diff --git a/contents/slides/9600_port.md b/contents/slides/9600_port.md new file mode 100644 index 0000000..f109f7b --- /dev/null +++ b/contents/slides/9600_port.md @@ -0,0 +1,34 @@ +* Zur Umgehung von Filtern bieten manche FM-Funkgeräte einen separaten Port für Digimodes +* Dieser ist oft mit *DATA* oder *9600* beschriftet +* 9600 entsprechend der Datenrate in Baud, die damit übertragen werden kann +* Daran wird direkt das TNC (Terminal Node Controller) vom Computer angeschlossen +* Heute oft direkt als USB-Anschluss ausgeführt + +--- + +[photo:303:e_9600_port:Funkgerät mit DATA-Port] + +--- + +* Sowohl Senden als auch Empfang findet ohne NF-Filter und NF-Endstufe statt +* Es wird direkt der FM-Modulator oder FM-Demodulator angesprochen +* Signale werden nicht verzerrt + + +[picture:354:e_9600_port_fm_sender:FM-Sender mit Zuführung des 9600-Baud-Datensignals an Punkt 2] +[picture:355:e_9600_port_fm_empfaenger:FM-Empfänger mit Abgreifen des 9600-Baud-Datensignals an Punkt 4] + +--- + + +* Wurde früher für Packet Radio verwendet +* Heute für moderne und freie Modi wie M17 + + +[photo:185:m17_tnc:Module M17 ein TNC für das M17 Übertragungsverfahren] + + +--- +[question:EF309] +--- +[question:EF219] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/N_Ende.md b/contents/slides/N_Ende.md new file mode 100644 index 0000000..e69de29 diff --git a/contents/slides/abtasttheorem.md b/contents/slides/abtasttheorem.md new file mode 100644 index 0000000..d7c5861 --- /dev/null +++ b/contents/slides/abtasttheorem.md @@ -0,0 +1,55 @@ +## Der Prozess des Samplings + +* Analoge Signale werden in diskrete Samples umgewandelt +* Sampling: Abtastung eines kontinuierlichen Signals in festgelegten Zeitabständen +* Vergleichbar mit einer Kamera, die in regelmäßigen Intervallen Bilder aufnimmt + +--- + +### Sampling – Das Kamerabeispiel + +* Eine Kamera nimmt z. B. 24 Bilder pro Sekunde auf +* Zwischen den Bildern können schnelle Bewegungen auftreten, die nicht erfasst werden +* Wie bei der Kamera kann ein plötzliches Ereignis (z. B. eine Fliege) zwischen zwei Aufnahmen verloren gehen +* Dadurch entsteht ein Verlust an zeitlicher Information + +--- + +### Informationsverlust und Rekonstruktionsgrenze + +* Zwischen den Samples können schnelle Signaländerungen unentdeckt bleiben +* Für eine fehlerfreie Rekonstruktion muss vor und nach jedem Signalwechsel ein Sample vorliegen +* Ist dies nicht der Fall, gehen Details verloren – Aliasing tritt auf + +--- + +## Das Nyquist-Shannon-Abtasttheorem + +* Für ein Signal mit maximaler Frequenz $f_{max}$ muss die Abtastrate $\gt 2 \cdot f_{max}$ betragen +* Nur so können alle Signalwechsel korrekt erfasst und rekonstruiert werden +* Wird diese Grenze unterschritten, entstehen Alias-Effekte + +--- + +[question:AF617] + +--- + +### Praktisches Beispiel: CD-Player + +* CD-Player arbeiten typischerweise mit 44,1 ksps (44.100 Samples pro Sekunde) +* Daraus folgt: Frequenzen bis ca. 22 kHz können korrekt abgebildet werden +* Dies entspricht dem HiFi-Frequenzbereich guter Stereoanlagen +* Merke: Die Abtastfrequenz sollte stets knapp über dem Doppelten der maximal zu verarbeitenden Frequenz liegen + +--- + +[question:AF616] + +--- + +[question:AF618] + +--- + +[question:AF619] diff --git a/contents/slides/aequivalente_isotrope_strahlungsleistung_eirp_1.md b/contents/slides/aequivalente_isotrope_strahlungsleistung_eirp_1.md new file mode 100644 index 0000000..47a9ec7 --- /dev/null +++ b/contents/slides/aequivalente_isotrope_strahlungsleistung_eirp_1.md @@ -0,0 +1,37 @@ +## Kugelstrahler oder Isotroper Strahler + + +[picture:751:n_Kugelstrahler:Isotroper Strahler in der Mitte einer Kugel, der an allen Stellen der Kugeloberfläche die gleiche Strahlungsleistung erzeugt] + + +* Theoretische Antenne +* Unendlich klein +* Funkwellen werden gleichmäßig in alle Richtungen abgestrahlt +* Es existiert keine Hauptstrahlrichtung + + + +isotrop: von altgriechisch ἴσος isos „gleich“ und τρόπος tropos „Drehung, Richtung“ + + +--- +## EIRP + +* Bei Berechnung der Strahlungsleistung in Bezug zum isotropen Strahler wird von "äquivalenter isotroper Strahlungsleistung" gesprochen +* Englisch "equivalent isotropic radiated power" (EIRP) + +--- +## Berechnung + +* Erfolgt gleich zu ERP +* Hat eine Antennen einen Gewinnfaktor von 3 bezogen auf den isotropen Strahler, dann strahlt diese Antenne in Hauptstrahlrichtung dreimal so stark wie ein isotroper Strahler in jede beliebige Richtung +* Bei 5 W Sendeleistung auf Antenne mit Gewinnfaktor 3 gegenüber dem isotropen Strahler ergibt das die Strahlungsleistung 15 W EIRP + +--- +## Bezug zum Halbwellendipol + +* Halbwellendipol hat den Gewinnfaktor 1,64 gegenüber isotropen Strahler +* Antenne mit Gewinnfaktor 2 gegenüber Halbwellendipol hat einen Gewinnfaktor von 2 × 1,64 = 3,28 gegenüber isotropen Strahler + +--- +[question:NG402] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/aequivalente_isotrope_strahlungsleistung_eirp_2.md b/contents/slides/aequivalente_isotrope_strahlungsleistung_eirp_2.md new file mode 100644 index 0000000..cedddfb --- /dev/null +++ b/contents/slides/aequivalente_isotrope_strahlungsleistung_eirp_2.md @@ -0,0 +1,138 @@ + +* Bei der Berechnung nur die Energie berücksichtigen, die an der Antenne ankommt +* Verluste $a$ durch Kabel, Stecker oder andere Bauteile abziehen +* Erst dann mit dem Gewinnfaktor multiplizieren +* Es folgen diverse allgemeine Formeln für ERP und EIRP + +--- +### ERP + +Aus Klasse N bekannt: + +$P_{\mathrm{ERP}} = (P_{\mathrm{Sender}} - P_{\mathrm{Verluste}}) \cdot G_{\mathrm{Antenne}}$ + + +Bei der Rechnung mit dB zu verwenden: + +$P_{\mathrm{ERP}} = P_{\mathrm{Sender}} - a + g_d$ + + + +Aus der Formelsammlung mit Umwandlung von dB in Leistungsfaktor: + +$P_{\mathrm{ERP}} = P_{\mathrm{Sender}} \cdot 10^{\frac{g_d - a}{10\mathrm{dB}}}$ + + +--- +### EIRP + +Umrechnung ERP zu EIRP: + +$P_{\mathrm{EIRP}} = P_{\mathrm{ERP}} + 2,15 \mathrm{dB}$ + + +Aus der Formelsammlung mit Umwandlung von dB in Leistungsfaktor: + +$P_{\mathrm{EIRP}} = P_{\mathrm{Sender}} \cdot 10^{\frac{g_d - a + 2,15\mathrm{dB}}{10\mathrm{dB}}}$ + + + +Wenn der Gewinn in dBi angegeben ist: + +$P_{\mathrm{EIRP}} = P_{\mathrm{Sender}} \cdot 10^{\frac{g_i - a}{10\mathrm{dB}}}$ + + +--- +[question:EG501] +--- +[question:EG502] +--- +## Ortsfeste Amateurfunkanlage + +Eine ortsfeste Amateurfunkanlage ist nach § 9 BEMFV bei der BNetzA anzuzeigen, wenn eine Strahlungsleistung von 10 W EIRP überschritten wird. +--- +[question:EG503] +--- style="font-size: smaller;" +### Lösungsweg + +* gegeben: $P_{\mathrm{Sender}} = 250mW$ +* gegeben: $g_i = 26\mathrm{dB}$ +* gegeben: $a = 0$ +* gesucht: $P_{\mathrm{EIRP}}$ + + +$\begin{equation}\begin{split} \nonumber P_{\mathrm{EIRP}} &= P_{\mathrm{Sender}} \cdot 10^{\frac{g_i - a}{10\mathrm{dB}}}\\ &= 250mW \cdot 10^{\frac{26\mathrm{dB}}{10\mathrm{dB}}}\\ &= 250mW \cdot 398\\ &\approx 100W \end{split}\end{equation}$ + + +--- +[question:EG504] + + +* Lösungsweg gleich wie vorher + +--- +[question:EG511] +--- style="font-size: smaller;" +### Lösungsweg + +* gegeben: $P_{\mathrm{EIRP}} = 10W$ +* gegeben: $g_i = 5,15\mathrm{dB}$ +* gegeben: $a = 0$ +* gesucht: $P_{\mathrm{Sender}}$ + + +$\begin{equation}\begin{split} \nonumber P_{\mathrm{EIRP}} &= P_{\mathrm{Sender}} \cdot 10^{\frac{g_i - a}{10\mathrm{dB}}}\\ \Rightarrow P_{\mathrm{Sender}} &= \dfrac{P_{\mathrm{EIRP}}}{10^{\frac{g_i - a}{10\mathrm{dB}}}}\\ &= \dfrac{10W}{10^{\frac{5,15\mathrm{dB}}{10\mathrm{dB}}}}\\ &\approx \frac{10W}{3,27} \approx 3W \end{split}\end{equation}$ + + + +Es führen mehrere Wege zum Ziel. So kann auch mit Logarithmen direkt gerechnet werden. + +--- +[question:EG505] + + +Gewinn: 10dB, also auch Faktor 10 + +--- +[question:EG507] + + +* 10 dB Verlust ist Faktor 10, also kommen an der Antenne 10 W ERP an +* Faktor ERP zu EIRP ist 1,64 + +--- +[question:EG506] + + +* Der Gewinn des Dipols von 2,15 dB gleicht die Kabelverluste exakt aus + +--- + +* Ist der Antennengewinn bezogen auf den Dipol angegeben, müssen wir den Gewinn des Dipols noch zusätzlich berücksichtigen, wenn nach der EIRP gefragt ist. + +--- +[question:EG508] +--- +### Lösungsweg + +* gegeben: $P_{\mathrm{Sender}} = 5W$ +* gegeben: $g_d = 5\mathrm{dB}$ +* gegeben: $a = 2\mathrm{dB}$ +* gesucht: $P_{\mathrm{EIRP}}$ + + +$\begin{equation}\begin{split} \nonumber P_{\mathrm{EIRP}} &= P_{\mathrm{Sender}} \cdot 10^{\frac{g_d - a + 2,15\mathrm{dB}}{10\mathrm{dB}}}\\ &= 5W \cdot 10^{\frac{5\mathrm{dB} - 2\mathrm{dB} + 2,15\mathrm{dB}}{10\mathrm{dB}}}\\ &= 5W \cdot 3,27\\ &\approx 16,4W \end{split}\end{equation}$ + + +--- +[question:EG509] + + +Lösungsweg gleich wie vorher + +--- +[question:EG510] + + +Lösungsweg gleich wie vorher + \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/afsk.md b/contents/slides/afsk.md new file mode 100644 index 0000000..aa9b27e --- /dev/null +++ b/contents/slides/afsk.md @@ -0,0 +1,11 @@ +* Eine Sonderform der digitalen Modulation stellt das Audio Frequency Shift Keying (AFSK) dar. +* Im Gegensatz zu ASK steht hier das „A“ nicht für Amplitude, sondern für Audio, also für hörbare Frequenzen (Niederfrequenz). +* Es wird eine Frequenzumtastung (FSK) im Bereich deutlich unter 20 kHz durchgeführt. Oftmals wird der Bereich von ca. 300 Hz bis 2700 Hz genutzt. +* Für eine Aussendung per Funk muss eine weitere Modulation stattfinden, beispielsweise per FM, AM oder SSB. + + +Wird SSB eingesetzt, so ist das Signal auf dem Band nicht mehr von einem FSK-Signal zu unterscheiden. + + +--- +[question:EE408] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/agc_1.md b/contents/slides/agc_1.md new file mode 100644 index 0000000..7c723b2 --- /dev/null +++ b/contents/slides/agc_1.md @@ -0,0 +1,37 @@ +* Automatische Verstärkungsregelung (Automatic-Gain-Control, *AGC*) regelt NF-Ausgangssignal bei schwankendem HF-Eingangssignal nach +* Einsatz z.B. bei Fading +* Lautstärkeschwankungen werden verringert + +--- +## Funktionsweise + +* Erfassung des Empfangspegels am Ausgang des Empfängerzweigs +* Damit wird die HF-Verstärkung geregelt +* Beeinflussung der Empfangslautstärke nach der Demodulation +* Anpassung des Ansprechsverhaltens (Ansprechzeit, Abfallzeit) möglich + +* Nicht verwechseln mit der Automatic-Level-Control (ALC) im Sender + + +--- +## AGC-Modi + + +* AGC Slow +* AGC Normal +* AGC Fast +* AGC Off + + +* SSB: AGC Slow oder Normal +* Morsen: AGC Normal oder Fast +* Digimodes: AGC Fast oder Off + + +* Schnelleres Ansprechverhalten deshalb, damit starke Signale nicht schwache Signale überdecken können und die Regelung schnell nachführt + + +--- +[question:EF211] +--- +[question:EF212] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/agc_2.md b/contents/slides/agc_2.md new file mode 100644 index 0000000..5cf6195 --- /dev/null +++ b/contents/slides/agc_2.md @@ -0,0 +1,14 @@ +* Starke Signale werden reduziert +* Leise Signale werden erhöht +* Amplitude des demodulierten Signals wird konstant gehalten +* → NF-Signal hat konstant gleiche Lautstärke + +--- +### Ohne AGC + +* Starke Signale übersteuern die NF +* Schwache Signale sind sehr leise +* Lautstärke muss von Hand nachgeregelt werden + +--- +[question:AF224] diff --git a/contents/slides/akku.md b/contents/slides/akku.md new file mode 100644 index 0000000..505df1b --- /dev/null +++ b/contents/slides/akku.md @@ -0,0 +1,161 @@ +## Akku-Typen + +Die häufigsten Akku-Typen im Amateurfunk: +* Bleiakku (Pb) +* Nickel-Metallhydrid (NiMH) +* Lithium-Eisenphosphat (LiFePO4) + +--- +[photo:175:a_akku_lifepo4:LiFePO4] + + +* Kapazität: 4200 mAh +* Spannung: 4S1P / 13,2 V + + +* Entladung: 30C Constant / 40C Burst +* Balance-Stecker: JST-XH + + +--- +### Verschaltungen + +Beispiele: + +* 4S1P: 4 Zellen in Serie, 1 in Parallel +* 4S2P: 4 Zellen in Serie, 2 in Parallel + + +Pro Zelle ca. 3,2V bis 3,3V, also
$3,3V \cdot 4 = 13,2V$ + + +--- +### Kapazität + +Beispiel-Akku: 4200 mAh = 4,2 Ah + + +→ 1 Stunde mit 4,2 A oder 2 Stunden mit 2,1 A belasten + + +$t = \frac{Q}{I}$ + + +$t = \frac{4,2Ah}{1A} = 1h$ + + +ggf. Stunden in Sekunden mit 1h=3600s umrechnen + +--- +### Elektrische Energie + +Gespeicherte elektrische Energie im Akku + +$E = Q \cdot U$ + + +Beispiel-Akku: $E = 4,2Ah \cdot 13,2V = 55,44Wh$ + +--- +### Entladestrom + +Angabe auf dem Beispiel-Akku: 30C + +Die Entladung kann mit 30 mal der Kapazität Q erfolgen + + +Entladestrom = $30\frac{1}{h} \cdot 4,2Ah = 126A$ + + + +Der Akku wäre in 128 Sekunden entladen. + + + +Kabelquerschnitt ist zu beachten + + +--- +### Reihenschaltung von Akkus + + +[photo:176:a_akku_4S1P:Reihenschaltung] + + +* Spannungen addieren sich +* Nur Zellen mit gleichen Daten zusammenschalten + + +Bei ungleichen Daten beeinflussen oder beschädigen sich die Zellen + + +--- +### Parallelschaltung von Akkus + + +[photo:177:a_akku_4S2P:Parallelschaltung] + + +* Spannungen bleiben gleich +* Kapazitäten addieren sich + + + + +--- +### Balancer + + +[photo:178:a_akku_lifepo4_anschluss:LiFePO4 Anschlüsse] + + +* Balanceranschluss kann auf die Spannung jeder Zelle zugreifen +* Balancerschaltung zum Ausgleich der Spannungen +* Schutz der Zellen +* Batteriemonitor + + + + +--- +[question:AB210] +--- +[question:AB209] +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $U = 2V$ +* gegeben: $Q = 10Ah$ +* gegeben: $N = 6$ +* gesucht: $U_{ges}, Q_{ges}$ + + +$U_{ges} = N \cdot U = 6 \cdot 2V = 12V$ + + +$Q_{ges} = Q \cdot 1 =10Ah$ + +--- + +[question:AB211] +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $Q_{max} = 60Ah$ +* gegeben: $Q_{10\%} = 0,1 \cdot Q_{max} = 6Ah$ +* gegeben: $I = 0,8A$ +* gesucht: $t$ + + +$Q = I \cdot t \Rightarrow t = \frac{Q}{I} = \frac{Q_{max} - Q_{10\%}}{I} = \frac{54Ah}{0,8A} = 67,5h$ + + +--- +[question:AB501] +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $U = 12V$ +* gegeben: $Q = 5Ah$ +* gesucht: $W$ + + +$W = P \cdot t = U \cdot I \cdot t = U \cdot Q = 12V \cdot 5Ah = 60,0Wh$ + \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/alc.md b/contents/slides/alc.md new file mode 100644 index 0000000..de9eeb0 --- /dev/null +++ b/contents/slides/alc.md @@ -0,0 +1,23 @@ +* *Automatic-Level-Control (ALC)* regelt die Aussteuerung der Senderendstufe +* Reduziert bei Übersteuerung die Amplitude im Sendezweig +* Nicht verwechseln mit der AGC (Automatic-Gain-Control) im Empfängerzweig + +--- +### Funktionsweise +* Erfassung der Ausgangsleistung und Vergleich mit vorgegebenen maximalen Wert +* Bei Überschreiten wird eine Regelspannung an vorgelagerte HF-Verstärkerstufe gegeben +* Amplitude des Sendesignals wird reduziert + +--- +* Wenn ALC-Anzeige anspricht, ist Sender durch zu starkes NF-Signal übersteuert +* Bei SSB ist ein geringfügiges Übersteuern erwünscht +* Gleicht Lautstärkeschwankungen in der Stimme aus +* ALC-Anzeige ist deshalb oft ein Balken + +--- +* Bei Digimodes sollte die ALC nicht ansprechen +* Verzerrung des Sendesignals +* NF-Signal so weit aussteuern, dass ALC gerade nicht anspricht + +--- +[question:EF305] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/am.md b/contents/slides/am.md new file mode 100644 index 0000000..b2e5081 --- /dev/null +++ b/contents/slides/am.md @@ -0,0 +1,31 @@ + +[picture:716:n_Wasserfall0:Signal eines AM-Rundfunksenders (Sprache / Musik)] + + +* Modulationssignal wird durch Änderung der Amplitude auf den Träger aufmoduliert +* Frequenz des Trägers bleibt unverändert +* Änderung der Amplitude ändert die Form des Trägers → entspricht nicht mehr einer Sinusschwingung +* Zusätzliche Frequenzen heißen *Seitenbänder* + + +Es ist etwas paradox, dass bei Amplitudenmodulation trotzdem die Frequenz verändert aussieht. Eine Erklärung dazu gibt es unter "Vertiefung" auf der [50Ohm-Seite](/N_am.html). Wer es genau haben will, kann *Additionstheoremen für Winkelfunktionen* nachschlagen, wie die Berechnung dazu durchzuführen ist. + + +--- + + +* In den Seitenbändern steckt die übertragene Information, also z. B. die Sprache +* Die von AM belegte *Bandbreite* ist doppelt so hoch wie die höchste Frequenz des Modulationssignals + + +[picture:476:n_seitenband:Symbolische Darstellung eines amplitudenmodulierten Signals mit Träger und Seitenbändern] + + +* Beispiel: Bei einer höchsten Frequenz von 2.700 Hz hat die AM-Aussendung eine Bandbreite von 5.400 Hz. + + +--- +[question:NE202] + +--- +[question:NE206] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/am_2.md b/contents/slides/am_2.md new file mode 100644 index 0000000..f60dc3a --- /dev/null +++ b/contents/slides/am_2.md @@ -0,0 +1,56 @@ + +[picture:905:a_amplitudenmodulation:Amplitudenmoduliertes Signal mit zwei Tönen] + + +* Ohne Modulation wird bei AM nur das Trägersignal mit konstanter Amplitude übertragen +* Durch Modulation wird das Signal beeinflusst +* Es entstehen stärkere Ausschläge in den positiven und negativen Bereich + + +--- +### Modulationsgrad + + +[picture:24:a_amplitudenmodulation_modulationsgrad1:Amplitudensignal bei einem Modulationsgrad von 100%] + +$m = \frac{\hat{U}_{mod}}{\hat{U}_{T}}$ + + + +* Verhältnis zwischen aufmodulierter NF-Hüllkurve und dem HF-Träger +* Maximal möglich ist m=1 oder 100% +* Signal steuert zwischen Träger und maximal möglichem Wert aus + + +--- +[question:AE201] +--- +[question:AE202] +--- +#### Lösungsweg + +Abzulesen aus der Grafik: +* gegeben: $\hat{U}_{mod} = 1div = 3V$ +* gegeben: ${\hat{U}_{T}} = 2div = 6V$ +* gesucht: $m$ + + +$m = \frac{\hat{U}_{mod}}{\hat{U}_{T}} = \frac{3V}{6V} = 0,5 = 50\%$ + + +--- +### Übermodulation + + +[picture:28:a_amplitudenmodulation_modulationsgrad2:Amplitudensignal bei einem Modulationsgrad von mehr als 100%] + + +* Bei m > 1 +* Bewirkt zeitweise oder vollständige Unterdrückung des Trägersignals +* Führt zu Verzerrungen und Seitenband-Splatter + + +--- +[question:AE203] +--- +[question:AE204] diff --git a/contents/slides/amateurfunkbaender.md b/contents/slides/amateurfunkbaender.md new file mode 100644 index 0000000..34b8453 --- /dev/null +++ b/contents/slides/amateurfunkbaender.md @@ -0,0 +1,40 @@ +* Funkamateure müssen wissen, welche Frequenzen genutzt werden dürfen +* Lässt sich aus Anlage 1 AfuV ablesen +* Die Anlage 1 liegt in der Prüfung als Hilfsmittel bereit + +--- + +[picture:829:amateuerfunkbaender_2:Frequenzbereiche im Amateurfunk unter 300 MHz] + +--- + +[picture:830:amateuerfunkbaender_1:Frequenzbereiche im Amateurfunk über 300 MHz] + +--- +[question:VD709] +--- +[question:VD710] +--- +[question:VD711] +--- +[question:VD712] +--- +[question:VD713] +--- +[question:VD714] +--- +[question:VD715] +--- +[question:VD716] +--- +[question:VD717] +--- +[question:VD718] +--- +[question:VD719] +--- +[question:VD720] +--- +[question:VD721] +--- +[question:VD722] diff --git a/contents/slides/amateurfunkdienst.md b/contents/slides/amateurfunkdienst.md new file mode 100644 index 0000000..61a3245 --- /dev/null +++ b/contents/slides/amateurfunkdienst.md @@ -0,0 +1,35 @@ +### Amateurfunkdienst + +Da der Amateurfunk laut RR ein offizieller Funkdienst ist, beinhaltet er sinn- und verantwortungsvolle Aufgaben, als da wären: + +* Er dient zur eigenen Ausbildung +* Funkverkehr der Funkamateure untereinander +* Technische Studien + +--- + +Das Amateurfunkgesetz beschreibt es im Kern genauso, fügt aber folgende Details hinzu: + +* Den Aspekt der Völkerverständigung +* Die Unterstützung von Hilfsaktionen in Not- und Katastrophenfällen + + +* Oben genanntes gilt auch für den "Amateurfunkdienst über Satelliten", welcher sowohl in den RR als auch im AFuG mit eingeschlossen ist. +* Der Grund warum der "Amateurfunkdienst über Satelliten" zusätzlich aufgeführt wird, könnte sein, dass es sich dabei um Objekte im extraterritorialen Bereich handelt. + + +--- + +[question:VA101] + +--- + +[question:VA102] + +--- + +[question:VA103] + +--- + +[question:VC102] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/amateurfunkstelle.md b/contents/slides/amateurfunkstelle.md new file mode 100644 index 0000000..c082619 --- /dev/null +++ b/contents/slides/amateurfunkstelle.md @@ -0,0 +1,29 @@ +### Amateurfunkstelle + +Die Radio Regulations (RR) legen fest: + +* Eine Funkstelle besteht nicht nur aus dem Empfänger und dem Sender an einem Ort, sondern auch jede Zusatzeinrichtung gehört dazu, die zum Betrieb erforderlich ist. +* Die allgemeine Definition einer Funkstelle der Radio Regulations (RR) gilt auch für Amateurfunkstellen. Die Radio Regulations legen daher die Amateurfunkstelle ganz einfach als "eine Funkstelle des Amateurfunkdienstes" fest. + +--- + +Das Amateurfunkgesetz beschreibt es im Kern genauso, fügt aber Details hinzu: + +* Eine Amateurfunkstelle besteht aus einer oder mehreren Sende- und Empfangsfunkanlagen einschließlich der Antennenanlagen und der zu ihrem Betrieb erforderlichen Zusatzeinrichtungen. +* Eine Amateurfunkstelle muss auf mindestens einer Amateurfunkfrequenz betrieben werden können. + +--- + +Inhaltlich ist laut Radio Regulations (RR) Funkverkehr zwischen Amateurfunkstellen verschiedener Länder auf Mitteilungen im Zusammenhang mit dem definitionsgemäßen Zweck des Amateurfunkdienstes und auf Bemerkungen persönlicher Art zu beschränken. + +--- +[question:VA201] + +--- +[question:VA202] + +--- +[question:VC103] + +--- +[question:VA302] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/amplitude_periode.md b/contents/slides/amplitude_periode.md new file mode 100644 index 0000000..657997a --- /dev/null +++ b/contents/slides/amplitude_periode.md @@ -0,0 +1,52 @@ +## Amplitude + + +[picture:726:amplitude_periode_amplitudee: Amplitude einer Sinusschwingung] + + +Der maximale Abstand von der Nulllinie zum höchsten oder tiefsten Punkt heißt *Amplitude* + + +* Darstellung von Schwingungen auf einem *Oszilloskop* möglich +* Diese bildliche Darstellung wird *Oszillogramm* genannt + +--- +[question:NB404] +--- + +## Halbwellen + + +[picture:727:amplitude_periode_halbwellen:Positive und negative Halbwellen einer Sinusschwingung] + + +Bei einer Sinusschwingung gibt es positive und negative *Halbwellen* + + +--- +## Periode + + +[picture:728:amplitude_periode_perioden:Perioden einer Sinusschwingung] + + +Die Zeit ($t$) vom Beginn einer positiven Halbwelle bis zum Ende der darauf folgenden negativen Halbwelle heißt *Periode* oder *Periodendauer* + +--- +## Interaktiv + +[include:applet_sinus_amplitude_und_periode] + + +* Einstellungen im Speaker View sind nur dort sichtbar und werden nicht gespiegelt +* Zur demonstration das große Präsentationsfenster verwenden + + +--- +[question:NB405] +--- +[question:NA213] + +* 1 Periode = 1 Schwingung +* 1 Schwingung pro Sekunde = 1 Hz + \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/analog_digital_umsetzer.md b/contents/slides/analog_digital_umsetzer.md new file mode 100644 index 0000000..5cafdc8 --- /dev/null +++ b/contents/slides/analog_digital_umsetzer.md @@ -0,0 +1,61 @@ +## Funktion des A/D-Umsetzers + +* Wandelt analoge Eingangssignale in digitale Samples um +* Essentiell für die Digitalisierung und Weiterverarbeitung von Signalen + +--- + +### Aliasing und Antialiasing + +* Abtasttheorem: Für fehlerfreie Rekonstruktion muss die Abtastrate $\gt 2 \cdot f_{max}$ betragen +* Signale oberhalb der maximal verarbeitbaren Frequenz können als fehlerhafte Aliases erscheinen +* Antialiasing-Filter (Tiefpass- oder Bandpassfilter) unterdrücken unerwünschte hohe Frequenzen +* Schützen den A/D-Umsetzer vor fehlerhaften Aliasing-Effekten + +--- + +[question:AF620] + +--- + +### Taktgenerator (Abtastratengenerator) + +* Erzeugt den exakten zeitlichen Takt für die Abtastung +* Bestimmt, wie oft pro Sekunde ein Sample erfasst wird +* Kann fest eingestellt oder durch Steuerung (z. B. Mikrocontroller) geregelt werden + +--- + +### Quantisierung und Quantisierungsfehler + +* Bei der A/D-Umsetzung werden analoge Amplitudenwerte in feste Stufen abgebildet +* Dies führt zu einer wertdiskreten Darstellung des ursprünglich kontinuierlichen Signals +* Quantisierungsfehler entstehen, da nicht alle Zwischenwerte exakt erfasst werden können + +--- + +[question:AF607] + +--- + +## Auflösung des A/D-Umsetzers + +* Anzahl der möglichen digital darstellbaren Stufen +* Wird in Bit angegeben (z. B. 8 Bit = 256 Stufen, 16 Bit = 65.536 Stufen) +* Häufig wird die Hälfte der Werte für den positiven und die andere Hälfte für den negativen Bereich verwendet + +--- + +[question:AF608] + +--- + +### Jitter: Timing-Instabilitäten + +* Jitter beschreibt kleine, zufällige Schwankungen in den Abtastzeitpunkten +* Ein instabiler Abtastratengenerator führt zu zusätzlichen Rauscheffekten im digitalen Signal +* Hoher technischer Aufwand ist nötig, um einen präzisen Takt zu gewährleisten + +--- + +[question:AF621] diff --git a/contents/slides/analog_vs_digital.md b/contents/slides/analog_vs_digital.md new file mode 100644 index 0000000..53044f7 --- /dev/null +++ b/contents/slides/analog_vs_digital.md @@ -0,0 +1,14 @@ + +Bei der Informationsübertragung unterscheidet man grundsätzlich zwischen analogen und digitalen Verfahren. + +* *Digital*: in Stufen, nur bestimmte Werte, keine Werte dazwischen +* *Analog*: kontinuierlich, beliebige Zwischenwerte + + +[picture:411:n_digital_einleitung_digitales_signal:Digitales Signal (abgestuft)] +[picture:408:n_digital_einleitung_analoges_signal:Analoges Signal (kontinuierlich)] + + +Digitus (lateinisch): Finger +analogos (altgriechisch): entsprechend, gleichartig, verhältnismäßig, passend, ähnlich + \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/anschrift.md b/contents/slides/anschrift.md new file mode 100644 index 0000000..e8405a1 --- /dev/null +++ b/contents/slides/anschrift.md @@ -0,0 +1,15 @@ +### Anschrift und Änderung + +* Änderung beim Namen oder bei der Anschrift sind der BNetzA unverzüglich mitzuteilen. +* In der von der Bundesnetzagentur veröffentlichten Rufzeichenliste sind Name, Rufzeichen und, wenn nicht widersprochen wurde, die Anschrift enthalten. + +--- data-background-iframe="https://ans.bundesnetzagentur.de/Amateurfunk/Rufzeichen.aspx" data-background-interactive + + +Einbettung der Webseite zur Rufzeichensuche + +--- +[question:VD113] + +--- +[question:VD114] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/antenne_laenge_resonanz.md b/contents/slides/antenne_laenge_resonanz.md new file mode 100644 index 0000000..7650992 --- /dev/null +++ b/contents/slides/antenne_laenge_resonanz.md @@ -0,0 +1,32 @@ +* Die Drähte einer Antennen können eine beliebige Länge oder Form haben +* Jedoch ist dann deren Wellenwiderstand anders +* Dieser Wellenwiderstand muss an die Speiseleitung angepasst werden, z.B. durch einen Balun + +--- +[question:EG102] +--- +[question:EG109] +--- +### Lösungsweg + +Anstatt direkt die ungefähre Wellenlänge des 10m-Bands zu verwenden, wird hier erst die angegebene Frequenz in die exakte Wellenlänge umgerechnet. + +$\begin{equation} \begin{split} \nonumber l &= \frac{5}{8}\lambda\\ &= \frac{5}{8} \cdot \dfrac{300}{28,5MHz}\\ &= \frac{5}{8} \cdot 10,53m\\ &= 6,58m\\ \end{split} \end{equation}$ + +--- + +## Faltdipol + + +* Ein Draht einer Wellenlänge wird an den Enden zur Länge eines Halbwellen-Dipols umgebogen +* Die Einspeisung ist immer noch in der Mitte + + +[picture:933:e_antenne_laenge_resonanz:Ein Faltdipol] + + +* Weniger Strom durch den Leiter, aber eine höhere Impedanz an der Einspeisung +* Mehr dazu etwas später bei Fußpunktimpedanz + +--- +[question:EG110] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/antennen.md b/contents/slides/antennen.md new file mode 100644 index 0000000..6b5c845 --- /dev/null +++ b/contents/slides/antennen.md @@ -0,0 +1,12 @@ +[picture:657:n_trx_kabel_und_antenne:Schematische Darstellung einer Amateurfunkstation mit Funkgerät, Speiseleitung und Antenne] + +* Gibt elektrische Schwingungen als Funkwellen ab +* Funkwellen breiten sich in der Ferne aus + + +* Nimmt beim Empfang Funkwellen auf +* Leitet sie als elektrische Schwingungen über das Antennenkabel zum Funkgerät + + +--- +[question:NG101] diff --git a/contents/slides/antennen_baurecht_haftung.md b/contents/slides/antennen_baurecht_haftung.md new file mode 100644 index 0000000..a88263e --- /dev/null +++ b/contents/slides/antennen_baurecht_haftung.md @@ -0,0 +1,20 @@ + +[photo:83:n_antennen_hausdach:Antennenanlage für KW, VHF und UHF auf einem Hausdach] + + +* Baurechtliche Bestimmungen des Bundeslandes +* Höhe, Abstände zu Nachbargrundstücken, Windlast, etc. +* Es haftet der Eigentümer oder Betreiber der Antennenanlage + + +* Beim örtlichen Bauamt nachfragen +* In der DARC-Mitgliedschaft ist eine Haftpflichtversicherung für Antennenanlagen des Mitglieds enthalten (solange sie vorschriftsmäßig aufgebaut sind) + + +--- + +[question:VE602] + +--- + +[question:VE707] diff --git a/contents/slides/antennen_beruehrung_1.md b/contents/slides/antennen_beruehrung_1.md new file mode 100644 index 0000000..00ba45f --- /dev/null +++ b/contents/slides/antennen_beruehrung_1.md @@ -0,0 +1,9 @@ +*Eine Sendeantenne in Betrieb berührt man nicht!* + +* Hohe Wechselspannungen +* Verursachen Herzrhythmusstörungen, Verbrennungen und andere Verletzungen +* Kann zum Tod führen +* Auch zu Sekundärunfall wie Sturz von der Leiter durch Erschrecken und Verkrampfen + +--- +[question:EK202] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/antennen_beruehrung_2.md b/contents/slides/antennen_beruehrung_2.md new file mode 100644 index 0000000..9dc66be --- /dev/null +++ b/contents/slides/antennen_beruehrung_2.md @@ -0,0 +1,23 @@ +## Hohe Spannungen an Sendeantennen + + +[picture:851:a_spannungsbauch:Wie beim klassischen Dipol bilden sich bei der endgespeisten Halbwellenantenne an beiden Enden Spannungsbäuche. Dort ist eine Berührung besonders gefährlich] + + +* Die Spannungen sind ungleich verteilt +* Beim klassischen Dipol bilden sich an beiden Enden Spannungsbäuche mit hohen Spannungen, die selbst bei geringen Sendeleistungen (wenige Watt) eine erhebliche Verletzungsgefahr darstellen + + +--- +## Abhängigkeit von Antennentyp und Sicherheit + + +[picture:852:a_spannungsbauch_multiband:Eine endgespeiste Halbwellenantenne für das 80-m-Band kann ohne Probleme auch für das 20-m-Band genutzt werden. In diesem Fall bilden sich mehrere Spannungsbäuche aus. Deshalb ist Verletzungsgefahr nicht nur an den Antennenenden besonders hoch, das ist sie auch bei den Spannungsbäuchen dazwischen.] + + +* Der Ort der Spannungsbäuche hängt vom Antennentyp ab (z. B. Monobandantenne, Mehrbandantenne). +* *Eine Sendeantenne in Betrieb berührt man nicht!* + + +--- +[question:AK204] diff --git a/contents/slides/antennen_energieleitungen.md b/contents/slides/antennen_energieleitungen.md new file mode 100644 index 0000000..162ccfe --- /dev/null +++ b/contents/slides/antennen_energieleitungen.md @@ -0,0 +1,19 @@ + +[photo:82:n_Dachstaender:Dachständer] + + +* Antenne freihalten von Energieleitungen +* Bei Beschädigung der Antenne dürfen keine Teile und Leitungen die Energieversorungsleitungen berühren + + +* Das gilt auch für Hochspannungsleitungen +* Sturmschaden + + +--- +## Achtung + +Wenn eine Antenne eine Energieversorgungsleitung berührt, besteht akute Gefahr von lebensgefährlichen Stromschlägen! + +--- +[question:NK311] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/antennenformen_2.md b/contents/slides/antennenformen_2.md new file mode 100644 index 0000000..9c5bf60 --- /dev/null +++ b/contents/slides/antennenformen_2.md @@ -0,0 +1,154 @@ +## Symmetrie + +* Mittengespeiste Dipole sind *symmetrische Antennen* +* Weist an beiden Polen (z.B. den Einspeisepunkten) bis auf das Vorzeichen die gleiche Spannung gegenüber Erde auf +* Bei Dipolen und darauf basierenden Yagi-Uda-Antennen der Fall +* Die Groundplane-Antenne ist *unsymmetrisch*, da sie am Anschlusspunkt der Radiale Erdpotential hat + + +* Erdpotential: Spannung von Null gegenüber der Erde +* Symmetrische und unsymmetrische Kabel kommen später bei den Kabeln dran + +--- +[question:EG213] +--- +## Schleifenantennen + +* Draht von insgesamt etwa einer Wellenlänge +* In Form eines Kreises, Quadrats, Dreiecks, … +* Beliebt: Delta-Loop-Antenne in Form eines Delta (Δ), da nur ein Mast benötigt wird + +--- +[question:EG101] +--- +## Magnetic-Loop + +* Magnetische Ringantenne, da Abstrahlung im Nahfeld über das Magnetfeld erfolgt +* Ca. $\frac{\lambda}{10}$ Umfang +* Wirkungsgrad bei 1%-10% im Sendebetrieb +* Weniger Störungen bei elektrisch leitfähigen oder dämpfenden Gegenständen im Nahfeld + + +* Einsatz im Innenraum möglich +* Trotzdem sollte man bei dem starken magnetische Feld nicht direkt daneben sitzen + +--- +[question:EG105] +--- +## Endgespeiste Antennen + +* Speisung vom Ende her +* Länge häufig $\frac{\lambda}{2}$ +* Benötigt eine höhere Spannung + +--- +### Fuchs-Antenne + +* Verwendung eines Anpassglieds (Transformator) +* Oft verwendet: Fuchskreis + + +[picture:310:e_antennenformen_fuchskreis:Schematische Darstellung einer Fuchs-Antenne mit Fuchskreis] + + + +* Nach Dr. Josef Fuchs (OE1JF, UO1JF und EAAA) aus dem Jahr 1927 + +--- +[question:EG104] +--- +[question:EG103] +--- +## Richtwirkung + +* Darstellung als *Strahlungsdiagramm* +* Für eine Ebene wird in jede Richtung der Gewinn bzw. Feldstärke oder Strahlungsleistung aufgetragen +* Je weiter der Graphenverlauf vom Mittelpunkt entfernt ist, umso größer der Gewinn bzw. umso höher die Feldstärke und Strahlungsleistung im Fernfeld +* Oft wird Antenne mit darin dargestellt + +--- +### Richtwirkung eines Dipols + + +* Strahlt rechtwinklig vom Draht ab +* In einer Ebene betrachtet ergeben sich Keulen neben dem Dipol +* Ein vertikaler Dipol strahlt rund herum ab + + +[picture:261:e_antennenformen_strahlungsdiagramm_dipol:Strahlungsdiagramm eines Dipols] + +--- +[question:EG215] +--- +[question:EG214] +--- +### Vertikaler Halbwellendipol + +* Ein vertikal montierter Halbwellendipol hat eine flache Abstrahlung +* Beliebt im DX-Betrieb oder Kontakten über Direkt- oder Bodenwelle + +--- +[question:EG219] +--- +### 5/8λ-Antenne + +* Gegen Erde oder Fahrzeugkarosserie erregte 5/8λ-Antenne +* Spezialfall einer Vertikalantenne +* Die Länge ist so gewählt, damit sich ein optimaler Gewinn ergibt + +--- +[question:EG108] +--- +### Groundplane-Antenne + + +* Strahlt rechtwinklig zum Strahler ab +* Strahlungsdiagramm wird von oben betrachtet +* Nahezu ein Rundstrahler, bis auf den Bereich der Radiale + + +[picture:268:e_antennenformen_strahlungsdiagramm_groundplane:Strahlungsdiagramm einer Groundplane-Antenne von oben betrachtet] + + +* Die Beulen der Groundplane sind in der Praxis nicht so stark wie auf der Grafik dargestellt + +--- +[question:EG216] +--- +### Richtantenne + + +* Gewinn ist in eine Richtung deutlich höher als in andere Richtungen + + +[picture:262:e_antennenformen_strahlungsdiagramm_richtantenne:Strahlungsdiagramm einer Richtantenne] + +--- +[question:EG217] +--- +## Antennen für UHF/VHF/SHF + + +* Nur für hohe Frequenzen geeignet +* Im Kurzwellenbereich unüblich, da sie unhandliche Größen erreichen würden + + +* Hornstrahler +* Parabolantennen +* Patchantennen auf Leiterplatten +* Sperrtopfantenne + + +* Antennen werden nur genannt, da sie in der nächsten Prüfungsfrage für den Ausschluss geeignet sind + + +--- +## Weitere Antennen für Kurzwelle + +* Die *Windom-Antenne* ist eine Mehrbandantenne, die aufgrund zwei unterschiedlich langer Schenkel eine Anpassung für mehrere Frequenzen erlaubt +* Die *W3DZZ-Antenne* ist ein Dipol für 40m und 80m, deren Enden sich durch Sperrkreise bei 40m verkürzen + +--- +[question:EG106] +--- +[question:EG107] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/antennenformen_3.md b/contents/slides/antennenformen_3.md new file mode 100644 index 0000000..ac69bb5 --- /dev/null +++ b/contents/slides/antennenformen_3.md @@ -0,0 +1,111 @@ +## Endspeisung des Halbwellendipols + + +[picture:310:a_antennenformen_fuchskreis:Fuchskreis] + + + +* Eine Halbwellenantenne kann auch an einem Ende gespeist werden +* Bei einer Drahtlänge von λ/2 (oder Vielfachen) ist der Speisewiderstand hochohmig (ca. 2000–2500 Ω) +* Als Anpassungsmöglichkeit dient der Fuchskreis + +--- +[question:AG419] + +--- +### Transformator zur Impedanzanpassung + +* Ein Transformator mit einem Übersetzungsverhältnis von 1:7 bewirkt eine 1:49-Impedanztransformation, da das Windungsverhältnis im Quadrat eingeht +* Dabei werden Spannung und Strom um den Faktor 7 multipliziert bzw. dividiert +* Häufig kommt es zu Verwechslungen, wenn statt des Impedanzverhältnisses das reine Windungsverhältnis angegeben wird + +--- +[question:AG123] + +--- +### Gegengewicht bei der Impedanzanpassung + + +[picture:260:a_antennenformen_endfed_multiband:Endgespeiste, resonante Multibandantenne] + + + +* Als Gegengewicht wird oft ein kurzes Drahtende (mindestens 1/20 λ) oder ein Teil der koaxialen Zuleitung verwendet +* Eine Mantelwellensperre verhindert, dass das weitere Kabel zum Antennenteil wird + +--- +[question:AG124] + +--- +## Zeppelinantenne als Alternative + + +[picture:314:a_antennenformen_zeppelinantenne:Zeppelinantenne] + + + +* Anstelle eines Fuchskreises oder Transformators kann auch eine Zweidrahtleitung mit einer Länge von λ/4 verwendet werden +* Diese Bauweise wird als Zeppelinantenne bezeichnet + +--- +[question:AG120] + +--- style="font-size: smaller;" +## Impedanzanpassung bei Ganzwellen-Schleifen + + +[picture:311:a_antennenformen_deltaloop:Delta-Loop] + + +* Eine Delta-Loop-Antenne hat bei gleichlangen Schenkeln eine Speiseimpedanz von ca. 100 Ω +* Durch den Einsatz einer λ/4-Leitung mit einem Wellenwiderstand von 75 Ω wird eine Anpassung auf ca. 50 Ω erreicht +* Optimal ist der Wellenwiderstand als geometrisches Mittel $(\sqrt{50\Omega \cdot 100\Omega} \approx 70,7\Omega)$ + +--- +[question:AG117] + +--- +## Quadrat-Ganzwellenschleifenantenne + +* Wird die Ganzwellenschleife als Quadrat ausgeführt, so muss die Länge jeder Seite exakt 1/4 λ betragen + +--- +[question:AG119] + +--- +## Multibandantennen (Teil 1) + + +[picture:313:a_antennenformen_g5rv:G5RV-Antenne] + + + +* Multibandantennen ermöglichen den Betrieb auf vielen Frequenzbändern +* Beispiele: G5RV-Antenne (zwei gleichlange Schenkel + Zweidrahtleitung) und asymmetrisch angeregte Windomantenne + +--- +[question:AG121] + +--- +## Multibandantennen (Teil 2) + + +[picture:309:a_antennenformen_windom:Windom-Antenne] + + + +* Durch geschickte Abmessungen werden zahlreiche Resonanzen realisiert, wodurch viele Amateurfunkbänder genutzt werden können + +--- +[question:AG122] + +--- +## Resonanz und Abstrahlcharakteristik + +* Resonanz allein garantiert nicht zwangsläufig eine gute Abstrahlcharakteristik +* Bei gegenüber Erde erregten Vertikalantennen ist eine Länge von ca. 5/8 λ optimal +* Da ein einzelner Draht mit Erde als Gegenpol bei 5/8 λ nicht resonant ist, wird meist eine Spule eingesetzt, die die elektrische Länge auf 6/8 λ (also 3/4 λ) verlängert +* Bei mittengespeisten Dipolen liegt das optimale Verhältnis häufig bei 5/4 λ + +--- +[question:AG223] diff --git a/contents/slides/antennengewinn.md b/contents/slides/antennengewinn.md new file mode 100644 index 0000000..0c07c3e --- /dev/null +++ b/contents/slides/antennengewinn.md @@ -0,0 +1,34 @@ +## Richtwirkung + +* *Isotropstrahler*: Hypothetische Antenne, die in alle Richtungen gleich stark abstrahlt +* Eine reale Antenne weist eine Richtwirkung auf +* In bestimmten Richtungen stärker als der Isotropstrahler +* In bestimmten Richtungen schwächer als der Isotropstrahler +* Die *Hauptstrahlrichtung* ist die Richtung mit dem maximalen Antennengewinn + +--- +## Gewinn in dBi + +* Gewinn in eine Richtung gegenüber dem Isotropstrahler +* Kann in dB angegeben werden +* Bei Bezug auf den Isotropstrahler wird *dBi* verwendet + +--- + +[question:EG220] + +--- +## Gewinn eines Halbwellendipols + +* Ein Halbwellendipol strahlt senkrecht zum Leiter um 2,15 dB stärker ab als ein Isotropstrahler +* Der Gewinn beträgt 2,15 dBi + +--- +## Gewinn in dBd + +* Bei anderen Antennen ist der Gewinn gegenüber einem Halbwellendipol interessant +* Bei Bezug auf den Halbwellendipol wird *dBd* verwendet +* Ein Halbwellendipol hat in Hauptstrahlrichtung einen Gewinn von 0 dBd und 2,15 dBi + +--- +[question:EG221] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/anti_alias_filter.md b/contents/slides/anti_alias_filter.md new file mode 100644 index 0000000..0da832e --- /dev/null +++ b/contents/slides/anti_alias_filter.md @@ -0,0 +1,21 @@ +## Antialiasingfilter vor dem A/D-Umsetzer + +* Vor dem A/D-Umsetzer wird ein Filter eingesetzt, um Signalanteile höherer Frequenzen zu unterdrücken +* Solche Filter werden als Antialiasingfilter bezeichnet +* Ziel: Vermeidung von Alias-Effekten durch Abschwächung unerwünschter Frequenzen + +--- + +### Filtertypen und Anforderungen + +* Tiefpass- oder Bandpassfilter können eingesetzt werden +* Das Filter muss Signalanteile oberhalb der halben Sampling-Frequenz wirksam dämpfen +* Voraussetzung: Die Abtastfrequenz muss mehr als das Doppelte der zu erfassenden Signalfrequenz betragen + +--- + +[question:AF622] + +--- + +[question:AF623] diff --git a/contents/slides/anwendung_dac_adc.md b/contents/slides/anwendung_dac_adc.md new file mode 100644 index 0000000..9a5018e --- /dev/null +++ b/contents/slides/anwendung_dac_adc.md @@ -0,0 +1,31 @@ +## A/D- und D/A-Umsetzer in SDR-Systemen + +* In SDR-Empfängern und Transceivern wandeln A/D-Umsetzer analoge Eingangssignale in digitale Daten um +* Die digitalen Daten werden verarbeitet und mittels D/A-Umsetzer wieder in analoge Signale umgewandelt + +--- + +### Nutzung des Wertebereichs + +* Wird der volle Wertebereich nicht ausgenutzt, wird das Signal nur auf einen kleineren digitalen Bereich abgebildet +* Überschreitet das Eingangssignal den maximalen Bereich, kann der A/D-/D/A-Umsetzer nur bis zur maximalen Spannung korrekt abbilden +* Überschüssige Werte werden als Maximalwert (Clipping) dargestellt, was zu abgeschnittenen Signalanteilen führt + +--- + +## Einfluss der Auflösung + +* Eine höhere Auflösung ermöglicht eine feinere Abbildung der Signalamplituden +* Eine niedrigere Auflösung führt zu einer gestuften, weniger genauen Rekonstruktion des Signals + +--- + +[question:AF613] + +--- + +[question:AF612] + +--- + +[question:AF614] diff --git a/contents/slides/anzeige_ortsfester_amateurfunkanlagen.md b/contents/slides/anzeige_ortsfester_amateurfunkanlagen.md new file mode 100644 index 0000000..c85f442 --- /dev/null +++ b/contents/slides/anzeige_ortsfester_amateurfunkanlagen.md @@ -0,0 +1,100 @@ +Für ortsfeste Amateurfunkstellen muss das Nachweisverfahren nur dann durchgeführt werden, wenn die Sendeanlage eine Strahlungsleistung von 10 W EIRP oder höher erreicht. + + +* Klasse N: 10 m Band mit 10 W ERP +* 10 W ERP × 1,64 = 16,4 W EIRP + + +--- +[question:VE508] + +--- +[question:VE507] + +--- +## Anzeige bei BNetzA + +* vor der Aufnahme des Betriebs der ortsfesten Amateurfunkanlage +* bei zuständiger Außenstelle der BNetzA + +--- +[question:VE509] + +--- +### Inhalt der Anzeige + + +Nachvollziehbare zeichnerische Darstellung mit +* Standortbezogener Sicherheitsabstand +* Vom Betreiber kontrollierbarer Bereich + +--- +### Zusätzlich zur Anzeige + +An der Funkstation liegend und auf Verlangen der BNetzA vorzulegen: +* Einhaltung der Anforderungen +* ggf. Antennendiagramme +* Lageplan +* Bauzeichnung oder Skizze mit Bemaßung +* Konfiguration der Funkanlage + +--- +[question:VE512] + +--- +[question:VE513] + +--- +[question:VD107] + +--- +### Änderungen + +* Fortlaufend prüfen, ob die Anlage gleich zu der in der Anzeige ist +* Bei wesentlichen Änderungen erneute Anzeige durchführen + +--- +[question:VE514] + +--- +[question:VE510] + +--- +### Nachweisverfahren + + +* Berechnung des Personen-Sicherheitsabstands +* Während des Sendebetriebs dürfen keine unbefugten Personen in diesem Bereich sein +* Ist erfüllt, wenn dieses im kontrollierbaren Bereich stattfindet, z.B. eigenes Grundstück + + +Hilfsmittel: +* Software "[Watt Wächter](https://50ohm.de/ww)" +* vereinfachtes Bewertungsverfahren +* Feldstärkemessung +* Fernfeldberechnung +* Nahfeldberechnung + + +--- +[question:VE506] + +--- +[question:VE515] + +--- +## Mehrere Aussendungen gleichzeitig + +* Es können mehrere Funkamateure gleichzeitig an einer Anlage auf verschiedenen Frequenzen senden +* In der Regel über verschiedene Antennen +* Alle Antennen zusammen müssen für den Personenschutzabstand berücksichtigt werden + + +z.B. Clubstation + + +--- +[question:VE516] + +--- +[question:VE517] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/ardf.md b/contents/slides/ardf.md new file mode 100644 index 0000000..f0d0ed2 --- /dev/null +++ b/contents/slides/ardf.md @@ -0,0 +1,29 @@ +### Fuchsjagd (ARDF) + +* Eine weitere Art von Wettbewerb ist das Amateur Radio Direction Finding (ARDF). +* Die „Füchse“ sind kleine versteckte Sender, die von den Teilnehmern mittels Peilempfängern gefunden und zu Fuß angelaufen werden müssen. +* Die Füchse senden im zeitlichem Wechsel jeweils ein anderes der folgende Rufzeichen in CW-Morsetelegrafie aus: MO, MOE, MOI, MOS, MOH oder MO5. + +--- +#### Rufzeichen der Fuchsjagdsender + + +| l: Rufzeichen | l: Morse-Code | +| MO | [morse:mo] | +| MOE | [morse:moe] | +| MOI | [morse:moi] | +| MOS | [morse:mos] | +| MOH | [morse:moh] | +| MO5 | [morse:mo5] | +[table:ardf_morse_code:Rufzeichen der Fuchsjagdsender] + + + +[photo:190:n_ardf_fuchs:ARDF-Fuchs im Wald mit Wimpel und Zeitnehmer] + + +--- +[question:BE313] + +--- +[question:BD109] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/ask_fsk_afsk.md b/contents/slides/ask_fsk_afsk.md new file mode 100644 index 0000000..e799f77 --- /dev/null +++ b/contents/slides/ask_fsk_afsk.md @@ -0,0 +1,28 @@ +* Genauso wie es verschiedene analoge Modulationsverfahren gibt, gibt es auch verschiedene digitale Modulationsverfahren. +* Die grundlegenden Möglichkeiten ein Signal zu modulieren, also auf einen Hochfrequenzträger aufzuprägen, sind dieselben: Veränderung der Amplitude, der Frequenz oder der Phase des Trägers. +* Beim unmodulierten Träger hingegen bleiben Amplitude, Frequenz und Phasenlage konstant. + +--- + +* Bei der Amplitudenumtastung (Amplitude Shift Keying, ASK) wird im einfachsten Fall zwischen zwei Amplituden gewechselt. + + +[picture:700:ask:Amplitudenumtastung (Amplitude-shift Keying)] + + +--- + +* Bei der Frequenzumstastung (Frequency Shift Keying, FSK) wechselt der Sender zwischen bestimmten Frequenzen. + + +[picture:703:fsk:Frequenzumtastung (Frequency-shift Keying)] + + +--- +[question:EE406] + +--- +[question:EE407] + +--- +[question:EE101] diff --git a/contents/slides/aufbau_empfaenger.md b/contents/slides/aufbau_empfaenger.md new file mode 100644 index 0000000..79cc352 --- /dev/null +++ b/contents/slides/aufbau_empfaenger.md @@ -0,0 +1,88 @@ +### 1. Antenne + + +[picture:736:aufbau_empfaenger_blockdiagramm:Blockdiagramm eines einfachen Empfängers] + + +* Nimmt Vielzahl von Funkwellen auf +* Leitet sie als elektrische Schwingungen weiter + + +--- data-transition="none" + +### 2. Bandpassfilter + + +[picture:736:aufbau_empfaenger_blockdiagramm:Blockdiagramm eines einfachen Empfängers] + + +* Lässt nur gewünschten Frequenzbereich durch +* Sperrt alle anderen ungewünschten Frequenzen + + + +Symbol zeigt zwei durchgestrichene Wellen ober- und unterhalb der durchlassenden Welle + + +--- data-transition="none" + +### 3. HF-Verstärker + + +[picture:736:aufbau_empfaenger_blockdiagramm:Blockdiagramm eines einfachen Empfängers] + + +* Verstärkt das herausgefilterte Signal + + +--- data-transition="none" + +### 4. Demodulator + + +[picture:736:aufbau_empfaenger_blockdiagramm:Blockdiagramm eines einfachen Empfängers] + + +* Zurückgewinnung des ursprünglichen Signals, z.B. Sprachsignal +* Ergebnis ist das Niederfrequenz-Signal (NF) + + +--- data-transition="none" + +### 5. NF-Verstärker + + +[picture:736:aufbau_empfaenger_blockdiagramm:Blockdiagramm eines einfachen Empfängers] + + +* Verstärkt das demodulierte Signal +* NF-Verstärker zum Verstärken des Signals für den Lautsprecher + + +--- data-transition="none" + +### 6. Lautsprecher + + +[picture:736:aufbau_empfaenger_blockdiagramm:Blockdiagramm eines einfachen Empfängers] + + +* Wandelt elektrische Schwingung in Schallwelle um +* Signal wird wieder hörbar gemacht + + +--- + +[question:NF201] + +--- +## Empfindlichkeit + +* Je nach Aufbau haben Empfänger unterschiedliche Eigenschaften +* Wichtige Eigenschaft: *Empfindlichkeit* +* Fähigkeit, schwache Signale zu empfangen +* Je empfindlicher, umso schwächere Signale können empfangen werden + +--- + +[question:NF303] diff --git a/contents/slides/aufbau_sender.md b/contents/slides/aufbau_sender.md new file mode 100644 index 0000000..82628e4 --- /dev/null +++ b/contents/slides/aufbau_sender.md @@ -0,0 +1,107 @@ +### 1. Mikrofon + + +[picture:735:aufbau_sender:Blockdiagramm eines einfachen Senders] + + +* Wandelt Schallwellen in NF-Signal um + + +--- data-transition="none" + +### 2. Niederfrequenz-Verstärker + + +[picture:735:aufbau_sender:Blockdiagramm eines einfachen Senders] + + +* Verstärkt das NF-Signal vom Mikrofon + + +--- data-transition="none" + +### 3. Mischer + + +[picture:735:aufbau_sender:Blockdiagramm eines einfachen Senders] + + +* Mischt das NF-Signal mit dem HF-Träger vom Oszillator (4) + + +Wenn ein Mischer zwei Signale zusammenfügt, dann entspricht das mathematisch einer Multiplikation der beiden Signale. Daher findet sich auch das Malkreuz im Block-Symbol für den Mischer wieder. Wie ein Mischer genau funktioniert, ist Inhalt des Kurses für die Klasse A. + + +--- data-transition="none" + +### 4. Oszillator + + +[picture:735:aufbau_sender:Blockdiagramm eines einfachen Senders] + + +* Erzeugt hochfrequente Schwingung der Sendefrequenz + + +--- data-transition="none" + +### 5. Bandfilter + + +[picture:735:aufbau_sender:Blockdiagramm eines einfachen Senders] + + +* Mischer erzeugt unerwünschte Frequenzen +* Mit dem Bandfilter werden nur die gewünschten Frequenzen durchgelassen + + +--- data-transition="none" + +### 6. Verstärker + + +[picture:735:aufbau_sender:Blockdiagramm eines einfachen Senders] + + +* Verstärkt das HF-Signal auf gewünschte Sendeleistung + + +--- data-transition="none" + +### 7. Bandfilter + + +[picture:735:aufbau_sender:Blockdiagramm eines einfachen Senders] + + +* Verstärker kann unerwünschte Frequenzen erzeugen +* Nur die gewünschten Frequenzen werden durchgelassen + + +--- data-transition="none" + +### 8. Antenne + + +[picture:735:aufbau_sender:Blockdiagramm eines einfachen Senders] + + +* HF-Signal wird auf Antenne gegeben +* Antenne strahlt es als Funkwelle ab + + +--- +[question:NF401] + +--- +[question:NF403] + +--- +[question:NF402] + +--- + +Eine Amateurfunkanlage muss nach den allgemein anerkannten Regeln der Technik aufgebaut und betrieben werden. Das gilt natürlich auch ganz besonders für Sender. + +--- +[question:VD106] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/aurora_1.md b/contents/slides/aurora_1.md new file mode 100644 index 0000000..e2c122b --- /dev/null +++ b/contents/slides/aurora_1.md @@ -0,0 +1,20 @@ +[photo:217:e_aurora:Aurora am Notfunk Ausbildungswochenende im Mai 2024] + +--- +* Aurora- oder Polarlichterscheinung in ca. 90-200 km Höhe +* Hauptsächlich über magnetischen Nord- und Südpol +* Sauerstoff- und Stickstoffatome werden vom Sonnenwind angeregt oder ionisiert +* Sonnenwind: Elektrisch geladene Teilchen +* Bei Sonneneruptionen besonders stark + +--- +## Aurora und Amateurfunk +* Funkwellen können sich an ionisierten Sauerstoff- und Stickstoffatomen brechen +* Insbesondere für VHF-DX-Verbindungen nutzbar +* Sprache nur schlecht nutzbar (große Bandbreite) +* Für CW und Digimodes brauchbar +* Rapport: für T wird "A" vergeben, da Ton rau und schwankend ist + +--- + +[question:EH305] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/aurora_2.md b/contents/slides/aurora_2.md new file mode 100644 index 0000000..462694b --- /dev/null +++ b/contents/slides/aurora_2.md @@ -0,0 +1,37 @@ +## Auftreten von Aurora + + +[photo:217:e_aurora:Aurora am Notfunk Ausbildungswochenende im Mai 2024] + + +* Die Aurora findet in der Nähe der Pole statt +* Die Aurora ist auf Höhe der E-Region (90 bis 130 km) +* Geladene Teilchen der Sonne dringen in die Atmosphäre ein + + + +Die richtigen Fragen enthalten "Pole" oder "Polarregion" und für uns in Europa ist die Polarregion im Norden. + +--- +[question:AH302] +--- +[question:AH303] +--- +[question:AH306] + +--- +## Nutzung für Wellenausbreitung + +* Die Aurora ist ein stark ionisierter Bereich, die Funkwellen über 30 MHz reflektiert +* Wird also hauptsächlich mit UHF und VHF verwendet +* Sprache ist zu breitbandig, deshalb eignet sich CW am besten +* Trotzdem ist das Signal "flatternd" und "verbrummt" + +--- +[question:AH304] +--- +[question:AH305] +--- +[question:AH307] +--- +[question:AH308] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/ausbildungsfunk.md b/contents/slides/ausbildungsfunk.md new file mode 100644 index 0000000..1193b55 --- /dev/null +++ b/contents/slides/ausbildungsfunk.md @@ -0,0 +1,24 @@ +## Ausbildungsfunkbetrieb + +Es gibt zum Zweck der Ausbildung die Ausnahme, dass auch Nicht-Funkamateure auf Amateurfunkfrequenzen senden dürfen. + +Unter unmittelbarer Anleitung und Aufsicht eines zugelassenen Funkamateurs der Klasse E oder A. + +--- +[question:VD303] + +--- + +### Abwicklung Ausbildungsfunkbetrieb + +* Der Auszubildende benutzt das Rufzeichen des Ausbilders und hängt den Zusatz „/T“ an: DG2RON/T +* Ausgesprochen wird das als „Trainee” + + +* Ausgesprochen: DG2RON Trainee + + +--- +[question:VD306] +--- +[question:BD209] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/ausbildungsrufzeichen.md b/contents/slides/ausbildungsrufzeichen.md new file mode 100644 index 0000000..5550fe9 --- /dev/null +++ b/contents/slides/ausbildungsrufzeichen.md @@ -0,0 +1,47 @@ + +[photo:57:n_ausbildungsrufzeichen_ausbildungsfunkbetrieb:Ausbildungsfunkbetrieb verbindet oft die Generationen] + + +* Funkamateure der Klasse E und A sind automatisch Ausbilder +* Unter Aufsicht +* Im Berechtigungsumfang des Ausbilders +* Personengebundenes Rufzeichen + "/T" bzw. "/Trainee" +* Klubstation + "/T" bzw. "/Trainee" + + +* Gilt erst mit der neuen AfuV ab dem 23.06.2024 +* Bisher und bis Ende 2028 gültig: Eigene Ausbildungsrufzeichen mit DN1-DN8 + +--- +[question:VD302] +--- +[question:BD211] +--- +[question:VD304] +--- +[question:BD210] +--- +## Ausbildungsfunkbetrieb ist … + +* für Personen ohne Besitz eines entsprechenden Amateurfunkzeugnisses +* nicht für Aussendungen des Ausbilders selbst +* die praktische Vorbereitung auf das Ablegen der fachlichen Prüfung + +--- +[question:VD301] +--- +## Ausbilder … + +* muss in unmittelbarer Nähe des Auszubildenden sein +* bei Bedienung und Betriebsabwicklung anleiten +* schaltet den Sender im Extremfall ab +* muss auf Verlangen der BNetzA Auskunft über "Art und Umfang" des Ausbildungsbetriebs geben + + + +* Betreuung nicht über größere Entfernung +* auch nicht über Funk +* unmittelbare Anleitung und Aufsicht muss gewährleistet sein + +--- +[question:VD305] diff --git a/contents/slides/ausgangsleistung.md b/contents/slides/ausgangsleistung.md new file mode 100644 index 0000000..62fbe60 --- /dev/null +++ b/contents/slides/ausgangsleistung.md @@ -0,0 +1,74 @@ + +* Klasse N ist in Strahlungsleistung (ERP oder EIRP) an Antenne begrenzt + + +* Klassen E und A meistens auf *Senderausgangsleistung* (peak envelope power, PEP) + + +* Viele Funkgeräte zeigen die aktuelle Senderausgangsleistung im Power-Meter an. + + +--- +[question:NF102] + +--- +## Zulässige Senderausgangsleistung + +* In Anlage 1 der AFuV +* Unterscheidet sich je nach Klasse und Frequenzbereich + + +* Wir empfehlen, die folgenden 10 Fragen anhand der Anlage 1 zu beantworten, um Übung beim Ablesen der richtigen Werte zu bekommen. + + +--- + +[photo:145:ausgangsleistung:Ausschnitt aus der Anlage 1 der Amateurfunkverordnung] + +--- +Aktuell ist die [Anlage 1 der AFuV](https://50ohm.de/a1) hier zu finden. + + +* Die AFuV ab Juni 2024 ist noch nicht in einem ordentlichen Format veröffentlicht + + +--- +[question:VD727] + +--- +[question:VD729] + +--- +[question:VD728] + +--- +[question:VD730] + +--- +[question:VD731] + +--- +[question:VD732] + +--- +[question:VD733] + +--- +[question:VD734] + +--- +[question:VD736] + +--- +[question:VD737] + +--- + +* Für den Frequenzbereich von 1240 bis 1300 MHz gelten zusätzliche Regelungen +* stehen nicht direkt in der Tabelle +* In der rechten Spalte "Zusätzliche Nutzungsbestimmungen gemäß B" kennzeichnen Zahlen ergänzende Angaben +* Stehen unter der Tabelle +* Für die folgende Frage ist der Punkt 11 zu beachten + +--- +[question:VD735] diff --git a/contents/slides/automatische_empfangsberichte.md b/contents/slides/automatische_empfangsberichte.md new file mode 100644 index 0000000..ac31029 --- /dev/null +++ b/contents/slides/automatische_empfangsberichte.md @@ -0,0 +1,21 @@ +* Mittels Digimodes empfangene Rufzeichen können an Internet-Plattformen geschickt werden +* Diese lassen sich auf einer Karte mit empfangenen Band darstellen +* Zum Testen der eigenen Ausbreitungsbedingungen + + +* Beispiele: [PSK-Reporter](https://pskreporter.info) + + +--- +## WSPR + +* *Weak Signal Progagation Reporter Network* +* QRP-Digimode, der rein zum Testen der eigenen Ausbreitungsbedingungen entwickelt wurde +* Es ist kein 2-Wege-QSO möglich +* Sehr langsame Übertragung mit hoher Fehlerkorrektur +* 1 Minute Senden, mehrere Minuten empfangen +* Ergebnisse werden an Server geschickt und lassen sich auf [WSPRnet](https://www.wsprnet.org/drupal/wsprnet/map) darstellen + +--- + +[question:EE405] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/baken.md b/contents/slides/baken.md new file mode 100644 index 0000000..0eaf2ce --- /dev/null +++ b/contents/slides/baken.md @@ -0,0 +1,57 @@ + +* Automatisch arbeitende Amateurfunk-Sendeanlage +* Ständig wiederkeherende Aussendungen +* Zu Feldstärkebeobachtungen oder Empfangsversuchen +* Kann auch in Satelliten sein + + +* Fest zugewiesene Frequenz +* Fester Standort +* Rufzeichen in regelmäßigen Abständen +* Meist in Morsetelegrafie + + +--- +[question:VD119] +--- + +## Nutzung von Baken +* Empfangbarkeit abhängig von wechselnden Ausbreitungsbedingungen +* Indikator für die Machbarkeit einer Funkverbindung +* Reflexion an Polarlichtern im VHF-Band durch "Aurora-Baken" testen +* Durch Peilung Antennenausrichtung überprüfen + + +* Hört man auf Kurzwelle eine Bake aus Südamerika, dann ist auch eine Funkverbindung dahin möglich + + +--- +[question:BE409] + +--- style="font-size: 0.7em;" + +## Internationales Bakenprojekt (IBP) + +* Größere Anzahl Baken auf allen Kontinenten verteilt +* Senden in einem festgelegten zeitlichen Ablauf nacheinander aus +* Alle auf der gleichen Frequenz + + +| l: Band | X: Frequenzbereich | +| 10 m | 28190 bis 28225 kHz | +| 12 m | 24929 bis 24931 kHz | +| 15 m | 21149 bis 21151 kHz | +| 17 m | 18109 bis 18111 kHz | +| 20 m | 14099 bis 14101 kHz | +[table:n_baken_frequenzbereiche:Frequenzbereiche für Baken gemäß IARU-Bandplan] + + +Keinen Funkbetrieb dort durchführen! + + + +* Sinnvoll, um sich schnell einen Überblick über die Ausbreitungsbedigungen zu verschaffen + + +--- +[question:BE410] diff --git a/contents/slides/bandbreite.md b/contents/slides/bandbreite.md new file mode 100644 index 0000000..a7e294e --- /dev/null +++ b/contents/slides/bandbreite.md @@ -0,0 +1,54 @@ +--- style="font-size: 0.7em;" + +* Für die verschiedenen Amateurfunkbänder sind jeweils maximal zulässige Bandbreiten festgelegt +* Besonders aufpassen muss man bei Sendungen in der Nähe der Grenzen der Amateurfunkbänder +* Nehmen wir an, ein FM-Signal ist 15 kHz breit und wir senden auf auf 430 MHz +* Das Sendesignal befindet sich jeweils 7,5 kHz unterhalb und oberhalb +* Es würde sich also von 429,9925 bis 430,0075 MHz erstrecken + + +[picture:908:n_bandbreite:Falsch -- Senden außerhalb der Bandgrenzen] +[picture:909:n_bandbreite:Richtig -- Senden innerhalb der Bandgrenzen] + + + +* Es wird außerhalb des Amateurfunkbandes gesendet +* Die Bandbreiten findet man in der Anlage 1 der Amateurfunkverordnung +* [Bundesgesetzblatt mit der neuen Verordnung](https://www.recht.bund.de/bgbl/1/2023/160/VO) - die Anlage 1 ist auf Seite 7 bis 9 + + +--- +[question:NE305] + +--- + + +Bei SSB ist das Signal nur auf einer Seite der Trägerfrequenz zu finden: + +* Bei LSB vollständig unterhalb der Trägerfrequenz +* Bei USB vollständig oberhalb der Trägerfrequenz + + + +Beispiel: + +* Am Funkgerät Sendefrequenz auf obere Bandgrenze einstellen +* Mit LSB darf gesendet werden +* Mit USB ist das Signal außerhalb des Bandes + + + +--- +[question:VD738] + +--- +[question:VD739] + +--- +[question:VD740] + +--- +[question:VD741] + +--- +[question:VD742] diff --git a/contents/slides/bandbreite_2.md b/contents/slides/bandbreite_2.md new file mode 100644 index 0000000..43e820d --- /dev/null +++ b/contents/slides/bandbreite_2.md @@ -0,0 +1,5 @@ +* Bandbreite eines Signals beschreibt die Differenz zwischen maximaler und minimaler Sendefrequenz einer Aussendung +* Die Bandbreite wird in Hertz (Hz) gemessen + +--- +[question:EA105] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/bandreite_3.md b/contents/slides/bandreite_3.md new file mode 100644 index 0000000..1d96bff --- /dev/null +++ b/contents/slides/bandreite_3.md @@ -0,0 +1,15 @@ + +[picture:612:a_bandbreite:Bandbreite einer Aussendung] + + +* Bandbreite laut AfuV: Mittlere Sendeleistung im ausgesendeten Bandbereich +* 99% der Sendeleistung müssen sich innerhalb der geforderten Bandbreite befinden +* Maximal 0,5% dürfen unter- und oberhalb auf angrenzende Bereiche entfallen + + +Besonders für FM-Aussendungen wichtig (Hub!).
