Grundriss der Funktechnik 9783486778236, 9783486778229

Table of contents :
Vorwort zur 25. Auflage
Vorwort zur 20. Auflage
Inhaltsverzeichnis
Funktechnische Schaltzeichen
Abkürzungen
A. Der Gleichstrom und seine Wirkungen
B. Der Wechselstrom und die elektrischen Maschinen
C. Elektrische Schwingungen und Wellen
D. Resonanz
E. Antennen
F. Die Zweipolröhre
G. Drei- und Mehrpolröhren
H. Der Netzanschluß
I. Röhrensender
K. Empfangsgleichrichter
L. Verstärkerschaltungen
M. Empfänger
N. Die Funkortung
O. Der UKW-Rundfunk
Morsezeichen
Alphabetisches Sachregister

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FRANZ

FUCHS

• GRUNDRISS

DER

FUNKTECHNIK

GRUNDRISS DER FUNKTECHNIK IN GEMEINVERSTÄNDLICHER DARSTELLUNG VON

FRANZ FUCHS

25. VERBESSERTE AUFLAGE MIT 351 BILDERN

MÖNCHEN 1950

VERLAG VON

R.OLDENBOURG

Copyright 1950 by R. Oldenbourg München Druck und Buchbinderarbeiten; R. Oldenbourg, Graph. Betriebe G.m.b.H., München

Vorwort zur 25. Auflage Die äußere Form und der Umfang des Buches sind erhalten geblieben. Der Text ist einer gründlichen Durchsicht unterzogen und stellenweise straffer gefaßt, die Abbildungen sind zum größten Teil neu gezeichnet und vermehrt worden. Für die neuere Entwicklung wurde der Platz durch Streichung von überholten Einzelheiten gewonnen. Messender und Braunsche Röhre ergänzen die Empfängerprüfung, die Abschnitte über Mikrophon und Lautsprecher sind dem heutigen Stande der Funktechnik angepaßt, und die Auswertung der Kennlinienfelder der Röhren ist erweitert. Der z. Zt. im Aufbau begriffene U. K. W. Rundfunk (auf Welle 3 m), der gegenüber den bisherigen Sendern und Empfängern eine Reihe neuer technischer Vorgänge anwendet (z. B. die Frequenzmodulation), beanspruchte ein besonderes Kapitel. Damit ist der betrachtete Frequenzbereich abgeschlossen; die noch übrig bleibenden Dezimeter- und Zentimeter-Wellen kommen nur für spezielle — nicht öffentliche Dienste —in Betracht. Ihre Erzeugung beruht auf grundsätzlich anderen physikalischen Vorgängen, deren Beschreibung über den Rahmen eines Grundrisses hinausgeht. Es ist mir eine angenehme Pflicht, Herrn Diplomphysiker K. D i r n a g l für seine mannigfachen wertvollen Anregungen und das Lesen der Korrekturen herzlich zu danken. Mein besonderer Dank gebührt auch dem Verlag, der sich seit nun 35 Jahren auch in schweren Zeiten bemüht hat, das vorliegende Buch bei niedrigem Preis in würdiger Ausstattung herauszubringen. M ü n c h e n im Januar 1950. Franz

Fuchs.

Vorwort zur 20. Auflage Dieses Buch ist vor 21 Jahren aus Vorträgen über Funkentelegraphie entstanden, die ich während des Krieges an Funker und Flieger zu halten hatte. Es wurde als Hilfsbuch zum technischen Unterricht beim Heer und bei der Marine vorzugsweise verwendet. Nach dem Kriege hat es Rundfunkhörern und Funkfreunden zur Einführung in die Funktechnik gedient. Entsprechend der stürmischen Entwicklung der Funktechnik mußte das Buch von Auflage zu Auflage ergänzt und umgearbeitet werden, wodurch mit der Zeit die Übersichtlichkeit etwas litt. Dies veranlaßte mich, die wichtigsten Teile des Buches vollständig neu zu schreiben; andere Kapitel wurden überarbeitet und neu gegliedert. Dem Lehrzwecke des Buches entsprechend wurde die Darstellung grundlegender physikalischer Vorgänge, dem neuesten Stande der Funktechnik entsprechend, vertieft. So wurde die Arbeitsweise der Zwei- und Mehrpolröhren an Hand von Kennlinien und Rechenbeispielen eingehender dargestellt. Die Wirkungsweise des fremderregten Senders, die Schaltungen neuzeitlicher Empfänger und Verstärker, der Röhrenwellenmesser, die Rieht- und Rundstrahlantennen, die neuen Antriebssysteme und Abstrahlvorrichtungen des Lautsprechers, die Funkpeilung sind aufgenommen worden. Trotz der vielfachen Ergänzungen und Erweiterungen ist es durch gründliche Ausmerzung alles Überholten (Funken-, Lichtbogen- und Maschinensender) gelungen, das Buch auf dem alten Umfang zu erhalten. Da der drahtlosen Telephonie neben der Telegraphie ein immer größerer Raum zugemessen werden mußte, war auch eine Änderung des Titels notwendig. Beim Entwurf der vielen neuen Zeichnungen und beim Lesen der Korrekturen wurde ich durch Herrn K a r l D i r n a g l bestens unterstützt, wofür ich ihm auch an dieser Stelle meinen Dank aussprechen möchte. M ü n c h e n , im Februar 1936. Franz Fuchs.

Inhaltsverzeichnis Seite

1. 2. 3. 4. 5. 6.

7. 8. 9. 10. 11. 12.

13.

14. 15.

16. 17.

A. Gleichstrom Spannung Stromstärke Leitungswiderstand Ohmsches Gesetz Schaltung von Elementen. . Stromverzweigung a) Spannungsteiler b) Wheatstonesche Brücke . c) Schaltung von Widerständen Wärmewirkung und elektrische Leistung Chemische Wirkung . . . . Theorie der Ionen und Elektronen Akkumulator a) Blei-Akkumulator . . . . b) Nickel-Eisen-Akkumulator Magnetische Kraftlinien. . . Elektromagnetismus . . . . a) Magnetfeld des Stromes . b) Ablenkung der Magnetnadel c) Stromspule d) Magnetische Feldstärke . Magnetische Induktion . . . a) Ringelektromagnet . . . b) Feldlinien und Induktionslinien c) Magnetisierungskurven . . d) Streuung (Stabelektromagnet) Stromleiter im Magnetfeld . . Induktion a) Grundversuch b) E.M.K, der Induktion . . c) Weitere Induktionsversuche d) Wirbelströme Funkeninduktor Elektrische Meßinstrumente .. a) Dreheiseninstrumente . . b) Drehspulinstrumente . . . c) Hitzdrahtinstrumente . . d) Eichung

15 15 15 16 17 18 18 18 19 19 20 20 21 22 22 23 23 24 24 24 25 25 27 28 28 29 29 30 30 31 31 32 32

18. Selbstinduktion (Induktivität) a) E.M.K, der Selbstinduktion b) Induktionsfreie Wicklung . c) Schaltung von Selbstinduktionen d) Berechnung von Selbstinduktionen e) Messung von Selbstinduktionen

Seite

B. Wechselstrom 19. Erzeugung, Periode, Frequenz, Phase 20. Wechselstrommaschinen . . a) Wechselpoltype b) Gleichpoltype 21. Gleichstrommaschine . . . . 22. Induktiver Widerstand (Drossel) 23. Stromverdrängung 24. Kapazität 25. Kondensatoren a) Aufladung b) Kapazität c) Spannungsfestigkeit . . . d) Schaltung 26. Das elektrische Feld . . . . 27. Kapazitiver Widerstand . . 28. Kapazitätsmessung 29. Induktivität und Kapazität im Wechselstromkreis a) Hintereinander geschaltet b) Parallel geschaltet . . . . 30. Drossel- und Kondensatorketten 31. Transformatoren a) Kern- und Manteltransformator b) Unbelasteter Transformator c) Belasteter Transformator . d) Verluste in Transformatoren und Drosseln . . . . e) Wechselrichter 32. Mikrophon und Telephon . .

33 34 34 34 35

36 38 38 38 39 40 41 42 42 42 42 42 43 43 44 44 45 45 46 47 48 48 49 49 50 50 51

33. Mikrophone zur Sendebesprechung a) Reißmikrophon b) Kondensatormikrophon . c) Richtwirkung d) Bändchenmikrophon . . . e) Piezoelektrisches Mikrophon 34. Lautsprecher-Antriebsysteme a) elektromagnetisch . . . . b) elektrodynamisch . . . . 35. Lautsprecher-Abstrahlvorrichtunge'n a) Großflächenmembran . . b) Schallwand c) Trichterlautsprecher . . . d) Rundstrahler (Pilz) . . .

Seite

52 52 53 53 54 54 55 56 57 58 58 59

C. Elektrische Schwingungen und Wellen 36. Geschlossener Schwingungskreis 37. Nachweis der Schwingungen . 38. Schwingungsdaueru. Frequenz 39. Dämpfung der Schwingungen a) Dämpfungsdekrement und Spulengüte b) Aperiodische Entladung . 40. Verlustquellen a) Stromwärme b) Dielektrische Verluste . . c) Wirbelströme d) Strahlung e) Übergangswiderstände . . 41. Offener Schwingungskreis (Dipol) 42. Elektrische Wellen a) Nachweis b) Frequenz, Wellenlänge und Geschwindigkeit c) Mechanismus der Ausbreitung 43. Grund- u. Oberschwingüngen 44. Verlängerung und Verkürzung der Welle eines Dipols . . . a) Verlängerung durch Endkapazitäten b) Verlängerung durch Spule c) Verkürzung durch Kondensator 45. Spulen im Schwingungskreis . a) Zylinderspulen b) Stetig veränderbare Spulen c) Kapazitätsarme Spulen .

60 61 62

62 63 64 64 65 65 65 65 66 67 67 69

d) Spulen mit schwachem Außenfeld e) Abschirmung f) HF-Kernspulen 46. Kondensatoren im Schwingungskreis a) Feste Kondensatoren . . b) Drehkondensatoren . . . c) Trimmer d) Differentialkondensator . 47. Elektrolytkondensator . . .

72 72 72 73 74 75 75 76

D. Resonanz 48. Mechanische Resonanz . . . a) von Stimmgabeln . . . . b) von Pendeln c) Zerlegung der Schwebung. d) Stoßerregung 49. Elektrische Resonanz in loser Kopplung 50. Kopplungsarten a) induktiv b) galvanisch c) kapazitiv 51. Wellen- oder Frequenzmesser a) Aufbau b) Wellenmesser als Empfänger c) Wellenmesser als Sender . d) Eichung des Wellenmessers 52. Resonanzkurve u. Dämpfungsmessung a) Resonanzkurve b) Dämpfungsmessung . . . c) Halbwertbreite 53. Resonanz in enger Kopplung a) Kopplungswellen . . . . b) Stoßerregung 54. Messung von Kapazität und Induktivität a) durch Zusammenschalten mit bekanntem C oder L b) Fluchtentafel c) Eigenkapazität von Spulen

77 77 78 78 78 79 79 80 80 81 81 82

82 82 82 83 84

84 84 86

E . Antennen 70 70 70 71 71 72

55. Geerdete Antennen . . . . a) Eindrahtantenne . . . . b) T-Antenne c) Schirmantenne . . . . . . d) Reuse e) Behelfsantenne 56. Erdung und Gegengewicht . a) Erdung eines Schiffes . .

87 87 87 88 88 88

9 Seite

Seite

57.

58.

59.

60.

b) Erdung im freien Gelände c) Gegengewicht d) Erdungsschalter e) Abschirmung der Antennenzuleitung Dipolantennen a) Grundschwingung . . . . b) Harmonische Schwingungen c) mit Speiseleitung . . . . d) mit verminderter Steilstrahlung e) im Flugzeug und Luftschiff f ) Erdantennen Richtstrahlantennen . . . . a) Vielfach-Antenne . . . . b) Reflektor-Antenne . . . . c) Richtsenderanlage . . . . Rahmenantenne a) Aufbau b) Richtwirkung Kapazität der Antenne . . .

61. Eigenwelle der Antenne

. .

62. Ausstrahlung d. Sendeantenne a) Effektivhöhe b) Dämpfung c) Widerstand 6Ü. Energieaufnahme der Emplangsantenne 64. Verluste im Zwischenraum . . a) Absorption d. Bodenwellen b) Ausbreitung u. Absorption dei Raumwellen c) Entstehung des Schwunds

89 89 89 90 90 90 91 91 92 93 93 94 94 95 95 96 96 98 98 99 100 101 103 104 106

F. Zweipolröhre 65. Entladung zwischen kalten Polen 108 66. Erklärung d. Entladungsvorganges 109 67. Entladung zwischen einem kalten u. einem glühenden P o l . 111 a) Nachweisd. Anodenstromes 111 b) Emission der Kathode . . 1 1 1 c) Kathodenheizung . . . . 1 1 2 d) Anodenstrom u. - S p a n n u n g 113 e) Emission bei schlechtem Vakuum 114 68. Die Braunsche Röhre . . . a) Aufbau 115 b) Aufzeichnung von Wechselströmen 116 c) Resonanzkurve 116

d) Anodenstrom-Gitterspannungskennlinie 117 e) Magnetisierungskurve . . 118 G. Drei- und Mehrpolröhren 69. Dreipolröhre a) Aufbau b) Stromkreise

120 120

70. Röhrenkennlinien a) Die J^-Z/^-Kennlinie . . . b) Das Ua-Ja-Kennlinienfeld. c) Der Gitterstrom d) Steilheit {S) e) Durchgriff (D) f) Innenwiderstand ( R { ) . . g) Beziehung zwischen S, D und Rt h) Arbeitskennlinien . . . . I. Gleichstromwiderstandslinie I I . Wechselstromwiderstandslinie

121 122 122 123 123 125 125

126 126

71. Röhre als Verstärker . . . . a) Stromverstärkung . . . . 127 b) Spannungsverstärkung . . 128 c) Leistungsverstärkung . . 128 72. Mehrpolröhren a) Anodenrückwirkung . b) Schirmgitter c) Bremsgitter d) Fünfpolröhre e) Sechspolröhre f) Achtpolröhre g) Dreipol-Sechspolröhre h) Stahlröhren . . . . . i) Röhrenbezeichnung .

.

. . .

.130 130 131 131 132 133 .133 .133 .134

H. Netzanschluß 73. Gleichrichter. a) Röhrengleichrichter . . . 135 b) Kupferoxydulgleichrichter 136 c) Selengleichrichter . . . . 137 74. Schaltung der Netzgeräte a) Einwegschaltung . . b) Doppelwegschaltung . c) Siebkette d) Spannungsversorgung Mehrröhrengeräten. .

. . . .138 . .138 138 bei . . 139

75. Heizschaltung der Röhren. . a) Wechselstromheizung . .140 b ) Gleichstromheizung . . . 140 c) Allstromheizung 140

10 Seite

I . Röhrenseuder

76. Röhre als Schwingungserzeuger a) Meißner Rückkopplung . 142 b) Weitere Rückkopplungsschaltungen 144 77. Schwingungssteuerung durch Kristalle a) Schwingender Q u a r z . . . b) Kristallgesteuerte Röhrenschwingungen c) Frequenzkontrolle durch Kristalle d) Frequenzverdopplung . . 78. Schwingungen 1. u. 2. Art

145 146 146 147

. 147

79. Wirkungsgrad d. Röhrensenders a) Energieumformung . . . 149 b) Berechnung d. Wirkungsgrades 150 c) Graphische Veranschaulichung 150 80. Die Schwingungsarten des Senders 81. Modulationsschaltungen . . . a) durch Mikrophon in der Antenne b) Gitterspannungsmodulation c) Gittergleichstrommodulation d) Anodenspannungsmodulation 82. Frequenzmessungen am Sender a) durch Energieentzug . . b) durch Überlagerung mit einem Meßsender . . . . 83. Selbsterregter Telegraphiesender 84. Fremderregter Telephoniesender 85. Quarzgesteuerter Kurzwellensender 86. Rundfunksender

151

154 154 154 154

155 156 158 160 162 163

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89. Audion mit Rückkopplung a) Wirkung der Rückkopplung 170 b) Regelung der Rückkopplung 171 L. Verstärkerschaltungen 90. NF-Verstärker a) Spannungsverstärker . .172 b) Endverstärker 174 c) Gegentaktverstärker . . . 1 7 5 d) B-Verstärker 176 91. HF-Verstärker a) Breitband-Verstärkung . . 177 b) Resonanzverstärkung . .178 c) Trennschärfe und Verstärkungsgrad 179 d) Bandfilter 180 e) Negative Gitterspannung . 181 92. Verzerrung und Entzerrung. a) Frequenzverzerrung . . . 182 b) Form Verzerrung 183 c) Klirrfaktor 184 M. Empfänger 93. Detektorempfänger 185 a) Primärempfänger . . . . 185 b) Sekundärempfänger . . . 1 8 5 94. Empfängerprüfung a) Frequenzbereich 186 b) Empfindlichkeit 187 c) Trennschärfe 187 d) Abstimmanzeigeröhre . .188 95. Einkreis-Zweiröhrenempfänger 189 96. Zweikreis-Dreiröhrenempfänger 97. Überlagerungsempfänger . . a) Telegraphieempfang . . . b) Telephonieempfang . . . 98. Selbsttätige Schwundregelung a) Regelröhre b) Regelschaltung c) Rückwärts- und Vorwärtsregelung

190 191 192 194 195 195

87. Kristalldetektor

166

88. Röhre als Gleichrichter . . . a) Zweipolröhre (Diode) . . b) Anodengleichrichter . . . c) Gittergleichrichter (Audion) d) Röhren Voltmeter . . . .

