Empfänger

Navigationshilfe

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

Navigation

Zwischen den Folien und Abschnitten lässt sich mittels der Pfeiltasten hin- und herspringen, dazu lassen sich auch die Pfeiltasten am Computer nutzen.

Pfeil runter und hoch: Nächste / Vorherige Folie
Pfeil rechts und links: Nächster / Vorheriger Abschnitt
Leertaste oder „n“: Der Reihe nach alle Elemente in Folien aufdecken oder zur nächsten Folie blättern
Shift-Leertaste oder „p“: Der Reihe nach Elemente rückwärts zudecken oder zur vorherigen Folie blättern

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 Foliensatzes. Das hilft, sich zunächst einen Überblick zu verschaffen oder sich zu orientieren, wenn man das Gefüht hat, sich „verlaufen“ zu haben. Die Navigation erfolgt über die Pfeiltasten.

Durch Anklicken einer Folie wird diese präsentiert.

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.

Die Referentenansicht bietet folgende Elemente:

Links sieht man die aktuelle Folie
Rechts oben sieht man die nächste Folie
Rechts in der Mitte Hilfsmittel zur Zeiteinteilung
Rechts unten, die „Notizen für den Vortragenden“
Unten die Pfeile zur Navigation

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 das Vollbild 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 folgt wieder eingeblendet werden:

Durch Klicken in das Fenster.
Durch nochmaliges Drücken von „b“.
Durch Klicken der Schaltfläche „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. Durch einen nochmaligen Mausklick zusammen mit Alt wird wieder herausgezoomt.

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

Detektorempfänger

Einer der ersten und einfachsten Empfänger für AM
Energie wird direkt aus dem empfangenen Signal gezogen
Nur im Lokalbereich von starken Rundfunksendern nutzbar

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Kurzfassung: Ein schwarzes, älter wirkendes Tischgerät mit senkrechter Ringspule und mehreren Einstellelementen steht auf einer hellen Holzoberfläche.

Detaillierte Beschreibung: Auf einem rechteckigen, dunkelbraunen/ schwarzen Gehäuse (mit abgenutzter Oberfläche) sitzt links eine flache, aufrecht stehende Ringspule aus eng gewickeltem, hellem Drahtband mit rautenförmigem Muster. Davor befinden sich ein kleiner schwarzer Einstellmechanismus mit rotem gerändelten Rädchen und ein glänzendes, halbkugeliges Metallteil. Rechts ist ein großer, gerändelter Drehknopf neben einer halbkreisförmigen Skala mit Markierungen (u. a. 0–20), darüber ein schwarzer Schieber als Zeiger. In der rechten oberen Gerätefläche liegen zwei versenkte Metallschrauben/Anschlüsse; an zwei Ecken sind Bohrungen sichtbar. An der Frontseite klebt ein kleines Stück vergilbtes Klebeband. Der Hintergrund ist unscharf, die Holzplatte zeigt feine Maserung. — Abbildung EAS-10.1.1: Detektor-Empfänger

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1) Kurze Zusammenfassung: Schaltbild mit Antenne, Spule, verstellbarem Kondensator, Diode und einem rechts angeschlossenen Lautsprechersymbol; daneben steht „2,7 k“.

2) Detaillierte Beschreibung: Ein rechteckiger Leiterrahmen bildet die äußere Schaltung. Links oben ist ein rotes Antennensymbol, das über eine senkrechte Leitung auf einen oberen Knoten führt (schwarzer Punkt). Entlang der linken Rahmenkante liegt eine Spule (Induktivität) zwischen dem oberen und unteren linken Knoten; am unteren linken Knoten ist ein Massezeichen (drei abnehmende Striche). Vom oberen linken Knoten verläuft die obere Leiterbahn nach rechts zu einem mittleren Knoten (schwarzer Punkt). Von dort führt ein senkrechter Abzweig nach unten zum unteren Leiter; in diesem Abzweig befindet sich ein verstellbarer Kondensator (zwei parallele Platten mit schrägem Pfeil durch die Platten). Auf der oberen Leiterbahn rechts vom mittleren Knoten ist ein blau gezeichnetes Diodensymbol: ein Dreieck zeigt nach rechts auf einen senkrechten Strich, dahinter setzt sich die Leitung nach rechts fort. Am rechten Rand ist zwischen der oberen und der unteren Leiterbahn ein grün gezeichnetes Bauteil mit rechteckigem Körper und keilförmiger Schalltrichter-Darstellung (Lautsprechersymbol) angeschlossen; daneben steht der grüne Text „2,7 k“. Mehrere schwarze Verbindungspunkte markieren die Knoten der Schaltung. — Abbildung EAS-10.1.2: Schaltbild eines einfachen Detektor-Empfängers

Parallel-Schwingkreis aus Spule und variablen Kondensator

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1) Kurzzusammenfassung: Eine orangefarbene, sinusförmige Kurve U über der Zeit t mit im Verlauf abnehmender und dann wieder zunehmender Amplitude.

2) Detaillierte Beschreibung: Die Grafik zeigt ein rechtwinkliges Koordinatensystem mit schwarzen Achsen und Pfeilspitzen; die vertikale Achse ist mit „U“ beschriftet, die horizontale mit „t“. Die Nulllinie liegt als waagerechte Achse in der Bildmitte, Zahlenmarkierungen fehlen. Eine orangefarbene, sinusförmige Schwingung verläuft entlang der Zeitachse und schwingt symmetrisch um die Nulllinie. Von links nach rechts nimmt die Amplitude zunächst deutlich ab, erreicht etwa in der Bildmitte ein Minimum und nimmt danach wieder zu. Die Abstände zwischen den Nulldurchgängen erscheinen ungefähr gleichmäßig. — Abbildung EAS-10.1.3: Signal an der Antenne

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Kurzbeschreibung: Diagramm mit einer blauen, schnell schwingenden Kurve über der Zeitachse, deren Ausschlag von links nach rechts erst kleiner wird und danach wieder größer wird; Achsen sind mit U (vertikal) und t (horizontal) beschriftet.

Detaillierte Beschreibung: Ein kartesisches Koordinatensystem mit Pfeilspitzen nach oben und rechts; die vertikale Achse ist mit „U“ und die horizontale mit „t“ beschriftet. Es gibt keine Skalenstriche oder Zahlen. Eine dünne, blaue Linie zeigt eine dichte Folge schmaler, sinusähnlicher Halbwellen, die stets oberhalb der t-Achse verlaufen und zwischen den Spitzen jeweils bis zur Achse zurückkehren. Die Abstände der Halbwellen sind nahezu konstant, während ihre Höhe langsam variiert: Links beginnen mittelhohe Bögen, gefolgt von höheren, dann nimmt die Höhe allmählich ab bis zu mehreren kleinen Bögen ungefähr im mittleren Bereich, danach wächst die Höhe wieder deutlich an zu mehreren großen Bögen rechts, bevor sie ganz am Rand leicht abnimmt. Die Kurve überschreitet zu keinem Zeitpunkt die t-Achse nach unten. — Abbildung EAS-10.1.4: Gleichgerichtetes Signal an der Diode

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1) Zusammenfassung: Ein Koordinatendiagramm mit den Achsenbeschriftungen „U“ (vertikal) und „t“ (horizontal) zeigt eine grüne Kurve mit feiner, regelmäßiger Welligkeit auf einem langsam ab- und wieder ansteigenden Verlauf, unterlegt von vielen senkrechten, grau gestrichelten Linien.

2) Detaillierte Beschreibung: Links steht eine senkrechte Achse mit Pfeilspitze nach oben und der Beschriftung „U“, unten eine waagerechte Achse mit Pfeilspitze nach rechts und der Beschriftung „t“; Skalenwerte sind nicht eingezeichnet. Die grüne Kurve setzt nahe der Achsenkreuzung links unten an, steigt zunächst mit kleinen, dicht aufeinanderfolgenden Zacken an, erreicht einen höheren Bereich, fällt dann über einen breiten Abschnitt nach rechts gleichmäßig ab, bildet etwa in der Mitte des Bildes ein breites Minimum mit weiterhin kleinen Zacken und steigt im rechten Drittel wieder an, wo sie erneut höhere Werte mit derselben feinen Welligkeit zeigt; am rechten Rand liegt sie etwas unter dem vorherigen Hoch. Unter der grünen Kurve füllen zahlreiche senkrechte, grau gestrichelte Linien den Bereich von der Grundlinie bis nahe an die Kurve; sie sind entlang der t-Achse gleichmäßig verteilt, wirken in den hohen Abschnitten länger und im Tal kürzer. Der Hintergrund ist weiß, weitere Beschriftungen oder Legenden fehlen. — Abbildung EAS-10.1.5: Hörbares NF Signal

Signal von Antenne (rot) regt Schwingkreis an, wenn dieser auf die Frequenz abgestimmt ist

Diode (blau) richtet die AM-Modulation gleich

Hochohmiger Kopfhörer (grün) macht das Signal hörbar, da der Kopfhörer träge ist und den einzelnen Stromstößen nicht folgen kann

EF101: Was stellt nachfolgende Schaltung dar?

A: Modulator

B: Oszillator

C: Detektorempfänger

D: Verstärker

Überlagerungsempfänger (Einfachsuper) I

Mischprozess mit einer Oszillatorfrequenz
Konstante Zwischenfrequenz
Bessere Selektivität des Empfangssignals
Filter müssen nicht veränderlich sein
Höhere Trennschärfe

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1) Kurze Zusammenfassung: Blockdiagramm mit Antenne links, drei Verstärkerblöcken („HF“, „ZF“, „NF“), zwei Mischern, zwei von unten einspeisenden Oszillatoren („VFO“, „BFO“) und einem Lautsprecher rechts; alles mit Pfeilen von links nach rechts verbunden.

2) Detaillierte Beschreibung: Ganz links steht ein Antennensymbol; eine Leitung führt nach rechts in einen quadratischen Block mit einem nach rechts zeigenden Dreieck (Verstärker), darunter die Beschriftung „HF“. Ein Pfeil zeigt weiter nach rechts zu einem quadratischen Block mit einem Kreis mit Kreuz (Mischersymbol). Von unten führt ein Pfeil aus einem kleineren Quadrat mit Wellenlinien und einem schräg nach oben rechts gerichteten Pfeil nach oben in diesen Mischer; dieses kleine Quadrat ist mit „VFO“ beschriftet. Nach rechts folgt ein Pfeil zu einem weiteren quadratischen Block mit nach rechts zeigendem Dreieck; darunter steht „ZF“. Es folgt wieder ein Pfeil nach rechts zu einem Mischblock (Quadrat mit Kreis und Kreuz). Von unten geht ein Pfeil aus einem kleinen Quadrat mit mehreren Wellenlinien nach oben in diesen Mischer; dieses kleine Quadrat ist mit „BFO“ beschriftet. Anschließend führt ein Pfeil nach rechts zu einem weiteren quadratischen Block mit nach rechts zeigendem Dreieck; darunter steht „NF“. Zuletzt zeigt ein Pfeil nach rechts auf ein Lautsprechersymbol (Trichter/Schallwandler). Alle Verbindungen sind als durchgehende Linien mit Pfeilspitzen dargestellt; Beschriftungen sind „HF“, „ZF“, „NF“, „VFO“ und „BFO“. Keine Zahlen- oder Achsenangaben sind vorhanden. — Abbildung EAS-10.2.1: Überlagerungsempfänger (Einfachsuper); die notwendigen Filter sind der Übersichtlichkeit halber in den Verstärkerstufen enthalten

EF102: Welchen Vorteil bietet ein Überlagerungsempfänger gegenüber einem Geradeaus-Empfänger?

A: Geringere Anforderungen an die VFO-Stabilität

B: Bessere Trennschärfe

C: Höhere Bandbreiten

D: Wesentlich einfachere Konstruktion

Zwischenfrequenz

Eine Frequenz, auf die für die weitere Verarbeitung gemischt wird
Im einfachsten Fall die NF $\rightarrow$ Direktüberlagerungsempfänger
Bei NF muss die Oszillatorfrequenz nahe der Empfangsfrequenz sein
Klasse A behandelt Mehrfachsuper-Empfänger mit mehreren Zwischenfrequenzen

EF208: Wo liegt bei einem Direktüberlagerungsempfänger üblicherweise die Oszillatorfrequenz für den Mischer?

A: Sie liegt sehr weit über der Empfangsfrequenz.

B: Sie liegt sehr viel tiefer als die Empfangsfrequenz.

C: Sie liegt bei der Zwischenfrequenz.

D: Sie liegt in nächster Nähe zur Empfangsfrequenz.

Überlagerungsempfänger (Einfachsuper) II

Nahselektion oder Trennschärfe

Fähigkeit des Empfängers, das gewünschte Empfangssignal möglichst gut von benachbarten Signalen trennen zu können
Wird maßgeblich durch die ZF-Filter bestimmt
Legt die Qualität des gesamten Empfangszweiges fest

AF115: Wodurch wird die Nahselektion eines Superhet-Empfängers bestimmt?

A: Durch den Empfangsvorverstärker

B: Durch die ZF-Verstärkung

C: Durch den Bandpass auf der Empfangsfrequenz

D: Durch die ZF-Filter

Mischer II

Steuerkennlinien

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1) Kurze Zusammenfassung:
Ein I‑U‑Diagramm mit zwei Kennlinien: eine blaue, lineare Gerade (mit Widerstandssymbol) und eine orange, zunächst flache und dann steil ansteigende Kurve (mit Diodensymbol).

