Gegensinnig gewickelte Spulen: Kontraspulen

Large litz coil wound by Dave Schmarder

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Hallo Freunde,

willkommen auf meiner Seite über gegensinnig gewickelte Spulen, „Contra coils“, wie ich sie einfach nenne, oder „Kontraspulen“, wie man sie kurz auf Deutsch bezeichnen könnte. Die Spulen, die ich hier zeige, finden im Schwingkreis von Detektorempfängern, aber auch von Röhrenradios Verwendung. Ich glaube, dass Ihr diese verbesserte Spulenart bestimmt in einem Eurer nächsten Detektorprojekte ausprobieren werdet.

Die Ideen auf dieser Seite gehen auf Ben Tongue zurück, der vor einiger Zeit auf seiner Webseite einen hochinteressanten Artikel über einen Empfänger veröffentlicht hat, der über den gesamten Mittelwellenbereich eine konstante Empfangsbandbreite einhält. Es ist auf jeden Fall lohnend, diesen (englischen) Artikel nachzulesen.

Mein Ziel ist es weniger, eine konstante Bandbreite zu erreichen als vielmehr eine verbesserte Leistung dort, wo sie vor allem benötigt wird – im oberen Teil des Bandes. Es gibt verschiedene Probleme beim Abstimmen im oberen Bandbereich, und ich glaube, dass die Kontraspulen Euren DX-Empfang verbessern können.

In ihrer einfachsten Form besteht die Kontraspule aus zwei Spulen auf demselben Spulenkörper, die allerdings im entgegengesetzten Sinn gewickelt sind. Um den unteren Bandbereich abzudecken, werden sie in Serie geschaltet, für den oberen Bandbereich parallel. Das Geheimnis liegt darin, wie die Spulen gewickelt und verbunden werden. Erreicht werden geringere Verluste und eine höhere Spulengüte Q, und auch der Drehkondensator arbeitet so in einem günstigen Bereich, was die Verluste weiter reduziert. Im oberen Teil des MW-Bandes wird durch die Parallelschaltung die Zahl der Litzenadern verdoppelt – und das ist gut so!

Ben Tongues Spulen haben Anzapfungen zum Anschluss der Diode. Welche Anzapfung genutzt wird, hängt vom Teil des Bandes und damit von der Serien- oder Parallelschaltung ab. Er teilt das Band in vier Segmente auf. Ich lasse vorerst die Anzapfungen weg und arbeite mit einem Hobbydyne-Schwingkreis.


Zylinderspulen litz contra coil
Zylinderspulen – ein guter Anfang

Das erste Bild zeigt den Prototyp meiner Test-Zylinderspule, den ich gebaut habe, weil ich dachte, ich sollte mit einer Zylinderspule anfangen, um erst einmal ein Gefühl dafür zu bekommen, wie diese Spulen arbeiten. Der Spulenkörper ist ein Stück Kunststoffrohr aus Polystyrol (PS) mit einem Außendurchmesser von 11,5 cm. Beide Spulenteile bestehen aus je 22 Windungen mit 165/46-Litze (165 Adern, Drahtdicke AWG 46 = 0,04 mm). Für jede Spule benötigt man einschließlich 15 cm langer Anschlussenden 8,25 m Litze. Die Wicklungen beginnen in der Mitte und gehen – gegensinnig – nach außen. Das heißt, dass beide Spulen, von der Mitte aus gesehen, in dieselbe Richtung gewickelt werden, woraus sich die gegensinnigen Wicklungen ergeben.

Um die Spulen in Serie zu schalten, verbindet man den Anfang einer Spule mit dem Ende der anderen. Die beiden anderen Drähte werden mit der Schaltung verbunden. Für Parallelbetrieb werden die beiden Anfänge miteinander verbunden, ebenso die beiden Enden. Die beiden Verbindungen werden dann mit der Schaltung verbunden.

Wenn die Spulen in Serie geschaltet sind, addieren sich die Induktivitäten (plus gegenseitige Kopplung), weil sie gleichphasig sind. Nur die Verbindungsdrähte gehen zu anderen Punkten des Spulenkörpers als gewöhnlich. Auch wenn die Spulen parallel geschaltet sind, sind sie in Phase, aber ihre Induktivität beträgt nur noch ein Viertel.

