Здравствуйте.

Задача следующая, есть готовый передатчик, который передаёт данные на частоте 5 кГц. В передатчике антенна ферритовая с трансформаторной связью. Напряжение в колебательном контуре передающей антенны доходит до 100 В. Питается датчик от 4В и потребляет в пике ~220 мА.

Что необходимо, принять данные или хотя бы увидеть несущую в радиусе 20-25 метров.

Экспериментировал с намоткой различного количества витков от 100, 1000, 6000 тыс. витков (марка провода не известна, какой то советский в матерчатой изоляции, диаметр 0.12), на одном/двух ферритах, с подключённым конденсатором и без с последовательным включение катушек и с параллельным и даже не подключенных к друг другу но находящихся на одном феррите. Результат 2-2.5 метра. Марка феррита не известна, стержни в диаметре 10мм, длина 200мм.
Самый лучший результат был 5 метров, когда были подключены на 2-х стержнях три подряд катушки. При этом было видно только несущую, данные было уже не разобрать:
* 1-ая снятая со старого телика (кол-во витков не известно, ну думая нее больше 200-300);
* 2-ая эта 600 тыс. витков широкая (матерчатый провод),
* 3-ая это оставшаяся от какого-то транса, намотанная эмаль проводов 0.1 мм, число витков не известно, предположительно 1-2 тыс.
С 3-ей катушки снимался сигнал, т.к. с первой он был низкой амплитуды, со второй слишком шумный, но амплитуда была немного выше, чем с 3-ей.
Результат смотрел на цифровом осциллографе, включив FFT.

Сейчас купил эмаль провод 0.2 мм и ферритовые стержни 10мм, длина 200мм, материал 3B1 в количестве 15 шт., заказал ещё медную фольгу для экранирования.
Подскажите, как определить, сколько витков нужно намотать для приёмной ФА, частота 5 кГц, полоса дотаточно +- 1 кГц? Как правильно произвести выбор/расчет ФА?

Из приборов есть анализатор спектра и текинг генератор 20 Гц ... 4 ГГц, но к сожалению тот направленный ответвитель, который у меня есть не подходит для такой низкой частоты, поэтому, КСВ антенны измерить не могу.

Попробуйте добавить керамический конденсатор и настроить антенну в резонанс. Так эффективность сразу станет гораздо выше. Для начала что-нибудь порядка 0,01-0,1 мкФ, а дальше видно будет.
Первую обмотку подключить параллельно конденсатору и разместить на одной половине стержня. Вторая - обмотка связи, её нужно поместить у другого конца. У второй обмотки большое количество витков не нужно, хватит 10-20. К ней подключаете анализатор и смотрите. Обычно в эфире достаточно много помех, чтобы антенна их поймала. На резонансной частоте анализатор увидит некий пик или горб. Подбором ёмкости или количества витков двигайте его к 5 килогерцам.
Когда настроили частоту, настройте связь между обмотками. Подбирайте расстояние между ними и количество витков в обмотке связи, пока высота пика не станет максимальной.

Сколько намотать на контур... Ну хотя бы в википедии есть формулы для начала. И всякие калькуляторы контуров в интернете. Потом всё равно нужно будет подстраивать более точно.

https://ru.wikipedia.org/wiki/Колебательный_контур
https://ru.wikipedia.org/wiki/Катушка_индуктивности
http://tel-spb.ru/lc.html

Raash
Невыполнимая задача.
Ничего не получится т.к. передатчик мал.
В готовых комплектах передатчик потребляет 5А от 13 Вольт имея
рамочную, а не ферритовую антенну.

Alexey_B
Я Формулах есть зависимость L (индуктивность) и W (количество витков), но вопрос в том какая оптимальная L или W будет для частоты 5 кГц.
Контур я тоже делал. Измерил индуктивность (китайским приборчиком), посчитал ёмкость. Разницы ни какой, ну может шум, в районе 1кГц стал чуть меньше (определил на глаз по FFT осциллографа). Делать катушку связи из нескольких видков и даже 100 витков, тоже пытался, результат ещё хуже, чем просто 1 катушка, т.к. получается сигнал очень маленький. Отношение витков очень большое и сигнал соответственно уменьшается.

1428
Я об этом думал, но есть зарубежный приёмник с антенной который определяет до 30 метров. Какая там антенна и приёмник, точной информации у меня нет. Но в отрывках документации упоминается про контур с конденсатором и судя по фотографии похожа она на ферритовую. т.к. размеры в длину сантиметров 40-50.

