Grundlegende Schaltungen

Navigationshilfe

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

Navigation

Zwischen den Folien und Abschnitten 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.

Filter und Schwingkreise I

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

Zur Erinnerung

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

Hochpass

Bei niedrigen Frequenzen hat der Kondensator einen sehr hohen Widerstand
Schaltung wirkt wie ein frequenzabhängiger Spannungsteiler
$U_\text{A}$ ist dadurch sehr klein

1) Kurzbeschreibung: Diagramm mit einer horizontalen Achse „f“, einer vertikalen Achse „Leistung“, einer vertikalen Linie im linken Teil der Abbildung und einer Kurve, die von links zunächst entlang der Nulllinie verläuft und dann bis zur vertikalen Linie steil ansteigt und rechts der vertikalen Linie bis zum Ende der horizontalen Linie horizontal verläuft.

2) Ausführliche Beschreibung: Ein Koordinatensystem hat eine horizontale Achse mit der Beschriftung „f“ und eine vertikale Achse mit der Beschriftung „Leistung“. Im linken Teil der Abbildung ist eine gestrichelte vertikale Linie eingezeichnet. Eine Kurve verläuft von links zunächst entlang der Nulllinie und steigt dann bis zur vertikalen Linie steil an. Rechts der vertikalen Linie verläuft sie bis zum Ende der horizontalen Achse horizontal. — Abbildung ES-8.1.1: Filtercharakteristik eines Hochpass

1) Kurzbeschreibung: Schaltplan in rechteckiger Leitungsführung mit zwei horizontalen Leitern und jeweils einem Anschlusspunkt links und rechts; im oberen horizontalen Leiter ein Kondensator; rechts davon Ableitung über einen Widerstand zum unteren horizontalen Leiter; zwischen beiden Anschlusspunkten links ein vertikaler Pfeil nach unten („U_E“), rechts ein vertikaler Pfeil nach unten („U_A“).

2) Ausführliche Beschreibung: Die Abbildung besteht aus einem Schaltplan in rechteckiger Leitungsführung mit zwei horizontalen Leitern und jeweils einem Anschlusspunkt links und rechts. Im oberen horizontalen Leiter ist ein Kondensator eingefügt. Rechts davon gibt es eine Ableitung über einen Widerstand zum unteren horizontalen Leiter. Zwischen beiden Anschlusspunkten links ist ein ein vertikaler Pfeil nach unten („U_E“) eingezeichnet, zwischen den beiden Anschlusspunkten rechts ist ein vertikaler Pfeil nach unten („U_A“) eingezeichnet. — Abbildung ES-8.1.2: Hochpass aus Kondensator und Widerstand

ED202: Wie wird die dargestellte Filtercharakteristik bezeichnet?

A: Tiefpass

B: Hochpass

C: Bandsperre

D: Bandpass

ED211: Was stellt die folgende Schaltung dar?

A: Bandpass

B: Hochpass

C: Sperrkreis

D: Tiefpass

ED212: Was stellt die folgende Schaltung dar?

A: Bandpass

B: Sperrkreis

C: Tiefpass

D: Hochpass

ED213: Welche Schaltung stellt ein Hochpassfilter dar?

Tiefpass

Bei niedrigen Frequenzen hat der Kondensator einen sehr hohen Widerstand
Schaltung wirkt wie ein frequenzabhängiger Spannungsteiler
$U_\text{A}$ ist dadurch sehr groß

1) Kurzbeschreibung: Diagramm mit einer horizontalen Achse „f“, einer vertikalen Achse „Leistung“, einer vertikalen Linie im rechten Teil der Abbildung und einer Kurve, die von links bis zur vertikalen Linie horizontal verläuft, rechts davon steil nach unten abfällt und bis zum Ende der horizontalen Achse auf der Nulllinie verläuft.

2) Ausführliche Beschreibung: Ein Koordinatensystem hat eine horizontale Achse mit der Beschriftung „f“ und eine vertikale Achse mit der Beschriftung „Leistung“. Im rechten Teil der Abbildung ist eine gestrichelte vertikale Linie eingezeichnet. Eine horizontale Kurve verläuft links bis zur vertikalen Linie und fällt rechts davon steil nach unten ab. Am Ende verläuft sie bis zum Ende der horizontalen Achse auf der Nulllinie. — Abbildung ES-8.1.3: Filtercharakteristik eines Tiefpass

ED201: Wie wird die dargestellte Filtercharakteristik bezeichnet?

