexe Transmission messe brauche ich noch die Beziehung:



Damit müsste ich doch dann das Smith-Chart erstellen können, sowie auch die komplexen Impedanzen ausrechnen können, oder mach ich was verkehrt?

danke für eure antworten

[ Diese Nachricht wurde geändert von: voltmeter2012 am  2 Apr 2013 23:45 ]

Zitat :

hatte vergessen zu erwähnen, dass die induktivitäten speziell gewickelt werden, einmal im Uhrzeigersinn und dann im Gegenuhrzeigersinn wieder zurück, dadurch entstehen nur sehr kleine Störfelder im Bereich weniger nT.

Das hört sich für mich an, als würde das eine induktionsarme Widerstandswicklung ergeben.

Zitat :

Damit müsste ich doch dann das Smith-Chart erstellen können, sowie auch die komplexen Impedanzen ausrechnen können

Schon, aber es gibt heute genug Programme, die dir diese Knochenarbeit abnehmen und schöne Smith-Diagramme malen. Damit kann man dann auch mühelos die parasitären Elemente wie Wicklungswiderstand und Wicklungskapazität berücksichtigen.

Zitat :

Wie ist denn der charakteristische Verlauf eines smith-Diagramms wenn man einen Pi-Filter verwendet?

Wenn du konkrete Werte nennst könnte man dir die Frage beantworten, aber das wäre auch nur die halbe Miete.
Letztlich kommt es ja darauf an, wie sich das gesamte System verhält, und dafür spielen die Impedanzen von Generator und Last eine wichtige Rolle.


Mir ist auch nicht klar, was du bei einer Gleichstrommessung mit einem Pi-Filter überhaupt bewirken willst.

=> Das hört sich für mich an, als würde das eine induktionsarme Widerstandswicklung ergeben.

ja, im prinzip hast du recht, es kommt durch die wickeltechnik die ich erwähnt habe zu keiner induktion, der mechanismus ist in meinem fall ein anderer:


1.) Die Spule wird um einen Zylinder gewickelt der Eisenpartikel enthält. in diesen partikeln wird die spannung induziert und in Wärmestrahlung umgewandelt. Insbesondere das hochfrequente Rauschen soll dadurch minimiert werden.

2.) werden zwei kapazitäten von 4.3nF verbaut, diese bilden zusammen mit der eben erwähnten "parasitären" Induktivität (die ich nicht kenne) den Pi-Filter.

Wie würde man diese Induktivität am besten bestimmen? Meine Idee war halt, dass sich im Prinzip jede auch noch so kleine Induktivität mittels Impedanzspektroskopie bestimmen lässt, oder wie würdet ihr das machen?






[ Diese Nachricht wurde geändert von: voltmeter2012 am  3 Apr 2013 13:55 ]

Zitat :

hatte vergessen zu erwähnen, dass die induktivitäten speziell gewickelt werden, einmal im Uhrzeigersinn und dann im Gegenuhrzeigersinn wieder zurück, dadurch entstehen nur sehr kleine Störfelder im Bereich weniger nT.

Oh sancta simplicitas!
Ist das Master-Niveau?
Kopfschüttel.
Fürs einfache Gemüt:
So wickelt man bifilare Widerstände eben nicht!

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Dimmen ist für die Dummen

Sorry, hatte es falsch ausgedrückt Der Draht wird natürlich immer im Uhrzeigersinn um den Zylinder gewickelt Genaugenommen handelt es sich dabei sogar um eine Trifilar-Wicklung

Weitere Ideen oder Denkanstöße? Irgendjemand von euch kennt sich doch sicher mit der Impedanzanalyse von Pi-filtern bei hohen Frequenzen aus...

Zitat :

Die Spule wird um einen Zylinder gewickelt der Eisenpartikel enthält. in diesen partikeln wird die spannung induziert und in Wärmestrahlung umgewandelt

Nicht, wenn durch die Wickeltechnik das Magnetfeld kompensiert ist. Dann gibt es keine Wirbelströme.
Die µ-erhöhende Wirkung von Eisen- oder Ferritpulver in Kunststoffbindung ist relativ bescheiden.
Die Verwendung ferromagnetischer Partikel bei tiefen Temperaturen ist auch wegen der Hysterese problematisch.
Verlustbehafte Kerne stellt man seit Alters wohl lieber aus kunststoffgebundenem Messingpulver her.
Hüte dich auch vor Keramikondensatoren!

Da das Pi-Filter zunächst ja nur aus Blindwiderständen besteht, rauscht es wegen seiner eigenen Verluste selbst nur wenig. Diese Verluste sind bei richtiger Konstruktion gering und werden hauptsächlich durch den Ohmschen Widerstand der Kupferwicklung verursacht.
Eine Kühlung kann hier natürlich eine Verbesserung bringen, aber anstatt weitere Verluste durch den Spulenkern einzubringen, bietet es sich an einen externen, ebenfalls gekühlten, Widerstand zu verwenden, der viel leichter zu kontrollieren ist.

Im übrigen ist ein Pi-Filter kein Tiefpass, sondern ein resonantes Gebilde.
Ob das deiner Gleichstrommessung wirklich nützt?
Die Resonanzfrequenz errechnet sich in erster Näherung durch L und die Reihenschaltung der beiden Kondensatoren.
Pi mal Daumen dürfte eine Dimensionierung mit 4,3nF Kondensatoren, unter Berücksichtigung der normalen Gegebenheiten, auf eine Resonanzfrequenz von etwa dem oberen Audiobereich bis auf vielleicht 100kHz hinauslaufen.

