Grundlegende Schaltungen

Navigationshilfe

Diese Navigationshilfe zeigt die ersten Schritte zur Verwendung der Präsention. Sie kann mit ⟶ (Pfeiltaste rechts) übersprungen werden.

Navigation

Zwischen den Folien und Abschnitten kann man mittels der Pfeiltasten hin- und herspringen, dazu kann man auch die Pfeiltasten am Computer nutzen.

Navigationspfeile für die Präsentation

Weitere Funktionen

Mit ein paar Tastenkürzeln können weitere Funktionen aufgerufen werden. Die wichtigsten sind:

F1
Help / Hilfe
o
Overview / Übersicht aller Folien
s
Speaker View / Referentenansicht
f
Full Screen / Vollbildmodus
b
Break, Black, Pause / Ausblenden der Präsentation
Alt-Click
In die Folie hin- oder herauszoomen

Übersicht

Die Präsentation ist zweidimensional aufgebaut. Dadurch sind in Spalten die einzelnen Abschnitte eines Kapitels und in den Reihen die Folien zu den Abschnitten.

Tippt man ein „o“ ein, bekommt man eine Übersicht über alle Folien des jeweiligen Kapitels. Das hilft sich zunächst einen Überblick zu verschaffen oder sich zu orientieren, wenn man das Gefühlt hat sich „verlaufen“ zu haben. Die Navigation erfolgt über die Pfeiltasten.

Referentenansicht

Referentenansicht

Tippt man ein „s“ ein, bekommt man ein neues Fenster, die Referentenansicht.

Indem man „Layout“ auswählt, kann man zwischen verschieden Anordnungen der Elemente auswählen.

Praxistipps zur Referentenansicht

  • Wenn man mit einem Projektor arbeitet, stellt man im Betriebssystem die Nutzung von 2 Monitoren ein: Die Referentenansicht wird dann zum Beispiel auf dem Laptop angezeigt, während die Teilnehmer die Präsentation angezeigt bekommen.
  • Bei einer Online-Präsentation, wie beispielsweise auf TREFF.darc.de präsentiert man den Browser-Tab und navigiert im „Speaker View“ Fenster.
  • Die Referentenansicht bezieht sich immer auf ein Kapitel. Am Ende des Kapitels muss sie geschlossen werden, um im neuen Kapitel eine neue Referentenansicht zu öffnen.
  • Um mit dem Mauszeiger etwas zu markieren oder den Zoom zu verwenden, muss mit der Maus auf den Bildschirm mit der Präsentation gewechselt werden.

Vollbild

Tippt man ein „f“ ein, wird die aktuelle Folie im Vollbild angezeigt. Mit „Esc“ kann man diesen wieder verlassen.

Das ist insbesondere für den Bildschirm mit der Präsentation für das Publikum praktisch.

Ausblenden

Tippt man ein „b“ ein, wird die Präsentation ausgeblendet.

Sie kann wie folgte wieder eingeblendet werden:

  • Durch klicken in das Fenster.
  • Durch nochmaliges Drücken von „b“.
  • Durch klicken der Schaltfläche „Resume presentation:
Schaltfläche für Resume Presentation

Zoom

Bei gedrückter Alt-Taste und einem Mausklick in der Präsentation wird in diesen Teil hineingezoomt. Das ist praktisch, um Details von Schaltungen hervorzuheben. Durh einen nochmaligen Mausklick zusammen mit Alt wird wieder herausgezoomt.

Das Zoomen funktioniert nur im ausgewählten Fenster. Die Referentenansicht ist hier nicht mit dem Präsenationsansicht gesynct.

Schwingkreis I

  • Kondensatoren und Spulen haben frequenzabhängige Widerstände
  • Damit sind passive Filterschaltungen möglich, um nur bestimmte Frequenzen passieren zu lassen

Zur Erinnerung

  • Kondensator blockiert niedrige Frequenzen und lässt hohe Frequenzen durch
  • Spule blockiert hohe Frequenzen und lässt niedrige Frequenzen durch

Hochpass

  • Bei niedrigen Frequenzen hat der Kondensator einen sehr hohen Widerstand
  • Schaltung wirkt wie ein frequenzabhängiger Spannungsteiler
  • UA ist dadurch sehr klein
ED202: Wie wird die dargestellte Filtercharakteristik bezeichnet?

A: Bandsperre

B: Tiefpass

C: Bandpass

D: Hochpass

ED211: Was stellt die folgende Schaltung dar?