+Messen mit einem Spektrumanalysator + + +--- +[question:AE101] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/batterien_und_akkus.md b/contents/slides/batterien_und_akkus.md new file mode 100644 index 0000000..7bba6ea --- /dev/null +++ b/contents/slides/batterien_und_akkus.md @@ -0,0 +1,62 @@ + +* Spannung durch Ladungstrennung in elektrochemischen Vorgängen +* Beim Akku ist der Vorgang umkehrbar +* Plus- oder Minuspol gekennzeichnet + + +[photo:89:n_Bat_AA:Eine Batterie mit Kennzeichnung der Pole und Warnhinweisen] +[picture:517:n_schaltzeichen_batt:Schaltzeichen einer Batterie] + + +* Im Schaltzeichen ist der dicke, kurze Strich Minus + + +--- + +[question:NB201] + +--- + +[question:NB203] + +--- + +## Serienschaltung + + +* Batterien lassen sich hintereinander schalten +* Pluspol auf Minuspol der vorhergehenden Batterie +* Die Gesamtspannung ist die Summe der Einzelspannungen + + +[picture:748:batterien_und_akkus_sammlung:Verschiedene Batterien und Akkus] + + +--- + +[question:NB204] + +--- + +## Kurzschluss + +* Vermeiden! +* Bei Akkus Gefahr der Überhitzung +* Brandgefahr + +--- + +[question:ND110] + +--- + +## Unsachgemäßer Umgang + +* In Akkus sind verschiedene chemische Technologien im Einsatz +* Beim Aufladen angepasste Ladegeräte verwenden +* Gefahr von Überhitzung, Explosion oder Brand +* Dadurch kann es zu Verbrennungen, Verätzungen und Vergiftungen kommen + +--- + +[question:NK306] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/bauelemente.md b/contents/slides/bauelemente.md new file mode 100644 index 0000000..50401d2 --- /dev/null +++ b/contents/slides/bauelemente.md @@ -0,0 +1,53 @@ +* Drei weitere grundlegende Bauteile +* Funktionsweise ist Stoff für Klasse E und A +* Für die Prüfung: Schaltzeichen erkennen + +--- +## Kondensator + + +* Speichert eine kleine Menge Energie +* Besteht oft aus zwei parallelen Platten + + +[photo:206:n_bauelemente_kondensator:Schaltzeichen und Bauformen von Kondensatoren] + + +--- + +[question:NC201] + +--- +## Spule + + +* Speichert auch eine kleine Menge Energie +* Funktioniert technisch aber komplett anders als der Kondensator +* Besteht in den einfachen Fällen aus einem aufgewickelten Draht + + +[photo:207:n_bauelemente_spule:Schaltzeichen und Bauformen von Spulen] + + +--- + +[question:NC301] + +--- +## Transistor + + +* Elektrischer Schalter +* Oder Verstärker, je nach Beschaltung +* Hat drei Anschlüsse + + +[photo:208:n_bauelemente_transistor:Schaltzeichen und Bauformen von Transistoren] + + +In Klasse N gibt es kein anderes Bauteil mit drei Anschlüssen + + +--- + +[question:NC501] diff --git a/contents/slides/begrenzerverstaerker.md b/contents/slides/begrenzerverstaerker.md new file mode 100644 index 0000000..54349d2 --- /dev/null +++ b/contents/slides/begrenzerverstaerker.md @@ -0,0 +1,10 @@ +[picture:828:begrenzverstärker:Wirkungsweise eine Begrenzverstärkers] + +* Anwendung in der ZF bei FM +* Eingangssignal wird verstärkt +* Anschließend die Amplituden begrenzt +* Information ist in der Frequenzänderung weiterhin vorhanden +* Amplitudenschwankungen werden unterdrückt + +--- +[question:AF226] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/besondere_anlaesse.md b/contents/slides/besondere_anlaesse.md new file mode 100644 index 0000000..94c3cf1 --- /dev/null +++ b/contents/slides/besondere_anlaesse.md @@ -0,0 +1,43 @@ + +[photo:59:n_besondere_anlaesse_qsl_karte_DA200TF:QSL-Karte der Klubstation mit dem Sonderrufzeichen DA200TF anlässlich des 200. Geburtstag von Theodor Fontane] + + +* Klubstationsrufzeichen mit 4-7stelligem Suffix +* z.B. für historische Ereignisse, Stadtfeste oder Sportereignisse +* Die ganze Amateurfunkwelt kann an dem Ereignis teilhaben + + +--- +## Vorgaben +* Maximale Zuweisung für 1 Jahr durch die BNetzA +* Keine Verlängerung möglich +* Suffix kann aus Ziffern und Buchstaben bestehen +* Das letzte Zeichen muss immer ein Buchstabe sein + +--- +## International +* Auch im Ausland kann es Sonderstationen geben +* Die Rufzeichen können andere Vorgaben haben + +--- style="font-size: 0.7em;" +| l: Rufzeichen | l: Zuteilung | X: Ereignis | +| DL1250BRET | 2017 | 1250 Jahre Stadt Bretten | +| DL500BIER | 2016 | 500 Jahre Deutsches Reinheitsgebot | +| DF13DEJU | 2019 | Erstflug der Junkers F 13 | +| DL73AFUG | 2022 | 73. Geburtstags des Amateurfunkgesetzes | +| DB50AFZ | 2022 | 50 Jahre Amateurfunkzentrum | +| DP44N44T | 2022 | 44 Jahre Ortsverband N44 | +| DC0YOTA | 2021 | Youngsters On The Air | +| DL22MAUS | 2022 | Türen auf mit der Maus! | +| DL0ELEFANT | 2022 | Türen auf mit der Maus! | +[table:n_besondere_anlaesse:Beispiele für Sonderstationen] + + +* Es gibt viele Möglichkeiten für Funkaktivitäten +* Kann Aktivierenden als auch Sammlern Freude bereiten +* Aktivierer: Bediener einer Sonderstation +* Sammler versuchen möglichst viele solcher Sonderstationen zu erreichen + + +--- +[question:VD204] diff --git a/contents/slides/betriebliche_abkuerzungen.md b/contents/slides/betriebliche_abkuerzungen.md new file mode 100644 index 0000000..569945b --- /dev/null +++ b/contents/slides/betriebliche_abkuerzungen.md @@ -0,0 +1,33 @@ +--- style="font-size: 0.7em;" + +| c: Abkürzung | X: Bedeutung | +| BK | Unterbrechung der Sendung; Formlose Übergabe (*B*rea*k*) | +| CQ | Allgemeiner Anruf (vom Englischen "Seek You") | +| CW | *C*ontinuous *W*ave (Synonym für Morsetelegraphie) | +| K | Aufforderung zum Senden ("*K*ommen") | +| PSE | Bitte, *P*lea*se* | +| R | Received (Empfangsbestätigung, *R*oger) | +| RX | Receiver (Empfänger) | +| TX | Transmitter (Sender) | +| TRX | Transceiver (Sendeempfänger) | +[table:n_abkuerzungen:Zusammenfassung der Abkürzungen] + + +* Ursprung in der Morsetelegrafie +* Spart Zeit bei der Übertragung + + +--- +[question:BB106] + +--- +[question:BB107] + +--- +[question:BB110] + +--- +[question:BB109] + +--- +[question:BB108] diff --git a/contents/slides/betriebsabwicklung.md b/contents/slides/betriebsabwicklung.md new file mode 100644 index 0000000..d9a0c99 --- /dev/null +++ b/contents/slides/betriebsabwicklung.md @@ -0,0 +1,100 @@ +### Ablauf im Amateurfunk + +* Es gibt keine verpflichtenden Vorgaben außer Nennung des Rufzeichens +* Es macht aber Sinn, sich an der Betriebsabwicklung zu orientieren + + +* In anderen Funkdiensten ist die Betriebsabwicklung genau vorgeschrieben, z.B. Flugfunk, Polizei, Feuerwehr, Rettungsdienste + + +--- + +### Freie Frequenz finden + +* Frequenzen werden gemeinsam genutzt +* Erst hören, ob die Frequenz frei ist +* Zwei- bis dreimal kurz nachfragen, ob die Frequenz frei ist + + +* Manchmal hört man nur eine Seite, deshalb etwas Wartezeit geben + + +--- + +### Anruf starten + + +#### Allgemeiner Anruf +* Geht an *alle* Stationen +* Beginnt mit der internationalen Abkürzung *CQ* + + + +#### Gezielter Anruf +* Antwort von einer bestimmten Station erwartet + + + +In der Antwort wird erst das Rufzeichen der anrufenden Station, dann das eigene genannt + + + +* Es heißt wie beim Telefon "Anruf" +* CQ in etwa wie "seek you" +* Im Deutschen auch "Allgemeiner Anruf" + + +--- + +#### Allgemeiner Anruf + + +Ist diese Frequenz frei? DL1PZ +> *(keine Antwort)* +Ist diese Frequenz frei? DL1PZ +> *(keine Antwort)* +CQ CQ hier ist DL1PZ mit einem allgemeinen Anruf, hier ist DL1PZ und hört. +> DL1PZ hier ist DL9MJ bitte kommen + + +--- + +#### Gezielter Anruf + + +DL9MJ für DL1PZ bitte kommen +> DL1PZ hier ist DL9MJ + + +--- +[question:BB102] +--- +[question:BE105] +--- +[question:BE101] +--- +[question:BE102] +--- + +#### Unklare Verständigung + + +D*(krschkrsch)*MJ für DK5WP, bitte kommen +> Hier ist DL9MJ, wurde ich gerufen? + + + +Nachfragen, ob man gemeint war + + +--- +[question:BE103] +--- + +### Anruf beenden + +* Die Frequenz wird der anrufenden Station überlassen +* Falls die antwortende Station zwischendurch von einer weiteren Station gerufen wurde, soll sie sich mit dieser auf eine andere Frequenz einigen, um der bisherigen Station die Frequenz zurückzugeben + +--- +[question:BE108] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/bfo_1.md b/contents/slides/bfo_1.md new file mode 100644 index 0000000..c3494d2 --- /dev/null +++ b/contents/slides/bfo_1.md @@ -0,0 +1,10 @@ + +* Beat-Frequency-Oszillator (BFO) +* ZF-Signal wird mittels Überlagerungsmischung durch den BFO als Hilfsträger demoduliert +* Angewandt bei Signalen ohne Hilfsträger (SSB, CW) + + +[picture:838:bfo_1_bfo:BFO im Überlagerungsempfänger] + +--- +[question:EF209] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/bfo_2.md b/contents/slides/bfo_2.md new file mode 100644 index 0000000..fb2bb82 --- /dev/null +++ b/contents/slides/bfo_2.md @@ -0,0 +1,18 @@ +### BFO für SSB + +* Beat-Frequency-Oszillator (BFO) schwingt genau auf der Frequenz des unterdrückten Trägers +* Mischt den Träger wieder rein +* Möglichst hohe Frequenzstabilität → Quarzgesteuerter Oszillator + +--- +### BFO für CW + +* BFO muss Abstand zum CW-Signal haben +* So viel, wie das hörbare CW-Signal sein soll +* Angenehmer Ton bei 600 bis 900 Hz +* Meistens bei 800 Hz + +--- +[question:AF211] +--- +[question:AF216] diff --git a/contents/slides/binaer.md b/contents/slides/binaer.md new file mode 100644 index 0000000..ffb2823 --- /dev/null +++ b/contents/slides/binaer.md @@ -0,0 +1,62 @@ + +*Dezimalsystem* +* Menschen sind es gewohnt, die zehn Ziffern von 0 bis 9 zu benutzen +* Man spricht von einem Zehner- oder Dezimalsystem + + +*Binärsystem* +* Für Computer ist es hingegen einfacher mit nur 2 Ziffern zu arbeiten: Der 0 und der 1 +* Dies entspricht zwei Zuständen: Beispielsweise ausgeschaltet und eingeschaltet oder auch 0 V und 5 V + + +--- +[question:EA201] + +--- + +* Mit einem Bit sind zwei Werte möglich (0 und 1) +* Mit zwei Bits schon vier (00, 01, 10 und 11) und mit jedem weiteren Bit jeweils doppelt so viele +* Mathematisch ausgedrückt: Mit n Bits lassen sich 2n verschiedene Zahlen darstellen +* Neben Binärzahl wird auch Dualzahl gesagt + +--- +[question:EA202] + +--- +[question:EA203] + +--- +[question:EA204] + +--- + +## Umwandlung + +Binärzahlen in Dezimale Zahlen am Beispiel von 10001110 + +|c: |c: |c: |c: |c: |c: |c: |c: | +| 27 | 26 | 25 | 24 | 23 | 22 | 21 | 20 | +| 128 | 64 | 32 | 16 | 8 | 4 | 2 | 1 | +| 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | +[table:binar_stellenwert_dual:Stellenwerte der achtstelligen Dualzahl 10001110] + + +128 + 8 + 4 + 2 = 142 + + + +* An diesem Beispiel erklären +* Dezimalwerte addieren, unter denen eine binäre 1 steht + + +--- +[question:EA205] + +--- +[question:EA206] + +--- +[question:EA207] + +--- +[question:EA208] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/blitzerdung.md b/contents/slides/blitzerdung.md new file mode 100644 index 0000000..e036b2a --- /dev/null +++ b/contents/slides/blitzerdung.md @@ -0,0 +1,48 @@ +* Antennenanlagen erhöhen nicht die Wahrscheinlichkeit für einen Blitzeinschlag +* Wenn aber ein Blitz einschlägt, dann in die exponierte Antenne +* Deshalb müssen *Antennenanlagen geerdet* oder in ein vorhandenes *Blitzschutzkonzept* integriert werden + + +* Gute Lektüre: ["Leitfaden zum Schutz von Funkanlagen auf Gebäuden bei Blitzschlag"](https://50ohm.de/vde-blitz) des VDE + +--- +### Überspannung + + +[photo:191::Durch Überspannung völlig zerstörter Kondensator in einem Netzteil. Ursache war ein Blitzeinschlag in der Nähe der Station. Hier kam die Überspannung über das Stromnetz.] + + +* Auch ein Blitz in der Nähe kann durch Überspannung große Schäden anrichten +* Ursache ist Induktion in Strom- oder Telefonienetz + + +--- +### Blitzschutz + + +* Blitzschutz-Zwischenstecker für Koaxialkabel mit Gasentladungsröhre +* Antennenzuleitung nach dem Funkbetrieb erden, z.B. an Gebäudeerdungsanlage +* Dafür ist eine Erdungsleitung notwendig + + +* Massiver Draht, keine Litze +* Kupfer 16 mm2 +* Aluminium 25 mm2 +* Stahl 50 mm2 + + +* Antenne erden: Antennenkabel abschrauben und an Erde anschließen + +--- +[question:EK209] +--- +[question:EK210] +--- +### Blitzschutzkonzept + +* Bei Änderungen an der Blitzschutzanlage eine Blitzschutz-Fachkraft einbeziehen +* Insbesondere beim Anschluss von Antennen-Standrohren an die Blitzschutzanlage +* Aufnahme der Veränderungen in das Blitzschutzkonzept des Gebäudes + +--- +[question:EK211] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/blitzschutz.md b/contents/slides/blitzschutz.md new file mode 100644 index 0000000..39a87b8 --- /dev/null +++ b/contents/slides/blitzschutz.md @@ -0,0 +1,23 @@ +## Potentialausgleich und Erdung + +* Durch *Potentialausgleich* wird eine gefährliche Berührungsspannung zwischen den Geräten vermieden +* Mittels *Erdung* werden unerwünschte elektrische Ströme vom Gehäuse in die Erde abgeleitet + +--- + + +* Geräte mittels kurzer Leitungen zusammenführen +* Mit Haupterdungsschiene des Gebäudes verbinden +* VDE 0855-300 für Erdung von Funkanlagen + + +[photo:81:n_Schraubanschluss_GND:Schraubanschluss Ground (GND) am TRX] + + +--- +## Achtung + +Der Anschluss von Potentialausgleich und Erdung sollte nur vorgenommen werden, wenn man genau weiß, was man tut. Im Zweifel sollte man sich von einem erfahreneren Funkamateur oder einer Elektrofachkraft helfen lassen. + +--- +[question:VE604] diff --git a/contents/slides/bodenwelle.md b/contents/slides/bodenwelle.md new file mode 100644 index 0000000..5909666 --- /dev/null +++ b/contents/slides/bodenwelle.md @@ -0,0 +1,32 @@ + +* Die Bodenwelle reicht über den sichtbaren Horizont raus +* Folgt der Erdkrümmung +* Am besten für Frequenzen unter 3 MHz + + +[picture:866:e_reichweite_bodenwelle:Reichweite der Bodenwelle je nach Band] + + +--- +## Reichweite + +* Reichweite ist von Frequenz und Bodenbeschaffenheit abhängig +* Langwelle (30 kHz–300 kHz) bis zu 1000 km, Mittelwelle (300 kHz–3 MHz) bis zu 250 km +* Gut nutzbar im 160 m-Band +* Im 10 m-Band für Kommunikation im Stadtbereich nutzbar +* VHF und höhere Frequenzen vernachlässigbar + + +* Radio hat früher stark die Bodenwelle genutzt +* Amateurfunk bekam die hohen "schlecht nutzbaren" Frequenzen +* Bis die Ausbreitung über die Raumwelle entdeckt wurde + + +--- +[question:EH211] +--- +[question:EH212] + + +* Dämpfung der D-Region hatten wir zu Anfang bereits + \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/brueckengleichrichter.md b/contents/slides/brueckengleichrichter.md new file mode 100644 index 0000000..d5279fa --- /dev/null +++ b/contents/slides/brueckengleichrichter.md @@ -0,0 +1,41 @@ + +[picture:965:a_brueckenlgeichrichter:Brückengleichrichter] + + +* Erweiterte und häufige Gleichrichterschaltung +* Beide Halbwellen werden verwendet +* Pulsierende Gleichspannung am Ausgang mit doppelter Frequenz wie Eingangsspannung + +--- style="font-size: smaller;" +[include:applet_gleichrichter_2] + +--- +[question:AD305] +--- +### Siebung + +[picture:66:a_netzteil_Ucs:Gleichrichterschaltung mit Siebung] + + +* Mit Ladekondensator $C_L$ und LC-Siebglied mit $C_S$ +* Kleinere Amplituden der pulsierenden Gleichspannung +* Kondensatoren laden sich auf die sekundäre Spitzenspannung auf + + + +--- +[question:AD306] +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $U_P = 230V$ +* gegeben: $ü = 8:1$ +* gegeben: $U_D = 0,6V$ +* gesucht: $\hat{U}$ + + +$ü = \frac{U_P}{U_S} \Rightarrow U_S = \frac{U_P}{ü} = \frac{230V}{8} = 28,75V$ + + +Im Leerlauf kann die Diodenspannung vernachlässigt werden. +$\hat{U} = U_S \cdot \sqrt{2} = 28,75V \cdot 1,41 \approx 40V$ + diff --git a/contents/slides/brueckenschaltung.md b/contents/slides/brueckenschaltung.md new file mode 100644 index 0000000..5fd0598 --- /dev/null +++ b/contents/slides/brueckenschaltung.md @@ -0,0 +1,36 @@ + +[picture:343:a_Brückenschaltung:Typische Brückenschaltung mit 4 Widerständen] + +$\frac{R_1}{R_2} = \frac{R_3}{R_4}$ + + +* Schaltung aus 4 Widerständen zur Widerstandsmessung +* Zwei parallel geschaltete Spannungsteiler +* Bei gleich großen Spannungsteilerverhältnissen fließt kein Strom über die Brücke + + +Messbrücke nach Wheatstone + + +--- +[question:AD111] +--- +[question:AD112] +--- +[question:AD113] +--- style="font-size: 0.7em;" +#### Lösungsweg +* gegeben: $R_1 = R_4 = 1kΩ$ +* gegeben: $R_2 = R_3 = 10kΩ$ +* gegeben: $U = 11V$ +* gesucht: $U_{AB}$ + + +$\frac{U_A}{U} = \frac{R_1}{R_1 + R_2} \Rightarrow U_A = \frac{R_1}{R_1 + R_2} \cdot U = \frac{1kΩ}{1kΩ + 10kΩ} \cdot 11V = 1V$ + + +$\frac{U_B}{U} = \frac{R_3}{R_3 + R_4} \Rightarrow U_B = \frac{R_3}{R_3 + R_4} \cdot U = \frac{10kΩ}{10kΩ + 1kΩ} \cdot 11V = 10V$ + + +$U_{AB} = |U_A - U_B| = |1V - 10V| = 9V$ + \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/buchstabiertafel.md b/contents/slides/buchstabiertafel.md new file mode 100644 index 0000000..dd9dda2 --- /dev/null +++ b/contents/slides/buchstabiertafel.md @@ -0,0 +1,94 @@ +* Manche Buchstaben lassen sich schwer voneinander unterscheiden +* Noch schwieriger bei leisem oder schlechtem Empfang + + +* Beispiel: DM4EAX und DN4EAX + + +--- + +### Lösung + +* Jedem Buchstaben wird ein Wort zugeordnet +* Anstatt des Buchstabens wird das Wort ausgesprochen + +--- + +### Buchstabiertafeln + +* In Deutschland ist die deutsche Buchstabiertafel bekannt +* Im Amateurfunk wird die internationale Buchstabiertafel verwendet +* Erste Einführung 1927 durch die International Telecommunication Union (ITU) +* Anhang 14 der Radio Regulations (RR) +* Wird auch in der Luftfahrt, dem Seefunk und von der NATO verwendet + + +* ITU und Radio Regulations werden später vertieft + + +--- style="font-size: 0.7em;" + + +| c: Buchstabe | l: Wort | l: Aussprache | +| A | Alfa | AL-FA | +| B | Bravo | BRA-WO | +| C | Charlie | TSCHA-LI | +| D | Delta | DELL-TA | +| E | Echo | ECK-KO | +| F | Foxtrot | FOX-TROTT | +| G | Golf | GOLF | +| H | Hotel | HO-TELL | +| I | India | IN-DI-AH | +| J | Juliett | DJU-LI-ETT | +| K | Kilo | KI-LO | +| L | Lima | LI-MA | +| M | Mike | MAIK | +[table:n_buchstabiertafel_1:Die ITU-Buchstabiertafel] + + +| c: Buchstabe | l: Wort | l: Aussprache | +| N | November | NO‑WEM‑BER | +| O | Oscar | OSS-KAR | +| P | Papa | PA-PA | +| Q | Quebec | KWE-BECK | +| R | Romeo | RO-MI-O | +| S | Sierra | SIER-RA | +| T | Tango | TÄNG-GO | +| U | Uniform | JU-NI-FORM | +| V | Victor | WICK-TOR | +| W | Whiskey | WISS-KI | +| X | X-ray | ÄX-RÄI | +| Y | Yankee | JENG-KI | +| Z | Zulu | SUH-LUH | +[table:n_buchstabiertafel_2:Die ITU-Buchstabiertafel] + + + +* Korrekte Aussprache vermitteln +* Ziffern im nationalen Funkverkehr auf Deutsch; international Englisch +* Kann auch zum Buchstabieren von Namen oder Orten verwendet werden +* Es gibt Variationen (Nancy, Sugar, Ocean, Queen,...), die zusätzlich verwendet werden dürfen + + +--- +[question:VD206] +--- +[question:BA103] +--- +[question:BA104] +--- +[question:BA110] +--- +[question:BA109] +--- +[question:BA101] +--- +[question:BA105] +--- +[question:BA106] +--- +[question:BA102] +--- +[question:BA107] +--- +[question:BA108] diff --git a/contents/slides/computersteuerung.md b/contents/slides/computersteuerung.md new file mode 100644 index 0000000..57d84f1 --- /dev/null +++ b/contents/slides/computersteuerung.md @@ -0,0 +1,36 @@ +## Steuersignale + + +* Übertragung von Audio- sowie Steuersignalen (CAT) zwischen Computer und Transceiver +* Z.B. Transceiver auf Sendung schalten und Signal vom Computer übertragen + + +[picture:630:n_computersteuerung_verbindungen:Beispiele für Verbindungen zwischen Computer und Funkgerät] + + +--- +## Datenanschluss + +* Hinter dem Mikrofonanschluss im Funkgerät können Verstärker- und Filterstufen für Sprachübertragung liegen → ungeeignet für Datenübertragung +* Eigener Datenanschluss am Transceiver +* Lässt Signale vom Computer unverfälscht passieren + + +Oft mit DATA oder 9600 bezeichnet + + +--- +[question:NF114] + +--- +[question:NF116] + +--- +[question:NF117] + +* Es ist darauf zu achten, dass das Funkgerät nicht unerwartet auf Sendung geht. +* Anekdotisch: Windows-Startsound über Funk + + +--- +[question:NF115] diff --git a/contents/slides/contest.md b/contents/slides/contest.md new file mode 100644 index 0000000..64fca06 --- /dev/null +++ b/contents/slides/contest.md @@ -0,0 +1,41 @@ +### Was ist ein Contest? + +* Im Amateurfunk finden auch Wettbewerbe statt, die als Contest bezeichnet werden. +* Conteste dienen dem sportlichen Wettkampf, aber auch dazu, die eigene Amateurfunkstation und Betriebsabwicklung zu verbessern. + +--- +[question:BE301] + +--- +### Was zeichnet Contestverbindungen aus? + +* Die Verbindungen sind besonders kurz, weil man in der vorgegebenen Zeitdauer möglichst viele Verbindungen herstellen möchte. + +--- +[question:BE302] + +--- +### Woran erkennt man Conteststationen? + +* Oft erkennt man Conteststationen daran, dass der Namen des Wettbewerbes oder einfach nur "CONTEST" in den CQ-Ruf integriert wird. +* Zum Beispiel: "CQ FD" oder "CQ Ruhrgebietscontest" oder "CQ Contest". +* In Telegrafie dann CQ TEST. + + +Bei CQ Test handelt es sich nicht um die Durchführung eines Versuchs, beispielsweise zum testen der Antenne + + +--- +[question:BE116] + +--- +### Besondere Betriebsabwicklung im Contest + +* Welche Daten ausgetauscht werden, kann man der Ausschreibung entnehmen. +* Es gibt Wettbewerbe, bei denen nach jeder Verbindung die CQ-rufende Station die Frequenz der Gegenstation überlassen muss. Diese werden oft als "Sprint Contest" bezeichnet, ein Blick in Ausschreibung ist angeraten. + +--- +[question:BE303] + +--- +[question:BE304] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/daempfungsglieder.md b/contents/slides/daempfungsglieder.md new file mode 100644 index 0000000..9b0ce1f --- /dev/null +++ b/contents/slides/daempfungsglieder.md @@ -0,0 +1,79 @@ + +[picture:342:daempfungsglied_pi:Dämpfungsglied in PI-Konfiguration mit Quelle und Lastwiderstand] + + +* Schwächen Signalpegel definiert ab +* Vermeidung von Übersteuerung oder Beschädigung von Messgeräten +* Eingangspegel für Verstärker und Empfänger auf ein definiertes Maß reduzieren + + +Der Name PI-Konfiguration stammt vom Aufbau der Widerstände als Π + + +--- + +[picture:342:daempfungsglied_pi:Dämpfungsglied in PI-Konfiguration mit Quelle und Lastwiderstand] + + +* Dämpfung über Widerstände und Umwandlung in Wärme +* Bei symmetrischen Dämpfungsgliedern sind Ein- und Ausgangsimpedanzen gleich +* Üblicherweise 50 Ω + + +--- + +[picture:341:daempfungsglied_t:Dämpfungsglied in T-Konfiguration mit Quelle und Lastwiderstand] + + +* Dämpfung wird in dB angegeben +* z.B 20dB = Faktor 100 +* 100 W Eingangsleistung ⇒ 1 W Ausgangsleistung + + +Der Name T-Konfiguration stammt vom Aufbau der Widerstände als T + + +--- +[question:AD806] +--- style="font-size: smaller;" +#### Lösungsweg +* gegeben: $P_1 = 100W$ +* gegeben: $a = 20dB$ +* gesucht: $\Delta P = P_2 - P_1$ + + +$\begin{align}\nonumber a &= 10 \cdot \log_{10}{(\frac{P_1}{P_2})}dB\\ \nonumber \Rightarrow \frac{a}{10} &= \log_{10}{(\frac{P_1}{P_2})}dB\\ \nonumber \Rightarrow 10^{\frac{a}{10}} &= \frac{P_1}{P_2}\\ \nonumber \Rightarrow P_2 &= \frac{P_1}{10^{\frac{a}{10}}}\end{align}$ + +--- + +$P_2 = \frac{P_1}{10^{\frac{a}{10}}} = \frac{100W}{10^{\frac{20}{10}}} = 1W$ + + +$\Delta P = P_2 - P_1 = 100W - 1W = 99W$ + +--- +[question:AD803] +--- +#### Lösungweg + +* 20dB entsprechen einer Leistungdämpfung mit dem Faktor 100 + +--- +[question:AD804] +--- +#### Lösungsweg + +* 6dB entsprechen einer Leistungsdämpfung mit dem Faktor 4 + +--- +[question:AD805] +--- +#### Lösungsweg + +* Die Impedanz für die Gesamtschaltung ändert sich nicht – also 50Ω + + +--- +[question:AD801] +--- +[question:AD802] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/datenuebertragungsdrate.md b/contents/slides/datenuebertragungsdrate.md new file mode 100644 index 0000000..688ac2b --- /dev/null +++ b/contents/slides/datenuebertragungsdrate.md @@ -0,0 +1,17 @@ +* Die *Bandbreite* ist der genutzte Frequenzbereich in *Hz* +* Die *Datenübertragungsrate* ist die je Zeiteinheit übertragene Datenmenge in *Bit/s* + +--- + +* In der Praxis erreichbare Datenübertragungsraten unterscheiden sich je nach Übertragungsverfahren und Funkbedingungen deutlich. +* WLAN und 5G unterstützen bei optimalen Bedingungen Datenübertragungsraten bis in den Bereich von Gigabit pro Sekunde. +* FT8 hingegen kann selbst unter widrigen Bedingungen eingesetzt werden, überträgt aber nur wenige Bit pro Sekunde. + +--- + +[question:EA106] + +--- + +[question:EE401] + diff --git a/contents/slides/demodulator.md b/contents/slides/demodulator.md new file mode 100644 index 0000000..7070a90 --- /dev/null +++ b/contents/slides/demodulator.md @@ -0,0 +1,87 @@ +## Demodulation von Signalen + +* Demodulation wandelt ein moduliertes HF-Signal in ein hörbares NF-Signal um +* Abhängig von der verwendeten Modulation wird ein passendes Demodulationsverfahren gewählt +* Ziel: Wiederherstellung der ursprünglichen NF + +--- +### AM-Demodulation + + +[picture:141:demodulator_huellkurvendemodulator_am:Hüllkurvendemodulator zur Demodulation von AM-Signalen] + + +* AM-Signale werden mit einem Hüllkurvendemodulator verarbeitet +* HF-Signal wird über einen Schwingkreis selektiert und gleichgerichtet +* Kondensator lädt auf → Widerstand entlädt mit definierter Zeitkonstante + + +--- + +[question:AD501] + +--- + + +[picture:607:demodulator_huellkurvendemodulator_am_2:Hüllkurvendemodulator mit ZF-Eingangssignal]
+[picture:146:demodulator_huellkurvendemodulator_am_abbx:Demoduliertes Signal am Punkt X] + + +* Anschluss X: Anzeige der gleichgerichteten Spitzenspannung +* Leichter Abfall der Spannung durch parallele Entladung +* Hüllkurve entspricht der aufmodulierten NF, überlagert mit einem Sägezahnsignal +* Nachfilterung entfernt den Trägeranteil + + +--- + +[question:AD502] + +--- style="font-size: smaller;" +### FM-Demodulation + + +[picture:841:demodulator_flankendiskriminator:Schwingkreis als Flankendiskriminator]
+[picture:149:demodulator_flankendiskriminator_schaltung:FM-Flankendiskriminator] + + +* FM-Demodulation mittels Flankendiskriminator +* Signal aus der Zwischenfrequenz läuft in einen Schwingkreis +* Schwingkreis: Resonanzfrequenz \(f_\text{res}\) leicht versetzt zu \(f_\text{ZF}\) +* Frequenzänderungen werden in Amplitudenänderungen umgewandelt +* Nachgeschalteter AM-Demodulator liefert die NF + + +--- + +[question:AD504] + +--- + +#### FM-Demodulation mittels PLL + + +[picture:77:a_fm_demodulation_pll:Blockschaltbild einer FM-Demodulation mittels PLL] + + +* PLL nutzt einen spannungsgesteuerten Oszillator (VCO), der dem Eingangssignal folgt +* Regelspannung entspricht der FM-Modulation (aufmodulierte NF) +* Signalabgriff zur weiteren NF-Verarbeitung + + +--- + +[question:AD505] + +--- +### SSB-Demodulation + +* SSB-Demodulation mittels Produktdetektor +* Ringmischer mischt die Zwischenfrequenz (ZF) mit einem Beat Frequency Oscillator (BFO) +* Entstehendes Mischprodukt ist das gewünschte SSB-NF-Signal +* BFO muss exakt auf den unterdrückten Träger abgestimmt sein + +--- + +[question:AD506] + diff --git a/contents/slides/detektorempfänger.md b/contents/slides/detektorempfänger.md new file mode 100644 index 0000000..c66d87a --- /dev/null +++ b/contents/slides/detektorempfänger.md @@ -0,0 +1,62 @@ + +* Einer der ersten und einfachsten Empfänger für AM +* Energie wird direkt aus dem empfangenen Signal gezogen +* Nur im Lokalbereich von starken Rundfunksendern nutzbar + + +[photo:193:am_detektor:Detektor-Empfänger] + + +--- + + +[picture:799:am_detektor:Schaltbild eines einfachen Detektor-Empfängers] +* Parallel-Schwingkreis aus Spule und variablen Kondensator + + +[picture:800:am_detektor_antenne:Signal an der Antenne] +[picture:801:am_detektor_diode:Gleichgerichtetes Signal an der Diode] +[picture:802:am_detektor_kopfhoerer:Hörbares NF Signal] + + +--- data-transition="none" + + +[picture:799:am_detektor:Schaltbild eines einfachen Detektor-Empfängers] +* Signal von Antenne (rot) regt Schwingkreis an, wenn dieser auf die Frequenz abgestimmt ist + + +[picture:800:am_detektor_antenne:Signal an der Antenne] +[picture:801:am_detektor_diode:Gleichgerichtetes Signal an der Diode] +[picture:802:am_detektor_kopfhoerer:Hörbares NF Signal] + + +--- data-transition="none" + + +[picture:799:am_detektor:Schaltbild eines einfachen Detektor-Empfängers] +* Diode (blau) richtet die AM-Modulation gleich + + +[picture:800:am_detektor_antenne:Signal an der Antenne] +[picture:801:am_detektor_diode:Gleichgerichtetes Signal an der Diode] +[picture:802:am_detektor_kopfhoerer:Hörbares NF Signal] + + +--- data-transition="none" + + +[picture:799:am_detektor:Schaltbild eines einfachen Detektor-Empfängers] +* Hochohmiger Kopfhörer (grün) macht das Signal hörbar, da der Kopfhörer träge ist und den einzelnen Stromstößen nicht folgen kann + + +[picture:800:am_detektor_antenne:Signal an der Antenne] +[picture:801:am_detektor_diode:Gleichgerichtetes Signal an der Diode] +[picture:802:am_detektor_kopfhoerer:Hörbares NF Signal] + + +* Kopfhörer wirkt wie ein Tiefpass und stellt die Hüllkurve wieder her + + +--- +[question:EF101] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/dezibel_1.md b/contents/slides/dezibel_1.md new file mode 100644 index 0000000..e081b26 --- /dev/null +++ b/contents/slides/dezibel_1.md @@ -0,0 +1,109 @@ +--- style="font-size: 0.7em;" +## Dezibel einfach erklärt + +| l:Was | r:Leistung in mW | +| effektive Leistung EME-Station | 100 000 000 | +| Standard Transceiver | 100 000 | +| Kleine Handfunke | 1 000 | +| Lautsprechersignal (Zimmerlautstärke) | 100 | +| Kopfhörersignal | 1 | +| Lautes KW-Signal | 0,000 001 | +| Leises KW-Signal (Antenneneingang RX) | 0,000 000 000 001 | +[table:e_dezibel_leistungen_mw:Leistungen in mW] + +Wer mit diesen Zahlen umgeht, fängt automatisch an, die Nullen zu zählen. + +--- style="font-size: 0.7em;" +Wir zählen die Nullen (und nennen das Ergebnis "Bel") + +| l:Was | r:Leistung in mW | r:Bel | +| effektive Leistung EME-Station | 100 000 000 | 8 | +| Standard Transceiver | 100 000 | 5 | +| Kleine Handfunke | 1 000 | 3 | +| Lautsprechersignal (Zimmerlautstärke) | 100 | 2 | +| Kopfhörersignal | 1 | 0 | +| Lautes KW-Signal | 0,000 001 | -6 | +| Leises KW-Signal (Antenneneingang RX) | 0,000 000 000 001 | -12 | +[table:e_dezibel_leistungen_bel:Leistungen in mW und Bel] + + +Nach Alexander Graham Bell + +--- style="font-size: 0.7em;" +dBm = Dezibel bezogen auf mW + +| l:Was | r:Leistung in mW | r:Bel | r:dBm | +| effektive Leistung EME-Station | 100 000 000 | 8 | 80 | +| Standard Transceiver | 100 000 | 5 | 50 | +| Kleine Handfunke | 1 000 | 3 | 30 | +| Lautsprechersignal (Zimmerlautstärke) | 100 | 2 | 20 | +| Kopfhörersignal | 1 | 0 | 0 | +| Lautes KW-Signal | 0,000 001 | -6 | -60 | +| Leises KW-Signal (Antenneneingang RX) | 0,000 000 000 001 | -12 | -120 | +[table:e_dezibel_leistungen_bel:Leistungen in mW und Bel] + + +* Faktor 10 +* dezi wie in dezimeter + +--- +### Leistungsverstärkung + +*Empfänger* +* Eingangssignal: 0,000 000 000 001 mW +* Ausgangssignal: 100 mW +* Benötigte Verstärkung: 100 000 000 000 000 + +*Sender* +* Frequenzerzeugende Stufe (Oszillator): 10 mW +* Ausgangssignal: 100 000 mW +* Benötigte Verstärkung: 10 000 + +--- +### Leistungsverstärkung mit dB +*Empfänger* +* Eingangssignal: 0,000 000 000 001 mW = -120 dBm +* Ausgangssignal: 100 mW = 20 dBm +* Benötigte Verstärkung: 100 000 000 000 000 = 140 dB + +*Sender* +* Frequenzerzeugende Stufe (Oszillator): 10 mW = 10 dBm +* Ausgangssignal: 100 000 mW = 50 dBm +* Benötigte Verstärkung: 10 000 = 40 dB + + +* Differenz ist die Verstärkung +* Verstärkung ist ein Faktor und nicht auf das mW bezogen, deshalb nur dB + + +--- style="font-size: 0.7em;" +## Wichtige Leistungsfaktoren + +| c:dB | c:≈ Leistungsfaktor | +| 0 | 1 | +| 1,5 | $\sqrt{2} = 1,41$ | +| 2,15 | 1,64 | +| 3 | 2 | +| 5 | $\sqrt{10} = 3,16$ | +| 6 | 4 | +| 10 | 10 | +| 20 | 100 | +[table:e_dezibel_leistungsfaktoren:Wichtige Leistungsfaktoren in dB] + + +* Erinnerung: 1,64 ist der Faktor zwischen Dipol und isotropen Kugelstrahler + + +--- +### Berechnung mit Taschenrechner + +Ältere Modelle +* Faktor-Wert → *log*-Taste → ×10 → dB +* dB-Wert → ÷10 → *10x*-Taste → Faktor + +Neuere Modelle +* *log*-Taste → Faktor-Wert → *)*-Taste → ×10 → *=*-Taste → dB +* *10x*-Taste → dB-Wert → ÷10 → *=*-Taste → Faktor + +--- +[question:EA107] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/dezibel_2.md b/contents/slides/dezibel_2.md new file mode 100644 index 0000000..b487b74 --- /dev/null +++ b/contents/slides/dezibel_2.md @@ -0,0 +1,106 @@ +## Dezibel + +* Logarithmische Angabe von Verhältnissen, insbesondere bei Leistungen +* Macht das Arbeiten mit kleinen und großen Leistungen einfacher +* Verstärkungen und Dämpfungen lassen sich einfacher berechnen + +--- style="font-size: 0.7em;" +## Leistungspegel + +Faktor 10 + +*Leistung bezogen auf 1 mW* +$p = 10\cdot \log_{10}\left(\frac{P}{1mW}\right)\textrm{dBm}$ + +→ $0\textrm{dBm}$ liegt bei $P = 1mW$ vor + + + +*Leistung bezogen auf 1 W* +$p = 10\cdot \log_{10}\left(\frac{P}{1W}\right)\textrm{dBW}$ + + +→ $0\textrm{dBW}$ liegt bei $P = 1W$ vor + + +--- +[question:AA110] + +Nur einsetzen + +--- +[question:AA105] + +--- style="font-size: 0.7em;" + +## Spannungspegel + +Faktor 20 + +$u = 20\cdot \log_{10}\left(\frac{U}{0,775V}\right)\textrm{dBu}$ + + +*Spannung bezogen auf 0,775 V* +→ $0\textrm{dBu}$ liegt bei $U = 0,775V$ vor + + +*Spannung bezogen auf 1 V* +→ $0\textrm{dBV}$ liegt bei $U = 1V$ vor + + +*Spannung bezogen auf 1 µV* +→ $0\textrm{dBµV}$ liegt bei $U = 1µV$ vor + + + +Details zur Berechnung des Faktor 20 sind im Online-Kurs. Kurzfassung: Im Spannungsverhältnis wird mit Quadraten gerchnet, was als Faktor vor den Logarithmus gezogen werde kann. + +--- +[question:AA111] +--- +## Berechnungen + +--- +[question:AA108] +--- +### Lösungsweg +* gegeben: $p = 20\textrm{dBW}$ +* gesucht: $P$ + + +$\begin{equation}\begin{align} \nonumber p &= 10\cdot \log_{10}\left(\frac{P}{1W}\right)\textrm{dBW}\\ \nonumber \Rightarrow P &= 10^{\frac{p}{10}} \cdot 1W = 10^{\frac{20\textrm{dBW}}{10}} \cdot 1W = 10^2W \end{align}\end{equation}$ + +--- +[question:AA107] +--- +[question:AA109] +--- +### Lösungsweg + +1W = 1000mW +10 dB = Faktor 10 +1000mW × 10 = 10000mW = 40dBm +--- +[question:AA106] +--- +## Lösungsweg +* 16dB = 10dB + 6dB = 10 × 4 = 40 +* 1W × 40 = 40W + + +Aus der Tabelle in der Formelsammlung + + +--- +[question:AA112] +--- +### Lösungsweg +* gegeben: $u = 120\textrm{dBµV}/m$ +* gesucht: $U$ + + +$\begin{equation}\begin{align} \nonumber u &= 20\cdot \log_{10}\left(\frac{U}{1\textrm{µV}}\right)\textrm{\textrm{dBµV}}\\ \nonumber \Rightarrow U &= 10^{\frac{u}{20}} \cdot 1\textrm{µV} = 10^{\frac{120\textrm{dBµV}/m}{20}} \cdot 1\textrm{µV} = 1V/m \end{align}\end{equation}$ + + +In der Literatur ist oft zu finden: 120dBµV = 1V + diff --git a/contents/slides/digimod_uebersteuerung.md b/contents/slides/digimod_uebersteuerung.md new file mode 100644 index 0000000..6ea8ba3 --- /dev/null +++ b/contents/slides/digimod_uebersteuerung.md @@ -0,0 +1,37 @@ + +* Zu starkes Audiosignal am Eingang eines Senders → Oberschwingungen +* Links ist in Gelb das erwünschte Signal +* Rechts davon die unerwünschten Oberschwingungen + + +[picture:720:uebersteuerung_ft8:Ein übersteuertes FT8-Signal, ganz links das erwünschte, rechts davon die unerwünschten Oberschwingungen] + + +--- + +* Zu Verzerrungen durch Übersteuerung kann es auch im Sendeverstärker kommen +* Um das zu verhindern, verfügen viele Funkgeräte über eine automatische Pegelregelung (englisch: Automatic Level Control, ALC) → regelt Verstärkung automatisch runter +* Bei digitalen Übertragungsverfahren kann die ALC jedoch Problemen führen +* Das Signal könnte je nach Lautstärke oder Frequenz die ALC zu verschiedenen Zeitpunkten unterschiedlich stark auslösen → Amplitude wird unerwünscht verändert + + +Das heißt, unser eigentliches Nutzsignal wird zusätzlich amplitudenmoduliert. Dadurch entstehen weitere Frequenzanteile, die als Nebenaussendungen ausgestrahlt werden. + + +--- + +* ALC-Probleme hängen von verschiedenen Faktoren ab +* Übertragungsverfahren +* Umsetzung der ALC im Transceiver (Reaktions- und Haltezeit) +* Anzeige der ALC im Transceiver +* → greift die ALC nicht ein, erzeugt sie keine Probleme + +--- +[question:EJ218] + +--- +[question:EJ217] + +--- +[question:EJ219] + diff --git a/contents/slides/digimode_ssb.md b/contents/slides/digimode_ssb.md new file mode 100644 index 0000000..e78af1e --- /dev/null +++ b/contents/slides/digimode_ssb.md @@ -0,0 +1,49 @@ +## Bandbreite von Digimodes + +* Im Gegensatz zur Sprache benötigen viele Digimodes weniger Bandbreite +* Z.B. BPSK31 mit 31,25 Hz oder FT8 mit 50 Hz +* Die erzeugten Töne werden mittels Kurzwelle in SSB moduliert +* Die Bandbreite des ausgestrahlten Signals bleibt dabei gleich + +--- +[question:EE403] +--- +[question:EE402] +--- style="font-size: smaller;" + +## Empfang von Digimodes + + +* Beim Empfang von SSB können in der üblichen Bandbreite von 2,4 kHz mehrere schmalbandige Digimodes empfangen werden +* FT8: 2400 Hz ÷ 50 Hz = max. 48 Signale +* BPSK31: 2400 Hz ÷ 31,25 Hz = max. 76 Signale +* Am Computer wird dann das gewünschte Digimode-Signal selektiert + + +[picture:718:e_digimode_ssb_ft8_wasserfall:Wasserfalldiagramm vom Empfang von mehreren Digimode-Signalen innerhalb der SSB-Bandbreite von 2,4 kHz. Jede Spalte ist die Übertragung eines anderen Signals] + + +--- +[question:EE404] + +--- +## SSTV + + +* *Slow-Scan Television* ist die Übertragung von Standbildern mittels Digimodes +* Zeilenweise Übertragung von Bildern +* Verschiedene Verfahren mit verschiedenen Auflösungen und Übertragungsgeschwindigkeiten +* Bandbreite unter 3kHz und in Kurzwellenbändern nutzbar + + +[photo:84:e_digimode_ssb_sstv:Bestätigung einer SSTV Verbindung an F1BIB von ON1GA mit dem RST 575 und zusätzlich dem ursprünglich empfangenen Bild] + + +--- +## ATV +* *Amateur Television* ist die Übertragung von Bewegtbildern +* Benötigt mehrere MHz Bandbreite (6 MHz und mehr) +* Deshalb nur ab 70 cm Band aufwärts nutzbar + +--- +[question:EE415] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/digital_analog_umsetzer.md b/contents/slides/digital_analog_umsetzer.md new file mode 100644 index 0000000..1ab8bc8 --- /dev/null +++ b/contents/slides/digital_analog_umsetzer.md @@ -0,0 +1,33 @@ +## D/A-Umsetzer: Vom Digitalen zum Analogen + +* Der D/A-Umsetzer wandelt einen digitalen Datenstrom (Samples) in ein analoges Signal um +* Genau wie der A/D-Umsetzer hat er eine begrenzte Auflösung (in Bit) +* Dadurch gibt es eine endliche Anzahl an analogen Signalwerten + +--- + +[question:AF609] + +--- + +### Auflösung und Spannungsbereich + +* Die Anzahl der möglichen Stufen wird durch die Bit-Auflösung bestimmt +* Beispiel: 4 Bit → 16 mögliche Stufen +* Ein D/A-Umsetzer arbeitet in einem festen Spannungsbereich (z. B. 0 bis 1 V) +* Bei einem linear arbeitenden D/A-Umsetzer verteilt sich der Spannungsbereich gleichmäßig auf die Stufen + +--- + +### Schrittweite (Quantisierungsintervall) + +* Die Schrittweite berechnet sich aus dem Spannungsbereich geteilt durch die Anzahl der Stufen +* Beispiel: Bei 16 Stufen und einem Bereich von 0 bis 1 V ergibt sich eine Schrittweite von ca. 6,25 mV + +--- + +[question:AF611] + +--- + +[question:AF610] diff --git a/contents/slides/digital_voice.md b/contents/slides/digital_voice.md new file mode 100644 index 0000000..e484f79 --- /dev/null +++ b/contents/slides/digital_voice.md @@ -0,0 +1,41 @@ +* Auch Sprache kann digital übertragen werden +* z. B. mit den Übertragungsverfahren DMR, D-Star, C4FM und M17 +* Sprachsignale werden vor der Übertragung in einen Datenstrom umgewandelt + +--- +## TDMA + +Time Division Multiple Access -- Zeitmultiplexverfahren + + +* Übertragung mehrerer Datenströme in schnell abwechselnder Folge +* Zwei oder mehr Sprachverbindungen nutzen quasi gleichzeitig dieselbe Frequenz + + +[picture:474:n_digital_voice_tdma:TDMA mit drei Verbindungen auf einer Frequenz] + + + +--- +## Einstellungen + +Es sind für digitale Sprache oft mehr Einstellungen zu berücksichtigen als zum Beispiel bei einer FM-Verbindung. Zum Beispiel: + +* Sprechgruppe (Talkgroup) +* Raum oder Reflektor zum Zusammenschalten von Relaisfunkstellen +* TDMA-Zeitschlitz +* Color-Code + +--- +[question:NE404] + +--- +[question:NE307] + +--- +[question:NE403] + +--- +[question:NE402] + + \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/digitale_filter.md b/contents/slides/digitale_filter.md new file mode 100644 index 0000000..57fd2e9 --- /dev/null +++ b/contents/slides/digitale_filter.md @@ -0,0 +1,23 @@ +## Digitale Signalverarbeitung: Filter + +* Digitale Informationen können nahezu beliebig bearbeitet werden +* Eingangssamples werden mittels mathematischer Funktionen in Ausgangssamples umgerechnet +* Filteroperationen können digital implementiert werden (z. B. Tief-, Band- oder Hochpass) + +--- + +### FIR-Filter (Finite Impulse Response) + +* "Finite" = Es werden nur eine begrenzte Anzahl von Eingangssamples für jedes Ausgangssample genutzt +* Keine Rückkopplung; Berechnung basiert ausschließlich auf aktuellen und vergangenen Samples + +--- + +### IIR-Filter (Infinite Impulse Response) + +* "Infinite" = Berechnung eines Ausgangssamples bezieht sich auf alle bisherigen Eingangssamples +* Einsatz von Rückkopplung führt zu einem theoretisch unendlichen Impulsverhalten + +--- + +[question:AF631] diff --git a/contents/slides/digitale_signalverarbeitung_einleitung.md b/contents/slides/digitale_signalverarbeitung_einleitung.md new file mode 100644 index 0000000..8753f8b --- /dev/null +++ b/contents/slides/digitale_signalverarbeitung_einleitung.md @@ -0,0 +1,34 @@ +* Im Bereich der Funktechnik spricht man bei Geräten, die mittels digitaler Signalverarbeitung arbeiten von sogenannten SDR-Geräten. +* *SDR* steht dabei für Software Defined Radio. +* In diesen Geräten ist zumindest ein Teil der Signalverarbeitung in Software realisiert. +* Dieses hat einen Kostenvorteil und bringt eine große Flexibilität mit sich. + +--- +[question:EF603] +--- +## A/D-Umsetzer + +* Damit die Daten digital verarbeitet werden können, müssen sie zunächst digitalisiert werden. +* Dazu wird das analoge Signal mittels eines Analog-Digital Umsetzers (A/D-Umsetzer) in digitale Werte umgesetzt. + +--- + +* Hierbei wird das analoge Signal in festen Zeitintervallen abgetastet und in einem digitalen Wertebereich (z.B. von -128 bis +127) abgebildet. +* Die einzelnen gemessenen Signalwerte werden als Samples (Proben) bezeichnet. + + +[picture:411:e_digitale_signalverarbeitung:Einfache Darstellung einer Sinuswelle aus 16 Samples und 7 Werten] + + +* Mehr dazu in Klasse A + + +--- +[question:EF602] +--- +## D/A-Umsetzer + +* Nach der digitalen Verarbeitung des Signals wird es in einem Digital-Analog-Umsetzer (D/A-Umsetzer) wieder in ein analoges Signal verwandelt. + +--- +[question:EF601] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/diode_1.md b/contents/slides/diode_1.md new file mode 100644 index 0000000..fe4f67c --- /dev/null +++ b/contents/slides/diode_1.md @@ -0,0 +1,170 @@ +## Anwendung + + +* Eine Diode lässt den Stromfluss nur in eine Richtung durch +* In die andere Richtung wirkt sie wie ein hoher Widerstand +* Dioden werden u.a. zur Gleichrichtung von Wechselspannung eingesetzt + + +[photo:6:e_led:Diverse LED in verschiedenen Bauformen und Farben] + + +* Eine spezielle Bauform haben wir schon als LED kennengelernt + + +--- +[question:EC501] +--- +[question:EC502] +--- + +## Schwellenspannung + + +* Damit eine Diode in Durchlassrichtung leitet, muss eine bestimmte Spannung – die Schwellenspannung oder Durchlassspannung – überschritten werden +* Je nach Basis des chemischen Elements ist die Schwellenspannung unterschiedlich hoch + + +* Germanium: 0,2 V-0,4 V +* Silizium: 0,6 V-0,8 V +* LED (Rot): 1,6 V-2,2 V +* LED (Gelb, Grün): 1,9 V-2,5 V +* LED (Blau, Weiß): 2,7 V-3,5 V + + +--- +[question:EC503] +--- + +## Schottky-Diode + +* Erlaubt eine hohe Schaltfrequenz +* Nur eine sehr niedrige Schwellenspannung von 0,4 V bis unter 0,1 V ist nötig + +--- +[question:EC504] +--- + +## Kennlinien + +--- +[question:EC506] +--- +[question:EC507] +--- +[question:EC508] +--- +[question:EC505] +--- + +## Leitende Diode + + +* Eine Diode leitet immer dann, wenn die Spannung an der Anode um die Schwellenspannung positiver ist als an der Kathode +* Gilt auch für negative Spannungen +* In der Prüfung kommen nur Siliziumdioden mit 0,7 V Schwellenspannung vor + + +[picture:113:e_leitende_siliziumdiode:Spannungen an einer leitenden Siliziumdiode] + + +--- +[question:EC513] +--- +[question:EC510] +--- +[question:EC509] +--- +[question:EC511] +--- +[question:EC512] +--- + +## LED Anwendung + + +* Eine LED dient als Leuchtanzeige + + +[picture:324:e_led_schaltung:LED mit Vorwiderstand] + + +--- +[question:EC514] +--- +### Vorwiderstand + + +* Da die LED selbst kaum einen Widerstand hat, würde sie bei einem direkten Anschluss an eine Spannungsquelle wie ein Kurzschluss wirken +* Mit einem Vorwiderstand wird der Durchlassstrom begrenzt + + +[picture:324:e_led_schaltung:LED mit Vorwiderstand] + + +--- +* Berechnung: $R = \dfrac{U_q - U_{LED}}{I_D}$ +* $U_q$: Spannungsquelle +* $U_{LED}$: Schwellenspannung LED +* $I_D$: Durchlassstrom + +--- +[question:EC515] +--- +[question:EC516] +--- + +## Z-Diode + + +* Normalerweise liegt die maximale Sperrspannung einer Diode bei ca. 1000 V +* Bei Z-Dioden erfolgt ein Spannungsdurchbruch je nach Bauart zwischen 3 V und 100 V +* Dienen zur Spannungsstabilisierung + + +[picture:560:_e_z_diode:Schaltzeichen Z-Diode] + + +* Früher nach Clarence Melvin Zener benannt +* Heute sind andere Effekte ausschlaggebend, aber Z-Diode blieb als Name + + +--- +### Polung + + +* Z-Dioden werden mit Vorwiderstand in Sperrrichtung betrieben + + +[picture:549:e_z_diode_polung:Z-Diode korrekt in Sperrichtung eingesetzt] + + +--- +[question:EC517] +--- +[question:EC518] +--- +[question:EC519] +--- +[question:EC520] +--- + +### Vorwiderstand + + +[picture:753:e_z_diode_spannungsstabilisierung:Z-Diode zur Spannungsstabilisierung] + + +* $U_Z$ ist die Spannung, auf die die Z-Diode stabiliert +* $U_V = U_1 - U_Z = 13,8\,V - 5\,V = 8,8\,V$ +* $R_V = \frac{U_V}{I} = \frac{8,8\,V}{30\,mA} \approx 293\,\Omega$ + +--- +[question:EC521] +--- +[question:EC522] + + +* Ströme am Vorwiderstand addieren sich +* Kirchhoff'sche Regeln war noch nicht Thema + \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/diode_2.md b/contents/slides/diode_2.md new file mode 100644 index 0000000..da9f5f2 --- /dev/null +++ b/contents/slides/diode_2.md @@ -0,0 +1,78 @@ +## Durchlassrichtung + +* Elektronenfluss von N nach P +* Technische Stromrichtung ist entgegengesetzt zur Richtung des Elektronenflusses + +--- +[question:AC401] +--- +## Temperatur + +* Bei höherer Temperatur gibt es mehr freie Elektronen +* Der Sättigungsstrom steigt mit steigender Temperatur +* Aber die Beweglichkeit ändert sich +* Dadurch sinkt die Durchlassspannung (mit ca. −2mV/°C) + +--- +[question:AC403] +--- +## Kapazitätsdiode (Varicap) + + +* Kapazitätsdiode nutzt die Kapazität über der Raumladungszone +* Es darf kein Gleichstrom fließen +* Wird in Sperrrichtung betrieben + + + +Je negativer die Diodenspannung, umso mehr dehnt sich die Raumladungszone aus und umso geringer wird die Diodenkapazität. + + + +--- +[question:AC404] +--- +## Spannungsbegrenzung + +* Antiparallele Dioden +* Begrenzung der Amplitude einer Wechselspannung +* Silizium: ca. 0,6V Schwellspannung +* Germanium: ca. 0,3V Schwellspannung +* → *Clipping* + + +Schwellspannungen sind Klasse E Stoff + + +--- style="font-size: smaller;" +[question:AC405] +--- style="font-size: smaller;" +[question:AC406] +--- +## Fotodiode + +* Licht wird in der Raumladungszone absorbiert +* Es entstehen Elektron-Loch-Paare +* Elektronen bewegen sich zum p-Gebiet, Löcher zum n-Gebiet +* Wird ein Verbraucher (mit negativer Spannung am p-Anschluss) angeschlossen, wirkt die Fotodiode als Stromquelle +* Der Strom ist proportional zur Lichtintensität + + +Lichtmessung, Bildsensoren in Kameras, Solarzellen + + +--- +[question:AC407] +--- +## Optokoppler + +* Zusammenschluss von Leuchtdiode und Fotodiode in einem Gehäuse +* Eingangsseite: Leuchtdiode +* Ausgangsseite: Fotodiode +* Beide sind voneinander galvanisch getrennt + + +Schnittstellen galvanisch trennen, z.B. um Masseschleifen zu verhindern + +--- +[question:AC408] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/dipol.md b/contents/slides/dipol.md new file mode 100644 index 0000000..4c4c4f6 --- /dev/null +++ b/contents/slides/dipol.md @@ -0,0 +1,32 @@ +[picture:589:n_dipol:Darstellung einer Dipol-Antenne] + + +* In der Praxis wird häufig der Halbwellendipol verwendet +* Ist eine halbe Wellenlänge lang + + + +Beispiel: +* Wellenlänge von 10 m +* halbe Wellenlänge 5 m +* Jedes Teilstück des Dipols 2,5 m + + + +--- +[question:NG103] + +--- +## Anpassung + +Dipol-Antenne auf die gewünschte Frequenz bringen durch gleichmäßiges Kürzen oder Verlängern + +* Zu hohe Resonanzfrequenz: Beide Seiten gleichmäßig verlängern +* Zu niedrige Resonanzfrequenz: Beide Seiten gleichmäßig verkürzen + +--- +[question:NG304] + +--- + +[question:NG305] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/doppelueberlagerungsempfaenger_doppelsuper.md b/contents/slides/doppelueberlagerungsempfaenger_doppelsuper.md new file mode 100644 index 0000000..b0daf95 --- /dev/null +++ b/contents/slides/doppelueberlagerungsempfaenger_doppelsuper.md @@ -0,0 +1,148 @@ +[picture:810:doppelsuper_blockschaltbild:Blockschaltbild eines Doppelsuper] + +1. HF-Teil mit Vorselektion +2. Erster Mischer mit VFO +3. Erster ZF-Verstärker mit Roofing-Filter +4. Zweiter Mischer mit CO + +--- data-transition="none" +[picture:810:doppelsuper_blockschaltbild:Blockschaltbild eines Doppelsuper] + +5. Zweiter ZF-Verstärker mit Filter +6. Dritter Mischer als Produktdetektor oder Demodulator ggf. mit BFO +7. NF-Verstärker + +--- data-transition="none" +[picture:810:doppelsuper_blockschaltbild:Blockschaltbild eines Doppelsuper] + +* Verwendung von zwei Zwischenfrequenzen +* Hohe 1. ZF → gute Spiegelfrequenzunterdrückung +* Niedrige 2. ZF → hohe Trennschärfe + +--- +* Nach 1. ZF ist ein Eingangsfilter vor 2. Mischer +* Spiegelfrequenz lässt sich durch großen Abstand gut unterdrücken +* Nach 2. ZF Filter mit hoher Güte +* Lässt sich für niedrige Frequenzen gut realisieren +* ZF und gewünschte Empfangsfrequenz weit entfernt legen → Vermeidung des Direktempfangs der ZF +* Die 1. ZF sollte das Doppelte der maximalen Empfangsfrequenz sein + +--- +[question:AF112] +--- +[question:AF113] +--- +[question:AF114] +--- +### Roofing Filter + +* Nach 1. Mischer schmales Filter (*Roofing Filter*) +* Auf 1. ZF abgestimmt +* Bandbreite mindestens so groß wie größte benötigte Empfangsbandbreite + +--- +[question:AF116] +--- +[question:AF209] +--- +[question:AF117] +--- +### Oszillator-Frequenzen +* Oszillatorfrequenzen sind jeweils ober- oder unterhalb der gewünschten Eingangsfrequenz +* Es existieren für jeden Mischer zwei Lösungsmöglichkeiten + + +1. $f_{OSZ} = f_{ZF}\,+\,f_{E}$ +2. $f_{OSZ} = f_{ZF}\,-\,f_{E}$ + + +--- +[question:AF210] +--- style="font-size: smaller;" +#### Lösungsweg +* gegeben: $f_E = 3\dots30MHz$ +* gegeben: $f_{ZF1} = 50MHz$ +* gesucht: $f_{OSZ}$ + + +$f_{ZF} = |f_E − f_{OSZ}| \Rightarrow f_{OSZ} = f_{ZF} \pm f_{E}$ + + +1. Lösung: $\begin{equation}\begin{split}\nonumber f_{OSZ} &= f_{ZF} \, + \, f_{E}\\ &= 50MHz \, + \, 3\dots30MHz\\ &= 53\dots80MHz \end{split}\end{equation}$ +2. Lösung: $\begin{equation}\begin{split}\nonumber f_{OSZ} &= f_{ZF} \, - \, f_{E}\\ &= 50MHz \, - \, 3\dots30MHz\\ &= 47\dots20MHz \end{split}\end{equation}$ + +--- +[question:AF120] +--- style="font-size: smaller;" +### Lösungsweg + +* gegeben: $f_{E} = 3,65MHz$ +* gegeben: $f_{ZF1} = 50MHz$ + + +* gegeben: $f_{ZF2} = 9MHz$ +* gegeben: $f_{NF} = 455kHz$ + +* gesucht: $f_{OSZ}$ für $f_{VFO}, f_{CO1}, f_{CO2}$ + + +$f_{ZF1} = \begin{cases}f_E\,+\,f_{OSZ}\\ f_{OSZ}\,-\,f_E\\ f_E\,-\,f_{OSZ}\end{cases} \Rightarrow f_{OSZ} = \begin{cases}f_{ZF}\,-\,f_E\\ f_E\,+\,f_{ZF}\\ f_E\,-\,f_{ZF}\end{cases}$ + + +$f_{VFO} = \begin{cases}f_{ZF1}\,-\,f_E = 50MHz\,-\,3,65MHz = 46,35MHz\\ f_E\,+\,f_{ZF1} = 3,65MHz\,+\,50MHz = 53,64MHz\\ f_E\,-\,f_{ZF1} = 3,65MHz\,-\,50MHz = \cancel{-46,35MHz}\end{cases}$ + +--- style="font-size: smaller;"‚ + +$f_{CO1} = \begin{cases}f_{ZF2}\,-\,f_{ZF1} = 9MHz\,-\,50MHz = \cancel{-41MHz}\\ f_{ZF1}\,+\,f_{ZF2} = 50MHz\,+\,9MHz = 59MHz\\ f_{ZF1}\,-\,f_{ZF2} = 50MHz\,-\,9MHz = 41MHz\end{cases}$ + + +$f_{CO2} = \begin{cases}f_{NF}\,-\,f_{ZF2} = 455kHz\,-\,9MHz = \cancel{-8,545MHz}\\ f_{ZF2}\,+\,f_{NF} = 9MHz\,+\,455kHz = 9,455MHz\\ f_{ZF2}\,-\,f_{NF} = 9MHz\,-\,455kHz = 8,545MHz\end{cases}$ + + +VFO: $\bold{46,35MHz} \And 53,65MHz$, CO1: $\bold{41MHz} \And 59MHz$, CO2: $8,545MHz \And \bold{9,455MHz}$ + +--- +[question:AF118] +--- style="font-size: smaller;"‚ +#### Lösungsweg + +* gegeben: $f_{E} = 21,1MHz$ +* gegeben: $f_{ZF1} = 9MHz$ + + +* gegeben: $f_{ZF2} = 460kHz$ + +* gesucht: $f_{VFO} \gt f_E, f_{CO} \lt f_{ZF1}$ + + +$f_{ZF} = \begin{cases}f_{OSZ}\,-\,f_E\\ f_E\,-\,f_{OSZ}\end{cases} \Rightarrow f_{OSZ} = \begin{cases}f_E\,+\,f_{ZF}\\ f_E\,-\,f_{ZF}\end{cases}$ + + +$f_{VFO} = f_E\,+\,f_{ZF1} = 21,1MHz\,+\,9MHz = 30,1MHz$ + + +$f_{CO} = f_{ZF1}\,-\,f_{ZF2} = 9MHz\,-\,460kHz = 8,54MHz$ + + +--- +[question:AF119] +--- style="font-size: smaller;"‚ +#### Lösungsweg + +* gegeben: $f_{E} = 28MHz$ +* gegeben: $f_{ZF1} = 10,7MHz$ + + +* gegeben: $f_{ZF2} = 460kHz$ + +* gesucht: $f_{VFO} \gt f_E, f_{CO} \gt f_{ZF1}$ + + +$f_{ZF} = \begin{cases}f_{OSZ}\,-\,f_E\\ f_E\,-\,f_{OSZ}\end{cases} \Rightarrow f_{OSZ} = \begin{cases}f_E\,+\,f_{ZF}\\ f_E\,-\,f_{ZF}\end{cases}$ + + +$f_{VFO} = f_E\,+\,f_{ZF1} = 28MHz\,+\,10,7MHz = 38,70MHz$ + + +$f_{CO} = f_{ZF1}\,+\,f_{ZF2} = 10,7MHz\,+\,460kHz = 11,16MHz$ + diff --git a/contents/slides/dummy_load_1.md b/contents/slides/dummy_load_1.md new file mode 100644 index 0000000..d724153 --- /dev/null +++ b/contents/slides/dummy_load_1.md @@ -0,0 +1,40 @@ + +* *Dummy Load* wird für Abgleicharbeiten und Messungen an Sendern verwendet +* Ist ein Lastwiderstand +* Sendeleistung wird fast vollständig in Wärme umgesetzt +* auch: *Abschlusswiderstand* oder *künstliche Antenne* + + +[photo:68:n_antennenanpassung_dummy_load:Dummy Load] + + + +* Dummy Load lässt sich am Funkgerät nicht von gut angepasster Antenne unterscheiden + + +--- +## Abgleicharbeiten und Messungen + +* Immer an möglichst angepasster Antenne oder Dummy Load +* Ansonsten kann die Reflektion der Leistung die Endstufe zerstören + +--- +[question:VD111] + +--- +[question:NJ202] + +--- +[question:NF107] + +--- + +## Abstimmen + +* Aussendungen zum Abstimmen lassen sich nicht vermeiden +* Z.B. bei automatischen Anpassgeräten +* So kurz wie möglich +* Auf freier Frequenz + +--- +[question:VD112] diff --git a/contents/slides/dummy_load_2.md b/contents/slides/dummy_load_2.md new file mode 100644 index 0000000..1c6d92e --- /dev/null +++ b/contents/slides/dummy_load_2.md @@ -0,0 +1,58 @@ +--- +## Dummy-Load im HF-Bereich + + +[picture:47:a_dummy_load:Dummy-Load aus mehreren Widerstandsketten] + + +* Besteht oft aus mehreren Teilwiderständen für bessere Kühlung und Belastbarkeit +* Widerstände können parallel, in Reihe oder kombiniert geschaltet werden + +--- + +* Identische Widerstandswerte sorgen für gleichmäßige Verteilung der Verlustleistung +* Berechnung erfolgt nach dem Ohmschen Gesetz und den Regeln für Reihen- und Parallelschaltungen + +--- +[question:AI601] + +--- style="font-size: smaller;" +#### Lösungsweg + +* gegeben: $R = 150Ω$ +* gegeben: $R_S = 4\cdot 150Ω = 600Ω$ + + +* gegeben: $R_{ges} = 50Ω$ +* gegeben: $P_R = 1W$ +* gesucht: $n$ Widerstände, $P$ + + + +Reihen mit je 4 Widerständen: +$\frac{1}{R_{ges}} = n_S \cdot \frac{1}{R_S} \Rightarrow n_S = \frac{R_S}{R_{ges}} = \frac{600Ω}{50Ω} = 12$ +$n = 4 \cdot n_S = 4 \cdot 12 = 48$ + + +$P = n \cdot P_R = 48 \cdot 1W = 48W$ + + +--- +### Dummy-Load mit Messausgang + +* Kann zur indirekten Messung der Ausgangsleistung eines Senders verwendet werden +* Spitzenwertgleichrichter wandelt HF-Spannung in Gleichspannung um + +--- +[question:AI602] + +--- +### Messung der HF-Ausgangsleistung über Spannungsteiler + +* Dummy-Load mit Anzapfung ermöglicht grobe Leistungsbestimmung +* HF-Teilspannung wird über Spannungsteiler-Verhältnis berechnet +* Messung mit HF-Tastkopf und Multimeter möglich + +--- +[question:AI603] + diff --git a/contents/slides/dx.md b/contents/slides/dx.md new file mode 100644 index 0000000..d887ec5 --- /dev/null +++ b/contents/slides/dx.md @@ -0,0 +1,97 @@ +* Funkverbindung über große Entfernung +* DX → "long distance" (aus Morsetelegrafie) +* Unterscheidung zwischen Kurzwelle und UKW + +--- +## DX Kurzwelle + +* Kontakt mit Funkamateuren von einem anderen Kontinent +* Funkamateure vom selben Kontinent sollten nicht antworten + + + +CQ DX + + +--- +[question:BB103] +--- +[question:BE114] + +HB9AFN ist eine Station aus der Schweiz + +--- +[question:BB105] + +80m Band ist in der Nacht offen für DX-Verbindungen (Raumwelle statt Bodenwelle) + +--- +## DX auf VHF/UHF +* Andere Kontinente erreicht man darüber nur sehr selten +* Deshalb Funkkontakte in erkennbar einigen hundert Kilometern Entfernung + + +Erkennbarkeit möglich über Länderkenner, Locator oder Rufzeichendatenbanken mit QTH + +--- +[question:BB104] +--- +[question:BE109] +--- +## Gezielter CQ-Ruf + +* Für Verbindungen in ein spezielles Land +* Landeskenner beim CQ-Ruf einsetzen + + + +CQ VK/ZL + + +Rufe Stationen in Australien oder Neuseeland + + +--- +[question:BE110] + +4U1ITU ist eine spezielle Station der ITU aus Genf + +--- +[question:BE113] +--- +## Englische Sprache +* Internationale Verbindungen werden in der Regel in Englisch geführt +* Antwort auf Englisch geben + + +Es kann sich später im Gespräch immer noch auf eine andere Sprache geeinigt werden + +--- +[question:BE104] +--- +## Unbeantworteter CQ DX +* Bleibt ein CQ DX Ruf lange Zeit unbeantwortet +* Empfehlung: Wechseln auf normalen CQ Ruf +* Kontakt zu Stationen aus der Umgebung aufnehmen + +--- +## DX-Pedition +* Von besonderen Flecken der Erde DX-Funkaktivitäten durchführen +* Meistens an den entlegensten Orten der Welt +* Wird als "DX-Pedition" bezeichnet + + +* Bestimmte Regionen haben eigene Präfixe +* z.B. von seltenen Inseln, unerschlossenen Regionen oder Länder mit geringer Funkaktivität + +--- +[question:BE312] +--- +## Gründe für eine DX-Pedition +* Es gibt Diplomprogramme, bei denen mit unterschiedlichen Ländern gearbeitet werden muss +* Dafür benötigt man nachweislich Funkverbindungen mit 100 unterschiedlichen Ländern +* Mit DX-Peditionen können fehlende Länder ergänzt werden + + +z.B. DX Century Club (DXCC) + diff --git a/contents/slides/dynamik_compressor_2.md b/contents/slides/dynamik_compressor_2.md new file mode 100644 index 0000000..64cd094 --- /dev/null +++ b/contents/slides/dynamik_compressor_2.md @@ -0,0 +1,19 @@ +* Häufiger Einsatz bei DX-Verbindungen und in Contesten +* Bewirkt ein starkes, durchdringendes Signal +* Dazu wird das NF-Signal in einem dynamischen Equalizer verstärkt und gedämpft +* Auf Übermodulation achten +* Zu starke Erhöhung führt zu Splatter und schlechterer Verständlichkeit + +--- +[question:AE211] +--- +[question:AE212] +--- +### NF-Dynamik-Kompressor + +* Unterschiede in der minimalen und maximalen Lautstärke eines NF-Sprachsignals → Dynamikumfang +* NF-Dynamik-Kompressor verringert den Dynamikumfang +* Mittlere Lautstärke wird angehoben → Mittlerer Signalpegel des Ausgangssignals des Sendesignals wird angehoben + +--- +[question:AE210] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/dynamik_kompressor_1.md b/contents/slides/dynamik_kompressor_1.md new file mode 100644 index 0000000..c9dd57d --- /dev/null +++ b/contents/slides/dynamik_kompressor_1.md @@ -0,0 +1,18 @@ + +*Ohne Kompressor* +* Sprache unterliegt starken Schwankungen in der Amplitude +* Das führt zu unterschiedlicher Modulation des Signals +* Teilweise kann das Signal beim Empfänger schlecht verstanden werden + + +*Mit Kompressor* +* Ein *Dynamikkompressor* hebt leise Signale gegenüber den lauten an +* Das Signal wird hinsichtlich seiner Amplitudenschwankungen komprimiert +* Führt zu einem besseren Verständnis beim Empfänger + + +* Viele Funkgeräte haben heute einen Kompressor eingebaut + + +--- +[question:EF306] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/e_feld.md b/contents/slides/e_feld.md new file mode 100644 index 0000000..a2cfda4 --- /dev/null +++ b/contents/slides/e_feld.md @@ -0,0 +1,73 @@ +## Homogenes elektrisches Feld + + +* In einem Kondensator wird elektrische Energie gespeichert +* Die einfachste Art eines Kondensators ist der *Plattenkondensator* + + +[picture:881:e_kondensator_homogenes_feld:Homogenes Feld in einem Plattenkondensator] + + +--- + +* An zwei elektrisch leitenden Platten wird jeweils der Plus- und Minus-Pol angeschlossen +* Zwischen den Platten baut sich ein homogenes elektrisches Feld (*E-Feld*) auf +* Elektrische Feldstärke: $E = \dfrac{U}{d}$ in $\dfrac{V}{m}$ +* Mit $d$ als Abstand der Platten + + +[picture:881:e_kondensator_homogenes_feld:Homogenes Feld in einem Plattenkondensator] + + +* homogen Feld: gleichgerichtetes Feld, da alle Feldlinien in gleicher Richtung verlaufen +* Die Kapazität wird erst in Klasse A berechnet + + +--- +[question:EB101] +--- +[question:EA103] +--- +[question:EB102] +--- +## Wickelkondensator + + +* Bei einem Wickelkondensator wird zwischen den beiden Platten als Metallbeläge ein Isolator als *Dielektrikum* eingebracht +* Vorteile: platzsparend und größere Plattenfläche möglich + + +[picture:49:e_wickelkondensator:Schematische Darstellung eines Wickelkondensators] + +--- +[question:EB103] +--- +[question:EB104] +--- style="font-size: 0.7em;" +### Lösungsweg + +Der Trick ist hier, dass die Durschlagsfestigkeit die elektrische Feldstärke $E$ ist. + +* Gegeben: $d = 0,15mm$ und $E = 400\frac{kV}{cm}$ +* Gesucht: $U$ +* Lösung: + +$E = \frac{U}{d} \Rightarrow U = E\cdot d$ +$U = 400\cdot\frac{10^3V}{10^{-2}m}\cdot 0,15\cdot 10^{-3}m$ +$U = 6\cdot10^3V = 6kV$ + +--- +## Vertikalantenne + + +* An einer Antenne entstehen ebenso elektrische Feldlinien +* Die Feldlinien einer Vertikalantenne verlaufen vom "positiven Ende" zur Erde + + +[picture:884:e_feldlinien_vertikalantenne:Feldlinien an einer Vertikalantenne] + + +* Für die Klasse E reicht die Erkennung aus + +--- +[question:EB105] diff --git a/contents/slides/effektive_strahlungsleistung_erp_1.md b/contents/slides/effektive_strahlungsleistung_erp_1.md new file mode 100644 index 0000000..7bac51e --- /dev/null +++ b/contents/slides/effektive_strahlungsleistung_erp_1.md @@ -0,0 +1,38 @@ +Kurze Wiederholung zu Antennen: + +Groundplane-Antenne strahlt in alle Himmelsrichtungen nahezu gleichmäßig ab, aber nicht nach oben oder unten + + +Yagi-Uda-Antenne bündelt die Funkstrahlen nach vorn und reduziert in alle anderen Richtungen + + +Bei der Berechnung der Grenzwerte für den Schutzabstand wird die *Hauptstrahlrichtung* verwendet + + +--- +## Gewinnfaktor + +* Wie viel besser eine Antenne in Hauptstrahlrichtung im Vergleich zu einem Halbwellendipol abstrahlt +* Gewinnfaktor 2: Antenne strahlt in Hauptstrahlrichtung doppelt so stark wie ein Halbwellendipol in seine Hauptstrahlrichtung + + +* Anstelle von Gewinnfaktor wird oft "Gewinn in Dezibel (dB)" angegeben +* Das ist Stoff für die Klasse E + + +--- +## Effektive Strahlungsleistung (ERP) + +Sendeleistung zur Antenne multipliziert mit Gewinnfaktor + + +Beispiel: 5 W auf eine Antenne mit Gewinnfaktor 2 ergibt die effektive Strahlungsleistung von 10 W + + + +* ERP: (englisch) effective radiated power +* 9-Element Yagi-Uda kann einen Gewinnfaktor von 10 haben, also 100 W Eingangsleistung sind 1000 W ERP + + +--- +[question:NG401] diff --git a/contents/slides/effektive_strahlungsleistung_erp_2.md b/contents/slides/effektive_strahlungsleistung_erp_2.md new file mode 100644 index 0000000..cb7218c --- /dev/null +++ b/contents/slides/effektive_strahlungsleistung_erp_2.md @@ -0,0 +1,57 @@ +## Berechnung der effektiven Strahlungsleistung (ERP) + +* Nur die Energie berücksichtigen, die tatsächlich an der Antenne ankommt – Kabelverluste werden abgezogen +* ERP wird als Produkt aus der zugeführten Leistung und dem Antennengewinn (bezogen auf einen Halbwellendipol) berechnet + +--- +[question:AG501] +--- + +### Berechnungshinweise für ERP + +* Verluste werden von der Sendeleistung subtrahiert, bevor der Gewinnfaktor ($G_{Antenne}$) angewendet wird +* Der Bezug auf einen Halbwellendipol muss bei der Berechnung eingehalten werden + +--- +[question:AG502] +--- + +### ERP im Amateurfunk – Praxisbeispiel + +* Der Frequenzplan für das 630-m-Band gibt eine maximale ERP von 1 W vor +* Ein Halbwellendipol hätte bei 630 m eine Länge von 315 m – meist nicht realisierbar, daher werden verkürzte Antennen eingesetzt +* Verkürzte Antennen haben einen geringeren Wirkungsgrad, z. B. ein Antennengewinn von -20 dBd +* Leistungsverhältnis: -20 dB entspricht einem Faktor von 0,01; Beispiel: 50 W · 0,01 = 0,5 W ERP + +--- style="font-size: 0.7em;" + +### Leistungsverhältnisse in der Formelsammlung + +Diese Tabelle ist in der Formelsammlung enthalten und steht während der Prüfung zur Verfügung. + +| r: | r: Leistungsverhältnis | r: Spannungsverhältnis | +| -20 dB | 0,01 | 0,1 | +| -10 dB | 0,1 | 0,32 | +| -6 dB | 0,25 | 0,5 | +| -3 dB | 0,5 | 0,71 | +| -1 dB | 0,79 | 0,89 | +| 0 dB | 1 | 1 | +| 1 dB | 1,26 | 1,12 | +| 3 dB | 2 | 1,41 | +| 6 dB | 4 | 2 | +| 10 dB | 10 | 3,16 | +| 20 dB | 100 | 10 | +[table:Pegel_Verhältnis:Leistungs- und Spannungsverhältnisse für wichtige Dämpfungs- und Verstärkungswerte] + +--- +[question:AG503] +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $P_S = 50W$ +* gegeben: $a \approx 0W$ +* gegeben: $g_d = -20dBd$ +* gesucht: $P_{\textrm{ERP}}$ + + +$\begin{equation}\begin{split}\nonumber P_{\textrm{ERP}} &= P_S \cdot 10^{\frac{g_d - a}{10dB}}\\ &= 50W \cdot 10^{\frac{-20dBd - 0W}{10dB}}\\ &= 50W \cdot 10^{-2} = 0,5W$ + diff --git a/contents/slides/einbau_kfz.md b/contents/slides/einbau_kfz.md new file mode 100644 index 0000000..29c31c4 --- /dev/null +++ b/contents/slides/einbau_kfz.md @@ -0,0 +1,57 @@ + +[photo:75:n_mobilfunkgeraet:Einbau des Bedienteils eines VHF/UHF-Funkgerätes in die Mittelkonsole eines PKW] + + +* Wähend der Fahrt mit anderen Funkamateuren unterhalten +* Tipps oder Verkehrsinformationen mitbekommen +* Benutzung nur mit Freisprecheinrichtung + + +Die Verkehrsinformationen kommen natürlich von anderen Funkamateuren, die ggf. ebenso mit dem Auto unterwegs sind und im gleichen Stau stecken + +--- +## Einbau + +[photo:64:n_magnetfussantenne:Magnetfußantenne auf Fahrzeugdach] +* Groundplane-Antenne mit Fahrzeugdach als Gegenelement + + +* Möglichst mittig auf dem metallischen Fahrzeugdach +* Vorgaben des Fahrzeugherstellers beachten +* Leitungen so kurz wie möglich und entfernt von anderen Fahrzeugleitungen + + +* Manche Fahrzeughersteller haben Dokumente, in denen steht, wo eine Antenne verbaut werden sollte (insbesondere Fahrzeuge, die für den Polizei- und Rettungsdienst genutzt werden) +* Magnetfuß hält ggf. bei hohen Geschwindigkeiten nicht +* Bordelektronik könnte gestört werden + + + +--- +## Achtung + + +[photo:76:n_Kabelsicherung:Stromkabel mit Sicherungshalter] + + +* Bordnetzspannung von 12 V oder 24 V scheint ungefährlich +* Hohe Ströme sind möglich +* Bei Kurzschluss sind Lichtbogen, Kabelbrand oder Fahrzeugbrand möglich +* Sicherung des richtigen Werts für das Funkgerät verbauen + + +* In einem späteren Kapitel mehr dazu +* Sicherung am besten in Plus- und Minus-Leitung + + +--- +[question:NK308] + +--- +[question:NK310] + +--- +[question:NK309] + +--- +[question:NK307] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/elektrische_geaete_oeffnen_1.md b/contents/slides/elektrische_geaete_oeffnen_1.md new file mode 100644 index 0000000..b1411e9 --- /dev/null +++ b/contents/slides/elektrische_geaete_oeffnen_1.md @@ -0,0 +1,7 @@ +* Als Funkamateure dürfen wir Geräte öffnen und verändern +* Zum Eigenschutz das *Gerät vom Netz trennen!* +* Kondensatoren können längere Zeit Energie speichern, die gefährlich werden können +* Auch ohne Netzanschluss besteht weiterhin *Lebensgefahr bei der Berührung von Kondensatoren!