Empfängerstufen

Diese Lerneinheit vertieft die einzelnen Baugruppen eines Empfängers: Mischer, Filter, Verstärker und ihre Eigenschaften.

Stell dir vor: Ein Empfänger ist wie eine Fabrik mit verschiedenen Abteilungen:

Vorselektion = Eingangskontrolle (sortiert unerwünschte Lieferungen aus)
Mischer = Übersetzungsabteilung (wandelt alles in eine "Standardsprache" um)
ZF-Filter = Qualitätskontrolle (lässt nur das Richtige durch)
AGC = Lautstärkeregler (passt sich automatisch an)

Fragen AF201-AF204: Spiegelfrequenz

Frage AF201: Abstand Nutzfrequenz ↔ Spiegelfrequenz = 2 × ZF

Frage AF202: Spiegelfrequenz berechnen (VCO unterhalb)

Gegeben: VCO = 134,9 MHz, Empfang = 145,6 MHz

$f_\text{ZF} = 145{,}6 - 134{,}9 = 10{,}7\,\text{MHz}$ (VCO unterhalb) $f_\text{Spiegel} = 145{,}6 - 2 \times 10{,}7 = 145{,}6 - 21{,}4 = \mathbf{124{,}2\,\text{MHz}}$

Frage AF203: Spiegelfrequenz berechnen (Oszillator oberhalb)

Gegeben: Quarz = 39 MHz (oberhalb), Empfang = 28,3 MHz

$f_\text{ZF} = 39 - 28{,}3 = 10{,}7\,\text{MHz}$ $f_\text{Spiegel} = 28{,}3 + 2 \times 10{,}7 = \mathbf{49{,}7\,\text{MHz}}$

Frage AF204: Die Vorselektion (Eingangsfilter) bestimmt die Spiegelfrequenzdämpfung - nicht die ZF-Filter!

Fragen AF205-AF208: Trennschärfe und Filter

Frage AF205: Die Trennschärfe wird durch die ZF-Filter bestimmt.

Frage AF206: Bandbreiten für verschiedene Betriebsarten

Betriebsart	Bandbreite	Warum?
SSB	2,7 kHz	Sprachbandbreite 300-3000 Hz
RTTY (170 Hz Shift)	500 Hz	Schmales Digitalsignal
FM-Sprechfunk	12 kHz	Breitere Modulation

Frage AF207: Filterkurve erkennen

🔍

Antwort: Ein Filter mit ca. 2,4 kHz Bandbreite ist für SSB-Signale geeignet.

Frage AF208: Filtertypen

Filtertyp	Eigenschaften
Quarzfilter	Beste Flankensteilheit, geringste Bandbreite ✓
Keramikfilter	Gut, aber nicht so steil wie Quarz
LC-Filter	Breitere Bandbreite, geringere Güte
RC-Filter	Flache Flanken, große Bandbreite

Fragen AF209-AF210: Empfängerblöcke

Frage AF209: Blockschaltbild

🔍

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

Frage AF210: VFO-Bereich

🔍

Antwort: VFO-Bereich: 20 bis 47 MHz oder 53 bis 80 MHz

Frage AF211: BFO für CW

Frage AF211: Für CW-Empfang sollte die Differenz zwischen BFO und ZF etwa 800 Hz betragen - das ergibt einen angenehmen Mithörton.

Fragen AF212-AF214: Mischerstufen

Frage AF212: Der Mischer arbeitet im nichtlinearen Bereich - nur so entstehen die gewünschten Mischprodukte!

Fragen AF213, AF214: Der Balancemischer (besonders als Ringmischer) unterdrückt unerwünschte Mischprodukte am besten.

Fragen AF215-AF216: Oszillator-Stabilität

Frage AF215: Ein temperaturkompensierter VFO sollte thermisch isoliert von anderen Wärmequellen verbaut werden.

Frage AF216: Für den BFO ist ein quarzgesteuerter Oszillator am besten geeignet (höchste Stabilität).