Die Induktivität meiner Prototyp-Spule beträgt bei Serienschaltung ungefähr 240 µH, bei Parallelschaltung etwa 60 µH.

Der Schalter

Vermutlich werdet Ihr irgendeinen Schalter verwenden wollen, um zwischen Serien- und Paralelbetrieb umzuschalten. Versucht lieber, einen möglichst verlustarmen Schalter zu finden, zum Beispiel einen keramischen Drehschalter, oder nehmt Rändelmuttern und Verbindungsstege aus Messing, die auf verlustarmem Material montiert sind. Das Schaltbild ist unten zu sehen. Wichtig ist, dass Spule und Schalter genauso verbunden werden, wie es gezeigt wird. Falls der Empfänger nicht arbeitet, solltet Ihr zuerst die Verdrahtung überprüfen. Ich zeige unten die tatsächliche Verdrahtung bei meinem Kontraspulen-Detektorempfänger Nr. 64 als Beispiel. Das Foto zeigt den Schalter, die Skizze darunter, wie er von unten verdrahtet ist.

Contra Coil Hookup

Contra Coil Switch

Contra Coil Schaltung

Entwerft Eure eigene Kontraspule!

Wie entwirft man nun seine eigene Kontraspule? Hier kommt die Antwort. Ihr könnt dieses Kapitel aber vorläufig auch überspringen, wenn Ihr Euch zuerst weiter unten über meine Entwurfsvorschläge informieren wollt. Wenn Euer Abstimmdrehkondensator zu einem der unten angezeigten Szenarien passt, dann benötigt Ihr diesen Abschnitt nicht.

Ihr werdet ein paar Dinge benötigen, bevor Ihr loslegt. Zuerst solltet Ihr Euch diese Seite bei crystalradio.net als Lesezeichen oder Favorit markieren. Der Link führt zu Dan Petersons „Professor Coyle“ calculators. Diese ersparen Euch fast alle Mathematik beim Entwurf Eurer eigenen Spule. Wählt zunächst den cylinder coil calculator , weil dieser die Resonanzberechnungen ermöglicht.

Ein L/C-Meter sollte man haben, wenn man eine Spule baut. Ich benutze das von AADE. Es ist nämlich wichtig, dass man die Induktivität der beiden Spulen so gleich wie möglich macht. Wenn Ihr keines habt, kann man versuchen, das Beste daraus zu machen, indem man die Entwürfe verwendet, die ich bereits durchgerechnet und vorbereitet habe.

Wenn Ihr den tatsächlichen Abstimmbereich testen wollt, benötigt Ihr einen genauen Signalgenerator, ein Kapazitätsmessgerät und ein Oszilloskop oder ein anderes Gerät, das HF-Pegel anzeigt. Ihr könnt aber auch einfach die fertige Spule in Euren Detektorempfänger stecken und den Abstimmbereich herausfinden, indem Ihr die Stationen identifiziert, die Ihr hören könnt.

Am besten ist es, wenn wir jetzt einfach über die grundlegenden Entwurfskriterien reden, feststellen, was wir haben, einige Tatsachen brsprechen und über ein paar Annahmen spekulieren. Also los:

Die Kontraspule hat ein 4:1-Induktivitätsverhältnis zwischen Serien- und Parallelschaltung, zum Beispiel 240:60 µH.

Das untere Ende des Abstimmbereichs sollte bei 530 kHz liegen, besser ist aber, mit 520 kHz zu rechnen. Je größer die Endkapazität Eures Drehkondensators ist, desto niedriger sollte das untere Ende möglichst liegen.

Das obere Ende des Abstimmbereichs sollte für Serienschaltung der Spulen über 1000 kHz hinaus reichen. Vielleicht ist das nicht möglich. Aber wenn die nächste Bedingung erfüllt wird, ist dennoch alles in Ordnung.

Das untere Ende bei Parallelschaltung sollte sich mit dem oberen Ende der Serienschaltung um wenigstens 30 bis 50 kHz überlappen.