* + +--- +[question:EK203] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/elektrische_geaete_oeffnen_2.md b/contents/slides/elektrische_geaete_oeffnen_2.md new file mode 100644 index 0000000..2e4505d --- /dev/null +++ b/contents/slides/elektrische_geaete_oeffnen_2.md @@ -0,0 +1,35 @@ +## Sicherheit bei Reparaturen + +* Eigene Geräte zu reparieren ist für viele Funkamateure Ehrensache +* Sicherheit nicht vergessen – Schäden dürfen nicht vergrößert werden +* Tragen von Isolierhandschuhen in einer ausreichenden Schutzklasse +* Isoliertes Werkzeug verwenden + +--- +## Fehlersuche und Vorbereitung + +* Reparatur beginnt immer mit der Fehlersuche +* Gerät wird zunächst vom Netz getrennt, bevor es geöffnet wird +* *Achtung*: Kondensatoren im Netzteil bleiben auch ohne Netzstrom geladen + +--- +### Gefährliche Spannungen + +* Schaltnetzteile für Transistorendstufen können an Kondensatoranschlüssen Spannungen oberhalb der Netz-Nennspannung aufweisen +* Bei Röhrenendstufen ist die Spannung noch deutlich höher +* Das Verhalten kann lebensgefährlich sein + +--- +### Sichere Entladung der Kondensatoren + +* Ohne Eingriffe baut sich die Ladung langsam ab – jedoch nicht schnell genug für die Sicherheit +* Direktes Kurzschließen der Kondensatoren ist gefährlich und kann zu tödlichen Stromschlägen oder Bränden führen + +--- +### Sichere Entladung mit Widerstand + +* Entladung erfolgt mit einem hochohmigen, isolierten Widerstand – langsam und sicher +* Die Belastbarkeit des Widerstandes muss an die Kapazität des Kondensators angepasst werden + +--- +[question:AK201] diff --git a/contents/slides/elektrische_verlaengerung_verkuerzung.md b/contents/slides/elektrische_verlaengerung_verkuerzung.md new file mode 100644 index 0000000..cb01fdb --- /dev/null +++ b/contents/slides/elektrische_verlaengerung_verkuerzung.md @@ -0,0 +1,35 @@ +## Antenne: Kapazitive und induktive Wirkung + +* Ein Halbwellendipol bzw. eine gegenüber Erde erregte λ/4‑Antenne wirkt kapazitiv, wenn sie zu kurz ist, und induktiv, wenn sie zu lang ist. +* Die abweichende Speiseimpedanz führt zu Fehlanpassung und einem schlechteren SWR. +* Durch Einfügen eines Kondensators (elektrisch verkürzen) oder einer Verlängerungsspule (elektrisch verlängern) lässt sich die Impedanz wieder anpassen. + +--- + +[picture:650:a_antenne_verlaengerung:Antenne mit Spule] + + +* Die Antenne ist durch Einfügen einer Spule elektrisch verlängert. + + +--- +[question:AG106] +--- + +[picture:563:a_antenne_verkuerzung:Antenne mit Kondensator] + + +* Die Antenne ist durch Einfügen eines Kondensators elektrisch verkürzt. + + +--- +[question:AG107] +--- +## Bestimmung der mechanischen Länge + +* Zunächst wird festgestellt, ob die Antenne mechanisch zu kurz oder zu lang ist. +* Ist die Antenne zu kurz, benötigt man eine Verlängerungsspule. +* Andernfalls ist ein Verkürzungskondensator zur Kompensation erforderlich. + +--- +[question:AG108] diff --git a/contents/slides/elektromagnetische_vertraeglichkeit.md b/contents/slides/elektromagnetische_vertraeglichkeit.md new file mode 100644 index 0000000..6418d77 --- /dev/null +++ b/contents/slides/elektromagnetische_vertraeglichkeit.md @@ -0,0 +1,61 @@ +## Beim Senden + + + +Funkwellen von +* von Antennen +* von Transceivern +* von Zuleitungen + + + + +Elektrische Schwingungen gelangen in andere Leitungen +* Zerstörungen von anderen elektronischen Geräten +* Geräusche aus Lautsprechern +* Internetausfall +* Fehler in Heizungssteuerung + + + +--- + +## Beim Senden + +Einhalten der Schutzanforderungen zur Gewährleistung der elektromagnetischen Verträglichkeit im Sinne des Gesetzes über die elektromagnetische Verträglichkeit von Betriebsmitteln (EMVG) + +--- +[question:VC118] + +--- + +## Beim Empfang + +Funkamateur darf Störfestigkeit der eigenen Geräte selbst bestimmen. Die Abweichung vom EMVG ist ein Privileg. + +--- +[question:VC120] + +--- +[question:VC119] + +--- +## Maßnahmen + +Zur Einhaltung der vorgeschriebenen elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) + +* Abschirmen +* Erden + + +Schutz vor Störungen in beide Richtungen + + +--- +[question:NK101] + +--- +[question:NJ101] + +--- +[question:NK102] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/em_feld.md b/contents/slides/em_feld.md new file mode 100644 index 0000000..d8fb060 --- /dev/null +++ b/contents/slides/em_feld.md @@ -0,0 +1,16 @@ + +* Fließt ein zeitlich veränderlicher Strom durch einen Leiter, z.B. eine Antenne, entsteht sowohl ein elektrisches als auch ein magnetisches Feld +* Dieses wird als elektromagnetisches Feld bezeichnet +* Die beiden Felder stehen in einem 90º-Winkel zueinander + + +[picture:885:e_vertikalantenne_magnetfeld:Elektrisches und magnetisches Feld an einer Antenne] + +--- +[question:EB301] +--- +[question:EB302] +--- +[question:EB303] +--- +[question:EB304] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/emitterschaltung.md b/contents/slides/emitterschaltung.md new file mode 100644 index 0000000..e771680 --- /dev/null +++ b/contents/slides/emitterschaltung.md @@ -0,0 +1,85 @@ + +[picture:136:a_emitterschaltung_schaltbild:Bipoltransistor in Emitterschaltung] + + +* Eingangssignal: Quelle → Basis → Emitter → Masse → Quelle +* Ausgangsignal: Kollektor → Last → Betriebsspannung → Masse → Emitter → Kollektor + + +--- +[question:AD409] +--- + +[picture:136:a_emitterschaltung_schaltbild:Bipoltransistor in Emitterschaltung] + + +* Arbeitspunkt (BIAS) wird über den Spannungsteiler an der Basis eingestellt + + +--- +[question:AD411] +--- + +[picture:136:a_emitterschaltung_schaltbild:Bipoltransistor in Emitterschaltung] + + +* Kollektorwiderstand wandelt Kollektorstrom in eine Spannung um +* Kollektorstrom fließt in den Emitterstrom rein +* Emitterwiderstand erzeugt Spannungsabfall und erhöht das Emitterpotenzial +* Thermische Änderungen des Kollektorstroms werden automatisch ausgeglichen + +--- +[question:AD413] +--- + +[picture:136:a_emitterschaltung_schaltbild:Bipoltransistor in Emitterschaltung] + + +* Ein- und Auskopplung über Koppelkondensatoren +* Halten Gleichspannungsanteile aus der Netzspannung vom Arbeitspunkt fern + +--- +[question:AD412] +--- + +[picture:136:a_emitterschaltung_schaltbild:Bipoltransistor in Emitterschaltung] + + +* Abblockkondensator führt unerwünschte HF- und NF-Signale aus der Betriebsspannung nach Masse ab +* Phasenverschiebung zwischen Ein- und Ausgangssignal: 180º + +--- +[question:AD407] +--- +[question:AD408] +--- style="font-size: smaller;" + +[picture:227:a_emitterschaltung_ohne_bias:Bipoltransistor in Emitterschaltung ohne Arbeitspunktvoreinstellung] + + +* BIAS-Spannungsteiler entfällt +* Ansteuerung erfolgt nur durch das zugeführte Signal +* Basis-Emitter-Strecke leitet erst, wenn ca. 0,5 V überschritten werden +* Bei Überschreitung fließt ein Kollektorstrom +* Spannungsabfall am Ausgang + +--- +[question:AD406] +--- + +[picture:136:a_emitterschaltung_schaltbild:Bipoltransistor in Emitterschaltung] + + +* Spannungsverstärkung ca. 100...300 +* Entfernung des Emitterkondensators → Verstärkungfaktor sinkt erheblich +* Verstärkungsfaktor nur noch durch Verhältins Kollektor- zu Emitterwiderstand definiert + + +Hohe Spannungsverstärkung + +--- +[question:AD414] +--- +[question:AD415] +--- +[question:AD410] diff --git a/contents/slides/empfangsstoerungen.md b/contents/slides/empfangsstoerungen.md new file mode 100644 index 0000000..33fac29 --- /dev/null +++ b/contents/slides/empfangsstoerungen.md @@ -0,0 +1,46 @@ +## Suche im eigenen Haushalt + +Häufige Ursachen +* Wechselrichter von Solaranlagen +* Schaltnetzteile +* LED-Leuchten +* Powerline Communication + + +* Verursacher eingrenzen +* Geräte abschalten +* Sicherungen ausschalten +* Powerline hat oft Filter für Afu-Bänder, aber unklar, ob die auch die Updates erhalten + + +--- +[question:VE307] + +--- + +## Hinnehmbare Störungen + +* Versuchen, die Grenzwerte von Geräten in der Nachbarschaft festzustellen +* Werden die Grenzwerte (EMVG und FuAG) eingehalten, muss die Störung hingenommen werden +* Evtl. hat der Nachbar Kooperationsbereitschaft zur Behebung + + +* EMVG: Gesetz über die elektromagnetische Verträglichkeit von Betriebsmitteln (EMVG) +* FuAG: Funkanlagengesetzes +* Das DARC-Referat für elektromagnetische Verträglichkeit hat Messgeräte +* Hier DARC-Werbung machen + + +--- +[question:VE308] + +--- + +### BNetzA einbeziehen + +* Über Funkstörannahme der Bundesnetzagentur +* Protokoll über Störungen erstellen +* Zeitpunkt, Art und vermutete Quelle + +--- +[question:VE309] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/endgespeiste_antennen.md b/contents/slides/endgespeiste_antennen.md new file mode 100644 index 0000000..e618ea8 --- /dev/null +++ b/contents/slides/endgespeiste_antennen.md @@ -0,0 +1,11 @@ +[picture:615:n_antennenformen_schaltbild_endfed:Schaltbild einer endgespeisten Antenne] + +* Statt in der Mitte das Antennenkabel an einem Ende des Dipols anschließen +* Häufige Bauform: Endgespeister Halbwellendipol +* Ist der Draht einer endgespeisten Antenne länger als die Wellenlänge: Langdraht-Antenne + +--- +[question:NG107] + +--- +[question:NG109] diff --git a/contents/slides/erste_schritte.md b/contents/slides/erste_schritte.md new file mode 100644 index 0000000..1659915 --- /dev/null +++ b/contents/slides/erste_schritte.md @@ -0,0 +1,61 @@ +## Der erste Schritt + + +[photo:117:n_erste_schritte_transceiver:Ein Transceiver (Funkgerät) für den Amateurfunk] + + +* Jeder darf Funkgeräte kaufen und besitzen +* und Amateurfunksendungen empfangen + + +Wort _Transceiver_ einführen: Kofferwort aus Transmitter (Sender) und Receiver (Empfänger) + + +--- + +[question:VD102] + +--- + +### Ein Funkamateur darf senden + + +[photo:118:n_erste_schritte_ptt:Handmikrofon mit PTT-Taste (links oben)] + + + +Auf Sendung gehen (die PTT-Taste drücken) + +* Taste am Funkgerät oder Mikrofon +* Schaltet den Transceiver von Empfangs- auf Sendebetrieb um + + + +* PTT: push to talk +* noch ein Bulletpoint + + +--- + +[question:NF108] + +--- + +### Mathematische Grundkenntnisse + +* Im Amateurfunk werden Grundkenntnisse in Mathematik benötigt +* Je nach Klasse mehr Wissen notwendig +* Der Lehrgang unterstützt, kann aber nicht alles notwendige Wissen vermitteln + +--- + +[question:NA101] + +--- + +[question:NA103] + +--- + +[question:NA102] + diff --git a/contents/slides/experimentelle_studien.md b/contents/slides/experimentelle_studien.md new file mode 100644 index 0000000..4beffeb --- /dev/null +++ b/contents/slides/experimentelle_studien.md @@ -0,0 +1,11 @@ +* Für besondere experimentelle und technisch-wissenschaftliche Studien +* Zeitlich und im Berechtigungsumfang eingeschränkt +* Werden gemäß § 16 Absatz 2 Satz 2 AFuV betrieben +* Klasse A: DA5AA bis DA5ZZZ +* Klasse E: DA4AA bis DA4ZZZ +* Bei der BNetzA zu beantragen + +--- +[question:BD102] +--- +[question:VD116] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/exterritoriale_stationen.md b/contents/slides/exterritoriale_stationen.md new file mode 100644 index 0000000..fad651d --- /dev/null +++ b/contents/slides/exterritoriale_stationen.md @@ -0,0 +1,24 @@ + +* Amateurfunkstelle außerhalb des Hoheitsgebiets der BRD +* Und kein anderes Land hat an diesem Standort ein Hoheitsgebiet +* Rufzeichen aus dem Block DP0AA bis DP2ZZ + + +[photo:126:n_exterritoriale_stationen_neumeyer_station:Auf der Polarforschungsstation Neumayer III befindet sich die Amateurfunkstation DP0GVN.] + + +--- + +Beispiele: +* Internationale Raumstation (ISS): DP0ISS +* Neumayer III-Forschungsstation in der Antarktis: DP0GVN +* Forschungsschiff Polarstern: DP0POL + + +[photo:125:n_exterritoriale_stationen_polarstern:Die Amateurfunkstation an Bord des Forschungsschiff Polarstern verwendet das Rufzeichen DP0POL.] + + +--- +[question:BD107] +--- +[question:BD108] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/fading.md b/contents/slides/fading.md new file mode 100644 index 0000000..4aa31e1 --- /dev/null +++ b/contents/slides/fading.md @@ -0,0 +1,14 @@ + +* Raumwelle trifft noch im Bereich der Bodenwelle wieder zum Empfänger +* Durch Wellenüberlagerung können sich Raum- und Bodenwelle gegenseitig abschwächen +* Signal verliert an Stärke → *Fading* + + +[include:fading_applet] + + +--- + +[question:EH203] +--- +[question:EH202] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/fehlererkennung.md b/contents/slides/fehlererkennung.md new file mode 100644 index 0000000..db3449c --- /dev/null +++ b/contents/slides/fehlererkennung.md @@ -0,0 +1,74 @@ +## Fehlererkennung: Parity Bit + +* Zusätzliches Prüfbit (Parity Bit) wird an Daten angehängt +* Zwei Varianten: +* *Even Parity*: Anzahl der Einsen wird auf gerade Anzahl festgelegt +* *Odd Parity*: Anzahl der Einsen wird auf ungerade Anzahl festgelegt +* Sender und Empfänger müssen sich über das verwendete Verfahren einigen + +--- + +## Even Parity: Beispiel 1 + + +[picture:677:byte:Ein Byte] + + +* Zu übertragendes Byte +* Es werden 5 Einsen gezählt → ungerade Anzahl +* Prüfbit muss auf 1 gesetzt werden, um eine gerade Anzahl zu erreichen + + +--- + + +[picture:678:even_parity:Das Byte mit Even Parity Bit] + + +* Das Prüfbit wurde auf 1 gesetzt +* Das resultierende Byte hat eine gerade Anzahl an Einsen +* Bei einer Fehlerübertragung stimmt das Prüfbit nicht mehr + + +--- + +## Even Parity: Beispiel 2 + + +[picture:679:even_parity:Byte mit Even Parity] + + +* Ursprüngliches Byte: 4 Einsen (gerade) +* Prüfbit wird auf 0 gesetzt + + +--- +## Fehlererkennung bei Bitfehlern + +* Bei einem Ein-Bit-Fehler wird die Parität umgekehrt → Fehler erkannt +* Bei zwei Fehlern bleibt die Parität gleich → Fehler unentdeckt +* Bei drei Fehlern ändert sich die Parität wieder → Fehler erkannt + +--- + +[question:AE411] + +--- + +[question:AE412] + +--- + +## Erweiterte Fehlererkennung + +* Zusätzliche Prüfbits können Mehrbitfehler erkennen +* Bei variablen Nachrichten werden oft Prüfsummenverfahren wie die *zyklische Redundanzprüfung (CRC)* eingesetzt +* CRC erkennt Fehler bis auf eine gewisse Restwahrscheinlichkeit + + +Wird bei der IBAN oder bei Ausweisnummern eingesetzt + + +--- + +[question:AE410] diff --git a/contents/slides/fehlerkorrektur.md b/contents/slides/fehlerkorrektur.md new file mode 100644 index 0000000..27657dc --- /dev/null +++ b/contents/slides/fehlerkorrektur.md @@ -0,0 +1,89 @@ +## Vorwärtsfehlerkorrektur (FEC) + +* Erkennt der Empfänger einen Fehler (z. B. mittels Prüfbits), kann er um eine erneute Übertragung bitten +* Bei der Vorwärtsfehlerkorrektur wird zusätzliche Redundanz (z. B. weitere Prüfbits) hinzugefügt +* So wird nicht nur erkannt, dass ein Fehler vorliegt, sondern auch an welcher Stelle → das fehlerhafte Bit kann berichtigt werden +* Im Englischen spricht man von Forward Error Correction (FEC) + +--- + +[question:AE413] + +--- + +[question:AE414] + +--- + +## Hamming-Code – Fehlerkorrektur im Detail + +* Der Hamming-Code nutzt mehrere Parity Bits, um nicht nur Fehler zu erkennen, sondern auch zu korrigieren +* Ziel: Ein einzelner Bitfehler soll lokalisiert und berichtigt werden + +--- + + +[picture:683:hamming1:Übertragung von 11 Bits] + + +* Beispiel: Übertragung eines 11-Bit-Datenworts +* Ziel: Fehlererkennung und -korrektur bei einem Bitfehler + + +--- + + +[picture:682:hamming2:Alphabetische Benennung der Bitpositionen] + + +* Die Positionen der Bits werden alphabetisch benannt, um die einzelnen Bereiche zu identifizieren + + +--- + + +[picture:684:hamming3:Neuordnung mit zusätzlichen Bits] + + +* Anordnung der Datenbits mit zusätzlichen Bit-Positionen für Parity Bits + + +--- + + +[picture:685:hamming4:Vier Parity Bits im Hamming-Code] + + +* Anstelle eines einzelnen Prüfbit werden vier Parity Bits ($p_1$–$p_4$) eingesetzt +* Diese decken unterschiedliche Bereiche der Datenbits ab – ähnlich einem Kreuzworträtsel + + +--- + + +[picture:686:hamming5:Zuweisung der Parity-Bereiche] + + +* Jedes Parity Bit sichert einen bestimmten Bereich der Daten ab + + +--- + + +[picture:687:hamming6:Berechnung der Parity Bits (Even Parity)] + + +* Für jeden Bereich wird das Parity Bit mittels Even Parity berechnet +* Tritt ein Fehler auf, können die fehlerhaften Bereiche identifiziert und korrigiert werden + + +--- + + +[picture:687:hamming6:Berechnung der Parity Bits (Even Parity)] + + +* Durch die Kombination der Parity-Bereiche lässt sich der fehlerhafte Bit-Standort bestimmen +* Beispiel: Wird ein bestimmtes Bit (z. B. Bit k) während der Übertragung verändert, schlagen alle zugehörigen Paritätsprüfungen fehl – der Fehler liegt also bei Bit k + + diff --git a/contents/slides/fernbediente_automatische_stationen.md b/contents/slides/fernbediente_automatische_stationen.md new file mode 100644 index 0000000..5f46217 --- /dev/null +++ b/contents/slides/fernbediente_automatische_stationen.md @@ -0,0 +1,29 @@ +## Normalerweise +* Funkamateur muss die Station besetzt betreiben +* Aussendungen dürfen nur unter Aufsicht erfolgen +* Direkt an der Sendeanlage oder mittelbar via Remote-Station + + +Ausnahme: Fernbediente und automatische Stationen + + +--- +## Relaisfunkstelle +* Ermöglicht Funkverbindungen zwischen Funkamateuren, die sich nicht direkt erreichen können +* Sendet alles, was sie auf einer Frequenz empfängt, auf einer anderen wieder aus + + +Mehr dazu im nächsten Abschnitt + + +--- +## Bake +* Sendet nur immer das gleiche +* In regelmäßigen Abständen +* Oftmals nur das Rufzeichen +* Zur Untersuchung der Ausbreitungsbedingungen + +--- +[question:VD501] +--- +[question:VD502] diff --git a/contents/slides/fernfeld.md b/contents/slides/fernfeld.md new file mode 100644 index 0000000..a7c7742 --- /dev/null +++ b/contents/slides/fernfeld.md @@ -0,0 +1,30 @@ +## Definition des Fernfelds + +* Im Fernfeld stehen die Vektoren der elektrischen Feldstärke (E), der magnetischen Feldstärke (H) und der Ausbreitungsrichtung senkrecht aufeinander +* Es gibt keine Phasendifferenzen zwischen E und H +* Der Feldwellenwiderstand entspricht dem des freien Raums + +--- +### Grenze zwischen Nahfeld und Fernfeld + +* Die Grenze ist primär abhängig von der Wellenlänge +* Bei Drahtantennen (z. B. Dipole) bildet sich das Fernfeld typischerweise ab einem Abstand von etwa $4\cdot\lambda$ +* Übergangsbedingung im Nahfeld: $d > \frac{\lambda}{2\pi}$; bei $\lambda = 20\,\text{m}$ ca. $d \approx 3,18\,\text{m}$ + +--- +### Anwendung der Fernfeld-Näherungsformel + +* Die Näherungsformel $d = \dfrac{\sqrt{30\,\Omega\cdot P_{\textrm{EIRP}}}}{E}$ gilt für die meisten Antennenformen +* Sie wird angewendet, wenn der berechnete Sicherheitsabstand im strahlenden Nahfeld oder im Fernfeld liegt +* Die Formel erspart aufwendige Messungen oder Simulationen zur Ermittlung der Personenschutzabstände + +--- +### Bewertungsverfahren nach BEMFV + + +[photo:80:n_Bewertungsverfahren:In diesem Dokument sind die Bewertungsverfahren beschrieben.] + + +In den [Erläuterungen der Bewertungsverfahren nach BEMFV](https://50ohm.de/bemfv) hat die BNetzA die Begriffe und Verfahren für die Ermittlung der Sicherheitsabstände beschrieben. + + diff --git a/contents/slides/fernmeldegeheimnis_abhoerverbot.md b/contents/slides/fernmeldegeheimnis_abhoerverbot.md new file mode 100644 index 0000000..4ce6856 --- /dev/null +++ b/contents/slides/fernmeldegeheimnis_abhoerverbot.md @@ -0,0 +1,23 @@ +### Fernmeldegeheimnis und Abhörverbot + +* Bei Empfang, Verwertung oder Weitergabe von Nachrichten, die nicht für Funkamateure, die Allgemeinheit oder einen unbestimmten Personenkreis bestimmt sind, verletzt ein Funkamateur das Fernmeldegeheimnis. + +* Er darf den Inhalt der Nachrichten sowie die Tatsache ihres Empfangs anderen nicht mitteilen. Das gilt nicht in Not- und Katastrophenfällen. + +--- + +* Der Besitz und die Herstellung von Geräten, die einen anderen Gegenstand vortäuschen und dadurch besonders geeignet sind, das nicht öffentlich gesprochene Wort heimlich abzuhören („Wanzen“), ist verboten. + +* Das Abhören des nicht-öffentlich gesprochenen Wortes ist ein Straftatbestand. + +--- +[question:VE202] + +--- +[question:VE203] + +--- +[question:VE204] + +--- +[question:VE201] diff --git a/contents/slides/fernspeiseweiche.md b/contents/slides/fernspeiseweiche.md new file mode 100644 index 0000000..2699512 --- /dev/null +++ b/contents/slides/fernspeiseweiche.md @@ -0,0 +1,27 @@ + +[picture:399:a_Bias T:BIAS - T] + + +* Englisch: BIAS-T +* Gleichspannungsübertragung auf einem Koaxialkabel gleichzeitig zum HF-Signal +* Spannungsversorgung von Baugruppen an der Antenne (z.B. LNA) +* Besteht aus nur drei Bauteilen + +--- +[question:AD322] +--- +[question:AD323] +--- + +[picture:399:a_Bias T:BIAS - T] + + +* $C_1$ hält das Gleichspannungssignal vom RX fern +* Fehlt $C_1$ wird die Gleichspannung gegen Masse kurzgeschlossen +* Gleichspannung wird über die Induktivität auf den Innenleiter geführt und koppelt HF ab +* Induktivität muss für den Strom passend gewählt sein + +--- +[question:AD324] +--- +[question:AD325] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/fm.md b/contents/slides/fm.md new file mode 100644 index 0000000..2f49088 --- /dev/null +++ b/contents/slides/fm.md @@ -0,0 +1,48 @@ +[picture:357:n_fm_frequenzmodulation:Frequenzmodulation] + +* Modulationssignal wird durch Änderung der Frequenz auf den Träger aufmoduliert +* Amplitude des Trägers wird nicht verändert und bleibt idealerweise konstant + +--- +[question:NE301] + +--- +[question:NE302] + +--- +[question:NE303] + +--- +## Frequenzhub + +* Je lauter in das Mikrofon gesprochen wird, umso größer die Änderung der Trägerfrequenz +* Dadurch steigt auch die belegte Bandbreite der Aussendung +* Maximalwert der Änderung der Trägerfrequenz wird als *Frequenzhub* oder kurz *Hub* bezeichnet +* In der Praxis kommt Schmalband-FM (englisch Narrow- FM, kurz NFM) mit 12 kHz Bandbreite zum Einsatz + + +Lauter in das Mirkofon sprechen → Amplitude des Modulationssignals wird größer +Bandplan beachten, wo maximal 12 kHz Bandbreite belegt werden darf. + + +--- + +[question:BC216] + +--- + +[question:NE306] + + +Bei älteren Funkgeräten ist evtl. der Hub fest auf 25 kHz eingestellt. + + +--- + +[question:NE304] + + +* Achtung: Amplitude des Modulationssignals wird geändert! +* Amplitude des Trägers ändert sich nicht. +* Bei Störungen schwankt nicht die Lautstärke des Sprachsignals. + diff --git a/contents/slides/fm_2.md b/contents/slides/fm_2.md new file mode 100644 index 0000000..bb760d6 --- /dev/null +++ b/contents/slides/fm_2.md @@ -0,0 +1,40 @@ +## Frequenzmodulation + +* Konstante Amplitude +* Veränderliche Frequenz +* Relativ unempfindlich gegenüber Amplitudenstörungen (z.B. Kfz, Blitze) + + +[picture:301:e_fm:Frequenzmodulation] + + +--- +[question:EE301] +--- +[question:EE302] +--- +[question:EE303] +--- + +## Frequenzhub + +* Lautstärkeinformation wird bei FM durch *Trägerfrequenzauslenkung* (Frequenzhub) übertragen +* Lautes NF-Signal → größerer Hub → höhere Bandbreite + + +[picture:827:e_frequenzmodulation_frequenzhub:Trägerauslenkung bei Frequenzmodulation] + + +--- +[question:EE306] +--- +[question:EE304] +--- + +## Modulation +* Zur Einschränkung der Bandbreite wird das Mikrofonsignal in der Amplitude begrenzt +* Dieses Signal wird auf den Träger mittels FM aufmoduliert +* Der Frequenzhub kann dabei fest sein oder einstellbar mittels eines Hub-Reglers + +--- +[question:EE305] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/fm_3.md b/contents/slides/fm_3.md new file mode 100644 index 0000000..a51ba64 --- /dev/null +++ b/contents/slides/fm_3.md @@ -0,0 +1,106 @@ +### Erzeugung + + +[picture:155:a_frequenzmodulation_schaltung:Modulator zur Erzeugung von FM] + + +* Kapazität eines Oszillators wird durch die NF geändert +* Bspw. mit einer Kapazitätsdiode +* Die Modulationsfrequenz bestimmt die Häufigkeit der Änderung des HF-Trägers + + +Wird später im Kapitel Sender nochmal betrachtet + + +--- +[question:AE303] +--- +[question:AE301] +--- +### Störanfälligkeit + +* Die zu übertragende Information ist in der Änderung des Signals enthalten +* Amplitudenschwankungen haben keine Auswirkungen +* Intern wird oft ein Begrenzerverstärker eingesetzt +* Unempfindlich gegenüber impulsförmigen Störungen durch Zündfunken, Elektromotoren o.ä. + +--- +[question:AE302] +--- +### Hub + +* Bestimmt, um welchen Betrag sich die Frequenz des Oszillators je nach Amplitude des modulierten Signals ändert +* Größere Amplitude im NF-Signal ↔ größere Auslenkung im Träger +* Größerer Hub → größere Lautstärke im demodulierten Signal + +--- +[question:AE305] +--- style="font-size: smaller;" +### Bandbreite + + +[picture:910:a_bandbreite_fm:Bandbreite bei FM] +$B \approx 2 \cdot \left(\Delta f_{\textrm{T}} + f_{\textrm{mod max}}\right)$ + + +* Belegte Bandbreite: Hub und maximale Modulationsfrequenz +* Bei kleinem Hub und niedriger Modulationsfrequenz → *Carson-Formel* +* Höhere Modulationsfrequenz oder größerer Hub → größere Bandbreite +* Nachbarkanalstörungen sind möglich + + + +Etwa 99% der Sendeleistung befinden sich in der Bandbreite + +--- +[question:AE306] +--- +[question:AE307] +--- +[question:AE304] +--- +[question:AE309] +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $f_{\textrm{mod max}} = 2kHz$ +* gegeben: $\Delta f_{\textrm{T}} = 1,8kHz$ +* gesucht: $B$ + + +$\begin{equation}\begin{split}\nonumber B &\approx 2 \cdot (\Delta f_{\textrm{T}} + f_{\textrm{mod max}})\\ &= 2 \cdot (1,8kHz + 2kHz) = 7,6kHz \end{split}\end{equation}$ + +--- +[question:AE308] +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $f_{\textrm{mod max}} = 2,7kHz$ +* gegeben: $\Delta f_{\textrm{T}} = 2,5kHz$ +* gesucht: $B$ + + +$\begin{equation}\begin{split}\nonumber B &\approx 2 \cdot (\Delta f_{\textrm{T}} + f_{\textrm{mod max}})\\ &= 2 \cdot (2,5kHz + 2,7kHz) = 10,4kHz \end{split}\end{equation}$ + +--- +[question:AE311] +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $B = 10kHz$ +* gegeben: $\Delta f_{\textrm{T}} = 2,5kHz$ +* gesucht: $f_{\textrm{mod max}}$ + + +$\begin{equation}\begin{split}\nonumber B &\approx 2 \cdot (\Delta f_{\textrm{T}} + f_{\textrm{mod max}})\\ \Rightarrow f_{mod max} &= \frac{B}{2} - \Delta f_T\\ &= \frac{10kHz}{2} - 2,5kHz = 2,5kHz \end{split}\end{equation}$ + +--- +[question:AE312] +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $B = 10kHz$ +* gegeben: $f_{\textrm{mod max}} = 2,7kHz$ +* gesucht: $\Delta f_{\textrm{T}}$ + + +$\begin{equation}\begin{split}\nonumber B &\approx 2 \cdot (\Delta f_{\textrm{T}} + f_{\textrm{mod max}})\\ \Rightarrow \Delta f_T &= \frac{B}{2} - f_{mod max}\\ &= \frac{10kHz}{2} - 2,7kHz = 2,3kHz \end{split}\end{equation}$ + +--- +[question:AE310] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/formeln_umstellen.md b/contents/slides/formeln_umstellen.md new file mode 100644 index 0000000..953d1cf --- /dev/null +++ b/contents/slides/formeln_umstellen.md @@ -0,0 +1,48 @@ +Wir hatten bereits + +$\lambda = \dfrac{c_0}{f}$ + +Doch wie kommt man zu +$c_0 = f \cdot \lambda$ +und +$f = \dfrac{c_0}{\lambda}$ +? + +--- +## Mathematischer Ansatz + +$\lambda = \dfrac{c_0}{f}$ soll nach $f$ umgestellt werden. + +--- +#### 1. Schritt +Multiplikation auf beiden Seiten mit $f$, um es nach links zu bekommen. + + +$\lambda = \dfrac{c_0}{f} \quad\quad\quad | \cdot f$ + + +$\lambda\cdot f = \dfrac{c_0 \cdot f}{f}$ + + +Nach Kürzen +$\lambda \cdot f = c_0$ + + + +* $|~\cdot f$ bedeutet, die Operation wird auf beiden Seiten durchgeführt +* $f$ geteilt durch $f$ ergibt 1, weshalb gekürzt werden darf + + +--- +#### 2. Schritt +Dividieren auf beiden Seiten mit $\lambda$, um es nach rechts zu bekommen. + + +$\lambda \cdot f = c_0 \quad\quad\quad |: \lambda$ + + +$\frac{\lambda\cdot f}{\lambda} = \frac{c_0}{\lambda}$ + + +$f = \dfrac{c_0}{\lambda}$ + diff --git a/contents/slides/fourier_transformation.md b/contents/slides/fourier_transformation.md new file mode 100644 index 0000000..007de56 --- /dev/null +++ b/contents/slides/fourier_transformation.md @@ -0,0 +1,57 @@ +## Fourier-Transformation und Signalzerlegung + +* Signale können sowohl im Zeit- als auch im Frequenzbereich dargestellt werden +* Im Zeitbereich: X-Achse → Zeit, Y-Achse → Spannung oder Leistung +* Im Frequenzbereich: X-Achse → Frequenz, Y-Achse → Amplitude oder Leistung + +--- + +### Zerlegung von Signalen + +* Jedes Signal lässt sich als Überlagerung von Sinusschwingungen darstellen +* Jede Sinusschwingung hat eine bestimmte Amplitude und Phase +* Dieses Prinzip ermöglicht es, komplexe Signale in ihre Bestandteile zu zerlegen + +--- + +### Fourier-Transformation + +* Mathematisch komplexes Verfahren, das ein zeitliches Signal analysiert +* Zeigt an, welche Sinus-Schwingungen (Frequenzen) im Signal enthalten sind +* Das Ergebnis wird als Frequenzspektrum dargestellt (X-Achse: Frequenz, Y-Achse: Amplitude/Leistung) + +--- + +### Fast Fourier Transformation (FFT) + +* Effiziente Berechnung der diskreten Fourier-Transformation (DFT) +* Reduziert den Rechenaufwand erheblich +* Weit verbreitet in Soft- und Hardware zur Signalverarbeitung + +--- + +### Beispiel: Rechtecksignal und Oberschwingungen + +* Rechtecksignale enthalten neben der Grundschwingung auch zahlreiche Oberschwingungen +* Diese Oberschwingungen (ungerade Vielfache der Grundfrequenz) nehmen ab, sind aber deutlich sichtbar +* Ohne Tiefpassfilter würden diese hohen Frequenzanteile stören + +--- + +[question:AF630] + +--- + +[question:AB404] + +--- + +[question:AB405] + +--- + +[question:AB406] + +--- + +[question:AB407] diff --git a/contents/slides/frequenz.md b/contents/slides/frequenz.md new file mode 100644 index 0000000..a40c7ca --- /dev/null +++ b/contents/slides/frequenz.md @@ -0,0 +1,95 @@ +## Wechselspannung + +* Die Wechselspannung im Stromnetz schwingt 50 mal in der Sekunde +* Die Anzahl der Schwingungen pro Sekunde nennt man Frequenz +* Die Einheit ist Hertz mit der Abkürzung $\text{Hz}$ +* 1 Hz → 1 Schwingung pro Sekunde +* Das Stromnetz hat eine Frequenz von $50\ \text{Hz}$ + +--- +## Einheit Hertz + +* Misst die Frequenz +* $1\ \text{Hz}$ →1 Schwingung pro Sekunde +* Benannt nach dem deutschen Physiker Heinrich Rudolf Hertz +* Erzeugte im Jahr 1886 als erster Mensch elektromagnetische Wellen und konnte sie nachweisen + + +$1 \ \text{Hz} = \dfrac{1}{\text{s}}$ + + +--- + +[question:NA206] +--- +[question:NA207] +--- + +## Hohe Schwingungen + +* Im Funk wird mit viel höheren Schwingungen gearbeitet +* z.B. 144.000.000 Hz +* Abkürzung: 144 MHz (Megahertz) +* Einheitenvorzeichen "M" vor "Hz" gesetzt +* Der Wert wird mit einer Million multipliziert + +--- + +| l: Bezeichnung | r: Abkürzung | r: Wert | +| 1 Kilohertz | 1 kHz | 1000 Hz | +| 1 Megahertz | 1 MHz | 1000000 Hz | +| 1 Gigahertz | 1 GHz | 1000000000 Hz | +[table:n_frequenz_einheitenvorzeichen:Kurzschreibweise für große Frequenzen] + +--- + +[question:NA212] + +--- + +## Frequenzen Klasse N + +In der Klasse N dürfen drei Frequenzbereiche verwendet werden +* 28 MHz bis 29,7 MHz +* 144 MHz bis 146 MHz +* 430 MHz bis 440 MHz + + +In der Klasse E und A kommen weitere Frequenzbereiche hinzu + + +--- + +[question:VD723] + +--- + +## Oszillator + +* Ein Oszillator erzeugt elektrische Schwingungen in einem Funkgerät +* Beim Senden werden die Schwingungen auf die Antenne geleitet und als Funkwellen abgestrahlt + + +Lateinisch "oscillare": schaukeln + + +--- + +[question:ND201] + +--- + +## Frequenzmessung + + +[photo:150:frequenz_frequenzzaehler:Frequenzzähler, der 29,6 MHz misst] + + +* Die genaue Sendefrequenz muss bekannt sein +* Die Messung erfolgt mit einem Frequenzzähler +* Zum Abgleich der Anzeige am Funkgerät + + +--- + +[question:NI301] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/frequenzabhaengige_stromverteilung.md b/contents/slides/frequenzabhaengige_stromverteilung.md new file mode 100644 index 0000000..f9d34b5 --- /dev/null +++ b/contents/slides/frequenzabhaengige_stromverteilung.md @@ -0,0 +1,25 @@ +## Wellenlänge und Frequenz bestimmen + + +[picture:34:a_dipol_stromverteilung:Stromverteilung auf einem Dipol] + + +* Bestimme die Wellenlänge der dargestellten Stromverteilungen. +* Rechne die Wellenlänge in die entsprechende Frequenz um. + + +--- +[question:AG206] + +--- + +[question:AG205] + +--- + +[question:AG204] + +--- + +[question:AG203] + diff --git a/contents/slides/frequenzgenauigkeit.md b/contents/slides/frequenzgenauigkeit.md new file mode 100644 index 0000000..34bf613 --- /dev/null +++ b/contents/slides/frequenzgenauigkeit.md @@ -0,0 +1,115 @@ +## Genauigkeit von Frequenzen und Messbereichen + +* Genauigkeitsangaben erfolgen in % (z.B. ${1 \cdot 10^{-2}}$) oder in parts per million (ppm = ${1 \cdot 10^{-6}}$) +* Manchmal wird auch direkt in Exponentialschreibweise angegeben, z.B. ${1 \cdot 10^{-7}}$ +* Die angegebene Genauigkeit wird mit der Frequenz multipliziert, um die mögliche Abweichung von Messwerten oder Anzeigen zu berechnen + + +Hinweis bzgl. Umrechnung/Darstellung von 10er Potenzen: + +\(1 \cdot 10^{-2} = \frac{1}{10^2}\) +\(1 \cdot 10^{-6} = \frac{1}{10^6}\) +usw. + + +--- +[question:AA115] +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $f = 435MHz$ +* gesucht: $1ppm$ von $f$ + + +$435MHz \cdot \frac{1}{10^6} = \frac{435\cdot \cancel{10^6}Hz}{\cancel{10^6}} = 435Hz$ + +--- +[question:AA116] +--- +#### Lösungsweg Teil 1 +* gegeben: $f = 14,200.000MHz$ +* gegeben: $\textrm{Abw.} = 10ppm$ +* gesucht: $f_{min}, f_{max}$ + + +$\begin{aligned}f_{min} &= f\,-\,f \cdot \frac{10}{10^6}\\ &= 14,2MHz\,-\,\frac{14,2\cdot \cancel{10^6}Hz\cdot 10}{\cancel{10^6}}\\ &= 14,2MHz\,-\,142Hz\\ &= 14,199858MHz\end{aligned}$ + +--- +#### Lösungsweg Teil 2 +* gegeben: $f = 14,200.000MHz$ +* gegeben: $\textrm{Abw.} = 10ppm$ +* gesucht: $f_{min}, f_{max}$ + + +$\begin{aligned}f_{max} &= f\,+\,f \cdot \frac{10}{10^6}\\ &= 14,2MHz\,+\,\frac{14,2\cdot \cancel{10^6}Hz\cdot 10}{\cancel{10^6}}\\ &= 14,2MHz\,+\,142Hz\\ &= 14,200142MHz\end{aligned}$ + +--- +[question:AI506] +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $f = 29MHz$ +* gegeben: $\textrm{Abw.} = 0,01\%$ +* gesucht: $\Delta f$ + + +$\begin{aligned}\Delta f &= 29MHz \cdot 0,01\%\\ &= 29\cdot \cancel{10^6}Hz \cdot 100\cdot \cancel{10^{-6}}\\ &= 2900Hz\end{aligned}$ + +--- +[question:AI507] +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $f = 14100kHz$ +* gegeben: $\textrm{Abw.} = \pm0,00001\%$ +* gesucht: $\Delta f$ + + +$\begin{aligned}\Delta f &= 14100kHz \cdot 0,00001\%\\ &= 14,1\cdot \cancel{10^6}Hz \cdot 0,1\cdot \cancel{10^{-6}}\\ &= 1,41Hz\end{aligned}$ + +--- +[question:AI508] +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $f = 100MHz$ +* gegeben: $\textrm{Abw.} = \pm1ppm$ +* gesucht: $\Delta f$ + + +$\begin{aligned}\Delta f &= 100MHz \cdot \frac{1}{10^6}\\ &= \frac{100\cdot \cancel{10^6}Hz}{\cancel{10^6}}\\ &= 100Hz\end{aligned}$ + +--- +[question:AI509] +--- style="font-size: smaller;" +#### Lösungsweg +* gegeben: $f = 145MHz$ +* gegeben: $\textrm{Abw.} = 10ppm$ +* gesucht: $f_{min},f_{max}$ + + +$\begin{aligned}\Delta f &= 145MHz \cdot \frac{10}{10^6}\\ &= \frac{145\cdot \cancel{10^6}Hz \cdot 10}{\cancel{10^6}}\\ &= 1450Hz\end{aligned}$ + + + +$\begin{aligned}f_{min} &= f\,-\,\Delta f\\ &= 145MHz\,-\,1450Hz\\ &= 144,99855MHz\end{aligned}$ + + +$\begin{aligned}f_{max} &= f\,+\,\Delta f\\ &= 145MHz\,+\,1450Hz\\ &= 145,00145MHz\end{aligned}$ + + +--- +[question:AI510] +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $f = 144,400MHz$ +* gegeben: $\textrm{Abw.} = 1ppm$ +* gegeben: $f_{B,max} = 2,7kHz$ +* gesucht: $f_{B,max,Abw}$ + + + +$\begin{aligned}\Delta f &= 144,4MHz \cdot \frac{1}{10^6}\\ &= \frac{144,4\cdot \cancel{10^6}Hz}{\cancel{10^6}}\\ &= 144,4Hz\end{aligned}$ + + + + +$\begin{aligned}f_{B,max,Abw} &= f_{B,max} + \Delta f\\ &= 2,7kHz + 144,4Hz\\ &= 2,8444kHz\end{aligned}$ + + diff --git a/contents/slides/frequenzmessung_1.md b/contents/slides/frequenzmessung_1.md new file mode 100644 index 0000000..9bf7ca6 --- /dev/null +++ b/contents/slides/frequenzmessung_1.md @@ -0,0 +1,55 @@ + +* Abgleich von Funkgeräten +* Nach Reparatur oder durch Veränderungen durch Alterung +* *Frequenzzähler* zur Messung von Oszillatorfrequenzen + + +[photo:189:e_frequenzzaehler2:Multimeter, das im Frequenzmessbereich 455 kHz anzeigt. Darüber erscheinen ein Symbol für niedrige Batteriespannung, die Luftfeuchtigkeit und die Temperatur. Diese Werte haben nichts mit der Frequenzmessung zu tun.] + + +--- +[question:EI501] +--- + +* Anzeige der Frequenz +* Bei älteren Geräten steht hinten ein 10x-Multiplikator + + +[photo:187:e_frequenzzaehler1:Display eines Frequenzzählers, der 455 · 103 Hz anzeigt] + + +* 455 kHz ist häufig eine Zwischenfrequenz von Überlagerungsempfängern +* Die wird gemessen, wenn der Empfänger auf ein starkes Signal abgestimmt ist + + +--- + + +* Abgleichanleitung verlangt oft Einstellung bis auf eine bestimmte Abweichung +* z.B. ±10 Hz +* Stellenwert der Ziffern kennen +* Auf Komma und Einheitenpräfix oder Multiplikator achten + + +[picture:793:e_frequenzzaehler_stellen:Diese Anzeige stellt eine Frequenz in MHz dar. Das ist zugleich der Stellenwert der Ziffer vor dem Komma.] +[picture:104:e_frequenzzaehler_weniger_stellen:Manche Anzeigen eines Frequenzzählers haben weniger Nachkommastellen] + + +--- +[question:EI502] +--- +[question:EI503] +--- + +## Wertebereich + +* Außerhalb des angegebenen Wertebereichs messen Frequenzzähler ungenau oder gar nicht +* Für höhere Frequenzen gibt es Frequenzteiler +* Angelegte Frequenz wird durch einen festen Wert geteilt +* Ergebnis wird als elektrische Schwingung ausgegeben +* *Vorteiler* genannt, da zwischen Messobjekt und Zähler geschaltet +* 10:1-Teiler bei 2,4 GHz ⇒ 240 MHz + +--- + +[question:EI504] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/frequenzmessung_2.md b/contents/slides/frequenzmessung_2.md new file mode 100644 index 0000000..4b8b0c8 --- /dev/null +++ b/contents/slides/frequenzmessung_2.md @@ -0,0 +1,60 @@ +## Frequenzmessung bei Empfängern + +* Empfangsfrequenz lässt sich meist nicht direkt messen, da kein Messpunkt vorhanden ist +* Zum Überprüfen wird ein genauer Oszillator oder Frequenzgenerator an die Antennenbuchse angeschlossen +* Vergleich der Generatorfrequenz mit der Empfängeranzeige +* GPS-disziplinierte Oszillatoren/OCXOs bieten höhere Genauigkeit + + +Ein direkt angeschlossener Frequenzgenerator kann einen Empfängereingang leicht beschädigen. Im Zweifelsfall sollte die Messung mit der niedrigsten Spannung des Generators und einem Dämpfungsglied begonnen werden. + + +--- + +[question:AI511] + +--- + +[question:AI504] + +--- + +## Frequenzmessung bei Sendern + +* Frequenzmessung bei Sendern ist einfacher +* Frequenzzähler wird über ein Dämpfungsglied an die Antennenbuchse angeschlossen +* Messung sinnvoll nur bei unmoduliertem Träger + + +SSB-Sender erzeugen ohne Modulation kein Signal. Um ihre Sendefrequenz zu messen, kann man ein Audiosignal mit bekannter Frequenz in die Mikrofonbuchse einspeisen. Bei USB wird die Audiofrequenz vom Messwert des Frequenzzählers am Senderausgang abgezogen, bei LSB addiert. + + +--- + +[question:AI502] + +--- + +[question:AI501] + +--- + +* Die Frequenzmessung mittels Oszilloskop ist nur ein Notbehelf, da diese Geräte selten eine so genaue Zeitbasis wie Frequenzzähler haben. + +--- + +[question:AI503] + +--- + +* Einfache Frequenzzähler arbeiten fast immer mit einer sogenannten *Torzeit* +* Das Gerät schaltet den Eingang für eine bestimmte Zeit ein, zählt die Perioden und berechnet daraus die Frequenz +* Eine Torzeit von 1 Sekunde liefert direkt die Frequenz in Hertz +* Kurze Torzeit: schnelle Aktualisierung +* Lange Torzeit: höhere Messgenauigkeit + +--- + +[question:AI505] + + diff --git a/contents/slides/frequenzspektrum.md b/contents/slides/frequenzspektrum.md new file mode 100644 index 0000000..9552de1 --- /dev/null +++ b/contents/slides/frequenzspektrum.md @@ -0,0 +1,46 @@ +[photo:94:n_frequenzspektrum:Spektrum der elektromagnetischen Wellen] + + +* Funkwellen nutzen nur ein Teil dieses Spektrums +* Überlicherweise zwischen 30kHz und 300GHz +* Es werden Abkürzungen verwendet +* Für Prüfung 3MHz-3GHz mit Bezeichnungen wichtig + + +--- style="font-size: 0.5em;" +| r | c | r | X | l | +| 30 kHz | - | 300 kHz | Low Frequency | LF | +| | | | (Langwelle) | (LW) | +| 300 kHz | - | 3000 kHz | Medium Frequency | MF | +| | | | (Mittelwelle) | (MW) | +| 3 MHz | - | 30 MHz | *High Frequency* | *HF* | +| | | | Short Wave | SW | +| | | | (Kurzwelle) | (KW) | +| 30 MHz | - | 300 MHz | *Very High Frequency* | *VHF* | +| | | | (Ultrakurzwelle) | (UKW) | +| 300 MHz | - | 3000 MHz | *Ultra High Frequency* | *UHF* | +| | | | (Dezimeterwelle) | | +| 3 GHz | - | 30 GHz | Super High Frequency | SHF | +| 30 GHz | - | 300 GHz | Extemely High Frequency | EHF | +[table:n_frequenzspektrum_bereiche:Die Frequenzbereiche von 30 kHz bis 300 GHz und ihre üblichen Bezeichnungen.] +--- +[question:BC104] +--- +[question:BC105] +--- +[question:BC106] +--- +[question:BC101] + +Band für Klasse N relevant + +--- +[question:BC102] + +Band für Klasse N relevant + +--- +[question:BC103] + +Band für Klasse N relevant + \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/frequenzvervielfacher_1.md b/contents/slides/frequenzvervielfacher_1.md new file mode 100644 index 0000000..fe5e083 --- /dev/null +++ b/contents/slides/frequenzvervielfacher_1.md @@ -0,0 +1,30 @@ + +* Ein Oszillator schwingt nur auf einer Frequenz +* Um eine höhere Frequenz zu erhalten, kann diese ganzzahlig vervielfacht werden +* Rechts unten im Blockschaltbild ist der Multiplikator + + +[picture:316:e_frequenzvervielfacher:Frequenzvervielfacher nach einem Oszillator] + + +--- +[question:EF301] + +* Rückwärts rechnen, also dividieren +* 145,2 MHz ÷ 2 = 72,6 MHz +* ÷ 3 = 24,2 MHz +* ÷ 2 = 12,1 MHz + +--- +[question:EF302] + +* Rückwärts rechnen, also dividieren +* Kreuzung beachten, dann ÷ 3 = 7,120 MHz und ÷ 2 = 3,560 MHz + +--- +[question:EF303] + +* Vorwärts rechnen, also multiplizieren +* 3,51 MHz × 2 = 7,02 MHz +* × 2 = 14,04 MHz + \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/frequenzvervielfacher_2.md b/contents/slides/frequenzvervielfacher_2.md new file mode 100644 index 0000000..3204dc5 --- /dev/null +++ b/contents/slides/frequenzvervielfacher_2.md @@ -0,0 +1,61 @@ + +[picture:489:a_frequenzvervielfacher_schaltung:Beispiel für eine Schaltung eines Frequenzvervielfachers mit Klasse-C-Verstärker ohne Basis-Vorspannung] + + +* Eingangssignal wird einer nichtlinearen Verzerrerstufe zugeführt +* Z.B. Klasse-C-Verstärker, durch Betrieb ohne Basis-Vorspannung +* Signal wird stark verzerrt +* Mit Filter wird die gewünschte Oberschwingung selektiert + + +Verstärkerschaltungen kommen später im Kapitel. + +--- + +[picture:489:a_frequenzvervielfacher_schaltung:Beispiel für eine Schaltung eines Frequenzvervielfachers mit Klasse-C-Verstärker ohne Basis-Vorspannung] + + +* Nur ganzzahlige Vielfache möglich +* In der Regel wird die 2. oder 3. Harmonische verwendet +* Höhere Frequenzvervielfachung mit hinteinander geschalteten Stufen + + + +--- +[question:AF312] +--- +[question:AF311] +--- +### Schirmung + +* Es werden Zwischenfrequenzen erzeugt +* Diese führen oft zu Störungen +* Alle Stufen müssen gut abgeschirmt sein + +--- +[question:AF313] +--- +### Mehrere Vervielfacher-Stufen + +* Die einzelnen Frequenzen zwischen den Vervielfacher-Stufen können zu Störungen führen +* Weg durch die einzelnen Stufen verfolgen und die einzelnen Frequenzen berechnen +* Die Reihenfolge der Stufen ist wichtig zur Ermittlung der Störfrequenzen + +--- +[question:AF314] +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $f_{Sender} = 432MHz$ +* gegeben: $f_{Grund} = 12MHz$ +* gegeben: $f_{QRM} = 144MHz$ +* gesucht: Vervielfachungskombination + + +$n = \frac{f_{Sender}}{f_{QRM}} = \frac{432MHz}{144MHz} = 3$ + + +Es ist nur die Kombination aus $\textrm{Grundfrequenz}\,\cdot 2\cdot 2\cdot 3\cdot 3$ möglich, da diese als letzte eine Verdreifachung der Frequenz vornimmt. + +--- +Gegenprobe: +$\begin{split}f_{Sender} &= f_{Grund}\cdot 2\cdot 2\cdot 3\cdot 3\\ &= 12MHz\cdot 2\cdot 2\cdot 3\cdot 3\\ &= 24MHz\cdot 2\cdot 3\cdot 3\\ &= 48MHz\cdot 3\cdot 3\\ &= \bold{144MHz}\cdot 3\\ &= 432MHz\end{split}$ diff --git a/contents/slides/frequenzzuteilung.md b/contents/slides/frequenzzuteilung.md new file mode 100644 index 0000000..ce69bc5 --- /dev/null +++ b/contents/slides/frequenzzuteilung.md @@ -0,0 +1,38 @@ +* Jede Frequenznutzung bedarf einer vorherigen *Frequenzzuteilung* +* Verankert im Telekommunikationsgesetz (TKG) +* Einzelzuteilung oder Allgemeinzuteilung + + +* Beispiel für Einzelzuteilung: Betriebsfunk +* Beispiel für Allgemeinzuteilung: Amateurfunk + +--- +* Amateurfunk darf nur auf den zugeteilten Frequenzen durchgeführt werden +* Frequenzbereiche sind zwar international vereinbart +* *Aber* die nationalen Bestimmungen sind maßgebend + +--- +[question:VE102] +--- +[question:VD701] +--- +[question:VC110] +--- +## Frequenzbereiche für den Amateurfunkdienst + +* Sind in Deutschland in der Anlage 1 der *Verordnung über den Amateurfunk (AFuV)* geregelt +* Senden nur auf den der Zeugnisklasse zugewiesenen Frequenzen +* Weitere einzuhaltende Nutzungsbestimmungen +* Es gibt ergänzende bindende Verfügungen und Mitteilungen +* Werden im Amtsblatt und auf der Webseite der Bundesnetzagentur (BNetzA) veröffentlicht + +--- +[photo:99:n_frequenzbereiche_afuv_anlage_1:Tabellarische Übersicht, Anlage 1, AFuV (Korrektur in den Leistungen für Klasse N notwendig)] + + +Bei Klasse N sind nun auf 2m und 70cm in der offiziellen Tabelle "6,1W ERP" eingetragen. Ist technisch gleich, jedoch eine andere Bemessungsgrundlage. Die Grafik hier muss noch aktualisiert werden. + +--- +[question:VD101] +--- +[question:VD702] diff --git a/contents/slides/funkamateur.md b/contents/slides/funkamateur.md new file mode 100644 index 0000000..503c1d2 --- /dev/null +++ b/contents/slides/funkamateur.md @@ -0,0 +1,19 @@ +### Funkamateur + +* Funkamateure sind ordnungsgemäß befugte Personen, die sich ausschließlich mit persönlichem Ziel und ohne finanzielle Interessen für Funktechnik interessieren. + +* Im Sinne des Amateurfunkgesetzes (AFuG) ist man Funkamateur, wenn man ein Amateurfunkzeugnis oder eine harmonisierte Amateurfunk-Prüfungsbescheinigung hat. + +--- + +Finanzielle Interessen sind mit dem Amateurfunk nicht vereinbar. +Beispiel: Funkamateure, die gemeinsam bei einem Handwerksbetrieb arbeiten, dürfen Ihre Arbeit nicht über das örtliche Amateurfunkrelais koordinieren. + +--- +[question:VA104] + +--- +[question:VC105] + +--- +[question:VC113] diff --git a/contents/slides/funken_im_ausland.md b/contents/slides/funken_im_ausland.md new file mode 100644 index 0000000..3d5fab8 --- /dev/null +++ b/contents/slides/funken_im_ausland.md @@ -0,0 +1,145 @@ + + +* Funkbetrieb im Ausland unter bestimmten Voraussetzungen möglich +* Abkommen zwischen vielen Staaten + + +* Beim vorübergehenden Aufenthalt +* Gegenseitige Anerkennung von Amateurfunkzeugnissen + + +--- style="font-size: 0.7em;" + +* Mitgliedsstaaten der *Europäische Konferenz der Verwaltungen für Post und Telekommunikation* (Conférence Européenne des Administrations des Postes et des Télécommunications, CEPT) +* Mehrere Empfehlungen in der Tabelle rechts + + +| l: CEPT-Empfehlung | l: Erläuterung | +| ECC Report 89 | Klasse N | +| ERC-Report 32 | Grundlage für ECC Report (05) 06 | +| ECC Report (05) 06 | Klasse E | +| T/R 61-01 | Klasse A | +| T/R 61-02 | HAREC | +[table:n_funken_im_ausland_cept_empfehlungen:CEPT-Empfehlungen] + + +Die Empfehlungen muss man nicht auswendig lernen, aber die wichtigsten Regelungen sollte man kennen + + +--- +[question:VB104] +--- +## Vorübergehender Amateurfunkbetrieb im Ausland +* Darf nur in Staaten durchgeführt werden, die die CEPT-Regelungen anwenden +* Kein fester Wohnsitz +* Vorübergehend bis 3 Monate + + +* Nachschlagewerk: [CEPT-Länderliste](https://50ohm.de/cll) des DARC-Auslandsreferats +* Werbung für DARC machen + +--- +[question:VB106] +--- +[question:VB107] +--- +[question:VB109] +--- +## Weitere CEPT-Anerkennung +* Es gibt Staaten, die nicht der CEPT angehören, aber die Regelungen teilweise oder ganz anwenden +* Beispiele: USA und Australien + +--- +[question:VB108] +--- +## Rufzeichen +* Kennzeichnung durch zusätzlichen Rufzeichenpräfix vor eigenem Rufzeichen +* Ggf. je nach Amateurfunkklasse +* Muss vor Verwendung im jeweiligen Land nachgeschlagen werden + + +Die Trennung mit dem Schrägstrich wird "stroke" gesprochen + +--- +[question:BD213] + +* Deutsches Klasse-E-Rufzeichen erhält Schweizer Entry Level Präfix +* Entry Level wird ein paar Folien später erklärt + +--- +[question:BD214] + +* Deutsches Klasse-A-Rufzeichen erhält Schweizer HAREC Präfix +* HAREC wird ein paar Folien später erklärt + +--- +## Auslandsbetrieb mit Klasse N +Nicht erlaubt + + +Deutschland hat die Klasse N noch nicht bei der CEPT als Entry Level License gemeldet + +--- +[question:VB105] +--- +## Ausländische Funkamateure in Deutschland +* Gegenseitige CEPT-Regelungen +* Vorübergehender Funkbetrieb bis 3 Monate +* Ohne festen Wohnsitz +* Je nach Klasse Präfix *DL/* oder *DO/* + +--- +[question:VB110] +--- +[question:BD212] +--- +## Klubstationen +* CEPT-Regelungen gelten nur für persönliche Rufzeichen +* Klubstationen bedürfen einer Gastgenehmigung + +--- +## Gastzulassung +* In Ländern, in denen die CEPT-Empfehlung nicht angewandt wird +* Bei der Behörde des Gastlandes beantragen +* Ggf. muss auch für Funkgeräte eine entsprechende Erlaubnis eingeholt werden + + +Hier hilft das DARC-Auslandsreferat seinen Mitgliedern + +--- +[question:VB114] +--- +[question:VB113] +--- +## Nationale Regelungen +* In CEPT-Ländern gibt es unterschiedliche nationale Regelungen +* z.B. ist das in Deutschland freigegebene 6m-Band im Ausland beschränkt +* Bestimmungen und Auflagen des Gastlandes beachten + + +Beliebt: +* 20m mit Klasse E in den Niederlanden oder +* Alle KW-Bänder mit Klasse E in Dänemark +* 1000 W PEP Kurzwelle mit Klasse A in Dänemark + +--- +[question:VB111] +--- +[question:VB112] +--- +## Umzug ins Ausland +* Wohnsitz länger als 3 Monate oder dauerhaft im Ausland +* Vereinfachte Beantragung der Amateurfunkzulassung +* Meistens keine erneute Prüfung +* Klasse E Amateurfunkzeugnis → CEPT-Novice-Amateurfunk-Prüfungsbescheinigung +* Klasse A Amateurfunkzeugnis → Harmonized Amateur Radio Examination Certificate (HAREC) + + +Beispiel: Auf dem Antrag zur Zulassung zum Amateurfunkdienst ist ein Feld zum Ankreuzen, ob man bereits eine Prüfung nach HAREC besitzt - wenn ja, wird das direkt anerkannt. + +--- +[question:VB102] +--- +[question:VB103] +--- +[question:VB101] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/funkfernschreiben.md b/contents/slides/funkfernschreiben.md new file mode 100644 index 0000000..cf003a2 --- /dev/null +++ b/contents/slides/funkfernschreiben.md @@ -0,0 +1,152 @@ +## Funkfernschreiber + +[photo:92:n_computersteuerung_funkfernschreiber:Funkfernschreiber] + + +Die Abkürzung RTTY stammt von *radio teletype* + + +RTTY ist ein digitales Übertragungsverfahren, das sich weiterhin Beliebtheit im Amateurfunk erfreut. + + +--- +## Betrieb + + +* Beide Funkpartner nutzen das gleiche Übertragungsverfahren (z.B. JS8, PSK, RTTY) +* Gleiche Parameter müssen gesetzt sein + + +* Verwendung von betrieblichen Abkürzungen und Q-Gruppen +* Mehr Informationsgehalt pro Zeiteinheit + + +* Abkürzungen kommen gleich +* Q-Gruppen im nächsten Kapitel + + +--- +In einem Gespräch sieht dieses folgendermaßen aus: + + +CQ CQ CQ DE DL2AB DL2AB DL2AB PSE K +> DL2AB DE DL1PZ K +DL1PZ DE DL2AB = UR RST 599 599 = DL1PZ DE DL2AB K +> DL2AB DE DL1PZ = TNX RPRT, UR 479 479 BK +BK QSL = VY 73 DE DL2AB SK +> R 73 DE DL1PZ SK + + +Das QSO wird nach Erklärungen Abkürzungen Schritt für Schritt erläutert + + +--- style="font-size: 0.7em;" + + +| l: Abkz. | l: Bedeutung | +| BK | Unterbrechung der Sendung; Formlose Übergabe | +| CQ | Allgemeiner Anruf (vom Englischen "Seek You") | +| DE | von | +| K | Aufforderung zum Senden | +| PSE | Bitte (vom Englischen "Please") | +| QSL | Ich bestätige den Empfang | +| R | Received (Empfangsbestätigung) | +| RPRT | Rapport (vom Englischen "Report") | +[table:n_funkfernschreiben_abkuerzungen_1:Betriebliche Abkürzungen in der Telegrafie] + + +| l: Abkz. | l: Bedeutung | +| RST | RST-Rapport | +| SK | Ende der Verbindung (vom Englischen "Silent Key") | +| TNX | Danke (vom Englischen "Thanks") | +| UR | du bist (im Sinne von "dein Signal ist", vom Englischen "you are") | +| VY | sehr (vom Englischen "very") | +| 73 | viele Grüße | +| = | Trennzeichen | +[table:n_funkfernschreiben_abkuerzungen_2:Betriebliche Abkürzungen in der Telegrafie] + + +--- +Teil 1 unseres Beispiel-Gesprächs: + + +CQ CQ CQ DE DL2AB DL2AB DL2AB PSE K +> DL2AB DE DL1PZ K + + + +Allgemeiner Anruf von DL2AB - Bitte Kommen! + + + +DL2AB von DL1PZ - Kommen! + + +--- +Teil 2 unseres Beispiel-Gesprächs: + + +DL1PZ DE DL2AB = UR RST 599 599 = DL1PZ DE DL2AB K +> DL2AB DE DL1PZ = TNX RPRT, UR 479 479 BK + + + +DL1PZ von DL2AB. Dein Signal ist mit dem RST-Wert 599, ich wiederhole, 599. DL1PZ von DL2AB - Kommen! + + + +DL2AB von DL1PZ. Danke für den RST-Rapport, dein Signal ist 479, ich wiederhole, 479. Zurück zu dir! + + +--- +Teil 3 unseres Beispiel-Gesprächs: + + +BK QSL = VY 73 DE DL2AB SK +> R 73 DE DL1PZ SK + + + +Hier bin ich wieder. Ich bestätige den Empfang. Sehr viele Grüße von DL2AB. Ende der Verbindung. + + + + +Verstanden. Viele Grüße von DL1PZ. Ende der Verbindung. + + + +--- +[question:NE401] + +--- +[question:BB101] + +--- +[question:BB110] + +--- +[question:BB109] + +--- +[question:BB108] + +--- +[question:BE112] + +--- +## Morsetelegrafie +* Auf die richtige Geschwindigkeit achten +* Schnell gegebene Morsezeichen brauchen viel Übung zum Verstehen +* Gegenstelle nicht mit der Geschwindigkeit überfordern +* Faustregel: *Nicht schneller geben, als man selbst aufnehmen kann* + + +Es ist tatsächlich möglich und ein häufiger Anfängerfehler, in Morsetelegrafie schneller zu geben als man selbst verstehen kann. + + +--- +[question:BE117] + +--- +[question:BE118] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/funkhorizont.md b/contents/slides/funkhorizont.md new file mode 100644 index 0000000..7df0c7a --- /dev/null +++ b/contents/slides/funkhorizont.md @@ -0,0 +1,22 @@ + +[picture:484:n_funkhorizont:Ausbreitung] + + +* Funkwellen im VHF- und UHF-Bereich verhalten sich ähnlich wie Licht +* Licht reicht maximal bis zum geografischen (sichtbaren) Horizont +* Funkwellen schaffen ca. 15% mehr Reichweite +* Folgen ein wenig der Erdkrümmung + + +--- +* Sichtverbindung für zuverlässige Funkverbindungen auf VHF, UHF und darüber +* Hohe Gebäude oder Berge stören +* Je höher die Antenne, umso größer die Reichweite +* Weite Verbindungen von Bergen statt aus dem Tal + +--- +[question:NH301] +--- +[question:NH303] +--- +[question:NH302] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/funkwellen.md b/contents/slides/funkwellen.md new file mode 100644 index 0000000..3011ddf --- /dev/null +++ b/contents/slides/funkwellen.md @@ -0,0 +1,22 @@ +## Antenne + +* Eine elektrische Schwingung an einer Antenne wird als Funkwelle abgestrahlt +* Funkwellen sind elektromagnetische Wellen +* Sie breiten sich mit Lichtgeschwindigkeit aus +* Lichtgeschwindigkeit im Freiraum: etwa 300.000 Kilometer pro Sekunde + +--- +[question:NB301] +--- +## Funkwellen + +* Bestehen aus Wellenbergen und Wellentälern +* Stellen die Stärke des Funksignals dar +* Das entspricht der *Feldstärke* + + +Auch hier heißt die Höhe der Wellenberge und -täler *Amplitude* + + +--- +[question:NB402] diff --git a/contents/slides/fusspunktimpedanz_1.md b/contents/slides/fusspunktimpedanz_1.md new file mode 100644 index 0000000..29993d7 --- /dev/null +++ b/contents/slides/fusspunktimpedanz_1.md @@ -0,0 +1,43 @@ +## Mittengespeister Dipol + +* Speiseimpedanz 73,1 Ω +* Im Freiraum, also bei einer Aufbauhöhe von min. einer Wellenlänge +* Recht nahe bei 50 Ω + +--- +[question:EG207] +--- +## Mittengespeister Dipol + +* Bei geringerer Aufbauhöhe kommt es zu Wechselwirkungen mit dem Boden +* Speiseimpedanz ca. 40 Ω bis 90 Ω + +--- +[question:EG208] +--- +[question:EG209] +--- +## Faltdipol + +* Antennenabschnitte sind teilweise parallel geführt +* Verdoppelt die Spannung +* Halbiert den Strom +* $R = \frac{2 \cdot U}{\frac{I}{2}} = 4 \cdot \frac{U}{I}$ +* Speiseimpedanz vervierfacht sich: ca. 240 Ω bis 300 Ω + + +* Hier ist von der Speiseleitung kommend eine Anpassung mittels eines Transformators nötig + +--- +[question:EG210] +--- +## Groundplane-Antenne + +* Ein Dipolschenkel entfällt und wird durch eine Erde mit möglichst geringem Widerstand ersetzt +* Hälfte eines Dipols im Freiraum +* → Speisewiderstand: $\dfrac{73,1 Ω}{2} \approx 37 Ω$ +* Radiale um 45° nach unten abwinkeln ergibt zusätzliche Abstrahlung +* → Speisewiderstand: 50 Ω + +--- +[question:EG211] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/fusspunktimpedanz_2.md b/contents/slides/fusspunktimpedanz_2.md new file mode 100644 index 0000000..d20f4e6 --- /dev/null +++ b/contents/slides/fusspunktimpedanz_2.md @@ -0,0 +1,17 @@ +## Horizontaler Dipol im Freiraum + +* Ein horizontaler, mittengespeister Dipol hat ab ca. 1‑λ Aufbauhöhe über dem Erdboden den gleichen Speisewiderstand wie im Freiraum (73,1 Ω). + +--- +[question:AG211] +--- +## Impedanzverhalten bei zu kurzen bzw. zu langen Antennen + +* Ist ein Halbwellendipol oder eine gegenüber Erde erregte λ/4‑Antenne zu kurz, wirkt sie kapazitiv (Strom eilt der Spannung voraus). +* Ist sie zu lang, erhält die Speiseimpedanz einen induktiven Anteil (Strom eilt der Spannung nach). +* Im Resonanzfall fallen Spannungs- und Strommaximum zusammen – es entsteht ein reiner Wirkwiderstand. + +--- +[question:AG209] +--- +[question:AG210] diff --git a/contents/slides/gebuehren_beitraege.md b/contents/slides/gebuehren_beitraege.md new file mode 100644 index 0000000..b56a51f --- /dev/null +++ b/contents/slides/gebuehren_beitraege.md @@ -0,0 +1,24 @@ +### Gebühren und Beiträge + +* Bei der Erteilung der Zulassung zur Teilnahme am Amateurfunkdienst und Zuteilung eines personengebundenen Rufzeichens sind Gebühren nach der "Besonderen Gebührenverordnung BNetzA (BNetzABGebV)" zu entrichten. + +* Funkamateure mit Zulassung müssen jährliche Frequenzschutzbeiträge nach dem TKG und dem EMVG zahlen. + +--- + +* Wenn er die zu entrichtenden Gebühren und Beiträge nicht zahlt, muss er mit Maßnahmen nach den Vorschriften des Verwaltungs-Vollstreckungsgesetzes (VwVG) rechnen. + +--- +[question:VE701] + +--- + +[question:VE702] + +--- + +[question:VE703] + +--- + +[question:VE704] diff --git a/contents/slides/gefahren.md b/contents/slides/gefahren.md new file mode 100644 index 0000000..2bcc90f --- /dev/null +++ b/contents/slides/gefahren.md @@ -0,0 +1,92 @@ +* Stromschlag vermeiden! +* An anerkannte Regeln der Technik halten +* Vom Verband der Elektrotechnik Elektronik und Informationstechnik e.V. (VDE) +* Schutz von Menschen, Tieren und Sachen + +--- + +[question:VE601] + +--- + +## Gefährliche Spannung + +* Wechselspannung (AC) über 50 V +* Gleichspannung (DC) über 120 V +* Darunter kommt es zu keinen lebensbedrohlichen Beeinträchtigungen des menschlichen Körpers + + +* Der Grund für unterschiedliche Werte hängt mit den unterschiedlichen Auswirkungen auf den Körper zusammen +* Wechselspannung kann den Herzrhythmus beeinflussen + * Gleichspannung führt eher zu Verbrennungen + + +--- + +[question:NK301] + +--- + +## Stromunfälle + + +* Abhängig von Stromstärke und Dauer des Stromflusses +* Weg durch den Körper +* Ab 30 mA lebensgefährliche Schäden + + +[picture:681:n_fehlerstrom:Stromschlag / Körperdurchströmung] + + +--- + +### Auswirkungen auf den Körper + +* *Herzrhythmusstörungen*, Herzkammerflimmern oder Herzstillstand, inbesondere bei einem Stromweg im Brustbereich +* *Verbrennungen*, meist an den Ein- und Austrittstellen des elektrischen Stroms +* *Verkrampfen der Muskulatur* +* *Sekundärunfälle* wie einen Sturz, verursacht durch den hervorgerufenden Schreck oder eine Muskelverkrampfung +* Zusätzlich *(Stör-)Lichtbogen* mit hellem Leuchten über die Luft möglich + +--- + +### Gefahr beim Öffnen von Geräten + +* Kondensatoren können hohe Spannungen speichern +* Es können in abgeschalteten Geräten noch gefährliche Spannungen anliegen +* Beim Öffnen von Geräten erfahrenen Funkamateur oder Elektrofachkraft zu Hilfe holen + +--- + +[question:NK303] + +--- + +[question:NK302] + +--- + +### Erste Hilfe + +* In den ersten Minuten entscheidend für die Schwere der Unfallfolgen +* Unbedingt Arzt aufsuchen +* Herzrhythmusstörungen und Herzkammerflimmern können Stunden nach dem Unfall auftreten + + +Der Arzt kann mit einem Elektrokardiogramm (EKG) den Herzschlag überprüfen + + +--- + +[question:NK304] + +--- style="font-size: smaller;" + +### 5 Sicherheitsregeln in der Elektrotechnik + +1. *Freischalten*, z. B. Gerät ausschalten +2. *Gegen Wiedereinschalten sichern*, z. B. Stecker ziehen +3. *Spannungsfreiheit feststellen*, z. B. mit einem Multimeter messen +4. *Erden und Kurzschließen*, z. B. das Gehäuse und Zuleitungen erden +5. *Benachbarte, unter Spannung stehende Teile abdecken oder abschranken* (findet bei einzelnen Geräten meist keine Anwendung) + diff --git a/contents/slides/gesetze_vorschriften.md b/contents/slides/gesetze_vorschriften.md new file mode 100644 index 0000000..7bc1f8e --- /dev/null +++ b/contents/slides/gesetze_vorschriften.md @@ -0,0 +1,35 @@ +### Internationale Vereinbarungen + +* Die allgemeinen Regelungen der ITU Radio Regulations (RR) gelten auch für den Amateurfunkdienst. +* Hinzu kommen Empfehlungen der Europäischen Konferenz der Verwaltungen für Post und Telekommunikation (CEPT). + +--- + +### Gesetze und Vorschriften + +Die internationalen Vereinbarungen gelten nicht direkt für Funkamateure, sondern ihre Umsetzung in die nationalen Gesetze und Verordnungen eines Landes. + +--- + +Deswegen ist in Deutschland maßgeblich: + +* Das Gesetz über den Amateurfunk (AFuG) bildet die Rechtsgrundlage für die Teilnahme am Amateurfunkdienst in Deutschland. +* Details regelt die Amateurfunkverordnung (AFuV). +* Die Aufgaben und Befugnisse, die aus dem AFuG und der AFuV erwachsen, nimmt die Bundesnetzagentur (BNetzA) wahr. +* Auch das Telekommunikationsgesetz (TKG) enthält Regelungen, die auf den Amateurfunkdienst anwendbar sind. + + +Die besondere rechtliche Stellung des Amateurfunks zeigt sich darin, dass der Amateurfunk ein Bestandteil des wichtigsten internationalen Fernmeldevertrages, der Radio Regulations (RR), ist und er in der nationalen Umsetzung ein eigenes Gesetz erhalten hat. + + +--- +[question:VA301] + +--- +[question:VC101] + +--- +[question:VC104] + +--- +[question:VE101] diff --git a/contents/slides/gewerblich.md b/contents/slides/gewerblich.md new file mode 100644 index 0000000..c26131f --- /dev/null +++ b/contents/slides/gewerblich.md @@ -0,0 +1,12 @@ +## Gewerbliche Nutzung + +Der Amateurfunk darf nicht wirtschaftlich genutzt werden. Es ist also beispielsweise unzulässig, gegen Geld die Nutzung des Amateurfunks anzubieten oder den Amateurfunk für Absprachen in einem Unternehmen zu benutzen. + + +* Beispiel: Taxi-Funk + + +--- +[question:VC114] +--- +[question:VC115] diff --git a/contents/slides/gleich_und_wechselspannung.md b/contents/slides/gleich_und_wechselspannung.md new file mode 100644 index 0000000..325bc0d --- /dev/null +++ b/contents/slides/gleich_und_wechselspannung.md @@ -0,0 +1,62 @@ +## Einführung in die elektrische Spannung + +[picture:713:n_frequenz_elektrische_ladungen:Positiv und negativ geladene Teilchen gleichverteilt in einem Gegenstand.] + + +* Alle Stoffe bestehen aus winzigen Teilchen, die elektrisch geladen sind +* Manche sind "positiv" (Plus) geladen +* Manche sind "negativ" (Minus) geladen + + + +Das ist Klasse N – wir sind genau genug, um das Prinzip zu verstehen, gehen aber nicht auf die Teilchenphysik ein. + + +--- + + +[picture:710:n_ladungen:Anziehung und Abstoßung von Ladungen] + + +* Gleich geladene Teilchen stoßen sich ab +* Unterschiedliche Ladungen ziehen sich an +* Die meisten Gegenstände sind elektrisch ausgeglichen + + +Außer, man bekommt "einen gewischt". + +--- + +## Ladungstrennung + +* Ladungen lassen sich gezielt trennen +* In einer Batterie, Solarzelle oder einem Windkraftwerk +* Ladungen versuchen wieder zusammen zu kommen +* Es liegt eine elektrische *Spannung* vor +* Geräte zur Trennung von Ladungen heißen *Spannungsquelle* + +--- + +## Spannungsquelle + +* Der positiv geladene Anschluss heißt Pluspol +* Der negativ geladene Anchluss heißt Minuspol +* Die Spannung kann unterschiedlich groß sein +* Spannungsquellen, bei denen die Pole ständig zwischen positiver und negativer Spannung schwingen, erzeugen Wechselspannung + + +Die elektrische Spannung wird in der Einheit $\text{Volt}$ mit der Abkürzung $V$ gemessen. + + +--- + +## Elektrischer Verbraucher + + +[picture:714:n_frequenz_strom_fliesst:Die Pole einer Batterie, am Minus-Pol befindet sich ein Überschuss an negativen Ladungen und am Plus-Pol ein Überschuss an positiven Ladungen, die Pole der Batterie sind verbunden, daher kann der Strom durch den Verbraucher fließen.] + + +* Wird ein elektrischer Verbraucher zwischen beiden Polen angeschlossen, bewegen sich die Ladungen +* Es fließt ein elektrischer Strom +* Die Ladungsbewegung endet bei einem Ausgleich der Ladungsträger an den Polen + diff --git a/contents/slides/gleichrichter_1.md b/contents/slides/gleichrichter_1.md new file mode 100644 index 0000000..06ad4e7 --- /dev/null +++ b/contents/slides/gleichrichter_1.md @@ -0,0 +1,25 @@ +### Gleichrichter + + +* Um die Wechselspannung zu einer Gleichspannung zu wandeln, benötigen wir einen Gleichrichter. +* Die einfachste Möglichkeit ist die Gleichrichtung mit einer Diode, denn eine Diode leitet den Strom nur in eine Richtung. + + + +[picture:797:e_einweggleichrichter:Einweggleichrichter] + + +--- + + +* Damit "schneiden" wir von der Wechselspannung die negative Halbwelle ab. +* Weitere Bauelemente sind notwendig um aus den positiven Halbwellen eine stabile Gleichspannung zu machen, diese lernen wir im Klasse A Kurs kennen. + + +[picture:798:e_einweggleichrichter_ue:Eingangsspannung Einweggleichrichter] +[picture:796:e_einweggleichrichter_ul:Lastspannung Einweggleichrichter] + + +--- + +[question:ED304] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/gleichrichter_2.md b/contents/slides/gleichrichter_2.md new file mode 100644 index 0000000..a3e0a2a --- /dev/null +++ b/contents/slides/gleichrichter_2.md @@ -0,0 +1,65 @@ + +[picture:795:a_einweggleichrichtung_c:Einweggleichrichtung mit Kondensator] + + +* Bei positiver Halbwelle lässt Diode $D$ Strom fließen +* Lädt Kondensator $C_L$ auf Spitzenwert der Wechselspannung und versorgt Lastwiderstand $R_L$ +* Bei negativer Halbwelle sperrt Diode $D$ +* Kondensator $C_L$ entlädt sich über Lastwiderstand $R_L$ + +--- + +[picture:75:a_Restwelligkeit:Welligkeit der Ausgangsgleichspannnung $U_L$] +Am Lastwiderstand $R_L$ stellt sich eine pulsierende Gleichspannung $U_L$ ein + + +* Je größer die Kapazität, umso geglätteter die Gleichspannung +* Die Trafospannungen sind Effektivspannungen +* Für die Bemessung des Kondensators muss die Spitzenspannung bestimmt werden +* Für die Diode ist die Spitzen-Spitzen-Spannung relevant + + +--- +[question:AD302] +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $U_{eff} = 15V$ +* gesucht: $\hat{U}$ + + +$\hat{U} = U_{eff} \cdot \sqrt{2} = 15V \cdot 1,41 = 21,21V$ + +--- +[question:AD303] +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $U_P = 230V$ +* gegeben: $ü = 20:1$ +* gesucht: $\hat{U} + 50\%$ + + +$ü = \frac{U_P}{U_S} \Rightarrow U_S = \frac{U_P}{ü} = \frac{230V}{20} = 11,5V$ + + +$\hat{U} = U_S \cdot \sqrt{2} = 11,5V \cdot 1,41 \approx 16,26V$ + + +$\hat{U} + 50\% \approx 25V$ + +--- +[question:AD304] +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $U_P = 230V$ +* gegeben: $ü = 5:1$ +* gesucht: $U_{SS} + 20\%$ + + +$ü = \frac{U_P}{U_S} \Rightarrow U_S = \frac{U_P}{ü} = \frac{230V}{5} = 46V$ + + +$\hat{U} = U_S \cdot \sqrt{2} = 46V \cdot 1,41 \approx 65,05V$ + + +$U_{SS} + 20\% = 2 \cdot \hat{U} + 20\% \approx 156V$ + \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/greyline.md b/contents/slides/greyline.md new file mode 100644 index 0000000..a980aa0 --- /dev/null +++ b/contents/slides/greyline.md @@ -0,0 +1,37 @@ +* Übergang zwischen Tag- und Nacht +* Für den Kurzwellenfunk interessant + +--- +[include:greyline] + + +Weltkarte mit aktueller Greyline + + +--- + + +Tag zu Nacht +* D-Region wird abgebaut +* E-Region kann noch vorhanden sein +* F1-Region baut langsam ab +* F2-Region bleibt geschwächt bestehen + + +Nacht zu Tag +* D-Region baut erst auf, wenn Sonne in unteren Regionen angekommen +* E-Region baut sich langsam auf +* F1-Region vor E- und D-Region aufgebaut +* F2-Region wird wieder stärker + + +--- +## Greyline-DX + +* Kurzwellen werden an der schwachen D-Region flach gebrochen und weniger gedämpft +* Die gebrochenen Kurzwellen werden in der F-Region flach reflektiert +* Hohe Skip-Distanz +* *Greyline-DX* oder *Twilight-DX* + +--- +[question:EH213] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/h_feld.md b/contents/slides/h_feld.md new file mode 100644 index 0000000..8fcda73 --- /dev/null +++ b/contents/slides/h_feld.md @@ -0,0 +1,68 @@ +## Stromdurchflossener Leiter + + +* Fließt Strom durch einen Leiter, bilden sich konzentrische, magnetische Felder um den Leiter + + +Grafik eines stromdurchflossenen Leiters mit konzentrischen magnetischen Feldlinien kommt noch + +--- +[question:EB201] +--- +## Homogenes magnetisches Feld + + +* Wird ein stromdurchflossener Leiter zu einer Zylinderspule aufgewickelt, entsteht im inneren ein homogenes magnetisches Feld (*H-Feld*) +* Eine Spule speichert magnetische Energie + + +[picture:50:e_h_feld_spule:Magnetische Feldlinien in einer Zylinderspule] +* Einheit: $\dfrac{A}{m}$ + + +* H-Feld von magnetische Feldstärke H ein paar Folien weiter + + +--- +[question:EB202] +--- +[question:EA104] +--- +## Ringkern + + +* Leiter wird auf einen magnetisch leitenden Ringkern gewickelt, z.B. Eisen +* Vorteile: Platzsparend und stabiler + + +[picture:40:e_ringkern:Ringkernspule] + + +--- + +* Magnetische Feldstärke $H = \dfrac{I\cdot N}{l_m}$ in $\dfrac{A}{m}$ +* mit $N$ als Wicklungsanzahl und $l_m$ mittlere Länge des Rings + + +[picture:40:e_ringkern:Ringkernspule] + + +--- +[question:EB203] + +* Kreisumfang als mittlere Länge des Rings mit Durchmesser ausrechnen +* $l_m = \pi \cdot d$ + +--- + +## Magnetfeld einer Antenne + + +* An einer Antenne wirkt das Magnetfeld um den Leiter +* Hier an einer Vertikalantenne konzentrisch um die Antenne + + +[picture:192:e_vertikalantenne_magnetfeld:Magnetfeld an einer Vertikalantenne] + +--- +[question:EB206] diff --git a/contents/slides/halbleiter.md b/contents/slides/halbleiter.md new file mode 100644 index 0000000..ca25734 --- /dev/null +++ b/contents/slides/halbleiter.md @@ -0,0 +1,62 @@ +* Weisen Eigenschaften von Leitern als auch von Nichtleitern auf +* Häufige Halbleiterelemente: Silizium oder Germanium + + +Viel mehr dazu in Klasse E und A + + +--- +## Diode + + +* Einfachstes Halbleiter-Bauteil: Diode +* Strom kann nur in einer Richtung durch sie hindurchfließen + + +[photo:204:n_halbleiter_dioden:Schaltzeichen und Bauformen von Dioden] + + +--- + +[question:NC401] + +--- +## Anschlüsse einer Diode + + +* Anode und Kathode +* Plus-Pol an Anode und Minus-Pol an Kathode: *Diode leitet* +* Plus-Pol an Kathode und Minus-Pol an Anode: *Diode sperrt* + + +[picture:666:n_halbleiter_diode_merkhilfe:Merkhilfe Diode] + + +--- + +[question:NC403] + +--- + +[question:NC404] + +--- + +## LED + + +* Leuchtdiode, "light-emitting diode" +* Leuchtet, sobald Strom durch sie hindurchfließt +* Schaltbild: Diode mit zwei zusätzlichen Pfeilen nach außen +* Verhält sich wie Diode, aber leuchtet + + +[photo:205:n_halbleiter_led:Schaltzeichen und Bauformen von LEDs] + + +--- +[question:NC402] + +--- + +[question:NB703] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/halbleiter_2.md b/contents/slides/halbleiter_2.md new file mode 100644 index 0000000..43eab53 --- /dev/null +++ b/contents/slides/halbleiter_2.md @@ -0,0 +1,81 @@ +## Halbleiter + + +* Bestehen aus einer Gitterstruktur +* 4 geteilte Elektronen auf der äußeren Schale +* Sind eigentlich Isolatoren +* Können durch Temperaturanstieg, Licht oder Dotierung zu Leitern werden + + +[picture:854:a_silizium_halbleiter:Silizium Halbleiterkristall] + + +Häufige Halbleitergrundstoffe: Silizium (Si), Germanium (Ge), Galliumarsenid (GaAs), Indiumphosphid (InP), Zinkoxid (ZnO) + +--- +[question:AB104] +--- +## Dotierung + +* "Verunreinigung" der Halbleiter +* Stoffe mit 5 Elektronen auf der äußeren Schale → Elektronenüberschuss → *n-Dotierung* +* Stoffe mit 3 Elektronen auf der äußeren Schale → Elektronenmangel ("Loch") → *p-Dotierung* + +--- + +[picture:855:a_n_dotierung:n-Dotierung mit Phosphor] + + +[picture:856:a_p_dotierung:p-Dotierung mit Bor] + + +Löcher sind eigentlich nicht beweglich, aber durch den Elektronenfluss sieht es so aus, als ob sie sich bewegen würden + +--- +[question:AB105] +--- +[question:AB106] +--- +[question:AB107] +--- style="font-size: 0.7em;" +## Kombination + + +[picture:857:a_pn_uebergang:PN-Übergang] +* n-dotierter Halbleiter an p-dotieren Halbleiter +* Elektronen aus dem n-dotieren Gebiet wandern in das p-dotierte Gebiet → *Diffusion* + + +* Es entsteht eine *Verarmungszone* oder *Sperrschicht* +* Über der *Sperrschicht* liegt ein elektrisches Feld +* Austausch stoppt, sobald das elektrische Feld für die Elektronen zu stark ist + + +--- style="font-size: smaller;" +[question:AB108] +--- style="font-size: 0.7em;" +## pn-Diode in Durchlassrichtung + + +[picture:956:a_pn_uebergang_mit_spannung:PN-Übergang mit externer Spannung] +* Anlegen einer Spannung am p-Gebiet (*Anode*) +* Spannung muss positiver als am n-Gebiet (*Kathode*) sein + + +* Spannung zieht Elektronen über die Sperrschicht hinweg +* Sperrschicht wird abgebaut und ein Strom fließt in *Durchlassrichtung* + +--- +[question:AC402] +--- +### pn-Diode im Sperrbetrieb + +[picture:957:a_pn_uebergang_mit_spannung:PN-Übergang mit externer Spannung] +* Positive Spannung an der Kathode + + +* Sperrschicht vergrößert sich +* Stromfluß stoppt und die Diode sperrt + +--- +[question:AB109] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/halbwertsbreite.md b/contents/slides/halbwertsbreite.md new file mode 100644 index 0000000..1844920 --- /dev/null +++ b/contents/slides/halbwertsbreite.md @@ -0,0 +1,25 @@ +## Energieerhaltung und Öffnungswinkel + +* Höherer Gewinn in einer Richtung bedeutet gemäß Energieerhaltung, dass der Gewinn in den übrigen Richtungen insgesamt niedriger sein muss +* Antennen mit hohem Gewinn besitzen oft einen schmalen Öffnungswinkel – schon bei kleinen Abweichungen von der Hauptstrahlrichtung sinkt der Gewinn deutlich + +--- + +[picture:266:a_richtdiagramm:Richtdiagramm einer gerichteten Antenne] + + +* Der *Öffnungswinkel* bzw. die *Halbwertsbreite* definiert den Winkel, in dem der Gewinn nicht um mehr als 3 dB abfällt +* d. h. auf die halbe Strahlungsleistung oder $\tfrac{1}{\sqrt{2}} \approx 0,707$ der maximalen Feldstärke + + +--- + +[question:AG219] + +--- + +[question:AG220] + +--- + +[question:AG221] diff --git a/contents/slides/iaru_bandplan.md b/contents/slides/iaru_bandplan.md new file mode 100644 index 0000000..b7656dd --- /dev/null +++ b/contents/slides/iaru_bandplan.md @@ -0,0 +1,21 @@ +## International Amateur Radio Union + +* Zusammenschluss nationaler Amateurfunkverbände +* *Weltweit geordnetes Nebeneinander der verschiedenen Betriebsarten auf den Amateurfunkbändern* +* Geben einen IARU-Bandplan heraus +* Funkamateure sollen diesen einhalten + + +* Selbstregulierung des Amateurfunks +* Der DARC e.V. ist der einzige deutsche Verband in der IARU +* Man kann Mitglied im DARC e.V. werden + + +--- +[question:BC201] +--- +* Die Bandpläne behandeln auch die Frequenzbereiche für verschiedene Übertragungsarten +* Für Morsetelegrafie (CW) ist der empfohlene Bereich am Bandanfang + +--- +[question:BC204] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/iaru_bandplan_2m.md b/contents/slides/iaru_bandplan_2m.md new file mode 100644 index 0000000..1f600d4 --- /dev/null +++ b/contents/slides/iaru_bandplan_2m.md @@ -0,0 +1,68 @@ +[photo:102:n_iaru_bandplan_2m:IARU-Bandplan 2 m] + + +* Aufteilung des Bandes in verschiedene Frequenzsegmente +* Bevorzugte Übertragungsverfahren und Nutzung + + +--- +## Anruffrequenz + +Um schnell Funkpartner zu finden +* FM-Sprechfunk ("FM calling") +* Digitale Telefonie ("digital voice calling") + + +* FM-Sprechfunk ist analog +* Digitale Übertragungsverfahren kann alles Digitales sein +* Mehr dazu später im Kurs + + +--- +[question:BC205] +--- +[question:BC207] +--- +## Frequenzwechsel + +* Anruffrequenzen für Anrufe freihalten +* Nach Verbindungsaufbau auf eine andere Frequenz verständigen +* Nützliche Frequenz aus dem Bandplan entnehmen +* Frequenz wechseln + +--- +[question:BC209] +--- +## Analoge SSB-Telefonie + +* Es gibt keine Anruffrequenz +* Stattdessen ein *Aktivitätszentrum* bzw. *center of activity* +* Anrufe sollen im Umfeld dieser Frequenz stattfinden +* Es kann aber der ganze "SSB"-Bereich genutzt werden + +--- +[question:BC211] +--- +[question:BC210] +--- +## Reservierte Frequenzbereiche + +* Satelliten-Up- und Downlink ("satellite uplink", "satellite downlink") +* Baken ("beacons") +* Relaisfunkstellen, Eingabe und Ausgabe ("repeater input", "repeater output") +* Weltraumkommunikation ("space communication") +* Morsetelegrafie ("CW") + + +* Andersartige Verbindungen darauf sollten vermieden werden + +--- +[question:BC214] +--- +[question:BC215] +--- +[question:BC218] +--- +[question:BC217] +--- +[question:BC213] diff --git a/contents/slides/iaru_bandplan_70cm.md b/contents/slides/iaru_bandplan_70cm.md new file mode 100644 index 0000000..4bdbedf --- /dev/null +++ b/contents/slides/iaru_bandplan_70cm.md @@ -0,0 +1,20 @@ +[photo:103:n_iaru_bandplan_70cm:IARU-Bandplan 70 cm] + + +* Die Fragen dazu lassen sich gleichartig beantworten + +--- + +[question:BC206] +--- +[question:BC208] +--- +[question:BC212] +--- +[question:BC221] +--- +[question:BC222] +--- +[question:BC219] +--- +[question:BC220] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/impedanztransformation.md b/contents/slides/impedanztransformation.md new file mode 100644 index 0000000..ab07e82 --- /dev/null +++ b/contents/slides/impedanztransformation.md @@ -0,0 +1,79 @@ +## Impedanztransformation im Speisekabel + +* Wellenwiderstand ungleich Lastwiderstand führt neben Stehwellen zu Impedanztransformation +* Signalquelle "sieht" an den Kabelenden unterschiedliche Widerstände +* $\lambda/4$-Leitungen transformieren kleine in große und große in kleine Wirkwiderstände +* $\lambda/2$-Leitungen bewirken keine Impedanztransformation + +--- +[question:AG412] + +--- +[question:AG416] +--- + +### Speisung bei Halb- und Ganzwellendipolen + + +[picture:312:a_impedanztransformation_speiseleitung:Halbwellendipol mit Impedanztransformation über Speiseleitung] + + +* Halbwellendipol: stromgespeist (niederohmig) +* Ganzwellendipol: spannungsgespeist (hochohmig) + + +--- +[question:AG413] + +--- +[question:AG414] + +--- +[question:AG415] +--- + +### Berechnung des Wellenwiderstands +* Für eine gezielte Impedanztransformation gilt: $Z = \sqrt{Z_\mathrm{E} \cdot Z_\mathrm{A}}$ +* Der Wellenwiderstand ergibt sich als geometrisches Mittel aus Speise- und Lastwiderstand + +--- +[question:AG417] +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $Z_A = 60Ω$ +* gegeben: $Z_E = 240Ω$ +* gesucht: $Z$ + + +$\begin{aligned}Z &= \sqrt{Z_E \cdot Z_A}\\ &= \sqrt{240Ω \cdot 60Ω}\\ &= 120Ω\end{aligned}$ + +--- +[question:AG418] +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $Z_A = 240Ω$ +* gegeben: $Z_E = 600Ω$ +* gesucht: $Z$ + + +$\begin{aligned}Z &= \sqrt{Z_E \cdot Z_A}\\ &= \sqrt{600Ω \cdot 240Ω}\\ &= 380Ω\end{aligned}$ + +--- + +### Impedanzanpassung mit Pi-Filtern + + +[picture:425:a_impedanztransformation_pi_filter:Pi-Filter zur Impedanztransformation] + + +* Spulen und Kondensatoren werden zur Impedanzanpassung eingesetzt +* Pi-Filter wirken als Tiefpass und transformieren die Impedanz +* Sie können als Antennentuner verwendet werden + + + +Der Name "Pi-Filter" stammt von der Anordnung der Bauteile, die an den griechischen Buchstaben $\pi$ erinnern und nichts mit der Kreiszahl zu tun haben. + + +--- +[question:AG406] diff --git a/contents/slides/innenwiderstand.md b/contents/slides/innenwiderstand.md new file mode 100644 index 0000000..15b4e1e --- /dev/null +++ b/contents/slides/innenwiderstand.md @@ -0,0 +1,128 @@ +### Spannungsquelle + +[photo:182:a_vsource_schematic:Ersatzschaltbild Spannungsquelle] + + +* Reale Spannungsquelle wird mit $R_L$ belastet → Klemmenspannung $U_k$ sinkt +* Grund ist der Innenwiderstand +* Ohne Belastung / im Leerlauf: $U_q = U_L$ + + + + +--- +### Innenwiderstand + + +* Nicht messbar mit einem Multimeter +* Rechnerisch ermitteln:
$R_i$ = $\frac{\Delta U}{\Delta I}$ + + +* Leerlauf: $I = 0A$ +* Belastung mit $R_L$:
$I_L = \frac{U_L}{R_L}$ + + +--- +### Innenwiderstand Spannungsquelle + +$(\Delta U = 0V)$; $R_i = \frac{\Delta U}{\Delta I} = \frac {0}{xxx} = 0\ \Omega$ + + +Ideale Spannungsquellen sollen einen sehr niedrigen Innenwiderstand $R_i$$\ll$$R_L$ aufweisen, im Idealfall: 0 Ohm, dann bleibt die Ausgangsspannung bei Belastung unverändert. + + +--- + +### Strombegrenzung + +* In Labornetzteilen eingebaut +* Laststrom übersteigt eine maximale Stromstärke +* → Klemmenspannung wird abgesenkt +* → Laststrom bleibt konstant +* Funktion der Konstantstromquelle + +--- +### Innenwiderstand Stromquelle + +$R_i = \frac{\Delta U}{\Delta I}$; $(\Delta I = "\textrm{Null}" A)$; $R_i = \frac{\Delta U}{"\textrm{Null}"} = "\textrm{unendlich}"\ \Omega$ + + +Ideale Stromquellen sollen einen sehr hohen Innenwiderstand $R_i$$\gg$$R_L$ aufweisen. Idealfall: "unendlich" Ohm, dann bleibt der Laststrom bei Änderung des Lastwiderstandes konstant, deshalb spricht man auch von Stromanpassung. + + +--- +[question:AB201] +--- +### Leistungsanpassung + +* Optimale Leistungsabgabe von Sender zu Antenne +* $R_i = R_L$ + +--- style="font-size: 0.7em;" + +|c: Zusammenfassung Innenwiderstand | c: Innenwiderstand | +| Spannungsanpassung bei einer Konstantspannungsquelle| $R_i$ = "sehr niederhohmig" ; theoretisch $0\ \Omega$; $R_i$$\ll$$R_L$ identisch mit $R_L$$\gg$$R_i$| +|Stromanpassung bei einer Konstantstromquelle|$R_i$ = "sehr hochohmig" ; $R_i$$\gg$$R_L$ identisch mit $R_L$$\ll$$R_i$ | +| Leistungsanpassung bei Verstärkern| $R_L$ = $R_i$| +[table:a_Innenwiderstand Zusammenfassung:Zusammenfassung zum Innenwiderstand] + +--- +[question:AG401] +--- +[question:AB202] +--- +[question:AB203] +--- +[question:AB204] +--- +[question:AB207] +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $U_0 = 13,5V$ +* gegeben: $U_{Kl} = 13V$ +* gegeben: $I = 2A$ +* gesucht: $R_i$ + + +$R_i = \frac{U_i}{I} = \frac{U_0-U_{Kl}}{I} = \frac{13,5V-13V}{2A} = 0,25Ω$ + +--- +[question:AB208] +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $U_0 = 13,8V$ +* gegeben: $U_{Kl} = 13,6V$ +* gegeben: $I = 20A$ +* gesucht: $R_i$ + + +$R_i = \frac{U_i}{I} = \frac{U_0-U_{Kl}}{I} = \frac{13,8V-13,6V}{20A} = 10mΩ$ + +--- +[question:AB206] +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $U_0 = 13,5V$ +* gegeben: $U_{Kl} = 12,4V$ +* gegeben: $I = 0,9A$ +* gesucht: $R_i$ + + +$R_i = \frac{U_i}{I} = \frac{U_0-U_{Kl}}{I} = \frac{13,5V-12,4V}{0,9A} = 1,22Ω$ + +--- +[question:AB205] +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $U_0 = 5,0V$ +* gegeben: $U_{Kl} = 4,8V$ +* gegeben: $R_L = 1,2Ω$ +* gesucht: $R_i$ + + +$I = \frac{U_{Kl}}{R_L} = \frac{4,8V}{1,2Ω} = 4A$ + + +$R_i = \frac{U_i}{I} = \frac{U_0-U_{Kl}}{I} = \frac{5,0V-4,8V}{4A} = 0,05Ω$ + + diff --git a/contents/slides/integrierte_schaltkreise.md b/contents/slides/integrierte_schaltkreise.md new file mode 100644 index 0000000..cb9509d --- /dev/null +++ b/contents/slides/integrierte_schaltkreise.md @@ -0,0 +1,77 @@ +* *Integrated Circuit (IC)*: Integrierte Schaltungen +* Komplexe Schaltung auf einem Halbleitersubstrat +* Erleichtern den Aufbau von elektronischen Schaltungen + +--- +[question:AC601] +--- +## Monolithic Microwave Integrated Circuit (MMIC) + +* Breitbandiger Verstärker mit wenigen Bauteilen +* Typischerweise 50Ω Ein- und Ausgangsimpedanz +* Vereint aktive und passive Bauelemente + +--- +[question:AC602] +--- +[question:AC603] +--- +[question:AC604] +--- +### MMIC Beschaltung + + +[picture:773:a_mmic:MMIC-Schaltung] + + +* Arbeitspunkt wird über $R_{\textrm{BIAS}}$ eingestellt +* Kondensatoren isolieren Gleichspannung +* Anschluss 2 und 4 liegen auf Masse gegenüber $U_{\textrm{CC}}$ +* Anschluss 1 ist offen +* $U_{\textrm{CC}}$ fällt über $R_{\textrm{BIAS}}$ und MMIC ab + + + + +--- +[question:AF425] +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $U_{\textrm{D}} = 4V$ +* gegeben: $U_{\textrm{CC}} = 13,5V$ +* gegeben: $I_{\textrm{D}} = 10mA$ +* gesucht: $R_{\textrm{BIAS}}$ + + +$R_{\textrm{BIAS}} = \frac{U_{\textrm{CC}} - U_{\textrm{D}}}{I_{\textrm{D}}} = \frac{13,5V -4V}{10mA} = 950\Omega$ + + +--- +[question:AF426] +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $U_{\textrm{D}} = 4V$ +* gegeben: $U_{\textrm{CC}} = 13,8V$ +* gegeben: $I_{\textrm{D}} = 15mA$ +* gesucht: $R_{\textrm{BIAS}}$ + + +$R_{\textrm{BIAS}} = \frac{U_{\textrm{CC}} - U_{\textrm{D}}}{I_{\textrm{D}}} = \frac{13,8V -4V}{15mA} = 653,3\Omega \rightarrow 680\Omega$ + + +--- +[question:AF427] +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $U = 9V$ +* gegeben: $R_{\textrm{BIAS}} = 470\Omega$ +* gegeben: $U_{\textrm{D}} = 4V$ +* gesucht: $P$ +* Ansatz: Strom durch $R_{\textrm{BIAS}}$ ist überall gleich, weil kein anderer ohmschmer Verbraucher in der Schaltung vorhanden ist + + +$I_{\textrm{D}} = \frac{U_{\textrm{BIAS}}}{R_{\textrm{BIAS}}} = \frac{U-U_{\textrm{D}}}{R_{\textrm{BIAS}}} = \frac{9V-4V}{470\Omega} = 10,64mA$ + + +$P = U_{\textrm{D}} \cdot I_{\textrm{D}} = 4V \cdot 10,64mA \approx 43mW$ + diff --git a/contents/slides/intermodulation_kreuzmodulation.md b/contents/slides/intermodulation_kreuzmodulation.md new file mode 100644 index 0000000..d798db9 --- /dev/null +++ b/contents/slides/intermodulation_kreuzmodulation.md @@ -0,0 +1,46 @@ +* Zwei starke HF-Signale am Eingang eines Empfängers → Störungen durch Inter- oder Kreuzmodulation +* Bei *Intermodulation* zeigt die Empfängerstufe nichtlineares Verhalten → unerwünschte Frequenzen mit Überlagerungsstörungen +* Bei *Kreuzmodulation* wird gewünschtes Signal durch ein starkes, benachbartes AM-Signal beeinflusst → Modulation des benachbarten Senders ist hörbar + +--- +[question:AF217] +--- +[question:AF219] +--- +[question:AF222] +--- +[question:AF218] +--- +### Saugkreis + + +[picture:434:a_inter_kreuzmodulation_saugkreis:Saugkreis vor einem Empfänger] + + +* Unterdrückung des Störsignals vor dem Empfänger +* Filter ist auf die Frequenz des Störsignals abgestimmt +* Störsignal wird unterdrückt + + +--- +[question:AF223] +--- +### Großsignalfestigkeit IP3 + +* Interception Point IP3 +* Maß für den Punkt, an dem unerwünschte Mischprodukte 3. Ordnung den Amplitudenwert des Eingangssignal erreichen +* Je höher der IP3 eines Empfängers, umso größere Signale können störungsfrei verarbeitet werden + +--- +[question:AF221] +--- +### Attenuator + +* Zuschaltbares Dämpfungsglied am Empfängereingang +* Intermodulationsprodukte und Kreuzmodulation werden verringert +* Nutzsignal wird um den Faktor des Dämpfungsglieds reduziert +* Störsignale auf den Faktor 1000 (3. Ordnung) abgeschwächt +* Beispiel: Attenuator 10dB → Nutzsignal 10dB → Mischprodukte 30dB + +--- +[question:AF220] diff --git a/contents/slides/internationale_landeskenner.md b/contents/slides/internationale_landeskenner.md new file mode 100644 index 0000000..e287abe --- /dev/null +++ b/contents/slides/internationale_landeskenner.md @@ -0,0 +1,52 @@ + +* Anhand des Präfixes kann man erkennen, aus welchem Land ein Funkpartner kommt +* Blau markierte Länder kommen im Fragenkatalog vor + + +[picture:656:n_internationale_landeskenner_eu:Landeskenner in Europa] + + +Quellen für Landeskenner +* Landeskennerlisten der ITU +* Amateurfunkhandbüchern +* Internet +* diverse Rufzeichenlisten +Es gibt Eselsbrücken zum Lernen - am besten die Tabelle im Online-Kurs verweisen + + +--- +[question:BD301] +--- +[question:BD314] +--- +[question:BD311] +--- +[question:BD304] +--- +[question:BD307] +--- +[question:BD303] +--- +[question:BD305] +--- +[question:BD306] +--- +[question:BD308] +--- +[question:BD310] +--- +[question:BD302] +--- +[question:BD312] +--- +[question:BD313] +--- +[question:BD316] +--- +[question:BD318] +--- +[question:BD317] +--- +[question:BD309] +--- +[question:BD315] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/ionosphaere.md b/contents/slides/ionosphaere.md new file mode 100644 index 0000000..1e57e8f --- /dev/null +++ b/contents/slides/ionosphaere.md @@ -0,0 +1,40 @@ + + [picture:732:n_ionosphaere:Brechung an der Ionosphäre] + + +* Im oberen Teil der Erdatmosphäre +* Hat großen Einfluss im Kurzwellenbereich +* Sonnenstrahlung erzeugt elektrisch geladene Teilchen +* Funkwellen werden daran gebrochen (refraktiert) → Raumwelle +* Weltweite Funkverbindungen möglich + + +--- +[question:NH101] +--- +[question:NH102] +--- + +[picture:729:n_ionosphaere_sonnenflecken:Die Anzahl der Sonnenflecken, die über den elfjährige Sonnenzyklus schwankt] + + +* Ausbreitungsbedingungen wechseln täglich und nach Jahreszeit +* Sonnenflecken haben einen großen Einfluss +* Alle 11 Jahre treten starke Sonnenflecken auf +* Mehr elektromagnetische Strahlung und Materie in der Ionosphäre + + +--- +[question:NH201] +--- + +[picture:741:n_ionosphaere_tote_zone:Die Tote Zone, die für die Bodenwelle zu nah und für die Raumwelle zu weit weg ist.] + + +* Auf Kurzwelle kann es zu einer *Toten Zone* kommen +* Für die Bodenwelle zu weit -- für die Raumwelle zu nah +* Nur eine Seite einer Funkverbindung hörbar + + +--- +[question:BE106] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/ionosphaere_2.md b/contents/slides/ionosphaere_2.md new file mode 100644 index 0000000..9318144 --- /dev/null +++ b/contents/slides/ionosphaere_2.md @@ -0,0 +1,129 @@ +* Grundlagen zur Ionosphäre, Sonnenfleckenaktivität und "Tote Zone" sind in Klasse N +* Vertiefung im Bereich Wellenausbreitung +* Strahlung der Sonne schlägt Elektronen aus Sauerstoff- und Stickstoff-Atomen und -Molekülen in der Hochatmosphäre → Ionisation +* Freie Elektronen werden von Funkwellen zum Schwingen angeregt → Refraktion der Funkwellen + +--- + +* In ca. 50 bis 450 km Höhe +* Refraktion von Kurzwellen, wodurch weltweite Kommunikation ermöglicht wird + + +[picture:731:e_atmosphaeren_schichten:Für den Amateurfunk relevante Schichten in der Atmosphäre] + + +--- +[question:EH101] +--- +## Ausbreitung von Funkwellen + +* Ionisation verleiht Kurzwelle einzigartige Fähigkeiten +* Dichte der freien Elektronen bestimmt die Brechungsfrequenz +* Höhere Dichte → höhere Frequenz + + +[picture:865:e_wellenausbreitung_refraktion:Refraktion an Schichten der Ionosphäre] + + +--- + +* Mehr Sonnenstrahlung → Ausbreitung auf höherer Frequenz möglich +* Besonders viel Strahlung tagsüber im Sonnenfleckenmaximum +* 10m-Band selbst bei geringer Sendeleistung tagsüber nutzbar + +--- +[question:EH219] +--- +## Rekombination + +* Freie Elektronen rekombinieren sich wieder mit Atomrümpfen +* In bestimmten Höhen stellt sich ein Gleichgewicht zwischen Ionisation und Rekombination ein. +* Diese Gebiete mit Gleichgewicht werden als Regionen oder Schichten bezeichnet. + + +--- +## Schichten der Ionosphäre +* Es gibt in verschiedenen Höhen verschiedene "Schichten" bzw. Regionen mit unterschiedlich starker Ionisierung +* Diese tragen die Namen + +1. D-Schicht +2. E-Schicht +3. F1-Schicht +4. F2-Schicht + +--- +* Für die Prüfungsfragen der Klasse E ist ein grundlegendes, qualitatives Verständnis der Regionen erforderlich +* Die für die Kurzwellen-Fernausbreitung (DX) wichtigen F-Regionen der Ionosphäre befinden sich in einer Höhe von etwa 130 bis 450 Kilometern +* In der Klasse A müssen die genauen Höhenlagen der einzelnen Regionen für Tag und Nacht benannt werden können + +--- +[question:EH102] +--- +### D-Region +* In ca. 50–90 km Höhe +* Existiert *nur am Tag* +* Nach Sonnenuntergang sehr schnell verschwunden +* Energieverlust durch Kollision der Elektronen mit anderen Teilchen +* Starke *Dämpfung* von Funkwellen unter 10 MHz +* Keine Raumwelle für Amateurfunkbänder wie 160 m oder 80 m + + +* Die Schichten verschwinden durch Rekombination der Ionen und Elektronen, wenn sie nicht mehr durch Sonnenstrahlung angeregt werden + +--- +[question:EH210] +--- +[question:EH105] + +--- +### E-Region +* In ca. 90–130 km Höhe +* Entsteht *tagsüber* mit Maximum zur Mittagszeit +* Verschwindet etwa 1 Stunde nach Sonnenuntergang +* Sprungdistanz ca. 2000 km bis 10 MHz +* Starke Ionisation → Sporadic-E +* Namensgebene: *E*(lektrische)*-Schicht* + + +* Die Schichten darüber und darüber wurden mit Buchstaben davor und dahinter benannt + +--- +[question:EH106] + +--- +### F-Regionen +* In ca. 200–400 km Höhe +* Am stärksten ionisierte Schicht +* F1-Schicht existiert *nur am Tag* +* F2-Schicht bleibt *nachts* bestehen +* Sprungdistanz ca. 4000 km + + +Wenig Restatmosphäre, weshalb die Elektronen lange brauchen, um ein Ion zur Rekombination zu finden + + +--- +[question:EH103] + +--- +[question:EH104] +--- +## Sonnenzyklus + +* Im Schnitt alle 11 Jahre durch Umkehrung des Magnetfelds +* Intensivere Ultraviolett- und Röntgenstrahlen +* Führt zu starker Ionisation der F2-Region + + +[picture:729:e_sonnenzyklus:Zählung der monatlichen Sonnenflecken seit 1749] + + +--- +[question:EH107] + +--- +* Während dieser Zeit können alle oberen Kurzwellenbänder und teilweise sogar das 6-Meter-Band für DX-Verbindungen genutzt werden +* Im Aktivitätsminimum sind die Frequenzbänder oberhalb des 20-Meter-Bandes (z. B. 10 m) meist nicht nutzbar + +--- +[question:EH205] diff --git a/contents/slides/ionosphaere_3.md b/contents/slides/ionosphaere_3.md new file mode 100644 index 0000000..0ff1495 --- /dev/null +++ b/contents/slides/ionosphaere_3.md @@ -0,0 +1,81 @@ +* In Klasse N und E wurden bereits Grundlagen zur Ionosphäre, Sonnenfleckenaktivität, "Tote Zone" und die ionosphärischen Regionen behandelt +* Die UV-Strahlung der Sonne ist für die Ionisierung von Molekülen in der Ionosphäre verantwortlich. + +--- +[question:AH101] +--- + + +[picture:874:a_schichten_jahreszeiten:Mögliche höhen der Regionen in Abhängigkeit von der Jahres- und Tageszeit] + + +* Die wichtigsten Regionen der Ionosphäre sind die D-, E- und F-Region +* In der Klasse A, es ist wichtig, ihre Höhenbereiche zu kennen +* Sie variieren je nach Tageszeit und Jahreszeit + + +--- +[question:AH103] +--- +[question:AH104] +--- +[question:AH105] +--- +[question:AH106] +--- +[question:AH108] +--- +### Sonnenfleckenminimum + +* Die Abhängigkeit von der Tageszeit beeinflusst die Ausbreitung von Funkwellen +* Im Sonnenfleckenmaximum funktioniert das 10-Meter-Band tagsüber gut +* Im Sonnenfleckenminimum ist das 10-Meter-Band tagsüber kaum nutzbar +* Während des Sonnenfleckenminimums wird tagsüber häufig das 20-Meter-Band für Weitverbindungen verwendet + +--- +[question:AH202] +--- +* Das 40-Meter-Band ist ein zuverlässiges Band für die Kommunikation +* Ebenso wie das 20-Meter-Band nur Klasse A vorbehalten +* Das 40-Meter-Band ist besonders für die Kommunikation über große Entfernungen innerhalb Deutschlands geeignet, wie z. B. von Hamburg nach München + +--- +[question:AH201] +--- +### Nachts + +* 80- und 160-Meter-Bänder sind tagsüber aufgrund der D-Schicht kaum nutzbar, aber nachts zuverlässig +* 40-Meter-Band ermöglicht nachts größere Reichweiten, da die Ausbreitung über die F2-Schicht erfolgt +* F1-Schicht: Führt aufgrund geringerer Höhe zu kürzeren Sprungdistanzen und ist meist unerwünscht + +--- +[question:AH203] +--- +[question:AH221] +--- +[question:AH107] +--- +## Solarer Flux + + +[picture:988:a_flux:Solarer Flux und Anzahl der Sonnenflecken von 2005 bis 2025] + + +* Strahlung der Sonne auf 2,8 GHz +* Wird seit Mitte des 20. Jahrhunderts durchgeführt +* Ist weniger sprunghaft als Zählung der Sonnenflecken +* Reicht von 65 im Aktivitätsminimum und bis über 300 bei starken Maxima +* Werte über 100 führen zu höherer Ionisierung und verbesserten Ausbreitungsbedigungen im KW-Bereich + + +--- +[question:AH102] +--- +## Polarisation + +* Die Polarisation einer elektromagnetischen Welle ändert sich bei der Raumwellenausbreitung +* Dies ist auf die Faraday-Rotation, Reflexionsphänomene in der Ionosphäre und Multipath-Effekte zurückzuführen +* Die empfangene Polarisation kann nicht mehr der ursprünglich gesendeten entsprechen + +--- +[question:AH219] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/iq_verfahren.md b/contents/slides/iq_verfahren.md new file mode 100644 index 0000000..da86e5b --- /dev/null +++ b/contents/slides/iq_verfahren.md @@ -0,0 +1,79 @@ +## QAM und I/Q-Verfahren + +* Digitale Modulationstechnik, die zwei Träger derselben Frequenz verwendet +* Einer der Träger ist um 90° phasenverschoben +* Erzeugt ein Signal, das sich in Amplitude und Phase ändert + +--- + +### Erzeugung von QAM + + +* Zwei Träger: +* Einer wird mit dem I-Signal (In-Phase) moduliert +* Der andere, um 90° verschoben, mit dem Q-Signal (Quadrature) + + +* Beide modulierten Träger werden überlagert +* Das resultierende Signal ändert sich in Amplitude und Phase + + +--- + +[include:applet_iq] + +--- + +[question:AE404] + +--- + +[question:AF632] + +--- + +### I/Q-Verfahren – Senderseite + +* Der digitale Datenstrom wird in zwei Teile aufgeteilt: I und Q +* Zwei D/A-Umsetzer wandeln die digitalen I- und Q-Werte in analoge Signale um +* Diese modulieren die beiden phasenverschobenen Träger, die anschließend kombiniert werden + +--- + +### I/Q-Verfahren – Empfängerseite + +* Das empfangene Signal wird mit einem 0°-Träger gemischt, um das I-Signal zu extrahieren +* Gleichzeitig erfolgt eine Mischung mit einem um 90° phasenverschobenen Träger, um das Q-Signal zu erhalten +* Beide Signale werden A/D-umgesetzt und bilden so den digitalen I/Q-Datenstrom + +--- + +[question:AF633] + +--- + +### Abbildung des Frequenzbereichs + +* Der I/Q-Datenstrom bildet den Frequenzbereich um eine Mittenfrequenz ab +* Beispiel: +* 435 MHz-Träger +* Abtastrate von 10 Mio. Samples/s → Bandbreite = 10 MHz (±5 MHz um die Mittenfrequenz) +* Abgedeckter Bereich: ca. 430 bis 440 MHz + +--- + +[question:AF634] + +--- + +### Abhängigkeit der Bandbreite von der Abtastrate + +* Die abgedeckte Bandbreite in Hz entspricht der Abtastrate in Samples pro Sekunde + +--- + +[question:AF635] + +--- + +[question:AF636] diff --git a/contents/slides/itu_regionen.md b/contents/slides/itu_regionen.md new file mode 100644 index 0000000..1de8f1d --- /dev/null +++ b/contents/slides/itu_regionen.md @@ -0,0 +1,22 @@ + +[picture:658:n_itu_regionen_karte:Kartendarstellung der ITU-Regionen] + + +* Weltweite Koordinierung von Funkfrequenzen getrennt nach 3 Regionen +* Durch ITU geregelt +* Nötig, um unterschiedliche Zuweisungen von Frequenzbereichen zu Funkdiensten vorzunehmen + + +* Antarktis ist besonders auf drei Regionen aufgeteilt + + +--- +[question:VA402] +--- +[question:VA401] +--- +[question:VA403] +--- +[question:VA404] +--- +[question:VA405] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/kabeldaempfung_1.md b/contents/slides/kabeldaempfung_1.md new file mode 100644 index 0000000..ea9cdd1 --- /dev/null +++ b/contents/slides/kabeldaempfung_1.md @@ -0,0 +1,86 @@ +* Signalstärke eines Hochfrequenzsignals nimmt bei zunehmender Kabellänge ab +* Wird als *Kabeldämpfung* bezeichnet +* Auch Stecker können das Signal dämpfen +* Ist unerwünscht + +--- + +* Dämpfung wird in der Regel in Dezibel (dB) angegeben +* Wenn von Dämpfung gesprochen wird, bleibt die Zahl positiv + + +* Faktor zu dB-Umrechnung verwenden +* Oder in der Formelsammlung nachschlagen + + +* Ist etwas irritierend, aber sonst sind die Prüfungsantworten falsch +* Bei einer Gesamtbetrachtung von Gewinnen und Verlusten, zählt die Dämpfung jedoch negativ + + +--- +[question:EG309] +--- +[question:EG310] +--- +[question:EG308] +--- +## Kabelverluste + +* Alle Verluste, die in Kabeln entstehen +* Antenne und Verstärker verstärken das Signal, verändern jedoch nicht die Kabelverluste + +--- +[question:EG307] +--- +## Kabeldämpfungsdiagramm + + +* Im Anhang der Formelsammlung +* Dämpfungen verschiedener Kabel in Abhängigkeit zur Frequenz +* Bezug auf 100m – bei kürzeren Kabeln muss umgerechnet werden + + +[picture:202:e_kabeldaempfung_diagramm:Kabeldämpfungsdiagramm im Anhang der Formelsammlung] + + +* ggf. hier zoomen + +--- + +[question:EG312] +--- +### Lösungsweg + +* gesucht: Dämpfung für 100m RG58 Kabel bei 145 MHz +* Lösung: Ablesen aus Diagramm +* Schnittpunkt der RG58 Linie mit 145 MHz → 20 dB + +--- +[question:EG311] +--- +### Lösungsweg + +* gesucht: Dämpfung für 20m bei 20dB Dämpfung auf 100m +* Lösung: Dreisatz + +$\dfrac{20dB}{100m} = \dfrac{x}{20m}$ +$x = \dfrac{20dB\cdot 20m}{100m} = 4dB$ + +--- +[question:EG313] +--- +### Lösungsweg + +* gesucht: Dämpfung für 15m RG58 Kabel bei 145 MHz +* Lösung: Ablesen aus Diagramm und Dreisatz +* Schnittpunkt der RG58 Linie mit 145 MHz → 20 dB + +$\dfrac{20dB}{100m} = \dfrac{x}{15m}$ +$x = \dfrac{20dB\cdot 15m}{100m} = 3dB$ + +--- +[question:EG314] +--- +[question:EG315] +--- +[question:EG316] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/kabeldaempfung_2.md b/contents/slides/kabeldaempfung_2.md new file mode 100644 index 0000000..34131b0 --- /dev/null +++ b/contents/slides/kabeldaempfung_2.md @@ -0,0 +1,30 @@ +## Kabel mit geringer Dämpfung + +* Dämpfung ist oft unerwünscht +* Ziel: Finde ein Kabel, dessen Dämpfung unter dem vorgegebenen Wert liegt +* Kabeldämpfungsdiagramm aus der Formelsammlung + +--- +[question:AG309] + +--- +[question:AG310] +--- + +### Kabeldämpfung und Frequenz + +* Kabeldämpfung nimmt bei steigender Frequenz zu +* Höchste Frequenz (kleinste Wellenlänge) entspricht der stärksten Dämpfung + +--- +[question:AG308] +--- + +### Einfluss von Dielektrika auf die Dämpfung + +* Dielektrika bzw. Kunststoffummantelungen erhöhen bei Hochfrequenzsignalen die Dämpfung +* Zweidrahtleitungen mit möglichst wenig Dielektrikum zwischen den Leitern sind besonders dämpfungsarm + +--- +[question:AG311] + diff --git a/contents/slides/kanalcodierung.md b/contents/slides/kanalcodierung.md new file mode 100644 index 0000000..8f8e549 --- /dev/null +++ b/contents/slides/kanalcodierung.md @@ -0,0 +1,24 @@ + +[picture:674:kanal:Kanal] + + +* Die Abbildung zeigt einen Sender und einen Empfänger, welche über einen Kanal miteinander verbunden sind. +* Durch atmosphärische Einflüsse oder Aussendungen anderer Stationen kann es zu Störungen auf dem Kanal kommen, welche zu Fehlern bei der Übertragung führen. + + + + +--- + +Die Kanalcodierung fügt der zu übertragenden Information gezielt Redundanz hinzu, beispielsweise Wiederholungen oder Prüfsummen. + +--- +[question:AE409] + +--- +[picture:676:kanalcodierer:Kanalcodierer] + +Wir unterscheiden zwei Arten der Kanalcodierung: +* *Fehlererkennung*: Man kann erkennen, dass bei der Übertragung ein Fehler aufgetreten ist, und dann z. B. eine erneute Übertragung anfordern. +* *Vorwärtsfehlerkorrektur*: Fehler, die bei der Übertragung entstehen, werden mit Hilfe der Redundanz beim Empfänger korrigiert. + diff --git a/contents/slides/klubstationen.md b/contents/slides/klubstationen.md new file mode 100644 index 0000000..20d191c --- /dev/null +++ b/contents/slides/klubstationen.md @@ -0,0 +1,106 @@ + +[photo:58:n_klubstationen_klubstation:Eine Klubstation] + + +* Gemeinsamer Betrieb einer Station +* Gruppe von mindestens 3 Funkamateuren +* Erhalten ein spezielles Rufzeichen + + +--- +[question:VD117] +--- style="font-size: 0.7em;" +## Rufzeichenplan + + +| l: Rufzeichen | l: | l: | l: Klasse | +| DAØAA | - | DAØZZZ | A | +| DAØA | - | DA3Z | A | +| DA6A | - | DA9Z | E | +| DBØA | - | DD9Z | A | +| DFØA | - | DH9Z | A | +| DJØA | - | DM9Z | A | +| DFØAA | - | DFØZZZ | A | +[table:n_klubstation_rufzeichen_1:Rufzeichen für Klubstationen] + + +| l: Rufzeichen | l: | l: | l: Klasse | +| DKØAA | - | DKØZZZ | A | +| DLØAA | - | DLØZZZ | A | +| DNØA | - | DNØZ | E | +| DNØAA | - | DNØZZZ | E | +| DOØA | - | DO9Z | E | +| DP3A | - | DP9Z | A | +| DQØA | - | DR9Z | A | +[table:n_klubstation_rufzeichen_2:Rufzeichen für Klubstationen] + + +Aus dem [Rufzeichenplan](https://50ohm.de/rzp) entnommen + +--- +[question:BD101] +--- +[question:BD103] +--- +## Stationsverantwortlicher + +* Zur Beantragung ist ein Stationsverantwortlicher zu benennen +* Muss selbst Funkamateur mit Zulassung sein +* Rufzeichenklasse muss der für die Klubstation gleich sein +* Wird Inhaber eines auf 5 Jahre zugeteilten Rufzeichens +* Verlängerung muss rechtzeitig beantragt werden +* Verwendung erst nach Zuteilung möglich + +--- +[question:VD401] +--- +[question:VD402] +--- +[question:VD403] +--- +## Nutzung + +* Von jedem Funkamateur mit Zulassung +* Nicht auf die Mitglieder der Gruppe beschränkt + +--- +[question:VD404] +--- +[question:VD405] +--- +## Funkbetrieb + +* Klasse N oder E darf an Klubstation mit Klasse A Betrieb machen +* → Jedoch nur im Rahmen seiner Bänder und Leistung +* Klasse A darf an Klubstation der Klasse E oder N Betrieb machen +* → Jedoch nur im Rahmen der Bänder und Leistung der Klubstation + + +Die niedrigste Klasse gibt die maximale Berechtigung vor. + + +--- style="font-size: 0.8em;" +| l: | c: Station N | c: Station E | c: Station A | +| Funkamateur N | N | N | N | +| Funkamateur E | N | E | E | +| Funkamateur A | N | E | A | +[table:n_klubstation_unterschiedliche_klassen:Darstellung im Rahmen welcher Klasse Funkbetrieb durchgeführt werden darf, wenn sich Klasse des Funkamateurs und Klasse der Klubstation unterscheiden] + + +Zwei Beispiele anhand des 40 m-Bands, das nur Inhaber einer Amateurfunkzulassung der Klasse A nutzen dürfen: +* Der Funkamateur der Klasse E darf die Klubstation der Klasse A nutzen, aber nicht das 40 m-Band, da dieses für die Klasse E nicht freigegeben ist. +* Der Funkamateur der Klasse A darf die Klubstation der Klasse E nutzen, aber dort nicht das 40 m-Band, da dieses, wie bereits erwähnt, nicht für die Klasse E zugelassen ist. + +--- +[question:VD406] +--- +[question:VD407] +--- +## Standort + +* Eine Klubstation darf *kurzzeitig* an anderen Standorten betrieben werden +* Eine Meldung an die BNetzA ist nicht erforderlich +* Bei Veranstaltungen oder ähnlichem nützlich + +--- +[question:VD408] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/koaxsteckverbinder.md b/contents/slides/koaxsteckverbinder.md new file mode 100644 index 0000000..e69d2d0 --- /dev/null +++ b/contents/slides/koaxsteckverbinder.md @@ -0,0 +1,45 @@ + +* Bestehen aus Innen- und Außenleiter +* Außengehäuse mit Außenleiter verbunden +* Innenleiter mit Kontaktstift oder Kontaktöffnung verbunden +* Verbindung durch Löten oder Crimpen + + +* *Stecker*: Kontaktstift nach außen +* *Kupplung*: Kontaktöffnung nach innen +* Sonderform *Buchse*: In Gerät eingebaute Kupplung + + +--- + +Häufige Koaxialsteckverbinder im Amateurfunk + + +* PL +* N + + +* BNC +* SMA + + + +* werden in den folgenden Abschnitten tiefer erklärt +* Diese 4 Koaxialsteckverbinder reichen für die Prüfung aus – in der Praxis kommen noch mehr zum Einsatz + + +--- + +## Hinweise zur Verwendung + + +* Sorgsamer Umgang +* Fest verschrauben +* Innenleiter kann brechen +* Schirmung kann verrutschen +* Ggf. auf Kurzschluss prüfen + + +* Stecker passend zu Kabelstärke verwenden +* Stecker passend zu Kabeldurchmesser verwenden + \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/kollektorschaltung.md b/contents/slides/kollektorschaltung.md new file mode 100644 index 0000000..86896e6 --- /dev/null +++ b/contents/slides/kollektorschaltung.md @@ -0,0 +1,89 @@ + +[picture:140:a_kollektorschaltung_schaltbild:Verstärker in Kollektorschaltung eines Bipolartransistors] + + +* Verstärkerschaltungen von Bipolartransistoren werden nach dem Anschluss benannt, der vom Eingangs- und Ausgangssignal durchflossen wird +* Oder andersrum: Der Anschluss, an dem weder Eingang noch Ausgang direkt angeschlossen sind + +--- + +[picture:140:a_kollektorschaltung_schaltbild:Verstärker in Kollektorschaltung eines Bipolartransistors] + + +* Eingangssignal: Quelle → Basis → Kollektor → Versorgungspannung → Quelle +* Ausgangsignal: Kollektor → Last → Versorgungsspannung → Kollektor + +--- +[question:AD401] +--- + +[picture:140:a_kollektorschaltung_schaltbild:Verstärker in Kollektorschaltung eines Bipolartransistors] + + +* Transistor benötigt definierten Arbeitspunkt (BIAS) +* Wird durch den Spannungsteiler an der Basis festgelegt + +--- + +[picture:140:a_kollektorschaltung_schaltbild:Verstärker in Kollektorschaltung eines Bipolartransistors] + + +* Der Emitterwiderstand erzeugt eine Spannung, wenn Strom durch den Transistor fließt. +* Der Strom fließt vom Emitter durch den Widerstand zur Masse. +* Je mehr Strom fließt, desto höher wird die Spannung am Emitter. + +--- + +[picture:140:a_kollektorschaltung_schaltbild:Verstärker in Kollektorschaltung eines Bipolartransistors] + + +* Die Emitterspannung bremst den Stromfluss und verhindert starke Schwankungen. +* Temperaturänderungen beeinflussen den Transistor weniger. +* → Der Transistor bleibt zuverlässig und arbeitet gleichmäßig. + +--- + +[picture:140:a_kollektorschaltung_schaltbild:Verstärker in Kollektorschaltung eines Bipolartransistors] + + +* Ein- und Auskopplung der Signale an Basis und Emitter über *Koppelkondensatoren* +* Halten Gleichspannungsanteile von der Verstärkerstufe fern +* Arbeitspunkt wird stabilisiert + +--- + +[picture:140:a_kollektorschaltung_schaltbild:Verstärker in Kollektorschaltung eines Bipolartransistors] + + +* Abblockkondensator in der Betriebsspannung führt unerwünschte HF- und NF-Signale auf Masse ab +* Rückkopplungseffekte in der Stufe und auf die Versorungsspannung werden vermieden +* Kollektor wird auf Masse gelegt → Ausgang ist auf gleichem Potenzial wie Eingang + +--- + +[picture:140:a_kollektorschaltung_schaltbild:Verstärker in Kollektorschaltung eines Bipolartransistors] + + +* Phasenverschiebung ist 0º +* Eingangsimpedanz relativ hoch +* → Spannungsverstärkung ca. 0,9 bis 0,98 (immer etwas kleiner als 1) +* Ausgangsimpedanz sehr niedrig gegenüber Eingangsimpedanz + + +--- +[question:AD405] +--- +[question:AD402] +--- +[question:AD403] +--- +### Pufferstufe + +* Häufig Anwendung als Pufferstufe zwischen Oszillator und weiteren Schaltungsteilen +* Belastet den Oszillator hochohmig +* → Weniger Strom vom Oszillator +* → Entkopplung +* → Bessere Frequenzstabilisierung des Oszillators + +--- +[question:AD404] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/kondensator_1.md b/contents/slides/kondensator_1.md new file mode 100644 index 0000000..95bf30a --- /dev/null +++ b/contents/slides/kondensator_1.md @@ -0,0 +1,104 @@ +## Kapazität + +* Wichtigste Eigenschaft des Kondensators: Ladung speichern +* → Kapazität + +$C = \dfrac{Q}{U}$ + +* mit $Q$ als elektrische Ladung +* Einheit: $\frac{As}{V}$ bzw. Farad $F$ +* Die Kapazität ist die elektrische Ladung pro Volt + + +* Farad von Michael Faraday (1791 - 1867) + + +--- style="font-size: 0.7em;" +## Kapazität durch Bauart + + +[picture:922:e_kondensator_aufbau:Prinzipieller Aufbau eines Kondensators] + +* Die Kapazität kann durch die Bauart erreicht werden + +$C = \dfrac{\varepsilon_0 \cdot \varepsilon_r \cdot A}{d}$ + +* → Kapazität ist größer bei größerer Fläche, kleinem Abstand oder anderem Dielektrikum + + +* $\varepsilon_0 = 0,855 \cdot 10^{-11}\frac{As}{Vm}$: elektrische Feldkonstante +* $\varepsilon_r$: relative Dielektrizitätszahl, abhängig vom Dielektrikum (ohne Einheit) +* $A$: Fläche der Kondensatorplatten +* $d$: Abstand der Platten + + +* Nur das Verständnis ist wichtig, Berechnung ist Klasse A Stoff + + +--- +[question:EA101] +--- +[question:EC205] +--- +[question:EC203] +--- +[question:EC204] +--- + +### Drehkondensator + + +* Eine Platte ist feststehend, die andere Platte kann drehend bewegt werden +* Nur dort, wo die Platten sich überlappen, wirkt der Kondensator +* Die Fläche wird durch Drehung verändert → Änderung der Kapazität + + +[picture:840:e_kondensator_drehkondensator:Drehkondensator] + + +* Die Platten können auch Kreissegmente sein +* Es können mehrere Platten gestackt werden + +--- + +[question:EC206] + +--- +### Elektrolytkondensator + + +* Spezielle Bauform +* Ermöglicht große Kapazität +* Nur für Gleichspannung +* Polarität muss beachtet werden + + +[photo:198:e_kondensator_elkos:Elektrolytkondensatoren mit Markierung des Minus-Pols] + + +--- +[question:EC207] +--- + +## Ladekurve + + +* Ein leerer Kondensator wird an Gleichspannung angeschlossen +* Die Spannung steigt steil an und flacht dann zur angelegten Spannung ab + + +[picture:185:e_ladekurve_kondensator:Ladekurve eines Kondensators] + + +--- +[question:EC201] +--- + +## Kondensator im Wechselstrom + +* Im Gleichstromkreis lädt der Kondensator sich auf, wirkt dann aber wie ein unendlich großer Widerstand +* Bei Wechselstrom wird der Kondensator ständig Auf- und Entladen +* Je höher die Frequenz, umso geringer ist der Wechselstromwiderstand des Kondensators + +--- +[question:EC202] diff --git a/contents/slides/kondensator_2.md b/contents/slides/kondensator_2.md new file mode 100644 index 0000000..40accd6 --- /dev/null +++ b/contents/slides/kondensator_2.md @@ -0,0 +1,140 @@ + +[photo:268:a_I eilt vor:Phasenverschiebung am Kondensator zwischen Spannung und Strom] + + +* Phasenverschiebung von 90° +* Strom eilt der Spannung voraus + + +Merke: Kondensatoooor, Strom eilt vooor! + +--- +[question:AC101] +--- +### Wirkleistung + +[picture:943:a_Blindleistung Kondensator:Das Produkt von U × I ergibt die grüne Leistungskurve] + + +* Die grüne Leistungskurve ist das Produkt von Strom und Spannung +* Die Leistung schwankt symmetrisch um die Nulllinie und gleicht sich aus +* *Blindleistung* an einem *Blindwiderstand* + +--- +[question:AC111] + +Im eingeschwungenen Zustand fließt nahezu kein Strom mehr, weshalb die Leistung ebenso nahezu 0W ist. + +--- +* Wirkleistung wird nur in einem ohmschen Widerstand umgesetzt (Strom und Spannung in Phase) +* Blindwiderstand nimmt keine Wirkenergie auf +* Wird deshalb nicht warm +* Ein warmer Kondensator bei Hochfrequenz hat einen ohmschen Anteil und sollte ersetzt werden + +--- +[question:AC103] + +--- style="font-size: smaller;" +### Kapazitiver Blindwiderstand $X_{\textrm{C}}$ + +Kondensator wird an Wechselspannung angeschlossen ständig geladen und entladen → Wechselstromwiderstand / kapazitiver Blindwiderstand + + +1. Wenn die Frequenz der Wechselspannung an einem Kondensator erhöht wird, dann fließt mehr Strom; dies bedeutet, der kapazitive Blindwiderstand ist kleiner geworden. + + +2. Wenn die Kapazität des Kondensators erhöht wird, dann steigt auch der Strom, d.h. der Blindwiderstand wird auch kleiner. + + + +$X_{\textrm{C}} = \frac{1}{\omega \cdot C} = \frac{1}{2\pi \cdot f \cdot C}$ + + + +Ein VNA misst die Veränderung des Blindwiderstandes $X_C$ in Abhängigkeit der Frequenz + +--- +[question:AC102] +--- +[question:AC104] +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $C = 10pF$ +* gegeben: $f = 100MHz$ +* gesucht: $X_{\textrm{C}}$ + + +$\begin{equation}\begin{split}\nonumber X_{\textrm{C}} &= \frac{1}{\omega \cdot C} = \frac{1}{2\pi \cdot f \cdot C}\\ &= \frac{1}{2\pi \cdot 100MHz \cdot 10pF}\\ &\approx 159\Omega \end{split}\end{equation}$ + + +--- +[question:AC105] +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $C = 50pF$ +* gegeben: $f = 145MHz$ +* gesucht: $X_{\textrm{C}}$ + + +$\begin{equation}\begin{split}\nonumber X_{\textrm{C}} &= \frac{1}{\omega \cdot C} = \frac{1}{2\pi \cdot f \cdot C}\\ &= \frac{1}{2\pi \cdot 145MHz \cdot 50pF}\\ &\approx 22\Omega \end{split}\end{equation}$ + +--- +[question:AC106] +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $C = 100pF$ +* gegeben: $f = 100MHz$ +* gesucht: $X_{\textrm{C}}$ + + +$\begin{equation}\begin{split}\nonumber X_{\textrm{C}} &= \frac{1}{\omega \cdot C} = \frac{1}{2\pi \cdot f \cdot C}\\ &= \frac{1}{2\pi \cdot 100MHz \cdot 100pF}\\ &\approx 15,9\Omega \end{split}\end{equation}$ + + +--- +[question:AC107] +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $C = 100pF$ +* gegeben: $f = 435MHz$ +* gesucht: $X_{\textrm{C}}$ + + +$\begin{equation}\begin{split}\nonumber X_{\textrm{C}} &= \frac{1}{\omega \cdot C} = \frac{1}{2\pi \cdot f \cdot C}\\ &= \frac{1}{2\pi \cdot 435MHz \cdot 100pF}\\ &\approx 3,7\Omega \end{split}\end{equation}$ + + +--- +[question:AC108] +--- +#### Lösungsweg + +* gegeben: $U = 16V$ +* gegeben: $I = 32mA$ + + +* gegeben: $f = 50Hz$ +* gesucht: $C$ + + + +$X_{\textrm{C}} = \frac{U}{I} = \frac{16V}{32mA} = 500\Omega$ + + + +$\begin{equation}\begin{align}\nonumber X_{\textrm{C}} &= \frac{1}{\omega \cdot C} \\ \nonumber \Rightarrow C &= \frac{1}{\omega \cdot X_{\textrm{C}}} = \frac{1}{2\pi \cdot f \cdot X_{\textrm{C}}}\\ \nonumber &= \frac{1}{2\pi \cdot 50Hz \cdot 500\Omega}\\ \nonumber &\approx 6,37\mu F\end{align}\end{equation}$ + + +--- +### Kondensatorverluste + + +[photo:260:a_Kondensator Ersatzschaltbild:Ersatzschaltbild eines realen Kondensators mit einem seriellen Verlustwiderstand (ESR).] + + +* Verlustfaktor
$\tan(\delta) = \frac{R}{X_C}$ +* Verluste in Dielektrikum und Zuleitung + + +--- +[question:AC109] +--- +[question:AC110] diff --git a/contents/slides/ladung_energie.md b/contents/slides/ladung_energie.md new file mode 100644 index 0000000..10cb366 --- /dev/null +++ b/contents/slides/ladung_energie.md @@ -0,0 +1,43 @@ +## Elektrische Ladung + +Strom über Zeit + +$Q = I\cdot t$ +in Amperesekunde (As) +--- +[question:AA102] +--- +## Elektrische Energie + +Leistung über Zeit + +$W = P\cdot t$ +in Joule (J) auf Sekunde bezogen oder Wattstunden (Wh) + +--- +[question:AA103] +--- +[question:AB502] +--- +### Lösungweg +* gegeben: $U = 230V$ +* gegeben: $I = 0,63A$ +* gegeben: $t = 7h$ +* gesucht: $W$ + + +$\begin{equation} \nonumber W = P\cdot t = U\cdot I\cdot t = 230V\cdot 0,63A\cdot 7h = 1,01kWh \end{equation}$ + + +--- +[question:AB503] +--- +### Lösungsweg +* gegeben: $U = 10V$ +* gegeben: $R = 100\Omega$ +* gegeben: $t = 1h$ +* gesucht: $W$ + + +$\begin{equation}\begin{split} \nonumber W = P\cdot t = \frac{U^2}{R} \cdot t = \frac{(10V)^2}{100\Omega}\cdot 1h &= 1Wh \cdot 3600\frac{s}{h}\\ &= 3600J\end{split}\end{equation}$ + \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/langer_kurzer_weg_1.md b/contents/slides/langer_kurzer_weg_1.md new file mode 100644 index 0000000..a1b74f5 --- /dev/null +++ b/contents/slides/langer_kurzer_weg_1.md @@ -0,0 +1,11 @@ +* Durch die Kugelform der Erde kann ein Ziel geradlinig über zwei Wege erreicht werden +* Funkwellen können sich je nach Ausbreitungsbedingungen besser über den längeren, indirekten Weg ausbreiten + +--- +[question:EH217] + +* Wer hat, zeigt das Anhand eines Globus +* Schwierige Formulierung mit "die dem kürzesten Weg entgegengesetzte Richtung" + +--- +[question:EH216] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/langer_kurzer_weg_2.md b/contents/slides/langer_kurzer_weg_2.md new file mode 100644 index 0000000..11a3167 --- /dev/null +++ b/contents/slides/langer_kurzer_weg_2.md @@ -0,0 +1,32 @@ + +[picture:867:a_langer_kurzer_weg:Langer und kurzer Weg auf einer Kugel] +Eine geradlinige Verbindung zwischen zwei Orten auf einer Kugel verläuft immer entlang des Großkreises + + +* Bei einer Richtantenne ist der Drehwinkel der Hauptstrahlrichtung entscheidend für das zu erreichende Funkziel +* Ein anderer Ort kann somit über zwei Drehrichtungen erreicht werden +* Die Strecke ist dabei unterschiedlich lang + + +--- + +* Der Drehwinkel unterscheidet sich dabei um 180° +* Beispiel: von Berlin nach Sydney/Australien ist der kurze Weg bei 75°, der lange Weg bei 255° + +--- +[question:AH216] +--- +### Rechnung + +Für den langen Weg +* Bei Drehwinkel zwischen 0° und 180°: Drehwinkel + 180° +* Bei Drehwinkel zwischen 180° und 360°: Drehwinkel - 180° + + +Edge Cases für Besserwisser: 0°, 180° und 360° können mit beiden Formeln berechnet werden + + +--- +[question:AH217] +--- +[question:AH218] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/latenz.md b/contents/slides/latenz.md new file mode 100644 index 0000000..53a2618 --- /dev/null +++ b/contents/slides/latenz.md @@ -0,0 +1,18 @@ +## Verzögerungen in der Signalübertragung + +* Bei der Signalübertragung und -verarbeitung entstehen Verzögerungen +* Lichtgeschwindigkeit: Zeit, die elektromagnetische Wellen vom Sender zum Empfänger benötigen +* Weitere Verzögerungen durch Zwischenspeicherung (Buffer) und Filter + +--- + +## Latenz in der Signalverarbeitung + +* Laufzeit zwischen Sender und Empfänger oder zwischen Verarbeitungsstufen +* Latenz wird in Sekunden gemessen +* Typische Werte: wenige Millisekunden bis einige Sekunden +* Analoge Verfahren haben oft geringere Latenzen als digitale, da weniger Zwischenspeicherung erfolgt + +--- + +[question:AF637] diff --git a/contents/slides/lecherleitung.md b/contents/slides/lecherleitung.md new file mode 100644 index 0000000..a854ad9 --- /dev/null +++ b/contents/slides/lecherleitung.md @@ -0,0 +1,26 @@ +## Lecherleitung: Resonanzverhalten +* Lecherleitung: am Ende offene Zweidrahtleitung +* Bei $\lambda/4$-Betrieb wird das offene Ende ($\infty\,\Omega$) in einen Kurzschluss ($0\,\Omega$) transformiert +* Im Resonanzfall wird die Leitung leitend, obwohl die Drähte nicht verbunden sind +* Umgekehrt gilt: Eine kurzgeschlossene Leitung wird im Resonanzfall hochohmig + +--- +[question:AG320] + +--- +[question:AG411] +--- + +### Koaxialkabel: Ähnlicher Effekt + +[picture:445:a_lecherleitung_koaxialkabel:Koaxialkabel zur Impedanztransformation] + + +* Mit Koaxialkabeln lässt sich ein vergleichbarer Impedanztransformationseffekt erzielen + + +--- +[question:AG410] + +--- +[question:AG409] diff --git a/contents/slides/leistung.md b/contents/slides/leistung.md new file mode 100644 index 0000000..20cf146 --- /dev/null +++ b/contents/slides/leistung.md @@ -0,0 +1,36 @@ +* Elektrische Geräte haben eine Leistungsaufnahme angegeben +* Beispiele: LED-Leuchtmittel 7 W, Staubsauger 425 W +* An jedem Widerstand wird elektrische Leistung umgesetzt +* Strom fließt durch einen Widerstand → Umwandlung von elektrischer Energie in thermische Energie +* Je größer der Strom, desto mehr Wärme + +--- + +[question:NA204] +--- +[question:NA211] +--- +[question:NA210] +--- + +## Berechnung der Leistung + +Abhängig von Strom und Spannung + +$ P = U \cdot I $ +$ U = \dfrac{P}{I} $ +$ I = \dfrac{P}{U} $ + +--- + +[question:NB601] +--- +[question:NB602] +--- +[question:NB603] +--- +[question:NB606] +--- +[question:NB604] +--- +[question:NB605] diff --git a/contents/slides/leistung_2.md b/contents/slides/leistung_2.md new file mode 100644 index 0000000..b1f5635 --- /dev/null +++ b/contents/slides/leistung_2.md @@ -0,0 +1,62 @@ +## Leistungsberechnung + +Wir kennen bereits + +$P = U\cdot I = \dfrac{U^2}{R} = I^2\cdot R$ + + +Nach U umgestellt: +$U = \dfrac{P}{I} = \sqrt{P \cdot R}$ + + +Nach I umgestellt: +$I = \dfrac{P}{U} = \sqrt{\dfrac{P}{R}}$ + + + +* Alle Formeln sind in der Formelsammlung + + +--- +[question:EB505] +--- +[question:EB506] +--- +[question:EB504] +--- +[question:EB507] +--- +[question:EB508] +--- +[question:EB509] +--- +[question:EB510] +--- +[question:EB511] +--- +[question:EB512] +--- +## Leistung bei Wechselspannung + +* Bei Wechselspannungen muss mit dem Effektivwert gerechnet werden + +--- +[question:EB503] +--- +[question:EB513] + +* Keine Leistungsberechnung, sondern nur Ohmsches Gesetz +* Die Frage passte aber in Klasse E nirgends anders rein + + + + + + + + + + + + + diff --git a/contents/slides/leistungsvertaerker.md b/contents/slides/leistungsvertaerker.md new file mode 100644 index 0000000..4ea63f5 --- /dev/null +++ b/contents/slides/leistungsvertaerker.md @@ -0,0 +1,253 @@ +## HF-Leistungsverstärker + +* Verstärken das HF-Signal aus vorherigen Stufen +* Ziel: Erreichen der gewünschten Ausgangsleistung +* Zwei Typen: Breitbandige und selektive HF-Verstärker + +--- +### Breitbandige HF-Verstärker + + +[picture:491:a_verstaerker_breitband_gegentaktverstaerker:Breitband-Gegentaktverstärker] + + +* Gleichmäßige Verstärkung über einen weiten Frequenzbereich (z. B. 1-30 MHz) +* Erkennbar an breitbandigen Koppeltransformatoren +* Keine Parallel- oder Serienkapazitäten als Schwingkreis + + +--- +[question:AF412] + +--- +### Selektive HF-Verstärker + + + +[picture:778:a_verstaerker_selektiver_hf_verstaerker:Selektiver HF-Verstärker] + + +* Verstärkungsmaximum nur in einem schmalen Bereich (z. B. ein Amateurband) +* Frequenzselektive Auslegung +* Verwendung von Serien- oder Parallel-Schwingkreisen im HF-Signalpfad + + +--- +[question:AF408] + +--- +# Mehrstufige Verstärker + + + +[picture:764:a_verstaerker_zweistufiger_breitband_hf_verstaerker:Zweistufiger Breitband-HF-Verstärker] + + +* Verstärker können mehrstufig durch Verkettung einzelner Stufen ausgeführt sein + + +--- +[question:AF413] + +--- +## Impedanzanpassung zwischen Verstärkerstufen + +* Notwendig für maximale Verstärkung, minimale Verzerrung und optimalen Wirkungsgrad +* Verhindert Reflexionen und Nichtlinearitäten + +--- +### Methoden der Impedanzanpassung + +* Breitbandige Anpassung durch Transformator mit geeignetem Übersetzungsverhältnis +* Frequenzselektive Anpassung durch angezapften Schwingkreis + +--- + +[picture:765:a_anpassung_breitbandige_anpassung:Breitbandige Anpassung zwischen zwei Stufen mittels Transformator mit geeignetem Übersetzungsverhältnis] + +--- +[question:AF414] + +--- + +[picture:786:a_anpassung_mosfet:Breitbandige Ein- und Ausgangs-Anpassung auf niederohmige MOSFETs mittels Transformatoren] + +--- +[question:AF417] + +--- + +[picture:779:a_anpassung_induktiver_spannungsteiler:Frequenzselektive Anpassung mit Spule als induktiver Spannungsteiler] + +--- +[question:AF409] + +--- + +[picture:780:a_anpassung_kapazitiver_spannungsteiler:Frequenzselektive Anpassung mit Kondensator als kapazitiver Spannungsteiler] + + +--- +[question:AF410] + +--- + +[picture:768:a_anpassung_eingang_schwingkreis:Schwingkreis mit veränderbaren Kondensatoren zur Anpassung der Eingangsimpedanz] + +--- +[question:AF407] + +--- + +[picture:769:a_anpassung_ausgang_schwingkreis:Schwingkreis mit veränderbaren Kondensatoren zur Anpassung der Ausgangsimpedanz] + +--- +[question:AF406] + +--- +### Pi-Filter zur Impedanzanpassung + +* Passt Ein- und Ausgangsimpedanzen durch Verhältnis der Kapazitäten an +* Spule definiert mit den Kapazitäten die Auslegungsfrequenz +* Tiefpass-Charakter unterdrückt Oberwellen + +--- +[question:AF405] + +--- +### LC-Schaltung hinter HF-Leistungsverstärker + +* Dient zur Impedanzanpassung und gleichzeitiger Unterdrückung von Oberwellen + +--- +[question:AF404] + +--- +## Wirkungsgrad eines HF-Leistungsverstärkers + +* Verhältnis zwischen abgegebener HF-Ausgangsleistung und zugeführter Gleichstrom-Versorgungsleistung + +--- +[question:AF401] + +--- +## BIAS-Spannung in Leistungsverstärkern + + +[picture:786:a_verstaerker_bias_arbeitspunkt:Arbeitspunktverstellung in einem Verstärker durch ein Poti] + + +* Betriebsspannungseinstellung durch Spannungsteiler +* Feineinstellung über Trimmpotentiometer +* Gleichspannungsbetrachtung: Kondensatoren ignorieren, Spulen als Kurzschluss betrachten + + +--- +[question:AF420] + +--- +[question:AF423] + +--- +[question:AF424] + +--- +### Berechnung der BIAS-Spannung + +* Anwendung des Ohmschen Gesetzes +* Berücksichtigung von Parallel- und Serienschaltungen von Widerständen +* Gate-Anschlüsse der Transistoren sind kapazitiv und bei Gleichspannungsbetrachtung vernachlässigbar + +--- +[question:AF421] + +--- style="font-size: smaller;" +#### Lösungsweg + +* gegeben: $U_Z = 6,2V$ +* gegeben: $R_2 = 270Ω$ +* gegeben: $R_3 = 220Ω$ + + +* gegeben: $R_4 = 6,8kΩ$ +* gegeben: $R_6 = 150Ω$ +* gesucht: $U_{GS}$ + + + + +$\begin{aligned}R_E &= \frac{(R_3+R_6) \cdot R_4}{(R_3 + R_6) + R_4}\\ &= \frac{220Ω + 150Ω) \cdot 6,8kΩ}{220Ω + 150Ω + 6,8kΩ}\\ &= \frac{2,516MΩ^2}{7170Ω}\\ &= 351Ω\end{aligned}$ + + + + +$\begin{aligned}\frac{U_Z}{U_{GS}} &= \frac{R_2 + R_E}{R_E}\\ \Rightarrow \frac{6,2V}{U_{GS}} &= \frac{270Ω+351Ω}{351Ω}\\ &= 1,77\\ \Rightarrow U_{GS} &= \frac{6,2V}{1,77}\\ &= 3,50V\end{aligned}$ + + + +--- +## HF-Entkopplung der Betriebsspannung + +* Verhindert Rückwirkungen zwischen Verstärkerstufen (z. B. Schwingneigung) +* Umsetzung durch in Serie geschaltete Induktivitäten und Abblock-Kondensatoren +* Tiefpass-Charakter: DC-Spannung bleibt erhalten, HF wird abgeblockt + +--- + +[picture:781:a_entkopplung_drossel:Drossel zur Entkopplung der HF von der Betriebsspannung] + +--- +[question:AF411] + +--- +[question:AF422] + +--- + +[picture:786:a_entkopplung_abblock_kondensatoren:Abblock-Kondensatoren zur Entkopplung der HF von der Betriebsspannung mit Tiefpass-Charakter] + +--- +[question:AF419] + +--- +[question:AF418] + +--- +## HF-Eigenschaften von Kondensatoren + +* Große Kapazitäten (z. B. Elektrolytkondensatoren) nur bei niedrigen Frequenzen einsetzbar +* Für HF-Anwendungen Kombination verschiedener Kapazitätswerte zur Abdeckung eines breiten Frequenzbereichs + +--- +[question:AF415] + +--- +## Gesamtverstärkung eines Leistungsverstärkers + + +[picture:470:a_verstaerker_gesamtverstaerkung:Blockschaltbild eines Verstärkers mit Gewinn und Verlust je Stufe] + + +* Ermittelt durch Differenz zwischen Ausgangs- und Eingangsleistung +* Berechnung über vorzeichenrichtige Subtraktion der dBm-Werte + + +--- +[question:AF428] +--- +#### Lösungsweg + +* gegeben: $P_1 = 0,3mW$ oder $-5dBm$ +* gegeben: $P_2 = 20W$ oder $43dBm$ +* gesucht: $g$ + + + +$\begin{aligned}g &= P_2 - P_1\\ &= 43dBm - (-5dBm)\\ &= 43dBm + 5dBm\\ &= 48dB\end{aligned}$ + + + + +$\begin{aligned}g &= 10 \cdot \log_{10}{(\frac{P_2}{P_1})}dB\\ &= 10 \cdot \log_{10}{(\frac{20W}{0,3mW})}dB \\ &\approx 48dB\end{aligned}$ + + \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/leiter_nichtleiter.md b/contents/slides/leiter_nichtleiter.md new file mode 100644 index 0000000..ab35d52 --- /dev/null +++ b/contents/slides/leiter_nichtleiter.md @@ -0,0 +1,77 @@ +Materialien lassen sich in drei Gruppen einteilen: + +1. Leiter +2. Nichtleiter +3. Halbleiter + + +* Leiter und Nichtleiter kommen auf den nächsten Folien +* Halbleiter kommt etwas später im Abschnitt nach den Widerständen + + +--- + +## Leiter + +* Leiten elektrischen Strom +* Sind meistens aus Metall +* Manche können Strom besser leiten als andere + + +* Auch salziges Wasser kann Strom leiten + + +--- style="font-size: 0.7em;" + +### Leiter, sortiert von besonders gut zu weniger gut leitend + +| c:Ordnung | X:Material | +| 1 | *Silber* | +| 2 | *Kupfer* | +| 3 | Gold | +| 4 | Aluminium | +| 5 | Wolfram | +| 6 | Zink | +| 7 | *Zinn* | +[table:leiter:Einige leitende Materialien] + + +* Zinn wird zum Löten verwendet, da es einen niedrigen Schmelzpunkt hat +* Reihenfolge Silber, Kupfer, Zinn merken für die Prüfungsfragen + + +--- + +[question:NB101] +--- +[question:NB102] +--- +[question:NB103] + +--- + +## Nichtleiter + +* Leiten keinen elektrischen Strom +* Auch *Isolatoren* genannt + +--- style="font-size: 0.7em;" + +### Isolatoren + +| l: Bezeichnung | l: Abkürzung | +| *Porzellan* | | +| *Polyethylen* | *PE* | +| *Polystyrol* | *PS* | +| Kork | | +| Polyvinylchlorid | PVC | +| Polytetrafluorethylen | PTFE | +[table:nichtleiter:Einige nicht-leitende Materialien] + + +* Porzellan wird als Isolator an Hochspannugsleitungen verwendet + + +--- + +[question:NB104] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/leiterwiderstand.md b/contents/slides/leiterwiderstand.md new file mode 100644 index 0000000..23eed60 --- /dev/null +++ b/contents/slides/leiterwiderstand.md @@ -0,0 +1,71 @@ +## Widerstand von Drähten + + +* Leitfähiges Material besteht aus Atomen in einer (Gitter-)Struktur +* Elektronen werden geteilt und sind dadurch frei beweglich +* Je nach Material gibt es mehr oder weniger freie Elektronen, die auf Atome stoßen + + +[picture:713:a_leitermodell:Atome (+) und bewegliche Elektronen (-) in einem metallischen Leiter] + + +--- +### Spezifischer Widerstand $\rho$ + +$R = \frac{\rho\cdot l}{A_{\textrm{Dr}}}$ + +* $l$: Drahtlänge +* $A_{\textrm{Dr}}$: Drahtquerschnitt +* $\rho$: Spezifischer Widerstand in Ωmm2/m + + + +Kupfer: 0,018 +Aluminium: 0,028 +Gold: 0,022 +Silber: 0,016 +Zink: 0,11 +Eisen: 0,1 +Messing: 0,07 + + + +Damit lässt sich der ohmsche Widerstand eines Drahtes bei bekanntem Material, Länge und dem Querschnitt ausrechnen + + +--- +[question:AB101] +--- style="font-size: smaller;" +### Lösungsweg +* gegeben: $l = 1,8m$ +* gegeben: $d = 0,2mm$ +* gegeben: $\rho = 0,018 \frac{\Omega mm^2}{m}$ +* gesucht: $R$ + + +$\begin{equation} \nonumber A_{\textrm{Dr}} = \frac{d^2\cdot \pi}{4} = \frac{(0,2mm)^2 \cdot \pi}{4} = \frac{\pi}{100}mm^2 = 0,0314mm^2 \end{equation}$ + + +$\begin{equation} \nonumber R = \frac{\rho\cdot l}{A_{\textrm{Dr}}} = \frac{0,018 \frac{\Omega mm^2}{m} \cdot 1,8m}{0,0314mm^2} \approx 1,02\Omega \end{equation}$ + +--- +[question:AB102] +--- +### Lösungsweg +* gegeben: $A_{\textrm{Dr}} = 0,5mm^2$ +* gegeben: $R = 1,5\Omega$ +* gegeben: $\rho = 0,018 \frac{\Omega mm^2}{m}$ +* gesucht: $l$ + + +$\begin{equation}\begin{align} \nonumber R &= \frac{\rho\cdot l}{A_{\textrm{Dr}}}\\ \nonumber \Rightarrow l &= \frac{R\cdot A_{\textrm{Dr}}}{\rho} = \frac{1,5\Omega \cdot 0,5mm^2}{0,018 \frac{\Omega mm^2}{m}} \approx 41,7m \end{align}\end{equation}$ + + +--- +## Temperaturkoeffizient + +* Widerstand von Metallen steigt bei zunehemender Temperatur +* Atome bewegen sich bei höherer Temperatur mehr, wodurch es zu mehr Kollisionen mit Elektronen kommt + +--- +[question:AB103] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/leitung_phasenverschiebung.md b/contents/slides/leitung_phasenverschiebung.md new file mode 100644 index 0000000..85c7107 --- /dev/null +++ b/contents/slides/leitung_phasenverschiebung.md @@ -0,0 +1,17 @@ +## Ausbreitung und Phasenverschiebung elektromagnetischer Wellen + +* Elektromagnetische Wellen breiten sich mit Lichtgeschwindigkeit aus +* Im Freiraum entspricht dies der Vakuumlichtgeschwindigkeit; im Leiter muss der Verkürzungsfaktor berücksichtigt werden + +--- + +* Zeitverzögerung in Leitern führt zu einer messbaren Phasenverschiebung (0° bis 360°) +* 360° entspricht einer kompletten Schwingungsperiode, d.h. 360° = 0° +* Bei der *elektrischen Länge* eines Koaxialkabels ist der Verkürzungsfaktor bereits einberechnet +* Eine Wellenlänge ($\lambda$) entspricht 360°; z. B. entspricht $\lambda/2$ genau $\frac{360\degree}{2} = 180\degree$ + +--- +[question:AG407] + +--- +[question:AG408] diff --git a/contents/slides/linkstrecken.md b/contents/slides/linkstrecken.md new file mode 100644 index 0000000..fd8c231 --- /dev/null +++ b/contents/slides/linkstrecken.md @@ -0,0 +1,27 @@ + +[photo:127:n_linkstrecken_db0fc:Wartungsarbeiten am HAMNET-Knoten DB0FC, im Vordergrund die Richtantenne für die Linkstrecke zu DB0BWL] + + +* Fest eingerichtete Funkverbindung zwischen zwei Amateurfunkstellen +* Automatisch arbeitende Station +* Benötigt eigene Zulassung mit Rufzeichen durch BNetzA + + +* z.B. zwischen Relaisfunkstellen oder HAMNET-Knoten + + +--- +* Überträgt in der Regel Daten +* Kann als analoge Brücke zwischen Relais dienen +* Arbeitet meistens im GHz-Bereich des Amateurfunk-Spektrums +* Bilden zusammen das HAMNET (Highspeed Amateurradio Multimedia NET-work) + + +* Teilweise WLAN-Router, bei denen die Frequenz etwas verändert wurde, um im Afu-2,4GHz oder 5GHz zu arbeiten +* Höhere GHz-Bänder mit mehr Bandbreite sind im Aufbau +* Mehr als 100km Linkstrecken möglich +* Eventuell einen Blick auf die [HamnetDB-Karte](https://hamnetdb.net/map.cgi) werfen + + +--- +[question:NE405] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/locator.md b/contents/slides/locator.md new file mode 100644 index 0000000..62f9527 --- /dev/null +++ b/contents/slides/locator.md @@ -0,0 +1,48 @@ +## Problemstellung + +* Standort mitteilen, z.B. für Entfernungsmessungen +* Es ist nicht immer eine Stadt in der Nähe +* GPS-Koordinaten sind zu lang +* Oft ist ein ungefährer Standort ausreichend + +--- + +## Maidenhead-Locator + +* Erdoberfläche wird in 18.662.400 Kästchen eingeteilt +* Ein Kästchen entspricht in Deutschland grob einer Genauigkeit von 5 x 5 km +* Diese Kästchen werden Subsquare genannt +* Übergeordnet sind Squares und Fields + + +* nach der *Stadt Maidenhead* benannt, die westlich von London im Vereinigten Königreich liegt. +* Dort fand 1980 eine Fachkonferenz der IARU statt, die das zuvor genutzte QRA-Locator-System reformierte. + + +--- +[photo:2:n_locator_jo:Das Feld JO des Maidenhead-Locator-Systems, Kartendaten © OpenStreetMap-Mitwirkende, SRTM. Kartendarstellung © OpenTopoMap (CC-BY-SA)] + + +Es sind die Fields des Squares JO gezeigt + + +--- style="font-size: 0.7em;" +## Stufen des Maidenhead Locators + +| X: Bezeichnung | l: Übersetzung | l: Alternative Bez. | c | c: z.B. | +| Field | Feld | Größtfeld | AA-RR | JO | +| Square | Quadrat | Großfeld | 00-99 | 41 | +| Subsquare | Unter-Quadrat | Kleinfeld | AA-XX | RG | +[table:n_locator_stufen:Die einzelnen Stufen des Maidenhead-Locators] + + +Daraus ergibt sich dann zum Beispiel *JO41RG* für die DARC Geschäftsstelle in Baunatal bei Kassel + + +* Noch kleinere Felder sind möglich +* [Interaktive Karte](https://f5len.org/tools/locator/) + + +--- +[question:BE111] + diff --git a/contents/slides/logbuch.md b/contents/slides/logbuch.md new file mode 100644 index 0000000..d6f6bd8 --- /dev/null +++ b/contents/slides/logbuch.md @@ -0,0 +1,59 @@ +* Mit einem Logbuch hat man die Möglichkeit, seine Funkaktivitäten zu dokumentieren +* Die Führung eines Logbuchs ist freiwillig + + +* Für Conteste müssen oft Logbücher eingereicht werden + + +--- + +Folgende Daten werden üblicherweise in einem Logbuch für jede Funkverbindung festgehalten: +* Rufzeichen der Gegenstation +* Frequenz oder Band +* Datum und Uhrzeit +* Übertragungsverfahren (z. B. SSB, FT8, RTTY, ...) +* Vergebener und erhaltener Rapport +* Verwendete Sendeleistung +* Bemerkungen (z.B. Name des QSO-Partners oder eigene verwendete Station) + +--- +[question:BG101] + +--- +## Verpflichtende Logbuchführung + +Es kann aber auch dazu kommen, dass man eine Aufforderung der Bundesnetzagentur erhält, die einen verpflichtet, ein Logbuch zu führen. + +* Zur Untersuchung von Störungsursachen +* Zur Klärung frequenztechnischer Fragen + +--- +[question:VD109] + +--- +[question:VD108] + +--- +## Aufbewahrung des Logbuchs + +* Bei angeordneter Logbuchführung +* Über eine bestimmte Zeit einsehbar +* Bei elektronischem Logbuch ist Transfer mit ADIF-Dateiformat möglich +* Bei Transfer von Papier auf elektronisch muss das Papierformat weiter aufbewahrt werden + +--- + +[question:BG102] + +--- +[question:BG103] + +--- +## Koordinierte Weltzeit + +* Zeiten in UTC (Universal Time Coordinated) führen +* Uhrzeiten über unterschiedliche Zeitzonen müssen nicht umgerechnet werden +* Keine Probleme mit Sommer-/Winterzeit +* Berlin zu Mitteleuropäischer Zeit (MEZ): UTC+1 +* Berlin zu Mitteleuropäischer Sommerzeit (MESZ): UTC+2 + diff --git a/contents/slides/low_noise_block.md b/contents/slides/low_noise_block.md new file mode 100644 index 0000000..94ad444 --- /dev/null +++ b/contents/slides/low_noise_block.md @@ -0,0 +1,24 @@ + +[picture:470:a_lnb:Blockschaltbild eines Empfangszweigs mit LNB] + + +* *Low Noise Block Converter* (LNB) mischt hohe Frequenzen direkt hinter der Antenne herunter +* Häufig im Satellitenfunkverkehr +* Weniger Kabelverluste durch niedrige Frequenz + + +--- +[question:AF230] +--- + +[picture:470:a_lnb:Blockschaltbild eines Empfangszweigs mit LNB] + + +* Benötigt Spannungsversorgung +* Einsatz von BIAS-T +* Unterschiedliche Spannungen für unterschiedliche Polarisation +* Üblicherweise 12 V und 18 V + + +--- +[question:AF231] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/mantelwellen_1.md b/contents/slides/mantelwellen_1.md new file mode 100644 index 0000000..a309875 --- /dev/null +++ b/contents/slides/mantelwellen_1.md @@ -0,0 +1,39 @@ +* Ziel beim Aufbau einer Funkanlage: Nur die Antenne soll Signale abstrahlen bzw. aufnehmen +* Dazu eignen sich geschirmte Leitungen, z.B. Koaxialkabel +* Im Idealfall strahlen sie selbst nicht oder nehmen keine Strahlung auf + +--- + +* Unsymmetrisches Koaxialkabel wird an symmetrischen Dipol angeschlossen +* Auf der Außenseite des Koaxialkabels können hochfrequente Ströme fließen +* Dadurch strahlt das Kabel selbst → *Mantelwellen* +* Mantelströme fehlen, was zur Verformung der Richtcharakteristik führt + + +[picture:633:e_mantelwelle_effekt:Mantelstrom bei I3] + + +Koaxialkabel kann man sich als drei Leiter vorstellen: + +1. Außenseite des Innenleiters +2. Innenseite des Außenleiters +3. Außenseite des Außenleiters + +Mantelströme hängen mit dem Skineffekt zusammen, der in Klasse A kommt + +--- +[question:EG405] +--- +[question:EG406] +--- +[question:EG404] +--- +## Mantelwellen verhindern + +* Durch ein *Symmetrierglied*, einen Balun (balanced-unbalanced) +* Oder zur Dämpfung Koaxialkabel auf einen Ferritkern wickeln + +--- +[question:EG407] +--- +[question:EG408] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/mantelwellen_2.md b/contents/slides/mantelwellen_2.md new file mode 100644 index 0000000..3158418 --- /dev/null +++ b/contents/slides/mantelwellen_2.md @@ -0,0 +1,108 @@ +## Gegentaktsignal und Mantelwellen + +* Idealerweise fließen im Innen- und Außenleiter eines Koaxialkabels gleich große, entgegengesetzte Ströme +* Deren Summe ist Null – reines Gegentaktsignal +* Reines Gegentaktsignal verhindert das Auftreten von Mantelwellen + +--- +### Gleichtaktsignal und Mantelstrom + +* Ist die Stromsumme ungleich Null, entsteht ein Gleichtaktsignal +* Gleichtaktanteil fließt auf der Außenseite des Außenleiters als Mantelstrom +* Mantelstrom erzeugt eine Mantelwelle um das Kabel + +--- +[question:AG425] + +--- +### Stromkompensierte Drossel + +* Koaxialkabel, um einen Ferritkern gewickelt, unterdrückt Mantelwellen +* Diese Bauform wird als stromkompensierte Drossel bezeichnet + +--- +[question:AG426] + +--- +## HF-Trenntrafo zur Mantelwellensperre + +* Alternative: HF-Trenntrafo, bei dem Primär- und Sekundärwicklung nicht verbunden sind +* Strom, der in einen Pol hineinfließt, fließt nahezu gleich groß aus dem anderen – Gleichtaktanteil entfällt + + +Zwischen den Spulenwindungen bildet sich Kapazität, die den Gleichtaktanteil nicht vollständig unterdrückt + + +--- +[question:AJ115] + +--- +### HF-Spannungen und Mantelwellen + +* Fehlen HF-Gleichtaktsignale: Außenleiter zeigt keine hochfrequente Spannung gegenüber Erde +* Bei Gegentaktsignalen bildet sich das elektrische Feld ausschließlich zwischen Innen- und Außenleiter +* Außenwirkung: Die Ströme heben sich auf – keine Mantelwellen +* Mantelwellen hängen direkt mit HF-Spannungen am Außenleiter zusammen + +--- +## Symmetrische Antennen und Außenleiterspannung + +* Bei symmetrischer Antenne weist jeder Dipolschenkel eine Spannung gegenüber Erde auf +* Verbindung der Antennenschenkel mit den Leitern des Koaxialkabels führt zu einer HF-Spannung am Außenleiter + +--- +### Einfluss der Erdung bei Antennen + +* Gut geerdete Antennen (z. B. Groundplane mit abgestimmten oder vergrabenen Radialen) haben nahezu 0 V am Speisepunkt +* Schlecht geerdete Groundplane-Antennen können anfällig für Mantelwellen sein + +--- +## Kontaktlose Einkopplung in den Koax-Schirm + +* Mantelwellen können durch kontaktlose Einkopplung entstehen +* Führt man ein Speisekabel parallel zu einem Dipolschenkel, koppelt das Nahfeld der Antenne in den Koax-Schirm ein + +--- +[question:AG427] + +--- +### Spannungsbalun / Spartransformator + + +[picture:447:a_mantelwellen_spannungsbalun:Aufbau eines Spannungbaluns] + + +* Bei vollständig symmetrischen Antennen kann ein Spannungsbalun die Ströme im Koaxialkabel symmetrieren +* Typischer Spartransformator: Koaxialkabel in der Mitte und am Ende einer Spule angeschlossen, Antenne an beide Enden der Spule + + +--- + + +[picture:447:a_mantelwellen_spannungsbalun:Aufbau eines Spannungbaluns] + + +* Verdopplung der Spannung ($ü = 2$) und Halbierung des Stroms führen zu einer 1:4 Impedanztransformation +* An ein 50 Ohm Koaxialkabel wird idealerweise eine Antenne mit ca. 200 Ohm angeschlossen + + +--- +[question:AG421] + +--- +[question:AG422] + +--- +## Einschränkungen der Mantelwellensperre + + +* Spannungsbalun funktioniert nur, wenn die angeschlossene Antenne tatsächlich symmetrisch ist +* Asymmetrische Belastung kann Mantelwellen begünstigen +* Kontaktlose Einkopplung über die elektromagnetischen Nahfelder bleibt möglich +* Eine zusätzliche Mantelwellensperre mit räumlichem Abstand kann unterstützend wirken + +--- +[question:AG428] + +--- +[question:AG429] diff --git a/contents/slides/mapping.md b/contents/slides/mapping.md new file mode 100644 index 0000000..1ca0c70 --- /dev/null +++ b/contents/slides/mapping.md @@ -0,0 +1,48 @@ +## Mapping in der digitalen Signalverarbeitung + +* Wandelt digitale Daten in spezifische Signalpunkte (Symbole) um +* Entscheidend für Modulationstechniken wie QAM und QPSK +* Ermöglicht die Übertragung der Daten über das Kommunikationssystem + +--- + +## Schritt 1: Binäre Daten in Symbole umwandeln + +* Bei QPSK werden jeweils zwei Bits zu einem Symbol zusammengefasst +* Es ergeben sich 4 mögliche Kombinationen: 00, 01, 10, 11 +* Jede Kombination wird einem bestimmten Signalpunkt zugeordnet + +--- + +## Schritt 2: Phasenvergabe + +* Jedem Symbol wird eine eigene Phase zugewiesen +* Typische Phasen in 90°-Schritten: +* 00 entspricht 0° +* 01 entspricht 90° +* 10 entspricht 180° +* 11 entspricht 270° + +--- style="font-size: smaller;" +## Schritt 3: Mapping auf das Konstellationsdiagramm + + +[picture:697:a_8qam:I-Q-Diagramm für ein 8QAM-Mapping] +Die Darstellung ist für ein 8QAM-Mapping. QPSK im Beispiel entspricht dem äußeren Kreis. + + +* Das Konstellations­dia­gramm stellt die Signalpunkte in einem quadratischen Diagramm dar +* Die X-Achse (*I*n-Phase) und die Y-Achse (*Q*uadratur) zeigen die Amplituden der Signalbestandteile +* Für QPSK liegen die vier Signalpunkte an den Enden eines Quadrats + + +--- + +## Darstellung der QPSK-Symbole + +* 00 bei 0°: Punkt auf der positiven X-Achse +* 01 bei 90°: Punkt auf der positiven Y-Achse +* 10 bei 180°: Punkt auf der negativen X-Achse +* 11 bei 270°: Punkt auf der negativen Y-Achse + +* Die klare Trennung der Phasen erleichtert das Auseinanderhalten der Symbole – auch bei Rauschen diff --git a/contents/slides/mehrwegeausbreitung.md b/contents/slides/mehrwegeausbreitung.md new file mode 100644 index 0000000..44b576b --- /dev/null +++ b/contents/slides/mehrwegeausbreitung.md @@ -0,0 +1,21 @@ + +* Funksignal gelangt auf mehr als einem Weg vom Sender zum Empfänger +* Reflexion an Gebäude, Gelände, Flugzeuge etc. +* Refraktion an Ionossphäre bei Kurzwelle +* Führt zu Interferenz mit Verstärkung oder Auslöschung des Signals + + + +[include:applet_interferenz] + + + +--- + +* Bei zusätzlicher Bewegung (Betrieb im Auto, Brechung am Flugzeug, Veränderung in der Ionosphäre) verändert sich ständig das Summensignal im Empfänger +* Schwankende Signalstärke → *Schwund*, *Fading* oder *QSB* +* Verzerrungen des Signals und schlechtere Verständlichkeit + +--- + +[question:AH222] diff --git a/contents/slides/mehrwertige_verfahren.md b/contents/slides/mehrwertige_verfahren.md new file mode 100644 index 0000000..5b0cd69 --- /dev/null +++ b/contents/slides/mehrwertige_verfahren.md @@ -0,0 +1,73 @@ +--- style="font-size: 0.7em;" + +[picture:701:4ask:Quaternäre Amplitudenumtastung (Quaternary Amplitude-shift Keying)] + +* Viele digitale Modulationsverfahren verwenden mehr als zwei Symbole. +* So funktioniert zum Beispiel die 4-Fach-Amplitudenumtastung (4ASK) mit vier unterschiedlichen Amplituden, 25 %, 50 %, 75 %, 100 % des Maximums. +* So lassen sich zwei Bits zu einem Symbol zusammenfassen und gleichzeitig übertragen. + +--- + +* Dieses Prinzip lässt sich auf die Frequenz- und Phasenumtastung übertragen. +* Eine einfache Phasenumtastung (Binary Phase-Shift Keying, BPSK) verwendet nur zwei verschiedene Phasenlagen und kann daher nur ein Bit gleichzeitig senden. +* Die Quadraturphasenumtastung (Quadrature Phase-Shift Keying, QPSK) hingegen nutzt vier verschiedene Phasenlagen (0 °, 90 °, 180 ° und 270 °) und überträgt somit zwei Bits in jedem Schritt. + +--- +[question:AE402] + +--- + +* Da bei Verfahren wie QPSK mehr als ein Bit pro Symbol übertragen wird, müssen wir mit den Einheiten aufpassen. +* Werden nur zwei Symbole verwendet und somit jedes Bit einzeln gesendet, entspricht die Symbolrate in Baud der Datenrate in Bit/s. +* Werden jedoch mehr Symbole verwendet und somit mehrere Bits gleichzeitig übertragen, ist die Datenrate höher als die Symbolrate. + +--- + +* Die Formel $C = R_{ s } \cdot n$ stellt den Zusammenhang dar: + + +* C → Datenübertragungsrate in Bit/s +* $R_{ s }$ → Symbolrate in Baud +* n → Symbolgröße in Bit/Symbol + + +--- +[question:AA104] + +--- + +Beispiele: + + +*RTTY*: Umschaltung zwischen zwei Symbolfrequenzen, sodass pro Symbol ein Bit (0 oder 1) übertragen werden kann. +→ Datenrate = Symbolrate + + + +*FT4*: Umschaltung zwischen vier Symbolfrequenzen, so dass pro Symbol zwei Bit (00, 01, 10 oder 11) übertragen werden können. +→ Datenrate = 2 $\cdot$ Symbolrate + + +--- +[question:AE405] +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $R_S = 45,45Bd$ +* gegeben: $n=1\frac{Bit}{Symbol}$ +* gesucht: $C$ + + +$C = R_S \cdot n = 45,45Bd \cdot 1 = 45,45\frac{Bit}{s}$ + + +--- +[question:AE406] +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $R_S = 23,4Bd$ +* gegeben: $n=2\frac{Bit}{Symbol}$ +* gesucht: $C$ + + +$C = R_S \cdot n = 23,4Bd \cdot 2 = 46,8\frac{Bit}{s}$ + \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/mischer.md b/contents/slides/mischer.md new file mode 100644 index 0000000..3f538a6 --- /dev/null +++ b/contents/slides/mischer.md @@ -0,0 +1,42 @@ + +* Beim Mischen von zwei Eingangs-Frequenzen entstehen immer zwei Ausgangs-Frequenzen + +$\begin{equation}f_\text{A1} = f_\text{E1} + f_\text{E2}\end{equation}$ +$\begin{equation}f_\text{A2} = |f_\text{E1} - f_\text{E2}|\end{equation}$ + + +[picture:102:e_mischer:Mischer mit zwei Eingangsfrequenzen] + + +Betrag, also nur Wert ohne Minus + + +--- +[question:EF201] +--- +### Lösungsweg + +* Gegeben: $f_{E1} = 21MHz$, $f_{E2} = 31,7MHz$ +* Lösung: + +$\begin{split}f_{A1} &= 21MHz + 31,7MHz\\ &= 52,7MHz\end{split}$ +$\begin{split}f_{A2} &= |21MHz - 31,7MHz|\\ &= |-10,7MHz|\\ &= 10,7MHz\end{split}$ + +--- +[question:EF202] +--- +[question:EF203] +--- +[question:EF204] +--- +[question:EF205] +--- +## Schirmung + +* In der Regel ist nur eine von den beiden Frequenzen erwünscht +* Die unerwünschte Frequenz wird durch Filter beseitigt +* Bis dahin sollte diese Frequenz nicht außerhalb der Mischerstufe zu detektieren sein +* Deshalb wird die Mischerstufe vor Abstrahlungen gut geschirmt, z.B. mit einem Metallgehäuse + +--- +[question:EF206] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/mischer_2.md b/contents/slides/mischer_2.md new file mode 100644 index 0000000..f0c51a9 --- /dev/null +++ b/contents/slides/mischer_2.md @@ -0,0 +1,40 @@ +## Steuerkennlinien + + +[picture:804:mischer_linear_vs_nichtlinear:Linearer Widerstand und nichtlineare Diode] +Steuerkennlinien können linear oder nicht-linear sein + + +* Im linearen Bereich finden keine Verzerrungen statt +* Mathematisches Verhalten wie bei Addition + + +--- +* Im nichtlinearen Bereich bewirkt die Steuerkennlinie die Verzerrung von einem Eingangssignal zu unterschiedlichen Änderungen am Ausgangssignal +* Mathematischen Verhalten wie bei einer Multiplikation +* Deshalb findet im nichtlinearen Bereich immer ein Mischprozess statt +* Mischprodukte erzeugen immer zusätzliche Frequenzen im Ausgangssignal + +--- +[question:AF212] +--- style="font-size: smaller;" +## Ringmischer + + +[picture:805:mischer_ringmischer:Balancemischer, Ringmischer oder auch Ringmodulator] + + +* Am Ausgang eines Mischers soll nur das Mischprodukt erscheinen +* Unerwünschte Mischprodukte und die Eingangssignale sollen maximal unterdrückt werden +* 4 Dioden in Ringschaltung +* Oszillator an U2 schaltet immer zwei Dioden aktiv +* In dieser Zeit kann eine gleichförmige Welle von U1 zum Ausgang gelangen + + +Nicht mit der Brückenschaltung verwechseln! + + +--- +[question:AF213] +--- +[question:AF214] diff --git a/contents/slides/modulationsarten.md b/contents/slides/modulationsarten.md new file mode 100644 index 0000000..81762d2 --- /dev/null +++ b/contents/slides/modulationsarten.md @@ -0,0 +1,18 @@ + +[picture:790:n_schwingung:Schwingung] + + +Eigenschaften einer elektrischen Schwingung: +* Amplitude +* Frequenz + + +Es gibt noch weitere Modulationsarten, die später kommen. Die genauere Beschreibung von AM und FM folgt in den kommenden Abschnitten. Die Folien sind nur kurz zur Übersicht. + +--- +## Amplitudenmodulation (AM) +[picture:905:n_modulationsarten_am:Bei der Amplitudenmodulation (AM) wird die Amplitude einer elektrischen Schwingung verändert.] + +--- +## Frequenzmodulation (FM) +[picture:906:n_modulationsarten_am:Bei der Frequenzmodulation (FM) wird die Schwingungsdauer und somit die Frequenz verändert.] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/modulatoren.md b/contents/slides/modulatoren.md new file mode 100644 index 0000000..00995a3 --- /dev/null +++ b/contents/slides/modulatoren.md @@ -0,0 +1,194 @@ +### Halbleiter-Dioden in Modulatoren + +* Bisher als Gleichrichter bekannt +* NF-Spannung ändert den Diodenwiderstand +* NF-Signal steuert den Diodenstrom +* HF-Signal wird im Takt des NF-Signals moduliert +* Einfachste Variante hat einen Träger und zwei Seitenbänder + +--- +### Diode im Amplitudenmodulator + +[picture:772:a_modulatoren_am_modulator:AM-Modulator] + + +* Eine Diode wird gleichzeitig mit einem NF- und HF-Signal beaufschlagt +* Ein LC-Schwingkreis filtert das Ausgangssignal + + +--- +[question:AD507] + +--- +### Balancemischer zur Trägerunterdrückung +* Vier Dioden in Ring-Anordnung unterdrücken den Träger +* Eine Gegentakt-Schaltung hebt Trägersignale auf +* Es bleiben nur die Seitenbänder übrig +* Bereits als Balancemischer im Kapitel "Mischer II" gezeigt + +--- +### Balancemodulator im SSB-Modulator +* Der Balancemodulator erzeugt ein Doppelseitenband-Signal (DSB) +* Ein Bandpassfilter lässt nur ein Seitenband durch +* Daraus entsteht ein SSB-Signal +* Zwei Stufen sind notwendig +  +--- +[question:AE206] + +--- +[question:AF302] + +--- +### Erkennung eines Balancemischers + +[picture:759:a_modulatoren_dsb:Modulator für AM-Signale mit unterdrücktem Träger] + + +* Ein Dioden-Ring kennzeichnet den Balancemischer +* Es gibt keine vollständige Gegentaktanregung +* Ein Transformator liefert das Äquivalent zu einer Mittelanzapfung + + +--- +[question:AF308] + + +* NF-Modulation wird in den Brückenzweig zwischen T2-Mittelanzapfung und Masse eingespeist +* Das Oszillator-Signal wird über T1 in den Diodenring eingespeist +* Das DSB-Signal wird über T2 ausgekoppelt +* Ohne Modulation liegen die Spannungsteiler auf Masse +* So wird der Träger unterdrückt +* Mit Modulation verschiebt sich das Potential und Strom fließt in T2 +* Das Ausgangssignal entsteht + + +--- +### Trägerunterdrückung und Ausbalancierung + +* Trägerunterdrückung bewirkt die Auslöschung unerwünschter Signale +* Die Modulator-Schaltung muss ausbalanciert sein + +--- +[question:AD510] + +--- +### Justierung im Modulator + + +[picture:762:a_modulatoren_rc_traegerunterdrueckung:$R_1$ und $C_1$ zur Einstellung der Trägerunterdrückung nach Betrag und Phase] + + +* Amplituden werden mit Potis justiert +* Phasen werden mit C-Trimmern eingestellt + + +--- +[question:AF309] + +--- +### Symmetrierung im Modulator + +* Der Modulator wird symmetriert um den Träger zu unterdrücken +* Die Modulations-Seitenbänder bleiben erhalten + +--- +[question:AF304] + +--- +[question:AF303] + +--- +### Zweite Stufe des SSB-Modulators + + +[picture:98:a_modulatoren_blockschaltbild_sender:Blockschaltbild eines Senders] + + +* Hinter dem Balancemodulator folgt die zweite Stufe +* Durch Filterung wird das gewünschte Seitenband gewählt + + +--- +[question:AF305] + +--- +### Quarz-Frequenz und Seitenbandlage + + +[picture:500:a_modulatoren_quarzfilter:Quarzfilter zur Auswahl des Seitenbands] + + +* Quarze bestimmen die Frequenz des unterdrückten Trägers +* Beim LSB liegt der Träger 1,5 kHz über der 9 MHz-Mitte +* Bei maximal 3 kHz NF liegt das LSB 1,5 kHz unter der Mitte +* Für das USB gilt das umgekehrt + + +--- +[question:AF306] + +--- +[question:AF307] +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $f_Q = 9MHz$ +* gegeben: $f_{LSB} = 9,0015MHz$ +* gesucht: $f_{USB}$ + + +$\begin{aligned}f_{USB} &= f_Q - (f_{LSB} - f_Q)\\ &= 9MHz - (9,0015MHz - 9MHz)\\ &= 9MHz - 0,0015MHz\\ &=8,9985MHz\end{aligned}$ + + +--- +### Kapazitäts-Dioden in FM-Modulatoren + + +[picture:155:a_modulatoren_fm_modulator:FM-Modulator mit Varicap] + + +* FM-Modulatoren nutzen Kapazitäts-Dioden +* Die Diode ist Teil eines Oszillator-Schwingkreises +* Die Sperrspannung stellt eine feste Dioden-Kapazität ein +* Ein NF-Signal ändert die Oszillator-Frequenz im Takt + + +--- +[question:AD508] + +--- +### Einfluss der Kapazitäts-Diode + + +[picture:158:a_modulatoren_fm_varicap:Varicap zur Beeinflussung Oszillator-Frequenz] + + +* Die Kapazitäts-Diode beeinflusst die Oszillator-Frequenz +* Sie ist parallel zum Schwingkreis geschaltet + + +--- +[question:AF310] + +--- +### FM-Hub-Begrenzung +* Hohe NF-Spannungen führen zu übermäßigen Frequenzänderungen +* Eine Hub-Begrenzung ist notwendig +* Anti-parallel geschaltete Dioden begrenzen die Spannung auf die Knickspannung + +--- +[question:AD509] + +--- +### Signal‑Analyse einer Diode + +[picture:142:a_modulatoren_regelspannung:Schaltung mit einem Ausgang für eine Regelspannung] + + +* Ein einzelnes Signal weist auf keinen Modulator hin +* Ein Elko am Ausgang zeigt Gleichspannung an + + +--- +[question:AD503] + diff --git a/contents/slides/moegel_dellinger_effekt.md b/contents/slides/moegel_dellinger_effekt.md new file mode 100644 index 0000000..aac592f --- /dev/null +++ b/contents/slides/moegel_dellinger_effekt.md @@ -0,0 +1,15 @@ +* Sonneneruptionen mit Plasma-Flares ionisieren die D-Region +* Hohe Dämpfung der Raumwelle bis 300 MHz +* Totaler Ausfall der Raumwelle für wenige Minuten bis Stunden möglich +* Kann nur tagsüber auftreten +* Besonders stark bei Sonnenfleckenmaximum + + +* Hans Mögel hat den Effekt 1930 in Deutschland beschrieben +* John Howard Dellinger hat den Effekt 1935 in den USA beschreiben + + +--- +[question:EH214] +--- +[question:EH215] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/morsetelegrafie.md b/contents/slides/morsetelegrafie.md new file mode 100644 index 0000000..4e65f6e --- /dev/null +++ b/contents/slides/morsetelegrafie.md @@ -0,0 +1,42 @@ +* Ein- und Ausschalten eines Trägers +* Einführung eines *Morsealphabets* 1838 durch Samuel Morse, optimiert durch Friedrich Clemens Gerke +* Morseprüfung lange Zeit Vorschrift für Funkamateure auf Kurzwelle +* Seit Mitte der 1990er legen Länder fest, ob *Morseprüfung* notwendig ist +* Erst seit 2003 ist die Morseprüfung in Deutschland freiwillig + + +Es gibt Länder in denen weiterhin eine Morseprüfung notwendig ist, wenn diese Betriebsart dort benutzt werden möchte. + + +--- style="font-size: 0.7em;" +| c:  | l:  | c:  | l:  | c:  | l:  | +| A | [morse:a] | K | [morse:k] | U | [morse:u] | +| B | [morse:b] | L | [morse:l] | V | [morse:v] | +| C | [morse:c] | M | [morse:m] | W | [morse:w] | +| D | [morse:d] | N | [morse:n] | X | [morse:x] | +| E | [morse:e] | O | [morse:o] | Y | [morse:y] | +| F | [morse:f] | P | [morse:p] | Z | [morse:z] | +| G | [morse:g] | Q | [morse:q] | Ä | [morse:ä] | +| H | [morse:h] | R | [morse:r] | Ö | [morse:ö] | +| I | [morse:i] | S | [morse:s] | Ü | [morse:ü] | +| J | [morse:j] | T | [morse:t] | ẞ | [morse:ß] | +[table:n_morsetelegrafie_morsecode_buchstaben:Morsecode (Buchstaben)] + +--- style="font-size: 0.7em;" +| c:  | l:  | c:  | l:  | c:  | l:  | +| 0 | [morse:0] | 5 | [morse:5] | / | [morse:/] | +| 1 | [morse:1] | 6 | [morse:6] | . | [morse:.] | +| 2 | [morse:2] | 7 | [morse:7] | , | [morse:,] | +| 3 | [morse:3] | 8 | [morse:8] | ? | [morse:?] | +| 4 | [morse:4] | 9 | [morse:9] | = | [morse:=] | +[table:n_morsetelegrafie_morsecode_ziffern_satzzeichen:Morsecode (Ziffern und Satzzeichen)] + +| l:  | l:  | +| Unterbrechung (BK) | [morse:(BK)] | +| Ende des Durchgangs (AR) | [morse:(AR)] | +| Ende der Sendung (SK) | [morse:(SK)] | +| Korrektur | [morse:(CORRECTION)] | +[table:n_morsetelegrafie_morsecode_spezial:Morsecode (besondere Zeichen, Auswahl)] + +--- +[question:VA304] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/muf_luf_1.md b/contents/slides/muf_luf_1.md new file mode 100644 index 0000000..a7fc310 --- /dev/null +++ b/contents/slides/muf_luf_1.md @@ -0,0 +1,41 @@ +## Maximal Usable Frequency (MUF) + + +* Höchste zwischen zwei Orten verwendbare Frequenz +* Ist abhängig vom Abstrahlwinkel der Antenne +* Und der kritischen Frequenz der Ionosphäre + + +[picture:870:e_muf_winkel:Die Winkel zur Berechnung der MUF] + +--- +### Berechnung der MUF + +$\mathrm{MUF} \approx \dfrac{f_c}{\sin(\alpha)}$ + +$\alpha$ ist der Abstrahlwinkel der Antenne zum Boden +$f_c$ ist die kritische Frequenz bei der senkrecht auf die Ionosphäre auftretende Funkstrahlen von den Regionen gebrochen werden → bei stärkerer Ionisation einer Region steigt die kritische Frequenz + + +* $\sin(\alpha) = 1$ ⇒ $\mathrm{MUF} = f_c$ +* In Klasse E keine Berechnung, nur Verständnisfragen + + +--- +[question:EH204] +--- +[question:EH207] +--- +[question:EH206] +--- +## Lowest Usable Frequency (LUF) + + +* Abhängig von der Ionisierung in der D-Schicht +* Je weniger Dämpfung in der D-Schicht, umso mehr tiefere Funkwellen können diese Schicht durchdringen und an den höheren Schichten reflektieren + + +[picture:731:e_atmosphaeren_schichten:Für den Amateurfunk relevante Schichten in der Atmosphäre] + +--- +[question:EH209] diff --git a/contents/slides/muf_luf_2.md b/contents/slides/muf_luf_2.md new file mode 100644 index 0000000..5b5e34a --- /dev/null +++ b/contents/slides/muf_luf_2.md @@ -0,0 +1,108 @@ +## Höchste brauchbare Frequenz (MUF) + + +* Höchste Frequenz mit der eine Verbindung über die Raumwelle hergestellt werden kann +* Abhängig vom Abstrahlwinkel $\alpha$ + + +[picture:870:e_muf_winkel:Die Winkel zur Berechnung der MUF] + + +--- +[question:AH206] +--- +[question:AH207] +--- +## Kritische Frequenz + + +* Bei 90° Abstrahlwinkel muss das Signal in der Ionosphäre eine 180°-Wendung vollziehen +* Kritische Frequenz $f_c$ bei der das Signal reflektiert wird +* MUF ist größer als $f_c$, da in der Regel nicht senkrecht nach oben gesendet wird + + +[picture:870:e_muf_winkel:Die Winkel zur Berechnung der MUF] + +$\mathrm{MUF} \approx \frac{f_c}{\sin(\alpha)}$ + + + + +Kritische Frequenz wird auch als $f_k$ oder $f_\mathrm{krit}$ angegeben + +--- +[question:AH208] +--- style="font-size: smaller;" +## Optimale Frequenz + +* Kommerzielle Frequenzplanung verwendet eine *Frequency of optimal transmition*, optimale Sendefrequenz +* Frequenz, die auf einem bestimmten Signalweg statistisch an 90% aller Tage eine Funkverbindung erlaubt +* Liegt 15% unter dem monatlichen Mittel der MUF +* $f_{\mathrm{opt}} = \mathrm{MUF}\cdot 0,85$ +* Spielt für Amateurfunk keine große Rolle, da keine dauerhafte Verbindung aufgebaut wird +* Im Amateurfunk wird bis nahe an der MUF gearbeitet + +--- +[question:AH209] +--- +### Lösungsweg + +* gegeben: $\alpha = 45\degree$ +* gegeben: $f_c = 3MHz$ + + +* gesucht: $\mathrm{MUF}$ +* gesucht: $f_{\mathrm{opt}}$ + + + + +$\begin{equation}\begin{split} \nonumber \mathrm{MUF} & \approx \frac{f_c}{\sin(\alpha)}\\&\approx \frac{3MHz}{0,71}\\&\approx 4,2MHz\end{split}\end{equation}$ + + + + +$\begin{equation}\begin{split} \nonumber f_{\mathrm{opt}} &= \mathrm{MUF}\cdot 0,85\\ &= 4,2MHz \cdot 0,85\\ &= 3,6MHz \end{split}\end{equation}$ + + + +--- +## Niedrigste brauchbare Frequenz (LUF) + +Niedrigste Frequenz mit der eine Verbindung über die Raumwelle hergestellt werden kann + +--- +[question:AH210] +--- +[question:AH211] +--- + +## Kritische Frequenz + + +[picture:870:e_muf_winkel:Die Winkel zur Berechnung der MUF] +Wiederholung + + +* Bei 90° Abstrahlwinkel muss das Signal in der Ionosphäre eine 180°-Wendung vollziehen +* Kritische Frequenz $f_c$ bei der das Signal reflektiert wird +* MUF liegt höher als $f_c$, da in der Regel nicht senkrecht nach oben gesendet wird + + + +Kritische Frequenz wird auch als $f_k$ oder $f_\mathrm{krit}$ angegeben + +--- + +* Kritische Frequenz ist je nach ionosphärische Region, dem Ort und der Zeit unterschiedlich +* Separate Angaben je nach Ionosphären-Region möglich +* Formelzeichen: fo +* Ergänzt durch die Schicht, z.B. foF2 + + +fo mit kleinem "o" für ordinary wave + +--- +[question:AH204] +--- +[question:AH205] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/n_blitzschutz.md b/contents/slides/n_blitzschutz.md new file mode 100644 index 0000000..b175069 --- /dev/null +++ b/contents/slides/n_blitzschutz.md @@ -0,0 +1,20 @@ +## Blitzschutz + +* Antennen sind durch direkte Blitzeinschläge gefährdet +* Schutzmaßnahmen nach *anerkannten Regeln der Technik* ergreifen +* Es gibt vom VDE die Norm VDE 0185-305 + + +* VDE: Verband der Elektrotechnik Elektronik und Informationstechnik e. V. +* weltweit tätige Organisation +* geben VDE-Normen zur Unfallverhütung raus +* VDE-Normen sind teuer, aber es gibt Literatur, die die Inhalte der Normen beschreiben + + +--- +## Achtung + +Arbeiten an einem Blitzschutzsystem sollten ausschließlich durch Blitzschutzfachkräfte vorgenommen werden, die über eine entsprechende Ausbildung verfügen! + +--- +[question:VE603] diff --git a/contents/slides/naeherungsformel_1.md b/contents/slides/naeherungsformel_1.md new file mode 100644 index 0000000..d237e23 --- /dev/null +++ b/contents/slides/naeherungsformel_1.md @@ -0,0 +1,73 @@ +## Näherungsformel für Feldstärke + +* Berechnung der elektrischen Feldstärke +* Im Abstand zu einem Strahler +* Bei gegebener Leistung und Gewinn +* Gilt nur im Freiraum
