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Hallo Leute. Ich habe mal eine Frage.

Zur genaueren Beschreibung von dem was ich meine habe ich auch ein Bild angehangen!

Und zwar geht es um die Tatsache, dass wenn ich einen 100Mhz Schwingkreis auf einer Platine erstelle, die Induktivitäten der Zuleitungen mal eine Rolle zu spielen scheinen und mal nicht, und ich kann mir da einfach keinen Reim drauf machen.

Nehmen wir für Masse und für (+) ein jeweils 1 Meter langes Kupferkabel zur Stromquelle (Netzteil) an. Der induktive Blindwiderstand für eine Frequenz von 100Mhz ist also enorm.
Das merkt man auch, der Schwingkreis funktioniert von "so lala" bis "gar nicht". Wenn ich jetzt Masse und (+) auf der Platine über eine HF-Drossel abschließe (Was doch auch "nur" eine Induktivität ist?!?!) funktioniert der Schwingkreis sauber und schön.

Soweit so komisch. Frage: Warum bringen die HF-Drosseln den Schwingkreis nicht zum erliegen? Der Schwingkreis "zieht" sich doch jetzt periodisch elektronen aus dem Netzteil, aber das dürfte bei der Induktivität und der Frequenz doch eigentlich gar nicht gehen?!?!

Dann die nächste Sache (gleiches Thema): Eine ca. 7 cm Leitung vom Oszillator zum Verstärker hat eine bereits so hohe Leitungsinduktivität, dass der Verstärker herbe gedämpft wird und in seiner Leistung erheblich begrenzt wird. Nach dem obigen Schema müsste es dann doch so sein, dass wenn ich die 7cm Leitung mit einer HF-Drossel abschließe die Induktivität der 7cm vorher keine Rolle mehr spielt? Ausprobiert habe ich DAS EINE noch nicht, aber vielleicht kann mir da ja jemand auf die Sprünge helfen.

-!- Warum dämpfen die HF-Drosseln nicht den Schwingkreis?
-!- Warum dämpft die wesentlich kleinere Induktivität von 7cm Kupferdraht den Verstärker allerdings erheblich?

Hallo,
Du sagst über ein 1m langes Anschlußkabel:"Der induktive Blindwiderstand für eine Frequenz von 100Mhz ist also enorm." Das ist schlicht falsch! Das Kabel hat eine gewisse Induktivität und ein Kapazität nach Masse. Auf eine "lange Leitung" bezogen, führt das zur Leitungsimpedanz, die keinesfalls hoch ist, bei Koax-Kabel < 100Ohm, bei symmetrischen Leitungen bis etwa 300Ohm, das hängt aber stark vom Aufbau ab, ist aber etwa ab Wellenlänge unabhängig von der Leitungslänge.
Daher also ein erheblicher Einfluß auf den Schwingkreis, die Kapazität des Kabels dürfte in deinem Beispiel die größte Rolle spielen. Diese verstimmt den Schwingkreis, zusätzlich ist mit Dämpfung zu rechnen.
Die Drossel bildet in der Tat (bei richtiger Dimensionnierung) eine sehr hohe Impedanz, Aber auch hier wirst Du den rechnerischen Wert aus der Induktivität nicht ganz erreichen, da parasitäre Kapazitäten vorhanden sein werden, natürlich auch wieder die Dämpfung.
Ausserdem: Jedes Stück Leitung hat eine Induktivität, eine Kapazität und einen ohmschen Widerstand. Nur letzterer ist hauptsächlich für die Dämpfung verantwortlich, Induktivität und Kapazität verstimmen der Schwingkreis (wobei dann der Anteil der Dämpfung größer werden kann). Eine HF-Drossel stellt für die HF einen hohen WIderstand dar, also quasi wie eine Unterbrschung des Leiters für die HF. Ein Kondensator bewirkt das Gegenteil, wirkt also wie ein Kurzschluss für die HF. Die elektrisch "lange Leitung" kannst Du dir jetzt wie eine Vielzahl von RLC-Tiefpässen vorstellen.
Grüsse
Hartwig