Die Abstimmbereiche sollten auf der Skala am Drehkondensator einen Bereich von etwa 240 bis 300 Grad überstreichen.

Ein Drehkondensator von mindestens 15 bis 280 pF kann verwendet werden, ein höherer Wert wird aber empfohlen.

Wenn Ihr die Spule zu klein macht, könnte es passieren, dass Ihr die Überlappung in der Bandmitte nicht hinbekommt (Dies bedeutet, dass Ihr den Trimmer ein Stück größer machen müsst.)

Rechnet damit, dass insgesamt ungefähr 25 pF für Schaltkapazitäten und die Eigenkapazität der Spule hinzuaddiert werden müssen.

Ein zusätzlicher Lufttrimmer von etwa 75 pF wird empfohlen, er ist nützlich für die Skalenspreizung.

Wenn Ihr die Spule zu groß baut, dann werdet Ihr Skalenspreizung einbüßen, aber das ganze Band abstimmen können.

Wenn Ihr die Spule zu klein macht, könnte es passieren, dass Ihr die Überlappung in der Bandmitte nicht hinbekommt (Dies bedeutet, dass Ihr den Trimmer ein Stück größer machen müsst.)

Je größer das Verhältnis zwischen höchster und niedrigster Gesamtkapazität ist, desto größer wird der Abstimmbereich sein. Dies bedeutet, dass die Skalenspreizung abnimmt (siehe die Bilder weiter unten im Kapitel „Andere Abgleichmethoden“.

Weil der Abstimmdrehko und die zu addierenden festen Kapazitäten (Diodenkreis-Schaltkapazität und Eigenkapazität der Spule) als feste Werte gegeben sind, muss man mit der Spuleninduktivität und der Trimmerkapazität ein wenig herumprobieren, um die beste Skalenspreizung hinzubekommen.


Contra coil circuit elements schematic.
Hier ein Beispiel:

Zunächst müsst Ihr die Anfangs- und Endkapazität des Drehkondensators messen. Addiert 25 pF für zusätzliche verteilte Kapazitäten und 10 pF als Startwert für den Trimmer. Durch Herumprobieren mit verschiedenen Werten ermittelt Ihr dann die passende Induktivität für die Spule.

Nehmen wir einen Drehko von 15 bis 350 pF an, dazu 35 pF für die bereits erwähnten Extrakapzitäten. Ihr könnt sie auch in der Grafik oben sehen. Das bedeutet, dass die Kreiskapazität von 50 bis 385 pF reicht. Dies sind Ausgangswerte. Die tatsächlichen Werte werden im Laufe der Versuche vermutlich eher bei etwa 80 bis 415 pF liegen. Die Ausgangsinduktivitäten der Spule sind 240 und 60 µH.

Um mit dem unteren Ende zu beginnen, gebt die Werte 240 µH und 385 pF in „Professor Coyle“ ein. Das Ergebnis ist nahe 524 kHz. Glück gehabt, nicht? Gut, nehmt nun dieselbe Spule und die niedrigste Gesamtkapazität. Ergebnis: 1453 kHz. Das ist zuviel! Anstatt damit weiterzumachen, ändern wir mit dem Trimmer die höchste und niedrigste Kapazität und starten neu.

Wir nehmen die Endkapazität und justieren die Induktivität der Spule auf eine Frequenz zwischen 520 und 530 kHz. Lasst uns 415 pF versuchen. Da kommen 504 kHz mit der 240-µH-Spule heraus. Also reduzieren wir die Induktivität etwas, 225 µH bringt die Freqeunz auf 521 kHz. Wenn wir diese Spule nun mit dem unteren Kapazitätswert von 80 pF durchrechnen, kommen 1186 kHz heraus. So, nun müssen wir den oberen Bereich durchprobieren. Weil der untere Bereich der Spule nun bei 225 µH festgelegt ist, wird die parallelgeschaltete Kontraspule im oberen Bereich nur noch ungefähr 56 µH aufweisen. Das untere Ende landet damit mit 415 pF bei 1044 kHz. Wir haben nun zwar mehr als genug Überlappung, aber das untere Ende des Abstimmbereichs der Parallelspule ist ein bisschen hoch.

