Experimenten met gekoppelde kringen
In de volgende metingen meet ik de koppeling tussen mijn antenne unit1 en detector unit1.
Voor het meten van de koppeling tussen de twee LC kringen gebruik ik dit
schema.
Van links naar rechts zien we:
- Een sweep signaal generator.
- Een dummy antenne circuit.
- De antenne tuner unit
- De detector unit
- Een meetversterker
- Een oscilloscoop
De detector unit is belast met een weerstand van 1,5 M.Ohm.
De signaal generator geeft een uitgangsspanning van 0,2 Volt top-top (onbelast),
belast met de dummy antenne is dat 0,1 volt top-top.
De frequentie varieert constant tussen twee ingestelde waarden, op het
oscilloscoop scherm ontstaat hierdoor een frequentie spectrum met de
doorlaatcurve van de twee kringen.
De antenne tuner unit heeft twee afstemcondensatoren, er zijn vele combinaties
van standen mogelijk om de antenne tuner unit te laten resoneren.
Er is echter maar één combinatie waarbij de spanning over de spoel het hoogst
is.
In de tabel (klik hier) is te vinden bij
welke waarde van de (serie) ingangscondensator de spanning over de spoel het
hoogst is.
Deze waarden heb ik gebruikt in de volgende metingen.
In de eerste metingen is de doorlaatcurve van de ontvanger gemeten bij 600 kHz.
De afstand tussen de spoelen is 20, 30, 40 50 en 60 cm.
De horizontale schaal is 10 kHz / cm. De totale beeld breedte (10cm) komt
overeen met 100 kHz.
De linkerkant van het scherm is dus 550 kHz, de rechterkant is 650 kHz, en in
het midden is 600 kHz.
Horizontaal: 10 kHz / cm vertikaal: 1 Volt / cm
 |
 |
 |
 |
 |
| 600 kHz 10 kHz / cm Afstand: 20cm |
600 kHz 10 kHz / cm Afstand: 30cm |
600 kHz 10 kHz / cm Afstand: 40 cm |
600 kHz 10 kHz / cm Afstand: 50 cm |
600 kHz 10 kHz / cm Afstand: 60 cm |
Als de spoelen te dicht bij elkaar staan, treedt er overkoppeling op, en
zullen er twee pieken zijn in de doorlaatcurve.
Bij toenemende afstand tussen de spoelen, zullen de twee pieken steeds dichter
bij elkaar komen te liggen.
Bij een bepaalde afstand ontstaat er één piek, dan hebben we een kritische
koppeling tussen de spoelen.
Bij een nog grotere afstand houden we één piek, maar deze zal dan afnemen in
hoogte, de ontvanger wordt dan ongevoeliger.
Een stukje theorie over de koppeling tussen LC kringen vindt je hier.
Vervolgens is de doorlaatcurve gemeten bij 1500 kHz.
Ook nu weer bij 20, 30, 40, 50 en 60 cm.
Het frequentie bereik loopt van 1450 kHz (linkerkant van scherm) tot 1550 kHz
(rechterkant scherm).
Horizontaal: 10 kHz / cm vertikaal: 1 Volt / cm
 |
 |
 |
 |
 |
| 1500 kHz 10 kHz / cm Afstand: 20cm |
1500 kHz 10 kHz / cm Afstand: 30 cm |
1500 kHz 10 kHz / cm Afstand: 40cm |
1500 kHz 10 kHz / cm Afstand: 50 cm |
1500 kHz 10 kHz / cm Afstand: 60 cm |
Bij de volgende metingen is de afstand tussen de spoelen steeds 42 cm.
We zien dat bij de verschillende frequenties de koppeling tussen de spoelen
ongeveer kritisch is, het is dus niet nodig om de afstand tussen de spoelen te
veranderen als de ontvanger op een andere frequentie wordt gezet.
Ook zien we dat de gevoeligheid (hoogte van de curve) ongeveer constant is
voor de verschillende frequenties.
De ingangspanning van de ontvanger is 0,1 Volt top-top, de spanning
over de detectorkring is ongeveer 5 Volt top-top, er treedt dus een
spanningsversterking van 50x op.
Horizontaal: 2 kHz / cm vertikaal: 1 Volt / cm
 |
 |
 |
 |
| 600 kHz 2 kHz / cm Afstand: 42 cm |
900 kHz 2 kHz / cm Afstand: 42 cm |
1200 kHz 2 kHz / cm Afstand: 42 cm |
1500 kHz 2 khz / cm afstand: 42 cm |
In plaats van de afstand te vergroten kunnen we de koppeling tussen de spoelen ook verkleinen door de hoek tussen de spoelen te vergroten richting 90 °.
 |
Bovenaanzicht.
De hoek tussen de spoelen is hier 90 °.
|
De afstand (hart op hart) tussen de spoelen is in dit geval 14 cm.
Voor het verkrijgen van kritische koppeling tussen de spoelen moest ik bij 600
kHz de hoek instellen op 88 °.
Bij 1500 kHz moest ik de hoek instellen op 89 °.
De doorlaatcurve is vergelijkbaar met de methode hierboven beschreven (met
grote afstand tussen de spoelen).
Het instellen van de hoek komt echter zeer precies (een fractie van een graad).
En ook is er bij de verschillende frequenties een andere hoek nodig,
waarschijnlijk speelt bij een kleine afstand tussen de spoelen de capacitieve
koppeling ook een rol, en deze is frequentie afhankelijk.