» Hallo,
» Du sagst über ein 1m langes Anschlußkabel:"Der induktive Blindwiderstand
» für eine Frequenz von 100Mhz ist also enorm." Das ist schlicht falsch! Das
» Kabel hat eine gewisse Induktivität und ein Kapazität nach Masse. Auf eine
» "lange Leitung" bezogen, führt das zur Leitungsimpedanz, die keinesfalls
» hoch ist, bei Koax-Kabel < 100Ohm, bei symmetrischen Leitungen bis etwa
» 300Ohm, das hängt aber stark vom Aufbau ab, ist aber etwa ab Wellenlänge
» unabhängig von der Leitungslänge.
» Daher also ein erheblicher Einfluß auf den Schwingkreis, die Kapazität des
» Kabels dürfte in deinem Beispiel die größte Rolle spielen. Diese verstimmt
» den Schwingkreis, zusätzlich ist mit Dämpfung zu rechnen.
» Die Drossel bildet in der Tat (bei richtiger Dimensionnierung) eine sehr
» hohe Impedanz, Aber auch hier wirst Du den rechnerischen Wert aus der
» Induktivität nicht ganz erreichen, da parasitäre Kapazitäten vorhanden sein
» werden, natürlich auch wieder die Dämpfung.
» Ausserdem: Jedes Stück Leitung hat eine Induktivität, eine Kapazität und
» einen ohmschen Widerstand. Nur letzterer ist hauptsächlich für die Dämpfung
» verantwortlich, Induktivität und Kapazität verstimmen der Schwingkreis
» (wobei dann der Anteil der Dämpfung größer werden kann). Eine HF-Drossel
» stellt für die HF einen hohen WIderstand dar, also quasi wie eine
» Unterbrschung des Leiters für die HF. Ein Kondensator bewirkt das
» Gegenteil, wirkt also wie ein Kurzschluss für die HF. Die elektrisch "lange
» Leitung" kannst Du dir jetzt wie eine Vielzahl von RLC-Tiefpässen
» vorstellen.
» Grüsse
» Hartwig

Ok das habe ich verstanden. Leider fehlen mir da noch etwas konkretere Antworten.

Die Sache mit der Leitungsimpedanz von Koaxkabeln etc. ist soweit auf jeden Fall richtig und das hatte ich ja auch bereits gewusst. Nur ich dachte bis jetzt immer, die ist so niedrig, gerade weil es Koaxkabel sind. Die Stromzuführungen sind natürlich "einfache Kupferadern". Der induktive Blindwiderstand für eine 1m lange Kupferleitung bei 100Mhz beträgt nach Elektronic Developer Desktop ungefähr 1 - 2 Mikrohenry was einem imaginären Ohm von ca. 700 - 800 Ohm bei 100Mhz entspricht. Das ist nach meiner Auffassung schon relativ hoch für eine Stromzuleitung.
Das was du danach beschrieben hast habe ich ja auch schon gewusst, also dass die HF-Drossel eine Unterbrechung für die HF darstellt (grob gesagt...). Aber genau DESHALB frage ich mich, warum der Schwingkreis trotzdem schwingt, er kann sich doch durch die HF Drossel eigentlich nicht periodisch elektronen ziehen, oder?
Und andersrum: Wenn der Schwingkreis trotz einer Drossel es geschafft kriegt periodisch Elektronen zu ziehen, warum schafft es der Verstärker nicht, obwohl seine "Vorinduktivität" durch die 7cm Draht (ca. 200 - 300 nH) viel kleiner ist als die "Vorinduktivität" des Schwingkreises. Verstehst du was ich meine? Der Verstärker wird durch 300nH in der Zuleitung enorm gedämpft, der Schwingkreis lässt sich von weiß gott wie vielen Mikrohenry aber nicht beeindrucken.
Das Parasitäre Kapazitäten vorhanden sind, ist natürlich schade, aber im Gegensatz zur Leitungsinduktivität kann ich die Leitungskapazität einfach überhaupt nicht abschätzen. Aber lassen wir die Kapazität mal außen vor.

