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Empfänger

Empfänger

Der Superhet-Empfänger ist das Standardprinzip im Amateurfunk. Er bietet hohe Empfindlichkeit und Trennschärfe.

Stell dir vor: Ein Superhet-Empfänger ist wie ein Übersetzer mit Zwischensprache:

  • Statt direkt von Frequenz A zu verstehen, wird erst in eine Zwischensprache (ZF) übersetzt
  • In dieser Zwischensprache kann man viel besser filtern und verstärken
  • Das Problem: Manchmal wird versehentlich eine falsche Sprache (Spiegelfrequenz) mitübersetzt!

Fragen AF101-AF105: S-Meter und Signalstärke

Die S-Stufen-Skala

Das S-Meter zeigt die Signalstärke an:

Merke: 1 S-Stufe = 6 dB = 4-fache Leistung = 2-fache Spannung!

ÄnderungdBLeistungsfaktorSpannungsfaktor
1 S-Stufe6 dB4-fach2-fach
2 S-Stufen12 dB16-fach4-fach

Fragen AF101-AF102: Leistungserhöhung

AF101: 25 W → 100 W = 4-fache Leistung = 1 S-Stufe

AF102: 100 W → 400 W = 4-fache Leistung = 1 S-Stufe

Frage AF103: Von S8 nach S9+x dB

10 W → 100 W = 10-fache Leistung = 10 dB

Von S8: $+6\,\text{dB} \rightarrow \text{S9}$, verbleibend: $10 - 6 = 4\,\text{dB}$ Ergebnis: $\mathbf{\text{S9}+4\,\text{dB}}$

Frage AF104: Leistungsfaktor berechnen

S7 → S9+8 dB = 2 S-Stufen (12 dB) + 8 dB = 20 dB

$\text{Faktor} = 10^{20/10} = 10^2 = \mathbf{100\text{-fach}}$

Frage AF105: Spannung bei S-Meter-Änderung

S9 → S8 = −6 dB = halbe Spannung

$U_\text{neu} = \frac{50\,\mu\text{V}}{2} = \mathbf{25\,\mu\text{V}}$

Fragen AF106-AF111: Spiegelfrequenz

Was ist die Spiegelfrequenz?

Die Spiegelfrequenz ist eine Störfrequenz, die ebenfalls auf die ZF gemischt wird.

Frage AF106: Abstand der Spiegelfrequenz = 2 × ZF

Berechnung der Spiegelfrequenz

Oszillator liegt...Formel
oberhalb der Empfangsfrequenz$f_\text{Spiegel} = f_\text{Empfang} + 2 \cdot f_\text{ZF}$
unterhalb der Empfangsfrequenz$f_\text{Spiegel} = f_\text{Empfang} - 2 \cdot f_\text{ZF}$

Frage AF107: Spiegelfrequenz berechnen

Einfachsuper Blockschaltbild🔍

Gegeben: $f_\text{Empfang} = 14{,}24\,\text{MHz}$, $f_\text{Osz} = 24{,}94\,\text{MHz}$ (oberhalb)

$f_\text{ZF} = f_\text{Osz} - f_\text{Empfang} = 24{,}94 - 14{,}24 = 10{,}7\,\text{MHz}$ $f_\text{Spiegel} = 14{,}24 + 2 \times 10{,}7 = 14{,}24 + 21{,}4 = \mathbf{35{,}64\,\text{MHz}}$

Frage AF108: Spiegelfrequenz berechnen

Einfachsuper 28,5 MHz🔍

Gegeben: $f_\text{Empfang} = 28{,}5\,\text{MHz}$, $f_\text{ZF} = 10{,}7\,\text{MHz}$, Oszillator oberhalb

$f_\text{Spiegel} = 28{,}5 + 2 \times 10{,}7 = 28{,}5 + 21{,}4 = \mathbf{49{,}9\,\text{MHz}}$

Fragen AF109-AF111: Hohe ZF = bessere Spiegelunterdrückung

Fragen AF109, AF110, AF111: Eine hohe ZF bedeutet:

  • Spiegelfrequenz liegt weit entfernt (2×ZF!)
  • Leichter durch Eingangsfilter zu unterdrücken
  • Bessere Spiegelfrequenzunterdrückung

Fragen AF112-AF116: Der Doppelsuper

Ein Doppelsuper kombiniert die Vorteile von hoher und niedriger ZF:

1. ZF (hoch)

z.B. 50 MHz

Vorteil: Gute Spiegelfrequenzunterdrückung

Frage AF112

2. ZF (niedrig)

z.B. 455 kHz

Vorteil: Gute Trennschärfe (Nahselektion)

Frage AF113

Frage AF114: Optimal: 1. ZF > 2 × maximale Empfangsfrequenz (vergrößert Spiegelabstand), dann auf niedrigere 2. ZF mischen.

Frage AF115: Die Nahselektion wird durch die ZF-Filter bestimmt.

Frage AF116: Das Roofing-Filter muss mindestens so breit sein wie die breiteste benötigte Betriebsart.