A: Hochpass

B: Tiefpass

C: Bandsperre

D: Bandpass

ED208: Was stellt die folgende Schaltung dar?

A: Tiefpass

B: Bandpass

C: Hochpass

D: Sperrkreis

ED209: Was stellt die folgende Schaltung dar?

A: Tiefpass

B: Bandpass

C: Sperrkreis

D: Hochpass

ED210: Welche Schaltung könnte für die Tiefpassfilterung in einem Mikrofonverstärker eingesetzt werden?

Serienschwingkreis

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

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

2) Ausführliche Beschreibung: Ein Koordinatensystem hat eine horizontale Achse mit der Beschriftung „f“ und eine vertikale Achse mit der Beschriftung „Z“. In der Mitte gibt es eine schmale, V-förmige Kurve, deren Minimum nahe der Nulllinie liegt. Es sind keine weiteren Beschriftungen oder Maße vorhanden. — Abbildung ES-8.1.5: Impedanzverlauf eines Serienschwingkreis

1) Kurzbeschreibung: Schaltplan mit zwei parallelen horizontalen Leitern. In der Mitte des oberen Leiters zweigt ein vertikaler Leiter mit einem Schaltzeichen für eine Spule und darunter für einen Kondensator ab. Dieser Leiter führt auf den unteren horizontalen Leiter. Beide horizontalen Leiter mit Anschlusspunkten jeweils am Anfang und am Ende. Im linken Teil der Abbildung ein vertikaler Pfeil mit der Beschriftung „U_E“, im rechten Teil ein vertikaler Pfeil mit der Beschriftung „U_A“.

2) Ausführliche Beschreibung: Der Schaltplan besteht aus zwei parallelen horizontalen Leitern. In der Mitte des oberen Leiters zweigt ein vertikaler Leiter mit einem Schaltzeichen bestehend aus vier nach rechts gerichteten Halbbögen (Spule) und darunter mit einem Schaltzeichen bestehend aus zwei horizontalen Strichen (Kondensator) ab. Dieser Leiter führt auf den unteren horizontalen Leiter. Beide horizontalen Leiter haben jeweils am Anfang und am Ende Anschlusspunkte. Im linken Teil der Abbildung ist ein vertikaler Pfeil mit der Beschriftung „U_E“ zu sehen, im rechten Teil ein vertikaler Pfeil mit der Beschriftung „U_A“. — Abbildung ES-8.1.6: Serienschwingkreis aus Kondensator und Spule

ED203: Wie wird die dargestellte Filtercharakteristik bezeichnet?

A: Hochpass

B: Bandpass

C: Tiefpass

D: Bandsperre

ED205: Der im folgenden Bild dargestellte Impedanzfrequenzgang ist typisch für ...

A: eine Induktivität.

B: einen Serienschwingkreis.

C: einen Parallelschwingkreis.

D: eine Kapazität.

ED215: Was stellt die folgende Schaltung dar?

A: Tiefpass

B: Sperrkreis

C: Bandpass

D: Saugkreis

Parallelschwingkreis

Es gibt eine Resonanzfrequenz, bei der der Wechselstromwiderstand (Impedanz) sehr hoch ist
Bandsperre, Sperrkreis

1) Kurzbeschreibung: Diagramm mit einer horizontalen Achse „f“ und einer vertikalen Achse „Z“; in der Mitte eine schmale Kurve mit umgekehrter V-Form, deren Anfang und Ende bis in die Nähe der Nulllinie reichen.

2) Ausführliche Beschreibung: Ein Koordinatensystem hat eine horizontale Achse mit der Beschriftung „f“ und eine vertikale Achse mit der Beschriftung „Z“. In der Mitte gibt es eine schmale Kurve mit umgekehrter V-Form, deren Anfang und Ende bis in die Nähe der Nulllinie reichen. Es sind keine weiteren Beschriftungen oder Maße vorhanden. — Abbildung ES-8.1.7: Impedanzverlauf eines Parallelschwingkreis

1) Kurzbeschreibung: Schaltplan mit zwei parallelen horizontalen Leitern; der obere mit einem Schaltzeichen für eine Spule und parallel dazu für einen Kondensator. Es besteht keine Verbindung zum unteren horizontalen Leiter. Beide horizontalen Leiter mit Anschlusspunkten jeweils am Anfang und am Ende. Im linken Teil der Abbildung ein vertikaler Pfeil mit der Beschriftung „U_E“, im rechten Teil ein vertikaler Pfeil mit der Beschriftung „U_A“.

