Von Schwingkreisen ist auf den Seiten des VFO-Magazins oft die Rede. Und kein Fachbuch der Frequenztechnik kommt an der Behandlung des Schwingkreises vorbei. Kein Wunder, denn selbst jede Antenne – ja, jedes Stück Draht stellt einen Schwingkreis bzw. einen Teil eines Schwingkreises dar. Doch an einer leicht verständlichen Darstellung der Zusammenhänge, insbesondere für Nichtelektroniker, mangelt es sehr. Hier soll der Versuch gemacht werden, zunächst das Funktionsprinzip auf eine anschauliche, ja bildliche Weise zu erläutern. Daran schließt sich eine Übersicht über die grundlegenden Schaltungsarten und deren prinzipiellen Unterschiede hinsichtlich ihrer Wirkung an. Diese ermöglichen es, auch komplizierte Schwingkreiskombinationen aus Schaltungen herauslesen und ihre Funktion deuten zu können. Auf die Vielzahl spezieller Kombinationsmöglichkeiten, die in der Frequenztechnik Anwendung finden sowie auf Bauteildimensionierungen soll hier verzichtet werden. Ferner ist hier nur passive Technik beschrieben – die Dimensionierung aktiver Filter, bei denen die Sollfrequenzen durch RC-Rückkopplung an Operationsverstärkern verstärkt oder gedämpft werden, sind . . . → …weiter lesen: Die kleine Schwingkreis – Lehre
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Wesentliche Merkmale zu Preselektoren sind schon im Beitrag des VFO-Magazin „Dimensionierung eines Pi-Filters” beschrieben worden. Ein Pi-Filter sorgt für die Anpassung der Antenne und einer gewissen Selektivität, die gleichzeitig zur Entlastung der Empfängereingangsstufe beiträgt. Letzteres lässt vor Allem den zur Verfügung stehenden Dynamikumfang des Empfängers besser ausschöpfen. Die Frequenzselektion bewirkt, dass weniger des breitbandigen aber ungenutzten Signalangebotes der Antenne zu verarbeiten ist. Dieses übersteuert nämlich oft die Empfangsstufen des Empfängers und führt zu Desensibilisierung, weil die Halbleiter im gesättigten Zustand arbeiten. Mit dem Preselektor sinkt daher trotz der besseren Antennenanpassung (höhere Signalleistung auf der gewünschten Frequenz) die insgesamt zu verarbeitende Signalleistung. Im Ergebnis bietet er einen ruhigeren, störungsärmeren Empfang und dabei eine Steigerung der Empfängerempfindlichkeit. Dieser Effekt macht sich umso bemerkbarer, je geringer der Dynamikumfang des Empfängers ist. Ganz profan gesagt: Der Einsatz eines Preselektors bewirkt umso mehr, je schlechter der Empfänger ist. Vorhaben Die in o.g. . . . → …weiter lesen: Preselektor – Mit wenig Aufwand viel erreichen! Mittlerweile ist das “Überallfernsehen” DVB-T in großen Teilen Deutschlands und auch in Teilen Europas zu empfangen. Das viele potentielle Nutzer jedoch Empfangsprobleme haben, liegt sicherlich auch an oft als ungenügend einzustufenden Antennen, die mit vielen Empfängern ausgeliefert werden. Gezeigt werden soll, wie man mit dem Selbstbau der aus dem WLAN und Amateurfunkbereich bekannten und verbreiteten Doppelquad Antenne diesem Problem entgegenwirken kann. Materialkosten von ein paar Cent für zwei Schweißdrähte aus dem Baumarkt und ein Stück Koaxkabel mit Stecker machen den Selbstbau noch interessanter. Im folgenden sollen die Grundlagen für den Bau geschaffen, eine Idee zum praktischen Aufbau gezeigt und zum experimentieren angeregt werden. DVB-T Frequenzen Grundlage für den Bau der Antennen ist die Wellenlänge (Lambda) der zu empfangenden Frequenzen. Möchte man den gesamten Frequenzbereich empfangen wird man die Antenne idealerweise für die Mittelfrequenz berechnen. Bei Bedarf kann auch eine Antenne für eine spezielle Frequenz oder einen speziellen . . . → …weiter lesen: Einfache Doppelquad für DVB-T im Selbstbau In dem Beitrag „Blei-Akkus, Ladegeräte und ihre Kennlinien” wurden bereits die grundlegenden Eigenschaften von Blei-Säure-Batterien dargestellt. Da die leicht erhältlichen und recht billigen Starterbatterien technisch gesehen nicht optimal für eine Energieversorgung sind, lohnt sich die Betrachtung der verschiedenen Blei-Batterie-Typen. Dies, ergänzt um das