Also, lasst uns zurückgehen und den Trimmer noch 20 pF höher einstellen. Damit kommen wir auf einen Kapazitätsbereich von 100 bis 435 kHz, und mit dem überstreicht die 225-µH-Spule einen Frequenzbereich von 1061 bis 509 kHz. Die 56-µH-Spule kommt mit 435 pF auf 1020 kHz. Das bedeutet eine Überlappung von 41 kHz. Das sieht schon nach einem guten Wert aus, aber lasst uns noch einmal ein wenig herumbasteln.

Wie denkt Ihr über eine Erhöhung der Induktivität auf 232 µH? Der Abstimmbereich ist ja schon recht gut, aber das Verhältnis von unterem zu oberem Bereich ist noch ein bisschen höher, als ich es gern hätte. Der Kapazitätsbereich 100 bis 435 ist gut. Denkt daran, dass der Trimmer für den Ausgleich von „Unebenheiten“ sorgt.

Mit 232 µH und 435 pF kommen wir auf 501 kHz, und mit 100 pF auf 1045 kHz. Die Parallelspule hat nun 58 µH, das ergibt eine untere Frequenz von 1002 kHz, also 43 kHz Überlappung. Mit dem Trimmer können wir die Werte auf 995 und 1038 kHz legen und können dann die fünf Kanäle 999, 1008, 1017, 1026 und 1035 kHz in beiden Bereichen empfangen.

Noch ein paar Randbemerkungen: Ihr werdet die Induktivität nicht so genau hinbekommen, aber wenn die Induktivität im Bereich von +/- 5 µH liegt, dann reicht das. Die kleinen „Falten“ kann man mit dem Trimmer ausbügeln.

Bestimmt ist Euch aufgefallen, dass wir noch nicht über das obere Bandende bei Parallelschaltung gesprochen haben. Das ist auch nicht wichtig, weil es auf jeden Fall höher liegen wird als 1700 kHz, wo das amerikanische MW-Band zu Ende ist. In Europa, Afrika und Asien reicht es nur bis über 1600 kHz.

Mit diesen Werten lässt sich eine gute Skalenspreizung erreichen. Sie wird aber auch bestimmt durch den Plattenschnitt des Drehkos, je nachdem, ob dieser einen linearen Kapazitätsverlauf oder einen linearen Frequenzverlauf vorsieht. Auf jeden Fall werdet Ihr aber eine bessere Skalenspreizung haben, als Ihr sie mit einer herkömmlichen Spule erreichen könntet. Wenn Ihr Euch nicht ganz sicher seid über die Werte, dann wickelt die Spulen lieber ein bisschen länger. Man kann, wenn es ans Agleichen geht, leicht etwas abwickeln und abschneiden. Es ist besser etwas weniger Skalenspreizung zu haben, als nicht das ganze Band abstimmen zu können.

Das funktioniert mit beiden Arten von Kontraspulen – Zylinderspulen und Spinnennetzspulen. Wir fassen also noch einmal zusammen: Wir haben herausgefunden, dass eine Kontraspule mit 232/58 µH gut zu einem 15-350 pF Drehko mit einem 60-pF-Trimmer passt, wenn wir von einer zusätzlichen Schaltungskapazität von 25 pF ausgehen, die durch die Verdrahtung entsteht. Jeff Welty hat eine Webseite installiert, die das Berechnen von Spinnennetz-Kontraspulen für verschiedene Kapazitäten sehr erleichtert. Es ist ein sehr umfassendes Angebot, vom Eingeben der Werte bis zum Ausdrucken einer Spulenformvorlage. Hier findet Ihr den Rechner. Ich bin sicher, dass er alle Sorgen und Zweifel beim Spulenwickeln beseitigen wird.