Ширина полосы какая?
Десятки Герц?
Тогда да.

думаю да, т.к. там речь шла о переключаемых контурах. Мне и нужна узкая полоса, только я не знаю как это сделать. Можно установить цифровой переменный конденсатор и искать несущую в диапазоне 4кГц...6кГц.
Сейчас есть передатчик, который передаёт на 5 кГц., мне нужно увидеть его в радиусе 20 м. А полоса, пусть уже, какая получиться.

Нужно знать, что излучает передатчик Е или Н.
Исходя из этого строить приемник для приема Е или Н тк на данной частоте
излучение комплексного сигнала Е и Н, с антенной размером 20 см. невозможно.
Феррит может быть обычным трансформатором для излучения поля Е, хотя будет выглядеть
как магнитная антенна.
Вы точно знаете какую составляющую излучает передатчик?

Цифровой КПЕ для 5 кГц будет иметь какие габариты, стесняюсь спросить?

Вам в расчетах резонансного контура антенны может помочь сайт Coil32, там есть все нужные считалочки. Начните с расчета контура, а зная нужную индуктивность можно и посчитать катушку. Снимать сигнал надо с катушки связи, она зависит от сопротивления приемника, но начать можно с 10 витков. Конденсатор надо ставить думаю в районе 1нФ, иначе катушка будет гигантская.

1428
Как узнать, что излучает передатчик E или H?
Могу в личку скинуть его схему. Хотя схема там простая, на 2-х ферритах намотаны 2 катушки одна колебательный контур на частоту 5кГц, вторая управляющая, подключена к биполярнику. Запустили транзистор, а дальше схема сама себя раскачивает, пока транзистор открыт. Сигнал видно только когда феррит передатчика параллельно ферриту приёмника. Если перпендикулярно, то сигнала очень сильно падает или его не видно вообще, даже в нескольких десятках см.

Цифрой КПЕ будет зависеть от полученной полосы, сделать управляемый ключ на плоливике с подключаемым конденсатором или использовать выводы контролера с настройкой общий сток. В общем, сделать программу печатные платы и т.п. на это всё не проблема, проблема пока сделать антенну. Размерами я не сильно ограничен, в разумных приделах.

Ещё забыл указать, у меня нет приёмника, пока в качестве приёмника цифрофой осцилограф.
Потом планировал приёмник, вход на 1-ом поливике, дальше фильтры на ОУ НЧ и ВЧ с частотой среза 4кГц и 6кГц, потом контроллер и анализировать FFT.

Raash
Как узнать?
Почему такой простой вопрос вызывает непонимание?
Вы студент и это ваш диплом?

У АЧХ ометра есть головка с рамкой и малым Р входа.
У АчХ ометра есть головка с зондом с высоким Р входа.
Каждая из головок измеряет свое поле Н или Е.

Тащим Ваш странный передатчик на 10 100 метров от этих измерительных антенн и запоминаем амплитуду АЧХ с Н и Е зондами.

Если таких головок-зондов нет, выбрасываем прибор в окно и увольняемся.

Все упомянутые головки и прибор проходят поверку.

Как это запустить без измерений, на этом сайте, вы получите миллион дурацких советов которые уже стали высказывать.

1428
Таких зондов у меня нет.
Прибор уже выкинул и уволился, но как-то совсем не помогло в решении задачи.

С магнитным антеннами раньше не сталкивался, измерить магнитную и электрическую составляющую пока мне нечем. Поэтому да, будут глупые вопросы, ответы и описания. Но если хотите помочь, я рад буду исправить своё не знание в этом деле.

Мой прадед говорит: «Имею желание купить дом, но не имею возможности. Имею возможность купить козу, но не имею желания». 

Готовьтесь выслушивать множество глупых советов.
Нет измерений нет правильных ответов.

Не может передатчик иметь ФА на выходе на частоте 5 КГц.
На частоте 5ГГц может.
На 5 кГц его разрабатывал или физофреник или нобелевский лауреат т.к. рамка без феррита будет эффективнее на 5 кГц более пяти раз как у приемника так и у передатчика имея габариты одинаковые с ФА.

сылки на измерительные рамки можно?

И еще.
Почему 5 КГц если нижняя частота охраняемого законом спектра 9 КГц, а в РФ ее повышали до 10 КГц особым указом.
Все помехи заканчиваются на 8 9 КГц.