2) Ausführliche Beschreibung: Der Schaltplan besteht aus zwei parallelen horizontalen Leitern. Der obere Leiter enthält ein Schaltzeichen bestehend aus vier nach oben gerichteten Halbbögen (Spule). Parallel dazu ist ein Leiter mit einem Schaltzeichen bestehend aus zwei vertikalen Strichen (Kondensator) eingezeichnet. Es besteht keine Verbindung zum unteren horizontalen Leiter. Beide horizontalen Leiter haben jeweils am Anfang und am Ende Anschlusspunkte. Im linken Teil der Abbildung ist ein vertikaler Pfeil mit der Beschriftung „U_E“ zu sehen, im rechten Teil ein vertikaler Pfeil mit der Beschriftung „U_A“. — Abbildung ES-8.1.8: Parallelschwingkreis aus Kondensator und Spule

ED204: Wie wird die dargestellte Filtercharakteristik bezeichnet?

A: Bandpass

B: Bandsperre

C: Tiefpass

D: Hochpass

ED206: Der im folgenden Bild dargestellte Impedanzfrequenzgang ist typisch für ...

A: eine Spule.

B: einen Kondensator.

C: einen Serienschwingkreis.

D: einen Parallelschwingkreis.

ED207: Wie verhält sich ein Parallelschwingkreis bei der Resonanzfrequenz?

A: Wie ein Kondensator mit sehr kleiner Kapazität.

B: Wie ein hochohmiger Widerstand.

C: Wie eine Spule mit sehr großer Induktivität.

D: Wie ein niederohmiger Widerstand.

ED214: Was stellt die folgende Schaltung dar?

A: Tiefpass

B: Saugkreis

C: Bandpass

D: Sperrkreis

Kondensatortyp

kein Elektrolyt, da diese nur bei Gleichspannung funktionieren
Keramik- oder Luftkondensatoren können für hohe Frequenzen eingesetzt werden

ED216: Welche Kondensatoren sollen vorzugsweise für HF-Filter verwendet werden?

A: Tantal-Elektrolytkondensatoren

B: Folienkondensatoren

C: Keramik- oder Luftkondensatoren

D: Aluminium-Elektrolytkondensatoren

Oszillatoren

Oszillatoren erzeugen eine Wechselspannung
Es gibt verschiedene Methoden

LC-Oszillator

Schwingungserzeugung mit Spule und Kondensator als Schwingkreis
Ein aufgeladener Kondensator entlädt sich an der Spule
Eine aufgeladene Spule entlädt sich am Kondensator
Je nach Wert der Bauteile in einer bestimmten Frequenz

ED501: Was ist ein LC-Oszillator? Es ist ein Schwingungserzeuger, wobei die Frequenz ...

A: durch einen hochstabilen Quarz bestimmt wird.

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

C: mittels LC-Hochpass gefiltert wird.

D: mittels LC-Tiefpass gefiltert wird.

Temperaturstabilität

Die passiven Bauelemente haben bei veränderlicher Temperatur unterschiedliche Werte

Höhere Frequenz bei kleinerer Kapazität oder Induktivität
Niedrigere Frequenz bei höherer Kapazität oder Induktivität

ED502: Wie verhält sich die Frequenz eines LC-Oszillators, wenn bei zunehmender Temperatur die Kapazität des Kondensators größer wird?

A: Die Frequenz wird niedriger.

B: Die Schwingungen reißen sofort ab.

C: Die Frequenz bleibt stabil.

D: Die Frequenz wird höher.

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

A: Die Schwingungen reißen sofort ab.

B: Die Frequenz bleibt stabil.

C: Die Frequenz wird höher.

D: Die Frequenz wird niedriger.

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

A: Die Schwingungen reißen sofort ab.

B: Die Frequenz wird niedriger.

C: Die Frequenz wird höher.

D: Die Frequenz bleibt stabil.

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

A: Die Frequenz wird höher.

B: Die Frequenz bleibt stabil.

C: Die Frequenz wird niedriger.

D: Die Schwingungen reißen sofort ab.

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

A: Die Amplitude der Oszillatorfrequenz schwankt langsam.