A: Hochpass

B: Bandpass

C: Sperrkreis

D: Tiefpass

ED212: Was stellt die folgende Schaltung dar?

A: Bandpass

B: Tiefpass

C: Hochpass

D: Sperrkreis

ED213: Welche Schaltung stellt ein Hochpassfilter dar?
A:
B:
C:
D:

Tiefpass

  • Bei niedrigen Frequenzen hat der Kondensator einen sehr hohen Widerstand
  • Schaltung wirkt wie ein frequenzabhängiger Spannungsteiler
  • UA ist dadurch sehr groß
ED201: Wie wird die dargestellte Filtercharakteristik bezeichnet?

A: Tiefpass

B: Bandsperre

C: Hochpass

D: Bandpass

ED208: Was stellt die folgende Schaltung dar?

A: Hochpass

B: Tiefpass

C: Bandpass

D: Sperrkreis

ED209: Was stellt die folgende Schaltung dar?

A: Tiefpass

B: Hochpass

C: Sperrkreis

D: Bandpass

ED210: Welche Schaltung könnte für die Tiefpassfilterung in einem Mikrofonverstärker eingesetzt werden?
A:
B:
C:
D:

Serienschwingkreis

  • Es gibt eine Resonanzfrequenz, bei der der Wechselstromwiderstand (Impedanz) sehr gering ist
  • Bandpass, Saugkreis (eine Frequenz wird rausgesaugt)

Oszillatoren

  • Oszillatoren erzeugen eine Wechselspannung
  • Es gibt verschiedene Methoden

LC-Oszillator

  • Schwingungserzeugung mit Spule und Kondensator als Schwingkreis
  • Ein aufgeladener Kondensator entlädt sich an der Spule
  • Eine aufgeladene Spule entlädt sich am Kondensator
  • Je nach Wert der Bauteile in einer bestimmten Frequenz
ED501: Was ist ein LC-Oszillator? Es ist ein Schwingungserzeuger, wobei die Frequenz ...

A: mittels LC-Hochpass gefiltert wird.

B: durch einen hochstabilen Quarz bestimmt wird.

C: mittels LC-Tiefpass gefiltert wird.

D: von einer Spule und einem Kondensator als Schwingkreis bestimmt wird.

Temperaturstabilität

  • Die passiven Bauelemente haben bei veränderlicher Temperatur unterschiedliche Werte
ED502: Wie verhält sich die Frequenz eines LC-Oszillators, wenn bei zunehmender Temperatur die Kapazität des Kondensators größer wird?

A: Die Schwingungen reißen sofort ab.

B: Die Frequenz wird niedriger.

C: Die Frequenz wird höher.

D: Die Frequenz bleibt stabil.

ED503: Wie verhält sich die Frequenz eines LC-Oszillators, wenn bei zunehmender Temperatur die Kapazität des Kondensators kleiner wird?

A: Die Schwingungen reißen sofort ab.

B: Die Frequenz wird höher.

C: Die Frequenz wird niedriger.

D: Die Frequenz bleibt stabil.

ED504: Wie verhält sich die Frequenz eines LC-Oszillators, wenn bei zunehmender Temperatur die Induktivität der Spule größer wird?

A: Die Frequenz wird niedriger.

B: Die Frequenz bleibt stabil.

C: Die Schwingungen reißen sofort ab.

D: Die Frequenz wird höher.

ED505: Wie verhält sich die Frequenz eines LC-Oszillators, wenn bei zunehmender Temperatur die Induktivität der Spule kleiner wird?

A: Die Frequenz wird niedriger.

B: Die Frequenz bleibt stabil.

C: Die Frequenz wird höher.

D: Die Schwingungen reißen sofort ab.

EF304: Der VFO eines Senders ist schwankenden Temperaturen unterworfen. Welche wesentliche Auswirkung könnte dies haben?

A: Die Frequenz des Oszillators ändert sich langsam.

B: Die Amplitude des Oszillators springt schnell zwischen verschiedenen Werten.

C: Die Frequenz des Oszillators springt schnell zwischen verschiedenen Werten.

D: Die Amplitude der Oszillatorfrequenz schwankt langsam.

Quarz-Oszillator

  • Schwingungserzeugung mit Quarz (Siliziumdioxid SiO2)
  • Umgekehrter Piezoelektrischer Effekt an einem Quarzkristall
  • Quarz wird mit einem (schlechten) LC-Oszillator zum stabilen Schwingen angeregt
  • Bessere Frequenzstabilität
ED506: Bei einem Quarz-Oszillator handelt es sich um einen Schwingungserzeuger, bei dem die Frequenz ...

