Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Hochfrequenz-Problem?


von Michael S. (gorbi)


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Werte Kollegen,

da ich dieses Forum als wahre Wissensdatenbank schätzengelernt habe, bin 
ich nun den Schritt gegangen, mich als Nutzer anzumelden. :-)

Und nun gleich meine erste Fragestellung:
Ich habe ein altes Siemens C25 Mobiltelephon ein wenig zweckentfremdet, 
d. h. seines Gehäuses beraubt und in ein anderes Gerät eingebaut.

Das C25 verfügt über eine kurze Wendelantenne, die oben aus dem Gerät 
herausragt. Auch von dieser habe ich, aus Platzgründen, die Plastikhülse 
entfernt und die blanke Antenne mit Schrumpfschlauch überzogen.

Prinzipeill funktioniert alles, aber es gibt ein Problem:
Sobald das Handy eine Verbindung aufbauen möchte, geht es schlagartig 
aus.
Es wählt noch (MFW-Töne hörbar), dann stürzt es ab. Manchmal klingelt 
sogar das angerufene Telephon noch kurz.
Die Feldstärkeanzeige ist (natürlich in eigeschaltetem Zustand) auf 
Maximum, Netzbefehle lassen sich senden, z. B. mit *100# das Guthaben 
der Xtra-Karte anzeigen.

Kann es sich um ein HF-Problem handeln? Mit Antennen- und HF-Technik 
kenne ich mich kaum aus.
Wenn ich das Handy an seinen Kabeln lose leicht aus dem Gerät habe 
herausschauen lassen, hat das Telephonieren manchmal geklappt. Natürlich 
handelt es nicht um ein Metallgehäuse (sondern Duroplast).
Aufgrund des engen Bauraums kam die Antenne erst zwischen kleineren 
Metallteilen zu liegen - damit war kein Telephonieren möglich (auch 
schon Absturz bei Verbindungsaufbau).
Dann habe ich die Wendelantenne an der Handy-Platine um 90° gedreht 
angelötet (Handy liegt horizontal, Antenne zeigt nach oben.
Das ging ganz gut, aber nur bei offenem Gehäuse! Sobald der schräge 
Deckel montiert wurde, kam wieder die Selbstabschaltung zum Tragen. 
(Weil die Antenne dabei leicht zur Seite gedrückt wurde?)

Versuche mit einem Drahtstück als Antenne (Wurfantenne) waren nicht von 
Erfolg gekrönt, erst als ich die Wendelantenne mit den genauen 
Abmessungen und der Windungszahl reproduziert hatte, konnte das Handy 
überhaupt das Netz finden. Das hat sicher etwas mit der Wellenlänge zu 
tun (Lambda/2, Lamda/4), auch wenn es mir nicht gelang, die aus dem 
Umfang der Windungen berechnete Länge der Originalantenne in ein 
Verhältnis zur Wellenlänge (c/800 MHz) zu setzen.

Dann wollte ich schlau sein und habe den Antennenstummel mit einem 
abgeschirmten Kabel (Koax) "verlängert", um ihn frei im Gehäuse 
plazieren zu können. Manchmal gelang ein Verbindungsaufbau, meistens 
nicht. Aber immer mehrere Balken in der Feldstärkeanzeige (bis der 
Ausfall kommt)!

Dann dachte ich, daß die Sendeleistung über die langen Zuleitungen zur 
Versorgungsspannung einstrahlt und dadurch das Handy zum Absturz bringt. 
Um das auszuschließen, habe ich direkt an der Handyplatine einen 100 
nF-Kondensator zwischen Plus und Minus gelötet. (Auch die Zuleitungen 
für Lautsprecher und Mikrophon sind mit einem 100 nF-Kondensator 
HF-geblockt.) Keine Besserung.

Um den Einfluß der paar SMD-Bauteile auf der Handy-Platine zwischen der 
Antennenbuchse (für eine externe Antenne) und dem Lötfeld der 
Wendelantenne auszuschließen, habe ich das Koax-Kabel mit der 
Wendelantenne an die Antennenbuchse umgelötet. Auch das brachte nichts. 
Der Gleichstromwiderstand zwischen Antennenausgang und Masse beträgt 
sowieso nur ca. 0,3 Ohm (da muß wohl eine Spule parallelgeschaltet 
sein).

An einem baugleichen Schlacht-Handy habe ich mal testweise die Antenne 
abgeklemmt, und siehe da: Auch dieses ging schlagartig beim 
Verbindungsaufbau aus. Ist das eine Schutzfunktion gegen eine 
fehlangepaßte Antenne?