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

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

D: Die Frequenz des Oszillators ändert sich langsam.

Quarz-Oszillator

Schwingungserzeugung mit Quarz (Siliziumdioxid $SiO_2$)
Umgekehrter Piezoelektrischer Effekt an einem Quarzkristall
Quarz wird mit einem (schlechten) LC-Oszillator zum stabilen Schwingen angeregt
Bessere Frequenzstabilität

ED506: Bei einem Quarz-Oszillator handelt es sich um einen Schwingungserzeuger, bei dem die Frequenz ...

A: mittels Quarz-Tiefpass gefiltert wird.

B: durch einen Quarz verstärkt wird.

C: durch einen Quarz bestimmt wird.

D: mittels Quarz-Hochpass gefiltert wird.

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

A: eine bessere Frequenzstabilität aufweisen.

B: keine Oberschwingungen erzeugen.

C: einen größeren Abstimmbereich aufweisen.

D: eine breitere Resonanzkurve haben.

Abstrahlung

Vermeiden
Abschirmung durch Metallgehäuse

EF207: Wie sollte ein Oszillator aufgebaut werden, um unerwünschte Abstrahlungen zu vermeiden?

A: Er sollte niederohmig HF-entkoppelt sein.

B: Die Speisespannung sollte ungesiebt sein.

C: Er sollte nicht abgeschirmt werden.

D: Er sollte durch ein Metallgehäuse abgeschirmt werden.

Frequenzvervielfacher I

Ein Oszillator schwingt nur auf einer Frequenz
Um eine höhere Frequenz zu erhalten, kann diese ganzzahlig vervielfacht werden
Rechts unten im Blockschaltbild ist der Multiplikator

1) Kurzbeschreibung: Blockschaltbild mit Signalfluss von links nach rechts: Oszillator, drei Vervielfacher in Reihe, PA.

2) Ausführliche Beschreibung: Gezeigt ist ein Blockschaltbild aus mehreren, mit einer horizontalen Linie verbundenen Baugruppen. Ganz links befindet sich ein Block mit der Aufschrift „G“, drei wellenförmigen Linien und einem kleinen Rechteck mit je einer Linie darüber und darunter (Oszillator). Es schließt sich ein Block mit einem Schrägstrich und der Aufschrift „f“ (oben links) und „2 f“ (unten rechts) (Frequenzvervielfacher) an. Ein zweiter Frequenzvervielfacher mit der Aufschrift „3 f“ (unten rechts) und ein dritter Frequenzvervielfacher mit der Aufschrift „2 f“ (unten rechts) folgen. Ganz rechts befindet sich ein Block mit einem nach rechts zeigenden Dreieck (Verstärker) und der Beschriftung „PA“. Weitere Beschriftungen sind nicht vorhanden. — Abbildung ES-8.3.1: Frequenzvervielfacher nach einem Oszillator

EF301: Auf welcher Frequenz muss der Quarzoszillator schwingen, damit nach dem Blockschaltbild von der PA die Frequenz 145,200 MHz verstärkt wird?

A: 12,1 MHz

B: 24,2 MHz

C: 36,3 MHz

D: 18,15 MHz

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

A: 3,560 MHz

B: 5,340 MHz

C: 4,272 MHz

D: 7,120 MHz

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

A: 21,06 MHz

B: 28,08 MHz

C: 7,02 MHz

D: 14,04 MHz

Mischer

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

$$f_\text{a1} = f_\text{e1} + f_\text{e2}$$ $$f_\text{a2} = |f_\text{e1} - f_\text{e2}|$$

1) Kurzbeschreibung: Blockschaltbild aus einer Baugruppe mit Signalfluss von links nach rechts: Mischer mit zwei Eingängen und einem Ausgang.