99. Vierröhrensuper 196 100. Kurzwellenempfänger . . . a) Aufbau 197 b) Bandabstimmung . . . . 197 c) Schaltung 199

167 168 168 169

101. Die Peilanlagen a) Die Seitenbestimmung des Rahmens 201

K . Empfangsgleichrichter

N. Funkortung

11 Seite

b) Der Antenneneffekt . . 202 c) Die Feldverzerrung . . . 202 d) Der Nachteffekt . . . . 203 I. Das Impulsverfahren 203 I I . Die Adcockantenne . 203 102. Die Funkortung mit Rundstrahlern a) Fremdpeilung b) Eigenpeilung

204 204

103. Peilung mit Richtstrahlern . a) auf mittleren Wellen . . 205 b) auf kurzen Wellen

. . . 206

104. Funk-Meßtechnik a) Radar-Verfahren b) Loran-Verfahren

. . . . . . . .

206 208

0 . Der UKW-Rundfunk 105. Die Ausbreitung der UK-Wellen 106. Die Frequenzmodulation (F.M.) a) durch Kondensatormikrophon b) durch Hubröhre . . . . 107. Der UKW-Versuchssender in München 108. Der U K W - E m p f a n g . . . a) Modulationswandler . . b) Begrenzer c) U K W - S u p e r h e t . . . . d) Vorsatzgerät mit Diskriminator

Seite

209

210 211 212 213 213 214 216

Funktechnische Schaltzeichen Galvanisches E l e m e n t

H t -

Differentialkondensator Gleichstrommaschine

Mikrophon

Wechselstrommaschine (Niederfrequenz)

Telephon u . L a u t s p r e c h e r

Wechselstrommaschine (Hochfrequenz)

Detektor

Meßgerät A = Ampere-, V = Voltmeter

Zweipolröhre (Einweggleichrichter)

Fester

1 Drahtwiderstand

Regelbarer J

Fester

J

M M

U

- T Í O T -

1 Nicht1 metallischer R e g e l b a r e r J Widerstand

Dreipolröhre

Induktiontfreier Widerstand

F ü n f p o l r ö h r e (Pentode)

Feste

1 SelbstindukAngezapftej ^nsspule \usschalter Einpoliger | ^V Umschalter

4

— ^ y j j y —

Doppelzweipolröhre (Doppelweggleichrichter)

Kerndrossel Taster

U/WvJ |>VWW|

Kerntra nsformator

Sicherung Glühlampe

U m J fMôïï]

L u f t t r a n s f o r m a tor

Regelb. ind. Kopplung

JrM , _ I _ OL1

i 1 Tb

a fester 1 Kondensator b regelbarer/ Kreuzung] a K reuzung! bVerl bb ii nn dd uu nn gg J/ Leitungen

a Offene b Rahmen

Antenne

Erdantenne

, a E r d u n g (Masse) ! b Gegengewicht

Abkürzungen Formelzeichen U J R q W N Q C e @ § 0 fi L M 77 X / to T d

I v so ist U t negativ, bei abnehmendem Strom /2 < ist U i positiv; die E.M.K, der Selbstinduktion wirkt also stets der Änderung des erzeugenden Stromes entgegen. Die Einheit des SelbstinduktionskoeffizienFuchs, Funktechnik

18. Selbstinduktion (Induktivität) Maßeinheit:- Henry (Ily) 1 Henry (Ily) = 109 cm 1 Millihenry (mlly) = 109 cm 1 Mikrohenry (^H) = 1000 cm 1 cm = 10-® Hv

Sctiheßg Zeit

-

U, = L

ten besitzt eine Spule, in der bei Änderung der Stromstärke um 1 A je s die E.M.K, von 1 V entsteht; sie heißt „ H e n r y " . Neben dieser sehr großen Einheit ist noch die „cm-Selbstinduktion" in Gebrauch. Durch Einbau eines Eisenkerns wird die Induktivität einer Spule entsprechend der Zunahme des Kraftflusses erhöht. b) I n d u k t i o n s f r e i e W i c k l u n g : Soll eine Spule z. B. zur Herstellung eines Normalwiderstandes induktionsfrei werden, so knickt man den Draht in der Mitte und wickelt ihn zweifädig auf. Da Hin- und Rückleitung dann unmittelbar nebeneinander liegen, heben sich die magnetischen Felder auf. Statt dieser „Bifilarwicklung" wird häufig auch die „Mäanderwicklung" verwendet.

Mäanderwicklung

jl

1_

c) S c h a l t u n g von Selbstinduktionen. Schaltet man zwei sich gegenseitig nicht beeinflussende Spulen hintereinander, so addieren sich ihre Induktivitäten; bei Parallelschaltung berechnet sich die Gesamtinduktivität L aus den Teilwerten L1 und L2 nach der Formel:

1

Die Selbstinduktion zweier'gleich großer parallel geschalteter Spulen ist also die Hälfte der Selbstinduktion einer Spule allein. Werden zwei Spulen ineinander gesteckt oder gedreht, so findet keine einfache Addition der Selbstinduktionen statt, sondern man erhält bei gleichem Windungssinn höhere Werte bis zu 0,8 • L x • L2.

Lcm — / '

f2

•

Beispiel: w = 100,

l = 9 cm D = 6 cm

^=1,5; / = 0,77 (Tafel)

d) B e r e c h n u n g von S e l b s t i n d u k t i o n e n . Die Selbstinduktion einer einlagigen Zylinderspule kann ziemlich genau berechnet werden nach der Formel: Hierin bedeutet: / den Formfaktor der Spule, w die Windungszahl, l die Spulenlänge in cm, D den Spulendurchmesser in cm, 7i2 = (3,14) 2 ~ 10.

Der Formfaktor hängt von den Größenverhältnissen der Spule ab und ergibt sich aus nachstehender Kurventafel.

/ f

/

t/

= 308 000 cm

/

/

0,10,2 OJ 0,1 OS 7 2 l O e) M e s s u n g von Selbstinduktionen. Die Vergleichung der Selbstinduktion von Spulen kann ebenso wie die von Widerständen in der Brückenschaltung mit Induktor-Erregung vorgenommen werden. Da indessen die Spulen neben den induktiven auch Ohmsche Widerstände besitzen, so muß man auch deren Einfluß auf die Stromverteilung durch Einschaltung entsprechender Zusatzwiderstände ausgleichen. Die Meßanordnung enthält daher zwei Meßdrähte: den einen AB, um die scheinbaren Widerstände 2 n fL (s. S. 40) der gesuchten und der Normal-Selbstinduktion auszugleichen, und einen zweiten sehr dünnen Meßdraht CD, der zur Ausgleichung der Ohmschen Widerstände der beiden Selbstinduktionen dient. Bei Ausführung der Messung verschiebt man nach Einschalten des Induktors (Schalter S) zunächst den Schiebekontakt Kx auf dem Meßdraht AB, bis der Ton im Telephon schwach wird (erster Kleinstwert), alsdann verschiebt man den Kontakt K2 auf dem Meßdraht CD, bis man einen zweiten, schärferen Kleinstwert des Tones gefunden hat. Es ist d a n n : 3*

0,77 • 10 • 100 2 • 6 2

L, = L

B. Der Wechselstrom und die elektrischen Maschinen 19. Erzeugung des Wechselstromes

///\\yr\ I //lllll 111 1 ; //i i Ii i i i i i i i * i i < ¡mim

witAtWi'

Wird eine Drahtschleife H zwischen den Polen N, S eines Elektromagneten gedreht, so werden die magnetischen Kraftlinien von den zur Drehachse parallelen Drahtstücken a und b geschnitten. Bei gleichmäßiger Drehung nimmt die Zahl der geschnittenen Kraftlinien periodisch zu und ab. Dadurch entsteht an den Enden der Schleife H, welche zu zwei voneinander isolierten Schleifringen m und n führen, eine Induktionsspannung, welche periodisch zu- und abnimmt. Die Spannung besitzt ihren kleinsten Wert, wenn die Schleifenebene senkrecht zu den Kraftlinien steht und die Drahtstücke a und b sich nahezu parallel zu den Kraftlinien bewegen (I und III), ihren größten Wert, wenn sie parallel zu den Kraftlinien steht und die Drahtstücke a und b die Kraftlinien senkrecht durchschneiden (II und IV). Da ferner das Drahtstück a die Kraftlinien auf dem Wege von I nach III von links nach rechts, von III nach I jedoch von rechts nach links durchschneidet, so muß nach Nr. 15 die Induktionsspannung in den Punkten I und III ihre Richtung ändern. Verbindet man die Enden der Schleife durch einen Schließungsdraht, so fließt in demselben ein S t r o m von periodisch veränderlicher Stärke und Richtung (Wechselstrom). Die P e r i o d e T des Wechselstromes ist die Zeit, in der sich ein bestimmter Strom- oder Spannungswert wiederholt. Die Zahl der Perioden in der Sekunde heißt die F r e q u e n z / und wird in „Hertz" gemessen. Dreht sich z. B. die Schleife in dem zweipoligen Magnetfeld zehnmal in der Sekunde herum, so ist die Frequenz / = 10 Hz.

37

Die Zahl der Perioden in In ( = 6,28) s heißt £0 = 2 n f die Kreisfrequenz und wird mit a> bezeichnet. 1 kHz = 1000 Hz Die Frequenzbereiche teilt man ein in: 1 MegaHz = 10« Hz Niederfrequenz (NF) . . . 50...10 000 Hz Mittelfrequenz 10 000...100 000 Hz Hochfrequenz (HF) . . . . über 100 000 Hz. Der gezeichnete Verlauf der Augenblickswerte Eine Periode eines Wechselstromes oder einer Wechselspannung zwischen den positiven und negativen Scheitelwerten Im , Um läßt sich mit dem Oszillographen oder der Braunschen Röhre (s. S. 116) verfolgen. Der effektive Wrert der Stärke I t eines Wechselstromes gibt den Gleichstrom an, der dieselbe „Leistung" z. B. als Widerstandswärme erzeugt wie der Wechselstrom. Er kann ebenso wie die effektive Spannung durch ein Hitzdrahtinstrument oder durch ein Drehspulinstrument mit vorgeschaltetem Gleichrichter gemessen werden. Zwischen den effektiven und Scheitelwerten be'0,7 / „ lett steht die Beziehung: VT Der Phasenunterschied. Verlaufen in Um : 0,7 U„ = Um f2 einem Drahte zwei Wechselströme gleicher Frequenz und erreichen sie ihre Scheitelwerte gleichzeitig, so nennt man sie phasengleich. Die Stromwerte addieren sich zu jeder Zeit. Erreichen die Wechselströme ihre Scheitelwerte zu verschiedener Zeit, so treten Zeitabschnitte ein, wo die Ströme entgegengesetztes Vorzeichen haben und sich schwächen. Sind die Perioden beider Ströme gleich, so erhält man als ihre Summe wieder einen sinusförmigen Wechselstrom, dessen Phase gegen die Phase der Teilströme verschoben ist und der andere Scheitelwerte hat. Man mißt den Phasenunterschied durch den Phasenwinkel l

9kHz

> »-

gegen Rrea ist. Diese Bedingung steht aber mit der für eine möglichst große Spannungsverstärkung im Gegensatz. Man muß daher einen Ausgleich schaffen, indem man die notwendige Trennschärfe mit einer möglichst hohen Verstärkung verbindet. Hiezu muß man mit U n t e r a n p a s s u n g arbeiten, d. h. R( muß größer als Ra sein. Damit man Ra nicht zu verkleinern braucht, arbeitet man mit Röhren von hohem Innenwiderstand, also z. B. mit HF-Fünfpolröhren, für welche R( etwa 2 MQ beträgt. d) D a s B a n d f i l t e r . Beim Telegraphieempfang kann die Resonanzschärfe groß sein, da nur e i n e Frequenz herausgehoben werden soll. Beim Telephonieempfang dagegen sind neben der Grundfrequenz die durch die Modulation entstehenden Seitenfrequenzen (S. 152) zu berücksichtigen. Werden diese bei zu spitzer Resonanzkurve abgeschnitten, so fehlen in der Wiedergabe die hohen Töne; der Klang wird dumpf. Für einen einwandfreien Telephonieempfang sollte daher die Resonanzkurve die Form eines Rechtecks haben, das die Seitenbänder einschließt. Solche Resonanzkurven kann man in großer Näherung erzielen, wenn man zwei auf die Grundfrequenz fr abgestimmte Kreise fest miteinander koppelt. Diese Schaltung ergibt (S. 83) eine Resonanzkurve mit zwei Höckern, die um so weiter auseinanderliegen, je fester die Kopplung ist. Die Flanken der Resonanzkurven fallen um so steiler ab, je geringer die Dämpfung der Kreise ist. Für den Rundfunkenipfang richtet man die Kopplung dieses „Bandfilters" so ein, daß die Bandbreite konstant 9 kHz bleibt. Da nun die induktive Kopplung mit der Frequenz zu-, die kapazitive dagegen abnimmt, so verbindet man beide Kopplungsarten (S. 79 u. 80) so, daß die Gesamtkopplung frequenzunabhängig wird. Die Abstimmung des Bandfilters auf die Sendewelle erfolgt durch die beiden mit e i n e m Drehknopf gleichzeitig betätigten genau gleichen Kondensatoren Cx und C2.

181

Neuerdings werden auch Bandfilter mit regelbarer Bandbreite gebaut. Um einem benachbarten Störsender auszuweichen, macht man das Band schmal, während man bei günstiger Empfangslage das Band breit macht und dadurch die Klangwiedergabe verbessert. Die Bandbreite kann auch selbsttätig durch die Stärke des einfallenden Senders geregelt werden. e) Die n e g a t i v e G i t t e r s p a n n u n g , die bei fast allen Verstärkerschaltungen benötigt wird, gewinnt man in der Regel durch Spannungsabfall an einem vom Anodenstrom durchflossenen sog. Kathodenwiderstand Rk. Das Röhrengitter ist über einen Ableitwiderstand Rg oder über andere für Gleichstrom durchlässige Schaltelemente (Transformatorwicklung, Schwingkreisspule) mit dem geerdeten Chassis verbunden. Die Kathode ist dann um die Spannung Rlt • la höher positiv als 0 und das damit verbundene Gitter, da ja kein Gitterstrom fließt. Für die zu verstärkenden Wechselströme muß Rk durch einen Kondensator C überbrückt werden, da eine an Rk entstehende Wechselspannung der Steuerspannung entgegenwirken würde. Die Größe von C richtet sich nach der zu verstärkenden Frequenz und liegt z. B. im HF-Verstärker bei C = 10000 cm, im NF-Verstärker bei C = 2 ... 50 fiF. Die Erzeugung der Gitterspannung in der Kathodenzuleitung hat die Tendenz, den Anodenstrom selbsttätig zu stabilisieren, da bei zunehmendem Anodenstrom sich die negative Gitterspannung erhöht. Die mannigfachen Umwandlungen der von der Antenne aufgefangenen Hochfrequenzenergie in Schallenergie des Lautsprechers sind von unvermeidlichen Verzerrungen der den Klang zusammensetzenden Schwingungen begleitet. Zur Erzielung einer getreuen Klangwiedergabe müssen diese Verzerrungen möglichst herabgedrückt oder durch besondere Entzerrungsschaltungen ausgeglichen werden. Man unterscheidet Frequenz- und Formverzerrungen :

92. Verzerrung und Entzerrung

a) D i e F r e q u e n z v e r z e r r u n g e n entstehen im H F - V e r s t ä r k e r d a d u r c h , d a ß das d u r c h die Modulation der Trägerwelle erzeugte F r e q u e n z b a n d d u r c h die R e s o n a n z k u r v e eines t r e n n s c h a r f e n A b s t i m m k r e i s e s a n beiden Seiten b e s c h n i t t e n wird u n d d a d u r c h die hohen F r e q u e n z e n u n t e r d r ü c k t w e r d e n . D u r c h V e r w e n d u n g eines B a n d f i l t e r s k a n n die Beschneidung des F r e q u e n z b a n d e s ohne Bee i n t r ä c h t i g u n g der T r e n n s c h ä r f e erheblich verringert werden. I m N F - V e r s t ä r k e r k o m m e n noch weitere Verzerrungen d a d u r c h hinzu, d a ß dessen S c h a l t elemente fast alle linear f r e q u e n z a b h ä n g i g sind. So bietet z. B. die im Anodenkreis liegende W i c k l u n g des K o p p l u n g s t r a n s f o r m a t o r s den t i e f e n F r e q u e n z e n einen geringeren i n d u k t i v e n W i d e r s t a n d wie den h o h e n ; es e n t s t e h e n d a h e r f ü r jene niedrigere E i n g a n g s s p a n n u n g e n wie f ü r die m i t t leren u n d h o h e n F r e q u e n z e n . . A n d e r e r s e i t s besitzen die T r a n s f o r m a t o r w i c k l u n g e n a u c h eine E i g e n k a p a z i t ä t , welche den h o h e n F r e q u e n z e n 10000Hz e i n e n kleineren W i d e r s t a n d bietet u n d d a h e r der Z u n a h m e des i n d u k t i v e n W i d e r s t a n d e s m i t der F r e q u e n z e n t g e g e n w i r k t . Der T r a n s f o r m a t o r verh ä l t sich also ähnlich wie ein Schwingungskreis, dessen Scheinwiderstand m i t der F r e q u e n z bis z u m Resonanzwiderstand zunimmt und darüber hinaus wieder a b n i m m t . I n der W i e d e r g a b e m a c h t sich das F e h l e n der h o h e n F r e q u e n z e n d u r c h U n d e u t l i c h k e i t der Zischl a u t e , das F e h l e n der niederen F r e q u e n z e n d u r c h B e e i n t r ä c h t i g u n g des W o h l k l a n g s u n d der Fülle v o n Sprache u n d Musik geltend. Z u r V e r m e i d u n g dieser Verzerrungen m u ß die F r e q u e n z k u r v e des T r a n s f o r m a t o r s n a c h Möglichkeit rechteckige F o r m h a b e n . Da die Bemessung der T r a n s f o r m a t o r wicklungen hinsichtlich I n d u k t i v i t ä t , B e l a s t b a r keit u n d Ü b e r s e t z u n g s v e r h ä l t n i s n u r f ü r eine bestimmte Verstärkerschaltung und für bestimmte R ö h r e n d a t e n gilt, m u ß die A u s w a h l der T r a n s f o r m a t o r e n n a c h dem V e r w e n d u n g s z w e c k erfolgen.