Fragen AF217-AF222: Intermodulation und Kreuzmodulation

Fragen AF217-AF218: Was ist Intermodulation?

Intermodulation entsteht bei nichtlinearen Stufen:

Hauptursache: HF-Stufe wird bei großen Signalen nichtlinear (AF218)
Erzeugt Störsignale auf neuen Frequenzen

Frage AF219: Was ist Kreuzmodulation?

Kreuzmodulation = Vermischung eines starken unerwünschten Signals mit dem Nutzsignal.

Frage AF220: Abhilfe

Ein Dämpfungsglied vor dem Empfängereingang reduziert Intermodulation und Kreuzmodulation!

Frage AF221: IP3

Der IP3 (Intercept Point) beurteilt die Großsignalfestigkeit.

Frage AF222: Signalqualität

Starke HF-Signale auf nahen Frequenzen können die Qualität verringern.

Frage AF223: Störunterdrückung

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Antwort: Ein Kerbfilter (Notch) unterdrückt gezielt ein Störsignal.

Fragen AF224-AF226: AGC, Squelch, Begrenzer

Frage AF224: AGC (Automatic Gain Control)

Die AGC sorgt dafür, dass die Lautstärke konstant bleibt - auch wenn das Empfangssignal schwankt (z.B. durch Fading).

Frage AF224: Bei starkem Eingangssignal reduziert die AGC die Verstärkung der HF-Stufen.

AGC-Einstellungen am Transceiver:

Einstellung	Ansprechzeit	Geeignet für
AGC Slow	Langsam	SSB-Sprechfunk (gleichmäßige Lautstärke)
AGC Fast	Schnell	CW/Telegrafie (schnelle Signalwechsel)
AGC Off	Aus	Digitale Betriebsarten, manuelle Kontrolle

Tipp: Bei abgeschalteter AGC kann mit dem RF-Gain-Regler die Verstärkung manuell eingestellt werden - nützlich bei Übersteuerung durch sehr starke Signale.

Frage AF225: Squelch (Rauschsperre)

Die Rauschsperre unterdrückt das störende Rauschen in Sendepausen. Sie vergleicht die Signalamplitude mit einem einstellbaren Schwellenwert.

Frage AF225: Die Rauschsperre wird durch ZF- oder NF-Signale gesteuert.

So stellst du den Squelch richtig ein:

Drehe den Squelch-Regler so weit auf, bis es gerade nicht mehr rauscht
Das ist die optimale Einstellung

Achtung bei der Einstellung:

Zu schwach: Es rauscht weiterhin in Sendepausen
Zu stark: Schwache Signale werden ebenfalls stumm geschaltet!

Frage AF226: Begrenzerverstärker

Der Begrenzerverstärker sitzt im ZF-Teil eines FM-Empfängers und hat zwei Aufgaben:

Verstärken: Das Eingangssignal wird zunächst stark verstärkt
Begrenzen: Ab einem bestimmten Pegel wird die Amplitude "abgeschnitten"

Frage AF226: Der Begrenzerverstärker unterdrückt AM-Störungen bei FM-Signalen.

Warum funktioniert das? Bei FM steckt die Information in der Frequenzänderung, nicht in der Amplitude. Durch das Begrenzen werden Amplitudenschwankungen (= AM-Störungen) entfernt, während die FM-Information vollständig erhalten bleibt.

Fragen AF227-AF229: SNR und Rauschzahl

Frage AF227: SNR

SNR = Wie viel stärker das Nutzsignal als das Rauschen ist.

Fragen AF228-AF229: Rauschzahl

Rauschzahl	Bedeutung	Frage
1,8 dB	SNR sinkt um 1,8 dB	AF228
F = 2 (linear)	SNR sinkt um 3 dB	AF229

Merke: Rauschzahl F = 2 linear entspricht 3 dB (weil $10 \cdot \log_{10}(2) \approx 3$)

Fragen AF230-AF231: LNB und Satellitenempfang

Frage AF230: Warum niedrige Kabeldämpfung?