Hallo,
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» Ok das habe ich verstanden. Leider fehlen mir da noch etwas konkretere
» Antworten.
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» Die Sache mit der Leitungsimpedanz von Koaxkabeln etc. ist soweit auf jeden
» Fall richtig und das hatte ich ja auch bereits gewusst. Nur ich dachte bis
» jetzt immer, die ist so niedrig, gerade weil es Koaxkabel sind. Die
» Stromzuführungen sind natürlich "einfache Kupferadern". Der induktive
» Blindwiderstand für eine 1m lange Kupferleitung bei 100Mhz beträgt nach
» Elektronic Developer Desktop ungefähr 1 - 2 Mikrohenry was einem imaginären
» Ohm von ca. 700 - 800 Ohm bei 100Mhz entspricht. Das ist nach meiner
» Auffassung schon relativ hoch für eine Stromzuleitung.
Für eine Stromzuleitung ja, aber für Gleichstrom ist es ja nicht relevant! Aber es verstimmt Deinen Schwingkreis
» Das was du danach beschrieben hast habe ich ja auch schon gewusst, also
» dass die HF-Drossel eine Unterbrechung für die HF darstellt (grob
» gesagt...). Aber genau DESHALB frage ich mich, warum der Schwingkreis
» trotzdem schwingt, er kann sich doch durch die HF Drossel eigentlich nicht
» periodisch elektronen ziehen, oder?

nein, der Schwingkreis muss ja erregt werden, normalerweise wird er mittels eines Verstärkers zum Oszillator. Der Verstärker bezieht seine Versorgung durch die Drossel. Die Drossel könte auch durch einen Transformator ersetzt werden und die HF auskoppeln, z. B. zur Impedanzanpassung an eine Leitung oder Antenne.
» Und andersrum: Wenn der Schwingkreis trotz einer Drossel es geschafft
» kriegt periodisch Elektronen zu ziehen, warum schafft es der Verstärker
» nicht, obwohl seine "Vorinduktivität" durch die 7cm Draht (ca. 200 - 300
» nH) viel kleiner ist als die "Vorinduktivität" des Schwingkreises.
» Verstehst du was ich meine? Der Verstärker wird durch 300nH in der
» Zuleitung enorm gedämpft, der Schwingkreis lässt sich von weiß gott wie
» vielen Mikrohenry aber nicht beeindrucken.

Genau die vielen µH bewirken das indem sie eine sehr hohe Impedanz für die HF darstellen, der Schwingkreis den Anschluß quasi "nicht sieht", der Verstärker aber trotzdem seine Versorgung erhhält, der will ja Gleichspannung/Strom!

Ich verstehe schon was Du meinst. Der Schwingkreis bezieht keine Energie durch die Drossel! Der Verstärker nimmt die Energie auf und moduliert sie in Verbindung mit dem Schwingkreis als zeitbestimmendes Glied mit der HF! In einem Audioverstärker hast Du ja auch keine NF im Netzteil!(Ich weiß, Esotheriker sehen das anders
» Das Parasitäre Kapazitäten vorhanden sind, ist natürlich schade, aber im
» Gegensatz zur Leitungsinduktivität kann ich die Leitungskapazität einfach
» überhaupt nicht abschätzen. Aber lassen wir die Kapazität mal außen vor.

Genau das geht bei 100MHz nicht! Deine 1-2µH/m zusammen mit der Kapazität ergeben die Leitungsimpedanz - deine Eigenen Zahlen bestätigen, dass Du die Kapazität keinesfalls weglassen kannst. Ebenso gut könntest Du sagen: die Leitungsinduktivität spielt keine Rolle, ich lasse die mal weg ....