Ist das Zeug bei 800 MHz so empfindlich? Kommt es da auf einen 
Millimeter Länge oder ein paar Grad Abstrahlwinkel oder die Nähe zu 
Metallteilen an? Oder haben die damals dem Duroplast Metallpartikel 
beigemengt? Ich schließe fast nichts mehr aus. Daß das Handy kaputt sein 
soll, kann ich kaum glauben, da es ja das Netz findet und versucht, eine 
Verbindung aufzubauen. Leider schmiert es ab, sobald eine Verbindung 
hergestellt ist (auch wenn man es von außen anruft), plus/minus eine 
Sekunde.

(Es wäre eine Höllenarbeit, die ganzen Zuleitungen für Akku, SIM-Karte, 
Tasten, Lautsprecher und Mikrophon abzulöten und an die z. T. winzigen 
Platinenkontakte eines anderen Exemplars zu löten. )

Daher mein Bitte: Wie kann ich es hinbekommen, die Antenne im Gehäuse 
flexibel zu positionieren und daß das Gerät sich auch bei voller 
Sendeleistung (oder warum auch immer) nicht selbst abschießt?

Vielen Dank im voraus für Eure hilfreichen Beiträge!

Gruß
Gorbi

: Verschoben durch Moderator
von Georg A. (georga)


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Könnte auch ein Problem mit der Stromversorgung sein. Das Senden, gerade 
auch der Verbindungsaufbau, zieht schon sehr viel Strom. Normalerweise 
schafft das der nahe Akku problemlos, aber wenn das von weiter her 
kommt, wird es nicht mehr reichen und die Spannung bricht ein. Häng mal 
einen dicken Elko (>2000uF) direkt an die Versorgungsanschlüsse.

von Michael S. (gorbi)



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Hallo, Georg,

vielen Dank, daß Du Dir meinen langen Beitrag durchgelesen hast, ich 
weiß, daß das schon fast eine Zumutung ist. Aber eine gute 
Fehlerbeschreibung ist schon der halbe Weg zur Lösung. :-)

Dein Hinweis ist mehr als berechtigt, denn ganz am Anfang hatte ich ein 
vergleichbares Problem: Ohne SIM-Karte lief die Geschichte, aber mit 
SIM-Karte schmierte das GSM-Teil bei der Netzsuche ab. Da die Zuleitung 
vom Akku-Pack zum Gerät ca. 2 m lang ist, habe ich in letzerem einen 
2.200 µF-Elko eingebaut. Seitdem klappt das Einloggen.
Von diesem sind es aber noch einmal etwa 20 cm dünnes Kabel bis zum 
Handy-Teil, daher hatte ich testweise direkt an der Platine mal einen 
kleinen Elko angelötet, was aber nichts gebracht hat. (Deshalb wieder 
entfernt.)
Vielleicht hast Du recht, und er war zu klein. Wenn das der Fehler sein 
sollte, springe ich Dir um den Hals. :-)) Es ist nämlich frustrierend, 
wenn man zu 95% alles fertig hat, und man den letzten Fehler nicht 
findet.
Dennoch bin ich skeptisch, denn - bevor ich an der Antenne 
herumgebastelt habe, ging alles bei offenem Gehäuse. Sobald der Deckel 
drauf war, war keine Sprechverbindung mehr möglich. Ich habe den Glump 
zig Mal auf- und zugebaut und nach Wackelkontakten gesucht.
Jetzt, mit Antennenverlängerung, hat sich das Verhalten verschlechtert.
Aber mal sehen, Dein Rat ist ja rasch umgesetzt. :-)
Anbei ein Bild des Mobilteils vor dem Einbau. Den Elko werde ich dort 
anlöten, wo sich jetzt bereits der 100 nF-Kondensator (noch nicht auf 
dem Bild) befindet: An der Stelle, an der das schwarz-rot-gelbe Kabel 
auf die Platine geht. Auf dem Bild befand sich die Antenne noch an der 
Originalposition.
Außerdem ein Bild es Akku-Kastens. Die vier großen Rundzellen sind für 
die Mikrocontrollerschaltung. Die drei kleinen Akkus werden vom 
Mobilteil geladen (dazu mußte der Temeperatursensor aus dem alten 
Handy-Akku verbaut werden, weil das Handy sonst den Ladestrom zu klein 
gehalten hat).

Mit besten Grüßen
Gori

: Bearbeitet durch User
von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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Die Probleme werden mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit mit 
der Stromversorgung zu tun haben. Während des Sendens zieht solch ein 
Telefon mehrere Ampere, was bei einem in unmittelbarer Nähe angebrachten 
Akku auch kein Problem ist. 2.000uF sind auch eher als Untergrenze 
anzusehen. Es sollte auch nicht der seit hundert Jahren in Opas 
Röhrenradio vor sich hingammelnde Elko sein, sondern durchaus eine 
hochwertige zeitgenössische Ausführung. Und dieser Elko sollte wirklich 
mit kürzestmöglichen Strippen direkt an den Akkuskontakten angebracht 
werden.

