Analyse van de bruikbaarheid van een 30 uH spoeltje

Toegepast in een 7-polig low-pass VLF filter

(of 27 uH / of 33 uH)

Inleiding
Voor een zelfbouw VLF converter is minstens 30 à 35 jaar terug m.b.v. speciale tabellen (ARRL en RSGB) een standaard 7-polig !! 400 kHz low-pass filter ontworpen. Middengolf volledig onderdrukken vanwege risico op oversturing. Werkt eigenlijk nog steeds prima, ook met toen wat afgeronde zelfinducties. Eigenlijk waren ze niet alledrie gelijk, maar wel bijna. (2x 30 uH en 33 uH). Ik had standaard 30 - 35 uH liggen.
Nu wil ik een kopie (laten) maken, maar wil die L's, die eigenlijk DC ontkoppel versies zijn, nader onderzoeken. Het moet vast veel beter kunnen???
Om dat te testen zijn er nu computer gestuurde LCR meters beschikbaar, zoals de Mastech en de Elektor. Heb ik beiden!

Het filter met wat aangepaste LC waardes en de curves ziet er zo uit:

Het gebruikte schema, dit is NIET gelijk aan de ideale waardes, maar werkt vrijwel hetzelfde.
Hier met 3x dezelfde L.

klik om in te zoomen.

Met de nieuwste SVC tabel software, en afgerond op 5% standaard, kom je nu op deze waardes.

Doorlaat curve met ideale doorlaat zonder verliezen. Met 3x 30 uH. Ook prima.
klik om in te zoomen

Doorlaat curve met verliezen, merkbaar bij 300 kHz (tot bijna 2 S punten).
klik om in te zoomen

Klopt met iets lagere S meting, zie rapport.

Hier de meting van 2 oude 30 uH spoeltjes. De eerste heeft de laagste Ri, dus die is 35 jaar terug benut in de VLF converter.
Met moderne middelen gemeten geeft dit geen fijn resultaat. Het geval is te "lossy" voor in een afgestemde keten.

f in kHz	uH	Q
1	35	0,08
10	31	0,69
100	30	6

Ferriet staafje met heel veel dun draad, aantal windingen onbekend, waarde 30 uH
Extreem lage Q, waarschijnlijk ideaal voor in een DC circuit, maar NIET in een LC kring

f in kHz	uH	Q
1	31	0,23
10	31	2,3
100	31	19

Bekend blauw blokje van Neosid.

Ook 30 uH

Eveneens veel slechter dan verwacht

Doorlaat curve met wat aangedikte verliezen tot max 12 dB bij 300 kHz (tot 2 S punten).
klik om in te zoomen

Klopt met iets lagere S meting, zie rapport.

Enkele zelfinductie testen van een setje ringen met N=10 t.b.v. AL en Q meting, gedaan met de Mastech LCR meter
In deze specifieke meting bij lage frequenties is de AL waarde 10x de gemeten uH waarde.

f in kHz	uH	Q	AL
1	83	22	830
10	82	54	820
100	82	69	820

13 mm 3F3 (wit of blauw)
code TN13 / 7.5 / 5
Fabr. AL = 900
Voor 30uH, test met N=6

f in kHz	uH	Q	AL
1	92	19	920
10	92	40	920
100	92	43	920

15 mm 3F3 (wit of blauw)
code TN14 ? / 9 / 5
Fabr. AL = 790
Voor 30uH, test met N=6

f in kHz	uH	Q	AL
1	100	26	1000
10	100	78	1000
100	100	68	1000

clone 15 mm 3F3 grijs
code TN14 / 9 / 5
Fabr. AL = 790
Voor 30uH, test met N=6

f in kHz	uH	Q	AL
1	29	7,6	290
10	29	34	290
100	28	42	280

14 mm 4A11 rose
code TN14 / 9 / 5
Fabr. AL = 310
Voor 30uH, test met N=10

f in kHz	uH	Q	AL
1	7,4	1,8	74
10	7,45	17	74,5
100	7,4	89	74

12,5 mm FT50-61
code FT50-61
Fabr. AL = 68
Voor 30uH, test met N=20

f in kHz	uH	Q	AL
1	14,3	2,45	143
10	14,3	22	143
100	14,2	88	142

12,5 mm dubbeldik
code FT50B-61
Fabr. AL = 150
Voor 30uH, test met N=15

f in kHz	uH	Q	AL
1	6,3	2	63
10	6,2	18	62
100	6,2	100	62

12,5 mm 4C65 paars of wit
code TN13 / 7.5 / 5
Fabr. AL = 64
Voor 30uH, test met N=22