A: durch einen Quarz bestimmt wird.

B: mittels Quarz-Tiefpass gefiltert wird.

C: mittels Quarz-Hochpass gefiltert wird.

D: durch einen Quarz verstärkt wird.

ED507: Der Vorteil von Quarzoszillatoren gegenüber LC-Oszillatoren liegt darin, dass sie ...

A: eine bessere Frequenzstabilität aufweisen.

B: einen größeren Abstimmbereich aufweisen.

C: eine breitere Resonanzkurve haben.

D: keine Oberschwingungen erzeugen.

Abstrahlung

  • Vermeiden
  • Abschirmung durch Metallgehäuse
EF207: Wie sollte ein Oszillator aufgebaut werden, um unerwünschte Abstrahlungen zu vermeiden?

A: Er sollte niederohmig HF-entkoppelt sein.

B: Die Speisespannung sollte ungesiebt sein.

C: Er sollte nicht abgeschirmt werden.

D: Er sollte durch ein Metallgehäuse abgeschirmt werden.

Frequenzvervielfacher I

  • Ein Oszillator schwingt nur auf einer Frequenz
  • Um eine höhere Frequenz zu erhalten, kann diese ganzzahlig vervielfacht werden
  • Rechts unten im Blockschaltbild ist der Multiplikator
EF301: Auf welcher Frequenz muss der Quarzoszillator schwingen, damit nach dem Blockschaltbild von der PA die Frequenz 145,200 MHz verstärkt wird?

A: 12,1 MHz

B: 24,2 MHz

C: 18,15 MHz

D: 36,3 MHz

EF302: Am Ausgang a dieser Frequenzaufbereitung wird eine Frequenz von 21,360 MHz gemessen. Welche Frequenz hat der VFO?

A: 4,272 MHz

B: 7,120 MHz

C: 5,340 MHz

D: 3,560 MHz

EF303: Das Blockschaltbild stellt die Frequenzaufbereitung eines Mehrbandsenders dar. Welche Frequenz entsteht am Ausgang a, wenn der VFO auf 3,51 MHz eingestellt ist?

A: 21,06 MHz

B: 28,08 MHz

C: 14,04 MHz

D: 7,02 MHz

Mischer

  • Beim Mischen von zwei Eingangs-Frequenzen entstehen immer zwei Ausgangs-Frequenzen

$$\begin{equation}f_\text{A1} = f_\text{E1} + f_\text{E2}\end{equation}$$

$$\begin{equation}f_\text{A2} = |f_\text{E1} – f_\text{E2}|\end{equation}$$

EF201: Welche wesentlichen Ausgangsfrequenzen erzeugt die in der Abbildung dargestellte Stufe?

A: 42 MHz und 63,4 MHz

B: 21,4 MHz und 105,4 MHz

C: 21 MHz und 63,4 MHz

D: 10,7 MHz und 52,7 MHz

Lösungsweg

  • Gegeben: $f_{E1} = 21MHz$, $f_{E2} = 31,7MHz$
  • Lösung:

$$\begin{split}f_{A1} &= 21MHz + 31,7MHz\\ &= 52,7MHz\end{split}$$

$$\begin{split}f_{A2} &= |21MHz – 31,7MHz|\\ &= |-10,7MHz|\\ &= 10,7MHz\end{split}$$

EF202: Einem Mischer werden die Frequenzen 28 MHz und 38,7 MHz zugeführt. Welche Mischfrequenzen werden hauptsächlich erzeugt?

A: 45,3 MHz und 88,1 MHz

B: 17,3 MHz und 49,4 MHz

C: 56 MHz und 77,4 MHz

D: 10,7 MHz und 66,7 MHz

EF203: Welches sind die erwünschten Produkte, die bei der Mischung der Frequenzen 30 MHz und 39 MHz am Ausgang des Mischers entstehen?

A: 9 MHz und 69 MHz

B: 9 MHz und 39 MHz

C: 30 MHz und 39 MHz

D: 39 MHz und 69 MHz

EF204: Einem Mischer werden die Frequenzen 136 MHz und 145 MHz zugeführt. Welche Mischfrequenzen werden hauptsächlich erzeugt?

A: 127 MHz und 154 MHz

B: 9 MHz und 281 MHz

C: 118 MHz und 163 MHz

D: 272 MHz und 290 MHz

EF205: Welches sind die erwünschten Produkte, die bei der Mischung der Frequenzen 136 MHz und 145 MHz am Ausgang des Mischers entstehen?