Dein Problem liegt im Verständnis der Funktionsweise des Oszillators. Die HF-Drossel verhindert ein Belastung des Schwingkreises durch die niedrige Impedanz der Versorgungsspannung. Die Versorgungsspannung muß dem Verstärker im Oszillator mit niedrigem Innenwiderstand zur Verfügung gestellt werden. Der Verstärker (z.B. Transistor) verändert jetzt seine Leitfähigkeit (z. B. C-E - Strecke) im Takt der Hochfrequenz. Damit würde er zunächst nur den Strom der Spannungsversorgung modulieren. Eine ideale Spannungsquelle angenommen, hätte ich nirgendwo Wechselspannung in dem Stromkreis Transistor/Netzgerät. Füge ich jetzt zwischen Transistor und Spannungsversorgung einen Widerstand ein, so habe ich einen Spannungsabfall am Widerstand im Takt der Modulation des Transitors durch den modulierten Stromfluß. Da die Spannungsquelle wechselspannungsmäßig einen Kurzschluß darstellt, kann ich auch zwischen Masse und dem Transistoranschluß (meistens der Kollektor) an diesem Widerstand (=Arbeitswiderstand) eine Wechselpannung messen. Das ist jetzt die HF, die der Oszillator liefert. Der Widerstand (Impedanz) muß für den Arbeitspunkt des Transistors optimiert sein (oder umgekehrt). Eine Drossel bietet da den Vorteil des geringen Gleichstromwiderstandes und geringer Dämpfung verbunden mit hohem Wechselstromwiderstand (was den Einfluß der niedrigen Impedanz der Stromversorgung auf den Schwingkreis auschließt, gleichfalls aber die Gleichstromversorgung des Transistors ermöglicht.) Der Wechselstromwiderstand ist letztlich auch für die Amplitude des Signals verantwortlic - aber das ist jetzt wieder eine Frage der Schaltung (die Du nicht angibst). Der Schwingkreis kann auch selbst Teil des Arbeitwiderstandes sein, dann könnte die Drossel entfallen. Wie das alles zusammenspielt, hängt also von der Art des Oszillators ab. Richtig ist aber auch, dass Du den Schwingkreis nicht durch die Drossel erregen kannst.
Grüsse
Hartwig

Ok soweit hab ich das verstanden.

Also: Die Drossel vor dem Oszillator bewirkt, dass Induktivität und Kapazität der Zuleitung keinen Einfluss/Verstimmung auf den Oszillator haben? Damit komm' ich soweit noch klar. Das mit dem Spannungsabfall am Arbeitswiderstand hat's mir etwas genauer erklärt, warum die Schaltung direkt nur Gleichstrom braucht und Wechselspannungsmäßig ruhig mit einem unendlichen Widerstand gegen die Stromquelle abgeschlossen sein kann.

Bleibt eine Frage: Wenn ich jetzt nach deinem Schema die 7cm Kupferleitung zur Spannungsversorung des Verstärkertransistors wieder wie beim Oszillator mit einer Drossel abschließe habe ich dann ein besseres Verstärkerverhalten, weil die Induktivität der Zuleitung und die (mir in seiner höhe nicht bekannte) Kapazität der 7cm keine Rolle mehr spielen?

Und nebenbei noch eine Frage: Wie kommt ein Koaxialkabel auf eine Impedanz von 100 Ohm, wobei in ihm drin doch auch nur eine Kupferader steckt und bei einer Länge von 5 Metern schon ein paar Kiloohm Blindwiderstand haben müsste? WIE(!) schafft es das Koaxialkabel, dass die Induktivität - die eigentlich enorm hoch sein müsste für Frequenzen teilweise bis 800Mhz - auf 100Ohm "gedrückt" wird? Ich meine die Leitungsinduktivität des Kupfers ist doch da und kann nicht einfach "weggezaubert" werden?

EDIT: Noch eine Frage. Wiso verstimmt die Zuleitung zum Oszillator den Schwingkreis, aber die HF-Drossel nicht? Rein Leitungsgeometrisch habe ich doch einfach zwei Induktivitäten in Reihe geschaltet dort.

» Ok soweit hab ich das verstanden.
»
» Also: Die Drossel vor dem Oszillator bewirkt, dass Induktivität und
» Kapazität der Zuleitung keinen Einfluss/Verstimmung auf den Oszillator
» haben? Damit komm' ich soweit noch klar. Das mit dem Spannungsabfall am
» Arbeitswiderstand hat's mir etwas genauer erklärt, warum die Schaltung
» direkt nur Gleichstrom braucht und Wechselspannungsmäßig ruhig mit einem
» unendlichen Widerstand gegen die Stromquelle abgeschlossen sein kann.
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» Bleibt eine Frage: Wenn ich jetzt nach deinem Schema die 7cm Kupferleitung
» zur Spannungsversorung des Verstärkertransistors wieder wie beim Oszillator
» mit einer Drossel abschließe habe ich dann ein besseres
» Verstärkerverhalten, weil die Induktivität der Zuleitung und die (mir in
» seiner höhe nicht bekannte) Kapazität der 7cm keine Rolle mehr spielen?
Das hängt von der Schaltung ab, grundsätzlich wäre das nicht falsch, so lange der ohmsche Widerstand der Drossel nicht ins Gewicht fällt!
»
» Und nebenbei noch eine Frage: Wie kommt ein Koaxialkabel auf eine Impedanz
» von 100 Ohm, wobei in ihm drin doch auch nur eine Kupferader steckt und bei
» einer Länge von 5 Metern schon ein paar Kiloohm Blindwiderstand haben
» müsste? WIE(!) schafft es das Koaxialkabel, dass die Induktivität - die
» eigentlich enorm hoch sein müsste für Frequenzen teilweise bis 800Mhz - auf
» 100Ohm "gedrückt" wird? Ich meine die Leitungsinduktivität des Kupfers ist
» doch da und kann nicht einfach "weggezaubert" werden?