Frage AF117: Oszillator-Typen

Doppelsuper Blockschaltbild🔍
AbkürzungNameFunktion
VFOVariable Frequency OscillatorAbstimmung der Empfangsfrequenz
COCrystal OscillatorFeste Frequenz für 2. Mischstufe
BFOBeat Frequency OscillatorTräger für SSB/CW-Empfang

Antwort AF117: X = VFO, Y = CO, Z = BFO

Fragen AF118-AF120: Oszillator-Frequenzen berechnen

Grundformel für Mischer

$f_\text{ZF} = |f_\text{Oszillator} - f_\text{Eingang}|$   oder   $f_\text{ZF} = f_\text{Oszillator} + f_\text{Eingang}$

Ein Mischer erzeugt immer Summe und Differenz der beiden Frequenzen. Welche davon als ZF weiterverarbeitet wird, legt das ZF-Filter fest. Meist ist es die Differenz:

Oszillator oberhalb: $f_\text{Osz} = f_\text{Eingang} + f_\text{ZF}$

Oszillator unterhalb: $f_\text{Osz} = f_\text{Eingang} - f_\text{ZF}$

Aufwärtsmischung (ZF höher als Eingang und Oszillator): $f_\text{Osz} = f_\text{ZF} - f_\text{Eingang}$

Frage AF118

Doppelsuper AF118🔍

Gegeben: $f_\text{Empfang} = 21{,}1\,\text{MHz}$, 1. ZF = 9 MHz, 2. ZF = 460 kHz
VFO oberhalb, CO unterhalb

$f_\text{VFO} = 21{,}1 + 9 = \mathbf{30{,}1\,\text{MHz}}$ $f_\text{CO} = 9 - 0{,}46 = \mathbf{8{,}54\,\text{MHz}}$

Frage AF119

Doppelsuper AF119🔍

Gegeben: $f_\text{Empfang} = 28\,\text{MHz}$, 1. ZF = 10,7 MHz, 2. ZF = 460 kHz
Beide Oszillatoren oberhalb

$f_\text{VFO} = 28 + 10{,}7 = \mathbf{38{,}70\,\text{MHz}}$ $f_\text{CO} = 10{,}7 + 0{,}46 = \mathbf{11{,}16\,\text{MHz}}$

Frage AF120 (Dreifachsuper)

Dreifachsuper AF120🔍

Gegeben: $f_\text{Empfang} = 3{,}65\,\text{MHz}$, 1. ZF = 50 MHz, 2. ZF = 9 MHz, 3. ZF = 455 kHz

Die erste ZF liegt über der Empfangsfrequenz, das ist eine Aufwärtsmischung: Die ZF ist hier die Summe aus Eingang und VFO. Danach wird zweimal abwärts gemischt.

$f_\text{VFO} = 50 - 3{,}65 = \mathbf{46{,}35\,\text{MHz}}$   (Probe: $3{,}65 + 46{,}35 = 50$) $f_\text{CO1} = 50 - 9 = \mathbf{41\,\text{MHz}}$ $f_\text{CO2} = 9 + 0{,}455 = \mathbf{9{,}455\,\text{MHz}}$

Mit der Differenzformel allein käme für den VFO 53,65 MHz heraus, das steht nicht zur Auswahl. Bei den Antworten entscheidet CO2: 9,455 MHz (Oszillator oberhalb der 2. ZF) gegen 9,545 MHz.

Zusammenfassung für die Prüfung

FrageThemaRichtige Antwort
AF10125W → 100W1 S-Stufe (4-fach)
AF102100W → 400W1 S-Stufe (4-fach)
AF10310W → 100W, von S8S9+4 dB
AF104S7 → S9+8dB100-fach (20 dB)
AF105S9 → S8, 50 μV25 μV
AF106Abstand Spiegelfrequenz2 × ZF
AF107Spiegelfrequenz 14,24 MHz35,64 MHz
AF108Spiegelfrequenz 28,5 MHz49,9 MHz
AF109Vorteil hohe 1. ZFSpiegelfrequenz weit weg
AF110Spiegelunterdrückung durchHöhe der ZF
AF111Hohe 1. ZF ermöglichtHohe Spiegelunterdrückung
AF112Doppelsuper, hohe 1. ZFGute Spiegelunterdrückung
AF113Doppelsuper, niedrige 2. ZFGute Trennschärfe
AF114ZF-Verhältnis optimal1. ZF > 2×max. Empfangsfreq.
AF115Nahselektion durchZF-Filter
AF116Roofing-Filter Bandbreite≥ breiteste Betriebsart
AF117VFO, CO, BFO erkennenX=VFO, Y=CO, Z=BFO
AF118Oszillatorfreq. berechnenVFO 30,1 / CO 8,54 MHz
AF119Oszillatorfreq. berechnenVFO 38,7 / CO 11,16 MHz
AF120Dreifachsuper Frequenzen46,35 / 41 / 9,455 MHz
Einsatz von Sprachmodellen bei 12db

Wissenskontrolle

0 / 20Fragen richtig
AF101

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

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AF102

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

AF103

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

AF104

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

AF105

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

AF106

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

AF107

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

Fragenbild🔍
AF108

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

Fragenbild🔍
AF109

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

AF110

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

AF111

Welchen Vorteil bietet eine hohe erste Zwischenfrequenz bei Überlagerungsempfängern?

AF112

Welche Aussage ist für einen Doppelsuper richtig?

AF113

Welche Aussage ist für einen Doppelsuper richtig?

AF114

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

AF115

Wodurch wird die Nahselektion eines Superhet-Empfängers bestimmt?

AF116

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

AF117

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

Fragenbild🔍
AF118

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

Fragenbild🔍
AF119

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

Fragenbild🔍
AF120

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

Fragenbild🔍
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