2) Ausführliche Beschreibung: Gezeigt ist ein Blockschaltbild aus einer einzigen Baugruppe und einem Signalfluss von links nach rechts. In der Mitte steht ein Block mit einem diagonalen Kreuz im Kreis (Mischer). Ein Pfeil von links ist mit „21 MHz“ beschriftet, ein Pfeil von unten mit „31,7 MHz“. Ein aus dem Mischer nach rechts zeigender Pfeil ist mit „? MHz“ beschriftet. — Abbildung ES-8.4.1: Mischer mit zwei Eingangsfrequenzen

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

A: 21 MHz und 63,4 MHz

B: 21,4 MHz und 105,4 MHz

C: 42 MHz und 63,4 MHz

D: 10,7 MHz und 52,7 MHz

Lösungsweg

Gegeben: $f_{e1} = \qty{21}{\mega\hertz}$, $f_{e2} = \qty{31,7}{\mega\hertz}$
Lösung:

$$\begin{split}f_{a1} &= \qty{21}{\mega\hertz} + \qty{31,7}{\mega\hertz}\\ &= \qty{52,7}{\mega\hertz}\end{split}$$ $$\begin{split}f_{a2} &= |\qty{21}{\mega\hertz} - \qty{31,7}{\mega\hertz}|\\ &= |\qty{-10,7}{\mega\hertz}|\\ &= \qty{10,7}{\mega\hertz}\end{split}$$

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

A: 45,3 MHz und 88,1 MHz

B: 17,3 MHz und 49,4 MHz

C: 56 MHz und 77,4 MHz

D: 10,7 MHz und 66,7 MHz

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

A: 9 MHz und 69 MHz

B: 9 MHz und 39 MHz

C: 39 MHz und 69 MHz

D: 30 MHz und 39 MHz

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

A: 9 MHz und 281 MHz

B: 127 MHz und 154 MHz

C: 118 MHz und 163 MHz

D: 272 MHz und 290 MHz

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

A: 272 MHz und 290 MHz

B: 127 MHz und 154 MHz

C: 154 MHz und 281 MHz

D: 9 MHz und 281 MHz

Schirmung

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

EF206: Wie sollte eine Mischstufe beschaffen sein, um unerwünschte Abstrahlungen zu vermeiden?

A: Sie sollte nicht geerdet werden.

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

C: Sie sollte niederfrequent entkoppelt werden.

D: Sie sollte gut abgeschirmt sein.

Konverter und Transverter

Konverter

Signale auf einem Frequenzband werden in ein anderes Frequenzband umgesetzt
z. B. wird ein $\qty{2}{\meter}$-Signal im Empfang als ein $\qty{70}{\centi\meter}$-Signal ausgesendet
Signal wird nur in eine Richtung umgewandelt
Im Grunde ein einfacher Mischer

EF504: Was stellt die nachfolgende Schaltung dar?

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Transverter

Beim Transverter funktioniert die Umsetzung in beide Richtungen
Die Umsetzung erfolgt auch hier durch Mischung

EF501: Welche der nachfolgenden Antworten trifft für die Wirkungsweise eines Transverters zu? Ein Transverter setzt...

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

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

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

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

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

A: Durch Rückkopplung

B: Durch Vervielfachung

C: Durch Frequenzteilung

D: Durch Mischung

EF503: Was stellt folgendes Blockschaltbild dar?

A: Einen Transceiver für das 10 m-Band

B: Einen Vorverstärker für das 10 m-Band

C: Einen Empfangskonverter für das 2 m-Band

D: Einen Transverter für das 2 m-Band

Lösungsweg

Frequenz des Generators wird ver-3-facht: $\qty{38,666}{\mega\hertz} \cdot 3 = \qty{116}{\mega\hertz}$

TX Weg

Die $\qtyrange{28}{30}{\mega\hertz}$ vom TRX werden mit $\qty{116}{\mega\hertz}$ gemischt
Das Signal kann $\qtyrange{86}{88}{\mega\hertz}$ oder $\qtyrange{144}{146}{\mega\hertz}$ sein

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Kurzfassung: Blockdiagramm eines Transverters mit Antenne, RX/TX-Umschaltern, HF-Verstärker, RX‑Mischer und TX‑Mischer, einem 38,666‑MHz‑Generator mit Vervielfacher auf 116 MHz, Treiber, PA und einem TRX für 28–30 MHz; Pfeile zeigen den Signalfluss und Text weist auf 144/146 MHz hin.

