Frequenzmessung I

Funkgeräte müssen manchmal neu abgeglichen werden, zum Beispiel nach Reparaturen oder wenn sich Bauteile durch Alterung verändert haben. Bei Empfängern gehört zum Abgleich die Kontrolle der Oszillatorfrequenzen. Dafür verwendet man üblicherweise einen Frequenzzähler.

EI501: Womit kann die Frequenz eines unmodulierten Hochfrequenzsignals gemessen werden? Mit einem ...

Abbildung EA-10.25.1 zeigt das Display eines Frequenzzählers. Die abgesetzte Drei ganz rechts steht wie bei manchen Taschenrechnern für $10^3$. Also misst der Zähler die Frequenz $\qty{455}\cdot 10^3~\unit{\hertz}$ oder $\qty{455}{\kilo\hertz}$. Neuere Messgeräte zeigen statt der Zehnerpotenz den Einheitenvorsatz direkt an.

Der folgende Alt-Text wurde noch nicht geprüft: Zusammenfassung: Eine rote Siebensegmentanzeige auf schwarzem Hintergrund zeigt die Zahlenfolge 455.000, rechts ist eine weitere, angeschnittene Ziffer zu sehen.

Detailbeschreibung: Das Bild ist ein schmaler, horizontaler Ausschnitt einer digital leuchtenden Anzeige mit roten Siebensegmentziffern vor schwarzem Hintergrund. Von links nach rechts sind deutlich die Ziffern 4, 5, 5 zu sehen, gefolgt von einem leuchtenden Dezimalpunkt und drei Nullen (0 0 0). Die Segmente strahlen leicht über, wodurch ein weicher roter Glanz um die Balken entsteht. Am rechten Bildrand ist der linke Teil einer weiteren Ziffer angeschnitten, deren Form nicht vollständig erkennbar ist.
Abbildung EA-10.25.1: Display eines Frequenzzählers, der $\qty{455}\cdot 10^3~\unit{\hertz}$ anzeigt

Die Frequenz 455 kHz kommt häufig als Zwischenfrequenz von Überlagerungsempfängern vor und kann gemessen werden, wenn der Empfänger auf ein starkes Signal abgestimmt ist.

In Abgleichanleitungen wird oft verlangt, eine Frequenz bis auf eine bestimmte Abweichung genau einzustellen, zum Beispiel $\pm\qty{10}{\hertz}$. In solchen Fällen ist es hilfreich, sich den Stellenwert der einzelnen Ziffern vor Augen zu führen. Die vom Messgerät angezeigte Zehnerpotenz, also bei $\qty{455}{\kilo\hertz}$ der Wert $10^3$ oder $1000$, gilt immer für die Stelle direkt vor dem Komma. Die Stelle links davon steht dann für $\qty{10}{\kilo\hertz}$ oder $10^4~\unit{\hertz}$ und die Stelle noch eins weiter links, im Beispiel die Vier, für $\qty{100}{\kilo\hertz}$ oder $10^5~\unit{\hertz}$. Nach rechts geht es in die andere Richtung.

In Abbildung EA-10.25.2 sehen wir ein Beispiel mit einer höheren Frequenz.

Der folgende Alt-Text wurde noch nicht geprüft: - Kurze Zusammenfassung: Eine sieben-Segment-Anzeige zeigt den Wert „433.075000“ mit der rechts daneben stehenden Einheit „MHz“, und oberhalb der neun Ziffern sind zwei Beschriftungszeilen mit „100M … 1“ und „10^8 … 10^0“ zu sehen.

- Detaillierte Beschreibung: In der Mitte des Bildes stehen neun große, schwarze Ziffern im Stil einer digitalen sieben-Segment-Anzeige, mit hellgrauen, unbeleuchteten Segmenten im Hintergrund. Die Ziffern lesen von links nach rechts „4 3 3 . 0 7 5 0 0 0“, wobei der Dezimalpunkt nach der dritten Ziffer zwischen „3“ und „0“ gesetzt ist. Direkt rechts neben der letzten Ziffer steht in Serifenschrift „MHz“. Oberhalb der Ziffern befinden sich zwei Zeilen mit Beschriftungen: In der oberen, kleineren Zeile über den neun Stellen von links nach rechts „100M 10M 1M 100k 10k 1k 100 10 1“; in der darunterliegenden Zeile jeweils zentriert über den Ziffern „10^8 10^7 10^6 10^5 10^4 10^3 10^2 10^1 10^0“. Die Anordnung ist gleichmäßig, alle Ziffern und Beschriftungen sind horizontal ausgerichtet.
Abbildung EA-10.25.2: Diese Anzeige stellt eine Frequenz in MHz dar. Das ist zugleich der Stellenwert der Ziffer vor dem Komma.

Eingänge von Frequenzzählern können einen hohen Innenwiderstand haben. Das kennen wir von Spannungsmessern und Oszilloskopen. Es kommen aber auch Anschlüsse mit $\qty{50}{\ohm}$ vor. Sie sind meistens besonders empfindlich und der in der Bedienungsanleitung des Zählers angegebene Höchstwert für Spannung oder Leistung darf keinesfalls überschritten werden.

EI502: Das Bild stellt die Anzeige eines Frequenzzählers dar. Welchen Stellenwert hat die mit X gekennzeichnete Ziffer?
1) Kurzbeschreibung: Anzeigefeld eines Frequenzzählers mit der Anzeige „145.00137 MHz“ und einem „X“ über der 1.

2) Ausführliche Beschreibung: Gezeigt ist das Anzeigefeld eines Frequenzzählers mit der Anzeige „145.00137“. Rechts vom Anzeigefeld steht die Einheit „MHz“. Oberhalb der 1 steht ein „X“.
EI503: Das Bild stellt die Anzeige eines Frequenzzählers dar. Welchen Stellenwert hat die mit X gekennzeichnete Ziffer?
1) Kurzbeschreibung: Anzeigefeld eines Frequenzzählers mit der Anzeige „145.00137 MHz“ und einem „X“ über der 7.

2) Ausführliche Beschreibung: Gezeigt ist das Anzeigefeld eines Frequenzzählers mit der Anzeige „145.00137“. Rechts vom Anzeigefeld steht die Einheit „MHz“. Oberhalb der 7 steht ein „X“.

Frequenzzähler werden für einen bestimmten Wertebereich gebaut, zum Beispiel $\qty{100}{\kilo\hertz}$ bis $\qty{2}{\giga\hertz}$. Außerhalb dieses Bereichs messen sie ungenau oder gar nicht. Zum Messen höherer Frequenzen gibt es Frequenzteiler. Sie teilen die Frequenz eines Signals, das man an ihren Eingang anlegt, durch einen festen Wert und geben das Ergebnis als elektrische Schwingung am Ausgang aus. Man nennt sie auch Vorteiler, weil sie zwischen Messobjekt und Zähler geschaltet werden.

Häufig teilen Vorteiler die Frequenz durch zehn. Wenn man an den Eingang so eines 10:1-Teilers $\qty{2,4}{\giga\hertz}$ anlegt, zeigt der Frequenzzähler dahinter $\qty{240}{\mega\hertz}$ an.

EI504: Wenn ein 10:1-Frequenzteiler vor einem Frequenzzähler geschaltet wird und der Zähler 14,5625 MHz anzeigt, beträgt die tatsächliche Frequenz ...

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