Серийных зондов на 5 КГц нет.
Родо и Шварц делает и две московские конторы занимающиеся защитой от прослушки.

Можно и самому если есть анализатор с 5 кгц и двумя входами низкоомным 50 ом и высокоомным 500 ком.
Как индикатор очень даже работает.

Почему передатчик 5 кГц у меня нет информации.
Скажите, есть ли какая та оптимальная зависимость количество витков/индуктивность от частоты?
Из своих экспериментов я получал лучшие результаты с ростом витков катушки, но с определённого момента рост сигнала начал сопровождаться ростом шумов. Это для не резонансной антенны. Добавления конденсатора в контур, для получения резонанса, увеличение сигнала не давало.

ТС, у Вас всё получится даже без настройки приёмной антенны в резонанс.

Очень советую посмотреть книжку Войцеховского "Радиоэлектронные игрушки", а также ряд старых журналов Радио. Тема: "индуктивная связь".

В школе я таким игрался, экспонировался на областных радиовыставках.
Связь на десяток-другой метров легко идёт на звуковых частотах когда приёмная ферритовая антенна, содержащая 500 витков тонкого провода легко принимает передатчик мощностью 1 Вт на разговорных частотах 300-3400Гц, 5кГц будет лучше.

Не слушайте никого, пробуйте, всё получится.

У меня передатчиком была рамка, намотанная вокруг ножек табуретки, провод около 1мм толщиной, витков там было ну полсотни наверное, так чтобы обеспечить нагрузку УНЧ на транзисторах П217, двухтактный, батарейка 12 Вольт и всё это переносилось , катушка передающая крепилась на спине под одеждой, всё работало, правда в приёмном УНЧ был коэффициент усиления больше ста тысяч и простенький фильтр на 50 Герц, всё чудесно работало и людям нравилось это смотреть на выставке, особенно когда я пояснил, что это предназначено для подсказки на уроках.

Ну так вот развлекался в школе.

PS1:Слишком так много витков не мотайте.
И в передающем контуре, который тоже делается на ферритовом стержне для Вашего случая,
напряжение на контуре должно быть по более чем 100В., на 5кГц это Вас не ударит током, не бойтесь.
Удачи.

PS2: передающий контур должен быть узкополосным, чтобы получать высокие напряжения, передавать данные в таком случае у Вас с большой скоростью не выйдет. Советую начать с УНЧ и звука, чтобы почувствовать что и как может быть, и только после переходить на цифру. Ещё раз удачи.

1428
магнитный момент передатчика ~0.08 А/м, значит антенна излучает H. Эта информация позволяет проектировать антенну?

Raash
На таких частотах и при таком расстоянии вообще не нужно говорить об антенне. Вы находитесь в ближнем поле, т.е. считайте, что у вас обычная индуктивная связь между двумя контурами.

fil
Как это использовать для получения сигнала в радиусе 20 метров?

Raash
Как это использовать для получения сигнала в радиусе 20 метров?
Попробуйте погуглить эту тему, когда-то конкретно что-то англоязычное от радиолюбителей попадалось на вашу тему. Но смысл был именно в том, что на передаче и на приеме были две рамки, правда помнится, использовался на передачу длинный заземленный провод провод, но там и расстояния были побольше.

serk
100% подерживаю, в 1980ие в ГДР вошли в моду автоматические вороты гаража. На 9 кГц. Всё делалось на магазинных штучках, о скромности ассортимента все знаем. Передатчик брал при 9В около 100 мА. Приёмнки был на 3...4 транзистора с выходом реле. Антенны были одинаковы 140мм феррит из радиоприёмника, всё в резонансном режиме. Работал отлично, пока у соседа нет такого было. Разносом на 9 и 10 кГц проблема решалась.
Выручал конечно, что у большинства в ГДР был автомобиль Trabant, каркас из пластики и антенну можно было хоть где спрятать.

5кГц явно в помехи нырять ... на моём SDR всё станет спокойно ближе к 7...8 кГц , на 11 кГц уже имеем порядок для навигации. Поэтому 9...10 кГц лучше всего использовать.

На таких частотах и при таком расстоянии вообще не нужно говорить об антенне.
Нужно говорить. Пусть это будет зонд.
В ближнем поле можно принимать Е или Н.
Принимая, в ближней зоне Е приемником для Н, будет полнейшая тишина и наоборот.
Я делал передатчик в котором феррит выполнял функцию исключительно повышающего
транса для излучения Е.
Дык вот, Е слышно дальше, нет направленности, один минус выходное напряжение 300 Вольт, приходилось принимать меры по ограничению тока зонда, чтобы не убило.