Detaillierte Beschreibung: Links steht ein Antennensymbol, das über einen zweistufigen Schalter mit den Beschriftungen „RX“ und „TX“ an eine horizontale Leitung gekoppelt ist. In Empfangsrichtung führt die Leitung nach rechts zu einem Dreieckblock mit der Beschriftung „HF“ (Verstärker), dessen Ausgang mit einem quadratischen Block „RX‑Mischer“ (Quadrat mit gekreuztem Kreis) verbunden ist. In der Mitte befindet sich unten ein Block mit der Beschriftung „38,666 MHz“; darin sind ein „G“ und wellenförmige Linien gezeichnet. Rechts davon zeigt ein Pfeil auf einen quadratischen Block mit diagonaler Trennlinie und den Ziffern „1“ (oben) und „3“ (unten). Von diesem Block führt eine senkrechte Leitung mit der Beschriftung „116 MHz“ nach oben zum „RX‑Mischer“ (Pfeil nach oben) und nach unten zum „TX‑Mischer“ (Pfeil nach unten). Unten links steht ein quadratischer Block „TX‑Mischer“ (ebenfalls mit gekreuztem Kreis). Dessen Ausgang führt nach links zu einem Dreieckblock „Treiber“ und weiter nach links zu einem rechteckigen Block „PA“; von dort geht die Leitung zurück Richtung Antennenschalter. Rechts im Bild ist ein kleiner rechteckiger Block „TRX“ mit der Beschriftung „28–30 MHz“ darunter; daneben befindet sich ein weiterer zweistufiger Schalter mit den Beschriftungen „RX“ und „TX“, der den TRX mit der restlichen Schaltung verbindet. Unten rechts steht der Text „TX: 28 MHz + 116 MHz = 144 MHz“ und „30 MHz + 116 MHz = 146 MHz“. Alle Verbindungen sind mit Pfeilen in Signalflussrichtung dargestellt. — Abbildung ES-8.5.1: Transverter im TX-Pfad

RX Weg

Das Antennensignal wird mit $\qty{116}{\mega\hertz}$ gemischt und es kommen $\qtyrange{28}{30}{\mega\hertz}$ raus
Das Antennensignal liegt somit u.a. bei $\qtyrange{144}{146}{\mega\hertz}$
$\rightarrow$ Es ist nur die Antwort mit $\qty{2}{\meter}$ und der Transverter richtig

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Kurzfassung: Blockdiagramm einer Funkanlage mit Antenne, HF-Verstärker, RX- und TX-Mischer, Treiber, PA, einem TRX für 28–30 MHz und einer 116‑MHz‑Zuleitung aus einem Generator „38,666 MHz“ über einen Block „1/3“.

Detailbeschreibung: Links steht ein Antennensymbol, verbunden mit einer Leitung und einem kleinen Umschalter mit den Beschriftungen „RX“ und „TX“. Vom Umschalter führt oben eine Leitung mit Pfeil nach rechts durch einen Block „HF“ (Verstärkersymbol) zu einem Block „RX‑Mischer“ (Quadrat mit Kreis/Kreuz). Rechts davon befindet sich ein weiterer kleiner Umschalter mit den Beschriftungen „RX“ und „TX“, der zu einem rechteckigen Block „TRX“ führt; daneben steht „28–30 MHz“. Rechts oben ist Text: „RX:“ und darunter „144 MHz – 116 MHz = 28 MHz“ sowie „146 MHz – 116 MHz = 30 MHz“. Unten verläuft der Sendezweig vom rechten „RX/TX“-Umschalter nach links in einen Block „TX‑Mischer“ (Quadrat mit Kreis/Kreuz), weiter in „Treiber“ (Verstärkersymbol) und in „PA“, dann zurück zum linken Umschalter und zur Antenne. In der Mitte unten steht ein Block mit der Beschriftung „G“ und einer Sinuslinie; darunter steht „38,666 MHz“. Von dort zeigt ein Pfeil nach rechts zu einem Block mit der Aufschrift „1“ über „3“. Aus diesem Block führt eine senkrechte Leitung, mit „116 MHz“ beschriftet, mit Pfeilen nach oben zum „RX‑Mischer“ und nach unten zum „TX‑Mischer“. Alle Verbindungen sind als Linien mit Pfeilspitzen gezeichnet, die die Signalrichtung anzeigen. — Abbildung ES-8.5.2: Transverter im RX-Pfad

Frequenzstabilität

Konverter und Transverter sollten mit frequenzstabilen Oszillatoren gebaut werden
Weicht die Frequenz ab, ist die Ausgangsfrequenz auch abweichend