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Antwort: Der LNB verstärkt und mischt auf niedrigere Frequenz → geringere Kabeldämpfung!

Frage AF231: LNB Polarisationsumschaltung

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Antwort: 18 V statt 13 V → LNB schaltet die Polarisation um.

Zusammenfassung für die Prüfung

Frage	Thema	Richtige Antwort
AF201	Spiegelfrequenz-Abstand	2 × ZF
AF202	Spiegelfrequenz VCO 134,9 MHz	124,2 MHz
AF203	Spiegelfrequenz Quarz 39 MHz	49,7 MHz
AF204	Spiegeldämpfung durch	Vorselektion
AF205	Trennschärfe durch	ZF-Filter
AF206	Bandbreiten SSB/RTTY/FM	2,7 / 500 Hz / 12 kHz
AF207	Filterkurve für	SSB
AF208	Bestes Bandpassfilter	Quarzfilter
AF209	X, Y, Z im Blockbild	Mischer, Mischer, Produktdetektor
AF210	VFO-Bereich	20-47 oder 53-80 MHz
AF211	BFO-Differenz für CW	800 Hz
AF212	Mischer arbeitet	nichtlinear
AF213/214	Beste Mischprodukt-Unterdrückung	Balancemischer / Ringmischer
AF215	VFO-Einbau	thermisch isoliert
AF216	BFO-Oszillator	quarzgesteuert
AF217/218	Intermodulation durch	nichtlineare Stufen
AF219	Kreuzmodulation durch	starkes Störsignal
AF220	Abhilfe IM/Kreuzmod.	Dämpfungsglied
AF221	IP3 beurteilt	Großsignalfestigkeit
AF223	Störunterdrückung	Kerbfilter
AF224	AGC bei starkem Signal	reduziert Verstärkung
AF225	Squelch gesteuert durch	ZF- oder NF-Signale
AF226	Begrenzer unterdrückt	AM-Störungen
AF227	SNR bedeutet	Nutzsignal/Rauschen
AF228	Rauschzahl 1,8 dB	SNR sinkt um 1,8 dB
AF229	Rauschzahl F=2	SNR sinkt um 3 dB
AF230	LNB Vorteil	Mischung auf niedrigere Frequenz
AF231	LNB 18 V	Polarisation umschalten

Wissenskontrolle

0 / 31 Fragen richtig

AF201

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

🔍

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AF202

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

🔍

AF203

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

AF204

Wodurch wird beim Überlagerungsempfänger die Spiegelfrequenzdämpfung bestimmt?

AF205

Welche Baugruppe eines Empfängers bestimmt die Trennschärfe?

AF206

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

AF207

Für welche Signale ist die untenstehende Durchlasskurve eines Empfängerfilters geeignet?

🔍

AF208

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

AF209

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

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AF210

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

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AF211

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

AF212

In welchem Bereich der Steuerkennlinie arbeitet die Mischstufe eines Überlagerungsempfängers?

AF213

Durch welchen Mischer werden unerwünschte Ausgangssignale am stärksten unterdrückt?

AF214

Welche Mischerschaltung unterdrückt am wirksamsten unerwünschte Mischprodukte und Frequenzen?

AF215

Wie sollte ein bereits temperaturkompensierter VFO innerhalb eines Gerätes verbaut werden, um eine möglichst optimale Frequenzstabilität zu gewährleisten?

AF216

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

AF217

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

AF218

Was ist die Hauptursache für Intermodulationsprodukte in einem Empfänger?

AF219

Wodurch wird Kreuzmodulation verursacht?

AF220

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

AF221

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

AF222

Wodurch kann die Qualität eines empfangenen Signals beispielsweise verringert werden?

AF223

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

AF224

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

AF225

Welche Signale steuern gewöhnlich die Empfängerstummschaltung (Squelch)?

AF226

Welche Aufgabe hat der Begrenzerverstärker in einem FM-Empfänger?

AF227

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

AF228

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

AF229

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

AF230

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

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AF231

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

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