Genau da kommt die Leitungskapazität ins Spiel, deswegen kann man die auch nicht einfach ignorieren - wie gesagt, die Leitung verhält sich nicht nur induktiv oder nur kapazitiv - man muß sie als eine Vielzahl von LRC-Tiefpässen ansehen. Das gilt nicht für kurze Leitungen. Als Maßstab kurz/lang gilt hier die Wellenlänge!
Zeichne Dir diese Tiefpässe einfach mal auf (L in Reihe zum Leiter, C vom Leiter zur Masse, R auch in Reihe (nehmen wir die Isolation mal als sehr gut an und verzichten auf ddas R parallel zum C). Das erklärt auch, das ein Koaxkabel mit zunehmender Frequenz bei gleicher Länge eine entsprechend zunehmende Dämpfung hat

»
» EDIT: Noch eine Frage. Wiso verstimmt die Zuleitung zum Oszillator den
» Schwingkreis, aber die HF-Drossel nicht? Rein Leitungsgeometrisch habe ich
» doch einfach zwei Induktivitäten in Reihe geschaltet dort.
Weil Du die Kapazitäten vernachlässigst sowie die Tatsache, dass die Spannungsquelle einen Kurzschluß zur Masse darstellt! Das Verhalten ist also dadurch zu erklären, das die induktive Komponente der Leitung einfach zu gering ist und der Kurzschluß an deren Ende (die Spannungsquelle!) sowie die Leitungskapazität eine zu niedrige Impedanz darstellen.Erst durch die starke Erhöhung der induktiven Komponente durch die Drossel sieht der Schwingkreis die Leitung nicht mehr.
Grüsse
Hartwig

Ok das hat sich dann soweit alles geklärt.

Jetzt interessiert mich nur noch etwas was mit dem Schwingkreis nichts zu tun hat, sondern eher mit der zwischendurch aufgegriffenen Koaxialleitung:

Das würde ja bedeuten, dass ein sehr hoher Anteil der der Koaxialkabel zugeführten HF-Leistung einfach "gegen Masse" durch die Kapazität des Kabels "wegschwingt" und nur ein Bruchteil des Signals letzten Endes im Empfänger ankommt.
Das würde ja beudeten:
1) Die zugespeiste Spannung müsste relativ hoch gehalten werden (ziemlich hoch?!)
2) Ein Antennenkabel darf eigentlich nicht besonders lang sein. (Wie geht das bei den wahnsinnig langen Leitungen vom Fernseher zu einer Dachantenne, oder von einer Kabelkopfstation zu den Häusern (mehrere Kilometer)?) Dementsprechend müsste das Signal doch nahezu "futsch" sein?

Hallo,
»
» Das würde ja bedeuten, dass ein sehr hoher Anteil der der Koaxialkabel
» zugeführten HF-Leistung einfach "gegen Masse" durch die Kapazität des
» Kabels "wegschwingt" und nur ein Bruchteil des Signals letzten Endes im
» Empfänger ankommt.
Ja
» Das würde ja beudeten:
» 1) Die zugespeiste Spannung müsste relativ hoch gehalten werden (ziemlich
» hoch?!)
klar, kommt auf die Länge des Kabels an und darauf, was am Ende herauskommen soll.!
» 2) Ein Antennenkabel darf eigentlich nicht besonders lang sein. (Wie geht
» das bei den wahnsinnig langen Leitungen vom Fernseher zu einer Dachantenne,
» oder von einer Kabelkopfstation zu den Häusern (mehrere Kilometer)?)