183

Ein weiteres Mittel zur Aufhebung von Frequenzverzerrungen ist die absichtliche Erzeugung der entgegengesetzten Verzerrung durch vorhandene oder zusätzliche Schaltmittel. Man nennt diese absichtliche Verzerrung E n t z e r r u n g . Als Beispiel einer Entzerrungsschaltung sei hier auf die Tonblende (S. 191) hingewiesen. Deren Wirkung beruht darauf, daß eine aus einem Ohmschen Widerstand und einer Kapazität zusammengesetzte, dem Kopplungs- oder Ausgangstransformator parallel liegende Querverbindung den höheren Frequenzen einen geringeren und den tieferen Frequenzen einen hohen Widerstand entgegensetzt und letztere daher hervorhebt. Die umgekehrte Wirkung, die Hervorhebung der hohen Frequenzen, r u f t eine aus Widerstand und Induktivität zusammengesetzte Querverbindung hervor. b) D i e F o r m v e r z e r r u n g t r i t t auf, wenn bei den Energieumwandlungen im Empfänger der Zusammenhang zwischen Erregung und Wirkung in der Röhre, im Transformator, im Lautsprecher durch eine gekrümmte, also n i c h t l i n e a r e Kennlinie dargestellt ist. Man nennt daher die Formverzerrungen auch n i c h t l i n e a r e Verzerrungen im Gegensatz zu den l i n e a r e n oder Frequenzverzerrungen. Durch zweckmäßige Wahl von Arbeitspunkt und Außenwiderstand kann man die Auswirkung unvermeidlicher Kennlinienkrümmungen auf ein Mindestmaß beschränken. Zur Auswahl der besten Betriebsbedingungen benützt m a n das Ua / a -Kennlinienfeld, in das die Arbeitskennlinie eingezeichnet wird. In nebenstehendem Beispiel ist für die Fünfpolendröhre ALi ein Arbeitspunkt bei 200 V Anodenspannung, 40 mA Anodenstrom und —5,5 V Gittervorspannung angenommen. Die Arbeitskennlinie ist für 50 k i l und für 7 k i i eingezeichnet. Drückt man dem Gitter eine Wechselspannung vom Scheitelwert 4,5 V auf, so schwankt die Gitterspannung zwischen — 1 und —10 V, dies hat im ersten Fall eine Schwankung des Anodenstromes von 30 mA nach oben und von 29 mA nach unten zur Folge, im

kHz 1 2 3 ^ 5 6 7 8 9 10 Hervorheben der hohen Frequenzen

Ja

ai

mv

184

zweiten Fall beträgt die Anodenstromschwankung 48 mA nach oben und 30 mA nach unten, so daß der Anodenwechselstrom erheblich verzerrt ist. Im Transformator können Formverzerrungen entstehen, wenn dessen Aussteuerung über den geradlinigen Teil der Magnetisierungskurve (S. 26) hinaus stattfindet. Da man die nichtlinearen Verzerrungen schwer ausgleichen kann, müssen sie von vornherein vermieden bzw. auf ein kleinstes Maß zurückgeführt werden. c) D e r K l i r r f a k t o r . Um ein Maß der Formverzerrung zu erhalten, geht man davon aus, daß man jede Verzerrung graphisch durch Überlagerung der zweiten oder dritten harmonischen Schwingung erzeugen kann. Die Formverzerrung ist danach gleichbedeutend mit dem Auftreten neuer im ursprünglichen Klang nicht vorhandener Obertöne. Der Verzerrungsgrad oder K l i r r f a k t o r , den man für eine gegebene Arbeitskennlinie konstruieren oder berechnen kann, gibt die Summe der Schwingungsweiten der beigemischten Oberschwingungen in Prozenten der Schwingungsweite der Grundschwingung an. In erster Näherung reicht es aus, nur die zweite oder dritte Oberschwingung zu berücksichtigen. Nebenstehende Kurve würde z. B, einem durch die zweite Harmonische erzeugten Klirrfaktor von 20% entsprechen. Durch Vermeidung jeder Übersteuerung der Röhre, des Transformators und Lautsprechers ist es gelungen, in hochwertigen Geräten den Klirrfaktor auf 1...5% herabzudrücken, indessen kann für gewöhnliche Sprach- und Musikwiedergabe ein Klirrfaktor von rd. 10% hingenommen werden.

M. Empfänger a) D e r P r i m ä r e m p f ä n g e r enthält nur einen auf die Welle des Senders abstimmbaren Schwingungskreis, der aus abstufbarer Spule und Drehkondensator besteht. Der Schwingungskreis kann unmittelbar an die geerdete Antenne gelegt werden, wobei zwei Schaltungen in Betracht kommen: „ S c h a l t u n g l a n g " : Spule und Kondensator liegen parallel und wirken beide verlängernd auf die Antenne. Die Kapazität des Kondensators Ci addiert sich zur Antennenkapazität CA. Die Gesamtkapazität C' ist: „ S c h a l t u n g k u r z " : Spule und Kondensator liegen hintereinander. Die durch die Spule hervorgerufene Verlängerung wird durch den Kondensator aufgehoben; die Antenne wird verkürzt. In diesem Falle sind CA und Cx hintereinander geschaltet. Die Gesamtkapazität C" ist: Zum Empfang eines großen Wellenbereichs baut man bei Telegraphieempfängern häufig einen Schalter zum Übergang von Schaltung „kurz" auf Schaltung „lang" ein. Die Kopplung des Detektorkreises mit dem Schwingkreis kann galvanisch oder induktiv erfolgen. Bei der galvanischen Kopplung zweigt man von einem festen und einem verschiebbaren Kontakt der Spule L A zum Detektor bzw. zum Telephon ab. Der Kopplungsgrad wird durch Verschieben des losen Kontaktes geändert. Bei der induktiven Kopplung wird eine im Detektorkreis liegende Spule Lß der Antennenspule L Ä genähert; durch ihren Abstand und ihre Windungszahlen ist der Kopplungsgrad bestimmt. b) D e r S e k u n d ä r e m p f ä n g e r . Die Schwingungen des Antennenkreises erregen in loser Kopp-

93. Detektorempfänger

Ca

Ca

t rt vr^i

-k zr Lang

Kunz

r.

C'=

C"

CA +

=

cx

CA • C I CA

/K

+

CL

186

Jung zuerst den abstimmbaren, möglichst verlustfrei aufgebauten Zwischenkreis, von diesem aus wird erst der Detektor erregt. Der Zwischenkreis wirkt wie ein zweites wegen seiner geringeren Dämpfung feineres Sieb für die elektrische Welle. Durch verlustfreien Aufbau der Antenne und der Abstimmkreise erstrebt man eine geringe Dämpfung und damit hohe Abstimmschärfe. Sie ist beim Primärempfänger wegen der Strahlungsdämpfung der Antenne nicht hochzutreiben. Eine höhere Abstimmschärfe bietet der S e k u n d ä r e m p f ä n g e r . Die Abstimmung desselben erfolgt so, daß man zuerst unter Ausschaltung des Zwischenkreises (Schalter H auf P, sog. Suchschaltung) den Antennenkreis auf die ankommende Welle abstimmt. Hierauf wird der Zwischenkreis eingeschaltet (Schalter H auf S) und der Kondensator C so lange gestellt, bis im Telephon die Lautstärke am größten ist. Infolge der durch den Zwischenkreis verzehrten Energie wird der Empfang schwächer, jedoch ist die A b s t i m m s c h ä r f e und die Möglichkeit, einem Störer auszuweichen, wesentlich erhöht. Bei enger Kopplung überdeckt die Resonanzkurve der Störwelle diejenige der Empfangswelle; bei loser Kopplung sind die Kurvenscheitel getrennt. 800m 820m enge Kopplung lose Kopplung 94. E m p f ä n g e r p r ü f u n g

ZT 07

S2Z":

XtZZl

+A Audioneinpfänger

Telegraphische Zeichen kann man im Detektorempfänger nur aufnehmen, wenn die Trägerwelle durch einen Ton moduliert ist. Für die Beurteilung und erstmalige Einstellung eines Empfängers ist die Messung des Frequenzbereiches, der Empfindlichkeit und der Trennschärfe erforderlich. a) D e r F r e q u e n z b e r e i c h . Das einfachste Hilfsmittel zur Messung des Frequenzbereichs ist der Absorptionskreis. Die Messung entspricht grundsätzlich der am Sendekreis (S. 155), sie kann daher nur bei Empfängern mit Schwingaudion angewendet werden. Koppelt man den Absorptionskreis II an das Schwingaudion I an, so zeigt sich die Resonanz durch eine deutliche Änderung des die Schwingungen begleitenden Geräusches an, es

187 entsteht ein leiser Knack im Telephon.

A u c h hie-

bei darf m a n nicht zu fest koppeln, da sonst die Schwingungen des Audions ganz aussetzen. m a n so die Frequenzen größten

Wert

des

Indem

für den kleinsten

und

Empfänger-Kondensators

er-

mittelt, erhält m a n den zu Kreis I gehörigen Frequenzbereich. Zur genaueren Eichung eines Empfängers überlagert m a n d e m auf fester Frequenz schwingenden A u d i o n die unmodulierten Schwingungen des Meßsenders (s. S. 156) und dreht den Meßkondensator durch, bis m a n im Lautsprecher einen Schwebungst o n hört und stellt auf die Schwebungslücke ein. Die Einstellung des Empfängers entspricht d a n n der Frequenz des Meßkreises. Z u m Vergleich der Leistungsfähigkeit verschiedener E m p f ä n g e r dienen vor allem Empfindlichkeit und Trennschärfe. b) D i e

Empfindlichkeit.

Als

Empfind-

l i c h k e i t bezeichnet m a n diejenige I I F - S p a n n u n g (Modulationstiefe 30%), die m a n an die Eingangsk l e m m e n des Gerätes legen muß, um eine N F - A u s gangsleistung v o n 50 m W zu erzielen.

Diese Lei-

stung entspricht dem Bedarf eines leisen Zimmerlautsprechers.

Für die Messung ist es bequemer,

die Ausgangsspannung sich

einzustellen,

aus der Leistung N

Außenwiderstand R

deren

und dem

Wert

günstigsten

der Endröhre berechnen läßt.

Für die CL 4 ist z. B.

Ra = 4500 Q

Zur Messung der Empfindlichkeit, z. B. eines Supers, schließt m a n die aus dem Meßsender entn o m m e n e modulierte H F an den auf die gleiche Frequenz a b g e s t i m m t e n Empfänger und dreht das P o t e n t i o m e t e r so weit auf, bis das a m A u s g a n g des

Empfängers

15 V anzeigt. spannung

angeschaltete

Röhrenvoltmeter

Die hiezu erforderliche

Eingangs-

z. B. 20 ¡jlW ist ein Maß der Empfind-

lichkeit. c) D i e T r e n n s c h ä r f e . Trennschärfe

liegt

die

Der B e s t i m m u n g der internationale

Fest-

legung des Frequenzabstandes der R u n d f u n k s e n d e r auf 9 k H z zugrunde. Eine V e r s t i m m u n g des E m p -

a so:

'

^ ~ ^ = 50 • 4,5 =225 U = 15 V

188

fängers um 9 kHz müßte also den Sender völlig zum Verschwinden bringen, in Wirklichkeit wird er jedoch bei genügender Stärke durchschlagen. Man definiert daher Trennschärfe als das Verhältnis K der am Empfängereingang erforderlichen HFSpannungen, die bei genauer Abstimmung und bei 9 kHz Verstimmung die gleiche NF-Ausgangsspannung ergeben. Bevor man die Trennschärfe bestimmt, muß man sämtliche Kreise sowie die Bandfilter mit dem Meßsender abgleichen. Ist dies geschehen, so schließt man an den z. B. auf 600 kHz abgestimmten Empfänger die gleiche Frequenz aus dem Meßsender an und stellt das Potentiometer so ein, daß die Ausgangsspannung 15 V beträgt. Es sei dies z. B. bei 50 ¡¿V der Fall. Hierauf wird der Meßsender um 9 kHz auf 609 kHz verstimmt und dessen Ausgangsspannung soweit erhöht, daß das NF-Voltmeter am unveränderten Empfänger den gleichen Wert anzeigt. Mittelwellenbereich Beträgt die jetzt angelegte HF-Spannung des MeßK Gerät ßV senders 3 mV, so ist die Trennschärfe des Emp_50_ 2 Röhren fängers = 1: 60. Einkreiser 3000 mit Rückkopplung 400 Ve, d) Die A b s t i m m a n z e i g e r ö h r e dient zur 4 Röhren Super 20 Vä 00 Sichtbarmachung der Abstimmung. Sie enthält in ihrer einfachsten Form (AM 2) im oberen Teil eine Braunsche Röhre mit konisch gestaltetem Leuchtschirm L, im unteren Teil eine Dreipolröhre. Das obere Ende der gemeinsamen Kathode K ist von einem Gitter G2 umgeben, das mit der Kathode verbunden ist; es erzeugt eine Raumladung, durch welche die Elektronen verlangsamt werden und die Kathodenbeanspruchung klein gehalten wird. Außerhalb des Gitters stehen an zwei gegenüberliegenden Punkten zwei Stege Sv S2, die mit der Anode A der Dreipolröhre verbunden sind. Durch die Stege wird das Elektronenbündel in zwei Winkeln abgeschattet. Die Ränder der Schattenwinkel werden um so enger zusammengedreht, je höher die Spannung der Stege ist. unscharfe scharfe Abstimmung

Man schließt die Anzeigeröhre so an, daß der Leuchtschirm die volle Spannung erhält, während

Anode und Stege durch den Spannungsabfall an R a eine etwas geringere Spannung erhalten. Die Winkelsteuerung erfolgt indirekt durch das Steuergitter der Dreipolröhre, indem man ihm die negative von der Diode abgenommene Regelspannung zuführt. Je höher die aufgefangene HF-Spannung ist, desto tiefer sinkt die Regelspannung ins Negative. Damit sinkt der Spannungsabfall am Anodenwiderstand Ra, die Anodenspannung steigt, die Ränder werden zusammengezogen bis auf einen Winkel von 30°. Das „magische Auge" leuchtet auf und zeigt die Abstimmung an. Eine Verbesserung der AM2 stellt die EMU dar, welche zwei Abstimmbereiche für schwache und starke Sender enthält. D e r E i n k r e i s - Z w e i r ö h r e n e m p f ä n g e r baut sich aus einem rückgekoppelten Audion und einer durch Transformator angekoppelten Fünfpol-Endstufe auf. Die Antenne ist über einen Sperrkreis I an die Kopplungsspule La angeschlossen. Durch Abstufung der Spule wird die Kopplung mit dem Schwingungskreis II geändert und damit die Lautstärke und Trennschärfe eingestellt. Der Sperrkreis dient zur Abhaltung eines Störers, z. B. des Ortssenders. Er wird auf die Störwelle eingestellt und setzt ihr dann einen hohen Resonanzwiderstand entgegen. Die benachbarten Wellen, insbesondere die gesuchte Sendewelle, gehen hingegen ungehindert durch. Die Abstimmung des Empfängers erfolgt am Kondensator C2, die Regelung der Rückkopplung durch Verstellen des Kondensators Cs. Über den Kopplungstransformator Tr (ö = l : 6 ) gelangen die NF-Spannungen an das Steuergitter der Fünfpolendröhre, deren Schirmgitter die gleiche Spannung wie die Anode erhält. Der Lautsprecher liegt im Anodenkreis der Endröhre. Die Empfindlichkeit des Einkreisempfängers, das ist die zur Erzielung einer Ausgangsleistung von 50 mW (leiser Lautsprecher) erforderliche Eingangsspannung, beträgt 100...200 //V. Verbreitete

95. Der Einkreis-Zweiröhrenempfänger

Einkreiser waren der sog. Volksempfänger und der Deutsche Kleinempfänger ( D K E ) . 96. Der Zweikreis-Dreiröhrenempfänger

Der

Zweikreis-Dreiröhrenempfänger

setzt sich in unserm Beispiel aus einem abgestimmten HF-Verstärker, einem Anodengleichrichter und einem Endverstärker zusammen.

1. D e r I I F - V e r s t ä r k e r . Die Antenne ist über einen Differentialkondensator Ca, durch welchen die Lautstärke geregelt werden kann, mit der Spule des ersten Abstimmkreises I kapazitiv gekoppelt. Zur HF-Verstärkung dient eine Schirmgitterröhre, die über den Spannungsteiler Sp die Schirmgitterspannung erhält. 2. D e r A n o d e n g l e i c h r i c h t e r . Die verstärkten HF-Schwingungen werden in Drosselkopplung auf den Abstimmkreis II des Anodengleichrichters übertragen. Die für die Anodengleichrichtung erforderliche negative Gittervorspannung wird durch den Spannungsabfall an dem in der Kathodenzuleitung liegenden Widerstand R erzeugt. 3. D e r E n d v e r s t ä r k e r . Die an den Enden des Anodenwiderstandes R1 entstehenden niederfrequenten Spannungsschwankungen gelangen in Widerstand-Kondensatorkopplung an das Steuergitter der Fünfpolendröhre. Der Lautsprecher ist an einen im Anodenkreis liegenden Ausgangsübertrager angeschlossen.

191 4. D i e

Tonblende

Lautsprecher

parallel

besteht

aus einem

liegenden

festen

dem

Konden-

s a t o r C ( 2 0 0 0 0 cm) m i t v o r g e s c h a l t e t e m r e g e l b a r e n H o c h o h m w i d e r s t a n d i? 2 (30000 Q ) . J e k l e i n e r d e r W i d e r s t a n d , u m so m e h r fließen die h o h e n

Fre-

q u e n z e n , w e l c h e bei S t ö r u n g e n ü b e r w i e g e n ,

ab.

5. D i e

Beruhigungskondensatoren.