Ich wünsche Euch viel Erfolg mit Euren Spulen – und Glück dazu! :)

Die Skalenspreizung

Die Kontraspulen haben eine spezielle Eigenart: Der Abstimmbereich auf jedem Bandabschnitt ist realtiv breit. Das bedeutet, dass der Drehkondensator kein wirklich hohes Verhältnis von End- zu Anfangskapazität benötigt. Es kann aber passieren, dass die Skalenspreizung nicht so gut ist, wie sie sein könnte. Schaut Euch die beiden Fotos an. Sie zeigen dasselbe Radio – sozusagen vorher und nachher.

Auf dem oberen Bild belegt der Abstimmbereich einen viel kleineren Teil der Skala als auf dem unteren Bild. Ihr müsst genau auf die Zahlen schauen, weil sich die Bereiche ein bisschen unterscheiden. Die linke Seite stellt den unteren Bandabschnitt (530 – 1000 kHz) dar, die rechte den oberen (900 – 1700 kHz).

Den Unterschied zwischen beiden Bildern macht aus, dass ich einen Trimmer (etwa 75 pF Endkapazität) parallel zum Drehko gelegt habe. Dadurch hat sich das Kapazitätsverhältnis meines Drehkos von vorher ungefähr 23:1 (20 – 475 pF) auf nachher etwa 6:1 (90 – 545 pF) geändert.

Ich habe auch eine „aggressivere“ Art der Bandspreizung ausprobiert, indem ich beides hinzugefügt habe, einen Paralleltrimmer und einen weiteren in Serie zum Drehko. Aber weil ich ein festes Spulenverhältnis von 4:1 habe, habe ich große Schwierigekiten bekommen, die Skalenspreizung für beide Bandbereiche vernünftig hinzubekommen. Andererseits bekomme ich mit der zuvor beschriebenen Art der Spreizung für jeden der beiden Bereiche immerhin zwei Umdrehungen des Abstimmknopfes. Mit einer herkömmlichen Spule wie z.B. in meinem Detektorempfänger Nr. 63 erreiche ich dagegen nur knapp drei Knopfumdrehungen für das ganze Band – ein weiterer Vorteil der Kontraspule.

Eure konkrete Situation wird sich von meiner etwas unterscheiden. Das hängt immer davon ab, welche Bauteile man zur Verfügung hat. Wenn Ihr aber einen Empfänger mit einer Kontraspule aufbaut, dann denkt auf jeden Fall daran, dass ein Trimmer Eure Skalenspreizung verbreitert.


Narrow Dial Spread

Wide Dial Spread


Dave Schmarder's Dial Spread Examples Dave Schmarder's Dial Spread Examples

Mein erster Detektorempfänger mit einer Kontraspule ist die Nr. 64. Er verwendet zwei Kontraspulen, eine für die Antenneneinheit, die andere im Diodenabstimmkreis. Ich bin sehr angetan von diesem Set. Wenn ich es nicht wäre, wäre ich nie auf die hohe Zahl von Sets gekommen. :)

Die Güte Q

Ich habe wieder eine Reihe von Messungen der Leerlaufgüte von LC-Abstimmkreisen vorgenommen und diesmal noch mehr Sorgfalt walten lassen. Weiter unten sieht man die Zahlentabelle und Fotos meiner Testanordnung. Q-Messungen hatten für mich und für diese Webseite nie hohe Priorität. Ich habe einmal dieselbe Spule mehreren Leuten zum Messen geschickt und sehr stark abweichende Ergebnisse zurückbekommen. Sie alle verfügten über eine professionelle Messausrüstung.

Ich habe mich auch selbst mit der Messung der Leerlaufgüte von Kreisen beschäftigt. Diese Art der Messung lässt bewusst andere Faktoren unberücksichtigt, die Einfluss auf die Güte haben, etwa Streukapazitäten. Auch in meiner Testanordnung stellte sich heraus, dass die Zahlen ein ganzes Stück variieren können, abhängig davon, wie die Spule gemessen worden ist. Für mich stellte sich rasch heraus, dass eine Spule eine fixe und eine spezifische Güte Q hat. Den richtigen Wert zu finden, ist nicht immer ganz einfach.