магнитный момент передатчика ~0.08 А/м
Как это использовать для получения сигнала в радиусе 20 метров?
Использовать многовитковый зонд, необязательно резонансный.
К зонду нужен усилитель.
Для этих частот использовать исключительно симметричный зонд и симметричный вход приемника.
В вашем случае резонанс без симметрии только всё испортит.

Резонансный симметричный высокоомный усилитель (например на АналогДевайс), без всяких катушек связи, тоже подойдет.

http://www.bastler-beutel.de/Download/Acrobat/BBpdf/BB_6_7.pdf

это были любительские наборы транзисторов в 1970+1980ие годы в ГДР из некондиции (корпуса кривые, бета то большое то малое....) , там в описании есть на 9кГц передатчик и приёмник. Сам строил, неплохо работал. Всё уже было и проверно давным давно по велосипедам....

1428

Я делал передатчик в котором феррит выполнял функцию исключительно повышающего
транса для излучения Е.

Испытуемый передатчик и построен по схеме повышающего транса, где 4 В раскачивают до 100 В. Но указан
магнитный момент передатчика ~0.08 А/м. И направленность есть. Стержни ферритов передатчика и приёмника в одной плоскости сигнал есть, если передатчик перевернуть на 90 градусов сигнал практически нулевой даже в 10-20 см.


Использовать многовитковый зонд

Как этот зонд выглядит? Можно информацию по нему?

Raash
делаете из 2...3 метра провода катушку диаметром 5...10см и подключаете прямо к осциллоскопу на щуп 1МОм 1:1. Для прверки передатчика это достаточно.

А сели на феррит, то стержень обмотать по центру на 2/3 его длины, толшина обмотки не более 1 диаметрв феррита. Провод наверно не менее 0,2мм, чтобы не порвался при нудном процессе намотки.
Можно намотать немного хаотично, это снизит вредную межвитковую емкость. На стержень одеть 1 слой бумаги под обмоткой.

Разговор глухого и слепого.
И направленность есть.
Если это чистая Е направленности не будет, а будет нулевой прием во всех плоскостях.
У ФА с параллельным контуром тоже пучность напряжения на конденсаторе, однако это не значит, что она излучает и принимает Е, там всё Е сосредотачивается в конденсаторе и не излучается. Должен быть сам излучатель Е, зонд, например, должны быть меры по подавлению Н.
В Вашем случае все наоборот. Нужны меры по подавлению Е, в виде экранировки конденсатора.
Удивляюсь, что такая простая тема непонятна.



стержень обмотать по центру на 2/3 его длины, толшина обмотки не более 1 диаметрв феррита. Провод наверно не менее 0,2мм
Чудно.
Катушки данного диапазона мотаются от 0.05 до 0.12 (никак не 0.2), чем больше витков, тем больше ЭДС на выводах.
Сопротивление усилителя 200 кОм. Про симметрию уже говорил.

Чувствительности одного осциллографа, с его нулевой избирательностью, не хватит для 50 метров в городе.

1428
я же писал причину 0,2мм - если человек впервые делает такую катушку. 0,1...0,05 быстро рвутся. Это Вам с нами не проблема, просто обидно 100 раз сначала мотать и выбросить недоделки.

Осциллограф - это для тесов в комнате.

У меня передатчиком была рамка, намотанная вокруг ножек табуретки,
отличная вешь была....делал по схеме в 93 году из журнала ,,Радио,, работало на звуковых частотах и в радиусе 20...50 метров.Антенна была единственной проблемой ....помех в канале в те годы не наблюдал....,, сейчас импульсники все портят,,.
ttp://www.bastler-beutel.de/Download/Acrobat/BBpdf/BB_6_7.pdf

отличная книга и схемы проще-простого.

Вот поднял свои архивчики и нарыл статью,,беспроводные головные телефоны,, Радио № 10 ,1978 год....но главное что это стереофония.
Вообще много статей есть по этой теме форума в журналах радио и юный техник от 70 до конца 90-х годов.

Megawolt
я же говорю.... такие велосипеды давно уже изобретены. Надо просто листать книги, даже на крик "ей-гугль" найдутся ссылки по этой теме.