In-

folge d e r A b z w e i g u n g d e r G l e i c h s p a n n u n g e n f ü r die Anoden u n d Gitter der positiven bzw. negativen S a m m e l s c h i e n e k ö n n e n sich die a n einer Stelle d e r Schaltung entstehenden

Spannungsschwankungen

auf alle R ö h r e n ü b e r t r a g e n . stehenden unerwünschten

U m die h i e d u r c h e n t K o p p l u n g e n zu

unter-

d r ü c k e n , legt m a n die E n d p u n k t e d e r W i d e r s t ä n d e , an

welchen

Spannungsschwankungen

ü b e r K o n d e n s a t o r e n Cü = 0,1...20 jiF e r d e t e Chassis.

auftreten, a n d a s ge-

Die E m p f i n d l i c h k e i t des

Gerätes

b e t r ä g t 20...50 fxN. a) T e l e g r a p h i e e m p f a n g . rungsempfang Wellen

ungedämpfter

kommt

kommenden

dadurch

Der und

zustande,

Überlage-

unmodulierter daß

der

an-

97. Überlagerungsempfänger (Superheterodyne)

F r e q u e n z a eine i m E m p f ä n g e r er-

zeugte Hilfsfrequenz b überlagert wird.

Beträgt

z. B. die E m p f a n g s f r e q u e n z 600 k H z (A = 500 m) u n d ist die H i l f s f r e q u e n z u m 1000 S c h w i n g u n g e n h ö h e r o d e r niedriger, also 601 o d e r 599 k H z , so entstehen nach

1000 S c h w e b u n g e n je S e k u n d e c, die

Gleichrichtung durch

einen D e t e k t o r

oder

ein A u d i o n i m T e l e p h o n als T o n d g e h ö r t w e r d e n . Verändert frequenz

man die

bei

gleichbleibender

H i l f s f r e q u e n z , so

Empfangs-

ändert

Schwebungszahl und damit der Ton.

sich Man

die kann

d a h e r die T o n h ö h e d e r Morsezeichen a m E m p f ä n g e r beliebig einstellen u n d d a d u r c h e i n e m S t ö r e r a u s weichen. G e l a n g t m a n bei d e r A b s t i m m u n g m i t d e r Hilfsf r e q u e n z in die N ä h e d e r E m p f a n g s f r e q u e n z , so h ö r t m a n z u e r s t e i n e n s e h r h o h e n T o n , d e r bei weiterer Näherung

der Frequenzen immer tiefer

w i r d , bis er a n d e r u n t e r e n W i e d e r g a b e g r e n z e des T e l e p h o n s (50 S c h w e b u n g e n j e Sek.) v e r s c h w i n d e t . Nach

einer s c h m a l e n

Schwebungslücke

setzt

er

A/YYYA

m

192

¡\ 1 '

!

Schwebungszah/ I ttörbarkeits-

??

\ \

\

c

/ !

21H8 502 128

i 32

/

/

/

1 1 1

\ Unfere \ £ ISjHörbarkerts| i \ j grenze 11 i \ / i \J i i i i i i 11 ' I I I I I i 1 ¿6° Kondensatorgrade -

beim Weiterdrehen des Hilfskreiskondensators wieder tief ein und steigt bis zur oberen Wiedergabegrenze (8000 Schwebungen je Sek.) an, worauf die Schwebungen unhörbar werden. Zur Erzeugung der Hilfsschwingungen dient das rückgekoppelte Audion oder ein besonderer Röhren-Schwingungskreis (Überlagerer). b) T e l e p h o n i e e m p f a n g . Man überträgt die Modulation des hochfrequenten Trägers (z. B. = 500 m, f e = 600 kHz) vor ihrem Eintritt in den Hochfrequenzverstärker auf eine längere, feste Zwischenfrequenz, z. B. Xz = 3000 m, f z = 1 0 0 kHz, die man durch einen auf die Zwischenfrequenz scharf abgestimmten Verstärker — den Zwischenfrequenzverstärker — einwandfrei verstärken kann.

Mischstufe

f z - I.Audion f a - f e Zf.Verst.

fz

¿Audion u. Verstärker

NF

NF Verstärkerr i Ö

Oszillator

S c h a l t u n g u n d W i r k u n g s w e i s e . Der Antennenkreis L a C a wird durch den Kondensator C a auf die Empfangsfrequenz f e abgestimmt. Die aufgefangene Energie wird der Mischstufe zugeführt. Auf diese wirkt gleichzeitig die Oszillatorfrequenz des Überlagerers f ü , welche durch den mit dem Empfangskondensator mechanisch gekoppelten Kondensator C u so eingestellt wird, daß sie in unserm Beispiel stets um 100 kHz höher ist wie die Empfangsfrequenz. In der Mischstufe setzt sich die modulierte hochfrequente Trägerfrequenz f e und die Oszillatorfrequenz f ü zu Schwebungen von der Z w i s c h e n f r e q u e n z f z zusammen. Ihre Amplitude nimmt

193

nach der Tonmodulation zu und ab. Die in den Schwebungen noch enthaltenen hochfrequenten Trägerschwingungen werden durch den Anodenkreis fe der Mischstufe, der auf die Zwischenfrequenz abgestimmt ist, herausgesiebt, so daß die Modulation nur noch von der Zwischenfrequenz getragen wird. Die modulierte Zwischenfrequenz wird in einem zweiten Audion gleichgerichtet und verstärkt. Die gewonnene NF-Tonmodulation wird entweder direkt oder über einen NF-Verstärker im Telephon oder Lautsprecher wahrnehmbar gemacht. Die E r h ö h u n g der T r e n n s c h ä r f e des G e r ä t e s . Der Unterschied der Trägerfrequenzen zweier nebeneinander liegender Rundfunksender beträgt 9 k H z ; für eine Trägerfrequenz von 600 kHz ist also der für Trennschärfe maßgebende prozentuale Frequenzabstand l 1 / 2 % . Übersetzt m a n die Rundfunksendungen auf die Zwischenfrequenz, so bleibt zwar der Frequenzabstand benachbarter Sender erhalten, er wirkt sich aber in bezug auf die Zwischenfrequenz prozentual höher aus. Ist diese z. R. 100 kHz, so hat die Störfrequenz gegen die Empfangsfrequenz einen Unterschied von 9 % , d. h. die Trennschärfe ist 6mal höher wie beim Geradeausempfang. Allgemein wird die Trennschärfe des Überlagerungsempfängers um so höher, je niedriger die Zwischenfrequenz ist. Andererseits darf die Zwischenfrequenz nicht zu klein sein wegen der Abhaltung der S p i e g e l f r e q u e n z , die im Abstände der Zwischenfrequenz auf der andern Seite der Oszillatorfrequenz gelegen ist. Empfängt man z. B. die Frequenz 750 kHz (X = 400 m), so muß die Oszillatorfrequenz auf 850 kHz eingestellt werden, falls die Zwischenfrequenz 100 kHz betragen soll. Die gleiche Zwischenfrequenz würde aber auch durch Überlagerung der Oszillatorfrequenz mit der um 100 k H z höheren Frequenz (950 kHz) entstehen. Das Eindringen dieser „ S p i e g e l f r e q u e n z " würde den E m p f a n g stören und das muß daher durch13

Fuchs,

Funktechnik

750 kllz- E m p f ä n g e r frequenz 850 kllz- -Oszillatorfrequenz 950 kHz- -Spiegelfrequenz

sorgfältige Aussiebung vor der Überlagerung verhindert werden. Es gelingt um so leichter, je größer der Abstand der Empfangsfrequenz von der Spiegelfrequenz ist. Da dieser gleich ist der doppelten Zwischenfrequenz (200 kHz), ist es vorteilhaft, sie nicht zu niedrig zu nehmen. Für Geräte mit mehrkreisiger Vorselektion kann man mit der Zwischenfrequenz bis auf 140 kHz, für Geräte mit weniger hoher Vorselektion auf 442 oder 468 kHz hinaufgehen. Die Transponierung der zu empfangenden verschiedenen Frequenzen auf eine einzige feste ZF bringt noch den Vorteil mit sich, daß man mehrere Abstimmkreise und Verstärkerstufen zur Erreichung großer Trennschärfe und Empfindlichkeit mit geringem Aufwand anordnen kann. Bei der Erhöhung der Trennschärfe muß man darauf achten, daß nicht durch Beschneidung der Seitenbänder die Wiedergabequalität zu sehr beeinträchtigt wird. Höchste Trennschärfe bei gleichmäßiger Wiedergabe des ganzen Tonfrequenzbandes erzielt man durch Zusammenschaltung der Abstimmkreise zu Bandfiltern (s. S. 180). Die selbsttätige Schwundregelung

Das Absinken oder Ansteigen der Lautstärke durch die Schwundwirkung (S. 106) geht meist so plötzlich vor sich, daß man mit einer Lautstärkeregelung von Hand nicht mitkommt. Die neuzeitlichen Mehrkreis- und Überlagerungsempfänger sind daher mit einer s e l b s t t ä t i g wirkenden Schwundregelung ausgestattet. Diese beruht auf der Änderung der Gittervorspannung und damit des Verstärkungsgrades einer Kegelröhre. a) Die R e g e l r ö h r e ist eine Schirmgitterröhre, deren Steuergitter aus einer eng- und einer weitgewickelten Hälfte besteht. Diese Anordnung wirkt wie zwei parallel arbeitende Röhren, von welchen die mit engem Gitter eine Kennlinie mit großer, diejenige mit weitem Gitter eine solche mit geringer Steilheit hervorrufen würde. Durch das Zusammenwirken beider Röhren entsteht eine

195

Kennlinie, deren Steilheit auf einer Exponentialkurve mit zunehmender negativer Gittervorspannung abnimmt. Man kann daher durch eine solche Röhre, je nach der angelegten Gittervorspannung, eine verschieden hohe Verstärkung erzielen. In ähnlicher Weise läßt sich zur Schwundregelung die S e c h s p o l r ö h r e verwenden. b) Die R e g e l s c h a l t u n g . Die auf den Gitterkreis II wirkende HF-Energie erzeugt nach Gleichrichtung an der Zweipolröhre am Widerstand R3 eine mit der Stärke der einfallenden HF zunehmende negative Gleichspannung. Diese wird über die Widerstände R2 = 2 MQ und R1 = 0,5 MQ dem Gitter der R e g e l r ö h r e zugeführt. Nimmt die HF-Energie zu, so wandert der Arbeitspunkt ins Negative und drosselt die HF-Verstärkung selbsttätig ab und umgekehrt. Die der Gleichspannung überlagerte, durch die Tonmodulation hervorgerufene NF-Spannung gelangt zum größten Teil über den Kondensator CA an das Gitter der Verstärkerröhre. Der über R2 tretende Rest der NF fließt über den Kondensator C (0,5 /J,F) zur Erde ab. Die selbsttätige Regelung setzt eine sehr große Verstärkung und einen ausreichenden Kraftvorrat des Gerätes voraus, damit auch schwache Sender schwundfrei zu empfangen sind. Es können dadurch z. B. Sender mit einer Antennenspannung von 100 fiV bis 1 V gleich stark gehört werden, während erst bei schwächeren Eingangsspannungen die Lautstärke abfällt. c) R ü c k w ä r t s - und V o r w ä r t s r e g e l u n g . Da hiebei die am Empfangsgleichrichter gewonnene Regelspannung zu den vorhergehenden Stufen zurückgeleitet wird, bezeichnet man diese Regelungsart als Rückwärtsregelung. Eine vollständige Beseitigung der Lautstärkeschwankung ist auf diese Wreise nicht möglich. Zum Ausgleich der am Gleichrichter verbleibenden HF-Spannungsschwankungen muß man auch eine NF-Verstärkerstufe mit einer Regelröhre ausrüsten und in die Regelung einbeziehen (Vorwärtsregelung). 13a

Fuchs,

Funktechnik

196

99. Vierröhren-Super

Die Schaltung enthält folgende vier Stufen: 1. Die M i s c h s t u f e . Die nicht abstimmbare Antenne ist mit einer Kopplungsspule mit dem abgestimmten Empfangskreis I induktiv gekoppelt. Der Empfangskreis ist an das Steuergitter 3 der A c h t p o l r ö h r e (S. 133) angeschlossen. Am Steuergitter 1 liegt der Oszillatorkreis II, an dem als Hilfsanode dienenden Gitter 2 die Rückkopplungsspule Lv Durch das zwischen Steuergitter 2 und 3 liegende Schirmgitter wird der Übergang der Oszillatorschwingung auf den Empfangskreis I und auf die Antenne verhindert. An der Anode nimmt man die durch Überlagerung in der Röhre entstandene Zwischenfrequenz ZF ab. 2. Die Z w i s c h e n f r e q u e n z s t u f e . Die ZF gelangt über das Bandfilter BF1 an das Gitter 1 der Fünfpolröhre (Schwundregelröhre). Da das Bandfilter auf die ZF abgestimmt ist, überträgt es nur diese, während die ursprünglich beigemischte HF über Cr zur Erde abgeleitet wird. Dem Gitter 1 der Fünfpol-Regelröhre sowie dem Gitter 3 der Mischröhre wird die zum selbsttätigen Ausgleich des Schwundes dienende Regelspannung zugeführt. Das Schirmgitter 2 erhält über den Widerstand R3 eine positive Vorspannung. 3. Die G l e i c h r i c h t e r - und V e r s t ä r k e r s t u f e . Die verstärkte Zwischenfrequenz wird nach scharfer Siebung durch ein zweites Bandfilter BF 2 in der Zweipolröhre (Diode) gleichgerichtet. Die an der Anode erzeugten NF-Spannungen gehen über den Kondensator C 2 , die HF-Drossel D und den Kondensator C3 an das Gitter der Dreipolröhre, wo sie weiter verstärkt werden. Die mit

der Z u- und Abnahme der einfallenden HF-Energie schwankende Anodengleichspannung muß, da ihr der Weg über den Kondensator C2 gesperrt ist, über den Widerstand (0,1 MD) als Regelspannung an das Gitter der Zwischenfrequenzstufe gehen (Schwundausgleich). In gleicher Weise wird die Verstärkung in der Mischstufe geregelt. Die Lautstärkeregelung von Hand geschieht durch Veränderung der Ruhegitterspannung der Regelröhre durch den Widerstand R2 . 4. Die E n d s t u f e . Die verstärkten NF-Spannungen gelangen schließlich über eine Widerstandskopplung an das Steuergitter der Fünfpolendröhre. Diese gibt ihre Endleistung durch einen Übertrager an den Lautsprecher ab. Für den Empfang von Kurzwellen (10...100 m) können grundsätzlich die gleichen Schaltungen wie für den Empfang der Rundfunkwellen angewendet werden, wenn man beim Aufbau die bei hohen Frequenzen gebotenen Maßnahmen zur Kleinhaltung der Verluste und zur Vermeidung unerwünschter Kopplungen berücksichtigt. a) D e r A u f b a u des Schwingungskreises muß mit verlustarmen, für die verschiedenen Wellenbereiche auswechselbaren Spulen und Kondensatoren, die möglichst mit keramischen Stoffen isoliert sind, erfolgen. Alle Streukopplungen müssen durch sorgfältige und kurze Leitungsverlegung, Abschirmung und Erdung vermieden werden. Selbst die Widerstände müssen zur Vermeidung von Kopplungen an kritischen Stellen induktionsfrei und kapazitätsarm ausgeführt sein. Bei Netzanschluß ist eine besonders sorgfältige Siebung der dem Audion zugeführten Anodenspannung erforderlich. Als Röhren verwendet man zweckmäßig solche großer Kennliniensteilheit und kleiner Innenkapazitäten, also Schirmgitterröhren für die HF-Verstärkung und das Audion, Fünfpolendröhren für die Endstufe. b) Die B a n d a b s t i m m u n g . Zur Abstimmung eines Kurzwellenempfängers muß der Drehkondensator viel feiner einstellbar sein wie bei 13 a*

100. Der Kurzwellenempfänger

198

einem Rundfunkempfänger, da die Wellen der einzelnen KW-Sender viel dichter nebeneinander liegen. Dem Rundfunkwellenbereich von 200...600m entspricht ein Frequenzbereich von 1500...500 kHz;' in diesem Frequenzband von 1000 kHz haben bei einem Frequenzabstand von 9 kHz 110 Telephoniesender Platz; da Telegraphiesender nur den halben Frequenzabstand erfordern, kann auf dem 15000kHz gleichen Frequenzband die doppelte Zahl von Tele20,0 m 10 20 30 W SO SO 70 80 90100° graphiesendern untergebracht werden. Hingegen entspricht dem Kurzwellenbereich von 20...60 m ein Frequenzbereich von 15000...5000 kHz, also ein Band von 10000 kHz, auf welches man die zehnfache Zahl von Sendern verteilen kann.

13Q50kHz 23,1m

Würde man nun den Kondensator (10...50 cm) eines für die Welle von 20 m berechneten Schwingungskreises durchdrehen, so würden auf den Teilstrich der Skala 5...10 Stationen kommen, die man selbst bei Feineinstellung des Antriebs nicht mehr einstellen kann. Um die Stationen weiter auseinander zu legen, wendet man die Bandabstimmung an, indem man zum Drehkondensator C1 einen Festkondensator C2 parallel schaltet. Bezeichnet man die Anfangs- und Endkapazität des Drehkondensators mit Ca und Ce, dann ist nach der Wellenformel (S. 67) das Verhältnis der mit einer festen Induktivität L erzeugten Anfangs- und Endwellen: A.

r

für: C0, = 10 cm, C1 Ce = 50 cm . , \ ist j a -c

/T

1

r Ö

Ca

c.