Grafik aus vorheriger Frage
Aus $\qty{10}{\mega\hertz}$ werden $\qty{2,256}{\giga\hertz}$, also $\num{225,6}$ Vervielfachung
Statt $\qty{10}{\mega\hertz}$ erzeugt der Oszillator aufgrund eines Fehlers $\qty{10,01}{\mega\hertz}$
$$\qty{10,01}{\mega\hertz} \cdot 225,6 = \qty{2,258256}{\giga\hertz}$$
Mischer: $\qty{144}{\mega\hertz} + \qty{2,258256}{\giga\hertz} = \qty{2,402256}{\giga\hertz} \rightarrow \qty{2,256}{\mega\hertz}$ daneben

1) Kurzbeschreibung: Blockschaltbild aus fünf Baugruppen mit Signalfluss von links nach rechts; im oberen Zweig: Eingang „144 MHz“, Bandpassfilter, Mischer, Bandpassfilter, Ausgang „2,4 GHz“; im unteren Zweig Quarzoszillator „10 MHz“, PLL mit Eingang „Ext. GPSDO“ von unten; PLL mit dem Mischer von unten verbunden; der Eingang am Mischer ist mit „2,256 GHz“ beschriftet.

2) Ausführliche Beschreibung: Gezeigt ist ein Blockschaltbild aus fünf Baugruppen, von denen drei im oberen Zweig und zwei im unteren Zweig jeweils mit einer horizontalen Linie verbunden sind. Der Signalfluss ist von links nach rechts. Oben links gibt es einen mit „144 MHz“ beschrifteten Eingang, rechts davon steht ein Block mit drei Wellenlinien, von denen die obere und die untere durchgestrichen sind (Bandpassfilter). Es folgt ein Block mit einem diagonalen Kreuz (Mischer) und ein weiterer Block mit drei Wellenlinien, von denen die obere und die untere durchgestrichen sind (Bandpassfilter). Nach rechts führt aus dem Block heraus eine Linie zu einem mit „2,4 GHz“ beschrifteten Ausgang. Im unteren Zweig gibt es links einen Block mit der Aufschrift „G“, drei wellenförmigen Linien und einem kleinen Rechteck mit je einer Linie darüber und darunter (Quarzoszillator). Über diesem Block steht „10 MHz“, unterhalb „TCXO“. Der Block ist nach rechts mit einem Block mit der Aufschrift „PLL“ verbunden. Hier gibt es von unten einen Eingang „Ext. GPSDO“. Die PLL ist mit dem Mischer von unten verbunden; der Eingang am Mischer ist mit „2,256 GHz“ beschriftet. — Abbildung ES-8.5.3: Konverter für das $\qty{13}{\centi\meter}$-Band

Verstärker

Mittels Transistoren lassen sich, abhängig von der Art der Schaltung, alle Arten von Signalen (Digital, NF oder HF) verstärken.
Dabei ist die Ausgangsleistung gegenüber der Eingangsleistung größer.
Es ist eine Spannungsquelle notwendig.
Wir haben im Kapitel Transistor schon gesehen, wie das funktioniert.

ED401: Was versteht man in der Elektronik unter Leistungsverstärkung?

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

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

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

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

ED403: Für welchen Zweck werden HF-Leistungsverstärker eingesetzt?

A: Modulation des Sendesignals

B: Filterung des Sendesignals

C: Mischung des Sendesignals

D: Anhebung des Sendesignals

Linearität bedeutet: Eine Verdoppelung des Eingangssignals muss zu einer Verdoppelung des Ausgangssignals führen
Linearitätsabweichungen sind unerwünscht, weil sie zu Frequenzen führen, die im Originalsignal nicht vorhanden sind.
Sie werden im NF-Bereich als Verzerrungen wahrgenommen und im HF-Bereich als Oberwellen

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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 ES-8.6.1: Das Eingangssignal wird verstärkt. Bei Begrenzung durch fehlende Linearität wird das Ausgangssignal verformt.

EF403: Wie ist die Ausgangsstufe eines SSB-Senders aufgebaut?

A: Als linearer Verstärker

B: Als nichtlinearer Verstärker

C: Als Vervielfacher

D: Als Begrenzerverstärker

NF-Verstärker finden im Amateurfunk zum Beispiel bei der Anhebung des Signals für eine Ausgabe im Lautsprecher Anwendung

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1) Kurzfassung: Schaltbild mit einem Transistor, Biasnetzwerk aus Widerständen, zwei Elektrolytkondensatoren, einem Koppelkondensator am Eingang „E“ und einem Lautsprecher zwischen Knoten und der mit „+“ gekennzeichneten Versorgungsschiene.