A: 9 MHz und 281 MHz

B: 127 MHz und 154 MHz

C: 154 MHz und 281 MHz

D: 272 MHz und 290 MHz

Schirmung

  • In der Regel ist nur eine von den beiden Frequenzen erwünscht
  • Die unerwünschte Frequenz wird durch Filter beseitigt
  • Bis dahin sollte diese Frequenz nicht außerhalb der Mischerstufe zu detektieren sein
  • Deshalb wird die Mischerstufe vor Abstrahlungen gut geschirmt, z.B. mit einem Metallgehäuse
EF206: Wie sollte eine Mischstufe beschaffen sein, um unerwünschte Abstrahlungen zu vermeiden?

A: Sie sollte möglichst lose mit dem VFO gekoppelt sein.

B: Sie sollte gut abgeschirmt sein.

C: Sie sollte niederfrequent entkoppelt werden.

D: Sie sollte nicht geerdet werden.

Konverter und Transverter

Konverter

  • Signale auf einem Frequenzband werden in ein anderes Frequenzband umgesetzt
  • z.B. wird ein 2m-Signal im Empfang als ein 70cm-Signal ausgesendet
  • Signal wird nur in eine Richtung umgewandelt
  • Im Grunde ein einfacher Mischer
EF504: Was stellt die nachfolgende Schaltung dar?

A: Einen 13 cm-Transverter zur Vorschaltung vor einen VHF-Empfänger

B: Teile eines I/Q-Mischers für das 13 cm-Band

C: Einen 13 cm-Transverter zur Vorschaltung vor einen VHF-Sender

D: Einen 13 cm-Konverter für einen VHF-Sender

EF505: Warum soll der Lokaloszillator (XO) in einem Transverter für Satellitenbetrieb mit einer Uplinkfrequenz von 2,4 GHz temperaturstabilisiert oder durch ein höherwertiges Frequenznormal synchronisiert sein?

A: Da die Frequenz des Oszillators für die Sendefrequenz heruntergemischt wird, verringert sich dadurch die Abweichung.

B: Da die Frequenz des Oszillators für die Sendefrequenz vervielfacht wird, nehmen die Nebenaussendungen mit zunehmender Frequenzabweichung zu.

C: Da die Frequenz des Oszillators für die Sendefrequenz vervielfacht wird, vervielfacht sich auch die Abweichung, die für SSB-Betrieb zu groß wäre.

D: Da die Frequenz des Oszillators für die Sendefrequenz heruntergemischt wird, verringert sich bei zunehmender Frequenzabweichung der Modulationsgrad.

Transverter

  • Beim Transverter funktioniert die Umsetzung in beide Richtungen
  • Die Umsetzung erfolgt auch hier durch Mischung
EF501: Welche der nachfolgenden Antworten trifft für die Wirkungsweise eines Transverters zu? Ein Transverter setzt...

A: sowohl beim Senden als auch beim Empfangen z. B. ein DMR-Signal in ein D-Star-Signal um.

B: sowohl beim Senden als auch beim Empfangen z. B. ein 70 cm-Signal in das 10 m-Band um.

C: sowohl beim Senden als auch beim Empfangen z. B. ein frequenzmoduliertes Signal in ein amplitudenmoduliertes Signal um.

D: beim Empfangen z. B. ein 70 cm-Signal in das 10 m-Band und beim Senden das 10 m-Sendesignal auf das 70 cm-Band um.

EF502: Durch welchen Vorgang setzt ein Transverter einen Frequenzbereich in einen anderen um?

A: Durch Mischung

B: Durch Rückkopplung

C: Durch Vervielfachung

D: Durch Frequenzteilung

EF503: Was stellt folgendes Blockschaltbild dar?