110 150 (/ 1.36

l.o6 1.153

= 20 • 1.153 = 23.1 m

Ist also die Anfangswelle 20 m, so entspricht in nebenstehendem Beispiel der Endstellung des Kondensators die Welle 44 m; eine Abstimmung der Welle auf Zentimetergenauigkeit ist nicht möglich. Legt man indessen dem Drehkondensator einen Festkondensator von 100 cm parallel, so ist das Verhältnis der Kapazitäten: und das Verhältnis der Wellen: Hat man den Schwingungskreis durch entsprechende Verkleinerung von L auf die gleiche Anfangswelle von 20 m gebracht, so ist die Endwelle :

Der Wellenbereich von 3,1 m, dem ein Frequenzbereich von 1950 kHz entspricht und der bei gewöhnlicher Abstimmung auf 10 Teilstriche des Drehkondensators fällt, verteilt sich bei der Bandabstimmung über die ganze Skala, nämlich über 100 Teilstriche. Graphisch drückt sich die Verteilung eines schmalen Frequenzbandes über die ganze Kondensatorskala durch eine Verringerung der Neigung der Frequenzkurve aus. Eine ähnliche Erhöhung der Abstimmschärfe erzielt man durch Reihenschaltung eines Fest- und Drehkondensators. Für den obigen Bereich müßte einem Drehkondensator von 50...500 cm ein Festkondensator von 20 cm vorgeschaltet werden. Häufig werden bei der Bandabstimmung beide Schaltungsarten vereinigt. c) S c h a l t u n g e i n e s Kurzwellenempf ä n g e r s . Da die kurzen Wellen auch in großer Entfernung eine hohe Feldstärke erzeugen, ist eine HF-Verstärkung meist nicht erforderlich; deshalb sei hier ein Empfänger mit Schirmgitteraudion und Fünfpolendstufe aufgezeigt.

1. D a s S c h i r m g i t t e r a u d i o n . Der mit Bandkondensator Cb versehene Schwingungskreis ist induktiv an die Antenne angekoppelt. Als Antenne verwendet man eine möglichst lange Außenantenne, die im allgemeinen nicht abgestimmt wird. Die Regelung der Rückkopplung erfolgt ohne Beeinflussung der Abstimmung durch Änderung der von einem Spannungsteiler Sp im Be-

reiche von 0...50 V abgegriffenen Schirmgitterspannung. Je höher diese wird, desto größer wird bei gleichbleibendem Arbeitspunkt des Steuergitters die Steilheit der Kennlinie und desto fester die Rückkopplung. Die Rückkopplungsspule Lr sowie der Rückkopplungskondensator Cr müssen dabei so bemessen werden, daß man durch Regelung der Schirmgitterspannung aus dem nicht schwingenden Zustand zum Schwingungseinsatz gelangen kann. Um eine feine Regelung in dem Bereiche von 0...60 V zu ermöglichen, wird ein Teil des an der vollen Anodenspannung liegenden Spannungsteilers fest eingebaut. 2. Die K o p p l u n g des Audions auf die Endstufe geschieht über die NF-Drossel Dl und den Kopplungskondensator Ck (10000 cm). Zur Aussiebung der trotz der HF-Drossel D2 noch übergegangenen Hochfrequenz dient die aus dem Widerstand R 2 (0,1 MO) und den beiden Kondensatoren Cü (je 100 cm) bestehende Siebkette. 3. Die F ü n f p o l e n d s t u f e entspricht den Anordnungen beim Langwellenempfang (S. 190). Die Schirmgitterspannung ist gleich der Anodenspannung. Das Telephon liegt, da Netzanschluß angenommen ist, an einem Übertrager im Anodenkreis; dadurch wird der Kopfhörer von Netzspannung führenden Leitungen getrennt.

N. Die Funkortung Die Funkortung h a t die Aufgabe, den Standort eines Senders oder Empfängers durch Peilung und den Abstand von Gegenständen durch die Funkmeßtechnik zu bestimmen. Die F u n k p e i l u n g beruht darauf, daß sich die elektromagnetischen Wellen vom Sender aus nach allen Richtungen geradlinig ausbreiten u n d daß m a n daher ihre Herkunftsrichtung mit Hilfe der Rahmenantenne festlegen kann. Zur Erzielung genauer Peilungen mußten erst einige Mängel des Rahmenempfangs ermittelt und beseitigt werden, nämlich: a) D i e S e i t e n b e s t i m m u n g d e s R a h m e n e m p f a n g s . Bei Drehung des Rahmens hört m a n zwei u m 180° auseinander liegende Minima, m a n erhält also zwei entgegengesetzte Peilungen. Welche von diesen richtig ist, k a n n aus dem Zusammenarbeiten mit einem zweiten entfernt liegenden Rahmen ermittelt werden, denn zwei Peilstrahlen können sich nur in einem P u n k t e — d. i. der Standort des Senders — schneiden. Um mit e i n e m Rahmen zu erkennen, auf welcher Seite der angepeilte Sender liegt, dreht man den Rahmen auf den Sender zu, so daß m a n lautesten E m p f a n g erhält. Hierauf koppelt m a n eine ungerichtete Hilfsantenne mit der Kopplungsspule L 2 an die Spule Lx des Rahmenkreises an. J e nach dem Kopplungssinn wird der E m p f a n g lauter oder schwächer, indem sich einmal die Induktionsspannung der Hilfsantenne zu der des Rahmens addiert, im andern Falle von ihr subtrahiert. Durch Regelung des Kopplungsgrades kann m a n den E m p f a n g ganz zum Verschwinden bringen. Aus der durch eine Farbe bezeichneten Lage der Kopplungsspule bei verschwindendem

101. Die Peilanlagen

I D — Standrohr S = Drehachse

Sg

S

T

Empfang ermittelt man am Handrad des Peilrahmens die mit gleicher Farbe bezeichnete Seite, auf der der Sender liegt. Wenn man den Rahmen bei gleichbleibender Ankopplung der Hilfsantenne um 180° dreht, erhält man den Höchstwert des Empfanges. Zum Auslöschen des Rahmenempfanges muß die Induktionsspannung der Hilfsantenne nach Größe und Phase auf die Rahmenspannung abgeglichen werden. Zur Abgleichung der Phase kann ein der Kopplungsspule parallel liegender Widerstand dienen, während die Größe der Hilfsspannung vom Kopplungsgrad abhängt. Im Kennlinienbild muß dann der der Hilfsantenne entsprechende Kreis den Doppelkreis der Rahmenantenne gerade berühren. Unter Berücksichtigung, daß die Radien des einen Kreises der Rahmenkennlinie positiv, die des andern negativ gerechnet werden müssen, ergibt sich durch Zusammensetzung der Rahmen- und Hilfsantennenkennlinie die H e r z k u r v e , welche deutlich die Einseitigkeit der Peilung des auf den Sender gerichteten Rahmens zum Ausdruck bringt. Auf eine volle Umdrehung kommt dann nur ein Minimum, bei welchem die Rahmenebene gegenüber der Einstellung auf das Doppelminimum um 90° verdreht ist. b) D e r A n t e n n e n e f f e k t . Die Rahmenantenne liefert nur ein unscharfes mitunter verschobenes Minimum, ein Fehler, der durch die unsymmetrische Erdung des Rahmens über den Empfänger hervorgerufen wird. Zur Beseitigung dieses sog. Antenneneffektes symmetriert man die Rahmenerdung z. B. mit einem Differentialkondensator. c) Die F e l d v e r z e r r u n g . Die Peilung am Boden kann durch die Umgebung, z. B. Küsten, Flußläufe, große Metallbauten, erheblich verzerrt werden. Zum Ausgleich dieses Fehlers muß man die Fehlerkurve, die sog. F u n k b e s c h i c k u n g der Peilstelle aufnehmen. Dies geschieht durch Vergleich der nicht beeinflußbaren optischen mit

der elektrischen Peilung eines die Peilstelle in etwa 500 m Entfernung umfahrenden Senders. Die Funkbeschickung wird für die Rechnung in einer Tabelle niedergelegt oder mechanisch durch eine auf die Achse der Peilscheibe aufgesetzte Schablone berücksichtigt, d) Der N a c h t e f f e k t . Die Rahmenantenne gibt nur bei senkrechter Polarisation der Wellen, d. h. bei senkrechten elektrischen und waagrechten magnetischen Kraftlinien richtige Ergebnisse. Dies ist der Fall, wenn am Peilort nur die Bodenwelle mit ihrer ungestörten senkrechten Polarisation wirksam ist. Sobald sich aber während der Dämmerung und des Nachts den Bodenwellen die von der Ionosphäre in 100...200 km Höhe reflektierten Raumwellen überlagern, die mitunter eine zur Vertikalen geneigte Polarisation besitzen, wird die Peilung durch den sog. Nachteffekt erheblich gefälscht. Zur Beseitigung des Nachteffektes gibt es zwei Möglichkeiten: I. Das I m p u l s v e r f a h r e n (H. Plendl). Der anzupeilende Sender gibt kurze Impulse, die als Raumwelle etwas später am Empfänger ankommen als längs des Bodens. Auf dem Schirm einer Braunschen Röhre zeichnen sich daher die beiden empfangenen Impulse nebeneinander ab, wobei der Raumimpuls meist etwas stärker ist. Durch Drehen des Rahmens bringt man den Bodenimpuls zum Erlöschen und erhält so ein scharfes von der Raumwelle unbeeinflußtes Minimum. II. Die A d c o c k a n t e n n e . Sie besteht aus vier an den Ecken eines Quadrats senkrecht errichteten Dipolantennen, von denen je zwei durch waagrechte gut verdrillte Drähte gegeneinander geschaltet sind; in ihrer Mitte sind zwei feststehende Goniometerspulen eingebaut, die mit einer dreh- c2baren Suchspule gekoppelt sind (s. S. 204). Sind die HF-Widerstände der gegenüberliegenden Dipolschaltungen durch die in der Erdung liegenden Drehkondensatoren genau abgeglichen, so heben sich die in den waagrechten Verbindungen indu-

1(

A

204

102. Die Funkortung mit ungerichteten Sendern (Rundstrahlern)

/

N

/

/

L \

/ \ Peilsfrahlen

H

Fremdpeilung

\

zierten Spannungen gegenseitig auf, es kommen nur die senkrechten Komponenten des elektrischen Feldes zur Wirkung. Das vom Goniometer angezeigte Minimum ist dann vom Nachteffekt unabhängig. Die Ortung eines Schiffes oder Flugzeugs mit Rundstrahlern kann entweder von festen Bodenstationen (Fremdpeilung) oder vom Fahr- oder Flugzeug aus (Eigenpeilung) vorgenommen werden. a) Die F r e m d p e i l u n g . Der von einem Schiff oder Flugzeug L gegebene Anruf wird von zwei günstig gelegenen ortsfesten Richtempfängern R i und R 2 aufgenommen und gleichzeitig gepeilt. Die Peilergebnisse der beiden Stationen werden telephonisch ausgetauscht, danach der Standort des Senders ermittelt, der nach wenigen Minuten durch die Bodenstation S an das auf Empfang stehende Fahrzeug gefunkt wird. Statt der Rahmenantenne kann man zum ortsfesten Richtempfang auch das Radiogoniometer anwenden. Hiebei werden zwei sich rechtwinklig kreuzende Schleifenantennen, die z. B. von Nord nach Süd und von Ost nach West verlaufen, aufgebaut. Ihre Enden werden zu zwei gleichen sich senkrecht kreuzenden Feldspulen NS und OW geführt. Innerhalb der Feldspulen ist die Suchspule D drehbar angebracht, welche mit einem Drehkondensator den auf die Sendewelle abzustimmenden Eingangskreis des Empfängers bildet. Das einfallende Strahlungsfeld induziert in den beiden Schleifenantennen zwei Teilspannungen, welche in den Feldspulen NS und OW entsprechende magnetische Teilfelder hervorrufen. Diese setzen sich in bezug auf die Suchspule wieder zum ursprünglichen Feld zusammen. Die Richtung des Feldes bzw. die Lage des angepeilten Senders kann daher durch die Suchspule in gleicher Weise wie mit einem Drehrahmen, z. B. durch Aufsuchen des Empfangsminimums, festgestellt werden. b) Die E i g e n p e i l u n g . Das Fahr- oder Flugzeug ist mit einem Peilrahmen ausgerüstet, der zur Seitenbestimmung (S. 201) mit einer ungerich-

205

N teten Hilfsantenne gekoppelt werden kann. Zur Ermittlung seines Standortes peilt der Bordfunker mindestens zwei Bodenstationen an, deren Standort bekannt ist. Die ermittelten Richtstrahlen wer/ \ den dann auf einer Karte eingetragen und geben Peilstrahlen durch ihren Schnitt den gesuchten Standort an. / \ Als Stationen kommen in erster Linie die besonders zu Peilzwecken errichteten, durch ihre Welle und Kennung bekannten „Kreisfunkbaken", ferner die Küstenstationen, Flughafenstationen / Eigenpei/ung und Rundfunksender in Betracht. Die Eigenpeilung hat den Vorteil, daß sie ohne besonderen Anruf von Bodenstationen an Bord des Fahrzeugs vorgenommen werden kann. Nachteilig ist, daß das Bezugsystem (Nordrichtung) ungenau ist. Sie wird hauptsächlich zur Bestimmung des 103. F u n k o r t u n g mit Richtstrahlern Fahr- oder Flugweges im sog. Leitstrahlverfahren angewendet. a) Auf mittleren und langen Wellen werden zwei Richtstrahler, deren Antennenschleifen I und II einen rechten Winkel bilden, abwechselnd so gei tastet, daß in die Sendepause der einen Antenne die Sendungen der andern passen; z. B. a und n, wobei die Striche beider Sendungen sich aneinanderschließen. Ein auf einem der Hauptstrahlrichtungen auf den Sender zufliegendes Flugzeug hört nur die Sendung a oder n. Dagegen verschmelzen für ein auf der Winkelhalbierenden III anfliegendes Flugzeug die beiden gleich starken Sendungen zu einem Dauerstrich; der Bordfunker hört einen anhaltenden Ton. Sobald das Flugzeug einer der beiden Hauptstrahlrichtungen näherkommt und sich damit von der andern entfernt, schlägt das Zeichen des näher liegenden Richtstrahles durch; das Flugzeug muß dann den Kurs ändern, bis wieder Dauerstrich gehört wird. Da das Unterscheidungsvermögen des Ohres für Schallstärke begrenzt ist, hat man den Leitstrahlempfang auch für objektive Anzeige eingerichtet. Dies erfordert allerdings einen ziemlich verwickelten Aufbau des Empfangsapparates, wäh-

V

X

\

fft J5

0 =55

1_ — I I

ÜB

L — I I

104. Funkmeßtechnik

rend der Leitstrahlempfang nach Gehör mit jedem gewöhnlichen Empfänger vorgenommen werden kann. b) Auf kurzen Wellen (9 m) dient zur Erzeugung der Leitstrahlen der Tastpeiler. Rechts und links von einem senkrechten Dipol (D), der ununterbrochen strahlt, sind im Abstände einer Viertelwelle (2,25 m) zwei abgestimmte Reflektorantennen (Rx und i?2) aufgestellt. Durch Betätigung eines in ihrer Mitte angebrachten Relais, werden die Reflektoren abwechselnd geschlossen und unterbrochen, z. B. R x kurz mit langer Pause, R2 lang mit kurzer Pause, so daß die Tastungen aneinander schließen. Eine Reflexion findet nur durch den geschlossenen Reflektordraht statt. R 1 verformt also die stetige Rundstrahlung von D in eine aus Punkten bestehende, nach einer Herzkurve gerichtete Strahlung, während sie durch R2 in eine aus Strichen bestehende, nach einer symmetrisch liegenden Herzkurve gerichtete Strahlung umgewandelt wird. Man erhält so die Punkt- und Strichgebiete, die sich in der Symmetrielinie —• dem Leitstrahl •— zum Dauerstrich oder Dauerton vereinigen. Um einen gleichmäßigen, d. h. knackfreien Dauerton zu erhalten, ist es erforderlich, daß in der Übergangszeit von der einen zur anderen Richtkennlinie der vom Sender gespeiste Dipol die gleiche Feldstärke ausstrahlt wie die Reflektoren. Die Annäherung an den Flugplatz wird dem im Leitstrahl befindlichen Flugzeug im Abstand von 3 km durch ein Vorsignal (tiefer Ton) und in 300 m Entfernung durch ein Hauptsignal (hoher Ton) angezeigt, die von je einem waagrechten Dipol auf Welle 7,9 m bis in eine Höhe von etwa 400 m gesendet werden. a) Als eine besondere Art der Peilung kann man das sog. „Radar"-Verfahren bezeichnen. Dabei wird Gebrauch gemacht von der Totalreflexion, welche Radiowellen beim Auftreffen auf ein Hindernis erfahren, das gegenüber der Luft eine hinreichend verschiedene Dielektrizitätskonstante be-

207

sitzt. Es wird an einem solchen Hindernis von unregelmäßiger Form eine auftreffende Welle nach allen möglichen Richtungen reflektiert und ein Teil der ankommenden Sendeenergie gelangt zurück zum Aufstellungsort des Senders. Wie beim akustischen Echo läßt sich aus der Zeitdifferenz zwischen der Aussendung eines Signals und der Ankunft der reflektierten Welle die Entfernung des reflektierenden Gegenstandes bestimmen. Wegen der großen Geschwindigkeit (300000 km/s) der elektromagnetischen Wellen müssen hier jedoch außerordentlich kurze Zeiten gemessen werden, z. B. bei einer Entfernung des Hindernisses von 1,5 km 0.00001 s. Dies gelingt dadurch, daß der

Sender S ganz kurze Impulse ausstrahlt, die vom Empfänger E zusammen mit dem reflektierten Impuls auf den Schirm einer Kathodenstrahlröhre K als Zacken aufgezeichnet werden. Kennt man die Schreibgeschwindigkeit des Kathodenstrahls, so läßt sich durch Messung des Abstandes der Ausschläge auf dem Schirm die Laufzeit des ausgestrahlten Impulses und damit die Entfernung des Hindernisses H bestimmen. Um auch die Richtung festzulegen, in der sich der reflektierende Gegenstand befindet, rüstet man den Sender oder den Empfänger oder beide mit verstellbaren Richtantennen aus, so daß die Stärke des reflektierten Signals, erkennbar aus der Höhe des Bildes auf der Braunschen Röhre, dann am größten wird, wenn die Antennen genau in Richtung auf das Hindernis eingestellt werden. Eine genügend scharfe Bündelung ist nur mit Ultrakurzwellen

möglich, da sonst die Antennengebilde riesige Dimensionen annehmen müßten. Eine Radareinrichtung besteht demnach aus einem UKWSender S (Dezimeter- oder Zentimeterwellen) mit Richtantenne, der für die Aussendung ganz kurzer Impulse gebaut ist, sowie einem Empfänger E, dessen Ausgang mit einer Braunschen Röhre K verbunden ist. Mit einer solchen Anlage läßt sich die Sicherheit im See- und Flugverkehr wesentlich erhöhen, da die Fahrzeuge damit Hindernisse auf größere Entfernung ohne optische Sicht feststellen können. b) Auf der Messung des Laufzeitunterschiedes beruht auch das amerikanische Loran- (Long Range Navigation) Verfahren zur Kurssteuerung. Der Entfernungsunterschied der Punkte einer Hyperbel von ihren Brennpunkten jF1 und F2 ist konstant ( = dem Abstand 2 a der Scheitel). Befinden sich daher in Fx und F2 Funksender, die gleichzeitig kurzzeitige (z. B. 40 Mikrosekunden) dauernde Signale aussenden, so werden diese wegen der verschiedenen Laufzeit in einem Punkte P mit einem gewissen Zeitunterschied auftreffen. Bewegt man sich nun auf der durch P gehenden Hyperbel, so wird der erwähnte Zeitunterschied der auf einer Braunschen Röhre in Mikrosekunden (fis) abgelesen werden kann, stets gleich groß sein. Ein Schiff oder Flugzeug, kann daher seinen Kurs längs der auf einer Karte eingezeichneten Hyperbel steuern, indem es den Zeitstrich auf einer vorher festgelegten Marke der Braunschen Röhre genau einhält. Zu je zwei Signalsendern, deren Abstand 500...600 km beträgt, wird auf der Karte eine Schar von Hyperbeln gezeichnet, die durch den Laufzeitunterschied gekennzeichnet sind.