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Andreas S. schrieb:
> 2.000uF sind auch eher als Untergrenze anzusehen.

Sehe ich auch so, dass das einfach viel zu wenig ist, gemessen daran,
dass die Leitung zum Akku gewissermaßen unendlich lang ist.  Der
Kondensator müsste daher in der Lage sein, die komplette Energie
für den Sendebetrieb zu puffern.  Wenn man 100 ms lang 1 A liefern
will und dabei nur 0,1 V Spannungseinbruch haben möchte, bräuchte
man 0,1 As / 0,1 V = 1 F.  Sowas gibt es mittlerweile, aber man
muss darauf achten, dass man einen Doppelschichtkondensator bekommt,
der einen ausreichend niedrigen Innenwiderstand hat (möglichst nur
0,1 Ω), die (technologisch) älteren Exemplare schaffen das nicht.

Ich würde das mal ins Analogforum schieben, da das Problem recht
offensichtlich nichts mit HF zu tun hat.  Der Wirkungsgrad der
Antenne wird sich durch den Umbau gewiss verschlechtert haben, aber
das spielt für das eigentliche Problem hier nicht die große Rolle.

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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Jörg W. schrieb:
> Andreas S. schrieb:
>> 2.000uF sind auch eher als Untergrenze anzusehen.
>
> Sehe ich auch so, dass das einfach viel zu wenig ist, gemessen daran,
> dass die Leitung zum Akku gewissermaßen unendlich lang ist.

Damals(tm) setzten wir für die Durchführung von Protokolltests spezielle 
"Akkupacks" ein, bei denen die Zellen durch dicke Elkos ersetzt wurden. 
Die Stromzuführung erfolgte dann mit 2,5mm²-Leitungen, die an ein 
Rohde&Schwarz NGSM angeschlossen waren. Das NGSM ist ein systemfähiges 
Labornetzteil, das speziell für die hohe pulsförmige Leistungsaufnahme 
von GSM-Telefonen ausgelegt ist:
http://www.rohde-schwarz.de/product/ngsm32/10,%20ngsm60/5.html

Und nein, wir testeten damals nicht Basisstationen, sondern ganz normale 
GSM-Mobiltelefone mit 2W Spitzenleistung.

> Der Wirkungsgrad der Antenne wird sich durch den Umbau gewiss
> verschlechtert haben, aber das spielt für das eigentliche Problem hier
> nicht die große Rolle.

Der schlechtere Wirkungsgrad führt dazu, dass der RSSI-Wert schlechter 
wird und die Basisstation somit das Mobilgerät auffordert, die 
Sendeleistung höher zu schrauben. Und das schlägt dann auf die 
Stromversorgung durch.

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Andreas S. schrieb:
> Und das schlägt dann auf die Stromversorgung durch.

Ja, klar, aber das Mobilofon sollte so oder so gut genug versorgt
werden, dass es bei maximaler Sendeleistung nicht zusammenbricht.

von Georg A. (georga)


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Du könntest auch einfach wieder einen Orignalakku parallel zur 
Stromversorgung dranpappen... Darf halt keine Überladung geben.

von Michael S. (gorbi)


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Danke, Ihr seid brillant! Das sind Erklärungen, die man verstehen kann.
Offensichtlich habe ich den maximalen Stromverbrauch eines 
Mobiltelephons drastisch unterschätzt, gerade, weil bei den alten Teilen 
der Akku oft eine Woche hält.
Eine Begriffsuche bei Reichelt nach "Doppelschichtkondensator" hat 
nichts ergeben. Da gibt's nur diesen Elko: Mit 16 V gut dreifache 
Betriebsspannung, 4.700 µF Kapazität (es gibt ihn auch mit 6.800 µF), 
Impedanz 0,014 Ohm, langlebig, Restwelligkeitsstrom über 3,8 A.

http://www.reichelt.de/Elkos-radial-105-C-5000-10000h/RAD-FR-4-700-16/3/index.html?&ACTION=3&LA=2&ARTICLE=121259&GROUPID=5513&artnr=RAD+FR+4.700%2F16


Conrad hat Doppelschichtkondensatoren (4,700 µF), deren Nennspannung mit 
5,5 V aber ziemlich harrscharf an der Betriebsspannung von 5 V liegt 
(ich bin eigentlich eher ein Freund von genügend Sicherheitsreserven und 
darausfolgend Langlebigkeit):

http://www.conrad.de/ce/de/product/457382/Doppelschicht-Kondensator-047-F-55-V-20-L-x-B-x-H-175-x-9-x-155-mm-DDL474S05F1ERRDAPZ-1-St?ref=searchDetail


Mit besten Grüßen
Gorbi

von Michael S. (gorbi)


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Georg A. schrieb:
> Du könntest auch einfach wieder einen Orignalakku parallel zur
> Stromversorgung dranpappen... Darf halt keine Überladung geben.