2) Detaillierte Beschreibung: Rechts sind zwei waagerechte Versorgungsschienen eingezeichnet: oben mit „+“, unten mit „-“, jeweils mit einem offenen Kreis als Anschluss. Verbindungspunkte sind als schwarze Punkte dargestellt. Links befindet sich der Eingang „E“, der über einen in Serie liegenden Kondensator „1 µF“ zu einem Knoten führt. Von diesem Knoten gehen zwei Widerstände ab: nach oben ein „47 kΩ“ zum oberen Versorgungsleiter, nach unten ein „10 kΩ“ zum unteren Versorgungsleiter. In der Mitte steht ein Transistorsymbol im Kreis; der linke Anschluss (Basis) ist mit dem genannten Knoten verbunden, der obere Anschluss führt nach oben zu einem Lautsprechersymbol, das weiter zum oberen Versorgungsleiter geht, und der untere Anschluss (Emitter mit Pfeil) führt nach unten zu einem Knoten. Von diesem unteren Transistorknoten geht ein Widerstand „120 Ω“ nach unten zum „-“‑Leiter; parallel dazu ist rechts ein Elektrolytkondensator „4,7 µF“ eingezeichnet, dessen oberer Anschluss mit „+“ markiert und am unteren Transistorknoten liegt, der untere Anschluss ist mit dem „-“‑Leiter verbunden. Links oben ist zusätzlich ein Elektrolytkondensator „10 µF“ zu sehen; sein oberer Anschluss mit „+“ liegt am oberen Versorgungsleiter, der untere Anschluss führt nach unten und endet an einer kurzen Querlinie. — Abbildung ES-8.6.2: Schaltbild eines NF-Verstärkers

ED402: Worum handelt es sich bei dieser Schaltung?

A: HF-Verstärker

B: NF-Verstärker

C: Tongenerator

D: ZF-Verstärker

Auch bei der Verstärkung des Mikrofonsignals findet man Verstärker
Verstärkung im Bereich von ca. $\qtyrange{300}{3000}{\hertz}$
Die Bandbreite liegt bei $\qty{2,7}{\kilo\hertz}$ oder darunter

1) Kurzbeschreibung: Diagramm mit einer horizontalen Achse „f/kHz“ und einer vertikalen Achse „U_A“. Eine Kurve beginnt links auf der Nulllinie, steigt steil an, geht dann in einen horizontalen Teil über, bevor sie wieder steil zur Nulllinie abfällt; vertikale gestrichelte Linien durch die Punkte, an denen sich die Richtung der Kurve ändert; auf der Nulllinie mit „0,3“ und „3,0“ beschriftet.

2) Ausführliche Beschreibung: Ein Koordinatensystem hat eine horizontale Achse mit der Beschriftung „f/kHz“ und eine vertikale Achse mit der Beschriftung „U_A“. Eine Kurve beginnt links auf der Nulllinie, steigt steil an, geht dann in einen horizontalen Teil über, bevor sie wieder steil zur Nulllinie abfällt. Durch die Punkte, an denen sich die Richtung der Kurve ändert, verlaufen vertikale gestrichelte Linien. Ihre Schnittpunkte mit der Nulllinie sind mit „0,3“ bzw. „3,0“ beschriftet. — Abbildung ES-8.6.3: Typischer Frequenzgang für einen Amateurfunk Mikrofonverstärker

EF307: Welcher Frequenzgang ist am besten für den Mikrofonverstärker eines Sprechfunkgeräts geeignet?

EF308: Über welche Bandbreite sollte der in der Blockschaltung dargestellte NF-Verstärker für eine gute Sprachverständlichkeit mindestens verfügen?

A: ca. 12,5 kHz

B: ca. 1,0 kHz

C: ca. 2,5 kHz

D: ca. 6,0 kHz

Die Stromzufuhr eines Senders sollte neben Stabilität auch einen guten Schutz gegen HF-Einstrahlung haben
Damit verhindert man das Einströmen von Hochfrequenz in das Stromnetz
Mehr dazu im Abschnitt Unerwünschte Ausstrahlungen im Kapitel Sender

EF405: Wie sollte die Stromzufuhr in einem Sender beschaffen sein?

A: Sie sollte über das Leistungsverstärkergehäuse geführt werden.

B: Sie sollte möglichst hochohmig sein.

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

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

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