f in kHz	uH	Q	AL
1	4,7	1,4	47
10	4,6	13	46
100	4,6	83	46

15 mm 4C65 paars of wit
code TN14 / 9 / 5
Fabr. AL = 55
Voor 30uH, test met N=26

Hieronder dezelfde type ringen in dezelfde volgorde, maar nu met zodanige N dat we rond de 30 uH uitkomen
Vergelijk nu de Q (let op: andere kern uit zelfde bakje, met N=10 4A11 klein verschil zichtbaar)

f in kHz	uH	Q
1	27	4,7
10	27	59
100	27	66

13 mm 3F3 (wit of blauw)
code TN13 / 7.5 / 5
Fabr. AL = 900
test met N=6, 7 geeft 37 uH

f in kHz	uH	Q
1	31,6	14
10	31,6	50
100	31,7	47

15 mm 3F3 (wit of blauw)
code TN14 ? / 9 / 5
Fabr. AL = 790
test met N=6

f in kHz	uH	Q
1	38	16
10	38	70
100	38	56

clone 15 mm 3F3 grijs
code TN14 / 9 / 5
Fabr. AL = 790
test met N=6

f in kHz	uH	Q
1	31,2	8,6
10	30,7	37
100	30,4	46

14 mm 4A11 rose
code TN14 / 9 / 5
Fabr. AL = 310
test met N=10

f in kHz	uH	Q
1	29,7	3,65
10	29,5	29
100	29	83

12,5 mm FT50-61
code FT50-61
getest met AL = 74
test met N=20
Voor 33 uH, N=21

f in kHz	uH	Q
1	30,6	3,6
10	30,5	29
100	30,2	85

12,5 mm dubbeldik
code FT50B-61
getest met AL = 145
test met N=14
Voor 33 uH, N=15

f in kHz	uH	Q
1	30,8	4
10	30,4	30
100	30,2	92

12,5 mm 4C65 paars of wit
code TN13 / 7.5 / 5
getest met AL = 62
test met N=22 (à 25, meten!) Voor 33 uH, N=23

f in kHz	uH	Q
1	32	3,6
10	31,6	27
100	31,5	87

15 mm 4C65 paars of wit
code TN14 / 9 / 5
getest met AL = 46
test met N=26 (à 25, meten!) Voor 33 uH, N=27

Tsja, wat is nu beter? Eigenlijk zijn ze alle 8 beter dan het origineel.
De eerste 4 zijn met minder windingen al tevreden voor 30 uH, en beperkt in verliezen maar een keuze uit de ondersre 4, allen low-loss NiZn is nog beter! Een tweede voordeel, met de NiZn is de L-stap per winding kleiner, dus de streef-L is makkelijker te doseren.

De draagbare (batterij gevoede) VLF converter is 2x gebouwd, schakeling vrijwel hetzelfde, de ene met het Philips / Signetics IC NE612 en de andere met de Siemens S-042P.
Wat denk je, gelijk? NEEN!!!!!
De Siemens was duidelijk ongevoeliger, veel minder conversie gain (15 tov 20). Philips gevoelig tot 0,3 uV, ook 2 dB minder ingangs ruis ( 5 tov 7) . Verder had de Siemens véél eerder last van vervorming / oversturing. In de datasheet van Siemens heb ik dan ook geen IP3 info gevonden, bij Philips wel. Niet voor niets?
De conversie frequentie is zo hoog als mogelijk gekozen, in ieder geval een f die bruikbaar is op een stil plekje op een goede portable digitale kortegolf ontvanger. Dat werd 24.000 MHz, daar zijn prima dump kristallen voor beschikbaar. En geen 10 of 5 MHz. Bijkomend voordeel: op deze f is het niet direct noodzakelijk om de 24 MHz steeds bij te tunen. Ik wilde GEEN FET uitgang, maar echt afgestemd.

Klik voor groter plaatje
Zie je ook de minder goede staaf spoeltjes beter zitten!

Na afkeuring zijn ze nu vervangen door 3x FT50-61. Dat was een enorm gepiel.

Nog enkele downloads
	De NL versie van het schema van de VLF converter
	De UK versie van het schema van de VLF converter
	Een extract uit de bundel "FERRIET INFO" met alleen wat uitleg en ALLE ferriet ringkern tabellen. Reuze handig om bovengenoemde kernen op te zoeken.
	Een setje oude scans van Amidon (= Fair-Rite ferriet en Micrometals poederijzer) met een nog kompleter overzicht van hun programma. Ook reuze handig. Op de Ferriet Info pagina's nog meer Fair-Rite tabel info.
	De Philips NE612 datasheet van het web
	De Siemens S-042P datasheet van het web
	Een link naar het ELSIE filter programma ergens op het web. Na overlijden van de ontwerper is de originele link opgeheven.
	Een link naar het SVC filter programma ergens op het web. Van dezelfde ontwerper.....RIP

Snel naar de radio pagina met het hele converter verhaal

This page is made by PE1ABR
Email to PE1ABR