2) Detaillierte Beschreibung:
- Achsen: Waagerechte Achse mit Pfeil nach rechts und Beschriftung „U“, senkrechte Achse mit Pfeil nach oben und Beschriftung „I“. Auf der U‑Achse sind die Teilstriche mit „0,1 V“, „0,2 V“, „0,3 V“, „0,4 V“, „0,5 V“, „0,6 V“, „0,7 V“, „0,8 V“, „0,9 V“ und „1,0 V“ markiert. Die I‑Achse hat keine Zahlenmarken.
- Blaue Kennlinie: Eine gerade, ansteigende Linie beginnt im Ursprung und verläuft schräg nach oben bis nahe „1,0 V“. In der linken Bildhälfte, oberhalb der U‑Achse, befindet sich ein blaues Widerstandssymbol (Rechteck mit waagerechten Anschlusslinien).
- Orange Kennlinie: Eine Kurve liegt von „0,1 V“ bis etwa „0,6 V“ fast auf der U‑Achse und steigt ab ungefähr „0,7 V“ sehr steil nach oben; ihr oberes Ende wird am oberen Bildrand abgeschnitten. In der rechten Bildhälfte steht daneben ein orangefarbenes Diodensymbol (Dreieck, das nach rechts auf einen senkrechten Strich zeigt) mit waagerechten Anschlusslinien. — Abbildung EAS-10.4.1: Linearer Widerstand und nichtlineare Diode

Steuerkennlinien können linear oder nicht-linear sein

Im linearen Bereich finden keine Verzerrungen statt
Mathematisches Verhalten wie bei Addition

Im nichtlinearen Bereich bewirkt die Steuerkennlinie die Verzerrung von einem Eingangssignal zu unterschiedlichen Änderungen am Ausgangssignal
Mathematischen Verhalten wie bei einer Multiplikation
Deshalb findet im nichtlinearen Bereich immer ein Mischprozess statt
Mischprodukte erzeugen immer zusätzliche Frequenzen im Ausgangssignal

AF212: In welchem Bereich der Steuerkennlinie arbeitet die Mischstufe eines Überlagerungsempfängers?

A: Sie arbeitet im linearen Bereich.

B: Sie arbeitet im nichtlinearen Bereich.

C: Sie arbeitet im kapazitiven Bereich.

D: Sie arbeitet im induktiven Bereich.

Ringmischer

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1. Kurze Zusammenfassung: Schaltbild mit zwei Transformatoren (T1 links, T2 rechts), einer mittigen Diodenbrücke in Diamantform und einem unten angeschlossenen Messgerät; die Spannungen sind mit „U1“, „U2“ und „U3“ beschriftet.

2. Detaillierte Beschreibung: Links steht ein Transformator T1 mit einer Wicklung zum linken Rand, an der zwei offene Klemmen mit der Beschriftung „U1“ und einem nach unten zeigenden Pfeil eingezeichnet sind; die gegenüberliegende Wicklung von T1 ist nach rechts zur Mitte geführt. Rechts steht ein zweiter Transformator T2 mit einer Wicklung zum rechten Rand, an der zwei offene Klemmen mit der Beschriftung „U3“ und einem nach unten zeigenden Pfeil eingezeichnet sind; die gegenüberliegende Wicklung von T2 ist nach links zur Mitte geführt. In der Bildmitte befindet sich eine Diodenbrücke in Diamantform aus vier Dioden (jeweils mit Dreieck-und-Strich-Symbol), deren vier Eckpunkte als gefüllte schwarze Knoten dargestellt sind. Von diesen Eckknoten gehen Leitungen zu den inneren Wicklungsanschlüssen von T1 (links innen) und T2 (rechts innen). Eine lange Leitung verläuft am oberen Bildrand zwischen einem Eckknoten der Brücke und den Anschlüssen der beiden Transformatoren. Unten ist zwischen zwei Leitungen ein rechteckiges Messgerät mit drei wellenförmigen Linien im Inneren eingezeichnet; darunter steht „U2“ mit einem Pfeil nach rechts. Alle Verbindungen sind mit durchgehenden Linien gezeichnet, und die Knotenpunkte sind durch schwarze Punkte markiert. — Abbildung EAS-10.4.2: Balancemischer, Ringmischer oder auch Ringmodulator

Am Ausgang eines Mischers soll nur das Mischprodukt erscheinen
Unerwünschte Mischprodukte und die Eingangssignale sollen maximal unterdrückt werden
4 Dioden in Ringschaltung
Oszillator an $U_2$ schaltet immer zwei Dioden aktiv
In dieser Zeit kann eine gleichförmige Welle von $U_1$ zum Ausgang gelangen

AF213: Durch welchen Mischer werden unerwünschte Ausgangssignale am stärksten unterdrückt?

A: Doppeldiodenmischer

B: Balancemischer

C: Dualtransistormischer

D: additiver Diodenmischer

AF214: Welche Mischerschaltung unterdrückt am wirksamsten unerwünschte Mischprodukte und Frequenzen?

A: Ein unbalancierter Produktdetektor

B: Ein Eintakt-Transistormischer

C: Ein additiver Diodenmischer

D: Ein balancierter Ringmischer

Spiegelfrequenzen

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1) Kurz: Blockdiagramm mit einem zentralen Block „Mischer“, in den links ein blauer Pfeil „f_e1 und f_e2“ und von unten ein grüner Pfeil „f_o“ hineinführen, während rechts ein gelber Pfeil „f_ZF“ herausführt.

2) Detail: In der Bildmitte steht ein quadratischer Block mit der Überschrift „Mischer“. Im Inneren des Blocks ist ein Kreis mit einem diagonalen Kreuz (X) gezeichnet. Von links verläuft eine horizontale blaue Leitung mit offenem Anschlusskreis am linken Ende; sie endet als Pfeilspitze am linken Rand des Blocks und ist mit „f_e1 und f_e2“ beschriftet. Von unten führt eine vertikale grüne Leitung mit offenem Anschlusskreis am unteren Ende nach oben; sie endet als Pfeilspitze mittig am unteren Rand des Blocks und ist mit „f_o“ beschriftet. Vom rechten Rand des Blocks geht eine horizontale gelbe Leitung nach rechts, die in einer Pfeilspitze endet und mit „f_ZF“ beschriftet ist. Alle Linien sind glatt, die Beschriftungen stehen in der jeweiligen Linienfarbe. — Abbildung EAS-10.5.1: Mischvorgang mit Empfangsfrequenz $f_\text{e}$, Oszillatorfrequenz $f_\text{o}$ und der Zwischenfrequenz $f_\text{ZF}$

$$f_\text{ZF} = \left|f_\text{e} \pm f_\text{o}\right|$$

Im Mischprozess zur $f_\text{ZF}$ werden prinzipbedingt immer zwei Empfangsfrequenzen ausgewählt

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Kurzfassung: Ein Frequenzachsen-Diagramm zeigt die Marken „fZF“ bei „0,455 MHz“ sowie „fe1“ bei „3,5 MHz“, „fo“ bei „3,955 MHz“ und „fe2“ bei „4,410 MHz“, mit zwei gebogenen Pfeilen von rechts nach links auf „fZF“.

Detailbeschreibung: Eine horizontale schwarze Achse mit Pfeilspitze nach rechts ist rechts mit „f“ beschriftet; ganz links steht schräg „0 MHz“ neben einer kurzen senkrechten Achse. Etwas rechts davon markiert eine gelbe senkrechte Linie die Position „0,455 MHz“ (Text schräg), darüber steht in Orange „fZF“. Weiter rechts folgen drei senkrechte Marken: in Blau „fe1“ mit dem schräg darunter stehenden Text „3,5 MHz“, in Grün „fo“ mit „3,955 MHz“, und in Blau „fe2“ mit „4,410 MHz“. Auf der Achse im rechten Bereich befinden sich mehrere kurze gelbe Pfeile, die nach links weisen, angeordnet zwischen den Marken „fe2“, „fo“ und „fe1“. Oberhalb der Achse verlaufen zwei rotbraune gebogene Pfeile von rechts nach links; beide enden mit ihren Pfeilspitzen über der gelben Marke „fZF“, der obere ist länger als der untere. Die Beschriftungen sind farbkodiert: „fZF“ orange, „fe1“ und „fe2“ blau, „fo“ grün. — Abbildung EAS-10.5.2: Empfangsfrequenzen die beide zur selben $f_\text{ZF}$ führen

Gewünschte Empfangsfrequenz $f_\text{e1}\rightarrow$ Spiegelfrequenz $f_\text{e2}$
Abstand zwischen gewünschter Empfangsfrequenz und Spiegelfrequenz $\rightarrow2 \cdot f_\text{ZF}$

Oszillator schwingt oberhalb der Empfangsfrequenz

$$\downarrow$$

Spiegelfrequenz bei ${2 \cdot f_\text{ZF}}$ oberhalb der Empfangsfrequenz

Oszillator schwingt unterhalb der Empfangsfrequenz

$$\downarrow$$

Spiegelfrequenz bei ${2 \cdot f_\text{ZF}}$ unterhalb der Empfangsfrequenz

$$f_\text{S} = 2 \cdot f_\text{OSZ}\,-\,f_\text{E} =\\ \begin{cases}f_\text{OSZ}\,+\,f_\text{ZF} = f_\text{E}\,+\,2 \cdot f_\text{ZF} &\text{wenn } f_\text{E} \lt f_\text{OSZ} \\ f_\text{OSZ}\,-\,f_\text{ZF} = f_\text{E}\,-\,2 \cdot f_\text{ZF} &\text{wenn } f_\text{E} \gt f_\text{OSZ} \end{cases}$$

Spiegelfrequenzunterdrückung

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1) Kurzbeschreibung: Blockdiagramm mit einem Filter und einem „Mischer“, in den zwei Signale eingespeist werden und ein Ausgangssignal entsteht.

2) Detaillierte Beschreibung: Links beginnt eine hellblaue horizontale Leitung mit einem kleinen offenen Kreis; darüber steht in Hellblau „fe1/fe2“. Die Leitung führt nach rechts in einen quadratischen Block mit drei wellenförmigen Linien als Symbol; unter dem Block steht in Hellblau „Filtert fe2 raus“. Rechts vom Filter führt eine hellblaue Leitung mit einem Pfeil nach rechts und der Beschriftung „fe1“ in einen quadratischen Block mit dem oben mittig gesetzten Text „Mischer“. Im Inneren des Blocks ist ein Kreis mit gekreuzten Diagonalen (X) gezeichnet. Von unten führt eine grüne vertikale Leitung mit einem Pfeil nach oben in den Mischer; unten endet sie in einem kleinen offenen Kreis und ist mit „fo“ beschriftet. Vom rechten Rand des Mischer-Blocks geht eine gelbe horizontale Leitung mit Pfeil nach rechts ab, beschriftet mit „fZF“. — Abbildung EAS-10.5.3: Zusätzlicher Bandpassfilter zur Spiegelfrequenzunterdrückung

Ohne Unterdrückung kann die Spiegelfrequenz zu Empfangsstörungen führen
Vermeidung: Gewünschte Frequenz wird durch einen Bandpassfilter selektiert
Spiegelfrequenz wird möglichst maximal unterdrückt

Maßnahme für eine möglichst hohe Unterdrückung:

Abstand zwischen gewünschter Empfangsfrequenz und Spiegelfrequenz durch eine hohe ZF möglichst groß wählen
Bei einem großen Abstand kann ein hochwertiges Bandpassfilter leichter realisiert werden

AF201: Welche Differenz liegt zwischen der HF-Nutzfrequenz und der Spiegelfrequenz?

A: Das Doppelte der ZF

B: Das Doppelte der HF-Nutzfrequenz

C: Die HF-Nutzfrequenz plus der ZF

D: Das Dreifache der ZF

AF202: Der VCO schwingt auf 134,9 MHz. Die Empfangsfrequenz soll 145,6 MHz betragen. Welche Spiegelfrequenz kann Störungen beim Empfang verursachen?

A: 280,5 MHz

B: 134,9 MHz

C: 156,3 MHz

D: 124,2 MHz

Lösungsweg

gegeben: $f_\text{OSZ} = \qty{134,9}{\mega\hertz}$
gegeben: $f_\text{E} = \qty{145,6}{\mega\hertz}$
gesucht: $f_\text{S}$

$$\begin{split}f_\text{S} &= 2 \cdot f_\text{OSZ} - f_\text{E}\\ &= 2 \cdot \qty{134,9}{\mega\hertz} - \qty{145,6}{\mega\hertz}\\ &= \qty{124,2}{\mega\hertz}\end{split}$$

AF203: Der Quarzoszillator schwingt auf 39 MHz. Die Empfangsfrequenz soll 28,3 MHz betragen. Auf welcher Frequenz ist mit Spiegelfrequenzstörungen zu rechnen?

A: 17,6 MHz

B: 39 MHz

C: 49,7 MHz

D: 67,3 MHz

Lösungsweg

gegeben: $f_\text{OSZ} = \qty{39}{\mega\hertz}$
gegeben: $f_\text{E} = \qty{28,3}{\mega\hertz}$
gesucht: $f_\text{S}$

$$\begin{split}f_\text{S} &= 2 \cdot f_\text{OSZ} - f_\text{E}\\ &= 2 \cdot \qty{39}{\mega\hertz} - \qty{28,3}{\mega\hertz}\\ &= \qty{49,7}{\mega\hertz}\end{split}$$

AF204: Wodurch wird beim Überlagerungsempfänger die Spiegelfrequenzdämpfung bestimmt?

A: Durch die Vorselektion

B: Durch die Demodulatorkennlinie

C: Durch den Tiefpass im Audioverstärker

D: Durch die Selektion im ZF-Bereich

AF106: Welche Frequenzdifferenz besteht bei einem Einfachsuper immer zwischen der Empfangsfrequenz und der Spiegelfrequenz?

A: Die doppelte ZF

B: Die ZF

C: Die doppelte Empfangsfrequenz

D: Die Frequenz des lokalen Oszillators

AF107: Ein Einfachsuperhet-Empfänger ist auf 14,24 MHz eingestellt. Der Lokaloszillator schwingt mit 24,94 MHz und liegt mit dieser Frequenz über der ZF. Wo können Spiegelfrequenzstörungen auftreten?

A: 3,54 MHz

B: 24,94 MHz

C: 10,7 MHz

D: 35,64 MHz

Lösungsweg

gegeben: $f_\text{OSZ} = \qty{24,94}{\mega\hertz}$
gegeben: $f_\text{E} = \qty{14,24}{\mega\hertz}$
gesucht: $f_\text{S}$

$$\begin{split}f_\text{S} &= 2 \cdot f_\text{OSZ} - f_\text{E}\\ &= 2 \cdot \qty{24,94}{\mega\hertz} - \qty{14,24}{\mega\hertz}\\ &= \qty{35,64}{\mega\hertz}\end{split}$$

AF108: Ein Einfachsuper hat eine ZF von 10,7 MHz und ist auf 28,5 MHz abgestimmt. Der Oszillator des Empfängers schwingt oberhalb der Empfangsfrequenz. Welche Frequenz hat die Spiegelfrequenz?