A: Einen Vorverstärker für das 10 m-Band

B: Einen Transceiver für das 10 m-Band

C: Einen Transverter für das 2 m-Band

D: Einen Empfangskonverter für das 2 m-Band

Lösungsweg

Frequenz des Generators wird ver-3-facht: $38,666MHz \cdot 3 = 116MHz$

TX Weg

  • Die 28 bis 30 MHz vom TRX werden mit 116 MHz gemischt
  • Das Signal kann 80-90MHz oder 144 bis 146 MHz sein

RX Weg

  • Das Antennensignal wird mit 116 MHz gemischt und es kommen 28 bis 30 MHz raus
  • Das Antennensignal liegt somit u.a. bei 144 bis 146 MHz
  • → Es ist nur die Antwort mit 2 m und der Transverter richtig

Frequenzstabilität

  • Konverter und Transverter sollten mit frequenzstabilen Oszillatoren gebaut werden
  • Weicht die Frequenz ab, ist die Ausgangsfrequenz auch abweichend
  • Grafik aus vorheriger Frage
  • Aus 10 MHz werden 2,256 GHz, also 225,6 Vervielfachung
  • Statt 10 MHz erzeugt der Oszillator aufgrund eines Fehlers 10,01 MHz
  • 10,01 MHz × 225,6 = 2,258256 GHz
  • Mischer: 144 MHz + 2,258256 GHz = 2,402256 GHz → 2,256 MHz daneben

Verstärker

  • Mittels Transistoren lassen sich, abhängig von der Art der Schaltung, alle Arten von Signalen (Digital, NF oder HF) verstärken.
  • Dabei ist die Ausgangsleistung gegenüber der Eingangsleistung größer.
  • Es ist eine Spannungsquelle notwendig.
  • Wir haben im Kapitel Transistor schon gesehen, wie das funktioniert.
ED401: Was versteht man in der Elektronik unter Leistungsverstärkung?

A: Die Ausgangsleistung ist gleich der Eingangsleistung, da eine Spannungsquelle notwendig ist.

B: Die Ausgangsleistung ist gegenüber der Eingangsleistung größer und dazu ist eine Spannungsquelle notwendig.

C: Die Ausgangsleistung ist gegenüber der Eingangsleistung größer, obwohl keine Spannungsquelle notwendig ist.

D: Die Ausgangsleistung ist gleich der Eingangsleistung, obwohl keine Spannungsquelle notwendig ist.

ED403: Für welchen Zweck werden HF-Leistungsverstärker eingesetzt?

A: Filterung des Sendesignals

B: Modulation des Sendesignals

C: Mischung des Sendesignals

D: Anhebung des Sendesignals

  • Linearität bedeutet: Eine Verdoppelung des Eingangssignals muss zu einer Verdoppelung des Ausgangssignals führen
  • Linearitätsabweichungen sind unerwünscht, weil sie zu Frequenzen führen, die im Originalsignal nicht vorhanden sind.
  • Sie werden im NF-Bereich als Verzerrungen wahrgenommen und im HF-Bereich als Oberwellen
EF403: Wie ist die Ausgangsstufe eines SSB-Senders aufgebaut?

A: Als Vervielfacher

B: Als linearer Verstärker

C: Als Begrenzerverstärker

D: Als nichtlinearer Verstärker

  • NF-Verstärker finden im Amateurfunk zum Beispiel bei der Anhebung des Signals für eine Ausgabe im Lautsprecher Anwendung
ED402: Worum handelt es sich bei dieser Schaltung?

A: NF-Verstärker

B: HF-Verstärker

C: ZF-Verstärker

D: Tongenerator

  • Auch bei der Verstärkung des Mikrofonsignals findet man Verstärker
  • Verstärkung im Bereich von ca. 300 bis 3.000 Hz
  • Die Bandbreite liegt bei 2,7 kHz oder darunter
EF307: Welcher Frequenzgang ist am besten für den Mikrofonverstärker eines Sprechfunkgeräts geeignet?
A:
B:
C:
D:
EF308: Über welche Bandbreite sollte der in der Blockschaltung dargestellte NF-Verstärker für eine gute Sprachverständlichkeit mindestens verfügen?

A: ca. 6,0 kHz

B: ca. 12,5 kHz

C: ca. 2,5 kHz

D: ca. 1,0 kHz

  • Die Stromzufuhr eines Senders sollte neben Stabilität auch einen guten Schutz gegen HF-Einstrahlung haben
  • Damit verhindert man das Einströmen von Hochfrequenz in das Stromnetz
  • Mehr dazu im Abschnitt Unerwünschte Ausstrahlungen im Kapitel Sender
EF405: Wie sollte die Stromzufuhr in einem Sender beschaffen sein?

A: Sie sollte über das Leistungsverstärkergehäuse geführt werden.

B: Sie sollte mit möglichst wenig Kapazität gegen Masse ausgelegt werden.

C: Sie sollte gegen HF-Einstrahlung gut entkoppelt sein.

D: Sie sollte möglichst hochohmig sein.

Fragen?

Links zu diesem Foliensatz