($d > \frac{\lambda}{2\pi}$) + + +$\begin{equation}\begin{split}\nonumber E &= \dfrac{\sqrt{30\Omega \cdot P_A \cdot G_i}}{d}\\ &= \dfrac{\sqrt{30\Omega \cdot P_{\textrm{EIRP}}}}{d} \end{split}\end{equation}$ + + +--- +## Näherungsformel für Abstand + +* Bei gegebener Feldstärke +* Umstellen nach $d$ + + +$\begin{equation}\begin{split}\nonumber d &= \dfrac{\sqrt{30\Omega \cdot P_A \cdot G_i}}{E}\\ &= \dfrac{\sqrt{30\Omega \cdot P_{\textrm{EIRP}}}}{E} \end{split}\end{equation}$ + + +--- +[question:EK108] +--- +### Lösungsweg + +* gegeben: $E = 28\frac{V}{m}$ +* gegeben: $g_d = 7,5dBd$ +* gegeben: $P_S = 100W$ + + +* gegeben: $a_{\textrm{Kabel}} = 1,5dB$ +* gesucht: $P_{\textrm{EIRP}}$ +* gesucht: $d$ + + + + +$\begin{equation}\begin{split} \nonumber P_{\textrm{EIRP}} &= P_S \cdot 10^{\frac{g_d - a + 2,15dB}{10dB}}\\ &= 100W \cdot 10^{\frac{7,5dB - 1,5dB + 2,15dB}{10dB}}\\ &\approx 100W \cdot 6,5\\ &= 650W \end{split}\end{equation}$ + + + + +$\begin{equation}\begin{split} \nonumber d &= \dfrac{\sqrt{30\Omega \cdot P_{\textrm{EIRP}}}}{E}\\ &= \dfrac{\sqrt{30\Omega \cdot 650W}}{28\frac{V}{m}}\\ &\approx 5m \end{split}\end{equation}$ + + + +--- +### Bonusfrage + +Liegen die errechneten 5m nicht im Nahfeld für das 10m-Band aus der Frage? + + +$\begin{equation}\nonumber \begin{split} \nonumber d &> \frac{\lambda}{2\pi}\\ \nonumber 5m &> \frac{10m}{2\pi}\\ \nonumber 5m &\gtrapprox 1,6m \end{split}\end{equation}$ + + +--- +[question:EK106] +--- +### Lösung + +* Personenschutz-Sicherheitsabstand gilt nur im Freiraum +* $d > \frac{\lambda}{2\pi}$ +* 160m-Band: 25,5 m +* 80m-Band: 12,7 m + +--- +[question:EK105] + + +Liegt im Nahfeld, was wir vorher ausgerechnet haben + + diff --git a/contents/slides/naeherungsformel_2.md b/contents/slides/naeherungsformel_2.md new file mode 100644 index 0000000..69f1d1c --- /dev/null +++ b/contents/slides/naeherungsformel_2.md @@ -0,0 +1,181 @@ +## Sicherheitsabstand: Fernfeldberechnung (ohne Kabeldämpfung) + +* Bei ortsfesten Amateurfunkanlagen wird der Sicherheitsabstand mittels Fernfeldformel ermittelt + + +$d=\dfrac{\sqrt{30\,\Omega\cdot P_A\cdot G_i}}{E}$ + + +--- style="font-size: 0.7em;" +#### Zusatzinformation zu Modulationsverfahren in der Sicherheitsabstandberechnung + +* Bei der Anzeige einer ortsfesten Amateurfunkanlage (nach § 9, BEMFV) muss der Umrechnungsfaktor $\textrm{Faktor}_\textrm{FmodPers}$ eingetragen werden +* Dieser Faktor wandelt die angegebene Spitzenleistung (PEP) in die mittlere Leistung um, welche in der Fernfeldformel zur Berechnung des Sicherheitsabstands verwendet wird +* Die meisten Modulationsverfahren haben hierbei den Faktor 1 +* ATV: Faktor 0,38 + + +DIN EN 50413, für Amateurfunk relevant nur ATV mit 0,38 und SATV mit 0,54 + + +--- + +[question:AK106] + +--- style="font-size: smaller;" +#### Lösungsweg + +* gegeben: $E = 28\frac{V}{m}$ +* gegeben: $P_S = P_A = 100W$ + + +* gegeben: $G_i = 1,64$ +* gesucht: $d$ + + + +$\begin{aligned}E &= \frac{\sqrt{30Ω \cdot P_A \cdot G_i}}{d}\\ \Rightarrow d &= \frac{\sqrt{30Ω \cdot P_A \cdot G_i}}{E}\\ &= \frac{\sqrt{30Ω \cdot 100W \cdot 1,64}}{28\frac{V}{m}}\\ &= 2,5m\end{aligned}$ + + +--- +## Sicherheitsabstand: Berücksichtigung der Kabeldämpfung +* Zuerst wird die effektive isotrope Strahlungsleistung (ERIP) berechnet + + +$P_\text{EIRP} = P_S\cdot10^{\frac{g_d - a + 2,15}{10}}$ + + +--- + +[question:AK108] + +--- style="font-size: smaller;" +#### Lösungsweg + +* gegeben: $E = 28\frac{V}{m}$ +* gegeben: $P_S = 300W$ +* gegeben: $a = 0,5dB$ + + +* gegeben: $g_d = 0dBd$ +* gesucht: $d$ + + + + +$\begin{aligned}P_{EIRP} &= P_S \cdot 10^{\frac{g_d -a + 2,15dB}{10dB}}\\ &= 300W \cdot 10^{\frac{0dBd - 0,5dB + 2,15dB}{10dB}}\\ &= 438,7W\end{aligned}$ + + + + +$\begin{aligned}E &= \frac{\sqrt{30Ω \cdot P_{EIRP}}}{d}\\ \Rightarrow d &= \frac{\sqrt{30Ω \cdot P_{EIRP}}}{E}\\ &= \frac{\sqrt{30Ω \cdot 438,7W}}{28\frac{V}{m}}\\ &= 4,10m\end{aligned}$ + + + +--- + +[question:AK109] + +--- style="font-size: smaller;" +#### Lösungsweg + +* gegeben: $E = 28\frac{V}{m}$ +* gegeben: $P_S = 700W$ +* gegeben: $a = 0,5dB$ + + +* gegeben: $g_d = 0dBd$ +* gesucht: $d$ + + + + +$\begin{aligned}P_{EIRP} &= P_S \cdot 10^{\frac{g_d -a + 2,15dB}{10dB}}\\ &= 700W \cdot 10^{\frac{0dBd - 0,5dB + 2,15dB}{10dB}}\\ &= 1023,5W\end{aligned}$ + + + + +$\begin{aligned}E &= \frac{\sqrt{30Ω \cdot P_{EIRP}}}{d}\\ \Rightarrow d &= \frac{\sqrt{30Ω \cdot P_{EIRP}}}{E}\\ &= \frac{\sqrt{30Ω \cdot 1023,5W}}{28\frac{V}{m}}\\ &= 6,26m\end{aligned}$ + + + +--- + +[question:AK110] + +--- style="font-size: smaller;" +#### Lösungsweg + +* gegeben: $E = 28\frac{V}{m}$ +* gegeben: $P_S = 75W$ +* gegeben: $a = 1,5dB$ + + +* gegeben: $g_d = 11,5dBd$ +* gesucht: $d$ + + + + +$\begin{aligned}P_{EIRP} &= P_S \cdot 10^{\frac{g_d -a + 2,15dB}{10dB}}\\ &= 75W \cdot 10^{\frac{11,5dBd - 1,5dB + 2,15dB}{10dB}}\\ &= 1230,4W\end{aligned}$ + + + + +$\begin{aligned}E &= \frac{\sqrt{30Ω \cdot P_{EIRP}}}{d}\\ \Rightarrow d &= \frac{\sqrt{30Ω \cdot P_{EIRP}}}{E}\\ &= \frac{\sqrt{30Ω \cdot 1230,4W}}{28\frac{V}{m}}\\ &= 6,86m\end{aligned}$ + + + +--- + +[question:AK111] + +--- style="font-size: smaller;" +#### Lösungsweg + +* gegeben: $E = 28\frac{V}{m}$ +* gegeben: $P_S = 100W$ +* gegeben: $a = 1,5dB$ + + +* gegeben: $g_d = 10,5dBd$ +* gesucht: $d$ + + + + +$\begin{aligned}P_{EIRP} &= P_S \cdot 10^{\frac{g_d -a + 2,15dB}{10dB}}\\ &= 100W \cdot 10^{\frac{10,5dBd - 1,5dB + 2,15dB}{10dB}}\\ &= 1303,2W\end{aligned}$ + + + + +$\begin{aligned}E &= \frac{\sqrt{30Ω \cdot P_{EIRP}}}{d}\\ \Rightarrow d &= \frac{\sqrt{30Ω \cdot P_{EIRP}}}{E}\\ &= \frac{\sqrt{30Ω \cdot 1303,2W}}{28\frac{V}{m}}\\ &= 7,1m\end{aligned}$ + + + +--- + +[question:AK112] + +--- style="font-size: smaller;" +#### Lösungsweg + +* gegeben: $E = 61\frac{V}{m}$ +* gegeben: $P_S = 40W$ +* gegeben: $a = 2dB$ + + +* gegeben: $g_d = 18dBd$ +* gesucht: $d$ + + + + +$\begin{aligned}P_{EIRP} &= P_S \cdot 10^{\frac{g_d -a + 2,15dB}{10dB}}\\ &= 40W \cdot 10^{\frac{18dBd - 2dB + 2,15dB}{10dB}}\\ &= 2612,5W\end{aligned}$ + + + + +$\begin{aligned}E &= \frac{\sqrt{30Ω \cdot P_{EIRP}}}{d}\\ \Rightarrow d &= \frac{\sqrt{30Ω \cdot P_{EIRP}}}{E}\\ &= \frac{\sqrt{30Ω \cdot 2612,5W}}{61\frac{V}{m}}\\ &= 4,6m\end{aligned}$ + + diff --git a/contents/slides/nahfeld.md b/contents/slides/nahfeld.md new file mode 100644 index 0000000..392529d --- /dev/null +++ b/contents/slides/nahfeld.md @@ -0,0 +1,38 @@ +## Nahfeld und seine Unterteilung + +* Das Nahfeld gliedert sich in das reaktive und das strahlende Nahfeld +* In den meisten Fällen kann das strahlende Nahfeld wie das Fernfeld behandelt werden + +--- +### Reaktives Nahfeld + +* Im reaktiven Nahfeld besteht keine konstante Phasenbeziehung zwischen elektrischer und magnetischer Feldstärke + +--- +[question:AK101] + +--- +## Fernfeld und konstante Phasenbeziehung + +* Eine konstante Phasenbeziehung zwischen elektrischer und magnetischer Feldstärke entsteht erst im Fernfeld +* Das eigentliche Fernfeld beginnt erst bei $4\cdot\lambda$ +* Wird die Fernfeld-Näherungsformel im strahlenden Nahfeld verwendet, ergibt sich eine höhere, konservative Feldstärke +* Dies gilt nicht für magnetische und sehr kurze Antennen + +--- +### Übergang vom reaktiven Nahfeld zum strahlenden Nahfeld + +* Der Übergang ist abhängig von der Wellenlänge +* Erfüllte Bedingung: $d > \frac{\lambda}{2\pi}$ +* Beispiel: Bei $\lambda = 20\,\text{m}$ liegt der Übergang bei ca. $d \approx 3,18\,\text{m}$ + +--- +### Personenschutzabstände im Fernfeld + +* Im Fernfeld kann eine Näherungsformel zur Berechnung von Personenschutzabständen angewendet werden +* Formel: $d = \dfrac{\sqrt{30\,\Omega\cdot P_{\textrm{EIRP}}}}{E}$ +* Gilt für die meisten Antennenformen, wenn $d > \frac{\lambda}{2\pi}$ erfüllt ist +* Bei kleinen Antennen oder Sicherheitsabständen im Nahfeld ist die Formel nicht anwendbar + +--- +[question:AK103] diff --git a/contents/slides/netzgeraet_1.md b/contents/slides/netzgeraet_1.md new file mode 100644 index 0000000..c8d19ce --- /dev/null +++ b/contents/slides/netzgeraet_1.md @@ -0,0 +1,124 @@ + +* Netzgerät wandelt Wechselspannung von 230 V aus der Steckdose in kleinere Gleichspannung um +* Im Amateurfunk wird häufig 13,8 V für Transceiver verwendet + + +[picture:740:n_netzgeraet:Netzgerät] + + +--- + +[question:ND101] + +--- + +[question:ND102] + +--- + +## Schutzkontakt + + +* Beim *Schutzkontaktstecker* gibt es drei Pole +* L- und N-Leiter durch Stifte +* Dort liegt die 230 V-Spanung an +* *Schutzkontakt* ist der dritte Pol +* PE-Leiter durch äußere Schleifkontakte + + +[photo:86:n_schutzkontakt:Schutzkontakt an einer Steckdose und Schukostecker] + + +* Schuko-Stecker haben keinen Verpolschutz für L- und N-Leiter +* "protective earth" — Schutzerdung +* Metallisches Gehäuse wird geerdet +* Durch die Erdung wird eine gefährliche Spannung auf dem Gehäuse ausgeschlossen + + +--- + +[question:ND109] + +--- + +## Gleichspannungsausgang + +[picture:680:n_Netzgeraet_TRX:Anschluss von Netzgerät und TRX] + + +* Ist zweipolig zum Transceiver +* Klemmen sind in der Regel farbig + + + +* Rot für Plus +* Schwarz für Minus +* Polung beachten! + + + + +* Kurzschluss oder Zerstörung des Transceivers möglich +* Leitungen kontrollieren, dann erst einschalten + + +--- + +[question:ND104] + +--- + +[question:ND103] + +--- + +[question:ND105] + +--- + +[question:ND106] + +--- + +[question:ND107] + +--- + +## Feinsicherungen + + +[photo:88:n_feinsicherungen:Feinsicherungen] + + +* Unterbrechen Stromfluss im Fehlerfall (Kurzschluss oder Überlastung) +* Schmelzsicherungen in denen ein dünner Draht schmilzt +* *Durchgebrannte Sicherung* bzw. *thermische Abschaltung* + + +--- + +### Feinsicherungen austauschen + +* Erst die Ursache beheben +* Durch gleichartige ersetzen +* Stromstärke und Auslösecharakteristik + +--- + +### Kenngrößen von Feinsicherungen + +| c: Auslösecharakteristik | c: Kennzeichen | c: Abschaltzeit bei zehnfachem Nennstrom | +| flink | F | max. 30 ms| +| mittelträge | MT | max. 90 ms | +| träge | T | max. 300 ms | +[table:n_feinsicherung:Kenngrößen von Feinsicherungen] + +--- + +### Elektronische Begrenzung + +* In hochwertigen Netzgeräten +* Im Kurzschlussfall wird die Stromstärke begrenzt +* *Kurzschlussstrombegrenzung* +* Kein Austausch von Sicherungen notwendig + diff --git a/contents/slides/nicht_sinus_signale.md b/contents/slides/nicht_sinus_signale.md new file mode 100644 index 0000000..8d2117f --- /dev/null +++ b/contents/slides/nicht_sinus_signale.md @@ -0,0 +1,114 @@ +## Grundwelle und Harmonische + +* Ein ideales sinusförmiges Signal besteht nur aus seiner Grundwelle (1. Harmonische) +* Abweichungen von der Sinusform erzeugen ganzzahlige Vielfache der Grundfrequenz +* Diese Vielfachen nennt man Harmonische + +--- style="font-size: smaller;" +### Darstellung in Frequenzspektrum + + +[picture:869:zusammenhang_oberwellen_harmonische:Zusammenhang zwischen Oberwellen und Harmonischen] + + +* 1. Harmonische = Grundfrequenz +* 2. Harmonische = doppelte Frequenz der Grundfrequenz +* 3. Harmonische = dreifache Frequenz der Grundfrequenz +* Alle Harmonischen werden mit einer Ordnungszahl (n) durchnummeriert + + +Je nach Signalverzerrung entstehen mehr gradzahlige oder ungradzahlige Harmonische. +Rechtecksignale (z. B. durch Verstärkerübersteuerung) enthalten vorrangig ungradzahlige Harmonische. +Sägezahnsignale enthalten überwiegend gradzahlige Harmonische. + + +--- style="font-size: smaller;" +### Oberwellen – Vielfache der Grundfrequenz + + +[picture:595:a_oberwellen:Signal aus Grundschwingung und Oberschwingungen] + + +* Ein nicht ideal sinusförmiges Signal enthält zusätzlich Oberwellen +* Oberwellen sind ganzzahlige Vielfache der Grundfrequenz +* 1. Oberwelle = 2. Harmonische = doppelte Frequenz der Grundfrequenz +* 2. Oberwelle = 3. Harmonische = dreifache Frequenz der Grundfrequenz + + +--- +[question:AB403] + +--- +[question:AB401] + +--- +[question:AB402] + +--- +## Oberwellenanalyse mit dem Spektrumanalysator + +* Auch ein scheinbar sinusförmiges Signal kann nennenswerte Oberwellen enthalten +* Oberwellenanteile werden mit einem Spektrumanalysator gemessen +* Darstellung im Frequenzbereich (Frequency-Domain) +* Amplituden der Oberwellen werden logarithmisch angezeigt + +--- +[question:AI615] + +--- +[question:AI614] + +--- +## Berechnung von Harmonischen und Oberwellen + +* Harmonische Frequenzen = Grundfrequenz × Ordnungszahl (n) +* Oberwellenfrequenzen = Grundfrequenz × (n + 1) + +--- +[question:AJ201] + +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $f = 3,730MHz$ +* gesucht: $f$ der 2. Harmonischen + + +$2 \cdot f = 2 \cdot 3,730MHz = 7,460MHz$ + + +--- +[question:AJ205] + +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $f = 144,690MHz$ +* gesucht: $f$ als 2. ungeradzahlige Harmonische + + +2. ungeradzahlige Harmonische = 3. Harmonische + +$3 \cdot f = 3 \cdot 144,690MHz = 434,070MHz$ + +--- +[question:AJ202] + +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $f = 7,050MHz$ +* gesucht: $f$ als 3. Harmonische + + +$3 \cdot f = 3 \cdot 7,050MHz = 21,150MHz$ + + +--- +[question:AJ206] + +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $f = 144,300MHz$ +* gesucht: mehrere Harmonische + + +$\begin{aligned}2 \cdot 144,300MHz &= 288,600MHz\\ 3 \cdot 144,300MHz &= \bold{432,900MHz}\\ &\vdots\\ 9 \cdot 144,300MHz &= \bold{1298,700MHz}\end{aligned}$ + diff --git a/contents/slides/noise_reduction.md b/contents/slides/noise_reduction.md new file mode 100644 index 0000000..2a8c74a --- /dev/null +++ b/contents/slides/noise_reduction.md @@ -0,0 +1,16 @@ + +* Empfangssignal gestört durch Rauschen oder Impulse +* Schwaches Signal mit Rauschanteilen +* Zündfunken, Schaltnetzteile, Maschinen etc. + + +* Noise Reduction (*NR*) +* → Aktive Differenzierung von Nutzsignal und Rauschen +* Noise Blanker (*NB*) +* → Tastet impulsförmige Störungen aus + + +--- +[question:EF213] +--- +[question:EF214] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/notchfilter.md b/contents/slides/notchfilter.md new file mode 100644 index 0000000..b2b0a3b --- /dev/null +++ b/contents/slides/notchfilter.md @@ -0,0 +1,19 @@ + +* *Notch-Filter* oder Kerbfilter +* Schmalbandiges Filter +* Unterdrückt eine bestimmte NF-Frequenz +* Realisierbar im NF-Bereich oder ZF-Bereich + + +[picture:242:frequenzverlauf_notchfilter:Filtercharakteristik eines Notch-Filters] + + +* Störendes Signal, z.B. Träger ausblenden +* Im ZF-Bereich können stärkere Störsignale wirksamer unterdrückt werden +* Hat dann weniger Einfluss auf die AGC +* Notch-Filter sind im Funkgerät oft anpassbar (Frequenz, Bandbreite, Filtercharakteristik) +* Auch als Auto-Notch-Filter möglich + + +--- +[question:EF216] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/notfunk.md b/contents/slides/notfunk.md new file mode 100644 index 0000000..92d7d9c --- /dev/null +++ b/contents/slides/notfunk.md @@ -0,0 +1,98 @@ +### Dürfen Funkamateure helfen? + +* Ja! Funkamateure dürfen in Not- und Katastrophenfällen durch Übermittlung von Nachrichten für und an Dritte bei der Bewältigung einer Notlage unterstützen. + +--- + +[question:BF103] + +--- + +### Was tun, wenn man eine Notmeldung erhält? + +* Bei einer Notmeldung sollte man zunächst aufmerksam zuhören und alle wichtigen Informationen notieren. + +--- + +[question:BF104] + +--- + +### Was tun, wenn eine Rettungsorganisation sich der Sache annimmt? + +* Wird die Notmeldung von einer Rettungsorganisation beantwortet, hält man sich zurück um den Funkbetrieb nicht zu stören. + +--- + +[question:BF105] + +--- + +### Was tun, wenn zunächst niemand antwortet? + +* Reagiert keine andere Funkstelle, beantwortet man den Ruf und informiert die Polizei oder Rettungsleitstelle. + +--- + +[question:BF106] + +--- + +### Was tun, wenn man die zuständigen Stellen informiert hat? + +* Idealerweise bleibt man erreichbar und gibt Informationen weiter, bis Hilfe eingetroffen ist. + +--- +[question:BF107] + +--- + +### Was ist bei internationaler Beteiligung zu beachten? + +* Bei internationaler Beteiligung nutzt man UTC anstelle von lokaler Zeit. + +--- + +[question:BF108] + +--- + +### Notzeichen + +* Die Notzeichen außerhalb des Amateurfunks sind SOS und Mayday, diese dürfen im Amateurfunk nicht verwendet werden. + + +* Es dürfen Notrufe abgesetzt werden. +* Aber die Notzeichen SOS und MAYDAY sind dem See- und Flugfunk vorbehalten. + + +--- + +[question:VD105] + +--- + +[question:BF101] + +--- + +[question:BF102] + +--- + +### Notfunkfrequenzen + +Die IARU hat für die ITU-Region 1 die folgenden Notfunkfrequenzen in den Bandplänen festgelegt, die für den Notfunkbetrieb frei zu halten sind: +* 3.760 kHz +* 7.110 kHz +* 14.300 kHz +* 18.160 kHz +* 21.360 kHz + + +Zusätzlich werden zum Beispiel bei Erdbeben von lokalen Organisationen weitere Frequenzen in den "Amateurfunkmedien" kommuniziert. + + +--- + +[question:BF109] diff --git a/contents/slides/nur_mit_afu_stellen.md b/contents/slides/nur_mit_afu_stellen.md new file mode 100644 index 0000000..3bc142b --- /dev/null +++ b/contents/slides/nur_mit_afu_stellen.md @@ -0,0 +1,28 @@ +## Funkverkehr nur mit Funkamateuren + +Eine Amateurfunkstation darf nur andere Amateurfunkstationen kontaktieren. + +Es ist unzulässig, mit Funkstellen anderer Funkdienste zu funken. + + +* kein Funkverkehr mit Behörden, Flug- oder Seefunkstellen oder mit einer CB-Funkstelle + + +--- +[question:VC111] +--- +[question:VD703] +--- + +### Nachrichtenübermittlung + +Darüber hinaus ist es auch grundsätzlich unzulässig, Nachrichten von oder an Nicht-Funkamateure zu übermitteln. + +Die einzige Ausnahme sind Not- und Katastrophenfälle. Dann ist es erlaubt Nachrichten von und an Nicht-Funkamateure zu senden. + + +* Beispielsweise dürfen keine Grüße für Angehörige eines Funkamateurs gesendet werden, wenn diese selber keine Funkamateure sind. + + +--- +[question:VC112] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/nvis.md b/contents/slides/nvis.md new file mode 100644 index 0000000..41aad34 --- /dev/null +++ b/contents/slides/nvis.md @@ -0,0 +1,22 @@ +## NVIS – Raumwellenreflexion +* Liegt die Sendefrequenz unter der kritischen Frequenz, wird selbst eine senkrecht nach oben gestrahlte Raumwelle von der Ionosphäre reflektiert. +* Dadurch verschwindet die Tote Zone – ein Effekt, der für Nahverbindungen genutzt werden kann. +* Voraussetzung: Eine Kurzwellenantenne, die in einem möglichst steilen Winkel nach oben strahlt. +* Dieser Effekt wird als *Near Vertical Incidence Skywave (NVIS)* bezeichnet. + +--- +## NVIS – Vorteile im Notfunk +* NVIS-Verbindungen ermöglichen die Überwindung von Hindernissen (z. B. bergiges Gelände), die ansonsten die Bodenwelle blockieren würden. +* Geeignet sind horizontale Dipole, die in einer Aufbauhöhe von maximal einem Viertel der Wellenlänge aufgehängt werden – so wirkt die Erdoberfläche als Reflektor und sorgt für einen Gewinn in Richtung Zenit. + +--- +## NVIS – Antennenaufbau und Optimierung +* Wird ein Horizontal-Dipol zu hoch aufgehängt, führt die Verzögerung bei der Reflektion zu einer Phasenverschiebung. +* → Dadurch kommt es in Richtung Zenit zu teilweiser Auslöschung der reflektierten Welle. +* → Das Ergebnis ist ein Gewinn in flacherer Abstrahlrichtung, was bei NVIS-Kommunikation unerwünscht ist. +* Vertikalantennen sind ungeeignet, da sie ohnehin einen flachen Abstrahlwinkel aufweisen. + +--- +[question:AG125] +--- +[question:AG224] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/ofdm.md b/contents/slides/ofdm.md new file mode 100644 index 0000000..0bc4436 --- /dev/null +++ b/contents/slides/ofdm.md @@ -0,0 +1,29 @@ + +[picture:704:ofdm:Frequenzspektrum eines einfachen OFDM-Signals] + + +* Es ist auch möglich, einen Datenstrom auf mehrere Träger zu verteilen, die auf unterschiedlichen, jedoch nahegelegenen Frequenzen liegen. +* Bei OFDM werden die einzelnen Träger in einem Abstand platziert, wo ein „Übersprechen“ vermieden wird. + + +OFDM: Orthogonal Frequency-Division Multiplexing
+Übersprechen: Gegenseitiges Stören untereinander + + +--- + +* Ein Vorteil dieses Vorgehens liegt darin, dass schmalbandige Störungen nur einen oder wenige Träger stören. +* Im Zusammenspiel mit Fehlerkorrekturverfahren mit redundanter Datenübertragung, ist es so möglich, trotz schmalbandiger Störungen eine fehlerfreie Übertragung zu erreichen. + +--- +[question:AE421] + +--- + +* Ein weiterer Vorteil ergibt sich aus der geringeren Symbolrate jedes einzelnen Trägers. +* Durch die geringere Symbolrate ist die Dauer eines jeden Symbols länger. +* Im Falle zeitlicher Verschiebungen aufgrund von Mehrwegeausbreitung ist der Anteil der Überlagerung zwischen den Signalen entsprechend geringer. + +--- + +[question:AE422] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/offene_sprache.md b/contents/slides/offene_sprache.md new file mode 100644 index 0000000..1815d1d --- /dev/null +++ b/contents/slides/offene_sprache.md @@ -0,0 +1,14 @@ +## Offene Sprache + +Im Amateurfunk darf nur offene Sprache verwendet werden. + +* Keine Verschleierungsverfahren wie geheime Codes +* Zulässig sind digitale Kodierungen, Morsezeichen und Abkürzungen + + +* Aus der Zeit zwischen den Weltkriegen, um den Amateurfunk nicht für kriegerische Informationsübermittlung zu verwenden + + +--- + +[question:VD103] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/offsetspiegel.md b/contents/slides/offsetspiegel.md new file mode 100644 index 0000000..fe640d1 --- /dev/null +++ b/contents/slides/offsetspiegel.md @@ -0,0 +1,10 @@ +## Erregerantenne und Offsetspiegel + +* Parabolspiegel bündelt Welle vor Spiegel +* Erregerantenne im Stahlengang positioniert +* Teilweise Abschattung der Welle +* *Offsetspiegel*: Erregerantenne außerhalb des Strahlengangs +* Meist unterhalb, Paraboloid wird angepasst + +--- +[question:AG127] diff --git a/contents/slides/ohmsches_gesetz.md b/contents/slides/ohmsches_gesetz.md new file mode 100644 index 0000000..1ca0c65 --- /dev/null +++ b/contents/slides/ohmsches_gesetz.md @@ -0,0 +1,95 @@ +Kurze Wiederholung: +* Elektrische Ladungen werden in Spannungesquellen getrennt, wodurch elektrische Spannung entsteht. Buchstabe $U$, Einheit Volt (V). +* Elektrische Spannung sorgt für elektrischen Stromfluss in geschlossenem Stromkreis. Buchstabe $I$, Einheit Ampere (A). +* Verbraucher üben in einem Stromkreis einen Widerstand aus und bremsen den Stromfluß. Buchstabe $R$, Einheit Ohm (Ω). + +--- + +[question:NA203] + +--- + +## Zusammenhang + + +[picture:664:n_ohmsches_gesetz_stromkreis_mit_batterie:Stromkreis mit Batterie] + + +* Spannung 10 V +* Strom 1 mA + + +--- + +* Bei 20 V erhöht sich der Strom auf 2 mA +* Bei 5 V verringert sich der Strom auf 0,5 mA + + +$\dfrac{U}{I} = \dfrac{10 \ \text{V}}{0,001 \ \text{A}} = \dfrac{20 \ \text{V}}{0,002 \ \text{A}} = \dfrac{5 \ \text{V}}{0,0005 \ \text{A}} = 10000 \frac{\text{V}}{\text{A}}$ + + +Proportionalität: $I$ ist proportional zu $U$ mit *Proportionalitätsfaktor* 10000 + + +Der *Proportionalitätsfaktor* ist das zahlenmäßige Verhältnis zweier Größen, die proportional zueinander sind. + + +--- + +## Widerstand + +* Der Proportionalitätsfaktor von 10000 aus dem Beispiel ist der Widerstand $R$ +* Einheit: $1 \ Ω = 1 \frac{\text{V}}{\text{A}}$ +* Der Widerstand aus dem Beispiel beträgt 10000 Ω oder 10 kΩ + +--- + +## Ohmsches Gesetz + +Der Widerstand ist das *Verhältnis von Spannung und Strom* + +$ R = \dfrac{U}{I} $ + + +Der deutsche Physiker *Georg Simon Ohm* hat im Jahre 1826 den Zusammenhang zwischen der elektrischer Spannung, dem elektrischem Strom und dem Widerstand entdeckt. Ihm zu Ehren wird die Formel $ R = \frac{U}{I} $ als Ohmsches Gesetz bezeichnet. + + +--- + +[question:NB505] + +--- + +## Formelumstellung + + +* Spannung und Widerstand bekannt +* Strom unbekannt + +$ I = \dfrac{U}{R} $ + + +* Strom und Widerstand bekannt +* Spannung unbekannt + +$ U = R\cdot I $ + + +* Formeln stehen in Formelsammlung + + +--- + +[question:NB504] + +--- + +[question:NB502] + +--- + +[question:NB503] + +--- + +[question:NB501] diff --git a/contents/slides/oszillator_dds.md b/contents/slides/oszillator_dds.md new file mode 100644 index 0000000..1c7931a --- /dev/null +++ b/contents/slides/oszillator_dds.md @@ -0,0 +1,21 @@ +[picture:438:a_oszillator_dds:Blockschaltung zu Direkte digitale Synthese] + +* Erzeugung periodischer, bandbegrenzter Signale mit hoher Frequenzauflösung +* Stand der Technik zur Signalerzeugung +* Frequenz ist sehr fein einstellbar +* FM und PM kann direkt erzeugt werden + +--- style="font-size: smaller;" +[picture:438:a_oszillator_dds:Blockschaltung zu Direkte digitale Synthese] + +* Taktgenerator mit fester Frequenz lässt einen Adresszähler hochzählen +* Bei Überlauf startet der Adresszähler von vorne +* Aus einer Sinus-Lookup-Table wird ein vordefinierter digitaler Sinuswert herausgegeben +* Dieser Wert wird über ein Register in einem D/A-Wandler in ein analoges Signal umgewandelt + + +Funktionsprinzip nicht prüfungsrelevant, nur das Blockschaltbild ist zu erkennen + + +--- +[question:AD620] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/oszillator_gpsdo.md b/contents/slides/oszillator_gpsdo.md new file mode 100644 index 0000000..f623ce0 --- /dev/null +++ b/contents/slides/oszillator_gpsdo.md @@ -0,0 +1,8 @@ +* Anbindung des Oszillators an ein externes, hochgenaues Referenzsignal +* Primäroszillator OCXO wird über ein hochgenaues Referenzsignal von GPS langzeitstabilisiert +* Kurzzeitstabilität stammt vom OCXO +* Anwendung im GHz-Bereich +* *GPSDO*: GPS Disciplined Oscillator + +--- +[question:AD606] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/oszillator_pll.md b/contents/slides/oszillator_pll.md new file mode 100644 index 0000000..8710190 --- /dev/null +++ b/contents/slides/oszillator_pll.md @@ -0,0 +1,54 @@ +* Stabilisierung eines variablen, potenziell instabilen Oszillators (z.B. VCO) mittels eines stabilen Referenzoszillators +* Phasenvergleich zwischen den beiden Signalen +* Ausgangsfrequenz entspricht der Referenzfrequenz oder einem Vielfachen und bleibt stabil + +--- style="font-size: smaller;" +[picture:45:a_oszillator_pll_pll:Darstellung einer Phasenregelschleife (PLL)] + +* *Phasenvergleicher* vergleicht Phasen von VCO und Referenzoszillator +* *Tiefpassfilter* wandelt Impulse des Phasenvergleichers in Gleichspannung um +* *VCO* erzeugt die Ausgangsfrequenz abhängig von der Gleichspannung aus dem Tiefpassfilter +* *Frequenzteiler* (optional) synchronisiert VCO-Frequenz auf ein Vielfaches der Referenzfrequenz + + +Phasenvergleicher gibt bei Phasenabweichungen Impulse aus, die vom Tiefpassfilter in eine Gleichspannung geglättet werden. Durch die Frequenzänderung am VCO wird die Phasendifferenz schrittweise reduziert. + + +--- +[question:AD701] +--- +[question:AD702] +--- +### Genauigkeit und Stabilität + +* Ist abhängig von der Qualität des Referenzoszillators +* Oft ein Quarzoszillator + +--- +[question:AD705] +--- +### Frequenzteilung und Abstimmbarkeit + +* Frequenzteiler erlaubt die Einstellung der PLL auf verschiedene Frequenzen +* Ausgangsfrequenz ist ganzzahliges Vielfaches der Referenzfrequenz +* Kleinste wählbare Frequenz entspricht dem Referenzoszillator + +--- +[question:AD703] +--- +[question:AD704] +--- style="font-size: 0.7em;" +#### Lösungsweg +* gegeben: $f_{Osc} = 12,5kHz$ +* gegeben: $f_{Out,low} = 12,000MHz$ +* gegeben: $f_{Out,high} = 14,000MHz$ +* gesucht: $:n$ + + +Bei $f_{Out,low} = 12,000MHz$: +$n = \frac{f_{Out,low}}{f_{Osc}} = \frac{12,000MHz}{12,5kHz} = 960$ + + +Bei $f_{Out,high} = 14,000MHz$: +$n = \frac{f_{Out,high}}{f_{Osc}} = \frac{14,000MHz}{12,5kHz} = 1120$ + \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/oszillator_schaltungen.md b/contents/slides/oszillator_schaltungen.md new file mode 100644 index 0000000..a222418 --- /dev/null +++ b/contents/slides/oszillator_schaltungen.md @@ -0,0 +1,75 @@ +* Eines der wichtigsten Schaltungen im Amateurfunk +* Erzeugung von hochfrequenten Schwingungen in Sendern und Empfängern +* Herz eines jeden Funkgeräts + +--- +### Schleifenverstärkung + +* Verstärkerelement, dessen Ausgangssignal wieder auf den Eingang rückgekoppelt wird +* Gleichphasig +* Amplitude mindestens gleich groß → *Schleifenverstärkung größer 1* +* Notwendig für Selbsterregung und hält die Schwingung aufrecht + +--- +[question:AD613] +--- + +[picture:760:a_oszillator_schaltungen_oszillator:Schaltung eines kapazitiv rückgekoppelten Dreipunkt-Oszillators] + + +* Ausgangssignal wird vom Emitter über einen kapazitiven Spannungsteiler auf die Basis zurückgekoppelt +* Frequenz wird durch Schwingkreis in der Basis und den parallel geschalteten kapazitiven Spannungsteiler bestimmt +* Oszillator in Kollektorschaltung + + +Transistorschaltungen kommen etwas später im Kapitel + + +--- +[question:AD614] +--- +[question:AD616] +--- + +[picture:497:a_oszillator_schaltungen_quarzoszillator:Schaltung eines Quarzoszillators in Kollektorschaltung mit Betrieb des Quarzes auf Grundfrequenz] + + +* Schwingkreis durch Quarz ersetzt +* Quarz kann in Grundfrequenz oder auf Harmonische schwingen → Verstärker muss frequenzselektiv z.B. mit Schwingkreis dafür ausgelegt sein + + +Hier ist kein weiterer Schwingkreis vorhanden, also wird der Quarz in Grundfrequenz betrieben + + +--- +[question:AD617] +--- +### Auskopplung des Signals + +* Immer am niederohmigsten Punkt eines Oszillators +* Dadurch wird der Oszillator wenig belastet +* Bei Kollektorschaltung am Emitter des Transistors + +--- +### Pufferstufe + +* Pufferstufe nachschalten +* Entkoppelt den Oszillator von weiteren Schaltungsteilen +* Frequenz wird nicht durch Belastung des Ausgangs beeinflusst +* Pufferstufe ist oft eine Kollektorschaltung (als Emitterfolger) und hat eine hohe Eingangsimpedanz + +--- +[question:AD610] +--- +[question:AD615] +--- +### Messung + +* Eine Messung sollte nach der Pufferstufe durchgeführt werden +* Andernfalls wird der Oszillator durch die parasitären Kapazitäten belastet +* Frequenz wird dadurch beeinflusst + +--- +[question:AD619] +--- +[question:AD618] diff --git a/contents/slides/oszillator_spannungsstabilitaet.md b/contents/slides/oszillator_spannungsstabilitaet.md new file mode 100644 index 0000000..ee64b63 --- /dev/null +++ b/contents/slides/oszillator_spannungsstabilitaet.md @@ -0,0 +1,21 @@ +* Frequenz eines VFOs ist von der Betriebsspannung abhängig +* Verändert Arbeitspunkt von Transistoren +* → Stabilisierung der Betriebsspannung +* → Betriebsspannung unabhängig von anderen Stufen +* → Betriebsspannung gut gefiltert und entkoppelt + +--- +[question:AD612] +--- +[question:AD608] +--- +[question:AD607] +--- +### Chirp + +* Schlechte Spannungsstabilisierung → Impulsartige Frequenzsprünge +* Insbesondere bei der Tastung eines Senders +* Bei CW-Signalen hört sich das wie ein zwitscherndes Geräusch zu Beginn von Zeichen an → *Chirp* + +--- +[question:AD609] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/oszillator_tcxo_ocxo.md b/contents/slides/oszillator_tcxo_ocxo.md new file mode 100644 index 0000000..cafd819 --- /dev/null +++ b/contents/slides/oszillator_tcxo_ocxo.md @@ -0,0 +1,49 @@ +* Oszillatoren haben eine Temperaturabhängigkeit +* Insbesondere Transistoren und Dioden +* Aber auch Kondensatoren, Widerstände und Schwingquarze + +--- +### Thermische Isolation + +* Oszillatoren möglist gut thermisch isolieren +* Großer Abstand zu internen und externen Wärme- und Kältequellen +* Abseits von Luftströmungen + +--- +### Quarzoszillator (XO) + +* Anstatt RC-, LC- oder VCO-Oszillator +* Wesentlich frequenzstabiler durch hohe Güte (Q) +* *XO*: Crystal Oscillator + +--- +### TCXO + +* Quarzoszillator mit Bauelementen zur gegenseitigen Kompensation der thermischen Einflüsse +* *TCXO*: Temperature Compensated Crystal Oscillator + +--- +### OCXO + +* Künstliche Stabilisierung der Umgebungstemperatur +* Thermoisoliertes Gehäuse +* Heizt auf eine bestimmte Temperatur auf +* *OCXO*: Oven Controlled Crystal Oszillator + +--- +[question:AF215] +--- +[question:AD602] +--- +[question:AD603] +--- +[question:AD605] +--- +### Frequenzabweichungen + +* Die Oszillatorfrequenz wird für die Sende- und Empfangsfrequenz oft vervielfacht +* Eine kleine Abweichung der Oszillatorfrequenz führt nach Vervielfachung zu einer hohen Abweichung +* Insbesondere im SHF-Bereich und höheren Frequenzen sehr relevant + +--- +[question:AD604] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/oszillator_vco.md b/contents/slides/oszillator_vco.md new file mode 100644 index 0000000..6326d85 --- /dev/null +++ b/contents/slides/oszillator_vco.md @@ -0,0 +1,27 @@ +* Frequenz des Oszillators ist veränderbar +* Beispielsweise durch Kapazitätsdiode im Schwingkreis → Kapazität wird durch Gleichspannung beeinflusst +* Oszillator wird durch eine Steuerspannung abstimmbar + +--- +[question:AD601] +--- +### Rückkopplung + +* Unerwünschte Rückkopplungen, z.B. vom HF-Signal, führen zur Frequenzinstabilität +* Das gilt für alle Oszillatoren + + + +Ursachen: +* Phasenverschiebung +* Verstärkungsänderungen +* Mischprodukte +* Temperaturänderungen + + + +Ursachen sind nicht prüfungsrelevant + + +--- +[question:AD611] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/oszillatoren.md b/contents/slides/oszillatoren.md new file mode 100644 index 0000000..1306e10 --- /dev/null +++ b/contents/slides/oszillatoren.md @@ -0,0 +1,70 @@ +* Oszillatoren erzeugen eine Wechselspannung +* Es gibt verschiedene Methoden + +--- + +## LC-Oszillator + +* Schwingungserzeugung mit Spule und Kondensator als Schwingkreis +* Ein aufgeladener Kondensator entlädt sich an der Spule +* Eine aufgeladene Spule entlädt sich am Kondensator +* Je nach Wert der Bauteile in einer bestimmten Frequenz + + +[picture:755:e_parallelschwingkreis_cl:Parallelschwingkreis aus Kondensator und Spule] + + +* Der Schwingkreis ist ein ganz wichtiges Thema! +* Die Resonanzfrequenz f0 aus der Formelsammlung ist Klasse A Stoff + + +--- +[question:ED501] +--- + +### Temperaturstabilität + +* Die passiven Bauelemente haben bei veränderlicher Temperatur unterschiedliche Werte + + +* Höhere Frequenz bei *kleinerer* Kapazität oder Induktivität +* Niedrigere Frequenz bei *höherer* Kapazität oder Induktivität + + +* Das ließe sich wunderbar an der Formel für f0 erklären, was aber noch nicht bekannt ist + + +--- +[question:ED502] +--- +[question:ED503] +--- +[question:ED504] +--- +[question:ED505] +--- +[question:EF304] + +--- +## Quarz-Oszillator +* Schwingungserzeugung mit Quarz (Siliziumdioxid SiO2) +* Umgekehrter Piezoelektrischer Effekt an einem Quarzkristall +* Quarz wird mit einem (schlechten) LC-Oszillator zum stabilen Schwingen angeregt +* Bessere Frequenzstabilität + + +Im Englischen mit t: Quartz + + +--- +[question:ED506] +--- +[question:ED507] + +--- +## Abstrahlung +* Vermeiden +* Abschirmung durch Metallgehäuse + +--- +[question:EF207] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/oszilloskop_1.md b/contents/slides/oszilloskop_1.md new file mode 100644 index 0000000..685ac83 --- /dev/null +++ b/contents/slides/oszilloskop_1.md @@ -0,0 +1,90 @@ +## Periode + + +* Dauer einer vollständigen Schwingung +* Wird zur Ermittlung der Frequenz benötigt, z.B. Oszilloskop + + +[picture:790:e_periode_amplitude:Periode und Amplitude in einer Sinusschwingung] + + +--- + +* Periode steht im umgekehrten Verhältnis zur Frequenz +* Formelzeichen T, Einheit Sekunde (s) + + +$T = \dfrac{1}{f} \Rightarrow f = \dfrac{1}{T}$ + +--- + +[include:applet_sinus_amplitude_und_periode] + +--- + +[question:EB408] + +--- + +## Periodendauer ablesen + + +* Kästchen einer ganzen Periode im Nulldurchgang zählen +* Mit der Zeiteinheit multiplizieren +* Bei 8 Kästchen und 2 ms pro Kästchen → 8 × 2 ms = 16 ms + + +[picture:36:e_sinuswelle_oszilloskop:Eine Sinuswelle auf dem Bildschirm eine Oszilloskops] + + +--- +[question:EI301] +--- + +## Frequenz ermitteln + +$f = \dfrac{1}{T}$ + +Erst Periodendauer ermitteln, dann Frequenz ausrechnen + +--- +[question:EB410] + +* Lösungsweg auf der nächsten Folie + +--- +### Lösungsweg + +Eine Periode ist 4 Kästchen lang +$T = 4\cdot 5ms = 20ms$ +$f = \dfrac{1}{T} = \dfrac{1}{20\cdot10^{-3}s} = $ +$0,05\frac{1}{10^{-3}s} = 0,05\cdot10^3Hz = 0,05kHz = 50Hz$ +--- +[question:EI302] +--- +[question:EB409] + +* Lösungsweg auf der nächsten Folie + +--- +### Lösungsweg + +Eine Periode ist 4 Kästchen lang +$T = 4\cdot 3\mu s = 12\mu s$ +$f = \dfrac{1}{T} = \dfrac{1}{12\cdot10^{-6}s} = $ +$0,0833\frac{1}{10^{-6}s} = 0,0833\cdot10^6Hz = 0,0833MHz = 83,3kHz$ +--- +[question:EB411] +--- +## NF-Verzerrungen + +* Manchmal werden Signale ungewollt verformt. +* Das geschieht zum Beispiel, wenn in einen Verstärker eine zu hohe Eingangsspannung eingespeist wird. +* Man sagt dann, der Verstärker ist übersteuert und sein Ausgangssignal verzerrt. +* Das kann mit einem Oszilloskop sichtbar gemacht werden. + + +[photo:215:e_oszilloskop_verzerrt:sinusförmiges Eingangssignal (oben) und verzerrtes Ausgangsignal eines übersteuerten Verstärkers] + +--- +[question:EI304] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/oszilloskop_2.md b/contents/slides/oszilloskop_2.md new file mode 100644 index 0000000..a000b24 --- /dev/null +++ b/contents/slides/oszilloskop_2.md @@ -0,0 +1,86 @@ + +[photo:212:a_oszilloskop:Digitales Oszilloskop] + + +* Zeigt den zeitlichen Verlauf von Spannungen dar +* Misst die Signalform + +--- +[question:AI301] +--- +[question:AI304] +--- +### Pulsbreite + + +[picture:57:e_impuls:Impuls in einem Oszilloskop] + + +Definition: Die Pulsbreite liegt bei 50% des Spitzenwerts + +--- +[question:AI303] +--- +### Trigger + + +[photo:219:a_oszilloskop_x-ablenkung:Ohne Eingangsspannung wandert auf dem Bildschirm eines analogen Oszillokops nur ein Punkt von links nach rechts, hier mit einer Geschwindigkeit von einem Skalenteil pro Sekunde.] + + +* Trigger wertet das anliegende Signal aus +* Z.B. die Spannung 0 von negativ nach positiv durchlaufen +* Dadurch kann bei einer Welle ein stehendes Bild gezeigt werden + +--- +[question:AI302] +--- +### Tastköpfe + + +[photo:223:a_oszilloskop_tastkoepfe:Tastköpfe mit verschiedenen Prüfspitzen. Die Krokodilklemmen wurden für diese Aufnahme abgenommen.] + + +* Zur Messung der Spannung +* Spitze als Haken oder Nadel gebaut +* Bezugsmasse meistens über eine separate Krokodilklemme +* 10:1-Tastköpfe teilen die Spannung auf ein Zehntel + +--- +### Messung mit einem Oszilloskop + +[photo:224:a_oszilloskop_messung:Messung mit einem Tastkopf. Zwischen den Dioden D1 und D2 ist die Prüfspitze zu sehen und weiter links die Krokodilklemme für die Masseverbindung.] +--- +[question:AI305] +--- +### Lösungsweg +* gegeben: $R=50\Omega$ +* gegeben: (aus Darstellung) $\hat{U} = 100V$ +* gesucht: $P_{\textrm{PEP}}$ + + +$\begin{equation}\begin{split} \nonumber P_{\textrm{PEP}} &= \frac{U_{\textrm{eff}}^2}{R} = \frac{(\frac{100V}{\sqrt{2}})^2}{50\Omega}\\ &=\frac{\frac{(100V)^2}{2}}{50\Omega} = \frac{5000V^2}{50\Omega} = 100W \end{split}\end{equation}$ + +--- +[question:AI306] +--- +### Lösungsweg +* gegeben: $R=50\Omega$ +* gegeben: (aus Darstellung mit 10:1-Tastkopf) $\hat{U} = 6V\cdot 10$ +* gesucht: $P_{\textrm{PEP}}$ + + +$\begin{equation}\begin{split} \nonumber P_{\textrm{PEP}} &= \frac{U_{\textrm{eff}}^2}{R} = \frac{(\frac{6V\cdot 10}{\sqrt{2}})^2}{50\Omega}\\ &=\frac{\frac{(60V)^2}{2}}{50\Omega} = 36W \end{split}\end{equation}$ + + +--- +## Impuls + + +* Ein Signal springt von einem Wert auf einen höheren und zu einem späteren Zeitpunkt zurück +* Dauer des Impulses wird von Mitte der ansteigenden Flanke bis zur Mitte der abfallenden Flanke gemessen + + +[picture:57:e_impuls:Impuls in einem Oszilloskop] + +--- +[question:EI303] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/paketvermittelte_netzwerke.md b/contents/slides/paketvermittelte_netzwerke.md new file mode 100644 index 0000000..bd680cb --- /dev/null +++ b/contents/slides/paketvermittelte_netzwerke.md @@ -0,0 +1,72 @@ +* Das Hamnet, das Netzwerk nur für Funkamateure, basiert auf dem Internet-Protokoll (IP). +* Deswegen kann man das Hamnet mit der gleichen Software, die auch für das Internet verwendet wird, nutzen. +* Im einfachsten Fall ist das ein Webbrowser. + +--- + +* Das Internet-Protokoll (IP) weist den beteiligten Computern IP-Adressen zu, damit sie sich gegenseitig erreichen können. +* IP-Adressen werden als vier Dezimalzahlen mit einem Punkt dazwischen geschrieben. Beispiel: 141.17.5.18 +* Jede Dezimalzahl hat eine Länge von 8 Bit, deswegen ist die größtmögliche Zahl 255 (binär: 11111111). + + +Es existieren die Versionen IPv4 und IPv6. Wir befassen uns hier mit der Version 4. + + +--- + +* IP-Adressen sind in einen Netz- und einen Hostanteil aufgeteilt. +* Bei allen Computern, die sich im selben Netzwerk befinden, ist der Anfang der IP-Adressen gleich, diesen Anfang nennt man Netzanteil. +* Der Netzanteil ist unterschiedlich groß, je nachdem wie viele Computer (Hosts) im Netzwerk verwaltet werden sollen. + +--- + +Beispiele: + + *10*.100.234.22 (kleiner Netzanteil, großer Hostanteil) + + *192.168.1*.252 (großer Netzanteil, kleiner Hostanteil) + +Dieses Prinzip kennt man vom Telefonnetz. Die großen Städte haben kürzere Vorwahlen als kleine Städte. + +--- + +[picture:699:netzmaske:IPv4-Adresse und Netzmaske in Dezimal- und Dualschreibweise] + +* Eine Subnetzmaske gibt die Aufteilung einer IP-Adresse in Netz- und Hostanteil an, indem sie alle Bits des Netzanteils als 1 darstellt. + +--- + +* Es zwei Möglichkeiten dieses niederzuschreiben, Beispiel für einen Netzanteil von 24: +* 255.255.255.0, was binär 11111111.11111111.11111111.00000000 ist. +* Die Schreibweise mit dem Schrägstrich, zum Beispiel 192.168.111.90/24 + + +Die Zahl hinter dem Schrägstrich gibt die Anzahl der Einsen in der Subnetzmaske an. + + +--- + +[picture:706:netzwerk:Ausschnitt aus einer Netzwerk-Infrastruktur] + +* Netzwerkgeräte können nur innerhalb ihres eigenen lokalen Netzwerks direkt miteinander kommunizieren. + +--- data-transition="none" + +[picture:706:netzwerk:Ausschnitt aus einer Netzwerk-Infrastruktur] + +* Man erkennt sie daran, dass sich aus ihrer eigenen IP-Adresse und Subnetzmaske derselbe Netzanteil ergibt wie beim Partner. + +--- data-transition="none" + +[picture:706:netzwerk:Ausschnitt aus einer Netzwerk-Infrastruktur] + +* In allen anderen Fällen schicken sie die Daten an einen Router. Das ist eine Zwischenstation, die zwei oder mehr Netzwerke miteinander verbindet, um die Datenpakete weiterzuleiten. + +--- +[question:EE412] + +--- +[question:EE414] + +--- +[question:EE413] diff --git a/contents/slides/parabolspiegel_1.md b/contents/slides/parabolspiegel_1.md new file mode 100644 index 0000000..de1927f --- /dev/null +++ b/contents/slides/parabolspiegel_1.md @@ -0,0 +1,32 @@ +## Mikrowellen + +* Frequenzen zwischen 1 GHz und 300 GHz +* Wellenlänge von Millimetern bis wenigen Dezimetern +* Können von Metallen reflektiert werden + + +* Hat also nichts mit dem Einheitenvorsatz "Mikro-" zu tun + +--- +## Parabolspiegel + + +* Parabolisch geformte Metalloberfläche oder engmaschiges Gitter +* Parallel einfallende Wellen werden auf einem Punkt vor dem Spiegel gebündelt + + +[picture:850:e_parabolspiegel_funktion:Funktionsweise eines Parabolspiegels] + +--- +[question:EG113] +--- +### Beugungseffekt + +* Durch die Welleneigenschaften kommt es zu Beugungseffekten +* Bündelung kommt nicht genau in einem Punkt zustande +* Abweichung kann durch Größe der Schüssel kompensiert werden +* Gewinn wird dadurch erhöht +* Optimal: Einige Wellenlängen oder mehr + +--- +[question:EG114] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/parasitaere_schwingungen.md b/contents/slides/parasitaere_schwingungen.md new file mode 100644 index 0000000..0157069 --- /dev/null +++ b/contents/slides/parasitaere_schwingungen.md @@ -0,0 +1,30 @@ +## Parasitäre Schwingungen in HF-Leistungsverstärkern + +* Entstehen durch unerwünschte Rückkopplungen +* Ursachen: Kapazitive oder induktive Kopplungen zwischen Elementen +* Keine direkte Verbindung zur Betriebsfrequenz des Senders +* Äußern sich durch Leistungsschwankungen beim Abstimmen des Senders (TX-Anzeige) + +--- +[question:AJ212] + +--- +[question:AJ213] + +--- style="font-size: 0.7em;" +### Maßnahmen zur Unterdrückung parasitärer Schwingungen + + +[picture:767:a_parasitaere_schwingungen_parallelwiderstand:Parallel-Widerstand am Transformatur zur Verhinderung von parasitären Schwingungen] + + +* In VHF-Sendern: Ferrit-Perlen am Emitter des Leistungstransistors (nah am Transistor) +* In breitbandigen Kurzwellen-Endstufen: Parallel-Widerstand am Transformator zur Bedämpfung +* Ziel: Verringerung der Schwingneigung des Verstärkers + + +--- +[question:AJ217] + +--- +[question:AF416] diff --git a/contents/slides/parbolspiegel_2.md b/contents/slides/parbolspiegel_2.md new file mode 100644 index 0000000..45b38a9 --- /dev/null +++ b/contents/slides/parbolspiegel_2.md @@ -0,0 +1,112 @@ +## Erregerantennen im Parabolspiegel + +[picture:850:a_parabolspiegel_schnitt:Schnitt durch einen Parabolspiegel mit Antenne] + + +* Im Punkt vor dem Parabolspiegel werden die Erregerantennen platziert +* Helixantennen, die eine zirkulare Polarisation erzeugen, eignen sich besonders für den Mikrowellenbereich + + +--- +## Hornstrahler und Hohlleiter + +Bild eines Hornstrahlers folgt + + +* Hornstrahler können mit einem Hohlleiter gespeist werden +* In Hohlleitern, also Metallrohren, wird die Mikrowellenenergie durch Reflexion an den Außenwänden geführt + + +--- +## Hohlleiter im Detail + +* Hohlleiter leiten Mikrowellen, indem sie diese an ihren metallischen Außenwänden reflektieren +* Dadurch gelangt die Welle in ein Horn, aus dem sie abgestrahlt oder in den Hohlleiter eingespeist wird + +--- +[question:AG225] +--- +## Gewinn eines Parabolspiegels + +$g_i = 10 \cdot \log_{10}{(\frac{\pi \cdot d}{\lambda})^2} \cdot \eta\,dB$ + +* Berechnung mit der Formel in der Formelsammlung +* Abhängig vom Durchmesser +* Üblicherweise sehr hoher Gewinn + +--- +[question:AG226] +--- +#### Lösungsweg + +* gegeben: $d = 30cm$ +* gegeben: $\eta_{eff} = 1$ + + +* gegeben: $f = 5,7GHz$ +* gesucht: $g_i$ + + + +$\lambda = \frac{c}{f} = \frac{3\cdot 10^8\frac{m}{s}}{5,7GHz} = 0,053m$ + + +$\begin{aligned}g_i &= 10 \cdot \log_{10}{(\frac{\pi \cdot d}{\lambda})^2} \cdot \eta\,dB\\ &= 10 \cdot \log_{10}{(\frac{\pi \cdot 0,3m}{0,053m})^2} \cdot 1dB\\ &= 25,1dBi\end{aligned}$ + +--- +[question:AG227] +--- +#### Lösungsweg + +* gegeben: $d = 80cm$ +* gegeben: $\eta_{eff} = 1$ + + +* gegeben: $f = 5,7GHz$ +* gesucht: $g_i$ + + + +$\lambda = \frac{c}{f} = \frac{3\cdot 10^8\frac{m}{s}}{5,7GHz} = 0,053m$ + + +$\begin{aligned}g_i &= 10 \cdot \log_{10}{(\frac{\pi \cdot d}{\lambda})^2} \cdot \eta\,dB\\ &= 10 \cdot \log_{10}{(\frac{\pi \cdot 0,8m}{0,053m})^2} \cdot 1dB\\ &= 33,6dBi\end{aligned}$ + +--- +[question:AG228] +--- +#### Lösungsweg + +* gegeben: $d = 80cm$ +* gegeben: $\eta_{eff} = 1$ + + +* gegeben: $f = 10,4GHz$ +* gesucht: $g_i$ + + + +$\lambda = \frac{c}{f} = \frac{3\cdot 10^8\frac{m}{s}}{10,4GHz} = 0,029m$ + + +$\begin{aligned}g_i &= 10 \cdot \log_{10}{(\frac{\pi \cdot d}{\lambda})^2} \cdot \eta\,dB\\ &= 10 \cdot \log_{10}{(\frac{\pi \cdot 0,8m}{0,029m})^2} \cdot 1dB\\ &= 38,8dBi\end{aligned}$ + +--- +[question:AG229] +--- +#### Lösungsweg + +* gegeben: $d = 120cm$ +* gegeben: $\eta_{eff} = 1$ + + +* gegeben: $f = 10,4GHz$ +* gesucht: $g_i$ + + + +$\lambda = \frac{c}{f} = \frac{3\cdot 10^8\frac{m}{s}}{10,4GHz} = 0,029m$ + + +$\begin{aligned}g_i &= 10 \cdot \log_{10}{(\frac{\pi \cdot d}{\lambda})^2} \cdot \eta\,dB\\ &= 10 \cdot \log_{10}{(\frac{\pi \cdot 1,2m}{0,029m})^2} \cdot 1dB\\ &= 42,3dBi\end{aligned}$ + \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/persoenliche_rufzeichen.md b/contents/slides/persoenliche_rufzeichen.md new file mode 100644 index 0000000..acda51b --- /dev/null +++ b/contents/slides/persoenliche_rufzeichen.md @@ -0,0 +1,89 @@ +* Am häufigsten vergeben +* In Deutschland gibt es drei Zulassungsklassen + +1. Klasse N (Entry Level License) +2. Klasse E (Novice) +3. Klasse A (Advanced) + +* Die Klasse ist am Präfix und der Ziffer erkennbar + + +* In anderen Ländern - aber nicht allen - gibt es ähnliche Systeme + +--- + + +| l: Klasse | X: Präfix und Ziffer | +| Klasse N | DN9 | +| Klasse E | DO1 - DO9 | +| Klasse A | DB1 - DD9 | +| | DF1 - DH9 | +| | DJ1 - DM9 | +[table:n_persoenliche_rufzeichen_praefixe:Präfixe und Ziffern für personengebunde Rufzeichen] + + +| l: Klasse | X: Rufzeichen | +| Klasse N | DN9AAA, DN9BB | +| Klasse E | DO2AAA, DO2BB | +| Klasse A | DL3AAA, DL3BB | +[table:n_persoenliche_rufzeichen_beispiele:Beispiele für personengebunde Rufzeichen] + + +--- +[question:BD105] +--- +[question:BD106] +--- +[question:BD104] +--- +## Zulassung + +* Nach bestandener Prüfung Antrag bei BNetzA stellen auf *Zulassung zur Teilnahme am Amateurfunkdienst* +* Darauf kommt die Zulassungsurkunde mit persönlichem Rufzeichen +* Erst danach darf Funkbetrieb aufgenommen werden +* Die Zulassung ist nicht übertragbar + + +* Bei manchen Prüfungsstandorten kann die Zulassungsurkunde direkt nach der Prüfung ausgehändigt werden +* Aktuell: Dortmund und bei der Messe HAM RADIO in Friedrichshafen +* Maßgeblich ist die Eintragung in der Rufzeichenliste + +--- +[question:VC107] +--- +## Wunschrufzeichen + +* Auf dem Antrag können Wunschrufzeichen angegeben werden +* In der [Rufzeichenliste der BNetzA](https://50ohm.de/rzl) oder in der [Webabfrage der BNetzA](https://50ohm.de/rza) nach freien Rufzeichen schauen +* Es gibt keinen Anspruch auf die Zuteilung eines bestimmten Rufzeichens +* Ohne Wunschrufzeichen wählt die BNetzA ein Rufzeichen aus + + +* Eventuell mehrere Rufzeichen angeben +* Rufzeichen können zwischenzeitlich zugeteilt worden sein + + +--- indepth +### Auswahl von Rufzeichen + +* Kurzschreibweise des Namens +* Initialen +* Gute Verständlichkeit beim Sprechen +* Einfache Morsetelegrafie +* Wortwitz + +--- +[question:VD208] +--- +## Änderung von Rufzeichen + +* In der Regel ändert die BNetzA ein Rufzeichen nicht +* Bei Änderungen von Regularien oder Zulassungsklassen kann es notwendig werden +* Bei Stellung eines neuen Antrags auf Zulassung zum Amateurfunkdienst wird ein neues Rufzeichen vergeben + + +* Beispiel: DDR-Rufzeichen-Wechsel +* Ausbildungsrufzeichen DN1-8 werden in Zukunft eingezogen + +--- +[question:VC117] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/personenschutzabstand.md b/contents/slides/personenschutzabstand.md new file mode 100644 index 0000000..e010989 --- /dev/null +++ b/contents/slides/personenschutzabstand.md @@ -0,0 +1,50 @@ +* Elektromagnetische Felder können eine Auswirkung auf Menschen haben, die sich darin aufhalten +* Es darf zu keiner Gefährdung von Menschen durch Amateurfunkanlagen kommen +* *Jeder Funkamateur* muss sich mit dem *Personenschutz in elektromagnetischen Feldern* auskennen + + +Schutz insbesondere für Träger von aktiven Körperhilfen wie Herzschrittmacher oder Insulinpumpe + + +--- +[question:NK201] + +--- +## EMVU + +Der Betreiber der ortsfesten Amateurfunkstelle ist für die Sicherstellung der "elektromagnetischen Verträglichkeit in der Umwelt" (EMVU) verantwortlich. + + +* Grenzwerte müssen eingehalten werden +* Wo die Grenzwerte stehen, kommt gleich + + +--- +[question:VE501] + +--- + +[question:VE502] + +--- +## BIm-SchV und BEMFV + +* Grenzwerte finden sich in der "26. Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes" (26. BIm-SchV) und in der "Verordnung über das Nachweisverfahren zur Begrenzung elektromagnetischer Felder" (BEMFV) +* In der Verordnung über das "Nachweisverfahren zur Begrenzung elektromagnetischer Felder" (BEMFV) ist das Anzeigeverfahren beschrieben +* *Funkamateur stellt vor Inbetriebnahme eigenständig sicher und dokumentiert, dass keine Gefährdung für Personen besteht* + + +* Funkamateure genießen als einzige Gruppe das Privileg, dieses Verfahren selbstständig durchzuführen. Alle anderen Betreiber von Funkstellen müssen kostenpflichtig die BNetzA in Anspruch nehmen. +* Wie das geht, wird in den nächsten Abschnitten erklärt + +--- +[question:VE505] + +--- +[question:VE503] + +--- +[question:VE504] + +--- +[question:VE511] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/personenschutzabstand_2.md b/contents/slides/personenschutzabstand_2.md new file mode 100644 index 0000000..e2f311e --- /dev/null +++ b/contents/slides/personenschutzabstand_2.md @@ -0,0 +1,20 @@ +## Personenschutzgrenzwerte + +* Müssen ab einer EIRP von 10 W nachgewiesen werden +* Trotz kleiner Leistung kann es einen hohen Antennengewinn geben +* Dann besteht eine Pflicht zur Nachweisführung + +--- +[question:EK104] +--- +## Sicherheitsabstand + +* Bewertungsverfahren nach BEMFV (Verordnung über das Nachweisverfahren zur Begrenzung elektromagnetischer Felder) +* Fernfeldberechnung ist für das Fernfeld möglich +* Fernfeld bildet sich bei Dipolen in einem Abstand von etwa bei 4λ aus +* Bei Berechnung mit der Fernfeldnäherung gilt der Sicherheitsabstand von jedem Punkt der Antenne + +% TODO: Erklärung für die folgende Frage ist nicht schlüssig + +--- +[question:EK107] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/personenschutzabstand_3.md b/contents/slides/personenschutzabstand_3.md new file mode 100644 index 0000000..bd998da --- /dev/null +++ b/contents/slides/personenschutzabstand_3.md @@ -0,0 +1,127 @@ +## Feldwellenwiderstand und Feldstärken +* Feldwellenwiderstand im Vakuum: +* $Z_{F0} = \sqrt{\dfrac{\mu_0}{\varepsilon_0}}$ +* $\mu_0$ ist die magnetische Feldkonstante, $\varepsilon_0$ die elektrische Feldkonstante +* Magnetische Feldstärke wird über $\mu_0$, magnetische Flussdichte und Magnetisierung berechnet + +--- + +* In einem Medium (z. B. Luft) gilt: +* $Z_{F} = \sqrt{\dfrac{\mu}{\varepsilon}}$ +* Elektrische und magnetische Feldstärke hängen vom Wellenwiderstand des Mediums ab + +--- +[question:AK102] + +--- +### Leistung am Einspeisepunkt der Antenne + +* Antenneneingangsleistung ergibt sich aus der Sendeleistung abzüglich der Kabeldämpfung +* Kabelverluste werden als Dämpfungsfaktor (z. B. 10 dB → 0,1) berücksichtigt +* Formel: $P_{Ant} = D \cdot P_{Sender}$ + +--- +[question:AK104] + +--- +## Maximale Sendeleistung gemäß BEMFV + +* Sicherheitsabstand muss im Fernfeld liegen: + + +$d > \dfrac{\lambda}{2\pi}$ + + +--- + +[question:AK107] + +--- style="font-size: smaller;" +#### Lösungsweg + +* gegeben: $g_d = 6dBd$ +* gegeben: $E = 28\frac{V}{m}$ + + +* gegeben: $d = 5m$ +* gesucht: $P_S$ + + + + +$\begin{aligned}E &= \frac{\sqrt{30Ω \cdot P_{EIRP}}}{d}\\ \Rightarrow P_{EIRP} &= \frac{(E \cdot d)^2}{30Ω}\\ &= \frac{(28\frac{V}{m} \cdot 5m)^2}{30Ω}\\ &= 653W\end{aligned}$ + + + + +$\begin{aligned}P_{EIRP} &= P_S \cdot 10^{\frac{g_d - a + 2,15dB}{10dB}}\\ \Rightarrow P_S &= \frac{P_{EIRP}}{10^{\frac{g_d - a + 2,15dB}{10dB}}}\\ &= \frac{653W}{10^{\frac{6dBd - 0 + 2,15dB}{10dB}}}\\ &= \frac{653W}{6,53}\\ &\approx 100W\end{aligned}$ + + + +--- + +[question:AK113] + +--- style="font-size: smaller;" +#### Lösungsweg + +* gegeben: $g_i = 12,15dBi$ +* gegeben: $P_A = 250W$ + + +* gegeben: $d = 30m$ +* gesucht: $E$ + + + + +$\begin{aligned}G_i &= 10^{\frac{g_i}{10dB}}\\ &= 10^{\frac{12,15dBi}{10dB}}\\ &= 16,4\end{aligned}$ + + + + +$\begin{aligned}E &= \frac{\sqrt{30Ω \cdot P_A \cdot G_i}}{d}\\ &= \frac{\sqrt{30Ω \cdot 250W \cdot 16,4}}{30m}\\ &= \frac{350V}{30m}\\ &\approx 11,7\frac{V}{m}\end{aligned}$ + + + +--- + +[question:AK114] + +--- style="font-size: smaller;" +#### Lösungsweg +* gegeben: $P_{ERP} = 100W$ +* gegeben: $d = 100m$ +* gesucht: $E$ + + + +$\begin{aligned}P_{EIRP} &= P_{ERP} \cdot 1,64\\ &= 100W \cdot 1,64\\ &= 164W\end{aligned}$ + + + + +$\begin{aligned}E &= \frac{\sqrt{30Ω \cdot P_{EIRP}}}{d}\\ &= \frac{\sqrt{30Ω \cdot 164W}}{100m}\\ &= 0,7\frac{V}{m}\end{aligned}$ + + + +--- + +[question:AK115] + +--- style="font-size: smaller;" +#### Lösungsweg +* gegeben: $P_{ERP} = 100W$ +* gegeben: $d = 100m$ +* gesucht: $E$ + + + +$\begin{aligned}P_{EIRP} &= P_{ERP} \cdot 1,64\\ &= 100W \cdot 1,64\\ &= 164W\end{aligned}$ + + + + +$\begin{aligned}E &= \frac{\sqrt{30Ω \cdot P_{EIRP}}}{d}\\ &= \frac{\sqrt{30Ω \cdot 164W}}{100m}\\ &= 0,7\frac{V}{m}\end{aligned}$ + + diff --git a/contents/slides/personenschutzabstand_grenzwerte.md b/contents/slides/personenschutzabstand_grenzwerte.md new file mode 100644 index 0000000..8f0bccd --- /dev/null +++ b/contents/slides/personenschutzabstand_grenzwerte.md @@ -0,0 +1,62 @@ +* Der menschliche Körper kann [hochfrequente Strahlung absorbieren](https://50ohm.de/bfs) +* Die Strahlung wird dabei in Wärme umgewandelt +* Thermoregulation des Körpers schafft begrenzt einen Ausgleich + +--- + + +Eindringtiefe der Strahlung: +* MHz ca. 10-30 cm +* GHz wenige cm +* >10 GHz ca. < 1 mm + + +* Resonanz bei $\textrm{Körpergröße} \approx \frac{\lambda}{2}$ +* Hohe Aufnahme von Strahlungsenergie bei Resonanz +* Deshalb sind die *Feldstärkegrenzwerte* für den Schutz von Personen in elektromagnetischen Feldern *von der Frequenz abhängig* + + +--- + +[question:EK101] + +--- + +## Zeitbezug + +* In der "26. Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes" wird ein zeitlicher Bezug zur Einhaltung der Feldstärke-Gernzwerte hinzugefügt +* Es muss nach drei Fällen für Grenzwerte unterschieden werden + +--- +### 6-Minuten-Intervalle +* Da nicht ständig gesendet wird, Verwendung des quadratischen Mittels der Feldstärke (V/m) über 6 Minuten +* Grenzwerte sind frequenzabhängig +* z.B. 28 V/m bei 14 MHz +* Berechnung erfolgt mit Näherungsformel (im nächsten Abschnitt) + +--- +### Momentaner Spitzenwert +* Maximaler momentaner Spitzenwert +* Elektrische Feldstärke in kV/m +* Grenzwerte sind bis 10 MHz frequenzabhängig +* z.B. 0,083 kV/m bei 3,5 MHz + +--- +### Gepulste Felder +* Schnelles Ein- und Ausschalten +* Als Faktor für den momentanen Spitzenwert oder das 6-Minuten-Intervall +* Grenzwerte sind frequenzabhängig +* z.B. 32-fache des 6-Minuten-Intervalls bei 14 MHz + +--- + +[question:EK102] + +--- +## Körperhilfen +* Aktive Körperhilfen (z.B. Herzschrittmacher) dürfen nicht in elektrische Felder gebracht werden, deren Stärke die Grenzwerte der aktiven Körperhilfe überschreiten +* Der Grenzwert ist hier immer der maximale Momentanwert + +--- + +[question:EK103] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/personenschutzabstand_richtantennen.md b/contents/slides/personenschutzabstand_richtantennen.md new file mode 100644 index 0000000..a752fb4 --- /dev/null +++ b/contents/slides/personenschutzabstand_richtantennen.md @@ -0,0 +1,22 @@ +## Winkeldämpfung bei Richtantennen + +[picture:950:a_richtantenne_personenschutz:In einem Winkel von 40° unterhalb der Achse der Hauptstrahlungskeule ist die Strahlungsleistung 6 dB geringer als bei dem Winkel 0°.] + + +* In der Mitte der Strahlungskeule wird die maximale Leistung abgestrahlt; in anderen Richtungen (z. B. 40° unterhalb) ist sie um 6 dB (Faktor 0,25) geringer + +--- +* Wird nur ein Viertel der maximalen Strahlungsleistung angesetzt, so reduziert sich der Sicherheitsabstand um den Faktor $ \sqrt{1/4}=1/2 $ +* Formel: $ E=\dfrac{\sqrt{30\,\Omega\cdot P_\textrm{EIRP}}}{d} $ umgestellt zu $ d=\dfrac{\sqrt{30\,\Omega\cdot P_\textrm{EIRP}}}{E} $ +* Beispiel: Ein Sicherheitsabstand von 20 m verringert sich auf 10 m bei 1/4 der Strahlungsleistung + +--- +[question:AK105] + +--- +#### Lösungsweg + +* Bei Sicherheitsabständen ist die dort befindliche elektrische Feldstärke $E$ in $\frac{U}{m}$ entscheidend. +* An der zweiten Position liegt eine um 6dB geringere Spannung vor, also die halbe Spannung +* Dadurch kann der Sicherheitsabstand um die Hälfte von 20m auf 10m verringert werden + diff --git a/contents/slides/phase.md b/contents/slides/phase.md new file mode 100644 index 0000000..4e719af --- /dev/null +++ b/contents/slides/phase.md @@ -0,0 +1,19 @@ +### Sinusförmige Wechselspannung + +[picture:878:a_phasenwinkel_zeit:Phasenwinkel in Grad und Bogenmaß oder Periodendauerangabe] + + +* Erzeugung durch drehende Spule in einem Magnetfeld +* Für eine Umdrehung wird eine bestimmte Zeit benötigt +* Zu jedem Zeitpunkt steht die Spule in einem bestimmten Winkel → *Phasenwinkel* + +--- +[question:AB302] +--- +### Phasenverschiebung + +* Schaltungen mit Kondensatoren, Spulen und Widerständen +* *Phasenverschiebung* zwischen anliegender sinusförmiger Wechselspannung und fließendem sinusförmigen Wechselstrom + +--- +[question:AB303] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/photovoltaik.md b/contents/slides/photovoltaik.md new file mode 100644 index 0000000..3aac423 --- /dev/null +++ b/contents/slides/photovoltaik.md @@ -0,0 +1,46 @@ + +[picture:938:a_photoelement:Schaltzeichen Photoelement (Solarzelle)] +[picture:958:monokristalline Silizium Solarzelle:Aufbau einer monokristallinen Silizium Solarzelle] + + +* Solarzelle wandelt optische Strahlungsenergie in elektrische Energie um +* Grundsätzlicher Aufbau wie in einer Diode +* Durch die Strahlungsenergie werden Elektronen freigesetzt +* Bei Anschluss eines elektrischen Verbrauchers können diese fließen + +--- +[question:AB212] +--- style="font-size: 0.7em;" +### Kenngrößen von Solarzellen +| l: Bezeichnung  | c: Abkürzung | X: Erklärung | +| Leerlaufspannung | ${U}_{OC}$ |Ist die Spannung, die ohne Last bei voller Sonneneinstrahlung anliegt. | +| Kurzschlussstrom | ${I}_{SC}$ |Ist der Strom, welcher bei einem Kurzschluss am Ausgang, bei voller Sonneneinstrahlung, fließen wird.