A: 39,2 MHz

B: 49,9 MHz

C: 17,8 MHz

D: 7,1 MHz

Lösungsweg

gegeben: $f_\text{ZF} = \qty{10,7}{\mega\hertz}$
gegeben: $f_\text{E} = \qty{28,5}{\mega\hertz}$
gesucht: $f_\text{S}$

Bei $f_\text{E} < f_\text{OSZ}$:

$$\begin{split}f_\text{S} &= f_\text{E} + 2 \cdot f_\text{ZF}\\ &= \qty{28,5}{\mega\hertz} + 2 \cdot \qty{10,7}{\mega\hertz}\\ &= \qty{49,9}{\mega\hertz}\end{split}$$

AF109: Welchen Vorteil haben Kurzwellenempfänger mit einer sehr hohen ersten ZF-Frequenz (z. B. 50 MHz)?

A: Ein solcher Empfänger hat eine höhere Großsignalfestigkeit.

B: Filter für 50 MHz haben eine höhere Trennschärfe als Filter mit niedrigerer Frequenz.

C: Die Spiegelfrequenz liegt sehr weit außerhalb des Empfangsbereichs.

D: Man erhält einen Empfänger für Kurzwelle und gleichzeitig für Ultrakurzwelle.

AF110: Wodurch wird beim Überlagerungsempfänger mit einer ZF die Spiegelfrequenzunterdrückung hauptsächlich bestimmt?

A: Durch die Bandbreite der ZF-Filter

B: Durch die NF-Bandbreite

C: Durch die Höhe der ZF

D: Durch die Verstärkung der ZF

AF111: Welchen Vorteil bietet eine hohe erste Zwischenfrequenz bei Überlagerungsempfängern?

A: Sie reduziert Beeinflussungen des lokalen Oszillators durch Empfangssignale.

B: Sie ermöglicht eine hohe Spiegelfrequenzunterdrückung.

C: Sie vermeidet eine hohe Spiegelfrequenzunterdrückung.

D: Sie ermöglicht eine gute Nahselektion.

Doppelüberlagerungsempfänger (Doppelsuper)

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Kurzfassung: Blockdiagramm eines Empfängers mit Antenne, drei Verstärkerstufen, zwei Mischern, einem Produktdetektor, einer NF‑Stufe und einer AGC‑Leitung mit Rückführung zu den Verstärkern.

Detaillierte Beschreibung: Ganz links steht ein Antennensymbol, das über eine schwarze Leitung mit Pfeil nach rechts in einen blauen Block mit Dreieck führt; darunter steht „HF“. Es folgt ein roter Block mit Kreis und Kreuz; darüber steht „1. Mischer“. Unter diesem Block führt eine senkrechte Leitung nach unten zu einem kleinen Quadrat mit Symbol (schräger Pfeil nach oben rechts über einer Wellenlinie). Nach rechts geht eine schwarze Pfeilleitung in einen blauen Block mit Dreieck; darunter steht „1.ZF“. Danach folgt ein weiterer roter Block mit Kreis und Kreuz; darüber steht „2. Mischer“. Unter diesem Block geht eine senkrechte Leitung zu einem kleinen Quadrat mit der Aufschrift „G“ und drei Linien darunter. Es folgt ein blauer Block mit Dreieck; darunter steht „2.ZF“. Anschließend kommt ein roter Block mit Kreis und Kreuz; darüber steht „Produktdetektor“. Darunter führt eine senkrechte Leitung zu einem kleinen Quadrat mit Wellenliniensymbol. Nach rechts führt die schwarze Pfeilleitung in einen blauen Block mit Dreieck; darunter steht „NF“. Am rechten Rand endet die Leitung in einem Lautsprechersymbol. Oberhalb der Kette verläuft eine gelbe Leitung mit der Beschriftung „AGC“, aus der drei nach unten gerichtete gelbe Pfeile in die blauen Blöcke „HF“, „1.ZF“ und „2.ZF“ zeigen. Die Verstärkerblöcke sind blau, die Mischer- und Produktdetektorblöcke rot, die AGC‑Leitung gelb; die Signalrichtung ist durch Pfeile von links nach rechts markiert. — Abbildung EAS-10.6.1: Blockschaltbild eines Doppelsuper

HF-Teil mit Vorselektion
Erster Mischer mit VFO
Erster ZF-Verstärker mit Roofing-Filter
Zweiter Mischer mit CO

Zweiter ZF-Verstärker mit Filter
Dritter Mischer als Produktdetektor oder Demodulator ggf. mit BFO
NF-Verstärker

Verwendung von zwei Zwischenfrequenzen
Hohe 1. ZF $\rightarrow$ gute Spiegelfrequenzunterdrückung
Niedrige 2. ZF $\rightarrow$ hohe Trennschärfe

Nach 1. ZF ist ein Eingangsfilter vor 2. Mischer
Spiegelfrequenz lässt sich durch großen Abstand gut unterdrücken
Nach 2. ZF Filter mit hoher Güte
Lässt sich für niedrige Frequenzen gut realisieren
ZF und gewünschte Empfangsfrequenz weit entfernt legen $\rightarrow$ Vermeidung des Direktempfangs der ZF
Die 1. ZF sollte das Doppelte der maximalen Empfangsfrequenz sein

AF112: Welche Aussage ist für einen Doppelsuper richtig?

A: Das von der Antenne aufgenommene Signal bleibt bis zum Demodulator in seiner Frequenz erhalten.

B: Mit einer niedrigen ersten ZF erreicht man leicht eine gute Spiegelfrequenzunterdrückung.

C: Mit einer niedrigen zweiten ZF erreicht man leicht eine gute Spiegelfrequenzunterdrückung.

D: Mit einer hohen ersten ZF erreicht man leicht eine gute Spiegelfrequenzunterdrückung.

AF113: Welche Aussage ist für einen Doppelsuper richtig?

A: Mit einer niedrigen ersten ZF erreicht man leicht gute Werte bei der Kreuzmodulation.

B: Durch eine hohe erste ZF erreicht man leicht eine hohe Empfindlichkeit.

C: Durch eine niedrige zweite ZF erreicht man leicht eine gute Spiegelselektion.

D: Mit einer niedrigen zweiten ZF erreicht man leicht eine gute Trennschärfe.

AF114: Welche Beziehungen der Zwischenfrequenzen zueinander sind für einen Kurzwellen-Doppelsuper vorteilhaft?

A: Die 1. ZF liegt höher als das Doppelte der maximalen Empfangsfrequenz. Nach der Filterung im Roofing-Filter (1. ZF) wird auf eine niedrigere 2. ZF heruntergemischt.

B: Die 1. ZF liegt niedriger als die maximale Empfangsfrequenz. Nach der Filterung im Roofing-Filter (1. ZF) wird auf eine höhere 2. ZF heraufgemischt.

C: Die 1. ZF darf maximal die Hälfte der höchsten Empfangsfrequenz betragen. Die 2. ZF liegt höher als das Doppelte der niedrigsten Empfangsfrequenz.

D: Die 1. ZF liegt unter der niedrigsten Empfangsfrequenz. Die 2. ZF liegt über der höchsten Empfangsfrequenz.

Roofing Filter

Nach 1. Mischer schmales Filter (Roofing Filter)
Auf 1. ZF abgestimmt
Bandbreite mindestens so groß wie größte benötigte Empfangsbandbreite

AF116: Wie groß sollte die Bandbreite des Filters für die 1. ZF in einem Doppelsuper sein?

A: Mindestens so groß wie das breiteste zu empfangende Amateurband.

B: Mindestens so groß wie die größte benötigte Bandbreite der vorgesehenen Betriebsarten.

C: Mindestens so groß wie die doppelte Bandbreite der jeweiligen Betriebsart.

D: Sie muss den vollen Abstimmbereich des Empfängers umfassen.

AF209: Folgende Schaltung stellt einen Doppelsuper dar. Welche Funktion haben die drei mit X, Y und Z gekennzeichneten Blöcke?

A: X und Y sind Balancemischer, Z ist ein ZF-Verstärker.

B: X und Y sind Produktdetektoren, Z ist ein HF-Mischer.

C: X und Y sind Mischer, Z ist ein Produktdetektor.

D: X ist ein Mischer, Y ist ein Produktdetektor, Z ist ein Mischer.

AF117: Folgende Schaltung stellt einen Doppelsuper dar. Welche Funktion haben die drei mit X, Y und Z gekennzeichneten Blöcke?

A: X ist ein VFO, Y ist ein BFO und Z ein CO.

B: X ist ein VFO, Y ist ein CO und Z ein BFO.

C: X ist ein BFO, Y ist ein VFO und Z ein CO.

D: X ist ein BFO, Y ist ein CO und Z ein VFO.

Oszillator-Frequenzen

Oszillatorfrequenzen sind jeweils ober- oder unterhalb der gewünschten Eingangsfrequenz
Es existieren für jeden Mischer zwei Lösungsmöglichkeiten

$$f_\text{OSZ} = f_\text{ZF}\,+\,f_\text{E}$$
$$f_\text{OSZ} = f_\text{ZF}\,-\,f_\text{E}$$

AF210: Welchen Frequenzbereich kann der VFO des im folgenden Blockschaltbild gezeichneten HF-Teils eines Empfängers haben?

A: 20 bis 47 MHz oder 62 bis 89 MHz

B: 23 bis 41 MHz oder 53 bis 80 MHz

C: 23 bis 41 MHz oder 62 bis 89 MHz

D: 20 bis 47 MHz oder 53 bis 80 MHz

Lösungsweg

gegeben: $f_\text{E} = 3\dots\qty{30}{\mega\hertz}$
gegeben: $f_\text{ZF1} = \qty{50}{\mega\hertz}$
gesucht: $f_\text{OSZ}$

$$f_\text{ZF} = |f_\text{E} − f_\text{OSZ}| \Rightarrow f_\text{OSZ} = f_\text{ZF} \pm f_\text{E}$$

Lösung:

$$\begin{split}f_\text{OSZ} &= f_\text{ZF} \, + \, f_\text{E}\\ &= \qty{50}{\mega\hertz} \, + \, 3\dots\qty{30}{\mega\hertz}\\ &= 53\dots\qty{80}{\mega\hertz}\end{split}$$

Lösung:

$$\begin{split}f_\text{OSZ} &= f_\text{ZF} \, - \, f_\text{E}\\ &= \qty{50}{\mega\hertz} \, - \, 3\dots\qty{30}{\mega\hertz}\\ &= 47\dots\qty{20}{\mega\hertz}\end{split}$$

AF120: Welche Frequenzen können die drei Oszillatoren des im folgenden Blockschaltbild gezeichneten Empfängers haben, wenn eine Frequenz von 3,65 MHz empfangen wird? Bei welcher Antwort sind alle drei Frequenzen richtig?

A: VFO: 46,35 MHz CO1: 40,545 MHz CO2: 9,455 MHz

B: VFO: 46,35 MHz CO1: 41 MHz CO2: 9,545 MHz

C: VFO: 46,35 MHz CO1: 41 MHz CO2: 9,455 MHz

D: VFO: 23,65 MHz CO1: 59 MHz CO2: 8,545 MHz

Lösungsweg

gegeben: $f_\text{E} = \qty{3,65}{\mega\hertz}$
gegeben: $f_\text{ZF1} = \qty{50}{\mega\hertz}$

gegeben: $f_\text{ZF2} = \qty{9}{\mega\hertz}$
gegeben: $f_\text{NF} = \qty{455}{\kilo\hertz}$

gesucht: $f_\text{OSZ}$ für $f_\text{VFO}$, $f_\text{CO1}$, $f_\text{CO2}$

$$f_\text{ZF1} = \begin{cases}f_\text{E}\,+\,f_\text{OSZ}\\ f_\text{OSZ}\,-\,f_\text{E}\\ f_\text{E}\,-\,f_\text{OSZ}\end{cases} \Rightarrow f_\text{OSZ} = \begin{cases}f_\text{ZF}\,-\,f_\text{E}\\ f_\text{E}\,+\,f_\text{ZF}\\ f_\text{E}\,-\,f_\text{ZF}\end{cases}$$

$$f_\text{VFO} = \begin{cases}f_\text{ZF1}\,-\,f_\text{E} = \qty{50}{\mega\hertz}\,-\,\qty{3,65}{\mega\hertz} = \qty{46,35}{\mega\hertz}\\ f_\text{E}\,+\,f_\text{ZF1} = \qty{3,65}{\mega\hertz}\,+\,\qty{50}{\mega\hertz} = \qty{53,64}{\mega\hertz}\\ f_\text{E}\,-\,f_\text{ZF1} = \qty{3,65}{\mega\hertz}\,-\,\qty{50}{\mega\hertz} = \cancel{\qty{-46,35}{\mega\hertz}}\end{cases}$$

$$f_\text{CO1} = \begin{cases}f_\text{ZF2}\,-\,f_\text{ZF1} = \qty{9}{\mega\hertz}\,-\,\qty{50}{\mega\hertz} = \cancel{\qty{-41}{\mega\hertz}}\\ f_\text{ZF1}\,+\,f_\text{ZF2} = \qty{50}{\mega\hertz}\,+\,\qty{9}{\mega\hertz} = \qty{59}{\mega\hertz}\\ f_\text{ZF1}\,-\,f_\text{ZF2} = \qty{50}{\mega\hertz}\,-\,\qty{9}{\mega\hertz} = \qty{41}{\mega\hertz}\end{cases}$$

$$f_\text{CO2} = \begin{cases}f_\text{NF}\,-\,f_\text{ZF2} = \qty{455}{\kilo\hertz}\,-\,\qty{9}{\mega\hertz} = \cancel{\qty{-8,545}{\mega\hertz}}\\ f_\text{ZF2}\,+\,f_\text{NF} = \qty{9}{\mega\hertz}\,+\,\qty{455}{\kilo\hertz} = \qty{9,455}{\mega\hertz}\\ f_\text{ZF2}\,-\,f_\text{NF} = \qty{9}{\mega\hertz}\,-\,\qty{455}{\kilo\hertz} = \qty{8,545}{\mega\hertz}\end{cases}$$

VFO: $\bold{\qty{46,35}{\mega\hertz}} \And \qty{53,65}{\mega\hertz}$, CO1: $\bold{\qty{41}{\mega\hertz}} \And \qty{59}{\mega\hertz}$, CO2: $\qty{8,545}{\mega\hertz} \And \bold{\qty{9,455}{\mega\hertz}}$

AF118: Ein Doppelsuper hat eine erste ZF von 9 MHz und eine zweite ZF von 460 kHz. Die Empfangsfrequenz soll 21,1 MHz sein. Welche Frequenzen sind für den VFO und den CO erforderlich, wenn der VFO oberhalb und der CO unterhalb des jeweiligen Mischer-Eingangssignals schwingen sollen?