Behaltet also im Gedächtnis, dass bei jeder Messung von Leerlaufkreisgüten vermutlich etwas anderes herauskommt. Da ich aber für jede der getesteten Spulen dieselbe Technik verwendet habe, können meine Zahlen immerhin zum relativen Vergleich herangezogen werden. Anders ausgedrückt: Ich nehme nicht in Anspruch, dass meine Q-Werte hier oder sonstwo auf meiner Webseite wirklich zutreffen.

                       1600 khz        1000 khz        1000 khz        600 khz
                       Parallel        Parallel         Series         Series
     660/46 234/58 µH    670             910             625            750
     165/46 266/66 µH    484             588             384            428
     100/44 260/65 µH    347             476             344            400	
      40/44 340/85 µH    258             306             217            240
	  Cylinder Coil
     165/16 260/65 µH    410             454             357            375	  
      	  
Contra coil Q test setup

Contra Coil Q Test Setup


Meine Erfahrrungen mit dem Spulenwickeln
oder Do-it-yourself per Daumenregel

Unten findet Ihr eine Tabelle mit meinen Erfahrungen beim Selbstwickeln von Spulen. Als geringste Überlappung lasse ich 50 kHz bei einer vernünftigen Skalenspreizung gelten. Das bedeutet: Meine Entwürfe sind keinesfalls „aggressive“ Spulenentwürfe. Ich setze die Parameter nicht so eng, dass der der Erfolg schon dann nicht gewährleistet ist, wenn irgendeine Kleinigkeit nicht mehr genau passt. Es könnten Drehkondensatoren bis hinunter zu 280 pF Endkapazität eingesetzt werden, aber ich empfehle Euch, einen Drehko mit 330 pF oder mehr zu verwenden, sonst kann es bei den unteren Frequenzen ein bisschen knapp werden.

L ist die Serieninduktivität der Spule (bei Parallelschaltung beträgt sie ein Viertel).

OD (outside diameter) ist der Außendurchmesser der Spulenform in Inch.

L1 ist die Zahl der Windungen der inneren Spule.

L2 ist die Windungszahl der äußeren Spule.

LITZ ist die Litzengröße mit Zahl der Einzeladern und der Stärke jeder Ader in AWG.

CL ist die Minimalkapazität des Drehkos.

CH ist die Maximalkapazität des Drehkos.

CT ist der (ungefähre) Kapazitätswert des Trimmers.

Angenommen wird eine Diodenkapazität von 20 pF, der Trimmer wird diesen Einfluss beseitigen. Der innere Durchmesser der Spuelnform, gewissermaßen ihre Nabe, wird immer mit zwei Inch angenommen, was 51 mm entspricht. Das Material des Spulenkörpers ist 1/8 Inch (3 mm) dickes PE-HD (Polyethylen hoher Dichte).

      L   OD   L1  L2   LITZ    CL    CH   CT
     250   5   29  22  165/46   15   365   60
  
     204   6   27  20  330/46   15   420   80 
 
     187   7   26  18  660/46   15   475   85  
     218   7   28  19  660/46   15   400   75   
     240   7   30  20  660/46   15   350   75
     290   7   32  21  660/46   15   280   40
  

Ich habe bei der Herstellung von Dutzenden dieser Kontraspulen bemerkt, dass das Verhältnis zwischen innerer und äußerer Spule nicht konstant ist. Wenn Du bei der inneren Spule ein Windung hinzufügst, macht das bei der äußeren Spule ungefähr eine Viertelwindung aus. Ich glaube, das hägt damit zusammen, dass der äußere Durchmesser ein ganzes Stück größer ist als der an der Nahtstelle zwischen den beiden Spulen. Als ich mit der ganzen Sache anfing, habe ich einfach zwei gleich lange Litzenstücke genommen und die beiden Spulen daraus gewickelt. Das bringt einen dem Ziel schon recht nahe. Man sollte dann bei der äußeren Länge ein bisschen zugeben, um beide Spulen exakt auf die gleiche Induktivität trimmen zu können.

Mit ist noch etwas aufgefallen. Die Einzelinduktivität einer der beiden Spulen beträgt ungefähr ein Drittel der Serieninduktivität beider Spulen. Wenn das stimmt, könnte man die innere Spule zuerst ein bisschen zu hoch wickeln und dann genau justieren, bevor man die zweite Wicklung aufbringt. Aber eigentlich glaube ich, dass das nicht notwendig ist.