| +[table:a_solarzelle:Kenngrößen von Solarzellen] +--- +### Zusammenschaltung von Solarzellen + + +[picture:949:Solarmodul mit Zellen:Solarzellenverbund in einem Solarmodul] + + +Bei Reihen- und Parallelschaltung verändern sich Klemmenspannung und der maximale Laststrom + + +Analog zur Reihen- und Parallelschaltung von Akkus bzw. Spannungsquellen + + +--- +[question:AD301] +--- +#### Lösungweg +* gegeben: $U_0 = 0,6V$ +* gegeben: $I_k = 1A$ +* gegeben: $N_R = 30, N_P = 4$ +* gesucht: $U_{0,ges}, I_{k,ges}$ + + +$U_{0,ges} = N_R \cdot U_0 = 30 \cdot 0,6V = 18V$ + + +$I_{0,ges} = N_P \cdot I_k = 4 \cdot 1A = 4A$ + \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/physikalische_stromrichtung.md b/contents/slides/physikalische_stromrichtung.md new file mode 100644 index 0000000..d1b6324 --- /dev/null +++ b/contents/slides/physikalische_stromrichtung.md @@ -0,0 +1,12 @@ +* Technische Stromrichtung vom Plus-Pol zum Minus-Pol +* In der Wissenschaft hat sich später erst herausgestellt, dass sich in Metallen die negativ geladenen Teilchen (Elektronen) bewegen +* Elektronen werden vom Minus-Pol der Spannungsquelle abgestoßen und vom Plus-Pol angezogen +* Die *Physikalische Stromrichtung* ist entgegen gesetzt zur technischen Stromrichtung + + +- Elektronen bewegen sich nicht mit der Geschwindigkeit des Stroms, denn dieser erfolgt durch das elektrische Feld im Leiter +- In leitfähigen Flüssigkeiten können sich auch die Ionen bewegen; dann stimmen technische und physikalische Stromrichtung überein + + +--- +[question:AB601] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/pileup.md b/contents/slides/pileup.md new file mode 100644 index 0000000..9cf0fd1 --- /dev/null +++ b/contents/slides/pileup.md @@ -0,0 +1,25 @@ +### Was ist ein Pile-Up? + +* Der Begriff Pile-Up kommt vom englischen Verb "to pile up", was soviel bedeutet wie "sich aufstapeln". +* Was sich hier aufstapelt, sind die immer mehr werdenden Funkamateure, die alle das gleiche Ziel verfolgen: Eine Verbindung mit der begehrten Station herzustellen. + + +Hinweise über seltene Station werden im Internet über sogenannte *DX-Cluster* verbreitet. Dort findet man Rufzeichen, Frequenz und weitere Informationen. + + +--- + +### Umgang mit dem Pile-Up 1 + +* Manchmal wird der CQ-Ruf auf bestimmte Ziffern im Rufzeichen beschränkt, zum Beispiel "*only number* 5". +* Oder der Aufruf wird nach Ländern oder Kontinenten vorgenommen, zum Beispiel "Asia only" +* Selten wird *Listenbetrieb* gemacht: Eine andere Station nimmt die Kontaktwünsche auf und erstellt eine Liste, die von der begehrten Station abgearbeitet wird. + +--- +[question:BE305] + +--- +[question:BE306] + +--- +[question:BE307] diff --git a/contents/slides/pm.md b/contents/slides/pm.md new file mode 100644 index 0000000..b27530f --- /dev/null +++ b/contents/slides/pm.md @@ -0,0 +1,14 @@ + +[picture:907:a_phasenmodulation:Phasenmodulation mit Umkehrung der Phase] + + +* Modulationssignal ändert die Phase einer Trägerwelle +* Die Phasenänderung sieht im Signal wie ein "Versatz" der Welle aus +* Amplitude des Signals bleibt gleich +* Große Amplitude in der NF → große Phasenänderung + + + + +--- +[question:AE313] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/polarisation.md b/contents/slides/polarisation.md new file mode 100644 index 0000000..3c1e047 --- /dev/null +++ b/contents/slides/polarisation.md @@ -0,0 +1,17 @@ + +* Polarisation kann *vertikal* oder *horizontal* sein +* Lässt sich bei den meisten Antennen leicht erkennen +* Auf VHF und höher sollten alle die gleiche Polarisation verwenden + + +* *Zirkular* polarisiert +* Drehende Funkwellen mit besonderer Antennenbauform +* Unterscheidung in "linkszirkular" und "rechtszirkular" polarisiert + + +* Bei Kurzwelle ist die Polarisation im Fernfeld nicht mehr entscheidend +* DVB-T von Berlin-Alexanderplatz ist horizontal - mit Stummel-Stabantenne in vertikal schlechter Empfang; Grund war die Weiterverwendung der vorhandenen Yagi-Uda-Antennen + + +--- +[question:NB304] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/polarisation_2.md b/contents/slides/polarisation_2.md new file mode 100644 index 0000000..bbbf849 --- /dev/null +++ b/contents/slides/polarisation_2.md @@ -0,0 +1,60 @@ +* Polarisation einer Antenne bezieht sich auf die Ausrichtung des elektrischen Feldes +* In Hauptstrahlrichtung +* In Bezug zur Erdoberfläche +* Die Polarisationsrichtung kann nicht immer an der Bauform der Antenne erkannt werden + + +* Beispielsweise Magloop oder Delta-Loop + + +--- +[question:EG222] +--- + +## Horizontale Polarisation + + +* Die Lage des E-Feldes gibt die Polarisation an +* Breitet sich das E-Feld horizontal aus, wird von horizontaler Polarisation gesprochen +* Ist von Bauform der Antenne abhängig + + +[picture:194:e_horizontale_polarisation:Horizontale Polarisation in einem Feld] + + +--- +[question:EB305] +--- +[question:EB306] +--- +[question:EB309] +--- +## Vertikale Polarisation + + +* Die Lage des E-Feldes gibt die Polarisation an +* Breitet sich das E-Feld vertikal aus, wird von vertikaler Polarisation gesprochen +* Ist von Bauform der Antenne abhängig + + +[picture:203:e_vertikale_polarisation:Vertikale Polarisation in einem Feld] + +--- +[question:EB307] +--- +[question:EB310] +--- +## Zirkulare Polarisation + + +* Die Lage des E-Feldes gibt die Polarisation an +* Breitet sich das E-Feld zirkular aus, wird von zirkularer Polarisation gesprochen +* Es ist rechts- und linksdrehend möglich +* Ist von Bauform der Antenne abhängig + + +[picture:204:e_zirkulare_polarisation:Zirkulare Polarisation in einem Feld] + +--- +[question:EB308] + diff --git a/contents/slides/polarisation_3.md b/contents/slides/polarisation_3.md new file mode 100644 index 0000000..f4c668b --- /dev/null +++ b/contents/slides/polarisation_3.md @@ -0,0 +1,15 @@ +--- style="font-size: 0.7em;" + +### Zirkulare Polarisation + +[picture:935:a_polarisation_rechts_zirkular:Rechtshändige zirkulare Polarisation] + +* Wird primär im VHF-Bereich und höheren Frequenzen eingesetzt +* Kurzwellenantennen in zirkularer Polarisation sind bei niedrigen Frequenzen unpraktisch +* In der Satelliten- und Weltraumkommunikation: +* Mechanische Antennendrehung spielt keine Rolle +* Verlustfreie Übertragung trotz wechselnder Ausrichtung + +--- + +[question:AG201] diff --git a/contents/slides/primaerer_sekundaerer_funkdienst.md b/contents/slides/primaerer_sekundaerer_funkdienst.md new file mode 100644 index 0000000..0aa7055 --- /dev/null +++ b/contents/slides/primaerer_sekundaerer_funkdienst.md @@ -0,0 +1,38 @@ +Einige Frequenzbereiche sind uns primär und andere sekundär zugewiesen +* *Primär* bedeutet, dass wir vor anderen Funkdiensten Vorrang haben und von diesen keine Störungen hinnehmen müssen +* *Sekundär* bedeutet, dass wir als Funkamateure andere Funkdienste nicht stören dürfen und Störungen durch diese hinnehmen müssen + + +Der Status ist in Spalte 3 der Anlage 1der AFuV mit P und S gekennzeichnet + + +--- +[question:VD704] +--- +[question:VD705] +--- +* Die primären und sekundären Zuweisungen können in anderen Ländern abweichen +* Vor der Betriebsaufnahme über die Bestimmungen im Gastland informieren! + +--- +## Seefunkdienst +* Das 80m-Band ist dem Amateurfunk primär zugeordnet +* Küstenfunkstellen des Seefunkdienstes haben dennoch Vorrang +* Grund: Feste Frequenz zugeteilt + + +* Praktisch wird dank Satellitenfunk kaum noch Küstenfunk auf 80m betrieben +* Ziviler Küstenfunkdienst ist am 31.12.1998 in Deutschland eingestellt worden +* Es gibt noch militärische Küstenfunkstellen + +--- +[question:VD707] +--- +## ISM-Bereich +* "Industrial, Scientific and Medical Band" +* Teilbereich des 70cm-Amateurfunkbandes +* Viele Haushaltsgeräte nutzen dieses: Garagentoröffner, Funkwetterstationen, Autoschlüssel, Wegfahrsperren, Reifendrucksensoren, … +* Störungen im Amateurfunk müssen trotz primärer Zuweisung hingenommen werden + +--- +[question:VD708] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/psk.md b/contents/slides/psk.md new file mode 100644 index 0000000..4613cc2 --- /dev/null +++ b/contents/slides/psk.md @@ -0,0 +1,44 @@ +* Digitales Modulationsverfahren zur Datenübertragung +* Veränderung der Phase eines Trägersignals zur Repräsentation von Bitwerten +* Weniger anfällig für Amplitudenrauschen → ermöglicht höhere Datenraten + +--- +## Prinzip der Phasenumtastung + + +[picture:705:psk:Phasenumtastung (Phase-shift Keying)] + + + +*BPSK (Binary Phase Shift Keying)* +* Zwei Phasenwinkel: 0° und 180° +* Jeder Winkel repräsentiert einen Bitwert (0 oder 1) + + + +--- +Höhere Varianten: + +* *QPSK (Quadrature PSK)*: Vier Phasen (0°, 90°, 180°, 270°) – 2 Bits pro Symbol +* *8-PSK*: Acht Phasen – 3 Bits pro Symbol + + +--- + +## PSK-Signale in der Zeitdarstellung + +* Die Amplitude bleibt konstant; nur die Phase ändert sich +* *BPSK*: Abrupter Sprung von positiver zu negativer Amplitude bei Bitwechsel +* *QPSK*: Mehrere Phasenwinkel mit kleineren Übergängen, wodurch die Kurve geglättet erscheint + +--- + +## Erkennung von PSK-Signalen + +* *Im Zeitbereich*: Deutliche, abrupte Phasenwechsel +* *Im Phasendiagramm (Constellation Diagram)*: Punkte auf einem Kreis, die die stabilen Phasenlagen anzeigen +* PSK bietet eine robuste digitale Kommunikation mit hoher Datenrate und guter Rauschfestigkeit + +--- + +[question:AE401] diff --git a/contents/slides/q_schluessel.md b/contents/slides/q_schluessel.md new file mode 100644 index 0000000..73e4344 --- /dev/null +++ b/contents/slides/q_schluessel.md @@ -0,0 +1,82 @@ +## Q-Gruppen + +* In Radio Regulations (RR) definiert +* 3 Zeichen lang +* Nutzung als Frage, Antwort oder Aufforderung + + + +Wird ein Fragezeichen angehangen, wird aus einer Aussage eine Frage: + +QTH Berlin → QTH? + + + +* QTH Berlin → Mein Standort ist Berlin +* QTH? → Wo ist Dein Standort? + + +--- +[question:VA407] + +--- style="font-size: 0.7em;" + +| l: | l: Bedeutung | l: Merkhilfe | +| QRN | Atmosphärische Störungen | *N*atürliche Störung | +| QRM | Ich werde gestört | *M*enschengemachte Störung | +| QRO | Erhöhen Sie die Sendeleistung! | Ein paar Watt *o*bendrauf legen | +| QRP | Senken Sie die Sendeleistung! | *P*iano (sanft, leise), *P*ssst!| +| QRT | Stellen Sie die Übermittlung ein! | *T*erminal (Ende) | +| QRV | Ich bin bereit | *v*orbereitet | +[table:n_q_gruppen_1:Alle prüfungsrelevanten Q-Gruppen in der Übersicht mit Merkhilfen] + + +* QRP wird häufig für Betrieb mit geringer Sendeleistung verwendet + + +--- style="font-size: 0.7em;" + +| l: | l: Bedeutung | l: Merkhilfe | +| QRX? | Wann rufen Sie mich wieder? | Zeitpunkt *X* | +| QRZ? | Wer hat mich gerufen? | Bitte nenne das Rufzeichen ein *z*weites Mal! | +| QSB | Fading, Schwankungen | *B*ergauf, *B*ergab | +| QSL | Ich bestätige den Empfang | Ich habe ge*l*oggt | +| QSO? | Erreichen Sie Station ... ? | | +| QSY | Frequenzwechsel | Change Frequenc*y* | +| QTH | Mein Standort | *H*ome, *H*eimat | +[table:n_q_gruppen_2:Alle prüfungsrelevanten Q-Gruppen in der Übersicht mit Merkhilfen] + + +* QRZ? wird insbesondere im Pile Up anstalle von CQ verwendet, um weitere Stationen aufzurufen +* QSO wird im Sprachgebrauch auch allgemein als Funkverbindung verwendet + + + +--- +[question:BB204] + +--- + +[question:BB203] + +--- + +[question:BE115] + +--- + +[question:BB202] + +--- + +[question:BB205] + +--- + +[question:BB201] + +--- +[question:BB206] + +--- +[question:BE107] diff --git a/contents/slides/qam.md b/contents/slides/qam.md new file mode 100644 index 0000000..dccf568 --- /dev/null +++ b/contents/slides/qam.md @@ -0,0 +1,12 @@ +* Es scheint zunächst nahe zu liegen, die Anzahl der Symbole möglichst groß zu wählen, damit pro Symbol möglichst viele Informationen übertragen werden können. +* Doch dann muss ein Empfänger z.B. zwischen vielen unterschiedlichen Amplituden unterscheiden können. Somit wird das Verfahren anfälliger für Störungen. + +--- style="font-size: 0.7em;" + +[picture:702:8qam:Signalverlauf eines 8QAM-Signals, je Symbol mit Amplitude (0,5 bzw. 1), Phasenlage und 3-stelliger Bitfolge] + +* Trick: Anstelle der Änderung nur eines Parameters (z.B. der Amplitude) werden pro Symbol zwei Parameter verändert, nämlich die Amplitude und die Phase. +* Ein Symbol entspricht dann einer Kombination einer bestimmten Amplitude mit einer bestimmten Phasenlage. + +--- +[question:AE403] diff --git a/contents/slides/qsl_karten.md b/contents/slides/qsl_karten.md new file mode 100644 index 0000000..79647ed --- /dev/null +++ b/contents/slides/qsl_karten.md @@ -0,0 +1,90 @@ + +* Nachweis darüber, dass eine Funkverbindung tatsächlich stattgefunden hat +* Dienen als Beleg bei der Beantragung von Amateurfunk-Diplomen +* Q-Gruppe QSL mit "ich bestätige den Empfang" + + +[photo:12:n_qsl_karten_vorderseite:Gemeinsame QSL-Karte von DL4EAX und DM4EAX (Vorderseite)] + + +* Diplom als Zertifikat über gewissen Funkkönnen +* Es gibt sehr viele Diplome, oftmals von Amateurfunkvereinigungen + + +--- +[question:BG104] + +--- + +## Angaben + +[photo:62:n_qsl_karten_rueckseite_2:Beispiel für eine QSL-Karte, ausgestellt von DL4EAX zur Bestätigung einer Verbindung mit der Station JA1EBV] + +--- + +Eine QSL-Karte sollte mindestens folgende Angaben enthalten: +* Datum +* Uhrzeit in UTC +* Eigenes Rufzeichen +* Rufzeichen der Gegenstation +* Genutzte Frequenz oder Frequenzband +* Verwendetes Übertragungsverfahren +* Gegebener Rapport + + +* Uhrzeit präzise eintragen +* Manche Diplome fordern die Bestätigung im Minuten-Bereich + + +--- + +[question:BG105] + +--- +[question:BG106] + +--- +[question:BG107] + +--- +[question:BG108] + +--- +## Vermittlung von QSL-Karten + +* Über teilnehmende Amateurfunkverbände in den Ländern +* via Vermittlungsbüro - international "Bureau" +* Weltweites alternatives Postnetz +* In Deutschland bietet das der DARC e.V. für Mitglieder kostenlos an + + +* Austausch von QSL-Karten zwischen den Managern findet oftmals auf Veranstaltungen statt +* Es gibt abenteuerliche Wege, wie die Karten zugestellt werden + + +--- + +## Callbooks + +* Adressen in internationalen Amateurfunk-Rufzeichenlisten (Callbook) +* Oder im Internet +* Es gibt "QSL-Manager", die für andere Stationen den Versand übernehmen + + +* QSL-Manager kommen oft bei DX-Peditionen zum Einsatz + + +--- +[question:BG110] + +--- +[question:BG109] + +--- +## Elektronische QSL-Karten +* Papierlose Alternativen +* Elektronische Logbücher lassen sich hochladen +* Nur wenige Plattformen werden für Diplome anerkannt + +--- +[question:BG111] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/quantisierung.md b/contents/slides/quantisierung.md new file mode 100644 index 0000000..847a67d --- /dev/null +++ b/contents/slides/quantisierung.md @@ -0,0 +1,9 @@ +## Quantisierung in der A/D-Umsetzung + +* Zeitkontinuierliche Signale werden durch A/D-Umsetzung in digitale Samples überführt +* Bei der Quantisierung werden kontinuierliche analoge Werte in feste Stufen (wertdiskret) abgebildet +* Ein analoges, wertkontinuierliches Signal wird somit in ein gestuftes, wertdiskretes Signal transformiert + +--- + +[question:AF605] diff --git a/contents/slides/quellencodierung.md b/contents/slides/quellencodierung.md new file mode 100644 index 0000000..b27ca8b --- /dev/null +++ b/contents/slides/quellencodierung.md @@ -0,0 +1,15 @@ + +[picture:675:quellencodierer:Quellencodierer] + + +* Möglichst effiziente Nutzung des Frequenzspektrums. +* → Kompression der Nutzdaten, die sogenannte Quellencodierung. +* Entfernung von Redundanzen (z. B. Wiederholungen) oder Irrelevanzen (weniger wichtige Informationsteile) aus dem Datenstrom. + + +Bekannte Verfahren: MP3, JPEG oder MPEG-4. Im Amateurfunk: FreeDV oder M17. + + +--- +[question:AE408] + diff --git a/contents/slides/rauch_und_morsezeichen.md b/contents/slides/rauch_und_morsezeichen.md new file mode 100644 index 0000000..ea6dd64 --- /dev/null +++ b/contents/slides/rauch_und_morsezeichen.md @@ -0,0 +1,63 @@ +* Seit Urzeiten versuchen Menschen, Nachrichten über große Entfernungen zu übertragen +* Beispielsweise mit Rauchzeichen +* Absprache notwendig, welche Bedeutung wie viele Rauchzeichen in einem Zeitabstand haben + + +Beispiel: 3 Rauchwolken mit jeweils 30 Sekunden Abstand bedeuten "CQ" + +--- +## Morsezeichen + +* Sind ähnlich zu Rauchzeichen +* Funkgerät erzeugt mit Oszillator eine Schwingung +* Drücken der Morsetaste bringt diese Schwingung auf die Antenne +* Empfänger macht diese Aussendung hörbar + + +* Unterscheidung zwischen kurzem oder langem Drücken und Pausen möglich + +[photo:109:n_cwtast:Morsetasten] + + +* Morsezeichen werden "gegeben" +* Das ganze wird als Continuous Wave (CW) bezeichnet + +--- +[photo:216:n_cqcq_horiz:"CQ CQ" in Morsetelegrafie] + +* Einigung darauf, was bestimmte Abfolgen unterschiedlicher Zeitabstände bedeuten +* Mitte des 19. Jahrhunderts Verständigung über den bis heute üblichen Morsecode + + +Beispiel: +* *lang, kurz, lang, kurz*: C +* *lang, lang, kurz, lang*: Q + +--- +## Telegrafie +* Übertragungsverfahren mit Hilfsmittel +* Rauch oder elektrische Schwingung wird so beeinflusst, um eine Nachricht zu übertragen +* Das Hilfsmittel ist der *Träger* +* Im Funk aufgrund hoher Frequenzen auch *Hochfrequenz-Träger* oder *HF-Träger* +* Verfahren zum Ändern des Trägers ist die *Modulation* + + +Telegrafie von altgriechisch: +* τῆλε (tele) → fern +* γράφειν (graphein) → schreiben oder zeichnen + +Modulation von lateinisch: +* Modulatio → Taktmaß oder Rhythmus + +--- +[question:NE201] +--- +[question:NE101] +--- + +## Andere Modulationsarten + +Die elektrische Schwingung kann auf andere Arten moduliert werden +* Stärke (Amplitude) +* Periode (Frequenz) + diff --git a/contents/slides/rauschen.md b/contents/slides/rauschen.md new file mode 100644 index 0000000..b8af140 --- /dev/null +++ b/contents/slides/rauschen.md @@ -0,0 +1,21 @@ +* Das hörbare Rauschen ist von der Bandbreite des Empfängers abhängig +* Rauschleistung ist über die Bandbreiten berechenbar +* Bspw. bei Verwendung verschiedener Filter + + +$\Delta P_R = 10 \cdot \log_{10}{(\frac{B_1}{B_2})}dB$ + + +--- +[question:AB408] +--- +[question:AB409] +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $B_1 = 2,5kHz$ +* gegeben: $B_2 = 0,5kHz$ +* gesucht: $\Delta P_R$ + + +$\Delta P_R = 10 \cdot \log_{10}{(\frac{B_1}{B_2})}dB = 10 \cdot \log_{10}{(\frac{2,5kHz}{0,5kHz})}dB \approx 7dB$ + \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/recht_zum_selbstbau.md b/contents/slides/recht_zum_selbstbau.md new file mode 100644 index 0000000..4878212 --- /dev/null +++ b/contents/slides/recht_zum_selbstbau.md @@ -0,0 +1,56 @@ +* Sender und Sendeanlagen benötigen normalerweise eine behördliche Zulassung +* Funkamateure sind davon ausgenommen +* Sie sind berechtigt, *im Handel erhältliche, selbstgefertigte oder auf Amateurfunkfrequenzen umgebaute Sendeanlagen* zu betreiben + + +Dieses Privileg erhalten Funkamateure durch die technisch anspruchsvolle Prüfung + + +--- + +[question:VC109] + +--- + +## Bauteile + +* Zum Selbstbau werden verschiede elektronische Bauteile benötigt +* Diese weisen unterschiedliche Eigenschaften auf +* In Klasse N gibt es nur wenige, einfache Schaltungen → mehr in Klasse E und A +* Kenntnisse der Symbole und Bezeichnungen reichen + + +Mehr dazu in den kommenden Abschnitten + + +--- + +## Anforderungen an Funkgeräte + +* Alle *im Handel erhältlichen, seriengefertigten Funkanlagen* müssen die *grundlegenden Anforderungen und Bestimmungen des Funkanlagengesetzes (FuAG)* einhalten +* EU-Konformitätserklärung (*CE-Kennzeichnung*) vor in Verkehr bringen erstellen +* Nur dann dürfen vom Markt bereitgestellte Anlagen in Betrieb genommen werden + + +* Kommerziell gefertigte Amateurfunkgeräte + + +--- +[question:VE401] +--- +[question:VE402] +--- +[question:VE403] +--- +[question:VE404] +--- + +## Selbstbau + +* Ausnahme: von Funkamateuren *selbst gebaute und umgebaute* Funkanlagen +* Müssen nicht die Anforderungen des Funkanlagengesetzes erfüllen +* Müssen keine CE-Kennzeichnung tragen + +--- + +[question:VE405] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/reihe_parallel_gemischt.md b/contents/slides/reihe_parallel_gemischt.md new file mode 100644 index 0000000..afc2291 --- /dev/null +++ b/contents/slides/reihe_parallel_gemischt.md @@ -0,0 +1,73 @@ +### Parallelschwingkreis + +* Spulen und Kondensatoren werden kombiniert +* Zu beachten ist auch die *Wicklungskapazität* +* Dadurch kommen "unsichtbare" Kapazitäten mit in die Schaltung + + +Eigenkapazität einer Spule + +--- +[question:AD101] +--- +#### Lösungsweg + +* gegeben: $C_1 = 0,10nF$ +* gegeben: $C_2 = 47pF$ +* gegeben: $C_3 = 22pF$ +* gesucht: $C_{\textrm{ges}}$ + + +$\begin{equation}\begin{align}\nonumber \tfrac{1}{C_{\textrm{ges}}} &= \tfrac{1}{C_1} + \tfrac{1}{C_2} + \tfrac{1}{C_3} = \tfrac{1}{0,10nF} + \tfrac{1}{47pF} + \tfrac{1}{22pF}\\ \nonumber &= 7,67\cdot 10^{10} \tfrac{1}{F}\\ \nonumber \Rightarrow C_{\textrm{ges}} &= \frac{1}{7,67\cdot 10^{10} \frac{1}{F}} \approx 13,0pF \end{align}\end{equation}$ + +--- +[question:AD103] +--- +#### Lösungsweg + +* gegeben: $C_1 = 0,1nF$ +* gegeben: $C_2 = 1,5nF$ +* gegeben: $C_3 = 220pF$ +* gegeben: $C_{\textrm{L}} = 1pF$ +* gesucht: $C_{\textrm{ges}}$ + + +$\begin{equation}\begin{split}\nonumber C_{\textrm{ges}} &= C_1 + C_2 + C_3 + C_{\textrm{L}}\\ &= 0,1nF + 1,5nF + 220pF + 1pF\\ &= 1821pF \end{split}\end{equation}$ + + +Einheitenpräfixe beachten und mit Kehrwerten rechnen + + +--- +[question:AD105] +--- +#### Lösungsweg + +* gegeben: $R = 100\Omega$ +* gegeben: $L = 100\mu H$ +* gegeben: $f = 1MHz$ +* gesucht: $Z$ + + +$\begin{equation}\begin{split}\nonumber X_{\textrm{L}} &= \omega \cdot L = 2 \cdot \pi \cdot f \cdot L\\ &= 2 \cdot \pi \cdot 1MHz \cdot 100\mu H = 628\Omega\end{split}\end{equation}$ + + +$Z = \sqrt{R^2 + X^2} = \sqrt{(100\Omega)^2 + (628\Omega)^2} \approx 636\Omega$ + + +--- +[question:AD104] +--- +#### Lösungsweg + +* gegeben: $R = 100\Omega$ +* gegeben: $C = 100nF$ +* gegeben: $f = 1MHz$ +* gesucht: $Z$ + + +$\begin{equation}\begin{split}\nonumber X_{\textrm{C}} &= \frac{1}{\omega \cdot C} = \frac{1}{2 \cdot \pi \cdot f \cdot C}\\ &= \frac{1}{2 \cdot \pi \cdot 1MHz \cdot 100nF} = 159\Omega\end{split}\end{equation}$ + + +$Z = \sqrt{R^2 + X^2} = \sqrt{(100\Omega)^2 + (159\Omega)^2} \approx 188\Omega$ + diff --git a/contents/slides/reihe_parallel_kondensator.md b/contents/slides/reihe_parallel_kondensator.md new file mode 100644 index 0000000..487cda2 --- /dev/null +++ b/contents/slides/reihe_parallel_kondensator.md @@ -0,0 +1,116 @@ +## Reihenschaltung + +* Da die Spannung entscheidend für das Entstehen des elektrischen Feldes ist (und diese sich bei der Reihenschaltung aufteilt), ist die Berechung der Kapazität genau umgekehrt wie bei Widerständen. +* Anwendungsfall: Bei hohen Spannungen werden mehrere Kondensatoren in Reihe geschaltet, um die Gefahr eines Durchschlags zu verhindern. Dabei ist hilfreich, dass sich die Gesamtspannung an den Kondensatoren aufteilt. + +--- + +* Bei einer Reihenschaltung von Kondensatoren ist die Gesamtkapazität kleiner als der Wert des kleinsten Kondensators + +[picture:823:e_reihenschaltung_kondensatoren:Reihenschaltung von 3 Kondensatoren] + +$\frac{ 1 }{ C_{ G } } = \frac{ 1 }{ C_{ 1 } } + \frac{ 1 }{ C_{ 2 } } + \frac{ 1 }{ C_{ 3 } }$ + +--- + +* Vereinfachung für zwei Kondensatoren: + +$C_{ G } = \dfrac{ C_{ 1 } \cdot C_{ 2 } }{ C_{ 1 } + C_{ 2 }}$ + +--- + +* Vereinfachung für gleiche Kondensatoren: + +$C_{ G } = \dfrac{ C }{ n }$ + +$n$ steht für die Anzahl der Kondensatoren + +--- + +[question:ED119] + +--- + +[question:ED120] + +--- + +## Parallelschaltung + +* Hier ist es genau umgekehrt wie bei Widerständen, weil an allen Kondensatoren die gleiche Spannung anliegt, welche ja entscheidend für die Entstehung des elektrischen Feldes ist. +* Anwendungsfall: Kondensatoren werden parallel geschaltet, um aus der Normreihe auf den Wert zu kommen, den man benötigt. + + +* Die parallel geschalteten Kondensatoren wirken wie ein großer Kondensator + + +--- + +* Bei einer Parallelschaltung addieren sich die Kapazitäten + +[picture:822:e_parallelschaltung_kondensatoren:Parallelschaltung von 3 Kondensatoren] + +$C_{ G } = C_{ 1 } + C_{ 2 } + C_{ 3 }$ + +--- + +[question:ED117] + +--- + +[question:ED118] + +--- + +## Gemischte Schaltungen + +--- style="font-size: 0.7em;" + +### Variante 1: Zwei Parallel und dazu einer in Reihe + + +* Hier berechnet man zuerst die Parallelschaltung von $C_{ 2 }$ und $C_{ 3 }$ + +$C_{ Gp } = C_{ 2 } + C_{ 3 }$ + +* Danach berechnet man die Reihenschaltung von $C_{ 1 }$ und $C_{ Gp }$ + +$C_{ G } = \frac{ C_{ 1 } \cdot C_{ Gp } }{ C_{ 1 } + C_{ Gp }}$ + + +[picture:820:e_gemischt_variante_1:Gemischte Schaltung - Variante 1] + + +--- + +[question:ED123] + +--- + +[question:ED124] + +--- + +[question:ED122] + +--- style="font-size: 0.7em;" + +### Variante 2: Zwei in Reihe und dazu einer Parallel + + +* Hier berechnet man zuerst die Reihenschaltung von $C_{ 1 }$ und $C_{ 2 }$ + +$C_{ Gr } = \frac{ C_{ 1 } \cdot C_{ 2 } }{ C_{ 1 } + C_{ 2 }}$ + +* Danach berechnet man die Parallelschaltung von $C_{ 3 }$ und $C_{ Gr }$ + +$C_{ G } = \frac{ C_{ 3 } \cdot C_{ Gr } }{ C_{ 3 } + C_{ Gr }}$ + + +[picture:457:e_gemischt_variante_2:Gemischte Schaltung - Variante 2] + + +--- + +[question:ED121] + diff --git a/contents/slides/reihe_parallel_widerstand.md b/contents/slides/reihe_parallel_widerstand.md new file mode 100644 index 0000000..2710302 --- /dev/null +++ b/contents/slides/reihe_parallel_widerstand.md @@ -0,0 +1,112 @@ +## Reihenschaltung + +Bei einer Reihenschaltung addieren sich die Widerstandswerte + +[picture:812:e_reihenschaltung_von_r:Reihenschaltung von 3 Widerständen] + +$R_{ G } = R_{ 1 } + R_{ 2 } + R_{ 3 }$ +Beispiel: $R_{ G } = 100 \Omega + 200 \Omega + 300 \Omega$ + +--- style="font-size: 0.7em;" + +## Parallelschaltung + +Bei einer Parallelschaltung von Widerständen ist der Gesamtwiderstand kleiner als der Wert des kleinsten Widerstandes + +[picture:811:e_parallelschaltung_von_r:Parallelschaltung von 3 Widerständen] + +$\frac{ 1 }{ R_{ G } } = \frac{ 1 }{ R_{ 1 } } + \frac{ 1 }{ R_{ 2 } } + \frac{ 1 }{ R_{ 3 } }$ + + + +--- + +Vereinfachung für zwei Widerstände: +$R_{ G } = \dfrac{ R_{ 1 } \cdot R_{ 2 } }{ R_{ 1 } + R_{ 2 }}$ + +--- + +Vereinfachung für gleiche Widerstände: +$R_{ G } = \dfrac{ R }{ n }$ +$n$ steht für die Anzahl der Widerstände + +--- + +[question:ED104] + +--- + +[question:ED105] + +--- + +[question:ED106] + +--- + +## Gemischte Schaltungen + +--- style="font-size: 0.7em;" + +### Variante 1: Zwei Parallel und dazu einer in Reihe + +[picture:813:e_gemischte_schaltung_1:Gemischte Schaltung - Variante 1] + + +Hier berechnet man zuerst die Parallelschaltung von $R_2$ und $R_3$ und addiert dann $R_1$ hinzu. + + + +$R_{ G } = \dfrac{ R_{ 2 } \cdot R_{ 3 } }{ R_{ 2 } + R_{ 3 }} + R_{ 1 }$ + + +--- + +### Variante 2: Zwei in Reihe und dazu einer Parallel + +[picture:814:e_gemischte_schaltung_2:Gemischte Schaltung - Variante 2] + + +Hier addiert man zuerst $R_1$ und $R_2$ um mit diesem Ergebnis die Parallelschaltung zu $R_3$ zu berechnen. + + + +$R_{ G } = \dfrac{ (R_{ 1 } + R_{ 2 }) \cdot R_{ 3 }} {( R_{ 1 } + R_{ 2 }) + R_{ 3 }}$ + + +--- + +[question:ED110] + +--- + +[question:ED111] + +--- + +[question:ED108] + +--- + +[question:ED109] + +--- + +[question:ED112] + +--- + +[question:ED113] + +--- + +### Belastbarkeit von Widerständen in Reihen- und Parallelschaltung + +* Bei einer Reihenschaltung teilen sich die Spannungen auf. +* Bei einer Parallelschaltung teilen sich die Ströme auf. +* Somit ist bei der Berechnung mittels $P = U \cdot I$ immer ein Wert konstant und der andere entspechend kleiner. +* ⇒ die Gesamtbelastbarkeit ist in beiden Fällen größer als die Einzelbelastbarkeit. + +--- + +[question:ED107] diff --git a/contents/slides/reihe_parallel_widerstandsnetz_1.md b/contents/slides/reihe_parallel_widerstandsnetz_1.md new file mode 100644 index 0000000..1c1dd7b --- /dev/null +++ b/contents/slides/reihe_parallel_widerstandsnetz_1.md @@ -0,0 +1,38 @@ + +* Bei einer komplexeren Schaltung geht man wie folgt vor: In kleinere Teile auflösen und diese berechnen, danach die Schaltung neu zeichnen und überlegen wie es weitergeht +* Schauen wir uns die Beispielschaltung mal genauer an + + +[picture:815:e_widerstandsnetzwerk_1:Widerstandsnetzwerk] + + +--- + + +* $R_5$ und $R_7$ liegen in Reihe und dazu ist $R_8$ parallel geschaltet. Wir berechen diese und nennen den Wert dann $R_{ 5,7,8 }$ +* $R_3$ und $R_6$ liegen in Reihe und dazu ist $R_2$ parallel geschaltet. Wir berechen diese und nennen den Wert dann $R_{ 2,3,6 }$ + + +[picture:815:e_widerstandsnetzwerk_1:Widerstandsnetzwerk] + + + + +--- + + +* Dann schauen wir uns an, was von der Schaltung übrig geblieben ist. +* Wir sehen eine Reihenschaltung von 4 Widerständen, die sich leicht berechnen lässt. +* Damit können wir dann auch die folgenden Prüfungsfragen leicht beantworten. + + +[picture:817:e_widerstandsnetzwerk_2:Widerstandsnetzwerk in der Auflösung] + + +--- +[question:ED115] + +--- + +[question:ED116] + diff --git a/contents/slides/reihe_parallel_widerstandsnetz_2.md b/contents/slides/reihe_parallel_widerstandsnetz_2.md new file mode 100644 index 0000000..43f8e91 --- /dev/null +++ b/contents/slides/reihe_parallel_widerstandsnetz_2.md @@ -0,0 +1,113 @@ +## Maschen- und Knotenregel + +*Maschenregel*: In jedem geschlossenen Stromkreis (Masche) ist die Summe der Spannungen gleich null. +*Knotenregel*: In jedem Knotenpunkt ist die Summe der zufließenden Ströme gleich der Summe der abfließenden Ströme. + + +Kirchhoff'sche Gesetze + +--- +[question:AD106] +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $R_1 = R_2 = R_3 = 10kΩ$ +* gegeben: $I_3 = I_2 = 1mA$ +* gesucht: $U$ + + +$R_{ges} = R_1 + \frac{R_1 \cdot R_2}{R_1 + R_2} = 10kΩ + \frac{10kΩ \cdot 10kΩ}{10kΩ + 10kΩ} = 15kΩ$ + + +$I_{ges} = I_2 + I_3 = 1mA + 1mA = 2mA$ + + +$U = R_{ges} \cdot I_{ges} = 15kΩ \cdot 2mA = 30V$ + +--- +[question:AD107] +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $R_1 = R_2 = R_3 = 10kΩ$ +* gegeben: $U=15V$ +* gesucht: $I_3$ + + +$R_{ges} = R_1 + \frac{R_1 \cdot R_2}{R_1 + R_2} = 10kΩ + \frac{10kΩ \cdot 10kΩ}{10kΩ + 10kΩ} = 15kΩ$ + + +$\frac{U_3}{U} = \frac{R_{2\parallel 3}}{R_{ges}} \Rightarrow U_3 = \frac{R_{2\parallel 3}}{R_{ges}} \cdot U = \frac{5kΩ}{15kΩ} \cdot 15V = 5V$ + + +$I_3 = \frac{U_3}{R_3} = \frac{5V}{10kΩ} = 0,5mA$ + +--- +[question:AD108] +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $R_1 = R_2 = R_3 = 10kΩ$ +* gegeben: $U=15V$ +* gesucht: $P_2$ + + +$\frac{U_2}{U} = \frac{R_{2\parallel 3}}{R_{ges}} \Rightarrow U_2 = \frac{R_{2\parallel 3}}{R_{ges}} \cdot U = \frac{5kΩ}{15kΩ} \cdot 15V = 5V$ + + +$P_2 = \frac{U_2^2}{R_2} = \frac{(5V)^2}{10kΩ} = 2,5mW$ + +--- +[question:AD109] +--- +#### Lösungsweg + +* gegeben: $R = 0\dots 1kΩ$ +* gegeben: $R_1 = 200Ω$ + + +* gegeben: $R_2 = 100Ω$ +* gegeben: $R_3 = 200Ω$ + + + +$R_{ges} = R_1 + \frac{R_2 \cdot (R_3 + R)}{R_2 + (R_3 + R)}$ + + +Bei $R = 0Ω$: +$R_{ges} = 200Ω + \frac{100Ω \cdot (200Ω + 0Ω)}{100Ω + 200Ω +0Ω} \approx 267Ω$ + + +Bei $R = 1kΩ$: +$R_{ges} = 200Ω + \frac{100Ω \cdot (200Ω + 1kΩ)}{100Ω + 200Ω +1kΩ} \approx 292Ω$ + +--- +[question:AD110] +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $R_1 = R_3 = 2,2kΩ$ +* gegeben: $R_2 = R_4 = 220Ω$ +* gesucht: $R_{ges}$ + + +$\begin{equation}\begin{split}\nonumber R_{ges} &= \frac{(R_1 + R_2) \cdot (R_3 + R_4)}{(R_1 + R_2) + (R_3 + R_4)}\\ &= \frac{(2,2kΩ + 220Ω) \cdot (2,2kΩ + 220Ω)}{2,2kΩ + 220Ω + 2,2kΩ + 220Ω}\\ &= 1210Ω\end{split}\end{equation}$ + +--- +[question:AD114] +--- +#### Lösungsweg + +* gegeben: $R_1 = 10kΩ$ +* gegeben: $R_2 = 2,2kΩ$ +* gegeben: $R_L = 8,2kΩ$ + + +* gegeben: $U_B = 12V$ +* gesucht: $U_2$ + + + +$\frac{U_2}{U_B} = \frac{R_{2\parallel L}}{R_{ges}}$ +$R_{2\parallel L} = \frac{R_2 \cdot R_L}{R_2 + R_L} = \frac{2,2kΩ \cdot 8,2kΩ}{2,2kΩ + 8,2kΩ} = 1,74kΩ$ +$R_{ges} = R_1 + R_{2\parallel L} = 10kΩ + 1,74kΩ = 11,74kΩ$ + + +$U_2 = \frac{R_{2\parallel L}}{R_{ges}} \cdot U_B = \frac{1,74kΩ}{11,74kΩ} \cdot 12V \approx 1,8V$ + \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/reihenschaltung_spule.md b/contents/slides/reihenschaltung_spule.md new file mode 100644 index 0000000..b3e1d96 --- /dev/null +++ b/contents/slides/reihenschaltung_spule.md @@ -0,0 +1,16 @@ + +[photo:291:a_Spule mit Anzapfungen:Spule mit 14 Anzapfungen in einem selbstgebauten Antennenanpassgerät] + +$L_\text{G} = L_1 + L_2 + L_3 + ... + L_n$ + + +* Bei einer Spule in Reihenschaltung addieren sich die Induktivitäten +* Mehrere Spulen hintereinander → Wicklung wird verlängert + + +--- +[question:AD102] +--- +#### Lösungsweg + +$L_{ges} = 2200nH + 0,033mH + 150µH = 185,2µH$ \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/rekonstruktionsfilter.md b/contents/slides/rekonstruktionsfilter.md new file mode 100644 index 0000000..7257f00 --- /dev/null +++ b/contents/slides/rekonstruktionsfilter.md @@ -0,0 +1,22 @@ +## Rekonstruktion durch den D/A-Umsetzer + +* Wandelt digitale Samples zurück in analoge Spannungsstufen +* Samples werden in festgelegten zeitlichen Abständen wieder ausgegeben +* Vorgang: Rekonstruktion des ursprünglichen Signals + +--- + +### Stufenförmiges Signal und Filterung + +* Zeitdiskrete Abtastung führt zu einem stufenförmigen Signal +* Unerwünschte höhere Frequenzen (Artefakte) können auftreten +* Einsatz eines Rekonstruktionsfilters (Tiefpass- oder Bandpassfilter) +* Filter unterdrückt alle Signalanteile oberhalb der halben Abtastrate + +--- + +[question:AF624] + +--- + +[question:AF625] diff --git a/contents/slides/relaisfunkstellen.md b/contents/slides/relaisfunkstellen.md new file mode 100644 index 0000000..f052d14 --- /dev/null +++ b/contents/slides/relaisfunkstellen.md @@ -0,0 +1,149 @@ + +[picture:648:n_relaisfunkstellen_aufbau:Schematische Darstellung einer Relaisfunkstelle mit Nutzern] + + +* Ermöglicht eine größere Reichweite als bei direkter Verbindung +* Meist an exponierten Standorten, z.B. Berggipfeln, Hochhäusern, (Kirch-)Türmen +* Oder in Satelliten + + + +* Durch den Berg lässt sich nicht durchfunken +* Mit dem Relais können beide Funkamateure eine Verbindung aufbauen +* Mehr zu Satelliten später + +--- +## Definition Relaisfunkstelle +eine fernbediente Amateurfunkstelle (auch in Satelliten), die empfangene Amateurfunkaussendungen, Teile davon oder sonstige eingespeiste oder eingespeicherte Signale fern ausgelöst aussendet und dabei zur Erhöhung der Erreichbarkeit von Amateurfunkstellen dient +--- + +* Auch kurz genannt: Relais oder Repeater +* Senden regelmäßig ihr Rufzeichen aus +* Rufzeichen beginnt in der Regel mit DB0, DM0 oder DO0 + + + +* Relaisfunkstellen werden nicht mit persönlichen Rufzeichen betrieben. +* Relaisfunkstellen sind üblicherweise nicht ständig besetzt. +* Relaisfunkstellen müssen nicht zwingend an geografisch exponierten Standorten betrieben werden. + + + +--- +[question:NF118] +--- +## Funktionsweise + +* Empfängt auf der Eingangsfrequenz das Signal einer Amateurfunkstation +* Stahlt es zeitgleich auf der Ausgabefrequenz aus +* Damit der Sender nicht stört, sind die Frequenzen meistens unterschiedlich + + + +Den Abstand nennt man *Frequenzablage* oder kurz *Ablage* + +| r: Band | r: Ablage | +| 10 m | 100 kHz | +| 2 m | 600 kHz | +| 70 cm | 7.6 MHz | +| 23 cm | 28 MHz | +[table:n_relaisfunkstellen_ablage:Frequenzablage] + + + +--- +Beispiel eines 70cm-Relais: +* Ausgabefrequenz: 438.875 MHz +* Ablage: -7.600 MHz +* Eingabefrequenz: 431.275 MHz + +--- +[question:BE401] +--- +[question:BE402] +--- +[question:BE403] + +--- indepth +## Crossband-Betrieb +* Sendet und empfängt gleichzeitig auf zwei verschiedenen Bändern, z.B. 2m und 70cm +* Umsetzung der Sendeart auch möglich, z.B. SSB auf FM + +--- +## Digipeater +* Vermittelt Daten statt Sprache +* Empfängt und sendet Datenpakete +* Aussendung kann nur in Teilen oder zeitversetzt geschehen +* Datenpakete können wiederholt werden +* Einzelne Datenfelder können geändert werden + + +* Für Packet Radio, was in den 90ern vor dem Internet beliebt war +* Kommt später etwas ausführlicher + +--- +## Besondere Einstellungen +* Ggf. sind weitere Einstellungen für die Verbindung zum Relais notwendig +* Diese Informationen sind in Repeaterverzeichnissen, auf Webseiten oder beim Relaisverantwortlichen erhältlich +* Neben FM-Repeatern gibt es welche für digitale Sprache wie DMR oder D-Star + + +Ein Beispiel für weitere Einstellungen ist ein Subton mit CTCSS + + +--- +[question:NE309] +--- +[question:NE308] +--- +## Kanalbandbreite +* Der benötigte Platz im Frequenzspektrum +* Wide-FM: 25 kHz +* Narrow-FM: 12,5 kHz +* Repeater mögen Narrow-FM, da sonst Signale verzerrt sind und benachbarte Frequenzen gestört werden + +--- +[question:BE407] +--- +## Störungsfreier Betrieb +* Grundsätzlich können alle Funkamateure mit ihrem zugeteilten Rufzeichen fernbediente Amateurfunkstellen nutzen +* Betreiber kann zur Sicherstellung des störungsfreien Betriebs Funkamateure ausschließen +* Die BNetzA ist hiervon zu unterrichten + +--- +[question:VD504] +--- +## Funkbetrieb auf Repeatern +* Kurze Durchgänge +* Mobile und portable Stationen sind oft nur kurzzeitig in Empfangsreichweite +* Pause zwischen den Durchgängen zum Reinmelden anderer Stationen + +--- +[question:BE406] +--- +[question:BE404] +--- +## Doppeln +* Bei gleichzeitiger Spracheingabe wird die Aussendung bis zur Unlesbarkeit gestört +* "Doppeln" durch ordentliche Übergabe vermeiden +* Aussendung erst dann beginnen, wenn die vorige Station beendet hat + +--- +[question:NE310] +--- +[question:BE405] +--- +## Sendeleistung +* Nach Anlage 1 der AFuV +* Für automatische Station oberhalb von 30 MHz mit 50 W ERP + +--- +[question:VD503] +--- +## Rapport +* Empfangene Signalstärke (S) ist die des Relais +* Es wird darauf verzichtet +* Nur die Lesbarkeit (R) wird im Rapport beurteilt + +--- +[question:BE408] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/remote_station.md b/contents/slides/remote_station.md new file mode 100644 index 0000000..aa98618 --- /dev/null +++ b/contents/slides/remote_station.md @@ -0,0 +1,137 @@ +## Remote-Betrieb von Funkstationen + +* Besteht aus mehreren Funktionsblöcken +* Moderne Geräte integrieren teilweise mehrere Blöcke +* Trennung zwischen Operator und Remote-Standort + +--- + +### Blockschaltbild einer Remote-Station + + +[picture:501:a_remotebetrieb:Blockschaltbild Remote Betrieb] + + +* Logische Darstellung der Funktionsblöcke +* Steuerung, Netzwerkverbindung, Remote-Interface +* Transceiver und angeschlossene Geräte + + +--- + +#### Computer und Bedienteil des Operators (Block 1) + + +[picture:501:a_remotebetrieb:Blockschaltbild Remote Betrieb] + + +* Wandelt Audio- und Steuersignale in Netzwerkpakete +* Empfangene Signale werden hör- und sichtbar gemacht + + +--- + +#### Netzwerk + + +[picture:501:a_remotebetrieb:Blockschaltbild Remote Betrieb] + + +* Verbindet Operator mit Remote-Standort +* Nutzung des Internets möglich + + +--- + +#### Remote-Interface am Remote-Standort (Block 2) + + +[picture:501:a_remotebetrieb:Blockschaltbild Remote Betrieb] + + +* Setzt Netzwerkpakete in Steuer- und Audiosignale um +* Überträgt empfangene Audiosignale zum Operator zurück + + +--- + +#### Transceiver/Verstärker/Tuner/Antennenrotor (Block 3) + + +[picture:501:a_remotebetrieb:Blockschaltbild Remote Betrieb] + + +* Werden über das Remote-Interface gesteuert +* Rückmeldung der Steuerbefehle erfolgt über das Netzwerk + + +--- + +[question:AF701] + +--- + +[question:AF702] + +--- + +[question:AF704] + +--- + +[question:AF703] + +--- + +[question:AF705] + +--- + +### Verzögerungen im Remote-Betrieb + +* Netzwerk- und Verarbeitungszeiten führen zu Latenzen +* Codierung und Decodierung von Audiosignalen verursachen Verzögerungen +* Muss beim Funkbetrieb berücksichtigt werden + +--- + +[question:AF709] + +--- + +[question:AF710] + +--- + +### Watchdog zur Überwachung der Remote-Station + +* Verhindert unkontrollierten Zustand bei Verbindungsabbruch +* Regelmäßiger Austausch von Datenpaketen zwischen Station und Operator +* Bei fehlender Rückantwort wechselt der Transceiver in sicheren Zustand + +--- + +[question:AF708] + +--- + +### Fernabschaltung der Stromversorgung + +* Transceiver kann in einen undefinierten Zustand geraten +* Versorgungsspannung sollte aus der Ferne abschaltbar sein +* Lösung: IP-Steckdose zur Steuerung über das Netzwerk + +--- + +[question:AF707] + +--- + +### Störungen durch den Transceiver + +* Remote-Station kann durch eigene Signale gestört werden +* Entsprechende Maßnahmen zur Entstörung erforderlich + +--- + +[question:AF706] diff --git a/contents/slides/remote_stationen.md b/contents/slides/remote_stationen.md new file mode 100644 index 0000000..e26da05 --- /dev/null +++ b/contents/slides/remote_stationen.md @@ -0,0 +1,74 @@ + +[picture:668:n_remotestation:Remotestation] + + +* Remotestationen ermöglichen einen Betrieb an einem anderen Standort +* z.B. wenn am Wohnort keine eigene Station realisiert werden kann +* Die gesamte Bedienung erfolgt ferngesteuert +* Betrieb durch Funkamateure der Klasse A +* Mitbenutzung möglich + + + +* gesamte Bedienung: Ein- und Ausschalten des Senders, Einstellen der Frequenz, Übertragen der Sende- und Empfangssignale +* z.B. über das Internet +* Mitbenutzung wird in ein paar Folien erläutert + + +--- +[question:VD601] +--- +[question:VD603] +--- +[question:VD607] +--- +## Betriebsmeldung +* Remotebetrieb muss durch den Betreiber angezeigt werden +* Mit Betriebsmeldung und Kontaktdaten an die BNetzA +* Erreichbarkeit während des Betriebs unter den angegebenen Kontaktdaten + + +* Die BNetzA möchte keine Störungen haben und deshalb einen Betrieber immer erreichen können + +--- +[question:VD602] +--- +[question:VD608] +--- + +## Betriebssicherheit +* Ununterbrochene, mittelbare und vollständige Kontrolle der Station +* Kann über Hilfsmittel oder Helfer erfolgen +* Bei Störungen muss die Stationen in einen sicheren Zustand versetzt werden + + +* z.B. bei Verbindungsverlust durch Netzabschaltung + +--- +[question:VD605] +--- +## Berechtigte Funkamateure +* Erlaubnis des Betreibers für Nutzung notwendig +* Betreiber darf nur berechtigte Funkamateure die Remotestation nutzen lassen + +--- +[question:VD606] +--- +## Klubstationen +* Klubstationen der Klasse A dürfen als Remotestation betrieben werden +* Muss auf die Mitglieder der Gruppe von Funkamateuren begrenzt sein + +--- +[question:VD604] +--- +[question:VD609] +--- +## Ausbildungsfunkbetrieb +* Ist an einer Remotestation möglich +* Es gelten die gleichen Regeln wie für den Ausbildungsbetrieb +* Auch an Remote-Klubstationen möglich + + +* Unmittelbare Beaufsichtigung +* /T bzw. /Trainee anhängen + \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/restwelligkeit.md b/contents/slides/restwelligkeit.md new file mode 100644 index 0000000..20ca0ee --- /dev/null +++ b/contents/slides/restwelligkeit.md @@ -0,0 +1,6 @@ +* Keine Schaltung arbeitet ideal +* In einer Gleichrichterschaltung entsteht am Ausgang eine Gleichspannung mit einer überlagerten Wechselspannung → *Restwelligkeit* +* Kann mit einem Oszilloskop betrachtet werden + +--- +[question:AD309] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/rit.md b/contents/slides/rit.md new file mode 100644 index 0000000..a462b21 --- /dev/null +++ b/contents/slides/rit.md @@ -0,0 +1,20 @@ +* Hört sich in SSB die Gegenstation zu hoch oder tief an → *Empfangsfrequenz* korrigieren +* Dazu den Regler *RIT* (Receiver Incremental Tuning) verwenden +* Beim Verstellen der *Sendefrequenz* versteht mich die Gegenstation schlecht +* Ändern beide Stationen jedes Mal die Sendefrequenz entsteht "über das Band wandern" + + +* Ursache sind nicht ganz genaue Schwingkreise in Funkgeräten oder Frequenzanzeigefehler + + +--- +[question:NF111] + +--- +## RIT bei AM und FM + +* Nicht notwendig +* Verfügen über einen Träger, der zur Demodulation verwendet wird + +--- +[question:NF112] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/rst.md b/contents/slides/rst.md new file mode 100644 index 0000000..34a05c6 --- /dev/null +++ b/contents/slides/rst.md @@ -0,0 +1,100 @@ +## Das RST-System + +Qualität der Funkverbindung hängt ab von +* Sendeleistung +* verwendete Antenne +* Entfernung +* aktuelle Ausbreitungsbedingungen + + +Im Rapport beschreibt die empfangende Station die Qualität der Verbindung + + + +* Rapport ist ein Empfangsbericht + + +--- +[question:BE201] + +--- + +### RST-System + +| l: Wert | l: Bereich | l: Bedeutung | l: Englisch | +| R | 1 - 5 | Lesbarkeit | Readability | +| S | 1 - 9 | Signalstärke | Signal Strength | +| T | 1 - 9 | Tonqualität | Tone | +[table:n_rst:Die Bestandteile des RST-Rapports] + + +* Alles wird in den nächsten Folien genauer erklärt +* R: Subjektiv +* S: Ablesen vom S-Meter +* T: Nur bei Morsetelgrafie und digitalen Übertragungen + + +--- style="font-size: 0.8em;" + +#### Readability + +Subjektive Bewertung des Lesbarkeit (Verständlichkeit) + +| l: R | l: Beurteilung | +| 1 | nicht lesbar | +| 2 | zeitweise lesbar | +| 3| mit Schwierigkeiten lesbar | +| 4 | ohne Schwierigkeiten lesbar | +| 5 | einwandfrei lesbar | +[table:n_rst_r:Anhaltspunkte für die subjektive Bewertung der Lesbarkeit (Verständlichkeit)] + +--- + +#### Signal Strength + +Vom Funkgerät ablesen + +[photo:123:n_rst_s-meter:Display eines IC9700-Transceivers, hervorgehoben ist das S-Meter, das den aktuellen Empfangspegel anzeigt] + + +* S von 1 bis 9 +* mehr als +x dB +* z.B. 9+20dB + + +--- style="font-size: 0.8em;" + +### Beispiele für RST-Rapporte + +im Sprechfunk + +| l: Verständlichkeit | l: S-Meter | c: → | l: RST-Rapport | +| einwandfrei (=5) | +20 dB | →| 59+20dB | +| einwandfrei (=5) | 9 | → | 59 | +| ohne Schwierigkeiten (=4) | 5 | → | 45 | +| mit Schwierigkeiten (=3) | 3 | → | 33 | +| unverständlich (=1) | 3 | → | 13 | +[table:n_rst_beispiele:Beispiele für RST-Rapporte im Sprechfunk] + +--- +[question:BE202] +--- +[question:BE203] +--- +[question:NF103] +--- +[question:NF301] +--- +Bei den folgenden Prüfungsfragen kommt es darauf an das S-Meter richtig abzulesen. In allen Prüfungsfragen wird von einem einwandfreien Signal in Telefonie (Sprechfunk) ausgegangen. Der R-Wert ist daher jeweils 5 und der T-Wert entfällt. +--- +[question:BE204] +--- +[question:BE205] +--- +[question:BE206] +--- +[question:BE207] +--- +[question:BE208] +--- +[question:BE209] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/rufzeichen.md b/contents/slides/rufzeichen.md new file mode 100644 index 0000000..c9ab69f --- /dev/null +++ b/contents/slides/rufzeichen.md @@ -0,0 +1,31 @@ +## Rufzeichen + + +[photo:167:rufzeichen_flugzeug:Flugzeug mit dem Rufzeichen DEBPF] + + +* Funkstationen verwenden Rufzeichen, um sich zu identifizieren +* Folge von Buchstaben und Ziffern +* Jedes mit Funk ausgerüstete Flugzeug und Schiff hat ein Rufzeichen + + +Rufzeichen DEBPF im Bild zeigen + + +--- + +### Amateurfunkrufzeichen + +* Persönliches Rufzeichen wird zugeteilt +* Weltweit eindeutig +* Muss am Anfang und Ende jeder Verbindung genannt werden +* Und alle 10 Minuten bei längeren Verbindungen + +--- + +[question:VD207] + +--- + +[question:VD205] + diff --git a/contents/slides/rufzeichenaufbau.md b/contents/slides/rufzeichenaufbau.md new file mode 100644 index 0000000..5aef1c7 --- /dev/null +++ b/contents/slides/rufzeichenaufbau.md @@ -0,0 +1,87 @@ +## Personengebundene Rufzeichen + +* Jeder Funkamateur mit Zulassung zum Amateurfunkdienst in Deutschland +* Rufzeichen wird durch die BNetzA zugeteilt +* Weltweit eindeutig +* Darf nur durch den zugeteilten Funkamateur benutzt werden + +--- +[question:VC116] +--- +## Aufbau von Rufzeichen + + +[picture:654:n_amateurfunkstrationen_aufbau_rufzeichen:Aufbau Rufzeichen: DL1FLO, WZ6Y, K4EAX] + + +Drei Teile: +* Präfix +* Ziffer +* Suffix + + + +* Präfix: ein bis zwei Zeichen, z.B. DL, 4U oder K +* Ziffer: von 0 bis 9 +* Suffix: mindestens ein weiteres Zeichen + +--- +## Präfix + +* Ist länderspezifisch zugeordnet +* Zur Lokalisierung von Amateurfunkstationen +* Werden durch die Internatione Fernmeldeunion (International Telecommunication Union, ITU) festgelegt +* Stehen in den Radio Regulations (RR) +* Mitgliedsstaaten sollen dieses in nationales Recht umsetzen + +--- +## Präfixe Deutschland + +* DA bis DR +* Y2 bis Y9 + + +* Y2 bis Y9 war früher DDR und werden heute nur noch sehr selten verwendet +* Zuletzt bei der Amateurfunkweltmeisterschaft WRTC 2018 + +--- +[question:VA406] +--- +## Personengebundene Rufzeichen Deutschland + + +* 2 Buchstaben Präfix +* eine Ziffer +* 2-3 Buchstaben Suffix + + +| l | +| DL1ABC | +| DO5XYZ | +| DA0RC | +[table:n_amateurfunkstationen_rufzeichen_beispiele:Beispiel für personengebundene, deutsche Amateurfunkrufzeichen] + +--- +[question:VD203] +--- +## Weitere Rufzeichen + +* Fernbediente und automatisch arbeitende Amateurfunkstellen +* Klubstationen + +--- +[question:VD202] +--- +## Rufzeichenplan + +* In Deutschland durch die BNetzA +* Nach [Rufzeichenplan](https://50ohm.de/rzp) +* Verwendungszweck erkennbar anhand von Präfix, Ziffern und Suffix +* Steht während der Prüfung zur Verfügung + + +* Mit Dokument vertraut machen, da sehr hilfreich für etliche Fragen +* Nach der Prüfung regelmäßig über Änderungen informieren + +--- +[question:VD201] diff --git a/contents/slides/rufzeichenzusaetze.md b/contents/slides/rufzeichenzusaetze.md new file mode 100644 index 0000000..a060b4e --- /dev/null +++ b/contents/slides/rufzeichenzusaetze.md @@ -0,0 +1,95 @@ +Beim Funken von einem Standort anders als dem in der Zulassungsurkunde angegebenen Heimatstandort, kann ein Rufzeichenzusatz verwendet werden. + +Die Angabe ist freiwillig. Kann aber für die Gegenstelle interessant sein, falls die Verbindung abbricht. + +--- style="font-size: 0.7em;" +| l: Zusatz | l: Gesprochen | l: Bedeutung | +| am | aeronautisch mobil | An Bord eines Luftfahrzeugst, das sich im Flug befindet | +| mm | maritim mobil | An Bord eines Schiffs auf See | +| m | mobil | Von einem Landfahrzeug oder einem Schiff auf Binnengewässern aus | +| p | portabel | Zu Fuß unterwegs oder vorübergehend ortsfest | +| R | Remote | Remote-Betrieb | +| T | Trainee | Ausbildungsfunk | +[table:n_rufzeichenzusaetze:Mögliche Rufzeichenzusätze] + + +Es dürfen nur diese Zusätze verwendet werden. Keine anderen. + + +--- style="font-size: 0.7em;" +* Geschrieben mit "/" +* Gesprochen direkt im Anschluss an das Rufzeichen oder mit "Stroke" + + +| l: Schreibweise | X: Aussprache | +| DL1FLO/m | Delta Lima Eins Foxtrott Lima Oskar (Stroke) Mobil | +| DM4EAX/p | Delta Mike Vier Echo Alpha X-Ray (Stroke) Portabel | +| DL1ASN/mm | Delta Lima Eins Alpha Sierra November (Stroke) Maritim Mobil | +| DG2RON/am | Delta Golf Zwei Romeo Oscar November (Stroke) Aeronautisch Mobil | +[table:n_rufzeichenzusaetze_sprechweise:Sprechweise von Rufzeichenzusätzen, "Stroke" ist optional und kann weggelassen werden] + + +--- +## Aeronautisch Mobil +* An Bord eines Luftfahrzeugs (Flugzeug, Heißluftballon, Zeppelin, o.ä.) +* Muss sich komplett in der Luft befinden +* Keine Verbindung zum Boden +* Betrieb muss vom Luftfahrzeugführer erlaubt sein, jedoch nicht von der BNetzA genehmigt werden + +--- +[question:BD201] +--- +[question:BD202] +--- +[question:VE705] +--- +## Maritim Mobil +* An Bord eines Wasserfahrzeugs (Motorboot, Segelyacht, o.ä.) +* Außerhalb der 12-Meilen-Zone +* Auf Flüssen, Seen oder ähnlichen Binnengewässern darf "/m" (mobil) verwendet werden +* Betrieb muss vom Schiffsführer erlaubt sein, jedoch nicht von der BNetzA genehmigt werden + +--- +[question:BD205] +--- +[question:VE706] +--- +[question:VD115] +--- +## Mobil +* In einem Landfahrzeug wie Auto oder Zug +* Oder an Bord eines Schiffs auf Binnengewässern + +--- +[question:BD203] +--- +[question:BD204] +--- +## Portabel +* Station vorübergehend an einem Standort, der nicht auf der Zuteilungsurkunde eingetragen ist +* z.B. in der Natur +* Auch bei Bewegung (zu Fuß) mit tragbarem Funkgerät + +--- +[question:BD206] +--- +[question:BD207] +--- +## Remote +* Betrieb an einer Remote-Station +* Optional "/R" bzw. "/Remote" + +--- +[question:BD208] +--- +## Trainee +* Bei Ausbildungsfunkbetrieb ist "/T" bzw. "/Trainee" verpflichtend +* Alle anderen Zusätze sind freiwillig und können weggelassen werden + +--- +[question:BD209] +--- +[question:VD306] +--- +[question:BD210] + diff --git a/contents/slides/rundstrahler.md b/contents/slides/rundstrahler.md new file mode 100644 index 0000000..fefcb0f --- /dev/null +++ b/contents/slides/rundstrahler.md @@ -0,0 +1,30 @@ +Ein Dipolschenkel wird durch eine Erdung (Ground) oder große Metallfläche (Fahrzeug) ersetzt + + +[picture:669:n_marconi_antenne:Marconi-Antenne] + + +Erdung kann durch *Radials* ersetzt werden, die eine *Groundplane* bilden + + +* Im UKW-Bereich werden Groundplane-Antennen gerne für Ortsverbindungen und Relaisfunk verwendet. + + +--- + +[question:NG105] + +--- +[question:NG106] + +--- +[question:NG104] + +--- +[question:NG102] + +--- +[question:NG110] + +--- +[question:NG111] diff --git a/contents/slides/s_meter.md b/contents/slides/s_meter.md new file mode 100644 index 0000000..518dbf5 --- /dev/null +++ b/contents/slides/s_meter.md @@ -0,0 +1,75 @@ + +[photo:123:a_s_meter_balken:S-Meter als Balkenanzeigen im Display eines Funkgeräts] +[picture:420:a_s_meter_nadel:S-Meter als analoges Messinstrument] + + +* Anzeige der Empfangsstärke des anliegenden HF-Signals +* 9 S-Stufen und nachfolgender Bereich mit +dB +* Bis S9: Eine S-Stufe entspricht 6dB +* 6dB: $2\cdot U$ oder $4\cdot P$ + + +--- +[question:AA113] +--- +#### Lösungsweg + +* von S3 bis S7 sind 3-Stufen +* $3\cdot 6dB = 18dB$ + +--- +[question:AF104] +--- +#### Lösungsweg + +* von S7 auf S9+8dB sind 6dB+6dB+8dB = 20dB +* 20dB entsprechen der 100-fachen Leistung + +--- +[question:AF101] +--- +#### Lösungsweg + +* von 25W auf 100W sind $\frac{100W}{25W} = 4$-fache Leistung +* 4-fache Leistung entsprich einer S-Stufe + +--- +[question:AF102] +--- +### Lösungsweg + +* von 100W auf 400W sind $\frac{400W}{100W} = 4$-fache Leistung +* 4-fache Leistung entspricht einer S-Stufe + +--- +[question:AF103] +--- +#### Lösungsweg + +* von 10W auf 100W sind $\frac{100W}{10W} = 10$-fache Leistung +* 10-fache Leistung entspricht 10dB +* von S8 auf S9 sind 6dB +* die restlichen 4dB kommen als +4dB oben drauf + +--- +[question:AA114] +--- +#### Lösungsweg + +* von S9+20dB auf S8 sind 26dB + +--- +### Spannung am Eingang + +* Kurzwelle bis 30 MHz: S9 ⇒ 50 µV an 50 Ω +* VHF bei 144 MHz: S9 ⇒ 5 µV an 50 Ω + +--- +[question:AF105] +--- +#### Lösungsweg + +* von S9 auf S8 sind 6dB +* Das ist die halbe Spannung +* $\frac{50µV}{2} = 25µV$ + diff --git a/contents/slides/sampling.md b/contents/slides/sampling.md new file mode 100644 index 0000000..1e076fd --- /dev/null +++ b/contents/slides/sampling.md @@ -0,0 +1,18 @@ +* Der Prozess, ein analoges, zeitkontinuierliches Signal mittels A/D-Umsetzung in ein digitales Signal zu überführen +* Das digitale Signal besteht aus einzelnen, zeitdiskreten Samples + +--- + +[question:AF606] + +--- + +## Samplingrate + +* Geschwindigkeit, mit der ein A/D-Umsetzer Abtastungen vornimmt +* Definiert als Anzahl der Samples pro Zeiteinheit (z. B. pro Sekunde) +* Einheit: Samples/s (z. B. 44,100 Samples/s bei CDs, oft als 44,1 ksps angegeben) + +--- + +[question:AF615] diff --git a/contents/slides/sampling_quantisierung.md b/contents/slides/sampling_quantisierung.md new file mode 100644 index 0000000..dbc62e0 --- /dev/null +++ b/contents/slides/sampling_quantisierung.md @@ -0,0 +1,42 @@ +## Sampling: Von analog zu digital + +* Analoge Signale werden mittels Sampling in digitale Werte umgewandelt +* Abtastung erfolgt in definierten Zeitintervallen – nur Momentanzustände werden gemessen +* Analoge Signale sind zeitkontinuierlich, da sie keine kleinste zeitliche Auflösung besitzen +* Digitale Samples sind zeitdiskret, da ein festes Abtastintervall existiert + +--- + +[include:quantisierung_und_sampling] + +--- + +## Wertkontinuität vs. Wertdiskretheit + +* Analoge Signale können beliebige Spannungswerte annehmen – sie sind wertkontinuierlich +* Bei der Digitalisierung gibt es nur begrenzte Abstufungen (z. B. -128 bis +127) – Samples sind wertdiskret +* Zwischen zwei Spannungsstufen muss der A/D-Umsetzer eine Entscheidung treffen (Quantisierung) + +--- + +## Praktisches Beispiel: Dimmer vs. Stufenschalter + +* Ein analoger Dimmer erlaubt feine, stufenlose Helligkeitseinstellungen +* Ein Stufenschalter (z. B. 5 Stufen) ermöglicht nur feste Helligkeitswerte – Zwischenstufen sind nicht möglich +* Quantisierung: Auswahl der nächstpassenden Stufe, um den analogen Wert abzubilden + +--- + +[question:AF601] + +--- + +[question:AF603] + +--- + +[question:AF602] + +--- + +[question:AF604] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/satelliten.md b/contents/slides/satelliten.md new file mode 100644 index 0000000..c87613f --- /dev/null +++ b/contents/slides/satelliten.md @@ -0,0 +1,84 @@ + +[photo:124:n_satellit_oscar1:Modell des ersten Amateurfunksatelliten OSCAR 1, der 1961 für 22 Tage aus dem Orbit der Erde eine Bake im 2 m-Band sendete und von 570 Funkamateuren aus 28 Ländern gehört wurde] + + +* Umrunden die Erde in kreis- oder elliptischen Bahnen und in unterschiedlichen Höhen +* Erster Amateurfunksatellit bereits 1961 (OSCAR 1) +* OSCAR: "Orbiting Satellite Carrying Amateur Radio" +* Bis heute mehrere 100 Satelliten im Orbit (gewesen) + + +* 4 Jahre nach Sputnik +* OSCAR Deutsch: "Umkreisender Satellit, der Amateurfunk mitführt" + +--- +[question:BE415] +--- +## Transponder +Relaisfunkstelle auf dem Satellit wird "Transponder" genannt + +* Uplink: Funkstrecke von der Erde zum Satelliten +* Downlink: Funkstrecke vom Satelliten zur Erde +* Unterschiedliche Frequenzbänder für Up- und Downlink +* Einfachere Trennung von Sende- und Empfangssignal +* Baugröße von Filtern wird reduziert + + +* z.B. Downlink auf 2m und Uplink auf 70cm + + +--- +[question:BE416] +--- +[question:BE411] +--- +[question:BE412] +--- +[question:NF113] +--- +## Azimut und Elevation +Satellitenantennen müssen ausgerichtet sein + + +Azimut +* stammt von arabisch السموت (as-sumūt, "die Wege") +* Richtung entlang des Horizonts +* Wird wie beim Kompass in Grad gemessen +* 0°/360° Norden – 90° Osten – 180° Süden – 270° Westen + + +[picture:876:n_azimut_elevation:Azimut und Elevation im Raum] + + +--- data-transition="none" +## Azimut und Elevation +Satellitenantennen müssen ausgerichtet sein + + +Elevation +* leitet sich von lateinisch elevare ("erheben") ab +* Vertikaler Winkel über dem Horizont +* 0° → direkt am Horizont +* 90° → senkrecht über einem + + +[picture:876:n_azimut_elevation:Azimut und Elevation im Raum] + + +--- +[question:BE413] +--- +[question:BE414] +--- +## Steuersignale +* Im Amateurfunkdienst gibt es eine Pflicht zur offenen Sprache +* Ausnahme: Steuersignale zwischen Bodenstationen und Amateurfunksatelliten +* Dürfen zum Zwecke der Verschleierung verschlüsselt werden +* Damit können Dritte die Signale nicht mitlesen +* Dient der Sicherheit der Satelliten vor Steuerkommandos von Unbefugten +* In Deutschland gilt das auch für automatische und fernbediente Stationen sowie Remote-Stationen + +--- +[question:VA303] +--- +[question:VD104] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/scatter.md b/contents/slides/scatter.md new file mode 100644 index 0000000..ee17a9a --- /dev/null +++ b/contents/slides/scatter.md @@ -0,0 +1,40 @@ +* *Scatter*: Besondere Formen der Reflexion und Streuung eines Funksignals +* Damit können größere Entfernungen überbrückt werden + +--- +## Regenscatter + +* Englisch *Rainscatter* +* Streuung an Regentropfen in alle Richtungen (Rayleigh-Streuung) +* Tropfengröße muss zur Wellenlänge passen: 6- und 3-cm-Band +* Antenne wird auf Regenwolke gehalten +* Rauer Ton in SSB- und CW-Signalen (ähnlich Aurora) + + +5,7 GHz und 10 GHz + + +--- +[question:AH311] +--- +## Backscatter + +* Brechung der Raumwelle zurück zum Empfänger +* Vor allem während der Dämmerung +* Starke und schnell schwankende Signalstärke (*Flatterfading*, flutter fading) + +--- +[question:AH223] +--- +## Aircraft-Scatter + +* Reflexion (also eigentlich kein Scatter) von VHF, UHF und SHF an Flugzeugen +* Flugzeug muss auf Verbindungslinie zwischen Sender und Empfänger sein +* Recht kurze Verbindung aufgrund der schnellen Bewegung des Flugzeugs + + +Auch Reflexion an Satelliten (z.B. ISS) ist möglich + + +--- +[question:AH310] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/schaltnetzteil_1.md b/contents/slides/schaltnetzteil_1.md new file mode 100644 index 0000000..f412a03 --- /dev/null +++ b/contents/slides/schaltnetzteil_1.md @@ -0,0 +1,25 @@ +* Das im vorigen Kapitel vorgestellte Netzteil hat den Nachteil eines hohen Gewichts durch den Transformator und einen schlechten Wirkungsgrad aufgrund von Verlusten bei der Konstanthaltung der Ausgangsspannung. +* Schaltnetzteile bringen die Eingangsspannung auf eine höhere Frequenz, wodurch kleinere Transformatoren eingesetzt werden können und bieten effizientere Wege die Ausgangsspannung konstant zu halten. + +--- + +Details auch hier im Klasse A Kurs, wir konzentrieren uns auf die positiven Eigenschaften: + +* *Hoher Wirkungsgrad* +* *Geringes Gewicht* +* *Geringes Volumen* + +--- + +[question:ED302] + +--- + +Aber: Wo Licht ist, ist auch Schatten. + +* Durch die hohen Frequenzen kann es zu *hochfrequenten Störungen* kommen, die besonders im Kurzwellenbereich stören. +* Bei für den Amateurfunk konzipierten Netzgeräten ist das inzwischen kein Problem mehr, bei Netzgeräten in der Unterhaltungselektronik schon. + +--- + +[question:ED303] diff --git a/contents/slides/schaltnetzteil_2.md b/contents/slides/schaltnetzteil_2.md new file mode 100644 index 0000000..7007246 --- /dev/null +++ b/contents/slides/schaltnetzteil_2.md @@ -0,0 +1,46 @@ + +[picture:35:e_schaltnetzteil:Prinzipschaltbild Schaltnetzteil] + + +* Elektronischer Schalter E regelt eine konstante Ausgangsspannung +* Schaltzeit wird variiert +* Schalter ist länger geschlossen → mehr Energie zur Lastseite → Ausgangsspannung steigt an +* Dieses ist der *Impulsbreitenmodulator* + + +Im vereinfachten Schaltbild fehlt die Rückführung der Ausgangsspannung an den Steuerblock E, damit die Regelschleife komplett wird. + +--- +[question:AD311] +--- +### Galvanische Trennung + + +* Trennung der Eingangs- und Ausgangsseite +* Hält Störsignale der Schaltung von der Netzspannungseite fern +* Andernfalls wirkt das Stromnetz wie eine Antenne + + + +[photo:277:a_störspektrum:Störspektrum eines Schaltnetzteils] + + + +--- +[question:AD312] +--- +[question:AD313] +--- + +[picture:367:a-schaltnetzteilfilter:Filter am 230V Eingang eines Schaltnetzteils] +Tiefpassfilter auf Eingangsseite + + +[photo:243:a_EMV Filter2: Filter direkt am 230 V AC Spannungseingang] + + +- PE darf nicht mit L1 oder N verbunden sein. +- Drossel T darf keine Trafo-Funktion haben. + +--- +[question:AD314] diff --git a/contents/slides/schutzerdung_1.md b/contents/slides/schutzerdung_1.md new file mode 100644 index 0000000..8b1cc4a --- /dev/null +++ b/contents/slides/schutzerdung_1.md @@ -0,0 +1,13 @@ + +Problem: +* Leitfähige Gegenstände können unerwünschte Potentiale (Spannungen) aufweisen +* Z.B. elektrische Aufladung, Blitz oder Fehler im Gerät + + +Maßnahmen: +* Elektrisch leitende Teile miteinander verbinden +* Bei Koaxialkabeln die Schirme miteinander verbinden und an der Haupterdungsschiene anschließen + + +--- +[question:EK208] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/schutzerdung_2.md b/contents/slides/schutzerdung_2.md new file mode 100644 index 0000000..5b165ec --- /dev/null +++ b/contents/slides/schutzerdung_2.md @@ -0,0 +1,34 @@ +## Potentialausgleich in Haushalten und Stationen + +* In jedem Haushalt und bei jeder Amateurfunkstation gibt es zahlreiche elektrisch leitfähige Gegenstände (z. B. Erdleitungen, Wasserleitungen, Heizungsrohre, Koaxialkabel, Metallgehäuse) +* Defekte, Fehler bei Elektroinstallationen, elektrostatische Aufladungen oder Blitzschlag können zu gefährlichen Potentialdifferenzen führen + +--- + +* Durch Verbinden aller leitfähigen Teile in einem Bereich wird ein Potentialausgleich erreicht, der Personen vor elektrischem Schlag schützt +* Die Verbindungen müssen niederohmig sein, um einen sicheren Potentialausgleich zu gewährleisten + +--- +[question:AK202] + +--- +## Resonanz in separaten Erdungsleitungen + +* Geräte werden geerdet, um fremde Potentiale sicher abzuleiten +* Hochfrequenzströme suchen oft eigene Wege – separate Erdungsleitungen können dadurch in Resonanz mit der Sendefrequenz geraten + +--- + +* Bei einer Leitungslänge von $ \lambda/4 $ oder einem ungeraden Vielfachen davon entsteht Resonanz +* Da das Ende der Leitung geerdet ist, kann sich dort kein Spannungsbauch bilden – stattdessen baut sich am Anschluss der Erdungsleitung am Sender eine hohe Spannung auf +* Das Sendergehäuse wird „heiß“ und berührungsempfindlich, was zu elektrischem Schlag oder Verbrennungen führen kann + +--- +[question:AK203] + +--- +### Tipps + +* Ändere die Länge der separaten Erdungsleitung so, dass keine Resonanz mit einem der Amateurfunkbänder auftritt +* Gegebenenfalls muss eine vorhandene Erdungsleitung verlängert werden + diff --git a/contents/slides/schwingkreis_1.md b/contents/slides/schwingkreis_1.md new file mode 100644 index 0000000..9054d2a --- /dev/null +++ b/contents/slides/schwingkreis_1.md @@ -0,0 +1,121 @@ +* Kondensatoren und Spulen haben frequenzabhängige Widerstände +* Damit sind passive Filterschaltungen möglich, um nur bestimmte Frequenzen passieren zu lassen + + +*Zur Erinnerung* +* Kondensator blockiert niedrige Frequenzen und lässt hohe Frequenzen durch +* Spule blockiert hohe Frequenzen und lässt niedrige Frequenzen durch + + +--- +## Hochpass + +* Bei niedrigen Frequenzen hat der Kondensator einen sehr hohen Widerstand +* Schaltung wirkt wie ein frequenzabhängiger Spannungsteiler +* UA ist dadurch sehr klein + + +[picture:592:e_hochpass:Filtercharakteristik eines Hochpass] +[picture:195:e_hochpass_rc:Hochpass aus Kondensator und Widerstand] + + +--- +[question:ED202] +--- +[question:ED211] +--- +[question:ED212] + +* Auch mit Kondensator und Spule möglich + +--- +[question:ED213] + +* Bei niedrigen Frequenzen erzeugt die erste Spule fast einen Kurzschluss + + + +--- +## Tiefpass + +* Bei niedrigen Frequenzen hat der Kondensator einen sehr hohen Widerstand +* Schaltung wirkt wie ein frequenzabhängiger Spannungsteiler +* UA ist dadurch sehr groß + + +[picture:591:e_hochpass:Filtercharakteristik eines Tiefpass] +[picture:175:e_tiefpass_rc:Tiefpass aus Kondensator und Widerstand] + + +--- +[question:ED201] +--- +[question:ED208] +--- +[question:ED209] + +* Auch mit Spule und Kondensator möglich + +--- +[question:ED210] + +* Bei hohen Frequenzen erzeugt der erste Kondensator fast einen Kurzschluss + + +--- +## Serienschwingkreis + +* Es gibt eine Resonanzfrequenz, bei der der Wechselstromwiderstand (Impedanz) sehr gering ist +* Bandpass, Saugkreis (eine Frequenz wird rausgesaugt) + + +%[picture:593:e_serienschwingkreis:Filtercharakteristik eines Serienschwingkreis] +[picture:189:e_serienschwingkreis_z:Impedanzverlauf eines Serienschwingkreis] +[picture:757:e_serienschwingkreis_cl:Serienschwingkreis aus Kondensator und Spule] + + +* Es wird der Impedanzverlauf gezeigt +* Die Filtercharakteristik ist in einer der kommenden Fragen + + +--- +[question:ED203] +--- +[question:ED205] +--- +[question:ED215] + + +--- +## Parallelschwingkreis + +* Es gibt eine Resonanzfrequenz, bei der der Wechselstromwiderstand (Impedanz) sehr hoch ist +* Bandsperre, Sperrkreis + + +%[picture:594:e_parallelschwingkreis:Filtercharakteristik eines Parallelschwingkreis] +[picture:190:e_parallelschwingkreis_z:Impedanzverlauf eines Parallelschwingkreis] +[picture:755:e_parallelschwingkreis_cl:Parallelschwingkreis aus Kondensator und Spule] + + +* Es wird der Impedanzverlauf gezeigt +* Die Filtercharakteristik ist in einer der kommenden Fragen + + +--- +[question:ED204] +--- +[question:ED206] +--- +[question:ED207] +--- +[question:ED214] + + +--- +## Kondensatortyp +* kein Elektrolyt, da diese nur bei Gleichspannung funktionieren +* Keramik- oder Luftkondensatoren können für hohe Frequenzen eingesetzt werden + +--- +[question:ED216] diff --git a/contents/slides/schwingkreis_2.md b/contents/slides/schwingkreis_2.md new file mode 100644 index 0000000..e32acc3 --- /dev/null +++ b/contents/slides/schwingkreis_2.md @@ -0,0 +1,383 @@ +## Grenzfrequenz + +Bei Hoch- und Tiefpässen gilt für die Grenzfrequenz + + +Bei RL-Gliedern +$R = X_L$ +$f_g = \frac{R}{2 \cdot \pi \cdot L}$ + + +Bei RC-Gliedern +$R = X_C$ +$f_g = \frac{1}{2 \cdot \pi \cdot R \cdot C}$ + + + +--- +[question:AD201] +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $R = 4,7kΩ$ +* gegeben: $C = 2,2nF$ +* gesucht: $f_g$ + + +$f_g = \frac{1}{2 \cdot \pi \cdot R \cdot C} = \frac{1}{2 \cdot \pi \cdot 4,7kΩ \cdot 2,2nF} = 15,4kHz$ + +--- +[question:AD202] +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $R = 10kΩ$ +* gegeben: $C = 47nF$ +* gesucht: $f_g$ + + +$f_g = \frac{1}{2 \cdot \pi \cdot R \cdot C} = \frac{1}{2 \cdot \pi \cdot 10kΩ \cdot 47nF} = 339Hz$ + +--- +[question:AD203] +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $R_1 = 4,7kΩ$ +* gegeben: $C_1 = 6,8nF$ +* gesucht: $f_g$ + + +$C_2$ und alle weiteren Angaben sind für den Tiefpass uninteressant. + + + +$f_g = \frac{1}{2 \cdot \pi \cdot R_1 \cdot C_1} = \frac{1}{2 \cdot \pi \cdot 4,7kΩ \cdot 6,8nF} \approx 5kHz$ + +--- +## Resonanzfrequenz + +* Parallel- oder Reihenschaltung von Spule und Kondensator → Schwingkreis +* Hohe Frequenzen → hoher Widerstand an Spule +* Niedrige Frequenzen → hoher Widerstand an Kondensator +* Es gibt eine Frequenz, bei der Spule und Kondensator den gleichen Widerstand haben → *Resonanzfrequenz* + +--- +[question:AD206] +--- style="font-size: smaller;" +## Parallelschwingkreis + +[picture:233:a_schwingkreis_parallelschwingkreis:Parallelschwingkreis und Darstellung der Impedanz gegenüber der Frequenz] + +* Ideale Bauelemente laden sich ständig um +* Theoretisch ist die Impedanz bei Resonanzfrequenz unendlich hoch +* Praktisch bestimmt das Bauteil mit dem geringsten Widerstand die Gesamtimpedanz +* Bei Frequenzen über und unter der Resonanzfrequenz hat der Parallelschwingkreis eine geringere Impedanz + +--- style="font-size: smaller;" +## Reihenschwingkreis + +[picture:230:a_schwingkreis_reihenschwingkreis:Reihenschwingkreis und Darstellung der Impedanz gegenüber der Frequenz] + +* Oder Serienschwingkreis +* Theoretisch ist die Impedanz bei Resonanzfrequenz 0Ω +* Praktisch wird die Impedanz durch den ohmschen Widerstand bestimmt +* Bei Frequenzen über und unter der Resonanzfrequenz hat der Reihenschwingkreis eine höhere Impedanz + +--- +[question:AD207] +--- +[question:AD204] +--- +## Resonanzfall + +Für Parallel- und Reihenschwingkreis: + +$X_C = X_L$ + +Impedanzen sind gleich groß. + + +Resonanzfrequenz mit Thomson'sche Schwingkreisformel: + +$f_0 = \frac{1}{2 \cdot \pi \cdot \sqrt{L \cdot C}}$ + + + +William Thomson, später Lord Kelvin, in 1853 + +--- + + +[question:AD208] +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $L = 1,2µH$ +* gegeben: $C = 6,8pF$ +* gegeben: $R = 10Ω$ +* gesucht: $f_0$ + + +$\begin{equation}\begin{split}\nonumber f_0 &= \frac{1}{2 \cdot \pi \cdot \sqrt{L \cdot C}}\\ &= \frac{1}{2 \cdot \pi \cdot \sqrt{1,2µH \cdot 6,8pF}} = 55,7MHz \end{split}\end{equation}$ + + +Widerstand $R$ wird zur Berechnung nicht benötigt. + +--- +[question:AD209] +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $L = 10µH$ +* gegeben: $C = 1nF$ +* gesucht: $f_0$ + + +$\begin{equation}\begin{split}\nonumber f_0 &= \frac{1}{2 \cdot \pi \cdot \sqrt{L \cdot C}}\\ &= \frac{1}{2 \cdot \pi \cdot \sqrt{10µH \cdot 1nF}} = 1,592MHz \end{split}\end{equation}$ + +--- +[question:AD210] +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $L = 100µH$ +* gegeben: $C = 0,01µF$ +* gesucht: $f_0$ + + +$\begin{equation}\begin{split}\nonumber f_0 &= \frac{1}{2 \cdot \pi \cdot \sqrt{L \cdot C}}\\ = \frac{1}{2 \cdot \pi \cdot \sqrt{100µH \cdot 0,01µF}} = 159kHz \end{split}\end{equation}$ + +--- +[question:AD211] +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $L = 2,2µH$ +* gegeben: $C = 56pF$ +* gesucht: $f_0$ + + +$\begin{equation}\begin{split}\nonumber f_0 &= \frac{1}{2 \cdot \pi \cdot \sqrt{L \cdot C}}\\ &= \frac{1}{2 \cdot \pi \cdot \sqrt{2,2µH \cdot 56pF}} = 14,34MHz$ + +--- +[question:AD212] +--- style="font-size: 0.7em;" +#### Lösungsweg +* gegeben: $C_1 = 0,1nF$ +* gegeben: $C_2 = 1,5nF$ +* gegeben: $C_3 = 220pF$ +* gegeben: $L = 1,2mH$ +* gesucht: $f_0$ + + +$C = C_1 + C_2 + C_3 = 0,1nF + 1,5nF + 220pF = 1,82nF$ + + +$\begin{equation}\begin{split}\nonumber f_0 &= \frac{1}{2 \cdot \pi \cdot \sqrt{L \cdot C}}\\ &= \frac{1}{2 \cdot \pi \cdot \sqrt{1,2mH \cdot 1,82nF}} = 107,7kHz \end{split}\end{equation}$ + +--- +### Verändern der Resonanzfrequenz + +* Größere Spule oder Kondensator → kleinere Resonanzfrequenz +* Kleinere Spule oder Kondensator → größere Resonanzfrequenz + + +Induktivität vergrößern +* Vergrößern der Windungszahl +* Zusammenschieben +* Einführen eines Ferritkerns + + + +--- +[question:AD213] +--- +[question:AD214] +--- +[question:AD215] +--- +[question:AD216] +--- +[question:AD217] +--- +### Spannungsgesteuerter Schwingkreis + +[picture:752:a_schwingkreis_potentiometer:Veränderung der Kapazität durch einen Varicap] + +* Varicap wird durch eine Steuerspannung am Widerstandsspannungsteiler verändert +* Kleinere Spannung am Varicap → kleinere Grenzschicht im Varicap → größere Kapazität +* In Reihe geschaltete Kondensatoren → Kapazität steigt → Resonanzfrequenz fällt + +--- +[question:AD218] +--- style="font-size: smaller;" +## Bandpassfilter + +[picture:785:a_schwingkreis_bandpass:Bandpassfilter aus mehreren Schwingkreisen] + +* Kombination aus Parallel- und Reihenschwingkreisen +* Lässt einen bestimmten Frequenzbereich passieren +* Parallelschwingkreise wie hochohmige Widerstände +* Reihenschwingkreis wie niederohmiger Widerstand + +--- +[question:AD205] +--- +## Bandbreite + +* Große Abhängigkeit vom ohmschen Widerstand +* In Angabe von dB auf einen Referenzwert des Filters +* Z.B. *Bandbreite* bei *-3dB-Wert* +* Halbe Leistung eines Signals kann noch das Filter passieren +* Oder die 0,7-fache Signalspannung + +--- +[question:AD219] +--- +[question:AD220] +--- +### Übliche Bandbreiten + +* Schmalbandig mit 500 Hz für Telegrafie (CW) +* Breitbandig mit 2,7 kHz für Sprachmodulation (SSB) + +--- +[question:AD221] +--- +[question:AD222] +--- +## Güte eines Schwingkreises + +* Auch Q-Faktor +* Kennzeichen für Energieverlust +* Verhältnis der Blindwiderstände zum ohmschen Widerstand im Resonanzfall ($X_L = X_C$) + + + +Reihenschwingkreis +$Q = \frac{f_0}{B} = \frac{X_L}{R_S}$ + + +Parallelschwingkreis +$Q = \frac{f_0}{B} = \frac{R_P}{X_L}$ + + + +--- +[question:AD225] +--- style="font-size: 0.7em;" +#### Lösungsweg + +* gegeben: $L = 100µH$ +* gegeben: $C = 0,01µF$ + + +* gegeben: $R_S = 10Ω$ +* gesucht: $Q$ + + + +$\begin{equation}\begin{split}\nonumber f_0 &= \frac{1}{2 \cdot \pi \cdot \sqrt{L \cdot C}}\\ &= \frac{1}{2 \cdot \pi \cdot \sqrt{100µH \cdot 0,01µF}} = 159,2kHz \end{split}\end{equation}$ + + +$B$ oder $X_L$ ausrechnen +$\begin{equation}\begin{split}\nonumber X_L = \omega \cdot L = 2 \cdot \pi \cdot f_0 \cdot L\\ &= 2 \cdot \pi \cdot 159,2kHz \cdot 100µH = 100,03Ω \end{split}\end{equation}$ + + +$Q = \frac{X_L}{R_S} = \frac{100,03Ω}{10Ω} \approx 10$ + +--- +[question:AD226] +--- style="font-size: 0.7em;" +#### Lösungsweg + +* gegeben: $L = 2,2µH$ +* gegeben: $C = 56pF$ + + +* gegeben: $R_P = 1kΩ$ +* gesucht: $Q$ + + + +$\begin{equation}\begin{split}\nonumber f_0 &= \frac{1}{2 \cdot \pi \cdot \sqrt{L \cdot C}}\\ &= \frac{1}{2 \cdot \pi \cdot \sqrt{2,2µH \cdot 56pF}} = 14,34MHz \end{split}\end{equation}$ + + +$B$ oder $X_L$ ausrechnen +$\begin{equation}\begin{split}\nonumber X_L &= \omega \cdot L = 2 \cdot \pi \cdot f_0 \cdot L\\ &= 2 \cdot \pi \cdot 14,34MHz \cdot 2,2µH = 198,2Ω \end{split}\end{equation}$ + + +$Q = \frac{R_P}{X_L} = \frac{1kΩ}{198,2Ω} \approx 5$ + +--- +### Bandbreite berechnen + +Über Resonanzfrequenz und Güte + +$Q = \frac{f_0}{B} \Rightarrow B = \frac{f_0}{Q}$ + + +Oder eingesetzt mit der Thomson'schen Schwingkreisformel + + +Reihenschwingkreis +$B = \frac{R_S}{2\cdot \pi \cdot L}$ + + +Parallelschwingkreis +$B = \frac{1}{2\cdot \pi \cdot R_P \cdot C}$ + + + +Herleitung nicht gezeigt + + +--- +[question:AD224] +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $L = 2,2µH$ +* gegeben: $C = 56pF$ +* gegeben: $R_P = 1kΩ$ +* gesucht: $B$ + + +$\begin{equation}\begin{split}\nonumber B &= \frac{1}{2\cdot \pi \cdot R_P \cdot C}\\ &= \frac{1}{2\cdot \pi \cdot 1kΩ \cdot 56pF} = 2,84MHz \end{split}\end{equation}$ + + +--- +[question:AD223] +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $L = 100µH$ +* gegeben: $C = 0,01µF$ +* gegeben: $R_S = 10Ω$ +* gesucht: $B$ + + +$B = \frac{R_S}{2\cdot \pi \cdot L} = \frac{10Ω}{2\cdot \pi \cdot 100µH} = 15,9kHz$ + +--- style="font-size: 0.7em;" data-transition="none" +## Kopplung + +[picture:184:a_schwingkreis_kopplung:Induktive Kopplung zweier Schwingkreise und das Spannungsdiagramm über die Frequenz] + +* Zwischen Schaltungsstufen oder Filtern werden häufig gekoppelte Schwingkreise verwendet +* Zwei Schwingkreise induktiv oder kapazitiv aneinander gekoppelt +* Grad der Kopplung bestimmt die gegenseitige Beeinflussung, Bandbreite und Durchlasskurve + +--- style="font-size: 0.7em;" data-transition="none" +[picture:184:a_schwingkreis_kopplung:Induktive Kopplung zweier Schwingkreise und das Spannungsdiagramm über die Frequenz] + +* d: *lose Kopplung* → kaum gegenseitige Beeinflussung, sehr hohe Durchlassdämpfung und sehr geringe Bandbreite +* c: *unterkritische Kopplung* → kaum gegenseitige Beeinflussung, hohe Durchlassdämpfung und geringe Bandbreite + +--- style="font-size: 0.7em;" data-transition="none" +[picture:184:a_schwingkreis_kopplung:Induktive Kopplung zweier Schwingkreise und das Spannungsdiagramm über die Frequenz] + +* b: *kritische Kopplung* → etwas gegenseitige Beeinflussung, flache Durchlasskurve mit geringer Dämpfung und Plateau im Durchlassbereich sowie gute Bandbreite + +--- style="font-size: 0.7em;" data-transition="none" +[picture:184:a_schwingkreis_kopplung:Induktive Kopplung zweier Schwingkreise und das Spannungsdiagramm über die Frequenz] +* a: *überkritische Kopplung* → starke gegenseitige Beeinflussung, Änderung der Resonanzfrequenzen, große Bandbreite und Verzerrung der Durchlasskurve im Durchlassbereich mit "Dellen" + +--- +[question:AD227] +--- +[question:AD228] +--- +[question:AD229] diff --git a/contents/slides/sende_empfangsketten.md b/contents/slides/sende_empfangsketten.md new file mode 100644 index 0000000..05de5ac --- /dev/null +++ b/contents/slides/sende_empfangsketten.md @@ -0,0 +1,36 @@ +## Kombination von Quellencodierung und Kanalcodierung + +* Effektive Bandbreitennutzung durch intelligente Kombination +* Gleichzeitige Fehlererkennung und -korrektur durch Redundanz + +--- + +## Sender-Prozess + +1. *Quellencodierer:* Daten komprimieren +2. *Kanalcodierer:* Redundanz zur Fehlererkennung und -korrektur hinzufügen +3. *Mapper:* Binäre Daten auf Symbole (z. B. Amplitude & Phase bei QAM) abbilden + +--- + +## Empfänger-Prozess + +1. *De-Mapper:* Symbole auf binäre Daten abbilden +2. *Kanaldecodierer:* Fehler erkennen und korrigieren +3. *Quellendecodierer:* Daten dekomprimieren + +--- + +[question:AF626] + +--- + +[question:AF628] + +--- + +[question:AF629] + +--- + +[question:AF627] diff --git a/contents/slides/sendeleistung_klasse_n.md b/contents/slides/sendeleistung_klasse_n.md new file mode 100644 index 0000000..941a1d9 --- /dev/null +++ b/contents/slides/sendeleistung_klasse_n.md @@ -0,0 +1,23 @@ +* 10 m-Band: 10 W ERP +* 2 m- und 70 cm-Band: 10 W EIRP + + +Ein Funkgerät mit 5W Sendeleistung und einem Gewinnfaktor von 1,8 bezogen auf den isotropen Kugelstrahler darf damit betrieben werden:
5 W × 1,8 = 9 W + + +Dass ERP und EIRP verwendet wird, hängt (vermutlich) mit den vorangig verwendeten Antennen in den nutzbaren Bändern für Klasse N zusammen. Eine Begründung von Seiten der BNetzA gibt es nicht. + + +--- +[question:VD724] + +--- +[question:VD743] + +--- + +[question:VD726] + +--- +[question:VD725] + diff --git a/contents/slides/sender_messungen.md b/contents/slides/sender_messungen.md new file mode 100644 index 0000000..88a2198 --- /dev/null +++ b/contents/slides/sender_messungen.md @@ -0,0 +1,270 @@ +## Messungen für Funkamateure + +* Wichtige Messungen: Ausgangsleistung und HF-Spannungen +* Messung der Senderausgangsleistung erfordert definierten Abschluss +* Übliche Impedanz im Amateurfunk: 50 Ohm +* Direktes Messen in der Schaltung nur bei kleinen Leistungen sinnvoll + +--- +## HF-Spannungsmessung + +* HF-Spannung wird mit einem HF-Tastkopf gemessen +* Diodengleichrichtung und Glättung mit nachgeschaltetem Kondensator + +--- +### HF-Tastkopf mit einfacher Gleichrichtung + + + + +[picture:576:a_messung_hf_tastkopf_leistungsmessung:Messkopf zur HF-Leistungsmessung über einen Spannungsteiler] + + +* Eine Diode am Ausgang liefert die Spitzenspannung der HF-Spannung +* Abzüglich Forward-Spannung der Diode und evtl. Spannungsteiler + + +--- +[question:AI608] + +--- +### HF-Tastkopf mit doppelter Gleichrichtung + + +[picture:770:a_messung_hf_tastkopf_doppeldiode:HF-Tastkopf mit zwei Dioden für beide Halbwellen] + + +* Zwei Dioden zur Erhöhung der Messgenauigkeit, insbesondere bei kleinen Leistungen +* Beide Halbwellen werden gleichgerichtet +* Ergebnis: Doppelte Spitzenspannung abzüglich zweimal der Forward-Spannung der Dioden + + +--- +[question:AI605] + +--- +[question:AI604] + +--- +### Messen hoher HF-Leistungen + +* Erfordert belastbares Dämpfungsglied +* Nimmt einen Großteil der Leistung auf +* Dämpfungsglied muss in die Berechnung einbezogen werden + +--- +[question:AI609] + + +Keine Berechnung notwendig, da es nur eine Antwort mit Dämpfungsglied gibt + + +--- +## Kalibrierung von Messschaltungen + +* Notwendig für exakte Leistungsmessungen +* Korrekturwerte müssen erstellt werden + +--- +[question:AI612] + +--- +### Berechnung eines HF-Tastkopfes + + +[picture:576:a_messung_messschaltung_beispiel_1:Beispiel einer HF-Messschaltung] + + +* Eingangssignal wird impedanzrichtig abgeschlossen +* Spannung wird durch Spannungsteiler halbiert +* Nach Gleichrichtung durch Diode verbleibt die Spitzenspannung abzüglich Forward-Spannung + + +--- +[question:AI610] + +--- style="font-size: smaller;" +#### Lösungsweg + +* gegeben: $P_E = 1W$ +* gegeben: $U_F = 0,23V$ +* gegeben: $R_V = 110Ω$, $R_T = 330Ω$ +* gesucht: $U_A$ + + + +$\begin{aligned}R &= (\frac{1}{R_T + R_T} + \frac{1}{R_V} + \frac{1}{R_V})^{-1}\\ &= (\frac{1}{330Ω + 330Ω} + \frac{1}{110Ω} + \frac{1}{110Ω})^{-1}\\ &= 50,77Ω\end{aligned}$ + + +--- style="font-size: smaller;" +* gegeben: $P_E = 1W$ +* gegeben: $U_F = 0,23V$ +* berechnet: $R = 50,77Ω$ +* gesucht: $U_A$ + + +$\begin{aligned}P_E &= \frac{U_{E,eff}^2}{R}\\ \Rightarrow U_{E,eff} &= \sqrt{P_E \cdot R}\\ &= \sqrt{1W \cdot 50,77Ω}\\ &= 7,125V\end{aligned}$ + + +--- style="font-size: smaller;" +* gegeben: $U_F = 0,23V$ +* berechnet: $U_{E,eff} = 7,125V$ +* gesucht: $U_A$ + + + +$\begin{aligned}U_S &= U_{E,eff} \cdot \sqrt{2}\\ &= 7,071V \cdot 1,414\\ &= 10,07V\end{aligned}$ + + + + +$\begin{aligned}U_A &= \frac{U_S}{2}\,-\,U_F\\ &= \frac{10,07V}{2}\,-\,0,23V\\ &= 5,035V\,-\,0,23V\\ &= 4,805V \approx 4,8V\end{aligned}$ + + + +--- +### Berechnung der Eingangsleistung aus gemessener Gleichspannung + + +[picture:577:a_messung_messschaltung_beispiel_2:Beispiel einer HF-Messschaltung] + + +* Spannung am Spannungsteiler entspricht der Ausgangsspannung zzgl. der Diodenspannung +* Effektivwerte berechnen +* Ermittlung der Eingangsleistung über den Schaltungswiderstand + + +--- +[question:AI611] + +--- style="font-size: smaller;" +#### Lösungsweg +* gegeben: $U_A = 14,9V DC$ +* gegeben: $U_F = 0,7V$ +* gegeben: $R_1 = 54,1Ω$, $R_T = 330Ω$ +* gesucht: $P_E$ + + + +$\begin{aligned}R &= (\frac{1}{R_T + R_T} + \frac{1}{R_1})^{-1}\\ &= (\frac{1}{330Ω + 330Ω} + \frac{1}{54,1Ω})^{-1}\\ &= 50Ω\end{aligned}$ + + + + +$\begin{aligned}U_S &= (U_A + U_F) \cdot 2\\ &= (14,9V + 0,7V) \cdot 2\\ &= 31,2V\end{aligned}$ + + + +--- style="font-size: smaller;" + +* berechnet: $R = 50Ω$ +* berechnet: $U_S = 31,2V$ +* gesucht: $P_E$ + + +$\begin{aligned}U_{E,eff}\\ &= \frac{U_S}{\sqrt{2}}\\ &= \frac{31,2V}{1,414}\\ &= 22,06V\end{aligned}$ + + + + +$\begin{aligned}P_E &= \frac{U_{E,eff}^2}{R}\\ &= \frac{(22,06V)^2}{50Ω}\\ &\approx 9,7W\end{aligned}$ + + + +--- +### HF-Tastkopf mit doppelter Spitzenwertgleichrichtung + + +[picture:771:a_messung_hf_tastkopf_doppeldiode_2:HF-Tastkopf mit doppelter Spitzenwertgleichrichtung] + + +* Berechnung wie bei einfacher Gleichrichtung +* Zusätzliche Berücksichtigung der doppelten Spitzenspannung +* Doppelte Forward-Spannung der Dioden beachten + + +--- +[question:AI607] + +--- style="font-size: smaller;" +#### Lösungsweg + +* gegeben: $U_A = 15,3V DC$ +* gegeben: $U_F = 0,23V$ +* gegeben: $R_{V1} = 56Ω$, $R_{V2} = 470Ω$ +* gesucht: $P_E$ + + + +$\begin{aligned}R &= (\frac{1}{R_{V1}} + \frac{1}{R_{V2}})^{-1}\\ &= (\frac{1}{R_{56Ω}} + \frac{1}{R_{470Ω}})^{-1}\\ &= 50,04Ω\end{aligned}$ + + + + +$\begin{aligned}U_S &= \frac{U_A}{2} + U_F\\ &= \frac{15,3V}{2} + 0,23V\\ &= 7,88V\end{aligned}$ + + + +--- style="font-size: smaller;" + +* berechnet: $R = 50,04Ω$ +* berechnet: $U_S = 7,88V$ +* gesucht: $P_E$ + + +$\begin{aligned}U_{E,eff} &= \frac{U_S}{\sqrt{2}}\\ &= \frac{7,88V}{1,414}\\ &= 5,57V\end{aligned}$ + + + + +$\begin{aligned}P_E &= \frac{U_{E,eff}^2}{R}\\ &= \frac{{5,57V}^2}{50,04Ω}\\ &\approx 600mW\end{aligned}$ + + + +--- +[question:AI606] + +--- style="font-size: smaller;" +#### Lösungsweg + +* gegeben: $U_A = 15,3V DC$ +* gegeben: $U_F = 0,23V$ +* gegeben: $R = 50Ω$ aus dem Messsystem +* gesucht: $P_E$ + + + +$\begin{aligned}U_S &= \frac{U_A}{2} + U_F\\ &= \frac{15,3V}{2} + 0,23V\\ &= 7,88V\end{aligned}$ + + + + +$\begin{aligned}U_{E,eff} &= \frac{U_S}{\sqrt{2}}\\ &= \frac{7,88V}{1,414}\\ &= 5,57V\end{aligned}$ + + + +--- style="font-size: smaller;" +* berechnet: $U_{E,eff} = 5,57V$ +* gegeben: $R = 50Ω$ aus dem Messsystem +* gesucht: $P_E$ + + +$\begin{aligned}P_E &= \frac{(U_{E,eff} \cdot 10)^2}{R}\\ &= \frac{(5,57V \cdot 10)^2}{50Ω}\\ &\approx 60W\end{aligned}$ + + +--- style="font-size: smaller;" +## Feldstärkeanzeiger zur Leistungsmessung + + +[picture:496:a_messung_feldstaerkeanzeiger:Feldstärkeanzeiger] + + +* Messung der HF-Leistung über eine Antenne +* Empfangene HF wird gleichgerichtet und gepuffert +* Anzeige über empfindliches Strommessgerät +* Je höher der Zeigerausschlag, desto höher die HF-Feldstärke +* Exakte Messungen erfordern Kalibrierung + + +--- +[question:AI613] diff --git a/contents/slides/senderausgangsleistung.md b/contents/slides/senderausgangsleistung.md new file mode 100644 index 0000000..33c8e29 --- /dev/null +++ b/contents/slides/senderausgangsleistung.md @@ -0,0 +1,44 @@ +* Verpflichtung von Funkamateuren die Leistungsgrenzwerte ihrer Funkanlage einzuhalten +* Auf vielen Amateurfunkbändern gilt eine *maximale Senderausgangsleistung* (*PEP*, Peak-Envelope-Power) als Grenzwert +* Auch unerwünschte Aussendungen sind von Bedeutung + +--- +### Messung von unerwünschten Aussendungen + +* Am Senderausgang +* Unter Einzebiehung von Stehwellenmessgerät, Anpassgerät(e), Tiefpassfilter etc. +* Messung von unerwünschen Aussendungen, die die Antenne erreichen können + +--- +[question:EJ209] +--- +### Messung der Senderausgangsleistung + +* Direkt am Senderausgang +* Ohne Zusatzgeräte, Filter oder Kabel +* Bei SSB → mit Modulation +* Ein- oder Zweitonaussteuerung, aber keine Sprache +* Messung der maximalen *Hüllkurvenleistung* (PEP) +* Spitzenleistung des Senders bei maximaler Aussteuerung +* Leistung bei der höchsten Spitze einer Hochfrequenzschwingung + + +* Sprache variiert +* Für Klasse E und A interessant, da deren maximal zulässige Leistung in der Anlage 1 der AFuV in PEP angegeben ist + + +--- +[picture:875:e_senderausgangsleisung_2:Höchste Spitze der Modulationshüllkurve] +--- +[question:EF401] +--- +[question:EF402] +--- +[question:EB501] +--- +## Mittlere Leistung + +* Durchschnittliche Leistung eines Senders + +--- +[question:EB502] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/shannon_hartley_gesetzt.md b/contents/slides/shannon_hartley_gesetzt.md new file mode 100644 index 0000000..c562dcb --- /dev/null +++ b/contents/slides/shannon_hartley_gesetzt.md @@ -0,0 +1,43 @@ +* Welche Datenübertragungsrate erreichbar ist, hängt von der nutzbaren Bandbreite und dem Signal-Rauschverhältnis ab. +* Aus diesen beiden Größen kann mit dem Shannon-Hartley-Gesetz die theoretisch maximal erreichbare Datenübertragungsrate für einen Übertragungskanal berechnet werden. +* Ein leicht zu merkender Wert stellt sich bei einem Signal-Rausch-Verhältnis von 0 dB ein. +* Hier entspricht die Bandbreite in Hertz genau der maximal erreichbaren Datenrate in Bit/s. + +--- +[question:AE416] + +--- + +* Schlechtere Signal-Rausch-Verhältnisse ermöglichen entsprechend weniger Datenrate, bessere Signal-Rausch-Verhältnisse größere Datenraten. +* Da die Rechnungen dazu recht komplex sind, wurden die Prüfungsfragen so gestaltet, dass man das Ergebnis leicht abschätzen kann. + +--- +[question:AE417] +--- +#### Lösungsweg + +Durch ein SNR von 0 dB entspricht die Bandbreite in Hertz genau der maximal erreichbaren Datenrate in Bit/s, also 2,7 kBit/s. + +--- +[question:AE418] +--- +#### Lösungsweg + +Durch ein SNR von 0 dB entspricht die Bandbreite in Hertz genau der maximal erreichbaren Datenrate in Bit/s, also 10 MBit/s. + +--- +[question:AE420] +--- +#### Lösungsweg + +Durch ein SNR von -20 dB muss die maximal erreichbare Datenrate kleiner als 2,7 kbit/s sein. Es kann nur 39 Bit/s richtig sein. + +--- +[question:AE419] +--- + +#### Lösungsweg + +Durch ein SNR von 30 dB muss die maximal erreichbare Datenrate größer 10 Mbit/s sein. Es kann nur 100 MBit/s richtig sein. + + diff --git a/contents/slides/sicherungen.md b/contents/slides/sicherungen.md new file mode 100644 index 0000000..8534f84 --- /dev/null +++ b/contents/slides/sicherungen.md @@ -0,0 +1,26 @@ + +* Im Netzgerät und/oder in der Verbindungsleitung zum Transceiver gibt es sogenannte Feinsicherungen +* Diese unterbrechen im Fehlerfall (Kurzschluss oder Überlastung) den Stromfluss + + + +[photo:88:n_feinsicherungen:Feinsicherungen] + + +--- + +* Nachdem eine Feinsicherung ausgelöst hat und man die Ursache behoben hat, muss man sie austauschen. +* Defekte Sicherungen dürfen *nur durch gleichartige ersetzt werden*! +* Dabei ist sowohl auf *Stromstärke* als auch die *Auslösecharakteristik* zu achten, die angibt, wie schnell eine Sicherung auslöst (flink, mittelträge, träge). + +--- + +| c: Auslösecharakteristik | c: Kennzeichen | c: Abschaltzeit bei zehnfachem Nennstrom | +| flink | F | max. 30 ms| +| mittelträge | MT | max. 90 ms | +| träge | T | max. 300 ms | +[table:n_feinsicherung:Kenngrößen von Feinsicherungen] + +--- + +[question:EK204] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/sinusschwingung.md b/contents/slides/sinusschwingung.md new file mode 100644 index 0000000..989b7d3 --- /dev/null +++ b/contents/slides/sinusschwingung.md @@ -0,0 +1,19 @@ + +[picture:725:n_frequenz_sinusschwingung:Die Spannung des Stromnetzes im zeitlichen Verlauf. Da die Spannung nicht die ganze Zeit den Höchstwert von 325 V aufweist, wirkt sie effektiv übrigens nur mit 230 V.] + + +* Die Wechselspannung aus dem Stromnetz schwingt nicht direkt zurück +* Es gibt einen sanften Übergang über 0 +* Wie bei einem Pendel +* Diese Art der Schwingung ist eine Sinusschwingung + + +--- +[picture:505:sinusschwingung_rechteck:Rechteckförmige Schwingung] +--- +[picture:504:sinusschwingung_dreieck:Dreieckförmige Schwingung] +--- +[picture:506:sinusschwingung_saegezahn:Sägezahnförmige Schwingung] +--- +[question:NB401] + diff --git a/contents/slides/skineffekt.md b/contents/slides/skineffekt.md new file mode 100644 index 0000000..15ed26e --- /dev/null +++ b/contents/slides/skineffekt.md @@ -0,0 +1,18 @@ + +[picture:633:a_mantelwellen:Skin-Effekt in einem Leiter] + + +* Ohmsche Verluste im Metall tragen zusätzlich zu Verlusten in Speiseleitungen bei +* Mit steigender Frequenz fließt der Strom vermehrt an der Leiteroberfläche – ein Effekt, der als *Skineffekt* bezeichnet wird +* Der Skineffekt führt zu einer Zunahme der ohmschen Verluste + + +Die *Ursache des Skineffekts* liegt darin, dass elektromagnetische Felder hoher Frequenz nicht tief in einen metallischen Leiter eindringen können, da sie induzierte Gegenströme hervorrufen. Bei idealen Leitern bliebe das Innere feldfrei, und der Strom würde ausschließlich auf der Oberfläche fließen. + + +--- +[question:AG318] + +--- +[question:AG319] + diff --git a/contents/slides/snr_rauschzahl.md b/contents/slides/snr_rauschzahl.md new file mode 100644 index 0000000..ee9d39e --- /dev/null +++ b/contents/slides/snr_rauschzahl.md @@ -0,0 +1,20 @@ +## SNR (Signal-to-Noise Ratio) + +* Verhältnis von Nutzsignal zu Rauschsignal (Noise) +* Je höher das SNR, desto mehr hebt sich das Signal vom Rauschen ab + +--- +[question:AF227] +--- +## Rauschzahl + +* Wird häufig bei HF-Vorverstärkern angegeben +* Verschlechterung des SNR bei Durchgang des Signals durch den Verstärker +* Verhältnis von eingehendem SNR zu ausgehendem SNR +* Rauschmaß: Angabe der Rauschzahl in dB +* Rauschzahl 2 → Rauschmaß 3dB + +--- +[question:AF228] +--- +[question:AF229] diff --git a/contents/slides/spannung.md b/contents/slides/spannung.md new file mode 100644 index 0000000..35e7c57 --- /dev/null +++ b/contents/slides/spannung.md @@ -0,0 +1,51 @@ +Wiederholung vom Anfang des Kurses: +* Nach Trennung von positiven und negativen Ladungen versuchen diese wieder zusammenzukommen +* Es liegt eine elektrische Spannung vor +* Die Einheit ist Volt, abgekürzt V + +--- + +[question:NA201] + +--- +## Kleine Spannungen + + +* Empfängereingang: 10 µV +* Mikrofon: 200 mV +* Batterie: 1,5 V oder 9 V + + +| l: Bezeichnung | r: Abkürzung | l: Wert | +| 1 Mikrovolt | 1 μV | 0,000001 V | +| 1 Millivolt | 1 mV | 0,001 V | +| 1 Volt | 1 V | 1 V | +[table:spannung_einheitenvorzeichen:Kurzschreibweise für kleine Spannungen] + + +* Kurz auf die Einheitenvorzeichen eingehen +* Ähnlich zu "Milliliter" oder "Milligramm" + + +--- +## Große Spannungen + + +* Steckdose: 230 V +* Elektrostatisch aufgeladene Antenne: 1,5 kV +* Höchstspannungsleitung: 380 kV + + +| l: Bezeichnung | r: Abk. | r: Wert | +| 1 Kilovolt | 1 kV | 1000 V | +| 1 Megavolt | 1 MV | 1000000 V | +| 1 Gigavolt | 1 GV | 1000000000 V | +[table:n_frequenz_einheitenvorzeichen:Kurzschreibweise für große Spannungen] + + +* Elektrostatisch aufgeladene Antenne bei Gewitter oder Regen + + +--- + +[question:NA208] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/spannungsmessung.md b/contents/slides/spannungsmessung.md new file mode 100644 index 0000000..c64dcea --- /dev/null +++ b/contents/slides/spannungsmessung.md @@ -0,0 +1,45 @@ + +* Spannungen lassen sich mit einem Messgerät ermitteln +* Schaltsymbol "V mit einem Kreis" +* Messgerät richtig einstellen +* An den richtigen Stellen messen + + +[picture:625:n_messgeraete_symbol_spannungsmessgerät:Schaltsymbol Spannungsmessgerät] + + +--- + +## Richtig messen + + +* Spannung wird zwischen zwei Punkten gemessen +* Parallel zum zu messenden Bauteil + + +[picture:620:n_messgeraete_spannungsmessung:Spannungsmessung] + + +--- + +[question:NI101] + +--- + +[question:NI103] + +--- + +[question:NB205] + + +Serienschaltung von Batterien + + +--- + +[question:NB206] + + +Spannungen können sich bei umgekehrter Serienschaltung von Batterien auch Subtrahieren + diff --git a/contents/slides/spannungsquelle.md b/contents/slides/spannungsquelle.md new file mode 100644 index 0000000..bcfcf5c --- /dev/null +++ b/contents/slides/spannungsquelle.md @@ -0,0 +1,33 @@ +### Netzgerät + +* Die für uns Funkamateuere wichtigste Spannungsquelle ist, neben Batterien, das Netzgerät. Es wird über das Stromnetz mit 230 Volt Wechselspannung versorgt und erzeut eine Gleichspannung von 13,8 Volt. Damit lassen sich Funkgeräte und Zubehör versorgen. +* Wichtig ist, dass die Ausggangsspannung bei Last konstant bleibt. + +--- + +[question:ED301] + +--- + +### Elektrische Sicherheit + +Bei Netzgeräten, besonders mit einem Metallgehäuse, ist ein normgerechter Anschluss an das Stromnetz wichtig. Der Schutzleiter (grün/gelb) hat dabei die Aufgabe im Fehlerfall die Spannung zur "Erde" abzuleiten und damit die Haussicherung auszulösen, damit keine gefährliche Spannung am Metallgehäuse anliegt. Bei einer 3-adrigen Leitung sind die Adernkennfarben wie folgt festgelegt: + +--- +### Aderfarben + + +* Außenleiter (L) → braun +* Neutralleiter (N) → blau +* Schutzleiter (PE) → grün/gelb + + +[picture:791:e_NYM_Aderfarben:Aderfarben einer 3-adrigen Leitung] + + +Nicht drauf verlassen, sondern messen! + + +--- + +[question:EK205] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/spannungsstabilisierung.md b/contents/slides/spannungsstabilisierung.md new file mode 100644 index 0000000..a8c60f3 --- /dev/null +++ b/contents/slides/spannungsstabilisierung.md @@ -0,0 +1,110 @@ +* Eingangsspannung kann variieren +* Beispielsweise bei durch Akku betriebenen Geräten +* Empfindliche Baugruppen (z.B. Oszillatoren) würden die Frequenz ändern +* Abhilfe: Spannungsstabilisierung + +--- +## Stabilisierung mit Z-Diode + +[picture:323:a_Stabilisierung mit Z-Diode:Spannungsstabilisierung mit Z-Diode] + + +* Sehr einfache Schaltung +* Kann die Ausgangsspannung in Grenzen stabil halten + + + +--- +[question:AD321] +--- style="font-size: 0.7em;" +#### Lösungsweg +* gegeben: $R_L = 470Ω$ +* gegeben: $I_L = 10mA$ +* gegeben: $I_Z = 15mA$ +* gegeben: $U_{IN} = 13,8V$ +* gesucht: $\eta = \frac{P_L}{P_{IN}}$ + + +$P_L = I_L^2 \cdot R_L = (10mA)^2 \cdot 470Ω = 47mW$ + + +$P_{IN} = U_{IN} \cdot I_{IN} = U_{IN} \cdot (I_Z + I_L) = 13,8V \cdot (15mA + 10mA) = 345mW$ + + +$\eta = \frac{P_L}{P_{IN}} = \frac{47mW}{345mW} \approx 0,14$ + +--- +## Linarer Spannungsregler + + +[picture:985:a_spannungsregler_linear:Schaltbild eines linearen Spannungsreglers] + + +* Leistungstransistor wird als veränderlicher Widerstand betrieben +* Bildet zusammen mit dem Lastwiderstand einen Spannungsteiler +* Wirkungsgrad ist oft sehr niedrig + + +--- +[question:AD315] +--- +[question:AD319] +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $U_{zu} = 13,8V$ +* gegeben: $U_{ab} = 9V$ +* gegeben: $I = 900mA$ +* gesucht: $P_V$ + + +$U_{IC1} = U_{zu} - U_{ab} = 13,8V - 9V = 4,8V$ + + +$P_V = U_{IC1} \cdot I = 4,8V \cdot 900mA = 4,32W$ + +--- +[question:AD320] +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $U_{zu} = 13,8V$ +* gegeben: $U_{ab} = 5V$ +* gegeben: $I_{zu} = 455mA$ +* gegeben: $I_{ab} = 450mA$ +* gesucht: $\eta$ + + +$\eta = \frac{P_{ab}}{P_{zu}} = \frac{U_{ab} \cdot I_{ab}}{U_{zu} \cdot I_{zu}} = \frac{5V \cdot 450mA}{13,8V \cdot 455mA} \approx 0,36$ + +--- +## Festspannungsregler + +[picture:200:a_Festspannungsregler:Festspannungsregler] + + +* Ausgelegt als IC +* Arbeiten wie linare Spannungsregler mit sehr genauer Spannungsreferenzquelle und optimaler elektronischer Regelung +* Auch bei starker Schwankung auf der Eingangsseite ist die Ausgangsseite sehr stabil + + +--- +[question:AD317] +--- +[question:AD316] +--- +[question:AD318] +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $U_{zu} = 13,8V$ +* gegeben: $U_{ab} = 5V$ +* gegeben: $R_L = 10Ω$ +* gesucht: $P_V$ + + +$I = \frac{U_{zu}}{R_L} = \frac{5V}{10Ω} = 500mA$ + + +$U_{IC1} = U_{zu} - U_{ab} = 13,8V - 5V = 8,8V$ + + +$P_V = U_{IC1} \cdot I = 8,8V \cdot 500mA = 4,4W$ + diff --git a/contents/slides/spannungsteiler_1.md b/contents/slides/spannungsteiler_1.md new file mode 100644 index 0000000..cd0ddd1 --- /dev/null +++ b/contents/slides/spannungsteiler_1.md @@ -0,0 +1,76 @@ + +* Eine Reihenschaltung von Widerständen nennt man auch Spannungsteiler, weil die Spannungen sich an den Widerständen aufteilen. +* Je größer der Widerstand, desto größer die Spannung, die an ihm abfällt. + + +[picture:819:e_spannungsteiler:Spannungsteiler] + + +--- + + +* Das kann man mathematisch in folgender Formel ausdrücken (Formelsammlung): + +$\dfrac{ U_{ 1 } }{ U_{ 2 } } = \dfrac{ R_{ 1 } }{ R_{ 2 } }$ + + +[picture:819:e_spannungsteiler:Spannungsteiler] + + +--- + +Wie geht man an die Aufgaben ran? + +* Beispiele: +* Wenn $R_{ 1 }$ drei mal so groß wie $R_{ 2 }$ ist, ist $U_{ 1 }$ drei mal so groß wie $U_{ 2 }$. +* Wenn $R_{ 1 }$ $\frac{ 1 }{ 3 }$ so groß wie $R_{ 2 }$ ist, ist $U_{ 1 }$ $\frac{ 1 }{ 3 }$ so groß wie $U_{ 2 }$. + +Schauen wir uns dazu zwei Aufgaben an. + +--- + +[question:ED101] + +--- + +[question:ED102] + +--- + +* Die Summe der Spannnungsabfälle ist gleich der Spannung, die aus der Spannungsquelle herauskommt. +* Das kann man mathematisch in folgender Formel ausdrücken (Formelsammlung): + +$U_{ G } = U_{ 1 } + U_{ 2 }$ + + + +[picture:819:E 63. Spannungsteiler:Spannungsteiler] + + +--- + + +* Hat man eine Gesamtspannung und muss $U_{ 2 }$ berechnen, können wir ebenfalls auf eine Formel aus der Formelsammlung zurückgreifen: + +$\dfrac{ U_{ 2 } }{ U_{ G } } = \dfrac{ R_{ 2 } }{ R_{ 1 } + R_{ 2 } }$ + + +[picture:819:E 63. Spannungsteiler:Spannungsteiler] + + +--- + + +* Diese muss man noch zu $U_{ 2 }$ umstellen, indem man auf beiden Seiten mit $U_{ G }$ multipliziert, dann erhält man: + +$U_{ 2 } = \dfrac{ R_{ 2 } }{ R_{ 1 } + R_{ 2 } } \cdot U_{ G }$ + +* Damit kann man sich dann auch an die nächste Aufgabe heranwagen. + + +[picture:819:E 63. Spannungsteiler:Spannungsteiler] + + +--- +[question:ED103] + diff --git a/contents/slides/spannungsteiler_2.md b/contents/slides/spannungsteiler_2.md new file mode 100644 index 0000000..d0902e6 --- /dev/null +++ b/contents/slides/spannungsteiler_2.md @@ -0,0 +1,17 @@ +## Belasteter Spannungsteiler + +* Gesamtstrom steigt, wenn die Belastung erhöht wird, also wenn $R_{\textrm{L}}$ niederohmiger wird +* Voraussetzung: Strom der Versorgung bricht nicht ein +* Bei der Dimensionierung auf die Stromstärken durch die Widerstände achten + +--- +[question:AD115] +--- +#### Lösungsweg + +Im belasteten Spannungsteiler fließen 3 Ströme: +* $I_1$ fließt durch $R_1$ und verursacht dort eine Verlustleistung $P_1 = U_1 \cdot I_1 = I_2 \cdot R_1$ +* $I_2$ fließt durch $R_2$ und verursacht dort eine Verlustleistung $P_2 = U_2 \cdot I_2 = {I_2}^2 \cdot R_2$ +* $I_L$ fließt durch $R_L$ und verursacht dort eine Verlustleistung $P_L = U_2 \cdot I_L = {I_L}^2 \cdot R_L$ +* Der Strom $I_1$ ist die Summe von $I_2$ und $I_L$ und damit der größte Strom. + diff --git a/contents/slides/spannungswandler.md b/contents/slides/spannungswandler.md new file mode 100644 index 0000000..b6de7b1 --- /dev/null +++ b/contents/slides/spannungswandler.md @@ -0,0 +1,46 @@ + +[photo:299:StepUpDownWandler: Abwärts- (Buck) Aufwärts- (Boost) Wandler] + + +* Wandelt Gleichspannungen um → DC/DC-Wandler +* z.B. von 13,8 V auf 5 V → Step-DOWN (Tiefsetzsteller) +* z.B. von 12 V auf 19 V → Step-UP (Hochsetzsteller) + + +Der Buck-Boost Converter im Bild kann von 0,5 V bis 25 V am Ausgang eingestellt werden. Die maximale Leistung beträgt 25 W. + +--- +### Wirkungsgrad + +* Es entstehen Verluste durch die Bauteile in der Schaltung +* Wirkungsgrad $\eta$, meistens in $\%$ angegeben + + +$\eta = \frac{P_{\textrm{AB}}}{P_{\textrm{ZU}}}$ + + +--- +[question:AB213] +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $U_{\textrm{ZU}} = 12V$ +* gegeben: $U_{\textrm{AB}} = 5V$ +* gegeben: $I_{\textrm{ZU}} = 2A$ +* gegeben: $I_{\textrm{AB}} =3A$ +* gesucht: $\eta$ + + +$\begin{equation}\begin{split}\nonumber \eta &= \frac{P_{\textrm{AB}}}{P_{\textrm{ZU}}} = \frac{U_{\textrm{AB}} \cdot I_{\textrm{AB}}}{U_{\textrm{ZU}} \cdot I_{\textrm{ZU}}}\\ &= \frac{5V \cdot 3A}{12V \cdot 2A} = \frac{15W}{24W} = 0,625 = 62,5\% \end{split}\end{equation}$ + +--- +[question:AB214] +--- +* gegeben: $U_{\textrm{ZU}} = 5V$ +* gegeben: $U_{\textrm{AB}} = 12V$ +* gegeben: $I_{\textrm{ZU}} = 3A$ +* gegeben: $I_{\textrm{AB}} =1A$ +* gesucht: $\eta$ + + +$\begin{equation}\begin{split}\nonumber \eta &= \frac{P_{\textrm{AB}}}{P_{\textrm{ZU}}} = \frac{U_{\textrm{AB}} \cdot I_{\textrm{AB}}}{U_{\textrm{ZU}} \cdot I_{\textrm{ZU}}}\\ &= \frac{12V \cdot 1A}{5V \cdot 3A} = \frac{12W}{15W} = 0,8 = 80\% \end{split}\end{equation}$ + \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/spiegelfrequenzen.md b/contents/slides/spiegelfrequenzen.md new file mode 100644 index 0000000..8684299 --- /dev/null +++ b/contents/slides/spiegelfrequenzen.md @@ -0,0 +1,106 @@ + +[picture:807:spiegelfrequenzen_mischen1:Mischvorgang mit Empfangsfrequenz $f_\text{e}$, Oszillatorfrequenz $f_\text{o}$ und der Zwischenfrequenz $f_\text{ZF}$] + +$f_{ZF} = \left|f_e \pm f_o\right|$ + + +Im Mischprozess zur $f_{ZF}$ werden prinzipbedingt immer zwei Empfangsfrequenzen ausgewählt + + +--- + +[picture:806:spiegelfrequenzen_fe1_fe2:Empfangsfrequenzen die beide zur selben $f_{ZF}$ führen] + + +* Gewünschte Empfangsfrequenz $f_{e1}$ → Spiegelfrequenz $f_{e2}$ +* Abstand zwischen gewünschter Empfangsfrequenz und Spiegelfrequenz → ${2 \cdot f_{ZF}}$ + +--- + +Oszillator schwingt oberhalb der Empfangsfrequenz
+↓
+Spiegelfrequenz bei ${2 \cdot f_{ZF}}$ oberhalb der Empfangsfrequenz + + +Oszillator schwingt unterhalb der Empfangsfrequenz
+↓
+Spiegelfrequenz bei ${2 \cdot f_{ZF}}$ unterhalb der Empfangsfrequenz + + +--- + +$f_S = 2 \cdot f_{OSZ}\,-\,f_E =\\ \begin{cases}f_{OSZ}\,+\,f_{ZF} = f_E\,+\,2 \cdot f_{ZF} &\text{wenn } f_E \lt f_{OSZ} \\ f_{OSZ}\,-\,f_{ZF} = f_E\,-\,2 \cdot f_{ZF} &\text{wenn } f_E \gt f_{OSZ} \end{cases}$ + +--- +## Spiegelfrequenzunterdrückung + + +[picture:808:spiegelfrequenzen_mischen2:Zusätzlicher Bandpassfilter zur Spiegelfrequenzunterdrückung] + + +* Ohne Unterdrückung kann die Spiegelfrequenz zu Empfangsstörungen führen +* Vermeidung: Gewünschte Frequenz wird durch einen Bandpassfilter selektiert +* Spiegelfrequenz wird möglichst maximal unterdrückt + +--- +Maßnahme für eine möglichst hohe Unterdrückung: +* Abstand zwischen gewünschter Empfangsfrequenz und Spiegelfrequenz durch eine hohe ZF möglichst groß wählen +* Bei einem großen Abstand kann ein hochwertiges Bandpassfilter leichter realisiert werden + +--- +[question:AF201] +--- +[question:AF202] +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $f_{OSZ} = 134,9MHz$ +* gegeben: $f_E = 145,6MHz$ +* gesucht: $f_S$ + + +$\begin{aligned}f_S &= 2 \cdot f_{OSZ} - f_E\\ &= 2 \cdot 134,9MHz - 145,6MHz\\ &= 124,2MHz\end{aligned}$ + +--- +[question:AF203] +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $f_{OSZ} = 39MHz$ +* gegeben: $f_E = 28,3MHz$ +* gesucht: $f_S$ + + +$\begin{aligned}f_S &= 2 \cdot f_{OSZ} - f_E\\ &= 2 \cdot 39MHz - 28,3MHz\\ &= 49,7MHz\end{aligned}$ + +--- +[question:AF204] +--- +[question:AF106] +--- +[question:AF107] +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $f_{OSZ} = 24,94MHz$ +* gegeben: $f_E = 14,24MHz$ +* gesucht: $f_S$ + + +$\begin{aligned}f_S &= 2 \cdot f_{OSZ} - f_E\\ &= 2 \cdot 24,94MHz - 14,24MHz\\ &= 35,64MHz\end{aligned}$ + +--- +[question:AF108] +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $f_{ZF} = 10,7MHz$ +* gegeben: $f_E = 28,5MHz$ +* gesucht: $f_S$ + + +Bei $f_E < f_{OSZ}$: +$\begin{aligned}f_S &= f_E + 2 \cdot f_{ZF}\\ &= 28,5MHz + 2 \cdot 10,7MHz\\ &= 49,9MHz\end{aligned}$ + +--- +[question:AF109] +--- +[question:AF110] +--- +[question:AF111] diff --git a/contents/slides/spitze_effektiv_wert.md b/contents/slides/spitze_effektiv_wert.md new file mode 100644 index 0000000..6c82242 --- /dev/null +++ b/contents/slides/spitze_effektiv_wert.md @@ -0,0 +1,89 @@ +## Spitzenwert + + +* Der Spitzenwert einer Sinusschwingung entspricht der Amplitude +* Von Nulllinie bis höchstem Wert +* Spitzen-Spitzen-Wert von niedrigstem bis höchstem Wert + + +[picture:834:e_spitze_effektiv_wert_bezeichnungen_sinus:Peridoendauer, Spitzenspannung, Effektivspannung und Spitzen-Spitzen-Spannung] + + +--- + +Spitzen-Spitzen-Wert bei sinusförmigen Spannungen + +$U_{SS} = 2\cdot \hat{U}$ + +--- +[question:EB407] +--- +[question:EB406] + +--- +## Effektivwert + +Bei einer Wechselspannung der Wert, der in einem Widerstand zu einer vergleichsweisen Gleichspannung in Leistung umgesetzt wird + +[picture:725:e_effektivwert_230v:Effektivwert und Spitzenwert der Spannung im Haushalt] + +--- +Bei sinusförmigen Spannungen (ohne Herleitung) + +$\hat{U} = U_{eff}\cdot \sqrt{2}$ + +--- +[question:EB405] + + +* Lösungsweg auf nächster Seite + +--- +### Lösungsweg + +$\hat{U} = U_{eff}\cdot \sqrt{2}$ +$U_{eff} = \dfrac{\hat{U}}{\sqrt{2}}$ +$U_{eff} = \dfrac{1V}{1,41} \approx 0,7V$ + +--- +[question:EB404] + + +* Lösungsweg auf nächster Seite + +--- +### Lösungsweg + +$\hat{U} = U_{eff}\cdot \sqrt{2}$ +$U_{eff} = \dfrac{\hat{U}}{\sqrt{2}}$ +$U_{eff} = \dfrac{12V}{1,41} \approx 8,5V$ + +--- +[question:EB403] +--- +### Lösungsweg + +$\hat{U} = U_{eff}\cdot \sqrt{2}$ +$\hat{U} = 12V\cdot 1,41 \approx 17V$ + +$U_{SS} = 2\cdot \hat{U}$ +$U_{SS} = 2\cdot 17V = 34V$ + +--- +[question:EB401] + + +* Lösungsweg auf nächster Seite + +--- +### Lösungsweg + +$\hat{U} = U_{eff}\cdot \sqrt{2}$ +$\hat{U} = 230V\cdot 1,41 \approx 325V$ + +--- +[question:EB402] + + +* Ergebnis von vorher ×2 + \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/split_betrieb.md b/contents/slides/split_betrieb.md new file mode 100644 index 0000000..a2d23ac --- /dev/null +++ b/contents/slides/split_betrieb.md @@ -0,0 +1,28 @@ +### Umgang mit dem Pile-Up 2 + +* Split-Verkehr ist die am Meisten genutzte Methode um vielen Anrufen eine Verbindung zu ermöglichen. +* Dabei empfängt die begehrte Station auf einer anderen Frequenz als sie sendet. +* Die CQ-rufende Station kündigt den Split-Verkehr mit Hinweis auf die Frequenz oder den Frequenzbereich an, in dem sie empfängt. Zum Beispiel "5 up" oder "split 14270 to 14280". + + +* Ein Vorteil am Split-Verkehr ist, dass die besondere Station klar zu empfangen bleibt und nicht selber nicht im Pile-Up "untergeht". +* Der Trick beim Split-Verkehr mit dem Frequenzbereich ist, dass niemand weiß, auf welcher Frequenz die begehrte Station gerade hört. Für die CQ-rufende Station ensteht der Vorteil, dass sie eher einzelne Rufzeichen heraushören kann. + + +--- + +[picture:672:n_split_verkehr_anruffrequenz:Split-Verkehr, Sendefrequenz der begehrten Station und Antwort-Frequenz, auf der sie empfängt] + +[picture:673:n_split_verkehr_anrufbereich:Split-Verkehr, Sendefrequenz der begehrten Station und Frequenzbereich für Antworten, in dem sie empfängt] + +--- +[question:BE308] + +--- +[question:BE310] + +--- +[question:BE309] + +--- +[question:BE311] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/sporadic_e_1.md b/contents/slides/sporadic_e_1.md new file mode 100644 index 0000000..8932505 --- /dev/null +++ b/contents/slides/sporadic_e_1.md @@ -0,0 +1,15 @@ + +[picture:733:n_sporadic_e:Refraktion (Brechung) von Funkwellen an stark ionisierten Bereichen der E-Schicht] + + +* Im Sommer mit größeren Reichweiten (1000-2000km) +* Refraktionen (Brechungen) an ionisierten Bereichen +* Treten in 100-110km in der E-Schicht auf +* Tritt zufällig und schwer vorhersagbar auf +* Sehr kleine Bereiche + + +--- +[question:NH306] +--- +[question:NH305] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/sporadic_e_2.md b/contents/slides/sporadic_e_2.md new file mode 100644 index 0000000..a93522b --- /dev/null +++ b/contents/slides/sporadic_e_2.md @@ -0,0 +1,25 @@ + +* Regional begrenzte ungewöhnlich hohe Ionisation der E-Schicht +* Refraktion (Brechung) von Funkwellen in VHF und UHF +* Auch 10 m-Band möglich + + +[picture:731:e_atmosphaeren_schichten:Für den Amateurfunk relevante Schichten in der Atmosphäre] + + +--- +[question:EH304] +--- +## Short Skip + + +* Funkverbindungen mit Sprungentfernungen unter 1000 km +* Durch Refraktion an einer Sporadic-E-Schicht +* Insbesondere im 10 m-Band + + +[picture:733:e_sporadic_e:Refraktion bei Sporadic-E] + + +--- +[question:EH218] diff --git a/contents/slides/sporadic_e_3.md b/contents/slides/sporadic_e_3.md new file mode 100644 index 0000000..6d99f15 --- /dev/null +++ b/contents/slides/sporadic_e_3.md @@ -0,0 +1,20 @@ + +[picture:733:e_sporadic_e:Refraktion bei Sporadic-E] +[picture:865:e_wellenausbreitung_refraktion:Refraktion an Schichten der Ionosphäre] + + +* Sporadic E ist ein besonders stark ionisiertert Bereich in der E-Region +* Reflexion von hohen Kurzwellenbändern und VHF +* Tausende Kilometer sind möglich +* Die Tote Zone wird reduziert + + +--- +[question:AH301] +--- +[question:AH214] + +Hier wird nach Kurzwelle gefragt! + +--- +[question:AH220] diff --git a/contents/slides/sprachsignale.md b/contents/slides/sprachsignale.md new file mode 100644 index 0000000..5566195 --- /dev/null +++ b/contents/slides/sprachsignale.md @@ -0,0 +1,14 @@ +[include:spektrum_sprachsignale] + +--- + +* Sprechen wir in ein Mikrofon, dann wandelt es das Sprachsignal in elektrische Schwingungen um. +* Das Sprachsignal liegt nicht mehr als Schallwelle, sondern als elektrische Schwingung vor und kann im Funkgerät verarbeitet werden. + + + +* Die „Breite“ des Signals wird übrigens als *Bandbreite* bezeichnet und in Hertz (Hz) angegeben. +* Angenommen es soll Sprache im Frequenzbereich von 300 bis 2700 Hz übertragen werden. +* Die Bandbreite beträgt in diesem Falle 2700 Hz – 300 Hz = 2400 Hz + + \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/sprungdistanz_1.md b/contents/slides/sprungdistanz_1.md new file mode 100644 index 0000000..407d54e --- /dev/null +++ b/contents/slides/sprungdistanz_1.md @@ -0,0 +1,11 @@ + +* Je flacher meine Antenne im Winkel zur Erdoberfläche abstrahlt, umso weiter ist die Sprungdistanz +* Je steiler meine Antenne nach oben strahlt, umso kürzer ist die Sprungdistanz + + +[picture:872:e_sprungdistanz:Sprungdistanz in Abhängigkeit des Winkels] + +--- +[include:sprungdistanz_applet] +--- +[question:EH208] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/sprungdistanz_2.md b/contents/slides/sprungdistanz_2.md new file mode 100644 index 0000000..4501acd --- /dev/null +++ b/contents/slides/sprungdistanz_2.md @@ -0,0 +1,27 @@ + +* Bisher: Sprungdistanz durch Abstrahlwinkel verändern + + +[picture:871:a_sprungdistanz_abstrahlwinkel:Sprungdistanz je nach Abstrahlwinkel] +[picture:872:a_sprungdistanz_abstrahlwinkel_graph:Sprungdistanz je nach Abstrahlwinkel auf einem Graphen] + + +--- + +* Auch zu beachten: +* *Höhe der ionisierten Region* +* *die Tageszeit* wegen der unterschiedlichen Schichten +* *genutzte Frequenz* wegen unterschiedlicher Refraktionseigenschaften an den Schichten + + +[picture:865:e_wellenausbreitung_refraktion:Refraktion an Schichten der Ionosphäre] + + + +An den Schichten erklären, wie dadurch die Sprungdistanz verändert wird + + +--- +[question:AH212] +--- +[question:AH213] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/spule_1.md b/contents/slides/spule_1.md new file mode 100644 index 0000000..b2d027e --- /dev/null +++ b/contents/slides/spule_1.md @@ -0,0 +1,108 @@ +## Induktivität + + +* Jeder stromdurchflossene Leiter hat eine Induktivität +* Um einen stromdurchflossenen Leiter entsteht ein Magnetfeld +* In einem Leiter entsteht ein Strom, wenn dieser durch ein Magnetfeld bewegt wird + + +[picture:833:e_spule_magnetfeld_um_leiter:Magnetfeld um einen stromdurchflossenen Leiter] + + +--- +[question:EC304] + +--- style="font-size: smaller;" +## Spule und Induktivität + +* Eine Spule optimiert die Induktivität eines Leiters +* Wichtigste Eigenschaft der Spule: Energie speichern + +$L = \dfrac{N\cdot \Phi}{I}$ + +* mit $N$ Anzahl Windungen und $\Phi$ als magnetischer Fluss +* Einheit: $\frac{Vs}{A}$ bzw. Henry $H$ +* Die Induktivität ist der magnetische Fluss pro Ampere + + +* Henry von Joseph Henry (1797 - 1878) + + +--- style="font-size: smaller;" +## Induktivität durch Bauart + + +* Die Induktivität einer Ringspule kann durch die Bauart erreicht werden + +$L = \dfrac{\mu_0 \cdot \mu_r \cdot N^2 \cdot A_S}{l}$ + +* → Induktivität ist größer bei größerem Querschnitt, anderem Kern oder kleinerer Länge +* → Induktivität ist viel größer bei höherer Windungszahl + + +* $\mu_0 = 1,2566 \cdot 10^{-6}\frac{H}{m}$: magnetische Feldkonstante +* $\mu_r$: relative Permeabilität, abhängig vom Spulenkern (Luft ≈ 1) +* $N$: Windungszahl +* $A_S$: Querschnittsfläche der Spule +* $l$: Länge der Spule bzw. mittlere Feldlinienlänge + + +* Nur das Verständnis ist wichtig, Berechnung ist Klasse A Stoff + + +--- +[question:EA102] +--- +[question:EC307] +--- +[question:EC306] +--- +[question:EC305] +--- +[question:EB205] +--- +[question:EB204] +--- + +### Stromfluss über eine Spule + + +* Strom braucht länger durch die Spule +* Erst leuchtet Lampe1 +* Später leuchtet Lampe2 + + +[picture:541:e_stromkreis_mit_spule:Stromkreis mit Spule] + + +* Bei Induktivitäten, Ströme sich verspäten + +--- + +[question:EC302] + +--- + +## Einschaltkurve Spule + + +* Eine Spule wird an Gleichspannung angeschlossen +* Die Spannung nimmt steil ab und gleicht sich mit der Zeit 0 an + + +[picture:186:e_einschaltkurve_spule:Zeitlicher Verlauf einer Gleichspannung über eine Spule] + + +--- +[question:EC301] +--- + +## Spule im Wechselstrom + +* Im Gleichstromkreis wirkt eine Spule erst wie ein unendlich großer Widerstand, wird dann aber nach dem Einschaltvorgang so groß wie der Widerstand des Leiters +* Bei Wechselstrom wird das Magnetfeld in der Spule ständig umgepolt +* Dadurch entsteht eine Selbstinduktionspannung, die entgegengerichtet ist und stört +* Je höher die Frequenz, umso höher ist der Wechselstromwiderstand der Spule + +--- +[question:EC303] diff --git a/contents/slides/spule_2.md b/contents/slides/spule_2.md new file mode 100644 index 0000000..81643dc --- /dev/null +++ b/contents/slides/spule_2.md @@ -0,0 +1,181 @@ + +[photo:267:a_U_eilt_vor:Phasenverschiebung an einer Spule zwischen Spannung und Strom] + + +* Phasenverschiebung von 90° +* Spannung eilt dem Strom voraus + + +Merke: Bei Induktivitäten, Ströme sich verspäten -oder- Induktivitääät, Strom zu spääät! + + +--- +[question:AC201] + +--- +### Wirkleistung + + +[picture:944:a_Blindleistung Spule:Das Produkt von U × I ergibt die grüne Leistungskurve] + + +* Die grüne Leistungskurve ist das Produkt von Strom und Spannung +* Die Leistung schwankt symmetrisch um die Nulllinie und gleicht sich aus +* *Blindleistung* an einem *Blindwiderstand* + + +--- + +* Blindwiderstand nimmt keine Wirkenergie auf +* Eine ideale Spule wird nicht warm +* Jedoch besteht eine Spule aus Draht und hat dadurch ohmsche Verluste +* Zusätzlich wirkt der Skin-Effekt + +--- +[question:AC202] + +--- style="font-size: smaller;" +### Induktiver Blindwiderstand $X_{\textrm{L}}$ + +Spule dreht an Wechselspannung angeschlossen ständig das magnetische Feld → Wechselstromwiderstand / induktiver Blindwiderstand + +1. Wenn die Frequenz der Wechselspannung an einer Spule erhöht wird, dann fließt weniger Strom; dies bedeutet, der induktive Blindwiderstand ist größer geworden. +2. Wenn die Induktivität der Spule erhöht wird, dann verringert sich auch der Strom, d.h. der Blindwiderstand wird auch größer. + + +$X_{\textrm{L}} = \omega \cdot L = 2\pi \cdot f \cdot L$ + + +--- +[question:AC203] +--- +[question:AC204] +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $L = 3\mu H$ +* gegeben: $f = 100MHz$ +* gesucht: $X_{\textrm{L}}$ + + +$\begin{equation}\begin{split}\nonumber X_{\textrm{L}} &= \omega \cdot L = 2\pi \cdot f \cdot L\\ &= 2\pi \cdot 100MHz \cdot 3\mu H\\ &\approx 1885\Omega \end{split}\end{equation}$ + + +--- +### Steigerung der Induktivität + +Zylinderspule + +$L = \dfrac{\mu_0 \cdot \mu_r \cdot N^2 \cdot A_S}{l}$ + + +* Windungszahl $N$ erhöhen +* Spulenlänge $l$ verkürzen +* Querschnittsfläche $A_S$ der Spule vergrößern + + + +Ringkernspule + +$L = N^2 \cdot A_{\textrm{L}}$ + + +* Windungszahl $N$ erhöhen +* Magnetisch leitfähigereres Material (mit größerer Induktivitätskonstante $A_{\textrm{L}}$) als Kern verwenden + + + + +Deshalb werden (Ring-)Kerne eingesetzt + +--- +[question:AC211] + +--- +[question:AC205] +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $N = 14$ +* gegeben: $A_{\textrm{L}} = 1,5nH$ +* gesucht: $L$ + + +$\begin{equation}\begin{split}\nonumber L &= N^2 \cdot A_{\textrm{L}}\\ &= 14^2 \cdot 1,5nH\\ &= 0,294\mu H \end{split}\end{equation}$ + + +--- +[question:AC206] +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $N = 300$ +* gegeben: $A_{\textrm{L}} = 1250nH$ +* gesucht: $L$ + + +$\begin{equation}\begin{split}\nonumber L &= N^2 \cdot A_{\textrm{L}}\\ &= 300^2 \cdot 1250nH\\ &= 112,5mH \end{split}\end{equation}$ + + +--- +[question:AC207] +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $L = 2mH$ +* gegeben: $A_{\textrm{L}} = 250nH$ +* gesucht: $N$ + + +$\begin{equation}\begin{align}\nonumber L &= N^2 \cdot A_{\textrm{L}}\\ \nonumber N &= \sqrt{\frac{L}{A_{\textrm{L}}}} = \sqrt{\frac{2mH}{250nH}} \\ \nonumber &= 89\ \textrm{Windungen} \end{align}\end{equation}$ + + +--- +[question:AC208] +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $L = 12\mu H$ +* gegeben: $A_{\textrm{L}} = 30nH$ +* gesucht: $N$ + + +$\begin{equation}\begin{align}\nonumber L &= N^2 \cdot A_{\textrm{L}}\\ \nonumber N &= \sqrt{\frac{L}{A_{\textrm{L}}}} = \sqrt{\frac{12\mu H}{30nH}} \\ \nonumber &= 20\ \textrm{Windungen} \end{align}\end{equation}$ + + +--- +### Spulenverluste + +* Verlustfaktor $\tan(\delta) = \frac{R}{X_L}$ +* Verluste im Leiter + +--- +[question:AC209] + +--- +### Scheinwiderstand + +* Reihenschaltung von Blindwiderstand und Wirkwiderstand → Scheinwiderstand $Z$ +* Tritt nur bei Wechselspannung auf +* Kann nicht mit einem Ohm-Meter gemessen werden +* Spule in der Funktechnik → *Impedanz* +* Antennenimpedanz, Eingangs- und Ausgangsimpedanz, Impedanzwandler, … +* Impedanz Z in Ω + +--- + +[photo:269:a_Widerstandsdreieck_R_L:Geometrische Addition von $R$ und $X_L$ und Phasenverschiebung zwischen $Z$ und $R$] + +$Z = \sqrt{R^2 + X^2}$ + + +* Wirkwiderstand $R$ +* Blindwiderstand $X_{\textrm{L}}$ +* Scheinwiderstand ist über Pythagoras zu berechnen + + +--- +[question:AA101] + +--- +### Abschirmung von elektrischen Feldern + +Ein Gehäuse aus einem magnetisch gut leitfähigem Material. + +--- +[question:AC210] diff --git a/contents/slides/squelch.md b/contents/slides/squelch.md new file mode 100644 index 0000000..cf087bd --- /dev/null +++ b/contents/slides/squelch.md @@ -0,0 +1,13 @@ + +* Auf einer "leeren" Frequenz hört man Rauschen +* Bei FM ist das Rauschen besonders laut +* Mit der *Rauschsperre* kann das Rauschen ausgeblendet werden +* Englisch *Squelch* (SQL) + + +[picture:737:squelch:Zeitlicher Verlauf der Amplitude auf einer Frequenz, zu sehen ist eine starke und eine schwache Sendung, drumherum keine Sendung (Rauschen), der Squelch blendet sowohl Rauschen als auch schwache Signale aus, wenn die Amplitude unter dem eingestellten Wert liegt.] + + +--- + +[question:NF302] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/squelch_2.md b/contents/slides/squelch_2.md new file mode 100644 index 0000000..d6e183e --- /dev/null +++ b/contents/slides/squelch_2.md @@ -0,0 +1,5 @@ +* Vergleicht das empfangene Signal mit einem eingestellten Schwellwert +* Eingangssignal für Squelch wird an der ZF oder NF abgegriffen + +--- +[question:AF225] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/ssb.md b/contents/slides/ssb.md new file mode 100644 index 0000000..22cee56 --- /dev/null +++ b/contents/slides/ssb.md @@ -0,0 +1,46 @@ + +[picture:482:n_seitenband:Amplitudenmodulation, Träger mit unterem (a) und oberen (b) Seitenband] + + +* Bei Amplitudenmodulation zusätzlich zum Träger zwei Seitenbänder → unteres bzw. oberes Seitenband +* "lower side band" (*LSB*) und "upper side band" (*USB*) +* Der Träger selbst enthält gar keine Information + + +* Der Träger selbst enthält gar keine Information und die Information des Modulationssignals wird jeweils in den Seitenbändern übertragen. + +--- + + +* Es reicht also, nur ein Seitenband auszusenden und auf den Träger und das andere Seitenband zu verzichten +* Gesamte Sendeleistung wird für die Übertragung der Information genutzt +* Belegte Bandbreite entspricht der Bandbreite des aufmodulierten Signals + + +[picture:743:n_seitenband:Seitenbänder bei AM, LSB und USB im Vergleich] +*Einseitenbandmodulation* bzw. *single-sideband (SSB)* + + +--- +USB steht für *Upper Side Band* + +(im Deutschen wird es gerne mit Unteres Seitenband verwechselt) + +--- +[question:NE203] + +--- + +[question:NE204] + +--- + +[question:NE208] + +--- + +[question:NE207] + +--- + +[question:NE205] diff --git a/contents/slides/ssb_2.md b/contents/slides/ssb_2.md new file mode 100644 index 0000000..6ae382f --- /dev/null +++ b/contents/slides/ssb_2.md @@ -0,0 +1,129 @@ +## Bandbreite + +* Im Gegensatz zu AM wird weniger als die halbe Bandbreite verwendet +* Maximal 2,7 kHz +* Entspricht dem NF-Signal + + +[picture:743:e_bandbreite_am_ssb:Bandbreite von AM, USB und LSB] + + +--- +[question:EE201] +--- +[question:EE202] +--- +[question:EJ210] + +--- + +## Modulation + + +* Durch Mischung und Filterung +* Mit der Vorauswahl von USB und LSB wird die Trägerfrequenz gewählt +* Durch den Mischer entstehen zwei Frequenzen +* Im Bandfilter wird nur eine Frequenz durchgelassen + + +[picture:500:e_ssb_modulation:Blockschaltbild zur Modulation von SSB mit der Filtermethode] + + +--- + +* Der Trick ist hier, dass das Bandfilter nur eine Resonanzfrequenz hat +* Durch die Verschiebung der Trägerfrequenz im Oszillator wird dann das gewünschte Seitenband durchgelassen + + +[picture:500:e_ssb_modulation:Blockschaltbild zur Modulation von SSB mit der Filtermethode] + +--- + +Beispiel LSB: +* Mikrofon: 300 Hz - 3 kHz +* LSB-Oszillator: 9001,5 kHz +* DSB-Signal:
a) 8998,5 - 9001,2
b) 9001,8 - 9004,5 +* Filter: 9000 kHz ± 1,5 kHz +* SSB-Signal:
8998,5 - 9001,2 kHz + + +[picture:831:e_ssb_modulation_lsb:Frequenzen mit der Filtermethode bei LSB] +[picture:940:e_ssb_modulation_lsb_spektrum:Spektrum mit der Filtermethode bei LSB] + + +* Schalter im Bild sollte auf LSB stehen +* Nur das Signal von a) wird durchgelassen +* Das SSB-Signal kann wieder gemischt werden für eine Aussendung im Afu-Band + +--- + +Beispiel USB: +* Mikrofon: 300 Hz - 3 kHz +* USB-Oszillator: 8998,5 kHz +* DSB-Signal:
a) 8995,5 - 8998,2 kHz
b) 8998,8 - 9001,5 kHz +* Filter: 9000 kHz ± 1,5 kHz +* SSB-Signal:
8998,8 - 9001,5 kHz + + +[picture:832:e_ssb_modulation_usb:Frequenzen mit der Filtermethode bei USB] +[picture:941:e_ssb_modulation_usb_spektrum:Spektrum mit der Filtermethode bei USB] + + +* Nur das Signal von b) wird durchgelassen +* Das SSB-Signal kann wieder gemischt werden für eine Aussendung im Afu-Band + + +--- +[question:EE203] +--- +[question:EE204] + +--- +### NF-Signal + + +* Für Sprache reicht zwischen 300 und 3000 Hz +* Entspricht 2,7 kHz +* Es werden auch kleinere Filter, z.B. 2,4 kHz verwendet +* An vielen TRX lassen sich die Filter einstellen + + +* Wird ein NF-Signal mit größerer Bandbreite verwendet, steigt die HF-Bandbreite +* Sollte vermieden werden, um benachbarte Signale nicht zu stören +* Auf maximale Bandbreite im Bandplan achten + + +--- +[question:EJ211] + +* Wenn die unteren 300 Hz der NF abgezogen werden, sind es wieder 2,7 kHz + +--- +[question:EF310] +--- +[question:EE207] + +--- +## Mikrofonverstärkung +* Mit der NF-Leistung wird die Leistung der HF gesteuert +* Zu leises Mikrofon bewirkt weniger Ausgangleistung am Sender +* Eine zu starke Mikrofonverstärkung kann Störungen bei Stationen auf dicht benachbarten Frequenzen verursachen + +--- +[question:EE206] +--- +[question:EE205] +--- +[question:EJ215] + + + + + + + + + + + + diff --git a/contents/slides/ssb_3.md b/contents/slides/ssb_3.md new file mode 100644 index 0000000..be2057f --- /dev/null +++ b/contents/slides/ssb_3.md @@ -0,0 +1,48 @@ +### Bandbreite + +* Frequenzspektrum optimal ausnutzen +* Minimaler Abstand zwischen SSB-Signalen sollte 3 kHz betragen +* Modulationsbandbreite darf dann maximal 2,7 kHz sein + +--- +[question:AE209] +--- +[question:AE208] +--- +### Übersteuerung + +* Bei Übersteuerung im Modulator entstehen Verzerrungen +* Führt zu Nebenaussendungen → Splatter +* Bandbreite steigt +* Kann benachbarte Aussendungen stören + +--- +[question:AE205] +--- +### Equalizer + +* Sprache ist individuell +* Ziel: Bessere Ausnutzung des 2,7 kHz Spektrums +* Anhebung im höheren Frequenzbereich +* Absenkung im tieferen Frequenzbereich +* Oftmals Equalizer im Mikrofonverstärker + +--- +[question:AE213] +--- +### Zweiton-Testsignal + +* Zur Beurteilung der Qualität und Linearität eines SSB-Senders +* NF-Signal aus zwei Sinus-Frequenzen +* Dürfen in keinem ganzzahligen Verhältnis zueinander stehen +* Meistens 700 Hz und 1200 Hz +* Ergibt eine sogenannte "HF-Schwebung" bei 500 Hz +* Messung der Hüllkurvenleistung (PEP) möglich + + +PEP = Peak Envelope Power + + +--- +[question:AE207] + diff --git a/contents/slides/sstv.md b/contents/slides/sstv.md new file mode 100644 index 0000000..39d82cd --- /dev/null +++ b/contents/slides/sstv.md @@ -0,0 +1,9 @@ +### Slow-Scan-Television (SSTV) + +* Beim Slow-Scan-Television (SSTV) werden stehende Bilder mit geringer Auflösung übertragen. +* Rufzeichen und Rapporte werden bei SSTV einfach als Text in die Bilder reingeschrieben. + +[photo:84:n_sstv:Ein per SSTV übertragenenes Bild] + +--- +[question:BE210] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/standortbescheinigung.md b/contents/slides/standortbescheinigung.md new file mode 100644 index 0000000..c7b13d6 --- /dev/null +++ b/contents/slides/standortbescheinigung.md @@ -0,0 +1,30 @@ + +* Eine Standortbescheinigung kann auf *Antrag kostenpflichtig* durch die BNetzA ausgestellt werden +* Funkamateur muss alle notwendigen Unterlagen und Informationen für die Berechnung bereitstellen + + + +* Lageplan +* Bauzeichnung mit Montageort der Antennen +* Informationen zum Abstrahlverhalten von allen Antennen + + + +--- +[question:VC121] + +--- + +## Verpflichtende Standortbescheinigung + +Verpflichtend ist eine Standortbescheinigung, wenn sich am Standort der vorgesehenen ortsfesten Amateurfunkstelle bereits ortsfeste Funkanlagen befinden, die selbst eine Standortbescheinigung benötigen. + + +Kommerzielle Anlagen, z.B. Mobilfunk + + +--- +[question:VE519] + +--- +[question:VE518] diff --git a/contents/slides/standortwahl.md b/contents/slides/standortwahl.md new file mode 100644 index 0000000..616f05c --- /dev/null +++ b/contents/slides/standortwahl.md @@ -0,0 +1,25 @@ +* Wechselwirkungen mit anderen elektrischen Installationen und Geräten vermeiden +* Insbesondere in der eigenen Wohnung und der der Nachbarn +* Wechselwirkungen können auch den eigenen Funkempfang stören +* Und im Sendebetrieb die Funktionsweise des Geräts stören +* → Antenne möglichst im Außenbereich anbringen + +--- +[question:EG223] +--- +## Installation Kurzwellenantenne + +* Am besten rechtwinklig vom Haus wegführen +* Hauptstrahlrichtung zeigt nicht auf das Gebäude und das der Nachbarn +* Weniger Störungen durch Einkopplung in die Leitungen im Haus + +--- +[question:EJ110] +--- +## Installation Richtantenne + +* Am besten so hoch und so weit weg wie möglich +* Feldstärke in Hauptstrahlrichtung nimmt mit der Entfernung ab + +--- +[question:EG112] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/statische_aufladung.md b/contents/slides/statische_aufladung.md new file mode 100644 index 0000000..d90c74b --- /dev/null +++ b/contents/slides/statische_aufladung.md @@ -0,0 +1,18 @@ + +* Unerwünschte Spannungen an Antennen durch statische Aufladungen +* Bei ungeerdeten Drahtantennen +* Z.B. durch Regen und Hagel +* Führt zu Prasselstörungen beim Empfang + + +* Abhilfe: Einbringen von Ableitwiderständen zwischen Leitern der Antennenzuführund und der Erdung der Amateurfunkstation +* Hochohmig, z.B. 100 kΩ +* Dadurch wird die Funktion der Funkanlage nicht beeinträchtigt + + +* Die 100kΩ stammen aus dem Rothammel + +--- +[question:EK206] +--- +[question:EK207] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/steckverbinder_bnc.md b/contents/slides/steckverbinder_bnc.md new file mode 100644 index 0000000..e90f2ae --- /dev/null +++ b/contents/slides/steckverbinder_bnc.md @@ -0,0 +1,11 @@ +Einsatz: Für Funkgeräte mit kleiner Leistung bis hinauf zum 70 cm-Band und in der Messtechnik + +[photo:71:n_koaxsteckverbinder_bnc:BNC-Winkeladapter mit Stecker links und Kupplung rechts] + + +Bajonett-Verschluss ist schneller zu fixieren und lösen als bei PL oder N + + + +--- +[question:NG203] diff --git a/contents/slides/steckverbinder_n.md b/contents/slides/steckverbinder_n.md new file mode 100644 index 0000000..acb53d9 --- /dev/null +++ b/contents/slides/steckverbinder_n.md @@ -0,0 +1,11 @@ +Einsatz: 2 m-Band bis in den GHz-Bereich + + +[photo:73:n_koaxsteckverbinder_n_buchse_und_stecker:N-Einbaubuchse und N-Stecker] + + +[photo:72:n_koaxsteckverbinder_n_stecker:Ein N-Stecker vor seiner Montage] + + +--- +[question:NG204] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/steckverbinder_pl.md b/contents/slides/steckverbinder_pl.md new file mode 100644 index 0000000..64c149d --- /dev/null +++ b/contents/slides/steckverbinder_pl.md @@ -0,0 +1,14 @@ +Einsatz: Kurzwelle bis zum 2 m-Band + + +[photo:69:n_koaxsteckverbinder_pl_stecker:PL-Stecker] + + +[photo:70:n_koaxsteckverbinder_pl_einbaubuchse:PL-Einbaubuchse] + + +"Geschirmter Bananenstecker" + +--- + +[question:NG202] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/steckverbinder_sma.md b/contents/slides/steckverbinder_sma.md new file mode 100644 index 0000000..fd718ae --- /dev/null +++ b/contents/slides/steckverbinder_sma.md @@ -0,0 +1,13 @@ +Einsatz: Dort, wo man wenig Platz hat, auch bei hohen Frequenzen + +[photo:74:n_koaxsteckverbinder_sma:SMA-Stecker, hier stark vergrößert] + + +Aus dem WLAN-Bereich gibt es "Reverse-SMA-Verbinder", bei denen die Kupplung einen Pin und der Stecker eine Öffnung hat. + + +--- +[question:NG205] + +--- +[question:NG206] diff --git a/contents/slides/stoerungen_elektronischer_geraete_1.md b/contents/slides/stoerungen_elektronischer_geraete_1.md new file mode 100644 index 0000000..a29cf76 --- /dev/null +++ b/contents/slides/stoerungen_elektronischer_geraete_1.md @@ -0,0 +1,139 @@ +* Starke Sender führen zu unterschiedlichen Störungen und Beeinflussungen von elektronischen Geräten und Anlagen +* Ziel: Störungen vermeiden oder Ursachen durch Gegenmaßnahmen beseitigen + +--- +## Einströmung + +* Hochfrequenz gelangt durch Leitungen oder Kabel in ein Gerät +* Zum Beispiel über die Netzleitung, Antennenleitung, Lautsprecherkabel + +--- +[question:EJ101] +--- +## Einstrahlung + +* Hochfrequenz gelangt wegen ungenügend geschirmten Gehäuse in die Elektronik +* Führt dort zu Störungen + +--- +[question:EJ102] +--- +## Störende Beeinflussung + +* Kann trotz gesetzeskonformen Betrieb eines Senders beim Empfänger in Nähe auftreten +* Garagentorsteuerungen oder Funk-Autoschlüssel funktionieren nicht mehr wie gewohnt +* Störung von LED-Leuchten + +--- +[question:EJ103] +--- +[question:EJ112] +--- +[question:EJ113] +--- +## Intermodulation + +* Beim Auftreten von mehreren starken Empfangssignalen +* Z.B. TV-Sender und starke Amateurfunkstation in der Nachbarschaft +* Führt zu unerwünschten Oberwellen und deren Mischprodukten +* Durch Intermodulation werden Phantomsignale hervorgerufen + +--- +[question:EJ120] +--- +## Oxidation + +* Korrodierte Kontakte (Metall-Oxide) zwischen Metallen bilden Nichtlinearitäten durch Gleichricht-Effekte +* Unerwünschte Mischprodukte auf der Sende- und Empfangsseite +* Kann zu Störungen im Fernseh- und Rundfunkempfang führen + +--- +[question:EJ121] +--- +## Erforderliche Sendeleistung + +* Stets nur die für eine zufriedenstellende Kommunikation erforderliche Sendeleistung verwenden +* Zur Vermeidung von Störungen von Geräten + +--- +[question:EJ104] +--- +[question:EJ105] +--- +## Übersteuerung + +* Hohe Feldstärken durch hohe Sendeleistungen oder im Strahlungsbereich einer Antenne +* Empfänger und Empfangsstufen können übersteuert werden +* Verringert die Empfängerempfindlichkeit bis hin zur Blockierung + +--- +[question:EJ106] +--- +[question:EJ107] +--- +## Weitere Maßnahmen + +* Verringerung der Sendeleistung führt nicht immer zum Erfolg +* Das gestörte Gerät oder die Zuleitung könnte nicht genügend abgeschirmt sein + +--- +[question:EJ108] +--- +[question:EJ109] +--- +[question:EJ111] +--- +## Nachbarschaftshilfe + +* Hilfe dem Nachbarn anbieten +* Nur als letztes Mittel die Behörde einschalten + +--- +[question:EJ124] +--- +## Filter + +* Sowohl auf Seite des störenden Geräts als auch auf Seiten des gestörten Geräts einbauen +* Oberwellenaussendungen unterdrücken +* Hochpass oder Bandpass auf Empfängerseite +* Übersteuerrung wird minimiert + +--- +[question:EJ116] +--- +[question:EJ117] +--- + +## Mantelwellensperren + +* Sendesignal der Amateurfunkstation wird über den Schirm von Koaxialkabeln oder Zuleitungen in Empfänger oder Geräte in örtlicher Nähe eingekoppelt +* *Mantelwellensperren* in Zuleitungen von Geräten einbauen +* Auch *Drossel* genannt +* Ringkerne oder Klappferrite +* Weitere Möglichkeit: Verwendung von geschirmten Steuerkabeln + +--- +[question:EJ118] +--- +[question:EJ119] +--- +[question:EJ115] +--- +[question:EJ114] +--- +## Logbuch + +* Wenn die Funkanlage als Störquelle vermutet wird +* Freiwilligen Nachweis führen +* Ausschluss der Amateurfunkanlage als Störquelle + +--- +[question:EJ122] +--- +## Schlechte Empfangsverhältnisse + +* Z.B. TV-Zimmerantenne für Empfang +* Verwendung einer Außenantenne mit entsprechenden Vorfiltern + +--- +[question:EJ123] diff --git a/contents/slides/stoerungen_elektronischer_geraete_2.md b/contents/slides/stoerungen_elektronischer_geraete_2.md new file mode 100644 index 0000000..dfbc3e7 --- /dev/null +++ b/contents/slides/stoerungen_elektronischer_geraete_2.md @@ -0,0 +1,169 @@ +## Untersuchung von Störungen an Geräten + +* Systematisches Abstecken der Anschlüsse +* Prüfung, ob Störung noch vorhanden ist +* Ursache: Einströmungen oder Direkteinstrahlung + +--- + +### Netzfilter gegen Einströmungen + + +[picture:164:a_stoerungen_elektronischer_geraete_tiefpassfilter:Tiefpassfilter] + + +* Netzfilter als Tiefpassfilter +* Reduziert Störungen über die Netzzuleitung +* Erhältlich nach VDE-Vorschriften + + +--- + +[question:AJ116] + +--- + +[question:AJ117] + +--- + +[question:AJ118] + +--- + +### Schirmung von Eigenbauempfängern + +* Empfangsstörungen durch schlechte Schirmung +* Empfänger in geerdetes Metallgehäuse einbauen +* Besonders wichtig bei SDR-Technik + +--- + +[question:AJ105] + +--- + +[question:AJ103] + +--- + +### Störpotential unterschiedlicher Betriebsarten + +* CW und SSB erzeugen Störungen durch schnelle Amplitudenänderungen +* HF wird an Basis-Emitter-Übergängen gleichgerichtet +* Demodulierte NF hörbar in Lautsprechern + +--- + +[question:AJ107] + +--- + +[question:AJ106] + +--- + +### Schutz von DVB-T Empfängern + +* Hochpassfilter schützt vor starken Signalen +* Wirksam nur bei passiven Antennen +* Unselektive Vorverstärker sind besonders störanfällig +* Filter vor Verstärker notwendig bei aktiven Antennen +* Einfügedämpfung sollte ≤ 2-3 dB sein + +--- + +[question:AJ113] + +--- + +[question:AJ114] + +--- + +[question:AJ108] + +--- + +### Tiefpassfilter für Kurzwellensender + + +[photo:201:a_stoerungen_elektrischer_geraete_tiefpassfilter:Tiefpassfilter für Kurzwelle mit Frequenzgang] + + +* Grenzfrequenz 30-40 MHz +* Antennen-Tuner in Tiefpass-Konfiguration als Alternative +* Reduzierung von Oberwellenaussendungen + + +--- + +[question:AJ112] + +--- + +[question:AJ104] + +--- + +### Störungen durch starke Amateurfunksignale + +* Empfangsstörungen bei DAB, TV und UKW +* Ursache: Übersteuerung des Empfängereingangs +* Verringerung der Empfindlichkeit oder komplette Ausfälle + +--- + +[question:AJ110] + +--- + +[question:AJ111] + +--- + +[question:AJ109] + +--- + +### Minimierung von Störungen durch Sendeleistung + +* Betrieb mit minimal erforderlicher Leistung +* Vermeidung von unnötigen Störungen + +--- + +[question:AJ101] + +--- + +### Abblockkondensatoren gegen HF-Störungen + +* Ableitung von HF gegen Masse +* Keramik-Kondensatoren am besten geeignet +* Elektrolyt- und Kunststoffkondensatoren ungeeignet +* Kombination mit Tantal-Kondensatoren möglich +* Erdung mit niedriger Impedanz notwendig + +--- + +[question:AJ119] + +--- + +[question:AJ102] + +--- + +### Hochfrequenz-Drosseln in Stromversorgungen + +* Blockieren hochfrequente Einströmungen +* Verhindern HF-Rückströmungen in die Stromversorgung +* Eigenkapazitäten können Nebenresonanzen erzeugen +* Nebenresonanzen beeinflussen HF-Stufen negativ +* Verstärker können unerwünschte Rückkopplungen erhalten + +--- + +[question:AJ214] + diff --git a/contents/slides/stoerungen_vermeiden.md b/contents/slides/stoerungen_vermeiden.md new file mode 100644 index 0000000..f39f16f --- /dev/null +++ b/contents/slides/stoerungen_vermeiden.md @@ -0,0 +1,128 @@ +## Gründe für Störungen + +* Unerwünschte Frequenzanteile, die nicht ausreichend unterdrückt werden +* Unzureichend abgeschirmte oder unzureichend geerdete Geräte +* Die gewünschten Aussendungen selber + +--- + +### Störung + + +[picture:745:stoerungen_vermeiden_oberschwingung:Störung des DVB-T2-Empfang eines Fernsehers durch die Oberschwingung einer Amateurfunkaussendung] + + +* Grenzwerte durch Amateurfunkanlage überschritten +* Z.B. Oberschwingung + + +--- + +### Störende Beeinflussung + + +[picture:744:stoerungen_vermeiden_einstrahlung:Einstrahlung über die Empfangsantenne] +[picture:746:stoerungen_vermeiden_direkteinstrahlung:Direkteinstrahlung in ein Gerät] + + +[picture:747:stoerungen_vermeiden_einstroemung:Einströmung über Anschlussleitungen] +* Grenzwerte werden eingehalten +* Wege können einzeln oder zusammen auftreten + + +--- + +## Umgang mit Störungen + +* Nachbarschaftskonflikte vermeiden +* Höflich Hilfe zur Entstörung anbieten + +--- + +[question:NJ102] + +--- + +## Ursachenforschung + +* Prüfen auf Behebung mit eigenen Mitteln +* Falls Ursache nicht ermittelt oder Störung nicht beseitigt werden kann → Nachbarn auf *Funkstörungsannahme der BNetzA* (24/7 ☎ 0228 14 15 16) hinweisen + + +* Bei eigener Suche als DARC-Mitglied Hilfe beim Referat für elektromagnetische Verträglichkeit anfragen +* Hier Werbung für DARC-Mitgliedschaft machen + +--- +[question:VE302] + +--- + +## Ermittlung + +* Kann einige Zeit in Anspruch nehmen +* Zur Wahrung des Nachbarschaftsfriedens Sendeleistung reduzieren + +--- + +[question:VE301] + +--- +## Überprüfung + +Falls Amateurfunkaussendungen die Ursache der Probleme sind, wird in drei Fälle unterschieden + +--- + +### 1. Fall + +* Amateurfunkanlage wird *nicht vorschriftsmäßig* betrieben +* Ggf. Anordnung einer kostenpflichtigen Betriebseinschränkung durch BNetzA +* Möglich ist eine Begrenzung der Sendeleistung + + +* Z.B. durch zu starke unerwünschte Aussendungen + + +--- + +### 2. Fall + +* Amateurfunkanlage wird *vorschriftsmäßig* betrieben +* Feldstärke am betroffenen Gerät ist kleiner als Verträglichkeit durch die Störfestigkeit +* Betroffenes Gerät *hält Störfestigkeit nicht ein* +* Verantwortung zur Behebung liegt beim Betreiber des betroffenen Geräts +* Funkamateur darf Sendebetrieb unverändert fortsetzen + +--- +[question:VE305] + +--- +[question:VE306] + +--- + +### 3. Fall + +* Amateurfunkanlage wird *vorschriftsmäßig* betrieben +* Betroffenes Gerät *hält Störfestigkeit ein* +* Konfliktfall: BNetzA ist befugt, eine Lösung *in Zusammenarbeit mit allen Beteilgten* herzustellen + +--- + +[question:VE303] + +--- +[question:VE304] + +--- + +## Anordnungen der BNetzA ohne Zusammenarbeit + +* Zum Schutz von Empfangs- und Sendegeräten, die Sicherheitszwecken dienen +* Zum Schutz öffentlicher Telekommunikationsnetze, also beispielsweise dem Telefonnetz +* Zum Schutz von Leib und Leben einer Person oder Sachen von bedeutendem Wert + + +* Beispiel: Amateurfunkstation neben einem Krankenhaus +* Leistungseinschränkungen in eine bestimmte Richtung + \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/strahlengang_aufenthalt.md b/contents/slides/strahlengang_aufenthalt.md new file mode 100644 index 0000000..f005777 --- /dev/null +++ b/contents/slides/strahlengang_aufenthalt.md @@ -0,0 +1,22 @@ +* Insbesondere im Mikrowellenbereich werden Parabol- oder Helixantenen verwendet +* Hoher Antennengewinn +* Aus wenig Eingangsleistung wird eine hohe Strahlungsleistung +* 20 dB sind üblich ⇒ 1 W Sendeleistung werden 100 W Strahlungsleistung + + +* 20 dB = Faktor 100 + + +--- +* Hohe elektromagnetische Felder in der Strahlungskeule +* Gefahr für Körper, insbesondere Augen, Gehirn und Hoden +* Kann zu Erkrankungen dieser Organe führen +* Die Strahlung ist nicht direkt zu spüren +* *Der Aufenthalt im direkten Strahlengang von Sendeantennen ist zu vermeiden!