O. Der UKW-Rundfunk Die Wellen unter 10 m breiten sich im allgemeinen als reine Raumwellen ähnlich wie die Lichtstrahlen (quasioptisch) aus.

Die

Reichweite

105. Die Ausbreitung der Ultrakurzwellen

ist

daher bei ebenem Gelände durch die Sichtweite bestimmt, die sich nach nebenstehender

Formel

aus der Höhe h des Strahlers berechnet.

Es ist:

Man baut deshalb U K W - S e n d e r auf einem hohen Turm auf.

z.B.:

r, = 3,6 K , h = 100 na rL = 36 km

km

So war z. B . der erste U K W - F e r n s e h -

sender ((A = 7 m) auf dem 138 m hohen F u n k t u r m in Witzleben errichtet, der erste U K W - R u n d f u n k Versuchssender in München befindet sich am nördl. Stadtrande 'auf einem 109 m hohen Turm. Bei

ausreichender

Senderleistung

wird

die

Reichweite über die Sichtweite hinaus durch die Beugung an der Erdoberfläche und die Brechung der Strahlen in der L u f t — infolge der Zunahme der Dielektrizitätskonstante mit der H ö h e — b e t r ä c h t lich vergrößert. Die Messungen der Empfangsfeldstärke haben gezeigt, daß bis zur Sichtgrenze die Feldstärke mit der Entfernung stetig abnimmt, außerhalb

der-

selben erfolgt die Abnahme rascher. E i n e Reflexion der UK-Wellen an der Ionosphäre findet nicht s t a t t .

Geländeunebenheiten

(Hügel, Waldungen, Gebäudemassen usw.) deformieren die kreisförmige Ausbreitung, wie dies z. B . Messungen um den früheren Fernsehsender (Welle 7 m) auf dem Brocken ergeben haben.

I n Wohn-

gebäuden, in denen mit Zimmerantennen empfangen wird, kann die Feldstärke j e nach Bauweise (Holz, Ziegel, Eisenbeton) bedeutend unter derjenigen in Höhe des Dachgeschosses liegen. Durch Reflexion der Wellen an den Wänden treten

Interferenzen

(stehende Wellen) auf, die

20 W Entfernung •

60km

210

106. Die Frequenzmodulation (F.M.)

z. B. in einer Straße schon in wenigen Metern Abstand große Feldstärkeunterschiede hervorrufen. Da im UKW-Gebiet die Grenzen des zu übertragenden HF-Bandes nicht den starken Einschränkungen unterliegen wie auf dem überfüllten Mittelwellenband, kann man mit einem breiteren NF-Band modulieren und statt der Amplituden(AM) die Frequenzmodulation (FM) anwenden. Damit wird nicht nur die Wiedergabe und die Dynamik verbessert, sondern auch eine wirkungsvolle Störunterdrückung erreicht. Außerdem verbilligt sich der Bau und Betrieb des Senders.

a) F r e q u e n z m o d u l a t i o n d u r c h e i n K o n d e n s a t o r m i k r o p h o n . Zur Gitterspule L eines rückgekoppelten Röhrensenders liegt ein Kondensatormikrophon M parallel. Solange sich dessen Membran in Ruhe befindet, ist die Frequenz / des Senders konstant. Bei Besprechung des Mikrophons schwankt / im Rhythmus der Sprachschwingungen, da die Kapazität des Schwingkreises von der Lage der Mikrophonmembran abhängt. Die HF-Amplitude (Ur) bleibt im Gegensatz zur AM konstant. Die Abweichungen von der mittleren (Ruhe) Frequenz vergrößern sich mit wachsender Besprechungslautstärke. Die bei größter Lautstärke auftretende Frequenzabweichung nennt man den Frequenzhub (A /). Den Frequenzhub A f wählt man zur Übertragung eines NFBandes von z. B. 15 kHz zweckmäßig zu 75 kHz. Bei kleinerem Frequenzhub würde die Störanfälligkeit steigen, bei größerem der technische Aufwand. Das ausgestrahlte Frequenzband hat somit eine Breite von 2 A f = 150 kHz, d. h. es erstreckt sich

211 bei einer Ruhefrequenz von 90,1 MHz von 90,025 bis 90,175 MHz. In dem für den UKW-Rundfunk vorgesehenen Bereich von 88...100 MHz kann daher selbst bei einer Bandbreite von 200 kHz eine genügend große Zahl von Sendern untergebracht werden. b) F r e q u e n z m o d u l a t i o n d u r c h H u b r ö h r e Der Oszillatorkreis C0 L0 wird in Rückkopplungsschaltung durch Röhre Vt erregt. Parallel zu L 0 liegt die Hubröhre V2 mit einem Widerstand Rl zwischen Anode und Gitter und einem Kondensator C x zwischen Gitter und Kathode — der Kondensator C dient zur Fernhaltung der Anodengleichspannung vom Gitter —• der Widerstand Rg der Zuführung der Gitterspannung. Die Röhre wirkt in dieser Schaltung als Selbstinduktion, deren Größe von der Steilheit der Röhre abhängt. Der Oszillator V1 erteilt nämlich der Hubröhre eine Anodenwechselspannung U a ; ein Bruchteil dieser Spannung gelangt über die Schaltung R1 C1 mit einer Phasenverschiebung von 90° an das Gitter der Hubröhre V2. Es ist:

U„ (1) u„ = cu • R - C\ l

Die Gitterwechselspannung steuert den Anodenstrom der Röhre in gleicher Phase, die also gegenüber der Spannung U a um 90° nacheilt. Eine solche Nacheilung des Stromes gegen die Spannung ist aber das Kennzeichen einer Selbstinduktion. Die Größe der Selbstinduktion ist proportional dem Verhältnis Wechselspannung zu Wechselstrom. Setzt

man

den

so erhält man:

Proportionalitätsfaktor =

—,

a>

Die vom Oszillator gelieferte Wechselspannung bleibt unverändert, während sich der durch die Hubröhre fließende Wechselstrom mit der Steilheit S der Röhre ändert. Es ist: Durch Einsetzen von (3) in (2) erhält man schließlich: Damit hat man die Möglichkeit, die wirksame Selbstinduktion der Röhre durch die an das Gitter gelegte NF-Spannung, die den Arbeitspunkt verschiebt, zu beeinflussen und die Frequenz des Oszillators zu modulieren.

(2)

L=

— •J k cu a«

(3) la (2) L .

Ä, • c,

S U„ Ri • c,

•

212

w 1J

N.F Verstärker

Modulator

Verwelfacher

Oszillator

u. Verstärker

Endverstärker

QuanzkontroHe

Netzgerät

Netzgerät

107. Der UKYV-Rundfunkversuchssender in München*)

-

-GH

Der Sender besteht aus folgenden Stufen: 1. N F - V e r s t ä r k e r , der die Sprechspannungen des Mikrophons M auf einige Volt Amplitude erhöht. Gleichzeitig mit der Verstärkung werden die hohen Frequenzen durch einen Hochpaß angehoben, wodurch sich eine weitere Verminderung der Störanfälligkeit erreichen läßt. 2. O s z i l l a t o r m i t d e m F r e q u e n z m o d u l a t o r . Hier wird die Oszillatorfrequenz erzeugt und im Rhythmus der NF-Spannungen moduliert (vgl. S. 211). Ein Hubmesser zeigt die jeweilige Ausnützung des größten erreichbaren Hubes und damit den Modulationsgrad an. Um die Frequenz leichter konstant zu halten und mit kleinerem Hub auszukommen, erzeugt man im Oszillator nicht gleich die endgültige Frequenz, sondern eine achtmal kleinere. 3. V e r v i e l f a c h e r , der in zwei Stufen die Oszillatorfrequenz auf den Sollwert im Bereich von 87,5...100 MHz bringt und zugleich die Leistung erhöht. 4. E n d v e r s t ä r k e r . E r erhöht die Leistung nochmals bis auf den geforderten Wert von 250 W in der Speiseleitung. Die A n t e n n e setzt sich aus vier übereinanderliegenden Dipolkreuzen im Abstand Iß zusammen. Die waagrechten Richtkennlinien eines Dipolkreuzes ergänzen sich zu einem Kreis. Schwingen *) E r b a u t v. Dr. Ilohde u. Schwarz,

München.

213

die vier Kreuze in der richtigen Phase zueinander, so wird die Strahlung in horizontaler Richtung stark gebündelt (s. S. 94). Die Kennfläche nimmt die Gestalt einer Scheibe an. Aus der waagrechten Lage der Dipole ergibt sich die waagrechte Polarisation der Wellen. Die Versuchssendungen konnten mit einem UKW-Super in 20...25 km Entfernung, mitunter sogar doppelt so weit empfangen werden. Mit einem 1-kW-Sender erzielt man die doppelte Reichweite. Um ein ganzes Land zu versorgen, muß man ein ziemlich dichtes Netz kleiner Sender, in Bayern etwa 20, anlegen. Im ersten Fall kann man schon in geringem Abstand (100...200 km) ohne gegenseitige Störung auf der gleichen Welle senden, oder man errichtet einen größeren Sender auf einer Bergspitze. Wegen der geringen Raumbeanspruchung und der niedrigeren Kosten eines UKW-Senders besteht die Möglichkeit, von demselben Turm aus gleichzeitig verschiedene Sendungen auszustrahlen, so daß der Rundfunkhörer sich das Programm auswählen kann. a) Der M o d u l a t i o n s w a n d l e r . Die Zurückgewinnung der NF aus der empfangenen frequenzmodulierten H F ist durch eine einfache Gleichrichtung nicht möglich, da bei der konstanten Amplitude nur ein Gleichstrom entstünde. Man muß daher die FM in eine AM umwandeln. Dies kann mit Hilfe eines frequenzabhängigen Widerstandes, z. B. durch einen Schwingungskreis, geschehen, den man so verstimmt, daß die mittlere Frequenz der modulierten Schwingung auf die Flanke der Resonanzkurve fällt. b) Der B e g r e n z e r . Ein Modulationswandler der genannten Art spricht nicht nur auf FM, sondern auch auf AM an. Es werden daher Störspannungen z. B. durch Zündfunken von Verbrennungsmotoren, die sich als Amplitudenänderung auswirken, in vollem Umfang wiedergegeben. Zu ihrer Unterdrückung läßt man die H F vor dem 14

F u c l i s , Funktechnik

108. Der U K W - E m p f a n g

AM

U m j L / nnnrc] A FM A

Modulationswand/er

T

Modulationswandler durch einen Begrenzer laufen. Dieser besteht aus einer Verstärkerstufe mit Schirmgitterröhre, deren Aussteuerbereich durch niedrige Schirmgitter- und Anodenspannung (z. B. 8 V) kleingehalten wird. Die I a —• £/g-Kennlinie nimmt dadurch Sättigungscharakter mit horizontalem Verlauf oberhalb einer bestimmten Gittervorspannung an. Der Widerstand R, durch den wegen Fehlens einer Gittervorspannung ein Gitterstrom fließt, stellt bei wechselnder Amplitude des Signals automatisch den günstigsten Arbeitspunkt ein; R ist durch Kondensator C.. für HF über'

u

brückt. HF-Spannungen, die an das Gitter des Begrenzers gelangen, können nur bis zu einer bestimmten Amplitude verstärkt werden, während alle darüber hinausragenden Spitzen abgeschnitten werden. Die hiedurch bedingte Verzerrung spielt für den frequenzmodulierten Anteil keine Rolle. c) Der U K W - S u p e r h e t baut sich auf aus 1. der D i p o l a n t e n n e , die durch ihre Länge A/2 auf die Sendewelle fest abgestimmt ist. Da der UKW-Sender vorwiegend waagrecht polarisierte Wellen ausstrahlt, baut man den Dipol in waagrechter Lage auf. Die Richtkennlinie des Dipols ist in den durch ihn gehenden Ebenen ein Doppelkreis, also räumlich ein Toroid. Infolgedessen erzielt man stärksten Empfang, wenn die Dipolachse senkrecht zur Senderrichtung steht. Die Mitte des Dipols wird durch eine Doppelleitung mit dem Empfänger verbunden. Ein Halbwellendipol verhält sich in seiner Mitte wie ein Schwingungskreis mit kleiner Selbstinduktion und großer Kapazität. Die verlustarme Energieübertragung erfordert eine Anpassung von Antenne und Übertragungsleitung, so daß beide

das gleiche Verhältnis von Selbstinduktion und Kapazität besitzen. ]/LjC nennt man den „Wellenwiderstand"; er ist von der Länge der Doppelleitung unabhängig, da L und C mit der Länge in gleichem Maße zunehmen. Ein so kleines L/C-Verhältnis, wie es zur Anpassung an die Dipolmitte erforderlich ist, läßt sich nur mit kostspieligen konzentrischen Doppelleitungen erreichen. Man bevorzugt daher den Schleifen-Dipol, für welchen ] / L j C viermal so groß ist wie beim einfachen Dipol. Die Anpassung wird hier z. B. erreicht mit einer Leitung aus zwei Drähten von je 1 mm Durchmesser, die durch ein Band aus hochwertigem Isoliermaterial in 6 mm Abstand gehalten werden.

A A

Zur Abschirmung von Störungen aus der dem Sender entgegengesetzten Richtung kann man im jl

Abstand —- hinter dem Schleifendipol einen Reflek£

tordipol anbringen. Hiedurch wird zugleich ein verstärkter Empfang erzielt. Je höher der Dipol angebrächt wird, desto kräftiger ist der Empfang.