Spinnennetz kontraspule

Contra coil wire labeling
Eine Spinnennetz-Kontraspule mit 165/46-Litze

Ihr kennt mich: Ich habe nie eine Spinnennetzspulen gesehen, die mir nicht gefallen hätte!

Ich glaube, dass die besten Detektorempfänger mit Spinnenetzspulen aufgebaut wurden oder mit Rook-Spulen. Als ich die Zylinderspulenversion der Kontraspule testete, wusste ich bald, dass ich das Design auch auf eine Spinnennetzspule übertragen würde.

Mein Problem war dies: Wie sollte ich die Spule wickeln, wenn ich nicht Kuddelmuddel anrichten oder viel teure Litze verschwenden wollte? Die beiden Spulen müssen schließlichzum Schluss in der Induktivität recht nahe beieinander liegen. Wenn die innere Spule so groß wäre, dass die Form für die äußere Spule nicht mehr reichte, um auf die gleiche Induktivität zu kommen, hieße das: Alles abwickeln und von vorn beginnen! Wenn die Induktivität zu gering wäre, dann müsste man mehr Litze nehmen und eine neue Spule wickeln. Weil die Innenspule ziemlich das Gleiche ist wie eine herkömmliche Spinnennetzspule, habe ich einfach so viel Litze genommen wie ich für eine entsprechende herkömmliche Spule gleicher Induktivität genommen hätte – plus ein bisschen Extralänge für die Anschlüsse.

Da ich die ganze Arbeit schon hinter mir habe, müsst Ihr das Rad nicht neu erfinden. Ich habe die Länge der Anschlussdrähte am Anfang und Ende jeder Spule auf 9 Inch (knapp 23 cm) festgelegt. Insgesamt habe ich dann 46 Fuß (14 Meter) Litze gebraucht. Die Spulenform hat eine Nabe von 2 Inch (51 mm) Durchmesser. Der äußere Form-Durchmesser, der mindestens benötigt wird, liegt bei 5 Inch (12,7 cm) Nun. fängt man an zu wickeln. Nach 29 Windungen plus einem Stück für den Anschluss schneidet man ab.

Dann überspringt man einen Schlitz und fängt mit der äußeren Spule an. Jetzt werden 22 Windungen aufgebracht, aber in entgegengesetzter Richtung! Mit 22 Windungen bekommt man ein bisschen mehr Induktivität, als die innere Spule hat. Wenn Ihr kein LC-Messgerät habt, dann nehmt für die äußere Spule 21,5 Windungen, wenn doch, dann könnt Ihr den Wert der Indutivität exakt der inneren Spule anpassen.

Wenn Ihr beide Spulen fertig gewickelt habt, dann nehmt irgendeinen passenden Gegenstand, um die Drahtabstände schön gleichmäßig und sauber auszurichten. Dann messt Ihr die beiden Spulen. Wahrscheinlich hat die äußere Spule eine etwas höhere Induktivität. Wickelt etwas Litze ab, vielleicht ungefähr eine halbe Windung und messt wieder nach. Wenn beide Induktivitätswerte gleich sind, dann schneidet die Litze ab und verzinnt die Enden.

Genau wie bei der Zylinder-Kontraspule ist es wichtig, die richtigen Enden zu verbinden. Die beiden Drähte in der Mitte der Spule sind die Startpunkte (s = start) L1s und L2s der beiden Spulen. Die äußeren Anschlüsse sind also jeweils die Enden der Spule (f = finish) L1f und L2f, wobei mit L1 die innere und mit L2 die äußere Spule bezeichnet ist. Ich glaube, am besten solltet Ihr den Anfangspunkt der inneren Spule (L1s) mit der Masseseite des Drehkondensators verbinden. Die übrigen Verbindungen ergeben sich aus dem oben gezeigten Diagramm.

