Diseñar un receptor ELF-VLF simple con antena de bucle

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Voy a diseñar un par de receptor y antena de bucle simples para recibir señales repelentes de los meteoros al golpear la esfera terrestre con las frecuencias de alrededor de 3-30 kHz. Se presentará a las personas en un taller.

El objetivo es mantenerlo simple y no demasiado costoso para permitir que las personas con conocimientos mínimos sobre detalles técnicos puedan al menos construir algo con un poco de ayuda. No debería ser tan eficiente, pero debería tener una buena cobertura de frecuencia y obtener un ruido bajo, tanto como sea posible.

Estoy pensando en diseñar una antena de bucle cuadrado girando los cables alrededor de un marco cuadrado de plástico o de madera y conectarlo mediante un cable coaxial a la placa del receptor que contiene filtros y amplificadores, y conectar la señal de salida de la placa a la entrada de micrófono de la computadora portátil para analizar los datos utilizando la aplicación de espectograma.

Entonces, empecé a buscar las especificaciones de la antena Loop square y encontré esta página que ha modelado la antena con este circuito equivalente:

Ahora,laspreguntas:

  1. ¿Lasantenasdebucleestánlimitadasafrecuenciasindividualesotambiénpuedenrecibirrangosdefrecuenciaespecíficos?¿Cómopuedodiseñarlamejorantenadebucleparatenerelanchodebandamásamplioparacumplirconelrangode3-30KHz?¿Deboconsideraralgoespecial?

  2. ¿Cómopuedoigualarlaimpedanciaentrelaantena,elcablecoaxialyelreceptor?

Lapartedelreceptortendráunaentradadealtaimpedanciayaqueesunamplificador.Elcablecoaxialseráde50oquizás75ohmiossegúnsutipo.¿Quépasaconlapartedelaantena?¿Essuficienteparacalcularlaimpedanciavistadesdelasalidadelaantenaenlaimagendelesquemaadjuntaarriba?

¿Y,cómopuedohacercoincidirlaimpedanciadelaantenaparaeliminarlaparteimaginaria?¿Puedesersuficienteelusodecondensadoresy/oinductoresregularesodebocrearunelementodecompensaciónutilizandocables?¿Tenerparteimaginariadebilitademasiadolaganancia?¿Esimportanteenabsoluto(Enmicaso,porsupuesto)?¡Estoyperdido!

  • ¿Cuál es la mejor manera de limitar la salida máxima de la placa para garantizar que la tarjeta de sonido de la computadora portátil no se dañe debido a la tensión / corriente adicional?
  • Corrígeme si me falta algo.

        
    pregunta zxcmehran

    1 respuesta

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    ¿Las antenas de bucle están limitadas a frecuencias individuales o pueden recibir   rangos de frecuencia específicos también? ¿Cómo puedo diseñar la mejor antena de bucle?   ¿Tener el ancho de banda más amplio para cumplir con el rango de 3-30 KHz? Debería   ¿Consideras algo especial?

    Puede sintonizar con resonancia una antena de bucle con un condensador para obtener una alta selectividad o puede dejarla sin afinar y enviarla a un amplificador de alta impedancia. En ambos casos, asegúrese de que la frecuencia de resonancia natural de la bobina (más la capacitancia espuria entre giros) no resuene en ningún lugar cerca de sus frecuencias operativas.

    Le sugeriría que use filtros de paso de banda decentes después de su primera etapa de amplificación / búfer para apuntar a cualquier rango de frecuencia que considere útil.

      

    ¿Cómo puedo igualar la impedancia entre la antena, el cable coaxial y la   receptor?

    No se moleste en hacer coincidir: no obtendrá ondas estacionarias a 30 kHz o menos a menos que su cable tenga una longitud de muchos kilómetros. Una corta duración del cable coaxial no se verá como una constante de 50 ohmios para la antena de bucle: la impedancia de entrada de su amplificador se dejará prácticamente intacta y esa será la "carga" en su bucle. Sin embargo, considere la capacitancia del cable: esto podría ser suficiente para causar un pico de resonancia y alterar sus lecturas, como lo haría un filtro de paso de banda ajustado.

      

    Y, ¿cómo puedo hacer coincidir la impedancia de la antena para eliminar la parte imaginaria?

    ¡Tu señal no tendrá una parte imaginaria a menos que estés lo suficientemente cerca del meteoro para que pueda modificar dinámicamente las características de la bobina!

      

    ¿Cuál es la mejor manera de limitar la salida máxima de la placa a   Asegúrese de que la tarjeta de sonido de la computadora portátil no se dañe debido a   tensión / corriente extra?

    Alimente su salida a través de una resistencia de 1k a la entrada de la tarjeta de sonido y sujétela con diodos adosados es probablemente una exageración. Recomendaría limitar el amplificador de salida final para que no produzca más que (digamos) 2Vp-p ya sea por un divisor potencial o restringiendo los rieles de potencia del amplificador final.

    El diseño de su antena de bucle es solo un simple detector de campo magnético; no debe molestarse en intentar detectar el campo E porque su bucle debería tener un tamaño de aproximadamente 1 km.

        
    respondido por el Andy aka

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