A: Der VFO muss bei 30,1 MHz und der CO bei 9,46 MHz schwingen.

B: Der VFO muss bei 12,1 MHz und der CO bei 8,54 MHz schwingen.

C: Der VFO muss bei 30,1 MHz und der CO bei 8,54 MHz schwingen.

D: Der VFO muss bei 12,1 MHz und der CO bei 9,46 MHz schwingen.

Lösungsweg

gegeben: $f_\text{E} = \qty{21,1}{\mega\hertz}$
gegeben: $f_\text{ZF1} = \qty{9}{\mega\hertz}$

gegeben: $f_\text{ZF2} = \qty{460}{\kilo\hertz}$

gesucht: $f_\text{VFO} \gt f_\text{E}$, $f_\text{CO} \lt f_\text{ZF1}$

$$f_\text{ZF} = \begin{cases}f_\text{OSZ}\,-\,f_\text{E}\\ f_\text{E}\,-\,f_\text{OSZ}\end{cases} \Rightarrow f_\text{OSZ} = \begin{cases}f_\text{E}\,+\,f_\text{ZF}\\ f_\text{E}\,-\,f_\text{ZF}\end{cases}$$

$$f_\text{VFO} = f_\text{E}\,+\,f_\text{ZF1} = \qty{21,1}{\mega\hertz}\,+\,\qty{9}{\mega\hertz} = \qty{30,1}{\mega\hertz}$$

$$f_\text{CO} = f_\text{ZF1}\,-\,f_\text{ZF2} = \qty{9}{\mega\hertz}\,-\,\qty{460}{\kilo\hertz} = \qty{8,54}{\mega\hertz}$$

AF119: Ein Doppelsuper hat eine erste ZF von 10,7 MHz und eine zweite ZF von 460 kHz. Die Empfangsfrequenz soll 28 MHz sein. Welche Frequenzen sind für den VFO und den CO erforderlich, wenn die Oszillatoren oberhalb der Mischer-Eingangssignale schwingen sollen?

A: Der VFO muss bei 28,460 MHz und der CO bei 39,16 MHz schwingen.

B: Der VFO muss bei 17,3 MHz und der CO bei 10,24 MHz schwingen.

C: Der VFO muss bei 10,24 MHz und der CO bei 17,30 MHz schwingen.

D: Der VFO muss bei 38,70 MHz und der CO bei 11,16 MHz schwingen.

Lösungsweg

gegeben: $f_\text{E} = \qty{28}{\mega\hertz}$
gegeben: $f_\text{ZF1} = \qty{10,7}{\mega\hertz}$

gegeben: $f_\text{ZF2} = \qty{460}{\kilo\hertz}$

gesucht: $f_\text{VFO} \gt f_\text{E}$, $f_\text{CO} \gt f_\text{ZF1}$

$$f_\text{VFO} = f_\text{E}\,+\,f_\text{ZF1} = \qty{28}{\mega\hertz}\,+\,\qty{10,7}{\mega\hertz} = \qty{38,70}{\mega\hertz}$$

$$f_\text{CO} = f_\text{ZF1}\,+\,f_\text{ZF2} = \qty{10,7}{\mega\hertz}\,+\,\qty{460}{\kilo\hertz} = \qty{11,16}{\mega\hertz}$$

Trennschärfe I

Empfang des gewünschten Signals
Bei gleichzeitiger Unterdrückung von naheliegenden, unerwünschten Signalen

Hohe Trennschärfe $\rightarrow$ geringe Bandbreite notwendig
Idealerweise nur so breit wie das zu empfangene Signal

EF210: Wozu führt eine schmale Empfängerbandbreite?

A: Hohe Spiegelfrequenzunterdrückung.

B: Niedrige Spiegelfrequenzunterdrückung.

C: Hohe Trennschärfe.

D: Niedrige Trennschärfe.

Trennschärfe II

Trennschärfe eines Empfängers wird durch die Bandbreite der Filter im ZF-Bereich bestimmt
Bandbreite ist nach Modulationsart unterschiedlich
SSB $\rightarrow\qty{2,7}{\kilo\hertz}$
CW und RTTY $\rightarrow\qty{500}{\hertz}$ zur Trennung von nebenliegenden Signalen
FM $\rightarrow\qty{12}{\kilo\hertz}$

Bandbreiten und Flankensteilheit durch technisch unterschiedliche Konzepte
Quarzfilter $\rightarrow$ stark steilflankig und sehr schmalbandig
Keramikfilter $\rightarrow$ steilflankig und schmalbandig
LC-Filter $\rightarrow$ nicht so steilflankig und größere Bandbreite
RC-Filter werden üblicherweise in HF nicht eingsetzt

AF208: Welches der folgenden Bandpassfilter verfügt bei jeweils gleicher Mittenfrequenz am ehesten über die geringste Bandbreite und höchste Flankensteilheit?

A: RC-Filter

B: LC-Filter

C: Quarzfilter

D: Keramikfilter

AF206: Welche ungefähren Werte sollte die Bandbreite der ZF-Verstärker eines Amateurfunkempfängers für folgende Übertragungsverfahren aufweisen: SSB-Sprechfunk, RTTY (Shift 170 Hz), FM-Sprechfunk?

A: SSB: 2,7 kHz; RTTY: 340 Hz; FM: 3,6 kHz

B: SSB: 3,6 kHz; RTTY: 170 Hz; FM: 25 kHz

C: SSB: 6 kHz; RTTY: 1,5 kHz; FM: 12 kHz

D: SSB: 2,7 kHz; RTTY: 500 Hz; FM: 12 kHz

AF205: Welche Baugruppe eines Empfängers bestimmt die Trennschärfe?

A: Das Oberwellenfilter im ZF-Verstärker

B: Die PLL-Frequenzaufbereitung

C: Der Oszillatorschwingkreis in der Mischstufe

D: Die Filter im ZF-Verstärker

AF207: Für welche Signale ist die untenstehende Durchlasskurve eines Empfängerfilters geeignet?

A: AM-Signale

B: OFDM-Signale

C: FM-Signale

D: SSB-Signale

BFO I

Beat-Frequency-Oszillator (BFO)
ZF-Signal wird mittels Überlagerungsmischung durch den BFO als Hilfsträger demoduliert
Angewandt bei Signalen ohne Hilfsträger (SSB, CW)

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1) Kurzfassung: Blockdiagramm mit einer Antenne links und einer Kette aus Verstärkern und Mischern bis zu einem Lautsprecher rechts, mit den Beschriftungen „HF“, „ZF“, „NF“, „VFO“ und „BFO“.

2) Details: Von links führt eine Linie von einer stilisierten Antenne (dreieckige Form) zu einem quadratischen Block mit einem Dreiecksymbol (Verstärker); darunter steht „HF“. Ein Pfeil nach rechts verbindet zum nächsten Quadrat mit einem Kreis und gekreuzten Diagonalen (Mischer). Von unten zeigt ein vertikaler Pfeil in diesen Mischer aus einem separaten kleinen Quadrat, in dem drei schräg ansteigende Sinuslinien mit einem Pfeil nach oben rechts gezeichnet sind; daneben steht „VFO“. Rechts davon folgt ein weiterer quadratischer Block mit Dreiecksymbol (Verstärker), darunter „ZF“. Wieder rechts davon liegt ein Quadrat mit Kreis und gekreuzten Diagonalen (zweiter Mischer/Detektor). Von unten führt ein vertikaler Pfeil aus einem farblich blau hinterlegten kleinen Quadrat mit drei horizontalen Sinuswellen in diesen Block; daneben steht „BFO“. Es folgt rechts ein weiterer quadratischer Block mit Dreiecksymbol (Verstärker), darunter „NF“. Ganz rechts ist ein Lautsprechersymbol (trichterförmige Kontur). Alle Funktionsblöcke sind durch durchgehende Linien mit Pfeilen nach rechts verbunden. — Abbildung EAS-10.9.1: BFO im Überlagerungsempfänger

EF209: Welchem Zweck dient ein BFO in einem Empfänger?

A: Um FM-Signale zu unterdrücken

B: Zur Hilfsträgererzeugung, um CW- oder SSB-Signale hörbar zu machen

C: Zur Unterdrückung der Amplitudenüberlagerung

D: Zur Mischung mit einem Empfangssignal zur Erzeugung der ZF

BFO II

BFO für SSB

Beat-Frequency-Oszillator (BFO) schwingt genau auf der Frequenz des unterdrückten Trägers
Mischt den Träger wieder rein
Möglichst hohe Frequenzstabilität $\rightarrow$ Quarzgesteuerter Oszillator

BFO für CW

BFO muss Abstand zum CW-Signal haben
So viel, wie das hörbare CW-Signal sein soll
Angenehmer Ton bei $\qtyrange{600}{900}{\hertz}$
Meistens bei $\qty{800}{\hertz}$

AF211: Wie groß sollte die Differenz zwischen der BFO-Frequenz und der letzten ZF für den Empfang von CW-Signalen ungefähr sein?

A: die halbe Zwischenfrequenz

B: die doppelte Zwischenfrequenz

C: 4 kHz

D: 800 Hz

AF216: Für die Demodulation von SSB-Signalen im Kurzwellenbereich wird ein Hilfsträgeroszillator verwendet. Welcher der folgenden Oszillatoren ist hierfür am besten geeignet?

A: LC-Oszillator mit Reihenschwingkreis

B: LC-Oszillator mit Parallelschwingkreis

C: RC-Oszillator

D: quarzgesteuerter Oszillator

Inter- und Kreuzmodulation

Zwei starke HF-Signale am Eingang eines Empfängers $\rightarrow$ Störungen durch Inter- oder Kreuzmodulation
Bei Intermodulation zeigt die Empfängerstufe nichtlineares Verhalten $\rightarrow$ unerwünschte Frequenzen mit Überlagerungsstörungen
Bei Kreuzmodulation wird gewünschtes Signal durch ein starkes, benachbartes AM-Signal beeinflusst $\rightarrow$ Modulation des benachbarten Senders ist hörbar

AF217: Welches Phänomen tritt bei einem gleichzeitigen Empfang zweier Signale an einer nicht linear arbeitenden Empfängerstufe auf?

A: Dopplereffekt

B: Frequenzmodulation

C: Intermodulation

D: erhöhter Signal-Rausch-Abstand

AF219: Wodurch wird Kreuzmodulation verursacht?

A: Durch Übermodulation oder zu großen Hub.

B: Durch Vermischung eines starken unerwünschten Signals mit dem Nutzsignal.

C: Durch Reflexion der Oberwellen im Empfangsverstärker.

D: Durch die Übersteuerung eines Verstärkers.

AF222: Wodurch kann die Qualität eines empfangenen Signals beispielsweise verringert werden?

A: Durch starke HF-Signale auf einer sehr nahen Frequenz

B: Durch Batteriebetrieb des Empfängers

C: Durch Betrieb des Empfängers an einem linear geregelten Netzteil

D: Durch eine zu niedrige Rauschzahl des Empfängers

AF218: Was ist die Hauptursache für Intermodulationsprodukte in einem Empfänger?

A: Es wird ein zu schmalbandiges Quarzfilter verwendet.

B: Der Empfänger ist nicht genau auf die Frequenz eingestellt.

C: Es wird ein zu schmalbandiger Preselektor verwendet.

D: Die HF-Stufe wird bei zunehmend großen Eingangssignalen zunehmend nichtlinear.

Saugkreis

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1. Kurze Zusammenfassung: Schaltplan mit Antennensymbol, einem Block „RX“ und einem seitlich angeschlossenen Zweig aus Spule und variablem Kondensator, der mit Masse verbunden ist.

2. Detaillierte Beschreibung: Rechts befindet sich ein rechteckiger Block mit der Beschriftung „RX“. Eine obere horizontale Leitung führt von links nach rechts in diesen Block; auf dieser Leitung ist links eine Spule (Induktivität) eingezeichnet. Rechts neben der Spule markiert ein schwarzer Knotenpunkt die Stelle, an der eine senkrechte Leitung nach oben zu einem Antennensymbol (dreieckige Spitze auf einem kurzen Mast) führt. Unten verläuft eine zweite horizontale Leitung parallel zur oberen, die ebenfalls nach rechts in den Block „RX“ hineinführt. Die untere Leitung ist im rechten Bereich über ein Erdungssymbol (Massezeichen) nach unten an Masse gelegt. Links verbindet ein variabler Kondensator (gekennzeichnet durch schrägen Pfeil an den Kondensatorplatten) die obere und die untere Leitung senkrecht miteinander. Links neben dem Kondensator steht der Text „Auf das Störsignal abgestimmt“, ein Pfeil zeigt auf den Kondensator. Weitere Beschriftungen oder Werte sind nicht vorhanden. — Abbildung EAS-10.11.1: Saugkreis vor einem Empfänger

Unterdrückung des Störsignals vor dem Empfänger
Filter ist auf die Frequenz des Störsignals abgestimmt
Störsignal wird unterdrückt

AF223: Welche Konfiguration wäre für die Unterdrückung eines unerwünschten Störsignals am Eingang eines Empfängers hilfreich?

Großsignalfestigkeit IP3

Interception Point dritter Ordnung IP3
Maß für den Punkt, an dem unerwünschte Mischprodukte 3. Ordnung den Amplitudenwert des Eingangssignal erreichen
Je höher der IP3 eines Empfängers, umso größere Signale können störungsfrei verarbeitet werden

AF221: Welche Empfängereigenschaft beurteilt man mit dem Interception Point IP$_3$?