Gleichstrommäßig sind die Kondensatoren aber parallel geschaltet, und 8,6nF stellen für eine Quelle, die nur 1pA oder weniger liefert, eine erhebliche Belastung dar.

Im Übrigen ist eine direkte Messung derart hochohmiger Quellen heute keine besondere Herausforderung mehr: http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lmp7721.pdf
http://www.ti.com/lit/ds/snos694h/snos694h.pdf
http://e2e.ti.com/support/amplifier.....495=1

P.S.:
Für Allesbesserwisser:

Zitat :

So wickelt man bifilare Widerstände eben nicht!

Das hat auch niemand behauptet.
http://en.wikipedia.org/wiki/Ayrton-Perry_winding
http://www.rexresearch.com/davis/davis.htm

@ perl:

danke für die umfassende antwort, das sind genau die antworten die ich mir erhofft hatte

Die Anweisung mit den 4.3nF-Keramikkondensatoren kam von meiner Betreuerin, anscheinend weiß sie es auch nicht besser.

Wegen der Permeabilität der Spule: Meinst du, dass es wirklich am Kern der Spule liegt? immerhin erreichen wir Dämpfungen von 60-70dB => Anhang

Kommen eventuell noch weitere "einfache" Fehlerquellen in Betracht? Das mit der Kühlung hab ich z.b. auch schon überlegt, anscheinend schaffen diese spezialisten es hier aber auch bei raumtemperatur unter 100dB zu kommen:

http://zumbuhllab.unibas.ch/pdf/tal.....s.pdf

kann es unter umständen am gehäuse liegen? Meine Betreuerin meint die filter müssten auch so funktionieren wenn man die beiden Kondensatoren miteinander kurzschließt.

[ Diese Nachricht wurde geändert von: voltmeter2012 am  3 Apr 2013 18:23 ]

[ Diese Nachricht wurde geändert von: voltmeter2012 am  3 Apr 2013 18:25 ]

[ Diese Nachricht wurde geändert von: voltmeter2012 am  3 Apr 2013 18:28 ]

Es gibt nette Programme, die Smith-Diagramme erstellen.

Mit dem hier arbeite ich schon seit vielen Jahren:
http://elektronikbasteln.pl7.de/rfsim99-filter-berechnung.html
Unter neuerem Win scheint es Installationsprobleme zu geben.

DL2JAS

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mir haben lehrer den unterschied zwischen groß und kleinschreibung und die bedeutung der interpunktion zb punkt und komma beigebracht die das lesen eines textes gerade wenn er komplizierter ist und mehrere verschachtelungen enthält wesentlich erleichtert

Zitat :

kann es unter umständen am gehäuse liegen? Meine Betreuerin meint die filter müssten auch so funktionieren wenn man die beiden Kondensatoren miteinander kurzschließt.

Was immer die sich unter "kurzschliessen" vorstellt.
Wenn man die Spule überbrückt, wird sie wirkungslos.

Verrate doch endlich mal, was das geben soll!
Welche Eigenschaften hat der Generator, welche die Last, und welche Frequenzen hoffst du zu entfernen, welche durchzulassen?

Das eingangs gezeigte Pi-Filter hat ja prinzipiell keine Verluste, rauscht also auch ohne Kühlung nicht und reflektiert hohe Frequenzen in den Generator, bzw. vom Empfänger erzeugte Rauschleistung in den Empfänger.
Wenn man aus einem solchen reflektierenden Filter ein absorptives Filter machen will, muß man sich eben überlegen, wo man die erforderlichen Widerstände am besten anbringt.

Das von Giss gebaute Teil ist ja auch kein Pi-Filter, sondern eher eine verlustbehafete Verzögerungsleitung mit unkontrolliertem Wellenwiderstand.
Bei der geschilderten Bauart würde ich mir auch ernsthafte Gedanken bezüglich des Isolationswiderstands machen.

ok, also unser ziel ist das folgende: Wir wollen die Widerstände von Nanoröhrchen untersuchen, liegen typischerweise zwischen 100kOhm bis knapp unter einem Gigaohm.

Wir verwenden einen Lock-In-Verstärker zur Frequenzmodulation des Signals (etwa 10µV bei 77Hz) und addieren dazu ein Gleichstromsignal von einigen mV.

Da wir sehr genau messen wollen und die Ströme teils sehr klein sind brauchen wir zusätzliche Filter um auch hochfrequentes Rauschen im Gigaherzbereich herauszufiltern.

Die Filter die Giss entwickelt hat scheinen für unsere Anwendungen die richtigen zu sein, jedenfalls behaupten das meine Betreuer.

Ich tappe jetzt halt im dunkeln, weil ich nicht weiß wie ich eine Dämpfung von 120dB erzeugen soll, die einzige Idee die ich gerade habe ist mir noch ein Kupfergehäuse zu bauen. Allerdings behaupten meine Betreuer dass es daran nicht liegen kann. Ich werd auch noch mal verschieden Wickeltechniken ausprobieren, möglicherweise funktionieren die Filter noch besser wenn man den Spulenkern mit den Nanopartikeln besonders oft umwwickelt.

Sorry, ich kann hier leider auch nur meine Erkenntnisse weitergeben. Falls ihr wisst wie es besser geht, nur zu!