H.F. Verstärket

Mischstufi

ZF Verstärket

ModuM. wand/er

Oszillator

2. dem H F - V e r s t ä r k e r , der die von der Antenne aufgefangene frequenzmodulierte H F verstärkt, 3. der M i s c h s t u f e mit dem Oszillator, durch welche die H F durch Überlagerung der Oszillatorfrequenz auf die feste Zwischenfrequenz transponiert wird, 4. dem Z F - V e r s t ä r k e r , der die Amplitude der Sendung auf den für die Funktion des Begrenzers notwendigen Wert steigert, 14«

Demodulator

N.F Verstärk»

5. dem B e g r e n z e r , der dazu dient, die frequenzmodulierte Schwingung von der durch Störsignale erzeugten Amplitudenmodulation zu befreien, 6. dem M o d u l a t i o n s u m w a n d l e r , in dem die Frequenzmodulation in eine Amplitudenmodulation umgewandelt wird, 7. dem D e m o d u l a t o r , der häufig mit dem Frequenzwandler vereinigt wird. Er wandelt die amplitudenmodulierte ZF in NF um, 8. dem N F - V e r s t ä r k e r . Hier werden neben einer NF-Verstärkung durch einen Tiefpaß die im Sender angehobenen hohen Frequenzen wieder geschwächt, um einen geraden Frequenzgang zu erzielen, 9. dem L a u t s p r e c h e r bis 5000 Hz, dem zur Wiedergabe der hohen Frequenzen meist ein Hochton-Lautsprecher beigegeben ist. d) Die V o r s a t z g e r ä t e . Um die üblichen Rundfunkempfänger für Mittelwellen für den Empfang der UKW-Sendungen auszunützen, verwendet man sog. Vorsatzgeräte. Wenn man den Vorteil weitgehender Störungsfreiheit auch unter ungünstigen Empfangsverhältnissen ausnützen will, muß das Vorsatzgerät genau so aufgebaut werden wie der oben gekennzeichnete Super. Nur der NF-Teil, der Lautsprecher und evtl. der Netzteil kann wegfallen. Der Ausgang des Demodulators wird an den Schallplattenanschluß des Rundfunkempfängers geschaltet. Die verbesserte Wiedergabegüte, die der NF-Rundfunk ermöglicht, kommt natürlich nur dann zur Geltung, wenn NF-Teil und Lautsprecher den erweiterten Frequenz- und Dynamikumfang unverzerrt wiedergeben können. Verzichtet man auf die Amplitudenbegrenzung, was bei günstigen Empfangsverhältnissen möglich ist, so kommt man z. B. mit nachstehender Schaltung aus: 1. Der Empfangsdipol ist über das Antennenkabel an die Selbstinduktion Lx des UKW-Eingangskreises L1C1 gekoppelt, der auf die an-

217

kommende Frequenz eingestellt wird und mit dem Gitter der HF-Verstärkerröhre verbunden ist. Um auf den hohen Frequenzen noch eine nennenswerte Verstärkung zu erzielen, müssen hier Röhrentypen mit hoher Steilheit und geringen Elektrodenkapazitäten verwendet werden. 2. Die verstärkte Wechselspannung wird von Kreis CZL2 abgenommen und zur Modulationsumwandlung der sog. Diskriminatorschaltung mit 2 Gleichrichterstrecken (Gl 1 ...Gl a ) zugeführt. Diese Schaltung nutzt nicht die A m p l i t u d e n änderung an der Resonanzflanke eines von variabler Frequenz durchflossenen Schwingkreises aus, sondern die Änderung des P h a s e n w i n k e l s zwischen Schwingkreisstrom und Spannung in der Umgebung der Resonanzstelle. Um durch dieses Prinzip eine mit Veränderung der Frequenz in ihrer Größe veränderliche Spannung zu erhalten, müssen 2 Teilspannungen addiert werden, deren eine in ihrer Phasenlage zum S t r o m , die andere zur S p a n n u n g am Schwingkreis in fester Beziehung steht. Praktisch erfolgt die Gewinnung der an die Phase des Schwingkreis s t r o m s gebundenen Teilspannung durch induktive Kopplung zwischen L2 und LS. Zur Ausnutzung der Resonanzüberhöhung ist L3 durch C3 auf die Mittelfrequenz des frequenzmodulierten Signals abgestimmt. Außerdem wird die Spannung L3 durch den Mittelabgriff I in 2 Hälften U 2 und U 3 mit entgegengesetzter Phasenlage unterteilt. Durch kapazitive Kopplung von M an den Schwingkreis L2 C2 über C wird zusätzlich eine an die Phase der Schwingkreis s p a n n u n g gebundene Wechselspannung U j an die Gleichrichterstrecken

gelegt. Bei richtiger Abstimmung und Kopplung der Kreise C'2 L 2 und C3 L 3 entstehen durch die Addition der Teilspannungen an beiden Gleichrichterstrecken gleich große Summenspannungen, die sich nach Gleichrichtung durch Gegeneinanderschaltung aufheben, solange der Sender die Mittelfrequenz ausstrahlt, auf welche die beiden Kreise abgestimmt sind (Abb. a). Bei Abweichungen von dieser Frequenz verschiebt sich die Phasenlage der Teilspannungen, ihre (Vektor-) Summe wird an Glx größer, an Gl2 kleiner (Abb. b). Die gleichgerichteten Spannungen ergeben bei der Gegenschaltung eine Differenz, die bei schneller Änderung der Sendefrequenz im Takt der Modulation als NF-Spannung abgenommen werden kann. 3. Der aus Widerstand R und Kondensator C bestehende Tiefpaß hebt die auf der Sendeseite erfolgende Bevorzugung der hohen Frequenzen wieder auf. Am Potentiometer P kann die Niederfrequenzspannung abgenommen und dem Schallplattenanschluß des Mittelwellenempfängers zugeführt werden.

Morsezeichen • (Punkt) = 1 Maßeinheit, — (Strich) = 3 Maßeinheiten. Zwischen den einzelnen Bestandteilen eines Morsezeichens: Pause von der Dauer eines Punktes. Nach jedem Morsezeichen: Pause von der Dauer eines Striches. Nach jedem Wort Pause von 5 Punkten. a

1. Buchstaben m n o ö P

—

ä

ä b c ch d e 6 f

q

r s t u ü v w

8

h i

j

X

k 1

y z 2. Ziffern (abgekürzt) 6 7 8 9 0

(•-) (••-) ( )

1 2 3 4 5

( (_..) (-•) (-)

3. Satzzeichen Binde- oder

—

Punkt Beistrich Fragezeichen Doppelpunkt AußlaBzeichen Anführungszeichen

Gedankenstrich Klammer Bruchstrich Trennung Strichpunkt Unterstreichungszeichen

4. Verkehrszeichen Aufforderung zum Senden Verstanden

• • — • — —

Empfangsbestätigung

Telegrammanfang Telegrammende

Irrung Warten

Ist dies richtig?

• • • — • —

Arbeitsende

Alphabetisches Sachregister A Ablenkung der Magnetnadel 23 Abschirmung der Antennenzuleitung 90 — von Spulen 72, 179 Absoluter Tsullpunkt 111 Absorption der Bodenwellen 103 — der Raumwellen 104 Absorptionsfaktor 103 Absorptionskreis 162 Absorptionswellenmesser 159 Abstimmanzeigeröhre 188 Abstimmschärfe 186 Abstimmung des Senders 159, 161 — des Kurzwellensenders 163 Achtpolröhre 133, 196 Adcockantenne 203 Akkumulator 21 Allstromheizung 140 Allstromröhre 141 Amateursender 104 Ampere 15 Amperesche Schwimmerregel 23 Amperestunden 22 Amperewindungszahl 24 Amplitudenbedingung 143 Amplitudenbegrenzung 217 Amplitudenmodulation 210 Amplitudenverhältnis 62 Anker 38, 39 Anode 108 Anodengleichrichtung 168 Anodenkreis 121 Anodenrückwirkung 127, 130, 131 Anodenspannungsmodulation 155 Anodenstrom 111 Anodenstrom- Gitterspannungskennlinie 117 Anodenverlustleistung 149

I Anpassung 50, 174 Antenne — , Behelfs- 88 — , E f f e k t 202 — , Effektivhöhe 98 — , geerdete 85 — , Isolationsprüfung der 102 — , Kapazität der 96 — , Leistung 101 — , nicht abgestimmte 192 — , Widerstand 98, 100 Antriebssystem, elektromagnetisches 55, 56 Aperiodische Entladung 63 Aperiodischer Kreis 81, 159 Arbeitskennlinie 125, 183 Arbeitspunkt der Röhre 148, 149 Atmosphärendruck 108 Audion 168 — mit Rückkopplung 170 — , Prüfung des Schwingens 170 Aufnahme der Resonanzkurve 116 Aufzeichnung gedämpfter Schwingungen 116 Ausbreitung der R a u m wellen 104 —• der Ultrakurzwellen 209 Ausstrahlung der Sendeantenne 98 Auswandern der Stationen 106 A.-Verstärker 176 Ausstrahlwinkel kurzer Wellen 105

B Bändchenmikrophon 54 Bandabstimmung 197, 198 Bandbreite 188 Bandfilter 180, 181 Bandkondensator 80 Begrenzer 214, 216

Belastung von Widerständen 19 Beruhigungskondensatoren 191 Beschneidung der Seitenbänder 194 Besprechung des Röhrensenders 154, 155 Bleiakkumulator 21 Bleiglanz 166 Blindwiderstand 40, 44 Blitzschutzsicherung 89 B.-Schaltung 176 Bodenstrahlung 103 Bodenverluste 104 Bodenwellen 102, 103 Braun, Ferd. 93, 95, 115 Braunsche Röhre 115, 207, 208 Breitbandverstärkung 177 Bremsgitter 131 Brocken 209 Brückenschaltung 18 — mit Induktor-Erregung 351 B.-Verstärker

176

C Calan 65 Galit 65 Chemische Wirkung des elektr. Stromes 20 c m - K a p a z i t ä t 42 cm-Selbstinduktion 33 Condensa 65 Coulomb 42 D Dämpfung 62, 98, 99 — , negative 170 Dämpfungsdekrement 62 Dämpfungsmessung 82 Dauermagnet-Lautsprecher 56 Dekrement 83 Demodulator 216 Detektor 81

221 Detektorempfänger 185 Dielektrische Verluste 64 Dielektrizitätskonstante 42, 65 Differentialkondensator 75 Diode 167 Dipol 66, 91 Dipolantennen 90, 214 Dipolkreuz 212 Dipol mit verminderter Steilstrahlung 92 Diskriminatorschaltung 217 Doppelwegschaltung 138 Dreheiseninstrumente 31 Drehkondensator 74, 171 Drehspulinstrumente 31 Dreipolröhre 120 Dreipol-Sechspolröhre 133 Dreipunktschaltung 144 Drosselkette 47 Drosselkopplung 174 Drosselspule 40 Durchgriff 123, 124 — des Schirmgitters 130 Dynamische Röhrenkennlinie 118 Dynamoelektrisches Prinzip 40 E Echo 207 Edelstahl 27 Effektivhöhe der Antenne 98, 99 Effektivspannung 37 Effektivstromstärke 37 Eichung des Amperemeters 32 Eichung des Wellenmessers 82

— eines Empfängers 186, 187 Eigenkapazität von Spulen 86 Eigenfrequenz des Quarzes 145, 146 Eigenpeilung 204 Eigenwelle der Antenne 98 Eindrahtantenne 87 Eingangsspannung von Empfängern 101 Einkreisröhrengerät 101 Einkreis-Zweiröhrenempfänger 189 Einwandern der Stationen 106

Einwegschaltung 138 Eisenpyrit 166 Eisenverluste 50 Elektrische Feldenergie 43 — Feldstärke 99 — Kraftfelder 102 — Resonanz 78, 83 — Schwingungen 61 — Wellen 66 Elektrizitätsmengs 42 Elektrizitätszähler 20 Elektrodynamisches Antriebssystem 56 Elektrolyse 20 Elektrolytkondensator 76 Elektromagnet 24 Elektromagnetismus 23 Elektromagnetische Wellen 68 Elektromotorische Kraft E.M.K. 15 Elektronen 20, 21, 110 Emission der Kathode 111 — bei schlechtem Vakuum 114 E.M.K, der Induktion 29 —• der Selbstinduktion 33 Empfangsstärke, Höchstund Kleinstwert 96 Empfänger 185 Empfangsgleichrichter 166 Empfindlichkeit eines Empfängers 187 — einer Endröhre 130 Endstufe 165, 197 Endverstärker 174, 212 Energieaufnahme der Empfangsantenne 101 Energieentzug 155 Energieumformung 149 Energieverluste im Zwischengelände 103 Entladung zwischen kalten Polen 108 — zwischen einem kalten und einem glühenden Pol 111 Entzerrung 181 Erdantenne 93 Erdströme 100 Erdung 89, 101 —, behelfsmäßige 90 Erdungsschalter 89 Exponentialform 58 Exponentialkurve 62

F Fading 106, 107 Farad 42 Faradayscher Dunkelraum 109, 110 Fedàersen B. W. 61 Federpendel 77 Feld, elektrisches 43 Feldlinien, magnetische 25 Feldpole 39 Feldspulen 204 Feldstärke, elektrische 99 —, magnetische 24 Feldverzerrung 202 Feste Kondensatoren 73 — Kopplung 78 Fleming 167 Fluchtentafel 84 Flüssigkeitswiderstände, Messung 18 Flugzeugantennen 93 Fluoreszenzschirm 116 Formfaktor einer Spule 35 Formverzerrung 183 Freischwinger 56 Fremderregung eines Senders 149 Fremdpeilung 204 Frequenta 65 Frequenz 36, 62, 67 Frequenzbereich 37, 186 Frequenzgleicher Kondensator 75 Frequenzhub 210 Frequenzkontrolle durch Kristalle 146 Frequenzkurve des Transformators 182 Frequenzmesser 80 Frequenzmessungen durch Energieentzug 155 — durch Überlagerung 156 Frequenzmodulation 153, 210, 211, 212

Frequenzverdopplung 147 Frequenz Verzerrungen 182 Fünfpolendröhre 200 Fünfpolröhre 131 Funkenentladung 108 Funkensender 151 Funkeninduktor 30 Funkmeßtechnik 206 Funkortung 201 — mit Richtstrahlern 205

222 F u n k o r t u n g mit u n g e r i c h t e t e n S e n d e r n 204 F u n k p e i l u n g 201 G G a l v a n i s c h e K o p p l u n g 79 Gasgefüllter Gleichrichter 136 G a u ß 24 G e d ä m p f t e Wellen 151 G e e r d e t e A n t e n n e n 87 Gegengewicht 89, 93 G e g e n t a k t s c h a l l u n g 175 G e g e n t a k t Verstärker 175 Gekoppelte Kondensatoren 75 Geschlossener Schwingungskreis 60 Geschwindigkeit d e r elekt r o m a g n e t i s c h e n Wellen 207 G e t t e r 112 G i t t e r a n o d e n k a p a z i t ä t 131, 179 G i t t e r g l e i c h r i c h t u n g 168 Gittergleichstrommodulation 154 G i t t e r k r e i s 121 Gitterspannungsmodulation 154 G i t t e r s t r o m 122 Gitterwechselspannungsbedarf 130 G l ä t t u n g 138 Glas 65 Glasfluoreszenz 109 Gleichpoltype 38 Gleichrichter 135 Gleichrichter-Kennlinie 136 G l e i c h r i c h t e r s t u f e 196 Gleichspannungsversorgung von M e h r r ö h r e n g e r ä t e n 139 G l e i c h s t r o m h e i z u n g 140 G l e i c h s t r o m l e i s t u n g 150, 151 G l e i c h s t r o m m a s c h i n e 39 Gleichstromwiderstandslinie 126 G l i m m e r 65 Glimmerdrehkondensator 75 G l i m m e r k o n d e n s a t o r e n 73 G l i m m l i c h t 109 Graetzsche Brückenschalt u n g 137

Graphische Veranschaul i c h u n g des W i r k u n g s g r a d e s 150 G r o ß f l ä c h e n m e m b r a n 57 Grenzwinkel 105 G r u n d s c h w i n g u n g e n eines Dipols 69, 90 G ü t e w e r t e verschiedener Spulen 63

H Halbwellendipol 214 I l a l b w e r t b r e i t e 83 I l a n d k a p a z i t ä t 74 H a r t g u m m i 65 I l a u t e f f e k t 41, 64 Heißleiter 16 Heizkreis 120 H e i z m a ß 112 Ileizschaltung der Röhren •140 H e n r y 33 H e r t z Heinrich 66 H e r t z (Hz) 36, 37 H e r z k u r v e 94, 202, 206 H F - K e r n s p u l e n 72 H F - L e i s t u n g 150 H F - L i t z e 64 IIF-liesonanz-Verstärkung 178 II F - V e r s t ä r k u n g 177, 192, 215 H i l f s a n t e n n e 201 I l i l f s f r e q u e n z 191 Hintereinanderschaltung von E l e m e n t e n 17 — von K o n d e n s a t o r e n 43 I l i t z d r a h t i n s t r u m e n t 32 H i t z d r a h t w a t t m e t e r 81 Hoch v a k u u m g l e i c h r i c h t e r 135 I i u b m e s s e r 212 I l u b r ö h r e 211 H u t h - K ü h n - S c h a l t u n g 144, 146 H y p e r b e l 127, 208 H y s t e r e s i s 26, 50 Ilysteresisschleife 118 I Ja—Ug- Kennlinie 121 I m p u l s v e r f a h r e n 203 I n d u k t i o n , elektrische 29, 30 — , m a g n e t i s c h e 24

28,

Induktionsfreie Wicklung 34 Induktionslinien, magnetische 25 I n d u k t i o n s s p a n n u n g 29 I n d u k t i v e K o p p l u n g 79 •—• S p a n n u n g s t e i l e r s c h a l t u n g 144 I n d u k t i v e r W i d e r s t a n d 40 I n d u k t i v i t ä t 33 — im W e c h s e l s t r o m k r e i s 45, 46 I n d u k t i v i t ä t s m e s s u n g 84 I n d u k t o r r n a s c h i n e 38 I n n e n w i d e r s t a n d 17, 125 I o n e n s t r o m 115 Ionen, Theorie der 20, 21 I o n i s a t i o n s m a n o m e t e r 115 I o n o s p h ä r e 105, 209 I s o l a t i o n s w i d e r s t a n d 102 K Kabel, verlitzte 64 K a l z i u m w o l f r a m a t 116 K a p a z i t ä t 42, 96 — der A n t e n n e 97 — im W e c h s e l s t r o m k r e i s 45, 46 K a p a z i t ä t s a r m e Spulen 72 K a p a z i t ä t s m e s s u n g 44, 84 K a p a z i t ä t s m e ß b r ü c k e 45 K a p a z i t i v e K o p p l u n g 80 — S p a n n u n g s t e i l u n g 90 K a p a z i t i v e r W i d e r s t a n d 44 Kardioide 94 K a t h o d e 108 Kathodenheizung, unmittelbare u n d m i t t e l b a r e 112 K a t h o d e n s t r a h l e n 109 K a t h o d e n s t r a h l r ö h r e 207 Kenelly-Heaviside-Schicht e n 105 K e n n f l ä c h e 213 K e r a m i s c h e Isolierstoffe 65 Kerndrossel 40 K e r n t r a n s f o r m a t o r 48 K e r a f a r 65 K i l o w a t t 19 K i l o w a t t s t u n d e 20 Kiebitz 93 K i p p f r e q u e n z 116 Kirchhoff, G. 18 K l e m m e n s p a n n u n g 16 K l i r r f a k t o r 184 K o b a l t s t a h l 26, 27 K o e r z i t i v k r a f t 25

223 Knotenpunkte 66 Kondensatoren 42 Kondensatorkette 48 Kondensatoren mit keramischen Isolierstoffen 74 Kondensatormikrophon 53, 210

Konstantan 16 Kopplung, galvanische 79 —, induktive 79 —, kapazitive 80 Kopplungsfaktor 80 Kopplungswellen 83, 84 Korkzieherregel 23 Kosmische Ultrastrahlung 105 Kraftfluß 24 Kraftlinien, elektrische 43 —, magnetische 22, 23 Kreisfrequenz 37 Kreisfunkbaken 205 Kreisplatten- Kondensatoren 74 Kristalldetektor 166 Kristallgesteuerte Röhrenschwingungen 146 Kupferoxydulgleichrichter 136 Kugelvariometer 72 Kupferoxyduldetektor 167 Kupferthermostat 164 Kupferverluste 50 Kurvenaufzeichnung 116 Kurzschluß 17 Kurzwellenempfänger 197, 199 Kurzwellensender, quarz, gesteuert 162, 163 L Ladung des Akkumulators 21