A: Grenzempfindlichkeit

B: Großsignalfestigkeit

C: Trennschärfe

D: Signal-Rausch-Verhältnis

Attenuator

Zuschaltbares Dämpfungsglied am Empfängereingang
Intermodulationsprodukte und Kreuzmodulation werden verringert
Nutzsignal wird um den Faktor des Dämpfungsglieds reduziert
Störsignale um den Faktor $\num{3}$ (3. Ordnung) in $\unit{dB}$ abgeschwächt
Beispiel: Attenuator $\qty{10}{\dB}\rightarrow$ Nutzsignal $\qty{10}{\dB}\rightarrow$ Mischprodukte $\qty{30}{\dB}$

AF220: Wodurch erreicht man eine Verringerung von Intermodulation und Kreuzmodulation beim Empfang?

A: Einschalten des Vorverstärkers

B: Einschalten des Noise-Blankers

C: Einschalten eines Dämpfungsgliedes vor den Empfängereingang

D: Einschalten der Rauschsperre

Begrenzerverstärker

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1. Zusammenfassung: Dreiteilige Grafik mit den Überschriften „Eingangssignal“, „Verstärkung“ und „Ausgangssignal“, jeweils mit Achsen „Amplitude“ (vertikal) und „t“ (horizontal), die links eine kleine Sinuskurve, in der Mitte eine größere Sinuskurve mit zwei roten horizontalen Linien „Begrenzung“ und rechts ein oben und unten abgeflachtes Signal zeigen.

2. Detaillierte Beschreibung:
- Linkes Koordinatensystem: Überschrift „Eingangssignal“. Vertikale Achse mit Pfeil nach oben: „Amplitude“. Horizontale Achse mit Pfeil nach rechts: „t“. Um die Nulllinie verläuft eine kleine, schwach ausgeprägte Sinuskurve, in mehreren dünnen blauen Varianten übereinander.
- Mittleres Koordinatensystem: Überschrift „Verstärkung“. Achsen wieder mit „Amplitude“ (vertikal) und „t“ (horizontal). Eine große Sinuskurve (schwarz) schwingt über und unter die Nulllinie hinaus. Zwei rote, waagerechte Linien liegen symmetrisch ober- und unterhalb der Nulllinie; neben der oberen Linie steht der rote Text „Begrenzung“. Innerhalb der schwarzen Kurve sind mehrere dünne blaue Sinuskurven mit etwas geringerer Amplitude gezeichnet.
- Rechtes Koordinatensystem: Überschrift „Ausgangssignal“. Achsen erneut „Amplitude“ (vertikal) und „t“ (horizontal). Die dargestellte Kurve verläuft abschnittsweise flach, mit oben und unten waagerechten Plateaus auf etwa der Höhe der zuvor gezeigten roten Linien; dazwischen verbinden schräge Übergänge die Plateaus. Mehrere dünne blaue Linien liegen an der Kontur dieser abgeflachten Kurve an. — Abbildung EAS-10.12.1: Wirkungsweise eine Begrenzverstärkers

Anwendung in der ZF bei FM
Eingangssignal wird verstärkt
Anschließend die Amplituden begrenzt
Information ist in der Frequenzänderung weiterhin vorhanden
Amplitudenschwankungen werden unterdrückt

AF226: Welche Aufgabe hat der Begrenzerverstärker in einem FM-Empfänger?

A: Er verringert das Vorstufenrauschen.

B: Er begrenzt den Hub für den FM-Demodulator.

C: Er bewirkt eine vollständige ZF-Trägerunterdrückung zur Vermeidung von AM-Störungen.

D: Er begrenzt das Ausgangssignal ab einem bestimmten Pegel des Eingangssignals zur Unterdrückung von AM-Störungen.

Vorverstärker und Dämpfungsglied

Dämpfungsglied

Kurzwellenempfänger können durch starke Signale übersteuern
Insbesondere im Empfangsbereich und 1. Mischer
Verzerrrte und unverständliche Wiedergabe der Signale

Zuschalten von Abschwächer (Attenuator) im TRX
Dämpfen der Eingangssignale um einen vorgegebenen Wert

EF217: Welche Baugruppe vermindert die Übersteuerung eines Empfängereingangs?

A: Dämpfungsglied

B: Rauschsperre

C: Oszillator

D: ZF-Filter

Vorverstärker

Hohe Signale (UHF und höher) werden durch Antennenleitung abgeschwächt
Vorverstärker direkt an Empfangsantenne montieren

Kabelverluste werden ausgeglichen
Abschaltbar im Sendefall
Deaktivierbar bei starken lokalen Signalen

EF218: An welcher Stelle einer Amateurfunkanlage sollte ein UHF-Vorverstärker eingefügt werden?

A: Möglichst unmittelbar vor dem Empfängereingang

B: Möglichst direkt an der UHF-Antenne

C: Zwischen Stehwellenmessgerät und Empfängereingang

D: Zwischen Senderausgang und Antennenkabel

Low Noise Block (LNB)

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Blockdiagramm mit mehreren Komponenten: Ein PC ist mit einem SDR verbunden. Vom SDR gehen Leitungen zu einem TXCO und zu einem Verstärker. Der Verstärker hat zwei Stufen, die mit Leistung in Milliwatt und Dezibel Milliwatt beschriftet sind: — Abbildung EAS-10.14.1: Blockschaltbild eines Empfangszweigs mit LNB

Low Noise Block Converter (LNB) mischt hohe Frequenzen direkt hinter der Antenne herunter
Häufig im Satellitenfunkverkehr
Weniger Kabelverluste durch niedrige Frequenz

AF230: Sie empfangen das Signal eines Satelliten auf 10 GHz. Die Kabellänge zwischen LNB und Empfänger beträgt 20 m. Warum ist die Kabeldämpfung trotz der hohen Empfangsfrequenz eher vernachlässigbar?

A: Durch die Mischung des Empfangssignals mit der TCXO-Frequenz wird nur noch das Basisband übertragen.

B: Der LNB verstärkt das Empfangssignal und mischt dieses auf eine niedrigere Frequenz, auf der die Kabeldämpfung geringer ist.

C: Der LNB demoduliert das Signal. Die entstehende NF ist unempfindlich gegen Kabeldämpfung.

D: Durch die Fernspeisespannung, die den LNB versorgt, sinkt die Kabeldämpfung.

Benötigt Spannungsversorgung
Einsatz von BIAS-T
Unterschiedliche Spannungen für unterschiedliche Polarisation
Üblicherweise $\qty{12}{\volt}$ und $\qty{18}{\volt}$

AF231: Der LNB einer Satellitenempfangsanlage kann mit zwei unterschiedlichen Betriebsspannungen arbeiten. Was passiert, wenn die Versorgungsspannung am Bias-T im dargestellten Blockschaltbild auf 18 V erhöht wird?

A: Der LNB schaltet den Empfangsbereich um.

B: Der LNB schaltet die Polarisation um.

C: Der LNB wird durch Überspannung beschädigt.

D: Der LNB schaltet auf einen anderen Satelliten um.

S-Meter

1) Kurzbeschreibung: Display eines Funkgerätes mit Frequenzanzeige „144.315.00“, darunter eine hervorgehobene SWR-Anzeige; Spektrums- und Wasserfalldarstellung eines starken Signals in der Mitte.
2) Ausführliche Beschreibung: Die Abbildung zeigt das Display eines Funkgerätes auf schwarzem Untergrund. Neben weiteren Beschriftungen steht in der Mitte in großen, weißen Ziffern die Frequenz „144.315.00“. Darunter befindet sich eine SWR-Anzeige. Unter der SWR-Anzeige ist in blauer Farbe die Anzeige des Spektrums um die eingestellte Frequenz zu sehen, die von den Angaben „–50k“ (links) und „+50k“ (rechts) begrenzt wird. In der Mitte gibt es einen schmalen, hohen Peak mit kleineren Flanken. Darunter befindet sich ein Wasserfalldiagramm auf dunkelblauem Hintergrund mit einer hellblau-weißen vertikalen Spur unterhalb des Peaks. Die SWR-Anzeige ist hervorgehoben, der Rest der Abbildung ist abgeblendet. — Abbildung EAS-10.15.1: S-Meter als Balkenanzeigen im Display eines Funkgeräts

1) Kurzbeschreibung: Halbrundes Analoginstrument mit mehreren konzentrischen Skalen (S, PWR, SWR, ALC) und einem langen Zeiger, der auf der S-Skala nahe der Marke 9 und auf der PWR-Skala bei etwa 56 steht.

2) Ausführliche Beschreibung: Die Abbildung zeigt ein halbrundes Analoginstrument mit vier Skalen. Links neben den Skalen stehen untereinander die Labels „S“, „PWR“, „SWR“, „ALC“. Außen verläuft die S-Skala mit den Markierungen bei „1“, „3“, „5“, „7“, „9“, dazwischen feine Teilstriche für weitere Werte. Nach rechts schließt sich eine graue dB-Skala mit den Markierungen „+20“, „+40“, „+60 dB“ und grauen Strichen an. Unter dieser Skala liegt konzentrisch zur S-Skala eine fein unterteilte numerische PWR-Skala mit den Markierungen 0, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100. Noch weiter innen folgt die SWR-Skala mit den Zahlen „1, 1.5, 2, 3“; am rechten Ende dieser Skala steht das Symbol „∞“. Ganz innen befindet sich ein mit den anderen Skalen konzentrischer Streifen mit der Beschriftung „ALC“, wobei der Abschnitt von „1“ bis „1.5“ dunkelgrau gefüllt ist, der Rest ist weiß. Ein langer, dünner schwarzer Zeiger schneidet die S-Skala genau bei „9“ und die PWR-Skala nahe „56“. — Abbildung EAS-10.15.2: S-Meter als analoges Messinstrument

Anzeige der Empfangsstärke des anliegenden HF-Signals
9 S-Stufen und nachfolgender Bereich mit $\qty{+}{\dB}$
Bis S9: Eine S-Stufe entspricht $\qty{6}{\dB}$
$\qty{6}{\dB}$: $2\cdot U$ oder $4\cdot P$

AA113: Wie groß ist der Unterschied zwischen den S-Stufen S4 und S7 in dB?

A: 18 dB

B: 9 dB

C: 3 dB

D: 15 dB

Lösungsweg

von S4 bis S7 sind 3-Stufen
$$3\cdot \qty{6}{\dB} = \qty{18}{\dB}$$

AF104: Ein Funkamateur kommt laut S-Meter mit S7 an. Dann schaltet dieser seine Endstufe ein und bittet um einen erneuten Rapport. Das S-Meter zeigt nun S9+8 dB an. Um welchen Faktor hat der Funkamateur seine Leistung erhöht?

A: 120-fach

B: 20-fach

C: 100-fach

D: 10-fach

Lösungsweg

von S7 auf S9$\qty{+8}{\dB}$ sind $\qty{6}{\dB} + \qty{6}{\dB} + \qty{8}{\dB} = \qty{20}{\dB}$
$\qty{20}{\dB}$ entsprechen der $\num{100}$-fachen Leistung

AF101: Um wie viele S-Stufen müsste die S-Meter-Anzeige Ihres Empfängers steigen, wenn Ihr Partner die Sendeleistung von 25 W auf 100 W erhöht?

A: Um acht S-Stufen

B: Um eine S-Stufe

C: Um zwei S-Stufen

D: Um vier S-Stufen

Lösungsweg

von $\qty{25}{\watt}$ auf $\qty{100}{\watt}$ sind $\frac{\qty{100}{\watt}}{\qty{25}{\watt}} = 4$-fache Leistung
$\num{4}$-fache Leistung entsprich einer S-Stufe

AF102: Um wie viel S-Stufen müsste die S-Meter-Anzeige Ihres Empfängers steigen, wenn Ihr Funkpartner die Sendeleistung von 100 W auf 400 W erhöht?

A: Um vier S-Stufen

B: Um eine S-Stufe

C: Um zwei S-Stufen

D: Um acht S-Stufen

Lösungsweg

von $\qty{100}{\watt}$ auf $\qty{400}{\watt}$ sind $\frac{\qty{400}{\watt}}{\qty{100}{\watt}} = 4$-fache Leistung
$\num{4}$-fache Leistung entspricht einer S-Stufe

AF103: Ein Funkamateur erhöht seine Sendeleistung von 10 auf 100 W. Vor der Leistungserhöhung zeigte Ihr S-Meter genau S8. Auf welchen Wert müsste die Anzeige Ihres S-Meters nach der Leistungserhöhung ansteigen?

A: S9+4 dB

B: S9+9 dB

C: S9

D: S9+7 dB

Lösungsweg

von $\qty{10}{\watt}$ auf $\qty{100}{\watt}$ sind $\frac{\qty{100}{\watt}}{\qty{10}{\watt}} = 10$-fache Leistung
$\num{10}$-fache Leistung entspricht $\qty{10}{\dB}$
von S8 auf S9 sind $\qty{6}{\dB}$
die restlichen $\qty{4}{\dB}$ kommen als $\qty{+4}{\dB}$ oben drauf

AA114: Wie stark ist die Empfängereingangsspannung abgesunken, wenn die S-Meter-Anzeige durch Änderung der Ausbreitungsbedingungen von S9+20 dB auf S8 zurückgeht? Die Empfängereingangsspannung sinkt um ...

A: 26 dB.

B: 20 dB.

C: 23 dB.

D: 6 dB.