Um die mit teurer Litze und einem Luftdrehko gewonnene Kreisgüte Q zu bewahren, muss man auf eine Umschaltung mit geringsten HF-Verlusten achten. Ein keramisch isolierter Drehschalter wäre gut geeignet. Solche mit Phenolisolierung bringen zuviel Verluste mit sich. Ich habe beispielsweise schraubbare Messingverbindungen genommen, die auf einem Stück PS (Polystyrol) befestigt sind. Das Umschalten geht nicht so schnell wie mit einem Drehschalter, aber für meinen Prototyp reicht es allemal.

Contra coil switch


So sieht mein Umschalter aus der Nähe aus. Die Verbindungen liegen hier auf Parallelschaltung der beiden Spulen. Das Verbindungsstück dreht sich um die mittlere Schraube. Für Serienschaltung der beiden Spulen muss ich die obere Verbindung um 180 Grad drehen und die untere öffnen.

Contra coil set schematic

Kontraspule 40/44 Litze
Eine Spinnennetz-Kontraspule mit 40/44-Litze

Nicht jeder hat das große Geld für die teure Litze mit 660 Adern. Deshalb kommt jetzt eine Spule mit der deutlich günstigeren Litze 40/44. Seht Ihr den großen Drehko auf dem Foto oben? Lasst ihn auf Eure Zehen fallen, und Ihr seid auf dem Weg ins Krankenhaus ;) Außer dem Gewicht von bald einem Zentner hat er einige andere merkwürdige Eigenschaften. Die großen Kondensatorplattenpakete sind mit dem jeweils nächsten durch kleinere variable Koppelkapazitäten verbunden. Daraus kann man schließen, dass mein Drehko einmal ein Bandpass-Drehko war. Nachdem ich die kleinen Koppel-Cs herausgebaut hatte, landeten die großen Plattenpakete bei jeweils 285 pF. Eine schlechte Seite dieses Drehkos ist die, dass er (außer dass er nicht bis 365 oder mehr pF geht) für jedes Paket eine Anfangskapzität von nicht weniger als 25 pF aufweist. In den meisten Fällen bedeutet dies großes Pech. Aber er hat erstklassig versilberte Platten, Keramikisolatoren und exzellente mechanische Eigenschaften. Man muss dieses Prachtstück verwenden!

Ich glaube nicht, dass Ihr Euch darauf gefasst machen müsst, kleine Drehko-Sektionen auszubauen, weil eigentlich nur ein einziges Plattenpaket eines einfachen Drehkos benötigt wird. Ich habe bei meinem „Super-Drehko“ nur die mittlere Sektion verwendet. Wenn Ihr Euren Drehko an die Kontraspule anschließt, dann werdet Ihr in der Lage sein, das ganze MW-Band in zwei Abschnitten zu überstreichen. Der untere Bandabschnitt wird ungefähr von 500 bis 1200 kHz reichen, der obere beginnt bei etwa 1000 kHz und geht ohne Probleme über 1700 kHz hinaus.

Um dies zu erreichen, habe ich die Induktivitätswerte der Kontraspule geändert – auf 340 µH seriell, entsprechend 85 µH parallel. Die innere Spule hat 33 Windungen und die äußere 27 Windungen. Als Litze habe ich 40/44 verwendet. Der Nabendurchmesser der Spule beträgt 2 Inch (51 mm), der äußere Spulendurchmesser 4 Inch (102 mm). Wickelt einfach Eure Spulen genauso, dann wird alles mit jedem Drehko funktionieren, der bis 250 pF oder höher geht. Wenn Ihr einen Drehko mit 350 pF oder mehr habt, nehmt innen 29 und außen 23 Windungen.

Wenn Ihr einen ähnlich großen Drehko, wie ich ihn habe, mit dickerer Litze verwenden wollt, dann könnt Ihr eine herkömmliche Spule mit 240 bis 260 µH verwenden und zwei Plattenpakete parallel schalten. Das erweitert den Frequenzbereich, macht die Abstimmung aber auch ein bisschen heikler. Aber welchen Weg Ihr auch einschlagt, nehmt in jedem Fall für die Abstimmung einen Feintrieb!

Text übersetzt von Fritz Lehmkühler, DB4IW