Hm, mit Verlaub, Georg, das erinnert mich dann an die 
NiCd-Stabilisatorzelle in einem alten Schub-Lorenz Touring T20, welches 
ich einmal restauriert habe: Geht irgendwann kaputt, läuft aus, verätzt 
andere Bauteile, schwer zu wechseln...

http://www.radiomuseum.org/r/schaub_touring_t20.html

Deswegen das separate Akkupack: Sind die Akkus fertig, lassen sie sich, 
ohne Löten, innerhalb einer Minute durch handelsübliche Standardzellen 
ersetzen. :-)

Gruß
Gorbi

von Michael S. (gorbi)


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(Konnte den Beitrag nicht mehr editieren)
> Conrad hat Doppelschichtkondensatoren (4,700 µF), deren Nennspannung mit
> 5,5 V aber ziemlich harrscharf an der Betriebsspannung von 5 V liegt

Gut, bei drei Zellen sind es 3,6 bis 4,7 V (beim Laden), aber knapp ist 
es trotzdem. :-)

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Michael S. schrieb:

> Conrad hat Doppelschichtkondensatoren (4,700 µF), deren Nennspannung mit
> 5,5 V aber ziemlich harrscharf an der Betriebsspannung von 5 V liegt

Daran musst du dich bei Doppelschichtkondensatoren (landläufig
„Goldcaps“ genannt) gewöhen, die sind alle nicht sehr spannungsfest.

Ein 5,5er ist aber für 5 V OK, und es sind zum Glück auch nicht 4,7 mF
(wie von dir angegeben), sondern 470 mF.  Das könnte schon was werden.

Allerdings hat er 2 Ω Innenwiderstand, das hilft dir nicht so viel.
Bei größeren Kapazitätswerten haben sie weniger Ri (beides würde dir
entgegenkommen), weiß aber nicht, ob Conrad die dann auch noch hat.

von Georg A. (georga)


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> Geht irgendwann kaputt, läuft aus, verätzt
> andere Bauteile, schwer zu wechseln...

Das C25 wird doch wohl schon Li-Ion haben? Dann läuft da nichts aus. 
Wenn die Ladespannung auf 4V begrenzt wird, wird auch eher GSM 
abgeschafft, als dass der Akku kaputt geht ;)

Ich sehe da auch dünnste Drähtchen zur Stromversorgung 
(braun/rot/orange, oder?). Da geht natürlich auch nicht viel rüber, 
selbst wenn lokal ein dicker Elko sitzt.

Ansonsten hat Reichelt schon auch was besseres an Elkos. RAD 
FC10.000/6,3V. Davon so drei oder vier sollten eigentlich reichen.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Ein paar Ferritringe oder -röhrchen können über den Versorgungs- und 
Signalleitungen auch nicht schaden. Wenigstens ein Klappferrit über das 
mehrpolige Kabel.

: Bearbeitet durch User
von Mr.Ed (Gast)


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Vielen Dank auch für das verhungern lassen des Threads im 
Elektronikforum!
http://forum.electronicwerkstatt.de/phpBB/Elektrische_Probleme/hochfrequenz_problem-t141297f6_bs0.html

Da macht das Helfen doch gleich richtig Spaß!

Wirklich, es macht immer wieder viel Freude, wenn man Leuten helfen 
möchte und diese es dann nichtmal für notwendig halten, mal eben 
bescheidzugeben wenn sie woanders Hilfe gefunden haben!

Ein wunderbares Beispiel für Egoismus und den Grund, warum Crosspostings 
unbeliebt sind!

Wundere dich nicht, wenn du irgendwann ohne Hilfe dastehst!

von Michael S. (gorbi)


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Tut mir leid, daß ich im Elektronikforum bisher nicht gntworten konnte. 
Ist doch erst einen Tag her, und heute hatte ich nicht viel Zeit. (War 
vielleicht mein Fehler, in zwei Foren gleichzeit zu fragen.)

Jedenfalls habe ich noch gestern abend zwei normale 4.700 µF-Elkos 
parallel geschaltet. Das ging schon ganz gut, aber nach ca. 10 sec. 
waren die leergelutscht. :-)
Zum Glück waren in der Leitung vom Akku-Pack noch zwei Adern frei. Die 
habe ich den bisherigen parallelgeschaltet, seitdem gibt es keinen 
Absturz mehr.
Also, vielen Dank für die kompetente und schnelle Hilfe, wirklich super!

Und im Elektronik-Forum werde ich mich auch noch bedanken, keine Sorge. 
Kann aber bis Montag dauern, da ich kommendes Wochenende nicht ins 
Internet gehe. (Ja, solche Leute gibt es noch, hehe.)

Gruß
Gorbi

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