Lösungsweg

von S9$\qty{+20}{\dB}$ auf S8 sind $\qty{26}{\dB}$

Spannung am Eingang

Kurzwelle bis $\qty{30}{\mega\hertz}$: S9 $\rightarrow\qty{50}{\micro\volt}$ an $\qty{50}{\ohm}$
VHF bei $\qty{144}{\mega\hertz}$: S9 $\rightarrow\qty{5}{\micro\volt}$ an $\qty{50}{\ohm}$

AF105: Durch "Fading" sinkt die S-Meter-Anzeige von S9 auf S8. Auf welchen Wert sinkt dabei die Empfänger-Eingangsspannung ab, wenn bei S9 am Empfängereingang 50 μV anliegen? Die Empfänger-Eingangsspannung sinkt auf

A: 25 μV

B: 40 μV

C: 37 μV

D: 30 μV

Lösungsweg

von S9 auf S8 sind $\qty{6}{\dB}$
Das ist die halbe Spannung
$$\frac{\qty{50}{\micro\volt}}{2} = \qty{25}{\micro\volt}$$

Dämpfungsglieder

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Ein Schaltplan zeigt einen Kreis mit einem Sinusgenerator links, beschriftet mit — Abbildung EAS-10.16.1: Dämpfungsglied in PI-Konfiguration mit Quelle und Lastwiderstand

Schwächen Signalpegel definiert ab
Vermeidung von Übersteuerung oder Beschädigung von Messgeräten
Eingangspegel für Verstärker und Empfänger auf ein definiertes Maß reduzieren

Dämpfung über Widerstände und Umwandlung in Wärme
Bei symmetrischen Dämpfungsgliedern sind Ein- und Ausgangsimpedanzen gleich
Üblicherweise $\qty{50}{\ohm}$

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Ein Schaltplan mit einem Dämpfungsglied. Links befindet sich eine runde Quelle mit der Bezeichnung $R_i$ und dem Wert 50 Ohm. Es gibt drei Widerstände, die mit $R_1$, $R_2$ und $R_3$ beschriftet sind. Rechts ist ein weiterer Widerstand $R_L$ mit 50 Ohm. Zwei Pfeile zeigen von links nach rechts und sind mit $P_{IN}$ und $P_{OUT}$ beschriftet. — Abbildung EAS-10.16.3: Dämpfungsglied in T-Konfiguration mit Quelle und Lastwiderstand

Dämpfung wird in $\unit{\dB}$ angegeben
z. B. $\qty{20}{\dB}$ = Faktor $\num{100}$
$\qty{100}{\watt}$ Eingangsleistung $\rightarrow\qty{1}{\watt}$ Ausgangsleistung

AD806: In einem 50 Ohm System wird in ein symmetrisches 20 dB Dämpfungsglied die Leistung von 100 W eingespeist. Der Widerstand $R_{\textrm{L}}$ = 50 Ohm ist an das Dämpfungsglied angepasst. Welche Leistung wird insgesamt im Dämpfungsglied in Wärme umgesetzt?

A: 1 W

B: 2 W

C: 99 W

D: 50 W

Lösungsweg

gegeben: $P_1 = \qty{100}{\watt}$
gegeben: $a = \qty{20}{\dB}$
gesucht: $\Delta P = P_2 – P_1$

$$\begin{split} a &= \qty{10 \cdot \log_{10}{\left(\frac{P_1}{P_2}\right)}}{\dB}\\ \Rightarrow \frac{a}{\qty{10}{\dB}} &= \log_{10}{\left(\frac{P_1}{P_2}\right)}\\ \Rightarrow 10^{\frac{a}{\qty{10}{\dB}}} &= \frac{P_1}{P_2}\\ \Rightarrow P_2 &= \frac{P_1}{10^{\frac{a}{\qty{10}{\dB}}}}\end{split}$$

$$P_2 = \frac{P_1}{10^{\frac{a}{10}}} = \frac{\qty{100}{\watt}}{10^{\frac{20}{10}}} = \qty{1}{\watt}$$

$$\Delta P = P_2 - P_1 = \qty{100}{\watt} - \qty{1}{\watt} = \qty{99}{\watt}$$

AD803: Dargestellt ist ein 20 dB Dämpfungsglied. Wie groß ist das Leistungsverhältnis zwischen der Eingangsleistung $P_{\textrm{IN}}$ und der Leistung am Lastwiderstand $P_{\textrm{RL}}$?

A: 50

B: 10

C: 100

D: 20

Lösungweg

$\qty{20}{\dB}$ entsprechen einer Leistungdämpfung mit dem Faktor $\num{100}$

AD804: Dargestellt ist ein 6 dB Dämpfungsglied. Wie groß ist das Leistungsverhältnis zwischen der Eingangsleistung $P_{\textrm{IN}}$ und der Leistung am Lastwiderstand $P_{\textrm{RL}}$?

A: 6

B: 3

C: 4

D: 2

Lösungsweg

$\qty{6}{\dB}$ entsprechen einer Leistungsdämpfung mit dem Faktor $\num{4}$

AD805: Dargestellt ist ein symmetrisches 50 Ohm Dämpfungsglied. Welche Impedanz ist zwischen $a$ und $b$ messbar, wenn $R_{\textrm{L}}$ = 50 Ohm beträgt?

A: 100 Ohm

B: $R_1$ + $R_2$ + 50 Ohm

C: 50 Ohm

D: $R_1$ + 50 Ohm

Lösungsweg

Die Impedanz für die Gesamtschaltung ändert sich nicht – also $\qty{50}{\ohm}$

AD801: Was zeigt diese Schaltung?

A: Dämpfungsglied

B: Hochpass

C: Verstärker

D: Tiefpass

AD802: Was zeigt diese Schaltung?

A: Tiefpass

B: Hochpass

C: Verstärker

D: Dämpfungsglied

Automatische Verstärkungsregelung (AGC) I

Automatische Verstärkungsregelung (Automatic-Gain-Control, AGC) regelt NF-Ausgangssignal bei schwankendem HF-Eingangssignal nach
Einsatz z. B. bei Fading
Lautstärkeschwankungen werden verringert

Funktionsweise

Erfassung des Empfangspegels am Ausgang des Empfängerzweigs
Damit wird die HF-Verstärkung geregelt
Beeinflussung der Empfangslautstärke nach der Demodulation
Anpassung des Ansprechsverhaltens (Ansprechzeit, Abfallzeit) möglich
Nicht verwechseln mit der Automatic-Level-Control (ALC) im Sender

AGC-Modi

AGC Slow
AGC Normal
AGC Fast
AGC Off

SSB: AGC Slow oder Normal
Morsen: AGC Normal oder Fast
Digimodes: AGC Fast oder Off

EF211: Womit werden Pegelschwankungen des NF-Ausgangssignals verringert, die durch Schwankungen im HF-Eingangssignal hervorgerufen werden?

A: NF-Filter

B: Automatische Verstärkungsregelung

C: NF-Störaustaster

D: NF-Vorspannungsregelung

EF212: Was bedeutet an einem Schalter eines Empfängers die Abkürzung AGC?

A: Automatische Frequenzkorrektur

B: Automatische Verstärkungsregelung

C: Automatische Gleichlaufsteuerung

D: Automatischer Antennentuner

Automatische Verstärkungsregelung (AGC) II

Starke Signale werden reduziert
Leise Signale werden erhöht
Amplitude des demodulierten Signals wird konstant gehalten
$\rightarrow$ NF-Signal hat konstant gleiche Lautstärke

Ohne AGC

Starke Signale übersteuern die NF
Schwache Signale sind sehr leise
Lautstärke muss von Hand nachgeregelt werden

AF224: Was bewirkt die AGC (Automatic Gain Control) bei einem starken Eingangssignal?

A: Sie erhöht die Verstärkung von Verstärkerstufen im Empfangsteil.

B: Sie reduziert die Amplitude des VFO.

C: Sie reduziert die Amplitude des BFO.

D: Sie reduziert die Verstärkung von Verstärkerstufen im Empfangsteil.

SNR und Rauschzahl

SNR (Signal-to-Noise Ratio)

Verhältnis von Nutzsignal zu Rauschsignal (Noise)
Je höher das SNR, desto mehr hebt sich das Signal vom Rauschen ab

AF227: Was bedeutet Signal-Rausch-Abstand (SNR) bei einem Empfänger?

A: Er gibt an, in welchem Verhältnis das Rauschsignal stärker ist als das Nutzsignal.

B: Er gibt an, in welchem Verhältnis das Nutzsignal stärker ist als das Rauschsignal.

C: Es ist der Abstand zwischen Empfangsfrequenz und Spiegelfrequenz.

D: Es ist der Frequenzabstand zwischen Empfangssignal und Störsignal.

Rauschzahl

Wird häufig bei HF-Vorverstärkern angegeben
Verschlechterung des SNR bei Durchgang des Signals durch den Verstärker
Verhältnis von eingehendem SNR zu ausgehendem SNR
Rauschmaß: Angabe der Rauschzahl in $\unit{\dB}$
Rauschzahl $\num{2}\rightarrow$ Rauschmaß $\qty{3}{\dB}$

AF228: Was bedeutet die Rauschzahl von 1,8 dB bei einem UHF-Vorverstärker?

A: Das Ausgangssignal des Vorverstärkers hat ein um 1,8 dB geringeres Signal-Rausch-Verhältnis als das Eingangssignal.

B: Die Verstärkung des Nutzsignals beträgt 1,8 dB, die Rauschleistung bleibt unverändert.

C: Das Ausgangssignal des Vorverstärkers hat ein um 1,8 dB höheres Signal-Rausch-Verhältnis als das Eingangssignal.

D: Das Rauschen des Ausgangssignals ist um 1,8 dB niedriger als das Rauschen des Eingangssignals.

AF229: Was bedeutet die Rauschzahl F = 2 bei einem UHF-Vorverstärker?

A: Das Ausgangssignal des Verstärkers hat ein um 3 dB höheres Signal-Rausch-Verhältnis als das Eingangssignal.

B: Das Ausgangssignal des Verstärkers hat ein um 3 dB geringeres Signal-Rausch-Verhältnis als das Eingangssignal.

C: Das Ausgangssignal des Verstärkers hat ein um 6 dB geringeres Signal-Rausch-Verhältnis als das Eingangssignal.

D: Das Ausgangssignal des Verstärkers hat ein um 6 dB höheres Signal-Rausch-Verhältnis als das Eingangssignal.

Rauschen

Das hörbare Rauschen ist von der Bandbreite des Empfängers abhängig
Rauschleistung ist über die Bandbreiten berechenbar
Bspw. bei Verwendung verschiedener Filter

$$\Delta P_R = \qty{10 \cdot \log_{10}{\left(\frac{B_1}{B_2}\right)}}{\dB}$$

AB408: Für Messzwecke speisen Sie in den Antenneneingang Ihres Empfängers ein gleichmäßig über alle Frequenzen verteiltes Rauschsignal aus einem Messender ein (weißes Rauschen). Welche Aussage über die Leistung, die man beim Empfang dieses Signals misst, stimmt?

A: Sie ist proportional zum Signal-Rausch-Abstand des Empfängers

B: Sie ist proportional zur Bandbreite des Empfängers.

C: Sie ist umgekehrt proportional zur Bandbreite des Empfängers.

D: Sie ist umgekehrt proportional zum Eingangswiderstand des Empfängers.

AB409: Wie verhält sich der Pegel des thermischen Rauschens am Empfängerausgang, wenn von einem Quarzfilter mit einer Bandbreite von 2,5 kHz auf ein Quarzfilter mit einer Bandbreite von 0,5 kHz mit gleicher Durchlassdämpfung und Flankensteilheit umgeschaltet wird? Der Rauschleistungspegel ...

A: verringert sich um etwa 14 dB.

B: verringert sich um etwa 7 dB.

C: erhöht sich um etwa 14 dB.

D: erhöht sich um etwa 7 dB.

Lösungsweg

gegeben: $B_1 = \qty{2,5}{\kilo\hertz}$
gegeben: $B_2 = \qty{0,5}{\kilo\hertz}$
gesucht: $\Delta P_R$

$$\begin{split}\Delta P_R &= \qty{10 \cdot \log_{10}{\left(\frac{B_1}{B_2}\right)}}{\dB}\\ &= \qty{10 \cdot \log_{10}{\left(\frac{\qty{2,5}{\kilo\hertz}}{\qty{0,5}{\kilo\hertz}}\right)}}{\dB}\\ &\approx \qty{7}{\dB}\end{split}$$

Squelch II

Vergleicht das empfangene Signal mit einem eingestellten Schwellwert
Eingangssignal für Squelch wird an der ZF oder NF abgegriffen

AF225: Welche Signale steuern gewöhnlich die Empfängerstummschaltung (Squelch)?

A: Es ist das HF-Signal der Eingangsstufe.

B: Es sind die ZF- oder NF-Signale.

C: Es ist das Signal des VFO.

D: Es ist das Signal des BFO.

Notch-Filter

Notch-Filter oder Kerbfilter
Schmalbandiges Filter
Unterdrückt eine bestimmte NF-Frequenz
Realisierbar im NF-Bereich oder ZF-Bereich

1) Kurzbeschreibung: Diagramm mit einer horizontalen Achse „f“ und einer vertikalen Achse „U“; in der Mitte eine schmale, V-förmige Kurve, deren Minimum nahe der Nulllinie liegt. In der Mitte der Kurve eine gestrichelte vertikale Linie.

2) Ausführliche Beschreibung: Ein Koordinatensystem hat eine horizontale Achse mit der Beschriftung „f“ und eine vertikale Achse mit der Beschriftung „U“. In der Mitte gibt es eine schmale, V-förmige Kurve, deren Minimum nahe der Nulllinie liegt. In der Mitte der Kurve verläuft eine gestrichelte vertikale Linie. Es sind keine weiteren Beschriftungen oder Maße vorhanden. — Abbildung EAS-10.22.1: Filtercharakteristik eines Notch-Filters

EF216: Welches Diagramm stellt den Frequenzverlauf eines Empfänger-Notchfilters dar?

Rauschunterdrückung

Empfangssignal gestört durch Rauschen oder Impulse
Schwaches Signal mit Rauschanteilen
Zündfunken, Schaltnetzteile, Maschinen etc.

Noise Reduction (NR)
$\rightarrow$ Aktive Differenzierung von Nutzsignal und Rauschen
Noise Blanker (NB)
$\rightarrow$ Tastet impulsförmige Störungen aus

EF213: Welche Aufgabe hat das Rauschunterdrückungsverfahren (Noise Reduction) in einem Empfänger?

A: Verringerung des Dynamikbereichs im ZF-Signal

B: Verringerung der Umgebungsgeräusche im Kopfhörer

C: Verringerung des Rauschanteils in der Versorgungsspannung

D: Verringerung des Rauschanteils im Signal

EF214: Welche Baugruppe könnte in einem Empfänger gegebenenfalls dazu verwendet werden, impulsförmige Störungen auszublenden?

A: Passband Tuning

B: Noise Blanker

C: Notch Filter

D: Automatic Gain Control

Demodulator

Demodulation von Signalen

Demodulation wandelt ein moduliertes HF-Signal in ein hörbares NF-Signal um
Abhängig von der verwendeten Modulation wird ein passendes Demodulationsverfahren gewählt
Ziel: Wiederherstellung der ursprünglichen NF

AM-Demodulation

1) Kurzbeschreibung: Schaltplan in rechteckiger Leitungsführung mit zwei parallelen horizontalen Leitern und zwei Anschlusspunkten links (mit „ZF“ beschriftet); Kondensator zwischen beiden horizontalen Leitern; Transformator; an dessen Sekundärwicklung weiterer Kondensator zwischen den horizontalen Leitern; Diode im oberen Leiter; weiterer Kondensator zwischen den horizontalen Leitern; parallel dazu Widerstand; nach oben weiterer Kondensator zum 3. rechten Anschlusspunkt („NF“); im oberen Leiter Widerstand; danach Kondensator zwischen den horizontalen Leitern; zwei Anschlusspunkte nach rechts.