Man setzt Zwischenverstärker ein! Selbst bei einer Koax-Hausinstallation, in der man an allen Dosen einen gleichen Signalpegel haben möchte, wird am Übergabepunkt ein Verstärker installiert. Der ist so einzustellen, daß die am weitesten entfernte Dose den gewünschten Signalpegel hat, die davor liegenden Dosen werden dann mit einer Dämpfung versehen (es gibt Installationsdosen mit unterschiedlicher Dämpfung).

» Dementsprechend müsste das Signal doch nahezu "futsch" sein?
Das ist in der Tat ein Problem. Hier mal der Link zu einem Datenblatt:
http://www.faberkabel.de/upload/datenblaetter/Datenblaetter/DE/DBL_RG213.PDF
Das ist ein RG213-Kabel (ursprünglich Militärstandard, jetzt allgemein in der Industrie gebräuchlich). Dieses 50 Ohm-Kabel ist schon recht dick (10mm) also dicker als normales Antennenkabel. Die Kapazität beträgt etwa 100pF/m, die Dämpfung bei 700Mhz und 100m Länge liegt bei 20dB, ist also schom kräftig, (das wäre 1/10 auf die Spannung bezogen).

Grüße
Hartwig

Heute war mir mal etwas langweilig und ich hab mal das 7cm Stück draht in der Kollektorleitung des Transistors (NPN) durch eine HF-Drossel (müsste so 9yH haben) ersetzt. Fazit: Verstärkerleistung sinkt, Schwingkreis schwingt wieder unsauber auf mehreren Frequenzen rum und das Leitungsbrummen nimmt zu.

Wenn ich mir andere Schaltpläne anschaue haben die zwar auch Induktivitäten im Kollektor eingezeichnet - diese scheinen aber mehr der Spannungsteilung, oder der Leistungsanpassung für eine Antenne zu dienen (200 - 400 nanoHenry), das ist ja keine "Drossel" in dem Sinne.

Ich werd da echt nicht schlau draus, scheint meine Vermutung ja doch zuzutreffen, dass ne dicke Drossel in der Kollektorleitung verhindert, dass der Transistor vernünftig arbeiten kann.

» Heute war mir mal etwas langweilig und ich hab mal das 7cm Stück draht in
» der Kollektorleitung des Transistors (NPN) durch eine HF-Drossel (müsste so
» 9yH haben) ersetzt. Fazit: Verstärkerleistung sinkt, Schwingkreis schwingt
» wieder unsauber auf mehreren Frequenzen rum und das Leitungsbrummen nimmt
» zu.
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» Wenn ich mir andere Schaltpläne anschaue haben die zwar auch Induktivitäten
» im Kollektor eingezeichnet - diese scheinen aber mehr der Spannungsteilung,
» oder der Leistungsanpassung für eine Antenne zu dienen (200 - 400
» nanoHenry), das ist ja keine "Drossel" in dem Sinne.
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» Ich werd da echt nicht schlau draus, scheint meine Vermutung ja doch
» zuzutreffen, dass ne dicke Drossel in der Kollektorleitung verhindert, dass
» der Transistor vernünftig arbeiten kann.

Vielleicht solltest Du mal einen Stromlaufplan posten? Ich habe Null vorstellung wovon Du sprichst.
»

--
MfG
Peter

Hallo,
siehe die Antwort von Peter! Es scheint so, dass Du hier Rückschlüsse ziehst, ohne die Wirkungsweise der Schaltung genau zu kennen. Die von Dir genannten Frequenzen Frequenzen erfordern einen sehr sauberen Aufbau, ansonsten wird die Schaltung ohnehin aufgrund diverser "Schmutzeffekte" nicht das erwartete Verhalten zeigen. Wenn Du mit HF-Induktivitäten arbeitest, solltest Du auch berücksichtigen, dass z. B. eine Drossel und eine Spule bei gleicher Induktivität eine sehr unterschiedliche Dämpfung haben können. HF-Drosseln werden meist breitbandig, also mit hoher Dämpfung ausgelegt, während man bei frequenzbestimmenden Induktivitäten oft schmalbandige Bauteile bevorzugt, also solche mit geringer Dämpfung. Das kann man u.A durch das Kernmaterial erreichen. Aber ohne den Oszillatortyp, die Schaltung und den Aufbau zu kennen, bleibt das hier alles Raterei!
Grüsse
Hartwig