Längsdipol 93 L-Antenne 87 Langwellenverkehr 104 Laufzeitunterschied 208 Lautsprecher-Anpassung 174 Lautsprecher-Abstrahlvorrichtungen 57 Lautsprecher-Antriebssysteme, elektromagnetisch 55 —, elektrodynamisch 56 Leistung des Stromes 19 — einer Endröhre 130

Leistungsdreieck 129 Leistungsfaktor 37 Leistungsverstärkung

127,

128

Leitfähigkeit der Luft 110 Leitstrahlverfahren 205,206 Leitungswiderstand 15, 101 Lichtantenne 88 Lenzsches Gesetz 29 Lichtbogen 108 Lichtgeschwindigkeit 67 Lichtsäule, positive 108 Lichtwellen 67 Linearantenne 99 Lineare Frequenzverzerrungen 183 Linke Handregel 28 Linse, elektrostatische 115 Litzendraht 64 Löschfunkenstrecke 84 Loran-Yerfahren 208 Logarithmisches Dämpfungsdekrement 62 Lose Kopplung 77, 78 Luftkondensatoren 74 Luftspule 73 M Magisches Auge 189 Magnetische Feldenergie 44 Magnetische Induktion 24, 25 — Kraftfelder 22, 23, 102 — Leitfähigkeit 25 Magnet, geschlossener 23 Magnetisierungskurve 25, 118 Manganin 16 Manteldrossel 41 Manteltransformator 98 Mechanische Resonanz 77 Mehrpolröhren 121, 130 Meßsender 156, 188 Meßbrücke 97 Messung der Antennenkapazität 97 — der Dämpfung 82 — der Spulenkapazität 86 —• der Eigenwelle 98 — von Kapazität und Induktivität 84, 85 Meißner Rückkopplung 143 Messung der Empfindlichkeit von Empfängern 187 Meteramperezahl 99

Mikrofarad 42 Mikrophon 51 Mikrosekunden 208 Mindestfrequenzabstand 153 Mischröhre 132 Mischstufe 196, 215 Mitnahme 158 Mittelbare Heizung 113 Modulationsschaltungen 154 Modulationswandler 213, 216 Modulierter Wellenzug 153 Modulationsgrad 212 Moleküle, Zahl der 111 Münchner Sender 92, 165 Multavi 33 N Nachteffekt 203 Nahschwund 106 Nahzone eines K.W.-Senders 104, 105 Nauen, Betriebsdaten 104 Nawi-Membran 57 Nebenschluß 20, 33 Negative Dämpfung 170 — Gitterspannung 181 Negatives Glimmlicht 109 Netzanschluß 135 Neutralisation 161 NF-Verstärker 172 Nichtlineare Verzerrungen 183 Nickel-Eisenakkumulator 22 Nickelin 16 Niederfrequenz 37 Nierenplatten- Kondensator 75 Nullpunkt, absoluter 111 Nutzdämpfung 100 O Oberwellen 69, 91, 147, 157 Oerstit 27 Öffnungsfunken 33 Offener Schwingungskreis 65, 66 Ohm 15 Ohmsches Gesetz 16, 40,114 Ortung, drahtlose 201 Oszillator 66, 192, 193 Oxyddampf kathoden 112, 121

224

P

Papierkondensatoren 73 Parallelschaltung 17, 43 Parallelspeisung 158 Peilung 206 Pentode 132 Periode des Wechselstromes 37 Permalloy 27 Permeabilität 25 Permeabilitätsabstimmung 73 Pertinax 65 Pferdestärke 20 Phasenbedingung 143 Phasenunterschied 37 Phasenverschiebung 41, 44 Phasenwinkel 217 Picofarad 42 Piezo-Effekt 145 Piezoelektrisches Mikrophon 54 Pilzlautsprecher 59 Plattenkondensator 42 Porzellan 65 Positives Glimmlicht 109 Prüfung der Isolation 102 Pulsierender Gleichstrom 138 Q Quarz-Resonator 146 Quarz, schwingender 145 Quarzsender 147, 162 Quarzstufe 165 Querdipol 93 Quetschkondensator 75 R Radar-Verfahren 206 Radiogoniometer 204 Rahmenantenne 95, 96 Raumladung 113 Raumstrahlung 103 Rechteckkurve 150 Rechte Handreg,el 29 Reflektorantenne 94 Reflektordipol 215 Regelröhre 132, 194 Regelschaltung 195 Regelspannung 133 Regelung der Rückkopplung 171 Reichweite eines Senders 103 Reihenspeisung 162

Reisz-Mikrophon 52 Resonanz, elektr. 78 —, mechan. 77 Resonanzflanke 217 Resonanzkurve 82 Resonanzstrom 83 Resonanzüberhöhung 217 Resonanzwiderstand 178 Reusenantenne 88 Richtkennlinie 90, 94, 212 Richtsenderanlage 94, 95 Richtstrahlantenne 93 Richtwirkung 96 Richtwirkung des Mikrophons 53 Ring-Elektromagnet 24 Ringspule 72 Röhre als Gleichrichter 135, 167 Röhrenbezeichnung 134 Röhrenkapazität 177, 179 Röhrenkennlinien 121 ff. Röhrenschwingungen 142 ff. kristallgesteuerte 146 Röhrensender 142 ff. Röhrengleichrichter 135 Rollglimmer- Kondensatoren 73 Röhrenvoltmeter 169, 170 Rotzinkerz 166 Rückkopplung 170 —.Regelung der 171 Rückkopplungsschaltungen 144 Rückstrahlung 95, 102 Rückwärtsregelung 195 Rundfunksender 163 Rundstrahler-Lautsprecher 59 S Sättigung, magnetische 25, 41 Sättigungsstrom 113, 114 Sauerstoffatom 21 Schalltrichter 58 Schallwand 58 Schaltung, kurz 185 —, lang 185 — von Elementen 17 — von Kondensatoren 43 — von Selbstinduktionen 34 — von Widerständen 19 Scheinwiderstand 40, 44 Schirmantenne 87, 99

Schirmgitter 130 Schirmgitteraudion 199 Schleifen-Dipol 215 Schirmgitterröhre 130 —, Durchgriff 131 Schleppantenne 93 Schnellheizkathoden 113 Schwebemagnete 27 Schwebungen, Zerlegung der 78 Schwingaudion 170 Schwingender Quarz 145 Schwingungen 1. u. 2. Art 147, 148 Schwingungsarten des Senders 151 Schwingungsbäuche 67 Schwingungsdauer 62 Schwingung, elektrische 61 Schwingungskreis, geschlossener 60 —, offener 65, 66 Schwingungssteuerung durch Kristalle 145 Schwund, Entstehung 107 Schwundfreie Zone 107 Schwundregelung, selbsttätige 194 Sechspolröhre 132 Seitenbänder 153 Seitenbestimmung des Rahmenempfangs 201 Seitenfrequenzen 152 Sekundärempfänger 185, 186

Selbsterregter Telegraphiesender 158 Selbstinduktion 33 Selbstinduktionen, Berechnung von 34 —, Messung von 35 —, Schaltung von 34 —, stetig veränderbare 71 Selbstinduktionskoeffizient 33 Selengleichrichter 137 Sendeantenne, Ausstrahlung der 98 —, Dämpfung 99 —, Effektivhöhe 99 —, Strahlungswirkungsgrad 101 —, Widerstand 100 Sender, fremderregter 160 —, selbsterregter 158 Sichtweite 208

225 Siebkette 138, 200 Siebkreis 46 Siemens, Werner v. 40 Sirufer 73 Sirutor 167 Spannung 15 Spannungsabfall 17 Spannungsfestigkeit von Kondensatoren 42, 43 Spannungskopplung 92 Spannungsteiler 18 Spannungsteilerschaltung, induktive und kapazitive 144 Spannungsüberhöhung 46 Spannungsverstärkung 127, 128, 172 Spannungsverteilung vom Netzgerät 139 Spannungswandler 49 Speiseleitung Öl, 92 Sperrkreis 47 spezifischer Widerstand 16 Spiegelfrequenz 193 Spulengüte 62 Spulen im Schwingungskreis 71 — mit schwachem Außenfeld 72 Spulen, Stetig veränderbare 71 •—, Eigenkapazität 86 —, Kapazitätsarme 72 Stahlröhren 133 Steilheit der Kennlinie 123 Steuersender 162 Steuerstufe 160 Störnebel 90 Stoßerregung 78, 84 Stoßionisation 110 Strahlung 66 Strahlungswiderstand der Antenne 100, 101 Strahlungswirkungsgrad 101 Strahlungsverluste 65 Streukapazitäten 179 Streukopplungen 179, 197 Streuung, magnetische 28 Strombauch im Dipol 69 Stromknoten im Dipol 69 Stromkopplung 92 Stromleiter im Magnetfeld 28 Stromrichtung, technische 15

Stromspule 24 Stromstärke 15 —, Effektivwert 37 Stromüberhöhung 47 Stromverdrängung 41 Stromverstärkung 127 Stromverzweigung 18 Stromwärme 64, 100 Stromwandler 49 Suchspule 204 Summererregung des Wellenmessers 81 Superheterodyne 191 Superheterodyne (Überlagerungsempfänger) 191 T T-Antenne 87, 99 Tastpeiler 206 Tauchspulenlautsprecher 56 Tauchspulenmikrophon 54 Telefunken 58, 94 Telegraphieempfang 191, 192 Telegraphiesender 158 Telephon 51 Telephoniesender 153, 160 Temperatur, absolute 111 Temperaturkoeffizient 16 Thermostat 146 Thomsonsche Schwingungsformel 62 Tiefpaß 218 Tonblende 191 Tonmodulation 151, 152 Topfelektromagnet 56 Toroid 24, 214 Totale Reflexion 105 Tote Zone 105, 106 Trägerwelle 152, 192 —, Modulation der 153 Transformator 48, 49 Transformatorenblech 26,27 Transformatorenkopplung 144, 173 Transponierung 194 Trennschärfe 179, 187, 193 Trichterlautsprecher 58 Trimmerkondensatoren 75 Trockenelement 15 Trolitul 65 Trommelwicklung 39 U U — /„-Kennlinienfeld 122 Überbrückung des Atlantik 106

Übergangswiderstände 65 Überlagerung 152 Überlagerungsempfänger 191 Übersteuern der Röhre 129 UKW-Empfang 213 UKW-Fernsehsender 209 UKW-Rundfunk 209 UKW-Rundfunksender 212 UKW-Superhet 214 Umkreisung der Erde 105 Ungedämpfte Trägerwelle 151 Unscharfe Resonanz 82 Unmittelbare Heizung 112 Unteranpassung 180 Unterdrückung des Gitterstromes 129 Unterteilung der Eisenkerne 30 Urandioxyd 16 Urdoxwiderstand 141

y

Vakuum 111 Variometer 71 Ventilwirkung der Röhre 135 Verbundröhren 133 Verkürzungsfaktor 91 Verkürzungskondensator 70 Verlängerung durch Endkapazitäten 70 — durch Spule 70 Verlustdämpfung einer Antenne 99 Verluste im Zwischengelände 103 Verlustfaktor 64 Verlustleistung der Röhre 150, 151 Verlustquellen 64 Verlustwiderstand 62, 64 Verlustwinkel 64 Verschiebespannung 121, 124 Verspiegelung der Röhre 112 Verstärkerschaltung 172 Verstärkerstufen eines Supers 196 — eines Rundfunksenders 163 ff. Verstärkungsgrad 179 Vervielfacher 212 Verzerrung 181, 184

226 Vielfachantenne 94 Vierröhren-Super 196 Virtuelle Kathode 132 Volt 15 Vorsatzgeräte 216 Vorselektion 194 Vorsignal 206 Vorwärtsregelung 195 Vorwiderstand 17 Vor- und Nebenwiderstände bei Meßinstrumenten 33

W Wärmewirkung des Stromes -19 Walzeisen 27 Wasserzersetzung 20 W a t t 19 W a t t m e t e r 19, 20 W a t t v e r b r a u c h 20 Wechselpoldynamo 38 Wechselrichter 50 Wechselstrom, Erzeugung 36 Wechselstromheizung 140 Wechselstromleistung 151 Wechselstrommaschinen 38

Wechselstromwiderstand 125, 127 Wehneltzylinder 115, 116 Weiches Eisen 25 Wellenausbreitung 66, 67 — , Geschwindigkeit der 67 Wellengleicher Kondensator 75 Wellenlänge 66, 67 Wellenlängen und Frequenzen 67 — des Lichtes 67 Wellenmesser 80 — in Summerschaltung 81, 98 Wellenstrom 39 Wellenwiderstand 215 Wendelung 113 Wheatstonesche Brüche 18 Wicklungen, Kapazitätsarme 72 Widerstandskopplung 79, 173 Widerstandsthermometer 16 Widerstand der Antenne 100

Widerstand, induktiver 40 — , innerer 17 — , kapazitiver 44 — von Metallfadenlampen 22 — der Röhre 125 — , scheinbarer 40 — , spezifischer 16 Widerstandskopplung 173 Wirbelströme 30, 65, 100 Wirkungsgrad des Röhrensenders 149, 150, 151 Witzleben 209 Wolframkathoden 121

Z Zerlegung der Schwebung 78 Zinksilikat 116 Zweikreis-Dreiröhrenempfänger 190 Zweipolröhre 108, 167 Zwischenfrequenz 192, 193 Zwischenfrequenzstufe 196 ZF-Verstärker 192, 215 Zwischenschichtkonstante 42 Zylinderspule 71

HERMANN

GOETSCH

Taschenbuch der Fernmeldetechnik TEIL

I :

Theoretische Grundlagen, Stromquellen, Einzelgeräte, Schaltungen, Montage Herausgegeben von Dipl.-Ing. ALOIS OTT 11. Auflage 249 Seiten mit 392 Abbildungen, K1.-81, 1948 Halbleinen DM 10.-

,,Das seit Jahren bekannte, in Fachkreisen überaus geschätzte Werk ist gründlich überarbeitet worden. Es ist das Buch, das dem Techniker und Ingenieur der Fernmeldetechnik in leichtverständlicher und gedrängter Form das Wertvollste aus der umfangreichen Fachliteratur übermittelt. Neben Telegraphie und Fernsprechwesen umfaßt es alle Gebiete der Fernmeldetechnik.Von besonderem pädagogischem Nutzen ist die mit Sorgfalt getroffene Auswahl der Abbildungen, die den Leser über den schaltungstechnischen Aufbau, den Grundgedanken der Geräte unterrichtet. Seine knappe, umfassende Form sowie die Gliederung und der Aufbau des Textes machen das Taschenbuch zu einem unentbehrlichen Freund und Helfer. Es kann daher allen Praktikern als nützliches Hilfsmittel zum systematischen Studium wärmstens empfohlen werden." Energie und Technik TEIL

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Optische und, akustische Signalanlagen - Fernübertragung von Meßwerten Gefahrmeldeanlagen - Verkehrs- und Eisenhahnsignalanlagen - Lichtelektrische Einrichtungen - Elektrizitätswerke - Fernmeldeanlagen - Starkstrombeeinflussung und Schutzeinrichtungen. TEIL

III:

Telegraphen- und Fernschreihetechnik - Fernsprechtechnik - Trägerfrequenzeinrichtungen für Fernsprechleitungen - Prüf- und Meßeinrichtungen für Fernsprechanlagen. IN

V O R B E R E I T U N G

Verlag von R.OIdenbourg München

IMMO

KLEEMANN

Grundlagen der Fernmeldetechnik 3. erweiterte und verbesserte Auflage 292 Seiten mit 168 Abbildungen und einem Anhang, Gr.-8°, 1950 Halbleinen DM 16.-

Das Werk wendet sich an den mit der Mathematik und den elektrotechnischen Grundlagen vertrauten Leser und will ihm eine systematische Einführung frei von aller Spezialisierung in die nachstehenden Hauptarbeitsgebiete der Fernmeldetechnik geben: Theorie und Wirkungsweise der wichtigsten Fernmeldegeräte - Schaltungslehre zur Berechnung von Netzteilen und Schaltverfahren - Grundbegriffe und Verfahren für die Herstellung von Verbindungen im Hand- und Wählbetrieb; Aufbau von Vielfachschaltungen - Übertragungslehre: Theorie der Fermeldeleitungen, Vierpolbeziehungen und Übertragungssysteme. HANS

PILOTY

Die Rolle des Geistes in der Nachrichtentechnik Eine Münchner Hochschulschrift 16 Seiten, Gr.-8°, 1949, broschiert DM 1.40

A u s seinem Gedankengut über das kulturelle und ethische Problem der Technik überhaupt zeichnet der Verfasser in aller Kürze und Prägnanz die geschichtliche Entwicklung der Nachrichtentechnik und schließt daran eine äußerst lehrreiche Übersicht des heutigen Standes dieses Fachgebietes. Die schwierigeren Fragen werden durch besonders einleuchtende Beispiele erläutert. RICHARD

DOERFLING

Mathematik für Ingenieure und Techniker 5. Auflage 633 Seiten mit 306 Abbildungen, Gr.-8n, 1949 Halbleinen DM 14.80

Im Gegensatz zu anderen Werken verlangt das vorliegende Buch keine besonderen Vorkenntnisse, vielmehr baut es nur auf den Anfangsgründen der Arithmetik, der Algebra und einem natürlichen Verständnis für die allgemeine Physik auf; es entwickelt daraus alle Formeln und Werte und bringt in klarer, allgemeinverständlicher Sprache und übersichtlicher Darstellung die wesentlichen Grundlagen der mathematischen Wissenschaft, wie sie der Studierende der Ingenieurwissenschaften sowie der Ingenieur und Techniker für seine tägliche Arbeit benötigt. Verlag von R.OIdenbourg München