2) Ausführliche Beschreibung: Die Abbildung besteht aus einem Schaltplan in rechteckiger Leitungsführung mit zwei parallelen horizontalen Leitern und zwei Anschlusspunkten links (mit „ZF“ beschriftet). Zwischen den beiden horizontalen Leitern ist zunächst ein Kondensator geschaltet, der parallel zur Primärwicklung eines Transformators liegt. An dessen Sekundärwicklung ist ein weiterer Kondensator zwischen den horizontalen Leitern eingezeichnet. Im oberen Leiter gibt es danach eine Diode. Dahinter verbindet ein weiterer Kondensator die beiden horizontalen Leiter. Parallel dazu liegt ein Widerstand. Von dessen oberem Ende geht ein weiterer Kondensator nach oben zu einem Anschlusspunkt rechts („NF“). Im oberen Leiter folgt ein weiterer Widerstand und danach zwischen den horizontalen Leitern ein Kondensator (die obere Linie mit „+“ gekennzeichnet). Die beiden horizontalen Leiter haben rechts jeweils einen Anschlusspunkt. — Abbildung EAS-10.24.1: Hüllkurvendemodulator zur Demodulation von AM-Signalen

AM-Signale werden mit einem Hüllkurvendemodulator verarbeitet
HF-Signal wird über einen Schwingkreis selektiert und gleichgerichtet
Kondensator lädt auf $\rightarrow$ Widerstand entlädt mit definierter Zeitkonstante

AD501: Bei dieser Schaltung handelt es sich um einen ...

A: Produktdetektor zur Demodulation von SSB Signalen.

B: SSB-Modulator.

C: Hüllkurvendemodulator zur Demodulation von AM-Signalen.

D: FM-Demodulator.

1) Kurzbeschreibung: oberer Teil: Diagramm mit einer horizontalen Achse „t“ und einer vertikalen Achse „U“; Sinuskurve mit an- und abschwellender Amplitude; unterer Teil: Schaltplan in rechteckiger Leitungsführung mit zwei parallelen horizontalen Leitern und zwei Anschlusspunkten links (mit „ZF“ beschriftet); Kondensator zwischen beiden horizontalen Leitern; Transformator; an dessen Sekundärwicklung weiterer Kondensator zwischen den horizontalen Leitern; Diode im oberen Leiter; weiterer Kondensator (mit „X“ beschriftet) zwischen den horizontalen Leitern; parallel dazu Widerstand; nach oben weiterer Kondensator zum 3. rechten Anschlusspunkt; im oberen Leiter Widerstand; danach Kondensator zwischen den horizontalen Leitern; zwei Anschlusspunkte nach rechts.

2) Ausführliche Beschreibung: Die Abbildung besteht aus zwei Teilen. Oben ist ein Diagramm mit einer horizontalen Achse „t“ und einer vertikalen Achse „U“ und einer Sinuskurve mit an- und abschwellender Amplitude abgebildet. Unten gibt es einen Schaltplan in rechteckiger Leitungsführung mit zwei parallelen horizontalen Leitern und zwei Anschlusspunkten links (mit „ZF“ beschriftet). Zwischen den beiden horizontalen Leitern ist zunächst ein Kondensator geschaltet, der parallel zur Primärwicklung eines Transformators liegt. An dessen Sekundärwicklung ist ein weiterer Kondensator zwischen den horizontalen Leitern eingezeichnet. Im oberen Leiter gibt es danach eine Diode. Dahinter verbindet ein weiterer Kondensator (mit „X“ beschriftet) die beiden horizontalen Leiter. Parallel dazu liegt ein Widerstand. Von dessen oberem Ende geht ein weiterer Kondensator nach oben zu einem Anschlusspunkt rechts. Im oberen Leiter folgt ein weiterer Widerstand und danach zwischen den horizontalen Leitern ein Kondensator (die obere Linie mit „+“ gekennzeichnet). Die beiden horizontalen Leiter haben rechts jeweils einen Anschlusspunkt. — Abbildung EAS-10.24.2: Hüllkurvendemodulator mit ZF-Eingangssignal

1) Kurzbeschreibung: Diagramm eines Hüllkurvendemodulators mit einer horizontalen Achse „t“ und einer vertikalen Achse „U“; Kurve besteht aus einer gezackten Linie, deren Hüllform einer Kurve mit Maxima und Minima folgt; von jedem Zacken ausgehend vertikale gestrichelte Linien zur Nulllinie.

2) Ausführliche Beschreibung: Die Abbildung zeigt das Diagramm eines Hüllkurvendemodulators mit einer horizontalen Achse „t“ und einer vertikalen Achse „U“. Die Kurve besteht aus einer gezackten Linie, deren Hüllform einer Kurve mit Maxima und Minima folgt. Von jedem Zacken ausgehend sind vertikale gestrichelte Linien zur Nulllinie eingezeichnet. — Abbildung EAS-10.24.3: Demoduliertes Signal am Punkt X

Anschluss X: Anzeige der gleichgerichteten Spitzenspannung
Leichter Abfall der Spannung durch parallele Entladung
Hüllkurve entspricht der aufmodulierten NF, überlagert mit einem Sägezahnsignal
Nachfilterung entfernt den Trägeranteil

AD502: Am ZF-Eingang des Hüllkurvendemodulators liegt das dargestellte Signal an. Welches der folgenden Signale zeigt sich an dem mit X bezeichneten Punkt der Schaltung?

FM-Demodulation

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1) Kurze Zusammenfassung: Diagramm mit einer orangefarbenen Kurve im Koordinatensystem (U gegen f), einem ausgeprägten Maximum mit der Beschriftung „fres“ sowie gestrichelten Hilfslinien und Markierungen „ΔU“, „Δf“ und „fZF“.

2) Detaillierte Beschreibung: Links unten beginnt ein Koordinatensystem; die y‑Achse trägt oben einen Pfeil und die Beschriftung „U“, die x‑Achse zeigt nach rechts mit Pfeil und der Beschriftung „f“. Eine durchgehende orange Kurve startet nahe dem Ursprung, steigt nach rechts an, erreicht ein klares Maximum; oberhalb dieses Gipfels steht „fres“. Nach dem Maximum fällt die Kurve nach rechts hin ab und nähert sich der x‑Achse. Links im Diagramm markieren zwei waagerechte, gestrichelte Linien einen vertikalen Abstand; dazwischen befindet sich ein senkrechter Doppelpfeil mit der Beschriftung „ΔU“. Im Bereich des Kurvengipfels stehen zwei senkrechte, gestrichelte Linien; am unteren Rand zwischen ihnen ist ein waagerechter Doppelpfeil mit der Beschriftung „Δf“ eingezeichnet. Unter der linken der beiden gestrichelten Senkrechten steht an der x‑Achse die Beschriftung „fZF“. Es sind keine Zahlenwerte oder Skalenstriche eingezeichnet. — Abbildung EAS-10.24.4: Schwingkreis als Flankendiskriminator

1) Kurzbeschreibung: Schaltplan in rechteckiger Leitungsführung mit zwei horizontalen Leitern; im oberen horizontalen Leiter je ein Anschlusspunkt links und rechts („NF“); oben von links ZF (10,7 MHz); Widerstand im oberen horizontalen Leiter; Widerstand zwischen beiden horizontalen Leitern, weiter an Masse; variable Spule und parallel geschalteter Kondensator zwischen den horizontalen Leitern; Diode im oberen Leiter; weiterer Kondensator zwischen den horizontalen Leitern; parallel dazu Widerstand; nach oben weiterer Kondensator zum rechten Anschlusspunkt; Rahmen um Spule und parallelem Kondensator mit Beschriftung „f_res  ZF“.

2) Ausführliche Beschreibung: Die Abbildung besteht aus einem Schaltplan in rechteckiger Leitungsführung mit zwei horizontalen Leitern. Im oberen horizontalen Leiter ist je ein Anschlusspunkt links und rechts eingezeichnet, letzterer mit „NF“ beschriftet. Oben links gibt es einen Widerstand, der mit „ZF=10,7 MHz“ beschriftet ist. Zwischen den beiden horizontalen Leitern folgt ein Widerstand, der unten weiter an Masse liegt. Parallel dazu folgt eine variable Spule (Halbbögen nach rechts mit Linie und abschließendem Querstrich durch die Spule) und ein parallel geschalteter Kondensator zwischen den horizontalen Leitern. Im oberen Leiter gibt es nach rechts eine Diode. Danach ist ein weiterer Kondensator zwischen den horizontalen Leitern geschaltet. Parallel dazu liegt ein Widerstand. Am oberen Ende führt ein weiterer Kondensator zum rechten Anschlusspunkt. Es gibt einen gestrichelt gezeichneten Rahmen um die Spule und den parallelen Kondensator mit der Beschriftung „f_res  ZF“. — Abbildung EAS-10.24.5: FM-Flankendiskriminator

FM-Demodulation mittels Flankendiskriminator
Signal aus der Zwischenfrequenz läuft in einen Schwingkreis
Schwingkreis: Resonanzfrequenz $f_\text{res}$ leicht versetzt zu $f_\text{ZF}$
Frequenzänderungen werden in Amplitudenänderungen umgewandelt
Nachgeschalteter AM-Demodulator liefert die NF

AD504: Bei dieser Schaltung handelt es sich um einen ...

A: Produktdetektor zur Demodulation von FM-Signalen.

B: Produktdetektor zur Demodulation von SSB-Signalen.

C: Diodendetektor zur Demodulation von SSB-Signalen.

D: Flanken-Diskriminator zur Demodulation von FM-Signalen.

FM-Demodulation mittels PLL

1) Kurzbeschreibung: Blockschaltbild mit einem parallelen horizontalen Leiter, Signalfluss von links nach rechts: Eingang („E“), mit „Δφ“ bezeichneter Block, Filter, VCO, von dort Signalfluss zurück zum Block „Δφ“; Verbindung von einem Punkt zwischen Filter und VCO zum Ausgang („A“).

2) Ausführliche Beschreibung: Gezeigt ist ein Blockschaltbild aus mehreren mit zwei horizontalen Leiter verbundenen Baugruppen. Im unteren horizontalen Leiter gibt es einen Signalfluss von links nach rechts. Ganz links befindet sich ein Anschlusspunkt „E“. Es folgt ein Block mit der Aufschrift „Δφ“ und ein Block mit drei wellenförmigen Linien, von denen die beiden oberen durchgestrichen sind (Filter). Darüber gibt es einen Block „VCO“, von dem aus ein Leiter auf den Block „Δφ“ zurückführt. Im vertikalen Zweig zwischen dem Filter und „VCO“ gibt es eine horizontale Abzweigung zum Anschlusspunkt „A“. — Abbildung EAS-10.24.6: Blockschaltbild einer FM-Demodulation mittels PLL

PLL nutzt einen spannungsgesteuerten Oszillator (VCO), der dem Eingangssignal folgt
Regelspannung entspricht der FM-Modulation (aufmodulierte NF)
Signalabgriff zur weiteren NF-Verarbeitung

AD505: Bei dieser Schaltung handelt es sich um einen ...

A: SSB-Demodulator mit PLL-gesteuertem BFO.

B: PLL-FM-Demodulator.

C: AM-Modulator.

D: PLL-Abwärtsmischer.

SSB-Demodulation

SSB-Demodulation mittels Produktdetektor
Ringmischer mischt die Zwischenfrequenz (ZF) mit einem Beat Frequency Oscillator (BFO)
Entstehendes Mischprodukt ist das gewünschte SSB-NF-Signal
BFO muss exakt auf den unterdrückten Träger abgestimmt sein

AD506: Bei dieser Schaltung handelt es sich um einen ...

A: Flankendemodulator zur Demodulation von FM-Signalen.

B: Produktdetektor zu Demodulation von SSB-Signalen.

C: Hüllkurvendemodulator zur Demodulation von AM-Signalen.

D: Diskriminator zur Demodulation von FM-Signalen.

Frequenzmessung I

Abgleich von Funkgeräten
Nach Reparatur oder durch Veränderungen durch Alterung
Frequenzzähler zur Messung von Oszillatorfrequenzen

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Kurzfassung: Ein tragbares Digitalmultimeter mit blau beleuchtetem Display zeigt 455.0 kHz sowie 43 % relative Luftfeuchte und 21.8 °C an.

Detaillierte Beschreibung: Das Gerät im grauschwarzen Gummischutzgehäuse liegt auf einem beigen Teppich. Oben leuchtet eine rote LED neben der Aufschrift „NCV Sensor“; darüber sind die Hinweise „dBC“ und „%RH“ mit kleinen Lüftungsöffnungen zu sehen. Auf dem Display steht links ein Batteriesymbol, daneben „43%RH“ und rechts „21.8°C“; die großen Ziffern in der Mitte zeigen „455.0“, flankiert von den Einheiten „k“ und „Hz“. Unter dem Display befinden sich Tasten mit den Beschriftungen „RANGE“, „REL“, „Hz%“ und „HOLD“, links eine rote „MODE“-Taste und rechts eine Taste mit Lampensymbol. Der zentrale Drehschalter steht auf der rechten Seite in der Position mit der Beschriftung „Hz %“; weitere Skalen rundherum sind u. a. mit „V“, „mV“, „CAP“ und „Lux“ markiert. Unten sind vier Buchsen zu sehen: „10A“, „µA mA“, „COM“ und „V Hz Ω CAP Temp“; in „COM“ steckt ein schwarzer Stecker, in der rechten Buchse ein roter Stecker mit Kabel, daneben Sicherheits- und Messkategorienhinweise wie „CAT III 600V“ und „FUSED MAX 400mA“. Auf der Front sind außerdem die Markierungen „VOLTCRAFT“ und „MT-52“ sowie „Auto Power Off“ sichtbar. — Abbildung EAS-10.25.1: Multimeter, das im Frequenzmessbereich $\qty{455}{\kilo\hertz}$ anzeigt. Darüber erscheinen ein Symbol für niedrige Batteriespannung, die Luftfeuchtigkeit und die Temperatur. Diese Werte haben nichts mit der Frequenzmessung zu tun.