Thema „Energiebilanz einer Solarenergieversorgung” sowie einiger Tips dazu soll die Beitragsreihe zur mobilen Stromversorgung abschließen. Starter-Batterie – Versorgungsbatterie Insbesondere ein geringes Stromdargebot aus Solarzellen macht es erforderlich, die kostbare Energie möglichst wenig durch Selbstentladung der Batterie zu verlieren. Und wer schon erlebt hat, dass elektronische Geräte ihren Dienst einstellen, weil nicht mehr 12,8 V, sondern nur noch 12,5 V zur Verfügung stehen, weiß um die Bedeutung einer hohen Batteriespannung und ihrer Konstanz. Starterbatterien sind kompromisslos für die Lieferung kurzzeitiger, sehr hoher Ströme ausgelegt. Sie erreichen dies durch eine sehr große Kontaktfläche zwischen Bleiplatten und dem Elektrolyt. Die Bleiplatten sind dazu stark perforiert. . . . → …weiter lesen: Die autarke Solarenergieversorgung Die Luftfahrt bedient sich zur Überwachung des Luftraumes und Lenkung des Verkehrs einer seit dem zweiten Weltkrieg bekannten Technik: dem Pulsradar. Sein prinzipieller Mangel besteht darin, dass sich mit ihm bewegliche nicht von festen Zielen unterscheiden lassen. Doch auch, wenn die Festziele weitestgehend bekannt und markiert waren, blieb dem Lotsen die schwierige Aufgabe, die beweglichen, nur als Punkt dargestellten Ziele permanent zu verfolgen, um deren Bahn zuordnen zu können. Das später entwickelte Puls-Doppler-Radar konnte wenigstens entweder Geschwindigkeit oder Entfernung eindeutig erfassen. Schließlich finden das CW (Dauerstrich) –Radar sowie das Doppler-CW-Radar Anwendung, welches mittels Phasendifferenzmessung bzw. Frequenzdifferenzmessung auch Geschwindigkeit und Entfernung gleichzeitig erfassen. Erschwerend blieb für den Fluglotsen die Zuordnung der Ziele und die Erfassung der Flughöhe. Es wurde das Sekundärradar entwickelt. Es entstammt dem militärischen System zur Freund-Feind-Erkennung. Dieses aktive System baut auf die bestehenden auf und lässt Flugzeuge ihre Kennung und Flughöhe in Form von Daten aussenden, . . . → …weiter lesen: Sekundär-Radar, Transponder und Mode-S Wer hatte nicht schon den Wunsch, die Anzahl der Steckernetzteile im heimischen Shack zu reduzieren, vielleicht sogar ganze Steckdosenleisten überflüssig werden zu lassen? Sie verschwenden Raum und, wenn sie nicht nach jedem Gebrauch abgeschaltet werden, auch Strom. Eine erste Vorraussetzung wäre mit einem ausreichend kräftigen 12 V-Netzteil gegeben, welches mehrere Geräte gleichzeitig versorgt. Doch viele Verbraucher – und deswegen gibt es ja die Steckernetzteile – benötigen kleinere Betriebsspannungen. Bei genauer Betrachtung beschränken sie sich aber doch auf nur wenige. Bei Weltempfängern, Kassettenrekordern, Aktivantennen und Anpassgeräten sind dies meist 6 V oder 9 V, selten auch 4,5 V und 7,5 V. Wenn also schon ein 12V-Netzteil zur Verfügung steht ist es kein großer Schritt, daraus solche und jede andere Spannungen abzuleiten. Der Aufwand ist gering, unkompliziert und preiswert. Dieser kleine Beitrag beschreibt Spannungsregler nicht in seiner ganzen Bandbreite, weder bezüglich ihrer Anwendungsmöglichkeiten noch in ihrer Typenvielfalt. Er stellt nur . . . → …weiter lesen: Festspannungsregler Zum Betrieb einer Amateurfunkstation abseits des Versorgungsnetzes ist oft eine sogenannte „Akku-Power-Station”, oder wie die Henkelmänner mit Blei-Gel-Akkus mit einer maximalen Kapazität von 5 Ah bis 10 Ah auch heißen, nicht mehr ausreichend. Die Kapazität für den Bedarf von 3 A (Transceiver, Lampe, Tuner etc.) wäre nach drei Stunden erschöpft. Hier wird man sich vielleicht auf einen altbewährten Blei-Säure-Akku besinnen, deren Preis-Leistungsverhältnis (besser: Preis-Kapazitätsverhältnis) ja unschlagbar ist. Und damit spielt man in einer anderen Liga: Die einmalige Aufladung daheim versorgt den Amateur mit Energie für die Nacht oder, je nach Kapazität, das ganze Wochenende. Betrachten wir den Energiebedarf für ein Fieldday von 24h. Die erforderliche Kapazität des Akkus lässt sich individuell mit einer Verbraucherliste