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

A: Wechselstromzähler.

B: Widerstandsmessgerät.

C: Frequenzzähler.

D: Wechselspannungsmessgerät.

Anzeige der Frequenz
Bei älteren Geräten steht hinten ein $10^x$-Multiplikator

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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 EAS-10.25.2: Display eines Frequenzzählers, der $455 \cdot \qty{10^3}{\hertz}$ anzeigt

Abgleichanleitung verlangt oft Einstellung bis auf eine bestimmte Abweichung
z. B. $\pm\qty{10}{\hertz}$
Stellenwert der Ziffern kennen
Auf Komma und Einheitenpräfix oder Multiplikator achten

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- 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 EAS-10.25.3: Diese Anzeige stellt eine Frequenz in $\unit{\mega\hertz}$ dar. Das ist zugleich der Stellenwert der Ziffer vor dem Komma.

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“. — Abbildung EAS-10.25.4: Manche Anzeigen eines Frequenzzählers haben weniger Nachkommastellen

EI502: Das Bild stellt die Anzeige eines Frequenzzählers dar. Welchen Stellenwert hat die mit X gekennzeichnete Ziffer?

A: hundert Hertz

B: ein Kilohertz

C: zehn Hertz

D: ein Hertz

EI503: Das Bild stellt die Anzeige eines Frequenzzählers dar. Welchen Stellenwert hat die mit X gekennzeichnete Ziffer?

A: zehn Hertz

B: ein Kilohertz

C: ein Hertz

D: hundert Hertz

Wertebereich

Außerhalb des angegebenen Wertebereichs messen Frequenzzähler ungenau oder gar nicht
Für höhere Frequenzen gibt es Frequenzteiler
Angelegte Frequenz wird durch einen festen Wert geteilt
Ergebnis wird als elektrische Schwingung ausgegeben
Vorteiler genannt, da zwischen Messobjekt und Zähler geschaltet
10:1-Teiler bei $\qty{2,4}{\giga\hertz} \rightarrow \qty{240}{\mega\hertz}$

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

A: 14,5625 kHz.

B: 1,45625 MHz.

C: 14,5625 MHz.

D: 145,625 MHz.

Frequenzmessung II

Frequenzmessung bei Empfängern

Empfangsfrequenz lässt sich meist nicht direkt messen, da kein Messpunkt vorhanden ist
Zum Überprüfen wird ein genauer Oszillator oder Frequenzgenerator an die Antennenbuchse angeschlossen
Vergleich der Generatorfrequenz mit der Empfängeranzeige
GPS-synchronisierte Oszillatoren/OCXOs bieten höhere Genauigkeit

AI511: Womit kann die Frequenzanzeige eines durchstimmbaren Empfängers möglichst genau geprüft werden?

A: Mit den Oberschwingungen eines konstant belasteten Schaltnetzteils.

B: Mit einem Quarzofen- oder GPS-synchronisierten Frequenzgenerator.

C: Mit einem temperaturstabiliserten RC-Oszillator.

D: Mit einem LC-Oszillator hoher Schwingkreisgüte.

AI504: Eine Frequenzmessung wird genauer, wenn bei einem Frequenzzähler ...

A: die Messdauer möglichst kurz gehalten wird.

B: das Eingangssignal gleichgerichtet wird.

C: der Hauptoszillator temperaturstabilisiert wird.

D: ein Vorteiler mit höherem Teilverhältnis benutzt wird.

Frequenzmessung bei Sendern

Frequenzmessung bei Sendern ist einfacher
Frequenzzähler wird über ein Dämpfungsglied an die Antennenbuchse angeschlossen
Messung sinnvoll nur bei unmoduliertem Träger

AI502: Was kann man mit einem passenden Dämpfungsglied und einem Frequenzzähler messen?

A: Die Sendefrequenz eines CW-Senders

B: Die Ausdehnung des Seitenbandes eines SSB-Senders

C: Den Modulationsindex eines FM-Senders

D: Den Frequenzhub eines FM-Senders

AI501: Wenn die Frequenz eines Senders mit einem Frequenzzähler überprüft wird, ist ...

A: ein Träger ohne Modulation zu verwenden.

B: der Zähler mit der Sendefrequenz zu synchronisieren.

C: der Zähler mit der Netzfrequenz zu synchronisieren.

D: eine analoge Modulation des Trägers zu verwenden.

Die Frequenzmessung mittels Oszilloskop ist nur ein Notbehelf, da diese Geräte selten eine so genaue Zeitbasis wie Frequenzzähler haben.

AI503: Welche Konfiguration gewährleistet die höchste Genauigkeit bei der Prüfung der Trägerfrequenz eines FM-Senders?

A: Oszilloskop und unmodulierter Träger

B: Frequenzzähler und unmodulierter Träger

C: Frequenzzähler und modulierter Träger

D: Absorptionsfrequenzmesser und modulierter Träger

Einfache Frequenzzähler arbeiten fast immer mit einer sogenannten Torzeit
Das Gerät schaltet den Eingang für eine bestimmte Zeit ein, zählt die Perioden und berechnet daraus die Frequenz
Eine Torzeit von $\qty{1}{\second}$ liefert direkt die Frequenz in $\unit{\hertz}$
Kurze Torzeit: schnelle Aktualisierung
Lange Torzeit: höhere Messgenauigkeit

AI505: Benutzt man bei einem Frequenzzähler eine Torzeit von 10 s anstelle von 1 s erhöht sich ...

A: die Empfindlichkeit.

B: die Langzeitstabilität.

C: die Auflösung.

D: die Stabilität.

Frequenzgenauigkeit

Genauigkeit von Frequenzen und Messbereichen

Genauigkeitsangaben erfolgen in $\unit{\percent}$ (z. B. ${1 \cdot \num{10^{-2}}}$) oder in parts per million ($\qty{1}{\ppm} = {1 \cdot \num{10^{-6}}}$)
Manchmal wird auch direkt in Exponentialschreibweise angegeben, z. B. ${1 \cdot \num{10^{-7}}}$
Die angegebene Genauigkeit wird mit der Frequenz multipliziert, um die mögliche Abweichung von Messwerten oder Anzeigen zu berechnen

AA115: Eine Genauigkeit von 1 ppm bei einer Frequenz von 435 MHz entspricht ...

A: 435 Hz.

B: 43,5 Hz.

C: 4,35 MHz.

D: 4,35 kHz.

Lösungsweg

gegeben: $f = \qty{435}{\mega\hertz}$
gesucht: $\qty{1}{\ppm}$ von $f$

$$\qty{435}{\mega\hertz} \cdot \frac{1}{\num{10^6}} = \frac{435\cdot \qty{\cancel{10^6}}{\hertz}}{\cancel{\num{10^6}}} = \qty{435}{\hertz}$$

AA116: Die Frequenzerzeugung eines Senders hat eine Genauigkeit von 10 ppm. Die digitale Anzeige zeigt eine Sendefrequenz von 14,200.000 MHz an. In welchen Grenzen kann sich die tatsächliche Frequenz bewegen?

A: Zwischen 14,199986 bis 14,200014 MHz

B: Zwischen 14,199990 bis 14,200010 MHz

C: Zwischen 14,198580 bis 14,201420 MHz

D: Zwischen 14,199858 bis 14,200142 MHz

Lösungsweg Teil 1

gegeben: $f = \qty{14,200000}{\mega\hertz}$
gegeben: $\textrm{Abw.} = \qty{10}{\ppm}$
gesucht: $f_\text{min}, f_\text{max}$

$$\begin{split}f_\text{min} &= f\,-\,f \cdot \frac{10}{\num{10^6}}\\ &= \qty{14,2}{\mega\hertz}\,-\,\frac{14,2\cdot \qty{\cancel{10^6}}{\hertz}\cdot 10}{\cancel{\num{10^6}}}\\ &= \qty{14,2}{\mega\hertz}\,-\,\qty{142}{\hertz}\\ &= \qty{14,199858}{\mega\hertz}\end{split}$$

Lösungsweg Teil 2

gegeben: $f = 14,200.\qty{000}{\mega\hertz}$
gegeben: $\textrm{Abw.} = \qty{10}{\ppm}$
gesucht: $f_\text{min}, f_\text{max}$

$$\begin{split}f_\text{max} &= f\,+\,f \cdot \frac{10}{\num{10^6}}\\ &= \qty{14,2}{\mega\hertz}\,+\,\frac{14,2\cdot \qty{\cancel{10^6}}{\hertz}\cdot 10}{\cancel{10^6}}\\ &= \qty{14,2}{\mega\hertz}\,+\,\qty{142}{\hertz}\\ &= \qty{14,200142}{\mega\hertz}\end{split}$$

AI506: Die relative Ungenauigkeit der digitalen Anzeige eines Empfängers beträgt 0,01 %. Um wieviel Hertz kann die angezeigte Frequenz bei 29 MHz maximal abweichen?

A: 290 Hz

B: 29 kHz

C: 29 Hz

D: 2900 Hz

Lösungsweg

gegeben: $f = \qty{29}{\mega\hertz}$
gegeben: $\textrm{Abw.} = \qty{0,01}{\percent}$
gesucht: $\Delta f$

$$\begin{split}\Delta f &= \qty{29}{\mega\hertz} \cdot \qty{0,01}{\percent}\\ &= 29\cdot \qty{\cancel{10^6}}{\hertz} \cdot 100\cdot \cancel{\num{10^{-6}}}\\ &= \qty{2900}{\hertz}\end{split}$$

AI507: Ein TRX mit einem eingebauten OCXO besitzt eine Anzeigegenauigkeit von $±$0,00001 %. Wie groß ist die maximale Abweichung, wenn eine Frequenz von 14100 kHz angezeigt wird?

A: $±$ 114,1 Hz

B: $±$ 0,141 Hz

C: $±$ 1,141 Hz

D: $±$ 1,410 Hz

Lösungsweg

gegeben: $f = \qty{14100}{\kilo\hertz}$
gegeben: $\textrm{Abw.} = \pm\qty{0,00001}{\percent}$
gesucht: $\Delta f$

$$\begin{split}\Delta f &= \qty{14100}{\kilo\hertz} \cdot \qty{0,00001}{\percent}\\ &= 14,1\cdot \qty{\cancel{10^6}}{\hertz} \cdot 0,1\cdot \cancel{\num{10^{-6}}}\\ &= \qty{1,41}{\hertz}\end{split}$$

AI508: Ein Frequenzzähler misst auf $±$1 ppm genau. Ist der Zähler auf den 100 MHz-Bereich eingestellt, so ist am oberen Ende dieses Bereiches eine Ungenauigkeit zu erwarten von ...

A: $±$ 10 Hz.

B: $±$ 1 Hz.

C: $±$ 1 kHz.

D: $±$ 100 Hz.

Lösungsweg

gegeben: $f = \qty{100}{\mega\hertz}$
gegeben: $\textrm{Abw.} = \pm\qty{1}{\ppm}$
gesucht: $\Delta f$

$$\begin{split}\Delta f &= \qty{100}{\mega\hertz} \cdot \frac{1}{\num{10^6}}\\ &= \frac{100\cdot \qty{\cancel{10^6}}{\hertz}}{\cancel{10^6}}\\ &= \qty{100}{\hertz}\end{split}$$

AI509: Mit einem auf 10 ppm genauen digitalen Frequenzzähler wird eine Frequenz von 145 MHz gemessen. In welchem Bereich liegt der vom Zähler angezeigte Frequenzwert?

A: 144,99855 MHz - 145,00145 MHz

B: 144,9971 MHz - 145,0029 MHz

C: 144,999275 MHz - 145,000725 MHz

D: 144,99565 MHz - 145,00435 MHz

Lösungsweg

gegeben: $f = \qty{145}{\mega\hertz}$
gegeben: $\textrm{Abw.} = \qty{10}{\ppm}$
gesucht: $f_\text{min},f_\text{max}$

$$\begin{split}\Delta f &= \qty{145}{\mega\hertz} \cdot \frac{10}{10^6}\\ &= \frac{145\cdot \qty{\cancel{10^6}}{\hertz} \cdot 10}{\cancel{10^6}}\\ &= \qty{1450}{\hertz}\end{split}$$

$$\begin{split}f_\text{min} &= f\,-\,\Delta f\\ &= \qty{145}{\mega\hertz}\,-\,\qty{1450}{\hertz}\\ &= \qty{144,99855}{\mega\hertz}\end{split}$$

$$\begin{split}f_\text{max} &= f\,+\,\Delta f\\ &= \qty{145}{\mega\hertz}\,+\,\qty{1450}{\hertz}\\ &= \qty{145,00145}{\mega\hertz}\end{split}$$

AI510: Ein Transceivers zeigt Frequenzen im 2 m-Band auf 1 ppm genau an. Um wie viel kHz muss die an diesem Transceiver bei SSB-Betrieb (USB) eingestellte Sendefrequenz (Frequenz des unterdrückten Trägers) unterhalb von 144,400 MHz liegen, um das dort beginnende Bakensegment zu schützen, wenn die übertragene NF auf den Bereich 300 Hz bis 2,7 kHz beschränkt ist?

A: 1,42 kHz

B: 2,70 kHz

C: 0,144 kHz

D: 2,844 kHz

Lösungsweg

gegeben: $f = \qty{144,400}{\mega\hertz}$
gegeben: $\textrm{Abw.} = \qty{1}{\ppm}$
gegeben: $f_{B,\text{max}} = \qty{2,7}{\kilo\hertz}$
gesucht: $f_{B,\text{max},\text{Abw}}$

$$\begin{split}\Delta f &= \qty{144,4}{\mega\hertz} \cdot \frac{1}{\num{10^6}}\\ &= \frac{144,4\cdot \qty{\cancel{10^6}}{\hertz}}{\cancel{10^6}}\\ &= \qty{144,4}{\hertz}\end{split}$$

$$\begin{split}f_{B,\text{max},\text{Abw}} &= f_{B,\text{max}} + \Delta f\\ &= \qty{2,7}{\kilo\hertz} + \qty{144,4}{\hertz}\\ &= \qty{2,8444}{\kilo\hertz}\end{split}$$