abschätzen. Verbraucher Stromaufnahme Betriebsdauer Erforderliche Kap. Überwachungsempfänger -0,5 A 20 h -10,0 Ah Transceiver Empfangsbetrieb -1,0 A 10 h -10,0 Ah Transceiver Sendebetrieb -13,0 A 2,5 h -32,5 Ah Lampe 5 W -0,5 A . . . → …weiter lesen: Blei-Akkus, Ladegeräte und ihre Kennlinien Ziel Im folgenden soll eine kleine Auswahl von Spulen dimensioniert werden, wie sie unter Berücksichtigung sinnvoller Annahmen als Induktivität in Rahmenantennen verwendet werden können. Mit „sinnvollen Annahmen“ soll gemeint sein, dass hier mit typischen Bauteilen im Falle der Kondensatoren sowie praktisch ausführbaren, geometrischen Verhältnissen im Falle der Spule gerechnet wird. Ziel dieses Berichtes ist keine Bauanleitung, sondern eine abschließende Übersicht, aus der herraus schnell die für das gewünschte Frequenzband erforderliche Windungszahl ermittelt werden kann. Dabei soll nicht jeder theoretische und exotische Fall gerechnet werden, womit auch die Übersichtlichkeit und der praktischen Nutzen der Tabelle steigt. Man mag einwenden, dass aber im individuellen Fall andere Bedingungen vorliegen als die hier zu Grunde gelegten. Eben demjenigen sei gesagt, dass keine Berechnung die Ergebnisse liefern kann, die sie vielleicht verspricht, denn die individuellen Umstände, etwa örtliche (Tisch hat Metallrahmen oder nicht) wie auch ein nachgeschalteter Impedanzwandler (räumliche Nähe zur Spule, verschiedener Eingangswiderstand) . . . → …weiter lesen: Die Rahmenantenne – Dimensionierung der Spule als Teil des LC-Resonanzkreises Mit einem Radioteleskop lässt sich tiefer in die Vergangenheit schauen als mit jedem anderen. So ist die für die Kosmologie so wichtige Erkenntnis, dass es eine kosmische Hintergrundstrahlung gibt, allein durch Radioteleskope nachweisbar. Sie ist eine allumgebende und äußerst homogene Strahlungsquelle mit der Temperatur von 2,7K und stellt die absolute Beobachtungsgrenze für unser Weltall dar. Insbesondere die lückenlose Durchmusterung ganzer Himmelsabschnitte gehören zu den besonderen Möglichkeiten der Radioteleskope. Sie geben Aufschluss über die Frühzeit des Universums und dessen Energieverteilung, als Sterne und Galaxien entstanden. Sternentstehungswolken und Galaxien, die optisch nicht bzw. nur äußerlich betrachtet werden können, offenbaren der Radioastronomie durch ihre Radioemissionen röntgenähnliche Einblicke bis in den Kern hinein. Eine bevorzugte Beobachtungsfrequenz ist 1,4 GHz. Hier lässt sich der Wasserstoff außerhalb unserer Atmosphäre nachweisen, der Ursubstanz des Universums. Durch den Dopplereffekt lassen sich Rückschlüsse auf die Bewegung interstellarer Materie ziehen. Die möglichen Empfangsfrequenzen für radioastronomische Beobachtungen ist auf Grund . . . → …weiter lesen: Weltraumempfang – die Radioastronomie Kurzwellenhörern, die beginnen, sich mit diesem Hobby zu beschäftigen, wird die Wahl einer geeigneten Antenne nicht leicht gemacht. Es ist nicht etwa so, dass es zu wenig Literatur über Antennen gäbe, jedoch bezieht sie sich oft auf Sendeantennen oder es wird nicht deutlich genug unterschieden zwischen Sende- und Empfangsantennen, soweit es um die spezifischen Anforderungen geht. Die dort gemachten Ausführungen führen dann oft zur Fehleinschätzung in der Frage: „Welcher Aufwand ist denn nun speziell für Empfangsantennen sinnvoll?“ Hier sollen durch eine Gegenüberstellung der Auswirkungen von Sende- und Empfangsfall eindeutige Aussagen gefunden werden. Dabei hielt ich es für sinnvoll, auch die Empfängereigenschaften zu betrachten, denn sie, so wird sich zeigen, machen einen wesentlichen Unterschied an die Anforderungen an Empfangs- gegenüber Sendeantennen aus. In der Funktechnik haben Antennen eine elementare Bedeutung: Sie stellen die Bindeglieder beidseitig der Freiraumausbreitung von elektromagnetischen Wellen dar. Sie bestimmen in Form und Dimension, wie effektiv Funkwellen . . . → …weiter lesen: Empfangsantenne ist nicht Sendeantenne! |
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