* + +--- +[question:EK201] + + +* Aufgrund der sehr unterhaltsamen Distraktoren können einige Antworten direkt ausgeschlossen werden + \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/strom.md b/contents/slides/strom.md new file mode 100644 index 0000000..150cf98 --- /dev/null +++ b/contents/slides/strom.md @@ -0,0 +1,24 @@ +## Stromkreis + +* Beim Anschluss eines elektrischen Verbrauchers an die Pole einer Spannungsquelle, fangen die Ladungen an sich zu bewegen +* Das ist ein *geschlossener Stromkreis* +* Je nach Spannung und Verbraucher fließt mehr oder weniger Strom +* Die *elektrische Stromstärke* wird in Ampere (A) gemessen + +--- + +[question:NA202] + +--- + +## Beispiele für Stromstärke + +| l: Verbraucher | r: | c: | l: | +| Leuchtdiode (LED) | 5 mA | = | 0,005 A | +| Transceiver im Empfangsbetrieb | 900 mA | = | 0,9 A | +| Transceiver im Sendebetrieb | 21 A | = | 21 A | +[table:strom_beispiele:Beispiele für Ströme] + +--- + +[question:NA209] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/strom_spannung_messung_2.md b/contents/slides/strom_spannung_messung_2.md new file mode 100644 index 0000000..ddfe39a --- /dev/null +++ b/contents/slides/strom_spannung_messung_2.md @@ -0,0 +1,16 @@ + +* Der Strom wird im Stromkreis eingeschleift gemessen +* Die Spannung wird über den Widerstand gemessen +* Der Widerstand im Voltmeter soll hochohmig sein → Strom nimmt den Weg des geringsten Widerstandes + + +[picture:238:e_strom_und_spannungsmessung:Korrekte Anordnung zur Messung von Strom und Spannung an einem Widerstand] + + + +* Wenn der Widerstand im Voltmeter niederohmig ist, wird dort mehr Strom durchfließen und die Messung am Amperemeter verfälschen + +--- +[question:EI101] +--- +[question:EI102] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/strom_spannung_messung_3.md b/contents/slides/strom_spannung_messung_3.md new file mode 100644 index 0000000..5b45d73 --- /dev/null +++ b/contents/slides/strom_spannung_messung_3.md @@ -0,0 +1,52 @@ +## Strom- und Spannungsmessung + +* Spannung wird parallel zum Bauteil gemessen +* Strom wird in Reihe mit dem Bauteil gemessen + +--- +[question:AI101] +--- +[question:AI102] +--- +## Messgenauigkeit + +Der angezeigte Messwert unterscheidet sich meist vom tatsächlichen Wert +* Innenwiderstand des Messgeräts +* Auflösungsvermögen → *kleinste Auflösung* +* Anzeige verändert sich erst nach Änderung um die kleinste Auflösung +* Hersteller ermittelt die Abweichung +* Abweichung wird im Datenblatt angegeben + +--- +[question:AI103] +--- style="font-size: smaller;" +### Lösungsweg + +* Prozentrechnung – die absoluten Werte sind nicht relevant +* gegeben: $U_{\mathrm{Abw}}$ mit 95% vom Realwert +* gegeben: $I_{\mathrm{Abw}}$ mit 95% vom Realwert +* gesucht: Abweichung der Leistung $P = U \cdot I$ + + +$\begin{equation}\begin{split} \nonumber P_{\textrm{Abw}} &= 100\% - (U_{\mathrm{Abw}} \cdot I_{\mathrm{Abw}})\\ &= 100\% - (95\% \cdot 95\%)\\ &= 100\% - 90,25\%\\ &= 9,75\% \end{split}\end{equation}$ + + +--- +## Strom durch Multimeter + +* Auch bei einer Spannungsmessung fließt ein Strom durch ein Messegerät +* Es findet eine Stromteilung statt +* Durch den hohen Innenwiderstand ist der abfließende Strom verhältnismäßig klein + +--- +[question:AI104] +--- +### Lösungsweg +* gegeben: $U = 0,5V$ +* gegeben: $R = 10M\Omega$ +* gesucht: $I$ + + +$\begin{equation} \nonumber I = \frac{U}{R} = \frac{0,5V}{10M\Omega} = 50nA \end{equation}$ + + diff --git a/contents/slides/strom_spannung_speisung_1.md b/contents/slides/strom_spannung_speisung_1.md new file mode 100644 index 0000000..11649b7 --- /dev/null +++ b/contents/slides/strom_spannung_speisung_1.md @@ -0,0 +1,79 @@ +## Speisewiderstand + +* Eine Antenne wird mit Spannung und Strom gespeist +* Deren Verhältnis zueinander ergibt den Speisewiderstand +* Für Leistung müssen immer Spannung und Strom vorhanden sein +* Wäre eines von beiden 0, erfolgt keine Leistungsabgabe +* Speisewiderstand hängt vom Ort der Einspeisung ab + + +* Ohmsches Gesetz + + +--- + +## Stromgespeiste Antennen + +* Hoher Strom bei vergleichsweise geringer Spannung am Speisepunkt +* Niedriger Speisewiderstand +* ca. 36 Ω bis 100 Ω +* Niederohmiges Verhalten + +--- + +## Spannungsgespeiste Antenne +* Hohe Spannung bei vergleichsweise geringem Strom am Speisepunkt +* Hoher Speisewiderstand +* ca. 1500 Ω bis 4000 Ω +* Hochohmiges Verhalten + +--- + +## Einspeisung am Halbwellendipol + +* Ladungsträger schwingen hin und her +* In der Mitte werden besonders viele Ladungsträger bewegt → Strombauch +* An den Enden entstehen besonders hohe Spannungen → Spannungsbauch +* Wenige Ladungsträger → Stromknoten +* Keine Spannung → Spannungsknoten + + +* Grafik auf folgender Seite verdeutlicht es + + +--- + + +* Strombauch in der Mitte +* Spannungsbauch an den Enden +* Stromknoten an den Enden +* Spannungsknoten in der Mitte + + +[picture:787:e_strom_spannung_speisung_dipol:Halbwellendipol mit Spannungs- und Stromverteilung] + + +--- + +[question:EG203] +--- +[question:EG204] +--- +[question:EG206] + +--- + +## Endgespeister Halbwellendipol + + + +* Spannungsgespeiste Antenne +* Hoher Speisewiderstand + + +[picture:851:e_strom_spannung_speisung_dipol_ende:Halbwellendipol Endgespeist] + + +--- +[question:EG205] + diff --git a/contents/slides/strom_spannung_speisung_2.md b/contents/slides/strom_spannung_speisung_2.md new file mode 100644 index 0000000..d56b750 --- /dev/null +++ b/contents/slides/strom_spannung_speisung_2.md @@ -0,0 +1,21 @@ +## Stromspeisung bei ungradzahligen Vielfachen + +* Mittengespeister Halbwellendipol +* Strom an Grundfrequenz und ungeraden Vielfachen +* Ungerade Frequenzen: zusätzliche Stromzufuhr + +--- + +[question:AG207] + +--- + +## Spannungsspeisung bei geraden Vielfachen + +* Bei geraden Vielfachen: Spannungsspeisung +* Speisepunkt liegt am Spannungsbauch +* Erzeugt hohe Spannung statt Strom + +--- + +[question:AG208] diff --git a/contents/slides/stromkreis.md b/contents/slides/stromkreis.md new file mode 100644 index 0000000..d50f87f --- /dev/null +++ b/contents/slides/stromkreis.md @@ -0,0 +1,67 @@ + +* Besteht aus einer Spannungsquelle und einem Verbraucher +* Die Spannung bringt den Strom zum Fließen + + +[picture:662:n_stromkreis_geschlossen:Geschlossener Stromkreis] + + +--- + +## Schalter + + +* Unterbricht oder schließt Stromkreis +* Bei offenem Schalter ist der Stromfluss unterbrochen + +[picture:663:n_stromkreis_offen:Offener Stromkreis] + + +[photo:202:n_stromkreis_schalter:Schaltzeichen und Bauformen von Schaltern] + + +--- + +[question:NB701] + +--- + +## Widerstand + + +* Begrenzt den Stromfluss +* Wandelt Strom in Wärme um + + +[photo:203:n_stromkreis_widerstand:Schaltzeichen und Bauformen von Widerständen] + + +* Stromkreis immer mit Widerstand betreiben! +* Ansosten ensteht ein Kurzschluss +* Großer Strom kann fließen und Spannungsquelle oder Kabel können überhitzen + + +--- + +[question:NC101] + +--- + +## Stromrichtung + +[picture:662:n_stromkreis_geschlossen:Geschlossener Stromkreis] + +Vom Pluspol zum Minuspol: *technische Stromrichtung* + + +In Richtung des Pfeils + + +--- + +[question:NB702] + +--- + +[question:NB207] + diff --git a/contents/slides/strommessung.md b/contents/slides/strommessung.md new file mode 100644 index 0000000..4f252b3 --- /dev/null +++ b/contents/slides/strommessung.md @@ -0,0 +1,33 @@ + +* Strommessgeräte messen den elektischen Strom +* Schaltsymbol "A in einem Kreis" + + +[picture:624:n_messgeraete_symbol_strommessgerät:Schaltsymbol Strommessgerät] + + +--- + +## Richtig messen + + +* Strom wird in Serie mit den Bauteilen gemessen +* Dadurch wird die Stromstärke durch das Bauteil ermittelt + + +[picture:616:n_messgeraete_strommessung:Strommessung] + + +* Strommessgeräte haben keinen Widerstand +* Beim Messen des Stroms an einer Batterie wird Kurzschluss verursacht +* Kann die Feinsicherung im Messgerät zerstören + + +--- + +[question:NI102] + +--- + +[question:NI104] + diff --git a/contents/slides/stromquelle.md b/contents/slides/stromquelle.md new file mode 100644 index 0000000..a6e0b07 --- /dev/null +++ b/contents/slides/stromquelle.md @@ -0,0 +1,19 @@ + +[photo:182:a_vsource_schematic:Ersatzschaltbild Stromquelle $R_i$ hochohmig] + + +* Liefert konstanten Strom +* Unabhängig von der angeschlossenen Last +* Theorie: Unendlich großer Innenwiderstand +* Praxis: Sehr hoher Innenwiderstand + + +--- +### Anwendung einer Stromquelle + +* Labornetzgeräte +* Ladetechnik von Akkus + + +Labornetzgeräte werden im nächsten Abnschitt weiter behandelt + \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/swr.md b/contents/slides/swr.md new file mode 100644 index 0000000..0dd052d --- /dev/null +++ b/contents/slides/swr.md @@ -0,0 +1,74 @@ +* Passt der Speisewiderstand der Antenne nicht zum Wellenwiderstand der Zuleitung, kommt es zu einer *Reflexion* +* Sendeleistung wird zum Funkgerät zurück reflektiert → kann nicht an der Antenne abgestrahlt werden +* Stimmen Speisewiderstand der Antenne und Wellenwiderstand der Speiseleitung überein, liegt *Anpassung* vor + +--- + +## SWR-Meter + +Misst gleichzeitig die Sendeleistung zur Antenne und die reflektierte, rücklaufende Leistung + + +[photo:144:swr_meter:Ein einfaches SWR-Meter zum Bestimmen des Stehwellenverhältnisses] + + +[photo:143:swr_meter_kreuzzeiger:SWR-Meter mit Kreuzzeiger, linker Zeiger für die vorlaufende und rechter Zeiger für die rücklaufende Leistung; um das SWR abzulesen wird der grünen Linie am Schnittpunkt beider Zeiger nach unten gefolgt] + +--- +Wird zwischen Transceiver und Antenne eingeschleift oder ist bereits im Transceiver eingebaut + + +[picture:670:n_trx_kabel_swr_antenne:Prinzipbild SWR-Meter zwischen Transceiver und Antenne] + + +[photo:67:n_swr_display:Display eines Transceivers] + +--- +[question:NI201] + +--- + +[question:NF101] + +--- +[question:NI202] + +--- +## Gute Anpassung + +* Bei perfekter Anpassung wird der Wert 1 angezeigt +* Der beste erreichbare Wert + +--- +[question:NG301] + +--- +[question:NI203] + +--- +## Schlechte Anpassung + +* Bei schlechter Anpassung wird nahe unendlich angezeigt +* Schlechte Anpassung an Übertragungsleitung +* Schlechte Anpassung an Antenne +* Defekte Übertragungsleitung + +--- +[question:NG302] + +--- + +[question:NG303] + +--- +## Hohe Kabeldämpfung + +* Verringert das reflektierte Signal +* Führt zur Verfälschung der Messung + +--- +[question:NG208] + + +* SWR wird scheinbar besser, aber nur die reflektierte Leistung wird gedämpft + \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/swr_2.md b/contents/slides/swr_2.md new file mode 100644 index 0000000..ba12bb6 --- /dev/null +++ b/contents/slides/swr_2.md @@ -0,0 +1,10 @@ +* Stehwellenverhältnis: Vorlaufende zu rücklaufender Energie +* SWR von 3 bei 100 W: 75 W werden abgestrahlt, 25 W laufen zurück +* Oder auch: 75% gehen auf die Antenne, 25% werden reflektiert + +--- +[question:EG401] +--- +[question:EG402] +--- +[question:EG403] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/swr_3.md b/contents/slides/swr_3.md new file mode 100644 index 0000000..686b66a --- /dev/null +++ b/contents/slides/swr_3.md @@ -0,0 +1,63 @@ + +[picture:978:a_swr:Stehende Welle] + + +* Das Stehwellenverhältnis (SWR) kann oft direkt anhand des Speisewiderstands einer Antenne angegeben werden +* Bei einem reinen Wirkwiderstand (ohne induktive oder kapazitive Anteile) berechnet sich das SWR aus dem Verhältnis von Lastwiderstand zu Kabelwellenwiderstand (sodass SWR ≥ 1 ist) + + +--- + +* Beispiel: Eine Antenne mit 100 Ω an einem 50 Ω Kabel führt zu einem SWR von 2, während eine mit 10 Ω zu einem SWR von 5 führt +* Zur Erinnerung: Der Widerstand eines Faltdipols liegt bei knapp 300 Ω + +--- +[question:AG405] +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $Z = 75Ω$ +* gegeben: $R_2 \approx 300Ω$ Widerstand Faltdipol +* gesucht: $s$ + + +$s = \frac{R_2}{Z} = \frac{300Ω}{75Ω} = 4$ + +--- + +### Einfluss der Leitungsdämpfung auf das Stehwellenverhältnis + +* Leitungsdämpfung reduziert sowohl die vorlaufende als auch die rücklaufende Leistung +* Selbst wenn am Kabelende 100% der Energie reflektiert werden, kann am Sender ein niedrigeres (besseres) SWR gemessen werden +* Beispiel: Geht in Hin- und Rückrichtung jeweils die Hälfte der Leistung verloren, so verbleibt nur ein Viertel der ursprünglichen Leistung – dies entspricht einem gemessenen SWR von 3 (25% reflektierte Leistung) + +--- +[question:AG402] +--- +[question:AG403] +--- + +### Auswirkung von Leitungsdämpfung auf gemessenes SWR + +* Bei einer Leitungsdämpfung von 5 dB in Hin- und Rückrichtung (insgesamt 10 dB) entspricht die rücklaufende Leistung nur einem Zehntel der vorlaufenden +* Das gemessene SWR lässt sich mit der Formel berechnen: + + +$s = \frac{\sqrt{P_\mathrm{v}}+\sqrt{P_\mathrm{r}}}{\sqrt{P_\mathrm{v}}-\sqrt{P_\mathrm{r}}}$ + + +--- +[question:AG404] +--- + +#### Lösungsweg +* gegeben: $P_V = 10W$ +* gegeben: $a = 5dB$ +* gesucht: $s$ + + +Dämpfung auf gesamtes Kabel für Hin- und Rückweg: 10dB +$P_R = 10dB \cdot P_V = \frac{10W}{10} = 1W$ + + +$s = \frac{\sqrt{P_\mathrm{v}}+\sqrt{P_\mathrm{r}}}{\sqrt{P_\mathrm{v}}-\sqrt{P_\mathrm{r}}} = \frac{\sqrt{10W}+\sqrt{1W}}{\sqrt{10W}-\sqrt{1W}} = 1,92$ + diff --git a/contents/slides/swr_meter_1.md b/contents/slides/swr_meter_1.md new file mode 100644 index 0000000..d8eac87 --- /dev/null +++ b/contents/slides/swr_meter_1.md @@ -0,0 +1,29 @@ + +* Misst die Leitungsanpassung +* Wie gut stimmt der Wellenwiderstand mit dem Speisewiderstand der Antenne oder der Impedanz des Transceivers überein? +* Wird auch SWR-Messbrücke genannt + + +[photo:144:e_swr_meter_geraet:Ein SWR-Meter zur Messung bis maximal 100 W] + + +--- +[question:EI401] +--- +[question:EI402] +--- +[question:EI403] +--- + + +* Messung der Antennenanpassung: So nah wie möglich an die Antenne, um Veränderungen der Speiseleitung auszuschließen +* Messung der gesamten Anlage: So nah wie möglich hinter dem Sender + + +[picture:670:e_swr_meter_messung:Prinzip der Messung eines SWR-Meters] + + +--- +[question:EI404] +--- +[question:EI405] diff --git a/contents/slides/swr_meter_2.md b/contents/slides/swr_meter_2.md new file mode 100644 index 0000000..79a33f1 --- /dev/null +++ b/contents/slides/swr_meter_2.md @@ -0,0 +1,37 @@ +## Funktionsweise eines Stehwellenmessgeräts + + +[picture:499:a_stehwellenmessgeraet:Schaltung eines Stehwellenmessgeräts] + + +* Koppelt einen Teil der vorlaufenden Leistung +* Koppelt einen Teil der rücklaufenden Leistung +* Anzeige über eine geeignete Skala (z. B. Kreuzzeigerinstrument) +* Ablesen des Stehwellenverhältnisses + + +--- +[question:AI401] + +--- +[question:AI402] + +--- +### Stehwellen- und Impedanzverhältnis + +* Stehwellenverhältnis entspricht dem Impedanzverhältnis +* Gilt bei Last mit rein wirkwiderstandlicher Komponente +* Wichtiger Merksatz für die folgende Frage + +--- +[question:AI403] +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $R_2 = 150Ω$ +* gegeben: $Z = 50Ω$ +* gesucht: $s$ + + +$s = \frac{R_2}{Z} = \frac{150Ω}{50Ω} = 3$ + + diff --git a/contents/slides/symbolumschaltung_bandbreite.md b/contents/slides/symbolumschaltung_bandbreite.md new file mode 100644 index 0000000..20906ad --- /dev/null +++ b/contents/slides/symbolumschaltung_bandbreite.md @@ -0,0 +1,24 @@ +* Als Symbol werden in der Digitaltechnik die verschiedenen Zeicheneinheiten zur Übertragung des Informationsgehaltes bezeichnet. +* Die Anzahl der pro Zeitspanne übertragenen Symbole ist die Symbolrate und wird in der Einheit Baud ausgedrückt. + +--- +* Bei jeder Umschaltung zwischen zwei Symbolen wird die Amplitude, Frequenz oder Phase eines Trägers geändert. +* Je schneller Amplitude, Frequenz oder Phase verändert werden, umso breitbandiger wird das erzeugte Signal. +* Je häufiger zwischen verschiedenen Symbolen umgeschaltet wird, um so größer ist die Bandbreite. + +--- +[question:AE415] + +--- +[question:AE214] + +--- + +* Von der Morsetelegrafie kennen wir bereits Tastklicks, die breitbandige Störungen darstellen. +* Sie entstehen, wenn beim Drücken bzw. Loslassen der Morsetaste der Träger plötzlich ein- bzw. ausgeschaltet wird. + +--- +[question:AJ221] + +--- +[question:AJ220] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/synchronisation.md b/contents/slides/synchronisation.md new file mode 100644 index 0000000..5a681ec --- /dev/null +++ b/contents/slides/synchronisation.md @@ -0,0 +1,9 @@ +## Synchronisierung in der digitalen Übertragung + +* Dient dazu, dass der Empfänger den Beginn der Sendung erkennt +* Sender und Empfänger stimmen sich zeitlich ab +* Grundlage für das korrekte Dekodieren des Signals + +--- + +[question:AE407] diff --git a/contents/slides/tote_zone_1.md b/contents/slides/tote_zone_1.md new file mode 100644 index 0000000..7fed206 --- /dev/null +++ b/contents/slides/tote_zone_1.md @@ -0,0 +1,13 @@ + +* Bereich, wo die *Bodenwelle nicht mehr* hin gelangt +* Und die *Raumwelle noch nicht* hingelangt +* Abhängig vom Reflexionswinkel der Raumwelle +* Funkstationen in der Toten Zone können mich nicht hören + + +[picture:741:e_tote_zone:Tote Zone] + + +--- + +[question:EH201] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/tote_zone_2.md b/contents/slides/tote_zone_2.md new file mode 100644 index 0000000..e0c2c37 --- /dev/null +++ b/contents/slides/tote_zone_2.md @@ -0,0 +1,14 @@ +## Tote Zone + + +* Je höher die Frequenz, desto größer ist der Radius der toten Zone +* Insbesondere auf den höheren Bändern kann es zur Fehlannahme einer freien Frequenz kommen + + +[picture:741:a_tote_zone:Tote Zone] + + + + +--- +[question:AH215] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/transistor_1.md b/contents/slides/transistor_1.md new file mode 100644 index 0000000..871a4b3 --- /dev/null +++ b/contents/slides/transistor_1.md @@ -0,0 +1,158 @@ +--- data-transition="none" +## Von der Diode zum Transistor + +Die Funktion kann man sich so vorstellen: +* Mittels eines Steuerkanals wird der Durchfluss eines Wehrs geregelt +* Fließt kein Wasser im Steuerkanal ist das Wehr geschlossen + + +[picture:835:e_transistor_wehr_geschlossen:Steuerkanal schließt Wehr komplett] + + +--- data-transition="none" + +## Von der Diode zum Transistor + +Die Funktion kann man sich so vorstellen: +* Fließt etwas Wasser im Steuerkanal, öffnet das Wehr zur Hälfte + + +[picture:837:e_transistor_wehr_halb_offen:Steuerkanal öffnet Wehr halb] + + +--- data-transition="none" + +## Von der Diode zum Transistor + +Die Funktion kann man sich so vorstellen: +* Fließt mehr Wasser im Steuerkanal, ist das Wehr ganz geöffnet + + +[picture:836:e_transistor_wehr_geoeffnet:Steuerkanal öffnet Wehr komplett] + + +--- + +[question:EC602] + +--- + +[question:EC608] + +--- + +### Bipolarer Transistor und Schaltbild + + +Merksatz für PNP → Pfeil Nach Platte + + +[picture:374:e_schaltbild_npn_transistor:Schaltbild NPN-Transistor] +[picture:375:e_schaltbild_pnp_transistor:Schaltbild PNP-Transistor] + + +--- + +[question:EC607] + +--- + +[question:EC606] + +--- + +[question:EC605] + +--- + +[question:EC609] + +--- + +### Schalter oder Verstärker? +* Die Ansteuerung kann so eingestellt werden, dass der Transistor sperrt oder voll durchsteuert, dann spricht man von einem Schalttransistor. +* Die Ansteuerung kann so eingestellt werden, dass der Transistor stufenlos gesteuert wird, dann spricht man von einem Verstärker. + +--- + +[question:EC601] + +--- +[question:EC603] + +--- + +## Ansteuerspannung und deren Polarität +Je Art des bipolaren Transistor hat man verschiedene Polaritäten. + +* Bei einem NPN-Transistor benötigt man zum Durchschalten eine positive Steuerspannung. +* Bei einem PNP-Transistor benötigt man zum Durchschalten eine negative Steuerspannung. + +Die Steuerspannung liegt wie bei einer Siliziumdiode bei etwa 0,6 V. + +--- + +[question:EC610] + +--- + +Da neben dem Kollektorstrom auch der Basisstrom durch den Transistor fließt, fließt durch den Emitteranschluss der größte Strom. + +--- + +[question:EC611] + +--- style="font-size: smaller;" + +### Wann schaltet der NPN Transistor durch? +Ist die Basis-Emitter-Spannung ausreichend und liegt sie im positiven Potential vor? +Hier muss man auf die Vorzeichen achten und bei negativen Vorzeichen umdenken, Beispiele: + +* Basis +2 V und Emitter +1,4 V
⇒ Die Basis-Emitter-Spannung ist positiv und beträgt +0,6 V +* Basis -5,6 V und Emitter -6,2 V
⇒ Die Basis-Emitter-Spannung ist positiv und beträgt +0,6 V + +--- + +Entweder erkennet man das intuitiv oder man rechnet es (unter Beachtung der Vorzeichen) aus. + +$U_{ BE } = U_{ B } - U_{ E }$ + +--- + +[question:EC612] + +--- + +[question:EC613] + +--- style="font-size: smaller;" + +### Wann schaltet der PNP Transistor durch? +Ist die Basis-Emitter-Spannung ausreichend und liegt sie im negativen Potential vor? +Hier muss man auf die Vorzeichen achten und bei negativen Vorzeichen umdenken, Beispiele: + +* Basis +5,6 V und Emitter +6,2 V
⇒ Die Basis-Emitter-Spannung ist ist negativ und beträgt -0,6 V +* Basis -2 V und Emitter -1,4 V
⇒ Die Basis-Emitter-Spannung ist negativ und beträgt -0,6 V + +--- + +Entweder erkennet man das intuitiv oder man rechnet es (unter Beachtung der Vorzeichen) aus. + +$U_{ BE } = U_{ B } - U_{ E }$ + +--- + +[question:EC614] + +--- + +[question:EC615] + +--- + +## Typen von Transistoren +Die bisher behandelten Transistoren nennt man *Bipolare Transistoren*. Sie sind die Art der Transistoren, die in den 50er Jahren eine technische Revolution einläuteten und die Elektronenröhre ablösten. Im Gegensatz zu den stromgesteuerten Bipolartransistoren sind *Feldeffekttransistoren (FET)* spannungsgesteuert, es fließt also kein Steuerstrom in ihn hinein. Mit diesen werden wir uns im Klasse A Kurs intensiver auseinandersetzen. + +--- + +[question:EC604] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/transistor_2.md b/contents/slides/transistor_2.md new file mode 100644 index 0000000..e3bdfe3 --- /dev/null +++ b/contents/slides/transistor_2.md @@ -0,0 +1,308 @@ +## Bipolarer Transistor + + +[picture:864:a_bauelemente_bipolartransistor:Schaltbild eines npn- und pnp-Bipolartransistors mit Kollektor (C), Basis (B) und Emitter (E)] + +* Drei Halbleiterzonen +* Abwechselnd n- und p-dotiert +* npn-Transistor und pnp-Transistor + +--- +[question:AC503] +--- +[question:AC504] +--- +### Stromsteuerung und Faktor + +* Basis-Emitter-Spannung $U_{\textrm{BE}}$ steuert Kollektorstrom $I_{\textrm{C}}$ exponentiell +* Beim Bipolartransistor fließt immer ein exponentiell von $U_{\textrm{BE}}$ abhängiger Basisstrom $I_{\textrm{B}}$ +* Faktor $B$ ist der *Stromverstärkungsfaktor* des Transistors +* Liegt bei ca. 20 bis 500 + + +$B = \frac{I_{\textrm{C}}}{I_{\textrm{B}}}$ + + + +Höherer Faktor benötigt kleineren Basistrom zur Steuerung eines größeren Kollektorstroms + +--- +[question:AC501] +--- +### Leitender Bipolartransistor + +* Signifikanter Kollektorstrom fließt +* Basis-Emitter-Diode in Durchlassrichtung +* Kollektor-Basis-Diode sperrt, damit keine Ladungsträger aus dem Kollektor in die Basis gelangen + +--- +[question:AC505] +--- +### Rechnungen + +--- +[question:AC515] +--- +#### Lösungsweg +* Die Größe von $R_1$ stellt den Basisstrom $I_B$ ein +* $I_B$ ist um 298 kleiner als $I_C$ +* Für die Spannung an $R_1$ muss der Transistorverlust abgezogen werden + +--- +* gegeben: $U = 12V$ +* gegeben: $I_{\textrm{C}} = 5mA$ +* gegeben: $B = 298$ +* gegeben: $U_{\textrm{BE}} = 0,6V$ +* gesucht: $R_1$ + + +$B = \frac{I_{\textrm{C}}}{I_{\textrm{B}}} \Rightarrow I_{\textrm{B}} = \frac{I_{\textrm{C}}}{B} = \frac{5mA}{298} = 16,779\mu A$ + + +$R_1 = \frac{U-U_{\textrm{BE}}}{I_{\textrm{B}}} = \frac{12V - 0,6V}{16,779\mu A} \approx 680k\Omega$ + + + +Nachteil der Schaltung ist eine schlecht kontrollierte Stromverstärkung + +--- +[question:AC518] +--- +### Arbeitspunktstabilisation + + +[picture:361:a_bauteile_arbeitspunkteinstellung:Transistorschaltung mit Basisspannungsteiler] + + +* Arbeitspunkt wird über den Spannungsteiler eingestellt +* Querstrom durch $R_2$ soll so hoch sein, damit der Basisstrom keinen großen Einfluss auf den Arbeitspunkt hat + + +Kollektorstrom hängt exponentiell von der Basis-Emitter-Spannung ab; Toleranz der Widerstände kann große Auswirkungen auf den Kollektorstrom haben. Starke Temperaturabhängigkeit im Transistor kann Kollektorstrom beeinflussen. + + +--- +[question:AC516] + +--- style="font-size: smaller;" +#### Lösungsweg + +* gegeben: $U = 10V$ +* gegeben: $I_{\textrm{C}} = 2mA$ +* gegeben: $B = 200$ + + +* gegeben: $U_{\textrm{R2}} = 0,6$ +* gegeben: $I_{\textrm{R2}} = 10 \cdot I_{\textrm{B}}$ +* gesucht: $R_1$ + + + +$B = \frac{I_{\textrm{C}}}{I_{\textrm{B}}} \Rightarrow I_{\textrm{B}} = \frac{I_{\textrm{C}}}{B} = \frac{2mA}{200} = 10\mu A$ + + +$U_{\textrm{R1}} = U - U_{\textrm{R2}} = 10V - 0,6V = 9,4V$ + + +$I_{\textrm{R1}} = I_{\textrm{B}} + I_{\textrm{R2}} = I_{\textrm{B}} + 10 \cdot I_{\textrm{B}} = 110\mu A$ + + +$R_1 = \frac{U_{\textrm{R1}}}{I_{\textrm{R1}}} = \frac{9,4V}{110\mu A} \approx 85,5k\Omega$ + + +--- +[question:AC517] +--- +#### Lösungsweg + +* $U_{\textrm{R2}}$ ist gleich groß wie $U_{\textrm{BE}} + U_{\textrm{RE}}$ +* Kollektorstrom wird vor allem durch $R_{\textrm{E}}$ festgelegt +* Sehr stabile Schaltung + +--- style="font-size: smaller;" + +* gegeben: $U = 10V$ +* gegeben: $I_{\textrm{C}} = 2mA$ +* gegeben: $B = 200$ + + +* gegeben: $U_{\textrm{BE}} = 0,6V$ +* gegeben: $U_{\textrm{RE}} = 1V$ +* gegeben: $I_{\textrm{R2}} = 10 \cdot I_{\textrm{B}}$ + +* gesucht: $R_1$ + + +$B = \frac{I_{\textrm{C}}}{I_{\textrm{B}}} \Rightarrow I_{\textrm{B}} = \frac{I_{\textrm{C}}}{B} = \frac{2mA}{200} = 10\mu A$ + + +$U_{\textrm{R2}} = U_{\textrm{BE}} + U_{R_{\textrm{E}}} = 0,6V + 1V = 1,6V$ + + +$U_{\textrm{R1}} = U - U_{\textrm{R2}} = 10V - 1,6V = 8,4V$ + + +$I_{\textrm{R1}} = I_{\textrm{B}} + I_{\textrm{R2}} = I_{\textrm{B}} + 10 \cdot I_{\textrm{B}} = 110\mu A$ + + +$R_1 = \frac{U_{\textrm{R1}}}{I_{\textrm{R1}}} = \frac{8,4V}{110\mu A} \approx 76,4k\Omega$ + + +--- +[question:AC519] +--- +#### Lösungsweg + +* Kein Strom durch $R_1$ → keine Spannung über $R_2$ +* Basis liegt auf Massepotential → Transistor ist stromlos +* Kein Spannungsabfall an $R_{\textrm{C}}$ → Kollektorpotential steigt auf Betriebsspannung + +--- +[question:AC520] +--- +#### Lösungsweg + +* $R_2$ ist stromlos → Basis ist über $R_1$ ist mit der Betriebsspannung verbunden +* Aufgrund der Dimensionierung ist der Basisstrom nun 11-fach höher als geplant +* Kollektorstrom wird stark ansteigen → Spannungsabfall an $R_{\textrm{C}}$ steigt stark +* $U_{\textrm{CE}}$ sinkt auf den Sättigungswert von ca. 0,1V + +--- +## Feldeffekttransistor (FET) + +[picture:271:a_bauelemente_fet:Schaltbilder für Feldeffekttransistoren] + +* Anderer Aufbau +* Es besteht ein Halbleiterkanal +* Der Stromfluss wird über ein elektrisches Feld gesteuert +* Dadurch spannungsgesteuert + + +Senkrechte Linie symbolisiert den Kanal, die Drain (oben) und Source (unten) kontaktiert; links ist das Gate und der Pfeil erinnert an eine Diode + +--- +[question:AC502] +--- +[question:AC506] +--- +### Anschlüsse des FET + +* *Source* Quelle für die Ladungsträger im Kanal +* *Drain* Abfluss der Ladungsträger im Kanal +* *Gate* steuert den Fluss der Ladungsträger im Kanal + +--- +[question:AC513] +--- +[question:AC512] +--- +[question:AC514] + + +Besser wäre: steuert den Kanalstrom statt Widerstand, da dieses Widerstand-Verhalten nur bei kleinen Drain-Source-Spannungen auftritt + +--- +### Bauarten FET + +* *selbstleitend*: Ohne Gate-Source-Spannung ist der FET leitend +* *selbstsperrend*: Ohne Gate-Source-Spannung ist der FET sperrend +* *n-Kanal-FET*: Strom im Kanal wird von Elektronen getragen +* *p-Kanal-FET*: Strom im Kanal wird von Löchern getragen +* *Sperrschicht-FET*: Gate ist eine Diode +* *Isolierschicht-FET*: Gate ist eine Kondensator-Struktur (z.B. MOSFET) + + +MOSFET: metal oxide semiconductor FET + +--- +### Schaltzeichen FET + + +[picture:273:a_bauelemente_selbstleitender_p_kanal_mosfet:Selbstleitender p-Kanal MOSFET] +[picture:276:a_bauelemente_selbstsperrender_n_kanal_mosfet:Selbstsperrender n-Kanal MOSFET] + + +* *selbstleitend*/*selbstsperrend*: Gate durchgehend/gestrichelt +* *n-*/*p-Kanal*: Pfeil zeigt weg von/hin zu Kanal +* *Isolierschicht* (MOSFET): Gate und Kanal als Kondensator + + +--- +[question:AC507] +--- +[question:AC508] +--- +[question:AC509] +--- +[question:AC510] +--- +[question:AC511] +--- +### Rechnungen + +--- +[question:AC521] +--- +#### Lösungsweg + + +* gegeben: $U_{\textrm{B}} = 44V$ +* gegeben: $R_1 = 10k\Omega$ +* gegeben: $R_2 = 1k\Omega$ +* gegeben: $R_3 = 2,2k\Omega$ +* gesucht: $U_{\textrm{GS}}$ +* Ansatz: Unbelasteter Spannungsteiler über $R_1$ und $R_2$, mit $U_{\textrm{GS}} = U_{\textrm{R2}}$ + + + +$\begin{equation}\begin{align}\nonumber \frac{U_{\textrm{R2}}}{U_{\textrm{B}}} &= \frac{R_2}{R_1+R_2}\\ \nonumber \Rightarrow U_{\textrm{R2}} &= \frac{R_2}{R_1+R_2} \cdot U_{\textrm{G}}\\ \nonumber &= \frac{1k\Omega}{10k\Omega+1k\Omega} \cdot 44V\\ \nonumber &= \frac{1}{11} \cdot 44V = 4V \end{align}\end{equation}$ + + + +--- +[question:AC522] +--- +#### Lösungsweg + + +* gegeben: $U_{\textrm{B}} = 44V$ +* gegeben: $R_1 = 10k\Omega$ +* gegeben: $R_3 = 2,2k\Omega$ +* gegeben: $U_{\textrm{GS}} = U_{\textrm{R2}} = 2,8V$ +* gegeben: $U_{\textrm{B}} = U_{\textrm{R1}} + U_{\textrm{R2}}$ +* gesucht: $R_2$ + + + +$\begin{equation}\begin{align}\nonumber \frac{U_{\textrm{R1}}}{U_{\textrm{R2}}} &= \frac{R_1}{R_2}\\ \nonumber \Rightarrow R_2 &= R_1 \cdot \frac{U_{\textrm{R2}}}{U_{\textrm{R1}}}\\ \nonumber &= R_1 \cdot \frac{U_{\textrm{R2}}}{U_{\textrm{B}}-U_{\textrm{GS}}}\\ \nonumber &= 10k\Omega \cdot \frac{2,8V}{44V-2,8V}\\ \nonumber &\approx 680\Omega \end{align}\end{equation}$ + + +--- +[question:AC523] +--- +#### Lösungsweg + +* gegeben: $R_{\textrm{DSon}} = 4m\Omega$ +* gegeben: $I = 25A$ +* gesucht: $P$ + + +$P = I^2 \cdot R = 25^2A \cdot 4m\Omega = 2,5W$ + + + +MOSFET verhält sich wie ein ohmscher Widerstand + + +--- +### Freilaufdiode + +* Relais wird über einen in Serie geschalteten Bipolartransistor betrieben +* Transistor schaltet ein → Strom fließt durch die Relaisspule +* Transistor schaltet ab → Strom in der Spule induziert negative Spannung am Transistor +* Kann zur Zerstörung des Transistors führen +* Verhindern: *Freilaufdiode* parallel zum Relais in Sperrichtung verbauen +* Induktionsspannung wird auf Diodenspannung begrenzt + +--- +[question:AC524] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/transverter_1.md b/contents/slides/transverter_1.md new file mode 100644 index 0000000..ff75e32 --- /dev/null +++ b/contents/slides/transverter_1.md @@ -0,0 +1,75 @@ +## Konverter + +* Signale auf einem Frequenzband werden in ein anderes Frequenzband umgesetzt +* z.B. wird ein 2m-Signal im Empfang als ein 70cm-Signal ausgesendet +* Signal wird nur in eine Richtung umgewandelt +* Im Grunde ein einfacher Mischer + +--- +[question:EF504] + + +* TCXO und PLL kommen später dran +* Aber die Mischung kann berechnet werden + + +--- +[question:EF505] +--- +## Transverter + +* Beim Transverter funktioniert die Umsetzung in beide Richtungen +* Die Umsetzung erfolgt auch hier durch Mischung + +--- +[question:EF501] +--- +[question:EF502] +--- +[question:EF503] + +* Lösungsweg auf der kommenden Folie + +--- +### Lösungsweg + +Frequenz des Generators wird ver-3-facht: $38,666MHz \cdot 3 = 116MHz$ + + +*TX Weg* +* Die 28-30 MHz vom TRX werden mit 116 MHz gemischt +* Das Signal kann 80-90MHz oder 144-146 MHz sein + + +[picture:843:e_transverter_tx:Transverter im TX-Pfad] + + +--- + + +*RX Weg* +* Das Antennensignal wird mit 116 MHz gemischt und es kommen 28-30 MHz raus +* Das Antennensignal liegt somit u.a. bei 144-146 MHz +* → Es ist nur die Antwort mit 2 m und der Transverter richtig + + +[picture:842:e_transverter_rx:Transverter im RX-Pfad] + + +--- +## Frequenzstabilität + +* Konverter und Transverter sollten mit frequenzstabilen Oszillatoren gebaut werden +* Weicht die Frequenz ab, ist die Ausgangsfrequenz auch abweichend + +--- + +* Grafik aus vorheriger Frage +* Aus 10 MHz werden 2,256 GHz, also 225,6 Vervielfachung +* Statt 10 MHz erzeugt der Oszillator aufgrund eines Fehlers 10,01 MHz +* 10,01 MHz × 225,6 = 2,258256 GHz +* Mischer: 144 MHz + 2,258256 GHz = 2,402256 GHz → 2,256 MHz daneben + + +[picture:651:e_konverter_13cm:Konverter für das 13cm-Band] + \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/transverter_2.md b/contents/slides/transverter_2.md new file mode 100644 index 0000000..7689eb5 --- /dev/null +++ b/contents/slides/transverter_2.md @@ -0,0 +1,34 @@ +* Umsetzer von einer Frequenz auf eine andere durch Frequenzvervielfacher +* Liegt die Oszillatorfrequenz unterhalb des Nutzsignals, lässt sich die höhere Frequenz des Nutzsignals direkt zur höheren Ausgangsfrequenz des Konverters/Transverters mischen +* Liegt die Oszillatorfrequenz darunter, wird ein SSB-Signal invertiert (USB → LSB und LSB → USB) + +--- +[question:AF501] +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $\Delta f_o = 440MHz - 30MHz = 410MHz$ +* gegeben: $\Delta f_u = 436MHz - 28MHz = 408MHz$ +* gegeben: $n = 9$ +* gesucht: $f_{Osc,1}, f_{Osc,2}$ + + +$f_{Osc,1} = \frac{\Delta f_u}{n} = \frac{408MHz}{9} = 45,333MHz$ +$f_{Osc,2} = \frac{\Delta f_o}{n} = \frac{410MHz}{9} = 45,556MHz$ + +--- +[question:AF502] +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $\Delta f_o = 434MHz - 30MHz = 404MHz$ +* gegeben: $\Delta f_u = 430MHz - 28MHz = 402MHz$ +* gegeben: $n = 9$ +* gesucht: $f_{Osc,1}, f_{Osc,2}$ + + +$f_{Osc,1} = \frac{\Delta f_u}{n} = \frac{402MHz}{9} = 44,6667MHz$ +$f_{Osc,2} = \frac{\Delta f_o}{n} = \frac{404MHz}{9} = 44,889MHz$ + +--- +Die folgende Frage wird in ein anderes Kapitel einsortiert, da sie für das Thema Konverter und Transverter nicht passend ist. +--- +[question:AF301] diff --git a/contents/slides/traps.md b/contents/slides/traps.md new file mode 100644 index 0000000..aa17ebd --- /dev/null +++ b/contents/slides/traps.md @@ -0,0 +1,75 @@ +## Trap-Dipole + + +[picture:234:a_traps_allgemein:Zweiband-Dipolantenne mit Traps] +Trap als Parallelschwingkreis aus Kondensator und Spule + + +* Multibandantennen sind so konstruiert, dass sie auf mehreren Frequenzbändern resonant sind. +* Ein Trap wird in einen Dipol eingefügt, um einen zusätzlichen Frequenzbereich zu erschließen. + + +--- + +[picture:234:a_traps_allgemein:Zweiband-Dipolantenne mit Traps] + + +* Bei seiner Resonanz wirkt der Trap als Sperrkreis, der den Stromfluss blockiert und den Dipol elektrisch begrenzt. +* Bei Anregung mit tieferer Frequenz schwingt hingegen der gesamte Dipol. + + +--- +[question:AG109] +--- +[question:AG110] +--- +## Einfluss hoher Frequenzen + +* Frequenzen oberhalb der Resonanz des Traps können den Schwingkreis passieren. +* Der überwiegend wirkende Kondensator verkürzt dadurch die Antenne leicht – die Spule spielt hier eine untergeordnete Rolle. + +--- +[question:AG113] +--- +## Sperrwirkung im Resonanzfall + + +[picture:235:a_traps_40m:Zweiband-Dipolantenne mit Trap für das 40m-Band] + + +* Wird ein Trap-Dipol bei der Resonanzfrequenz eines der Traps betrieben, wirkt dieser wie ein Sperrkreis. +* Dadurch fließt nahezu kein Strom, und der Dipol verhält sich, als ob er an dieser Stelle endet. + + +--- +[question:AG112] +--- +[question:AG116] +--- +## Elektrische Verlängerung bei niedrigen Frequenzen + + +[picture:235:a_traps_40m:Zweiband-Dipolantenne mit Trap für das 40m-Band] + + +* Bei Frequenzen unterhalb der Resonanz fließt nur wenig Strom durch den Kondensator. +* Die Wirkung der Spule dominiert und führt zu einer elektrischen Verlängerung der Antenne. + + +--- +[question:AG111] +--- +## Mehrere Traps für erweiterte Resonanzen + + +[picture:237:a_traps_mehrband:Dreiband-Dipolantenne mit Traps] + + +* Durch Einbau mehrerer Traps wird der innere Schwingkreis auf die höchste Frequenz und der nächstäußere auf eine niedrigere Frequenz abgestimmt. +* So lassen sich mehrere Resonanzen im selben Dipol realisieren. + + +--- +[question:AG115] +--- +[question:AG114] diff --git a/contents/slides/trennschaerfe_1.md b/contents/slides/trennschaerfe_1.md new file mode 100644 index 0000000..81590a4 --- /dev/null +++ b/contents/slides/trennschaerfe_1.md @@ -0,0 +1,11 @@ + +* Empfang des gewünschten Signals +* Bei gleichzeitiger Unterdrückung von naheliegenden, unerwünschten Signalen + + +* Hohe Trennschärfe → geringe Bandbreite notwendig +* Idealerweise nur so breit wie das zu empfangene Signal + + +--- +[question:EF210] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/trennschaerfe_2.md b/contents/slides/trennschaerfe_2.md new file mode 100644 index 0000000..0fe10f9 --- /dev/null +++ b/contents/slides/trennschaerfe_2.md @@ -0,0 +1,21 @@ +* Trennschärfe eines Empfängers wird durch die Bandbreite der Filter im ZF-Bereich bestimmt +* Bandbreite ist nach Modulationsart unterschiedlich +* SSB → 2,7 kHz +* CW und RTTY → 500 Hz zur Trennung von nebenliegenden Signalen +* FM → 12 kHz + +--- +* Bandbreiten und Flankensteilheit durch technisch unterschiedliche Konzepte +* Quarzfilter → stark steilflankig und sehr schmalbandig +* Keramikfilter → steilflankig und schmalbandig +* LC-Filter → nicht so steilflankig und größere Bandbreite +* RC-Filter werden üblicherweise in HF nicht eingsetzt + +--- +[question:AF208] +--- +[question:AF206] +--- +[question:AF205] +--- +[question:AF207] diff --git a/contents/slides/troposphaere.md b/contents/slides/troposphaere.md new file mode 100644 index 0000000..67dd3ca --- /dev/null +++ b/contents/slides/troposphaere.md @@ -0,0 +1,15 @@ + +[picture:734:n_tropo:Troposhärische Inversionsbildung, Schichten unterschiedlicher Temperatur liegen aufeinander, an der Grenze der Schichten werden Funkwellen im VHF-Bereich reflektiert] + + +* Besonderer Effekt in der Troposphäre (ca. 15km) +* *Troposphärische Inversionsschichten* zwischen warmen und kalten Luftschichten +* Führt zu erheblich größeren Reichweiten im VHF-Bereich (800-1000km) +* Tritt hauptsächlich im Frühjahr und Herbst auf + + +* Ähnlich einer Fata Morgana + + +--- +[question:NH304] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/troposphaere_2.md b/contents/slides/troposphaere_2.md new file mode 100644 index 0000000..f2b1a0b --- /dev/null +++ b/contents/slides/troposphaere_2.md @@ -0,0 +1,51 @@ +## Begriffe + +Im folgenden Kapitel werden mehrere Begriffe verwendet, die vorab erklärt werden + +* *Beugung*: Wellen werden an einem Hindernis abgelenkt +* *Streuung*: Ablenkung der Wellen durch Interaktion von Teilchen +* *Reflexion*: Gleichgerichtete Streuung +* *Brechung* oder *Refraktion*: Ablenkung der Wellen durch Änderung der Ausbreitungsgeschwindigkeit durch ein anderes Medium mit anderer Dichte + +--- + + +* Bereits bekannt: Die für den Amateurfunk relevanten Schichten in der Atmosphäre +* In der Troposphäre finden Erscheinungen des Wetters statt + + +[picture:731:e_atmosphaeren_schichten:Für den Amateurfunk relevante Schichten in der Atmosphäre] + + +* Unterste Schicht +* Bis ca. 10 km + + +--- +## DX in VHF/UHF + +* Überhorizontverbindungen bei VHF/UHF entstehen durch Beugung, Reflexion und Streuung in der Troposphäre +* Bereiche mit unterschiedlicher Temperatur und Dichte + + +[picture:734:e_tropo:Troposphärische Ausbreitung an verschiedenen Luftschichten] + + +* Wirken ähnlich einem Spiegel + + +--- +### Troposphärische Inversionsbildung + +* Schichten unterschiedlicher Temperatur liegen aufeinander +* An der Grenze der Schichten werden Funkwellen im VHF-Bereich reflektiert +* Ermöglichen Funkverbindungen mit Stationen in rund 800 bis 1000 km Entfernung +* Troposphärische Inversionsbildung tritt hauptsächlich im Frühjahr und Herbst auf + +--- + +[question:EH301] +--- +[question:EH302] +--- +[question:EH303] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/troposphaere_3.md b/contents/slides/troposphaere_3.md new file mode 100644 index 0000000..64b0f2b --- /dev/null +++ b/contents/slides/troposphaere_3.md @@ -0,0 +1,18 @@ +* Überreichweiten können im VHF-Bereich durch troposphärische Inversionsschichten auftreten +* Diese Schichten entstehen an Übergängen zwischen warmen und kalten Luftschichten +* Funkwellen können von diesen Schichten reflektiert werden und über größere Entfernungen zurück zur Erde geleitet werden + +--- +### Ducting + + +[picture:987:a_tropo:Ausbreitung über Ducting] + + +* Tritt auf, wenn Funkwellen zwischen zwei Inversionsschichten eingeschlossen werden +* Diese Inversionsschichten wirken wie ein natürlicher Wellenleiterkanal +* Ducting kann die Funkwellen über Entfernungen von über 1000 Kilometern tragen + + +--- +[question:AH309] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/trxmodulation.md b/contents/slides/trxmodulation.md new file mode 100644 index 0000000..48e610b --- /dev/null +++ b/contents/slides/trxmodulation.md @@ -0,0 +1,48 @@ +* An vielen Funkgeräten gibt es einen Schalter, um die Modulationsart auszuwählen +* Meistens ist dieser mit „Mode“ beschriftet und erlaubt beispielsweise zwischen CW, AM, FM und SSB zu wählen + +--- +[question:NE102] + +* PSK31, FT8, RTTY und Olivia sind keine Modulationsarten, sondern digitale Übertragungsverfahren und kommt später im Lehrgang. + + +--- +* Bei SSB ist zu beachten, das richtige Seitenband (LSB oder USB) auszuwählen +* Im Amateurfunk wird mit wenigen Ausnahmen unterhalb von 10 MHz das untere Seitenband und ab 10 MHz das obere Seitenband benutzt + + +* Empfehlung im IARU-Bandplan. +* Eine Ausnahme sind digitale Übertragungsverfahren, wo auch unterhalb von 10MHz USB verwendet wird. +* Klasse N kann aufgrund der erlaubten Bänder immer USB verwenden. +* Zusätzliches Wissen: Seefunk verwendet immer USB. + + +--- +[question:NE209] + +--- +[question:BC202] + +--- +[question:BC203] + +--- +[question:NE211] + +--- +[question:NE210] + +--- +## Falsches Seitenband + +* Wenn bei SSB das falsche Seitenband gewählt wird, dann ist die Sprache völlig unverständlich +* Ebenfalls ist es bei SSB wichtig, die Empfangsfrequenz sehr feinfühlig mit dem VFO-Drehknopf einzustellen +* Schon kleine Abweichungen von der richtigen Frequenz führen dazu, dass die Sprache unverständlich wird + + +* Ursache liegt an der Spiegelung der Seitenbänder - Tiefe Töne werden zu hohe und umgekehrt. +* Bei FM und AM kann der Träger zur Demodulation zu Hilfe genommen werden. + +--- +[question:NE212] diff --git a/contents/slides/ueberlagerungsempfaenger_einfachsuper_1.md b/contents/slides/ueberlagerungsempfaenger_einfachsuper_1.md new file mode 100644 index 0000000..b17bbb2 --- /dev/null +++ b/contents/slides/ueberlagerungsempfaenger_einfachsuper_1.md @@ -0,0 +1,28 @@ + +* Mischprozess mit einer Oszillatorfrequenz +* Konstante *Zwischenfrequenz* +* Bessere *Selektivität* des Empfangssignals +* Filter müssen nicht veränderlich sein +* Höhere *Trennschärfe* + + +[picture:803:ueberlagerungsempfaenger_einfachsuper:Überlagerungsempfänger (Einfachsuper); die notwendigen Filter sind der Übersichtlichkeit halber in den Verstärkerstufen enthalten] + + +* Nicht veränderliche Filter können besser konstruiert werden +* Das "super" im Namen stammt vom Lateinischen "über" + + +--- +[question:EF102] +--- + +## Zwischenfrequenz + +* Eine Frequenz, auf die für die weitere Verarbeitung gemischt wird +* Im einfachsten Fall die NF → Direktüberlagerungsempfänger +* Bei NF muss die Oszillatorfrequenz nahe der Empfangsfrequenz sein +* Klasse A behandelt Mehrfachsuper-Empfänger mit mehreren Zwischenfrequenzen + +--- +[question:EF208] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/ueberlagerungsempfaenger_einfachsuper_2.md b/contents/slides/ueberlagerungsempfaenger_einfachsuper_2.md new file mode 100644 index 0000000..0d21dcd --- /dev/null +++ b/contents/slides/ueberlagerungsempfaenger_einfachsuper_2.md @@ -0,0 +1,8 @@ +### Nahselektion oder Trennschärfe + +* Fähigkeit des Empfängers, das gewünschte Empfangssignal möglichst gut von benachbarten Signalen trennen zu können +* Wird maßgeblich durch die ZF-Filter bestimmt +* Legt die Qualität des gesamten Empfangszweiges fest + +--- +[question:AF115] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/uebertrager_1.md b/contents/slides/uebertrager_1.md new file mode 100644 index 0000000..df210d6 --- /dev/null +++ b/contents/slides/uebertrager_1.md @@ -0,0 +1,33 @@ + +* Zwei Spulen auf gemeinsamen Kern magnetisch gekoppelt +* Energie wird darüber übertragen +* Ändern von Spannungen und Strömen ist möglich +* *Übertrager* oder *Transformator* kurz Trafo + + +[picture:197:e_uebertrager:Schemazeichnung eines Übertragers] + + +--- +## Übersetzungverhältnis + + +* Spannungen an den Anschlüssen des Übertragers verhalten sich wie zur Anzahl der Wicklungen + +$ü = \dfrac{N_P}{N_S} = \dfrac{U_P}{U_S}$ + + +* $N_P$: Wicklungen auf der Primärseite +* $N_S$: Wicklungen auf der Sekundärseite +* $U_P$: Spannung an der Primärseite +* $U_S$: Spannung an der Sekundärseite + + +--- +[question:EC401] +--- +[question:EC402] +--- +[question:EC403] +--- +[question:EC404] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/uebertrager_2.md b/contents/slides/uebertrager_2.md new file mode 100644 index 0000000..65b3a67 --- /dev/null +++ b/contents/slides/uebertrager_2.md @@ -0,0 +1,134 @@ +### Transformator-Prinzip + + +[photo:239:e_Trafo mit getrennten Wicklungen:Trafo mit sichtbar getrennten Wicklungen] + + +* Magnetisch gekoppelte Spulen +* Veränderlicher Strom in einer Spule +* Erzeugt Spannung in der anderen Spule +* → Gegendinduktion + + +--- +[question:AC301] +--- style="font-size: 0.7em;" +Das Verhältnis der Windungen zwischen Primär- und Sekundärseite ist wie das Verhältins der Spannung zwischen Primär- zu Sekundärseite, aber wie das Verhältnis der Ströme zwischen Sekundär- zu Primärseite: + +$ü = \frac{N_P}{N_S} = \frac{U_P}{U_S} = \frac{I_S}{I_P}$ + + +Das Verhältnis der Primär- zur Sekundärimpedanz ist wie die obigen Verhältnisse zum Quadrat: + +$ü = \frac{Z_P}{Z_S} = (\frac{N_P}{N_S})^2 = (\frac{U_P}{U_S})^2 = (\frac{I_S}{I_P})^2$ + + + +Oder nach Ziehung der Wurzel: + +$ü = \frac{N_P}{N_S} = \frac{U_P}{U_S} = \frac{I_S}{I_P} = \sqrt{\frac{Z_P}{Z_S}}$ + + + +Die letzte Formel steht so in der Formelsammlung + +--- +[question:AC302] +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $U_P = 230V$ +* gegeben: $U_S = 6V$ +* gegeben: $I_S = 1,15A$ +* gesucht: $I_P$ + + +$\begin{equation}\begin{align} \nonumber \frac{U_P}{U_S} &= \frac{I_S}{I_P} \\ \nonumber \Rightarrow I_P &= \frac{I_S \cdot U_S}{U_P} = \frac{1,15A \cdot 6V}{230V} \\ \nonumber &= 30mA \end{align}\end{equation}$ + +--- +[question:AC303] +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $Z_S = 16k\Omega$ +* gegeben: $ü = \frac{1}{4}$ +* gesucht: $Z_P$ + + +$\begin{equation}\begin{align} \nonumber ü &= \sqrt{\frac{Z_P}{Z_S}} \\ \nonumber \Rightarrow Z_P &= ü^2 \cdot Z_S = \frac{1^2}{4^2} \cdot 16k\Omega \\ \nonumber &= \frac{16k\Omega}{16} = 1k\Omega \end{align}\end{equation}$ + + +--- +[question:AC304] +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $Z_S = 6,4k\Omega$ +* gegeben: $ü = \frac{1}{4}$ +* gesucht: $Z_P$ + + +$\begin{equation}\begin{align} \nonumber ü &= \sqrt{\frac{Z_P}{Z_S}} \\ \nonumber \Rightarrow Z_P &= ü^2 \cdot Z_S = \frac{1^2}{4^2} \cdot 6,4k\Omega \\ \nonumber &= \frac{6,4k\Omega}{16} = 0,4k\Omega \end{align}\end{equation}$ + + +--- +[question:AC305] +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $Z_P = 450\Omega$ +* gegeben: $Z_S = 50\Omega$ +* gesucht: $ü$ + + +$\begin{equation}\begin{split} \nonumber ü &= \sqrt{\frac{Z_P}{Z_S}} = \sqrt{\frac{450\Omega}{50\Omega}} \\ &= \sqrt{\frac{9}{1}} = \frac{3}{1} \end{split}\end{equation}$ + + +--- +[question:AC306] +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $Z_P = 50\Omega$ +* gegeben: $Z_S = 2,5k\Omega$ +* gesucht: $ü$ + + +$\begin{equation}\begin{split} \nonumber ü &= \sqrt{\frac{Z_P}{Z_S}} = \sqrt{\frac{50\Omega}{2,5k\Omega}} \\ &= \sqrt{\frac{1}{50}} \approx \frac{1}{7} \end{split}\end{equation}$ + + +--- +### Maximaler Strom + +* Leitung darf nicht zu warm werden +* Sonst schmilzt die Isolation +* Oder der Leiter glüht +* → zulässige Stromdichte in Stromstärke bezogen auf den Leiterquerschnitt + + + +[photo:236:e_HF Übertrager:HF-Übertrager (BALUN), der bei zu viel Leistung schmelzen kann] + + + +Geschmolzene, selbstgebastelte BALUNs in Plastikgehäusen kommen häufiger vor, wenn "nur noch etwas mehr Leistung" gegeben wird + + +--- +### Beispiele zulässige Stromdichte + +nach VDE + +* Frei verlegte Leiter aus Kupfer: $\frac{12A}{0,75mm^2}$ +* Schmelzsicherungen: bis zu $3000\frac{A}{mm^2}$ +* Transformatoren: $2,5\frac{A}{mm^2}$ (schlechte Wärmeabstrahlung der Wicklungen) + +--- +[question:AC307] +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $d = 0,5mm$ +* gegeben: Stromdichte $\frac{I}{A} = \frac{2,5A}{1mm^2}$ +* gesucht: $I_{max}$ + + +$A_{Dr} = \frac{d^2 \cdot \pi}{4} = \frac{(0,5mm)^2 \cdot \pi}{4} \approx 0,196mm^2$ + + +$I_{max} = \frac{I}{A} \cdot A_{Dr} = \frac{2,5A}{1mm^2} \cdot 0,196mm^2 = 0,49A$ + \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/uebertragungsleitungen.md b/contents/slides/uebertragungsleitungen.md new file mode 100644 index 0000000..5c77e55 --- /dev/null +++ b/contents/slides/uebertragungsleitungen.md @@ -0,0 +1,53 @@ +Die im Sender erzeugte Sendeleistung möchte man möglichst vollständig und ohne Verluste von der Antenne abstrahlen + +--- +## Koaxialkabel + +[photo:65:n_Koax_Detail:Koaxial-Kabel im Detail] + + +* Am weitesten verbreitet +* Voneinander isolierter Innen- und Außenleiter +* Umgeben von Schutzmantel +* Unterschiedliche Ausführungen möglich + + +Umgangssprachlich: "Koaxkabel" + + +--- +## Unterschiedliche Koaxialkabel +[photo:66:n_Koaxialkabel:Beispiele gebräuchlicher Koaxialkabel] + +--- +## Kabeldämpfung +* Im Koaxialkabel entsteht Verlust durch Umsetzung von Sendeleistung in Wärme +* Der Verlust wird *Kabeldämpfung* genannt +* Messung in Dezibel (dB) je 100 m +* Verluste steigen mit zunehmender Länge und Frequenz + +--- +[question:NG207] + +--- +## Wellenwiderstand + + +* Wird in Ohm (Ω) angegeben +* Eigenschaft der Leitung, wie den Aufbau (z.B. Abstand zwischen Innen- und Außenleiter) +* Länge hat keine Auswirkung + + + +* Antennenanschluss von Amateurfunkgeräten: 50 Ω +* Koaxialkabel im Amateurfunk: 50 Ω +* Fernsehtechnik: 75 Ω +* Selten sind 60 Ω anzufinden + + + +* Es gibt Ausnahmen zu den 50 Ω + + +--- +[question:NG201] diff --git a/contents/slides/uebertragungsleitungen_2.md b/contents/slides/uebertragungsleitungen_2.md new file mode 100644 index 0000000..becbfce --- /dev/null +++ b/contents/slides/uebertragungsleitungen_2.md @@ -0,0 +1,72 @@ +## Wellenwiderstand + +* Unabhängig von der Länge der Leitung +* Unabhängig von den an die Leitung angeschlossenen Geräten +* Abhängig vom Querschnittsaufbau (Leiter, ggf. Dielektrikum) +* Im Bereich der Hochfrequenz ist der Wellenwiderstand weitgehend konstant + +--- +[question:EG301] +--- +## Leitungen + + +* Paralleldraht-Speiseleitung +* Koaxialkabel + + +* Das Koaxialkabel vermeidet unerwünschte Abstrahlung +* Unerwünschte Abstrahlungen können durch *Mantelwellen* auftreten +* Mantelwellen lassen sich durch Mantelwellensperren unterdrücken + + +* Mehr zu Mantelwellen später + +--- +[question:EG302] +--- +## Einkopplungen + +* Kabel, die direkt neben Koaxialkabel verlegt werden, können Einkopplungen erfahren +* Dadurch gelangt Hochfrequenz beispielsweise ins Stromnetz +* Und Leistung zur Antenne geht verloren + +--- +[question:EG306] +--- +### Unsymmetrische Speiseleitung + + +[photo:65:e_uebertragungsleitungen_koaxialkabel:Geöffnetes Koaxialkabel aus Mantel, Schirmung, Dielektrikum und Innenleiter] + + +* Wie bei Antennen, ist eine Speiseleitung unsymmetrisch, wenn unterschiedliche Spannungen anliegen +* Beim Koaxialkabel sind die beiden Leiter unterschiedlich geformt +* Der Schirm weist gegenüber der Erde keine Spannung auf + + +--- +[question:EG304] +--- +## Spannungsfestigkeit + +* Im Koaxialkabel treten im Dielektrikum Verluste auf +* Es kann bei hohen Spannungen zu einem Durchschlag kommen + +--- +[question:EG305] +--- +## Koaxialstecker + + +[photo:73:e_uebertragungsleitungen_n_stecker_buchse:N-Buchse und N-Stecker] + + +* *N-Stecker*: für niedrige und hohe Frequenz und hohe Leistung +* *BNC-Stecker*: für niedrige und hohe Frequenz und geringe Leistung +* *SMA-Stecker*: für hohe Frequenz und geringe Leistung +* *UHF/PL-Stecker*: für niedrige Frequenz und hohe Leistung + + +--- +[question:EG303] diff --git a/contents/slides/uebertragungsleitungen_3.md b/contents/slides/uebertragungsleitungen_3.md new file mode 100644 index 0000000..2d13586 --- /dev/null +++ b/contents/slides/uebertragungsleitungen_3.md @@ -0,0 +1,47 @@ +## Symmetrische Zweidrahtleitungen +* Zweidrahtleitungen werden symmetrisch gespeist und belastet +* An einer bestimmten Stelle sind Strom und Spannung in beiden Leitern gleich – nur mit umgekehrtem Vorzeichen + +--- +[question:AG312] +--- + +### Abstrahlung und Schirmung von Speiseleitungen +* Gegenphasige Ströme heben sich aus der Ferne weitgehend auf +* Im Freiraum kommt es dennoch zu geringfügiger Abstrahlung +* Im Nahfeld anderer Leitungen verstärkt sich die Kopplung +* Daher sollten Speiseleitungen im Haus grundsätzlich geschirmt sein (üblicherweise als Koaxialkabel) + +--- +[question:AG301] +--- + +## Hochfrequenzeigenschaften von Koaxialkabeln +* Koaxialkabel gibt es in verschiedenen Ausführungen +* Betrachtet werden vor allem Wellenwiderstand, Kabeldämpfung und Verkürzungsfaktor +* Mechanische Eigenschaften wie Biegeradius und Rückflussdämpfung zählen nicht zu den elektrischen Hochfrequenzeigenschaften + +--- +[question:AG303] +--- + +### Einfluss des Dielektrikums +* Das Dielektrikum zwischen Innen- und Außenleiter bestimmt den Verkürzungsfaktor +* Es beeinflusst die Ausbreitungsgeschwindigkeit, die unter der Lichtgeschwindigkeit im Freiraum liegt +* Übliche Materialien sind Polyethylen (PE) und Teflon (PTFE) +* Aufschäumung reduziert die Kabeldämpfung + +--- +[question:AG314] +--- +[question:AG302] +--- + +### Verkürzungsfaktor und elektrische Länge +* Verkürzungsfaktor: Verhältnis von mechanischer Länge ($L_\mathrm{G}$) zu elektrischer Länge ($L_\mathrm{E}$) +* Formel: $k_\mathrm{v} = \frac{L_\mathrm{G}}{L_\mathrm{E}} = \frac{1}{\sqrt{\epsilon_\mathrm{r}}}$ +* Für nicht-geschäumtes Polyethylen beträgt $\epsilon_\mathrm{r} \approx 2,29$ + +--- +[question:AG317] + diff --git a/contents/slides/umwegleitung.md b/contents/slides/umwegleitung.md new file mode 100644 index 0000000..66474df --- /dev/null +++ b/contents/slides/umwegleitung.md @@ -0,0 +1,34 @@ +## Umwegleitung zur Unterdrückung von Mantelwellen +* $\lambda/2$-Umwegleitung als weitere Möglichkeit zur Unterdrückung von Mantelwellen + +--- +[question:AG420] + +--- style="font-size: smaller;" +### Funktionsweise der $\lambda/2$-Umwegleitung +* Symmetrische Antenne: Beide Anschlusspunkte benötigen HF-Spannung (betragsgleich, 180° phasenverschoben) +* Mit der $\lambda/2$-Umwegleitung wird einer der Anschlusspunkte (z. B. beim Faltdipol) über eine 180°-Phasenverschiebung an den Innenleiter angeschlossen +* Der Schirm des Koaxialkabels liegt auf Erdpotential – dadurch entstehen keine Mantelwellen +* Impedanz beachten: Die Antenne muss das Vierfache der Impedanz des Koaxialkabels aufweisen, da jeder Anschlusspunkt nur den halben Widerstand zeigt + +--- + +[picture:562:a_umwegeleitung:Umwegeleitung] + + +Für die beiden folgenden Fragen zur Umwegleitung reicht es sich zu *merken*, dass es sich bei der dargestellten Antenne um einen Faltdipol handelt und eine $\lambda/2$-Umwegleitung eine 180°-Phasenverschiebung erzeugt. + + +--- +[question:AG423] + + +Der *Anschluss des Koax-Schirms* an den Mittelpunkt des Faltdipols ist optional und hat oft mechanische Gründe (z. B. kann so der Faltdipol leitend mit einem geerdeten Metallträger verbunden werden). + + +--- +[question:AG424] + + +Obwohl sich durch die Verschaltung insgesamt eine 1:4-Impedanztransformation ergibt, wird in der Umwegleitung selbst keine Impedanztransformation vorgenommen. + diff --git a/contents/slides/unerwuenschte_aussendungen_1.md b/contents/slides/unerwuenschte_aussendungen_1.md new file mode 100644 index 0000000..30f5dff --- /dev/null +++ b/contents/slides/unerwuenschte_aussendungen_1.md @@ -0,0 +1,17 @@ +* Amateurfunkverordnung (AFuV): *Unerwünschte Aussendungen* auf das geringstmögliche Maß beschränken +* Es gibt weitere gesetzliche Regelungen für konkrete Grenzwerte → Klasse A + + +* Keine Störungen in anderen Funkbändern erzeugen +* Nachbarn bei Radio und Fernsehen nicht stören +* Filter sind nicht perfekt, deshalb auf das geringstmögliche Maß beschränken + + +--- +[question:NJ201] + +--- +[question:NF404] + +--- +[question:VD110] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/unerwuenschte_aussendungen_2.md b/contents/slides/unerwuenschte_aussendungen_2.md new file mode 100644 index 0000000..4259352 --- /dev/null +++ b/contents/slides/unerwuenschte_aussendungen_2.md @@ -0,0 +1,101 @@ +## Oberwellen + +* Ganzzahlige Vielfache der Grundfrequenz +* Entstehen durch Signalformen, die nicht sinusförmig sind, insbesondere bei Übersteuerung +* Beeinträchtigung anderer Funkdienste +* Können reduziert werden + +--- +[question:EJ201] +--- +[question:EJ202] +--- +## Tiefpassfilter + + +* Nur Frequenzen unterhalb einer bestimmten Grenzfrequenz werden durchgelassen +* Oberwellen können nicht passieren oder werden stark abgeschwächt + + + [picture:591:tiefpass:Frequenzgang eines Tiefpassfilters] + + +--- +[question:EJ204] +--- +[question:EJ205] +--- +[question:EJ206] +--- +[question:EJ207] +--- +[question:EJ208] +--- +[question:EJ203] +--- +## Hochpassfilter + + +* Nur Frequenzen oberhalb einer bestimmten Grenzfrequenz werden durchgelassen +* Werden im Empfängereingang verwendet, damit tiefe Frequenzen nicht stören + + + [picture:592:hochpass:Frequenzgang eines Hochpassfilters] + + +* Im Fernseher, damit starke UKW-Radiosender knapp unterhalb des Fernsehsignals nicht stören + + +--- +## Bandpassfilter + + +* Bei Einbandsendern +* Sender im VHF/UHF/SHF-Bereich +* Signale aus der Signalaufbereitung unterhalb der Sendefrequenz unterdrücken + + + [picture:593:bandpass:Frequenzgang eines Bandpassfilters] + + +--- +## Arbeitspunkt +* Sender-Stufen und Leistungs-Endstufen sollen verzerrungsfrei arbeiten +* Nach Veränderung des Arbeitspunkts auf Linearität (saubere Sinus-Verstärkung) prüfen +* Aussendung auf Oberwellen prüfen + +--- +[question:EF404] + +%Die Fragen habe ich von Störenden Beeinflussungen hier her kopiert (DL9MJ) + +--- +## Übersteuerung + +* Bei Übersteuerung von Sendern und Endstufen entstehen Nebenaussendungen +* Diese stören benachbarte Stationen +* Übersteuerung vermeiden + +--- +[question:EJ213] +--- +[question:EJ214] +--- +## Frequenzstabilität + +* Nicht stabile Oszillatoren können zu Aussendungen außerhalb der Bandgrenzen führen +* Das kann benachbarte Stationen stören +* Ursache z.B. Selbstbaugerät mit nicht quarzstabilisierten Oszillator + +--- +[question:EJ216] +--- +## Bandbreite + +* Überschreitung der zulässigen Bandbreite kann insbesondere bei AFSK-modulierten FM-Sendern geschehen +* Abhilfe durch Hub begrenzen +* Oder Aussteuerung der NF reduzieren +* Beachten bei Packet-Radio oder Digimodes + +--- +[question:EJ212] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/unerwuenschte_aussendungen_3.md b/contents/slides/unerwuenschte_aussendungen_3.md new file mode 100644 index 0000000..87006c5 --- /dev/null +++ b/contents/slides/unerwuenschte_aussendungen_3.md @@ -0,0 +1,161 @@ +## Unerwünschte Aussendungen durch Mischprodukte + + +[picture:243:a_unerwuenschte_aussendungen_bandpassfilter:Frequenzgang eines Bandpassfilters] + + +* Entstehen in der Frequenzaufbereitung von Sendern +* Mischprodukte entstehen in Mischern +* Bandpassfilter unterdrücken unerwünschte Signale + + +--- + +[question:AJ208] + +--- + +[question:AJ211] + +--- + +[question:AJ209] + +--- style="font-size: smaller;" + +### Harmonische und Oberwellen + + +[picture:868:a_harmonische: Oberwellen (OW), Harmonische (Harm.) und Nebenaussendungen (NA)] + + +* Vielfache der Grundfrequenz eines Signals +* Unterschied in Definition und Zählweise +* 1. Harmonische = Grundfrequenz +* 2. Harmonische = 1. Oberwelle +* 3. Harmonische = 2. Oberwelle + + +--- + +[question:AJ204] + +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $f = 29,5MHz$ +* gegeben: $n = 3$ +* gegeben: Radiobereich: 88,5MHz - 108,0MHz + + +$f \cdot n = 29,5MHz \cdot 3 = 88,5MHz$ + + +--- + +[question:AJ203] + +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $f = 7,20MHz$ +* gegeben: $n = 4$ +* gesucht: 3. Oberwelle + + +$f \cdot n = 7,20MHz \cdot 4 = 28,80MHz$ + + +--- + +### Entstehung von Oberwellen + + +[picture:106:a_unerwuenschte_aussendungen_uebersteuerung:Übersteuertes Signal] + + +* Ursache: Übersteuerung von Verstärkerstufen +* Begrenzung der Amplituden-Spitzen führt zu Verzerrungen +* Oberwellen treten auf, wenn Sinusform nicht ideal ist + + + +Oberwellen und Harmonische entstehen immer, wenn sich Abweichungen von der idealen Sinus-Kurve bilden. + + +--- + +[question:AJ207] + +--- + +## Sperrkreise zur Unterdrückung + +* Unterdrückung einzelner Oberwellen oder Harmonischer +* Sperrkreis: Dämpft genau eine Frequenz maximal +* Andere Frequenzen werden nahezu ungehindert durchgelassen + +--- + +[question:AJ210] + +--- + +## Nebenaussendungen + +* Tritt in unmittelbarer Nähe zum Sendesignal auf +* Durch Filter schwer zu unterdrücken +* Entstehung durch übersteuerte Mikrofonverstärkung +* Verbreitert ungewollt das Sendesignal (Nebenaussendung, Nebenprodukte, "Splatter") + +--- + +[question:AJ219] + +--- + +## Störungen durch unstabile Versorgungsspannung + +* Schlechte Netzteile erzeugen Brummspannung +* Kann zu AM-Aussendungen führen +* NF-Einstreuungen beeinflussen Sender +* Besonders bei älteren Sendern problematisch + +--- + +[question:AJ222] + +--- + +[question:AJ223] + +--- + +## Gesetzliche Grenzwerte für Oberwellen und Nebenaussendungen + +* Funkamateure müssen Grenzwerte einhalten +* Zwei Frequenzbereiche mit unterschiedlichen Anforderungen + + +Weitere Informationen in der [Verfügung 33](http://50ohm.de/vfg33) von 2007. + + +--- + +### HF-Bereich (1,7 MHz – 35 MHz) + +* Dämpfung mindestens 40 dB +* Signalleistung über 0,25 µW relevant + +--- + +[question:AJ224] + +--- + +### VHF/UHF/SHF-Bereich (50 MHz – 1000 MHz) + +* Dämpfung mindestens 60 dB +* Signalleistung über 0,25 µW relevant + +--- + +[question:AJ225] diff --git a/contents/slides/unmodulierter_traeger.md b/contents/slides/unmodulierter_traeger.md new file mode 100644 index 0000000..b55d6f1 --- /dev/null +++ b/contents/slides/unmodulierter_traeger.md @@ -0,0 +1,9 @@ + +* Einfachste Form eines HF-Signals +* Konstante Amplitude, Frequenz und Phasenlage +* Genau eine Frequenz +* Bereits Ein- und Ausschalten (CW) des Trägers ist eine Informationsübertragung + + +[picture:904:e_unmodulierter_traeger:Unmodulierter Träger] + \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/verkuerzungsfaktor_1.md b/contents/slides/verkuerzungsfaktor_1.md new file mode 100644 index 0000000..b3c9637 --- /dev/null +++ b/contents/slides/verkuerzungsfaktor_1.md @@ -0,0 +1,22 @@ + +Wellenausbreitung in Luft und Vakuum: +$\lambda = \dfrac{c}{f}$ + + +* Leitungen und Antennendrähte benötigen einen Korrekturfaktor +* Den *Verkürzungsfaktor* $k_\mathrm{v}$ +* In etwa 95% zur Vakuumausbreitung +* $\lambda_\mathrm{Leitung} = k_\mathrm{v} \cdot \dfrac{c}{f}$ + + +* Die Welle breitet sich im Kabel langsamer aus +* Koaxialkabel werden später behandelt + +--- +[question:EG201] +--- +* Korrekturfaktor hängt von Drahtdurchmesser, Isolierung und Umgebungseinflüssen ab +* Bei Drahtantennen sind diese für Resonanz um ca. 5% zu kürzen + +--- +[question:EG202] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/verkuerzungsfaktor_2.md b/contents/slides/verkuerzungsfaktor_2.md new file mode 100644 index 0000000..3ba210b --- /dev/null +++ b/contents/slides/verkuerzungsfaktor_2.md @@ -0,0 +1,240 @@ +## Antennenlänge und Verkürzungsfaktor + +* Antennenlänge hängt vom Verkürzungsfaktor ab +* Halbwellendipol: Hälfte der Wellenlänge $\times$ Verkürzungsfaktor +* Viertelwellenstrahler: Viertel der Wellenlänge $\times$ Verkürzungsfaktor +* Typischer Wert: $0,95$ + +--- + +[question:AG101] + +--- +#### Lösungsweg + +* gegeben: $f = 14,2MHz$ +* gegeben: $k_v = 0,95$ + + +* gegeben: $\frac{\lambda}{2}$-Dipol +* gesucht: $l_G$ + + + + +$\begin{aligned}l_E &= \frac{1}{2} \cdot \frac{\lambda}{2}\\ &= \frac{1}{4} \cdot \frac{c}{f}\\ &= \frac{1}{4} \cdot \frac{3\cdot 10^8\frac{m}{s}}{14,2MHz}\\ &= \frac{1}{4} \cdot 21,13m\\ &= 5,28m\end{aligned}$ + + + + +$\begin{aligned}k_v &= \frac{l_G}{l_E}\\ \Rightarrow l_G &= k_v \cdot l_E\\ &= 0,95 \cdot 5,28m\\ &= 5,02m\end{aligned}$ + + + +--- + +[question:AG102] + +--- + +#### Lösungsweg + +* gegeben: $f = 7,1MHz$ +* gegeben: $k_v = 0,95$ + + +* gegeben: $\frac{\lambda}{2}$-Dipol +* gesucht: $l_G$ + + + + +$\begin{aligned}l_E &= \frac{1}{2} \cdot \frac{\lambda}{2}\\ &= \frac{1}{4} \cdot \frac{c}{f}\\ &= \frac{1}{4} \cdot \frac{3\cdot 10^8\frac{m}{s}}{7,1MHz}\\ &= \frac{1}{4} \cdot 42,25m\\ &= 10,56m\end{aligned}$ + + + + +$\begin{aligned}k_v &= \frac{l_G}{l_E}\\ \Rightarrow l_G &= k_v \cdot l_E\\ &= 0,95 \cdot 10,56m\\ &= 10,04m\end{aligned}$ + + + +--- + +[question:AG103] + +--- +#### Lösungsweg + +* gegeben: $l_G = 20m$ +* gegeben: $k_v = 0,95$ + + +* gegeben: Dipol +* gesucht: $f$ + + + + +$\begin{aligned}k_v &= \frac{l_G}{l_E}\\ \Rightarrow l_E &= \frac{l_G}{k_v}\\ &= \frac{20m}{0,95}\\ &= 21,05m\end{aligned}$ + + + + +$\begin{aligned}l_E &= \frac{\lambda}{2}\\ &= \frac{1}{2} \cdot \frac{c}{f}\\ \Rightarrow f &= \frac{1}{2} \cdot \frac{c}{l_E}\\ &= \frac{1}{2} \cdot \frac{3\cdot 10^8\frac{m}{s}}{21,05m}\\&= 7,125MHz\end{aligned}$ + + + +--- + +[question:AG104] + +--- + +#### Lösungsweg + +* gegeben: $f = 7,1MHz$ +* gegeben: $k_v = 0,95$ + + +* gegeben: $\frac{\lambda}{4}$-Groundplane +* gesucht: $l_G$ + + + + +$\begin{aligned}l_E &= \frac{\lambda}{4}\\ &= \frac{1}{4} \cdot \frac{c}{f}\\ &= \frac{1}{4} \cdot \frac{3\cdot 10^8\frac{m}{s}}{7,1MHz}\\ &= \frac{1}{4} \cdot 42,25m\\ &= 10,56m\end{aligned}$ + + + + +$\begin{aligned}k_v &= \frac{l_G}{l_E}\\ \Rightarrow l_G &= k_v \cdot l_E\\ &= 0,95 \cdot 10,56m\\ &= 10,04m\end{aligned}$ + + + +--- + +[question:AG105] + +--- + +#### Lösungsweg + +* gegeben: $f = 14,2MHz$ +* gegeben: $k_v = 0,97$ + + +* gegeben: $\frac{5}{8}\lambda$-Vertikalantenne +* gesucht: $l_G$ + + + + +$\begin{aligned}l_E &= \frac{5}{8}\lambda\\ &= \frac{5}{8} \cdot \frac{c}{f}\\ &= \frac{5}{8} \cdot \frac{3\cdot 10^8\frac{m}{s}}{14,2MHz}\\ &= \frac{5}{8} \cdot 21,13\\ &= 13,20m\end{aligned}$ + + + + +$\begin{aligned}k_v &= \frac{l_G}{l_E}\\ \Rightarrow l_G &= k_v \cdot l_E\\ &= 0,97 \cdot 13,20m\\ &= 12,80m\end{aligned}$ + + + +--- + +### Ursache des Verkürzungsfaktors + +* Leiter sind nicht unendlich dünn +* Zusätzliche Kapazität zwischen Leiter und Umgebung +* Beeinflusst die effektive elektrische Länge der Antenne + +--- + +[question:AG202] + +--- + +### Verlängerungsfaktor bei Schleifenantennen + +* Unterschied zum Verkürzungsfaktor +* Führt zu einer scheinbaren Verlängerung der Antenne + + +Ein Verlängerungsfaktor bedeutet nicht, dass sich die Welle mit *Überlichtgeschwindigkeit* ausbreitet. Es handelt sich um die Phasengeschwindigkeit, nicht um die Gruppengeschwindigkeit. + + +--- + +[question:AG118] + +--- + +#### Lösungsweg + +* gegeben: $f = 7,1MHz$ +* gegeben: $k_v = 1,02$ + + +* gegeben: Delta-Loop +* gesucht: $l_G$ + + + + +$\begin{aligned}l_E &= \lambda\\ &= \frac{c}{f}\\ &= \frac{3\cdot 10^8\frac{m}{s}}{7,1MHz}\\ &= 42,23m\end{aligned}$ + + + + +$\begin{aligned}k_v &= \frac{l_G}{l_E}\\ \Rightarrow l_G &= k_v \cdot l_E\\ &= 1,02 \cdot 42,23m\\ &= 43,10m\end{aligned}$ + + + +--- + +### Verkürzungsfaktor bei Paralleldrahtleitungen + +* Welle befindet sich zwischen den Leitern +* Skineffekt verhindert tiefes Eindringen ins Metall +* Verkürzungsfaktor annähernd $1$ (wie Freiraumausbreitung) + +--- + +[question:AG313] + +--- + +### Verkürzungsfaktor bei Koaxialkabeln + +* Welle befindet sich im Dielektrikum zwischen den Leitern +* Beispiel für Polyäthylen: $\epsilon_\mathrm{r} = 2,29$ +* Skineffekt verhindert tiefes Eindringen ins Metall +* Geometrie des Kabels hat kaum Einfluss +* Berechnung des Verkürzungsfaktors: + + +$v_\mathrm{k} = \dfrac{1}{\sqrt{\epsilon_\mathrm{r}}}$ + + +--- + +[question:AG315] + +--- + +[question:AG316] + +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $f = 145MHz$ +* gegeben: $k_v = 0,66$ +* gesucht: $l_G$ + + + +$\begin{aligned}l_E &= \lambda\\ &= \frac{c}{f}\\ &= \frac{3\cdot 10^8\frac{m}{s}}{145MHz}\\ &= 2,07m\end{aligned}$ + + + + +$\begin{aligned}k_v &= \frac{l_G}{l_E}\\ \Rightarrow l_G &= k_v \cdot l_E\\ &= 0,66 \cdot 2,07m\\ &= 1,37m\end{aligned}$ + + \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/verstaerker.md b/contents/slides/verstaerker.md new file mode 100644 index 0000000..0b6a4d4 --- /dev/null +++ b/contents/slides/verstaerker.md @@ -0,0 +1,78 @@ +* Mittels Transistoren lassen sich, abhängig von der Art der Schaltung, alle Arten von Signalen (Digital, NF oder HF) verstärken. +* Dabei ist die Ausgangsleistung gegenüber der Eingangsleistung größer. +* Es ist eine Spannungsquelle notwendig. +* Wir haben im Kapitel Transistor schon gesehen, wie das funktioniert. + +--- + +[question:ED401] + +--- + +[question:ED403] + +--- + + +* *Linearität* bedeutet: Eine Verdoppelung des Eingangssignals muss zu einer Verdoppelung des Ausgangssignals führen +* Linearitätsabweichungen sind unerwünscht, weil sie zu Frequenzen führen, die im Originalsignal nicht vorhanden sind. +* Sie werden im NF-Bereich als *Verzerrungen* wahrgenommen und im HF-Bereich als *Oberwellen* + + +[picture:828:e_verstaerker_linearitaet:Das Eingangssignal wird verstärkt. Bei Begrenzung durch fehlende Linearität wird das Ausgangssignal verformt.] + + +* Mehr zu Oberwellen im Abschnitt Unerwünschte Ausstrahlungen im Kapitel Sender +* Ausnahme sind Verstärker für FM, da bei FM die Information mittels Frequenzänderung und nicht mit einer Änderung der Amplitude übermittelt wird. + + +--- + +[question:EF403] + +--- + + +* NF-Verstärker finden im Amateurfunk zum Beispiel bei der Anhebung des Signals für eine Ausgabe im Lautsprecher Anwendung + + +[picture:763:e_nf_verstaerker:Schaltbild eines NF-Verstärkers] + + +--- + +[question:ED402] + +--- + + +* Auch bei der Verstärkung des Mikrofonsignals findet man Verstärker +* Verstärkung im Bereich von ca. 300 bis 3.000 Hz +* Die Bandbreite liegt bei 2,7 kHz oder darunter + + +[picture:246:e_frequenzgang_mikrofonverstaerker:Typischer Frequenzgang für einen Amateurfunk Mikrofonverstärker] + + +--- + +[question:EF307] + +--- + +[question:EF308] + +* Erkennbar am Mikrofon vorher, das für SSB verwendet wird + + +--- + +* Die Stromzufuhr eines Senders sollte neben Stabilität auch einen guten Schutz gegen HF-Einstrahlung haben +* Damit verhindert man das Einströmen von Hochfrequenz in das Stromnetz + +* Mehr dazu im Abschnitt Unerwünschte Ausstrahlungen im Kapitel Sender + + +--- + +[question:EF405] diff --git a/contents/slides/verstaerker_begrenzung_bandbreite.md b/contents/slides/verstaerker_begrenzung_bandbreite.md new file mode 100644 index 0000000..450996e --- /dev/null +++ b/contents/slides/verstaerker_begrenzung_bandbreite.md @@ -0,0 +1,6 @@ +* Bei analogen Modulationsverfahren ist die belegte Bandbreite abhängig von der maximalen Modulationsfrequenz des aufmodulierten Signals +* Zur Einhaltung der Bandbreite des Sendesignals muss die NF-Modulationsfrequenz begrenzt werden +* Beispielsweise Tiefpassfilter oder Bandpassfilter im Mikrofonverstärker + +--- +[question:AD433] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/verstaerker_eigenschwingung.md b/contents/slides/verstaerker_eigenschwingung.md new file mode 100644 index 0000000..f5cc9ba --- /dev/null +++ b/contents/slides/verstaerker_eigenschwingung.md @@ -0,0 +1,11 @@ +* Eigenschwingungen entstehen, wenn die Leistung innerhalb von Stufen oder vom Ausgang zurück auf den Eingang eines Verstärkers geführt wird +* Eingangs- und Ausgangsschaltungen möglichst gut voneinander entkoppeln +* Einzelne Stufen gut abschirmen +* Je höher der Verstärkungsfaktor, umso mehr Eigenschwingungen und Rückkopplungen treten auf + +--- +[question:AD432] +--- +[question:AJ216] +--- +[question:AJ215] diff --git a/contents/slides/verstaerker_klasse.md b/contents/slides/verstaerker_klasse.md new file mode 100644 index 0000000..822b784 --- /dev/null +++ b/contents/slides/verstaerker_klasse.md @@ -0,0 +1,158 @@ +* *Verstärkerklasse A*: Kann das gesamte Signal verstärken +* *Verstärkerklasse B*: Das halbe Signal wird gut verstärkt +* *Verstärkerklasse A/B*: Kombination aus A und B mit Verstärkung von etwas mehr als dem halben Signal +* *Verstärkerklasse C*: Weniger als das halbe Signal wird gut verstärkt + + +Die Verstärkerklassen werden durch die Wahl des Arbeitspunktes bestimmt + + + +Die Buchstabenbezeichnungen gehen auf eine frühe systematische Klassifizierung von Röhren- und Transistorverstärker zurück + +--- + +[picture:377:a_kennlinien_transistor_arbeitspunkt:Kennlinie eines Transistors mit Arbeitspunkten] + + +* Transistorkennlinie zeigt den Zusammenhang zwischen Eingangssignal und Ausgangssignal +* Basis-Emitter- oder Gate-Source-Spannung und Kollektor- oder Drainstrom +* In linearen Bereichen ist die Änderung proportional +* Andere Bereiche sind nichtliniear + +--- +### Arbeitspunkt + +* Optimaler Betrieb bei optimaler Wahl des Arbeitspunktes auf der Kennlinie +* Arbeitspunkt wird durch die Vorspannung an Basis oder Gate festgelegt +* Verstärkung wirkt dann um den gewünschten Arbeitspunkt herum + +--- +### Ruhestrom + +* Ruhestrom ergibt sich duch die Wahl des Arbeitspunktes +* Fließt auch ohne Eingangssignal +* Beeinflusst die Effizienz eines Verstärkers +* Erhöht thermische Verlustleistung +* Verringert Wirkungsgrad + +--- style="font-size: smaller;" +### AP1 + +[picture:377:a_kennlinien_transistor_arbeitspunkt:Kennlinie eines Transistors mit Arbeitspunkten] + + +* C-Betrieb des Verstärkers +* ohne Vorspannung +* Ruhestrom null +* Wirkungsgrad ca. 80-87% +* hoher Oberwellenanteil + +--- style="font-size: smaller;" +### AP2 + +[picture:377:a_kennlinien_transistor_arbeitspunkt:Kennlinie eines Transistors mit Arbeitspunkten] + + +* B-Betrieb des Verstärkers +* Geringe Vorspannung bis zum Einsetzen des Kollektorstroms +* Ruhestrom fast null (gering) +* Wirkungsgrad bis zu 80% +* geringer Oberwellenanteil + +--- style="font-size: smaller;" +### AP3 + +[picture:377:a_kennlinien_transistor_arbeitspunkt:Kennlinie eines Transistors mit Arbeitspunkten] + + +* A/B-Betrieb des Verstärkers +* Höhere Vorspannung als im B-Betrieb, jedoch geringer als im A-Betrieb +* Ruhestrom größer als im B-Betrieb, aber deutlich geringer als im A-Betrieb +* Wirkungsgrad zwischen 50% bis 80% +* geringer Oberwellenanteil + +--- style="font-size: smaller;" +### AP4 + +[picture:377:a_kennlinien_transistor_arbeitspunkt:Kennlinie eines Transistors mit Arbeitspunkten] + + +* A-Betrieb des Verstärkers +* Höhe der Vorspannung so gewählt, dass der Ruhestrom ca. 50% des maximal zulässigen Wertes erreicht +* Wirkungsgrad ca. 40% +* sehr geringer Oberwellenanteil + +--- +[question:AD416] +--- +[question:AD419] +--- +[question:AD420] +--- +[question:AD421] +--- +### Ausgangsleistung + +* Bei Kenntnis des Arbeitspunkt ist der Wirkungsgrad bekannt +* Gleichspannungsleistung ausrechnen +* Ausgangsleistung ist das Produkt aus Gleichspannungsleistung und Wirkungsgrad + +--- +[question:AD424] +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $U=50V$ +* gegeben: $I = 2A$ +* gegeben: $\eta_A \approx 40\%$ +* gesucht: $P_{ab}$ + + +$P_{zu} = U \cdot I = 50V \cdot 2A = 100W$ + + +$\eta_A = \frac{P_{ab}}{P_{zu}} \Rightarrow P_{ab} = \eta_A \cdot P_{zu} = 0,4 \cdot 100W = 40W$ + +--- +[question:AD425] +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $U=50V$ +* gegeben: $I = 2A$ +* gegeben: $\eta_C \approx 85\%$ +* gesucht: $P_{ab}$ + + +$P_{zu} = U \cdot I = 50V \cdot 2A = 100W$ + + +$\eta_C = \frac{P_{ab}}{P_{zu}} \Rightarrow P_{ab} = \eta_C \cdot P_{zu} = 0,85 \cdot 100W = 85W$ + +--- +[question:AD418] +--- +[question:AD417] +--- +### SSB-Betrieb + +* Lineare Verstärkung wird benötigt +* Verstärkung im A-, A/B- oder B-Betrieb +* Bei Übersteuerung kommt es zu Verzerrungen des Signals → Splatter auf benachbarten Frequenzen + +--- +[question:AD422] +--- +[question:AJ218] +--- +[question:AD423] +--- +### C-Betrieb + +* Nichtlinearer Betriebspunkt erzeugt Oberwellen +* Müssen anschließend durch Filterung unterdrückt werden +* Abschirmung durch ein Metallgehäuse + +--- +[question:AF402] +--- +[question:AF403] diff --git a/contents/slides/verstaerker_linearverstaerker.md b/contents/slides/verstaerker_linearverstaerker.md new file mode 100644 index 0000000..d3fa7e1 --- /dev/null +++ b/contents/slides/verstaerker_linearverstaerker.md @@ -0,0 +1,7 @@ +* Bildet das Eingangssignal linear auf dem Ausgangssignal ab +* Jedoch um den Verstärkungsfaktor vergrößert +* Es finden keine Verzerrungen statt +* Benötigt für Modulationsarten, die die Information in der Amplitude oder Phase übertragen (SSB, AM, QAM, QPSK, PSK, ...) + +--- +[question:AD431] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/verstaerker_wirkungsgrad.md b/contents/slides/verstaerker_wirkungsgrad.md new file mode 100644 index 0000000..5fca218 --- /dev/null +++ b/contents/slides/verstaerker_wirkungsgrad.md @@ -0,0 +1,29 @@ +* Verhältnis von Ausgangsleistung zur zugeführten Gleichstromleistung +* Maximal 1 bzw. 100% + +--- +[question:AD430] +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $U = 12,5V$ +* gegeben: $I = 16A$ +* gegeben: $P_{ab} = 90W$ +* gesucht: $\eta$ + + +$P_{zu} = U \cdot I = 12,5V \cdot 16A = 200W$ + + +$\eta = \frac{P_{ab}}{P_{zu}} = \frac{90W}{200W} = 45\%$ + +--- +[question:AD429] +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $P_{ab} = 10W$ +* gegeben: $P_{zu} = 25W$ +* gesucht: $\eta$ + + +$\eta = \frac{P_{ab}}{P_{zu}} = \frac{10W}{25W} = 40\%$ + diff --git a/contents/slides/verstaerkungsleistung.md b/contents/slides/verstaerkungsleistung.md new file mode 100644 index 0000000..180d3ff --- /dev/null +++ b/contents/slides/verstaerkungsleistung.md @@ -0,0 +1,40 @@ +* Wird meistens in Dezibel ausgedrückt +* Leistungs- oder Spannungsverstärkung benötigt unterschiedliche Rechnung +* Alle Rechnungen lassen sich mit den Formeln zu Leistungs- und Spannungspegel durchführen + +--- +[question:AD427] +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $U_1 = 1mV$ +* gegeben: $U_2 = 4mV$ +* gesucht: $g$ + + +$\begin{equation}\begin{split}\nonumber g &= 20\cdot \log_{10}{\left(\frac{U_2}{U_1}\right)}dB\\ &= 20\cdot \log_{10}{\left(\frac{4mV}{1mV}\right)}dB = 12dB \end{split}\end{equation}$ + +--- +[question:AD428] +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $P_1 = 38W$ +* gegeben: $P_2 = 2,5W$ +* gesucht: $g$ + + +$\begin{equation}\begin{split}\nonumber g &= 10\cdot \log_{10}{\left(\frac{P_2}{P_1}\right)}dB\\ &= 10\cdot \log_{10}{\left(\frac{38W}{2,5W}\right)}dB = 11,8dB \end{split}\end{equation}$ + +--- +[question:AD426] +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $g = 16dB$ +* gegeben: $P_1 = 1W$ +* gesucht: $P_2$ + + +$g = 16dB = 10dB + 6dB = 10 \cdot 4 = 40$ + + +$P_2 = P_1 \cdot g = 1W \cdot 40 = 40W$ + \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/verstoesse_und_folgen.md b/contents/slides/verstoesse_und_folgen.md new file mode 100644 index 0000000..1c0b01f --- /dev/null +++ b/contents/slides/verstoesse_und_folgen.md @@ -0,0 +1,36 @@ +### Verstöße und Folgen + +Die Bundesnetzagentur kann bei Verstößen gegen AFuG oder AFuV eine Einschränkung des Betriebes oder die Außerbetriebnahme der Amateurfunkstelle anordnen. Wenn fortgesetzt gegen AFuG oder AFuV verstoßen wird, kann die Amateurfunkzulassung widerrufen werden. + +--- + +Ordnungswidrigkeiten im Sinne des Amateurfunkgesetzes (AFuG) sind: + +* Betrieb ohne Zulassung und damit ohne Rufzeichen +* Geschäftsmäßiges Erbringen von Telekommunikationsdienstleistungen +* Nachrichtenübermittlung für und an Dritte + + +Die Bundesnetzagentur kann einen Verstoß mit einer Geldbuße ahnden. + + +--- + +Eine Ordnungswidrigkeit gemäß Telekommunikationsgesetz (TKG) ist die Nutzung von Frequenzen ohne Frequenzzuteilung. Für den Funkamateur bedeutet das: + +Wenn er mit seiner Amateurfunkanlage außerhalb der zugeteilten Amateurfunkbänder sendet, begeht er eine Ordnungswidrigkeit. + +--- +[question:VC122] + +--- +[question:VC123] + +--- +[question:VC124] + +--- +[question:VC125] + +--- +[question:VE103] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/vielfachzugriff.md b/contents/slides/vielfachzugriff.md new file mode 100644 index 0000000..b415d1d --- /dev/null +++ b/contents/slides/vielfachzugriff.md @@ -0,0 +1,42 @@ +### TDMA + +* Time Division Multiple Access – Zeitmultiplexverfahren +* Die digitalen Nutzdaten werden getrennt und nacheinander über die dieselbe Frequenz gesandt +* Am Empfänger wird der Datenstrom wieder zusammengesetzt + + +[picture:844:e_vielfachzugriff_tdma:Zeitmultiplexverfahren mit drei Signalen] + + +--- +[question:EE409] +--- +### CDMA + +* Code Division Multiple Access – Codemultiplexverfahren +* Die digitalen Nutzdaten werden mit einem digitalen Code codiert (gemischt) +* Am Empfänger wird derselbe digitale Code zum decodieren verwendet + + +[picture:846:e_vielfachzugriff_cdma:Codemultiplexverfahren mit drei Signalen] + + +* Mehrere Signale können auf derselben Frequenz übertragen werden + +--- +[question:EE411] +--- +### FDMA + +* Frequency Division Multiple Access – Frequenzmultiplexverfahren +* Das digitale Signal wird auf mehrere Frequenzen aufgeteilt +* Dadurch kann mehr Bandbreite verwendet werden + + +[picture:845:e_vielfachzugriff_cdma:Frequenzmultiplexverfahren mit drei Signalen] + + +--- +[question:EE410] + + diff --git a/contents/slides/vna_1.md b/contents/slides/vna_1.md new file mode 100644 index 0000000..0a5f705 --- /dev/null +++ b/contents/slides/vna_1.md @@ -0,0 +1,46 @@ + +* Ein einfaches Multimeter kann keine frequenzabhängigen Widerstände messen +* Dazu wird ein *vektorieller Netzwerkanalysator (VNA)* verwendet + + +* Aktives Messgerät +* Misst das Verhältnis von Spannung und Strom bei einer Frequenz +* Oft kann ein Frequenzbereich angegeben werden + + +--- +## Anwendungen + + +* Große und kleine Widerstände eines Schwingkreis +* Resonanzfrequenz eines Schwingkreis +* Filterverhalten +* Impedanzmessung +* Stehwellenverhältnisse + + +[photo:201:e_vna_tiefpassmessung:Messung eines Tiefpassfilters mit Grenzfrequenz bei 30MHz] + + +* Im Bild wird von 0 bis 100 MHz gemessen und der Durchgang bis ca. 30 MHz ist erkennbar + +--- +[question:EI201] +--- +[question:EI202] +--- +[question:EI203] +--- +[question:EI204] +--- +## Kalibrierung + +* Vor der Benutzung kalibrieren +* Zustand *offen*: unendlicher Widerstand +* Zustand *Kurzschluss*: Widerstand nahe Null +* Zustand *angepasst*: z.B. mit 50 Ω Widerstand sollte ein SWR von 1 angezeigt werden + +--- +[question:EI205] +--- +[question:EI206] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/vna_2.md b/contents/slides/vna_2.md new file mode 100644 index 0000000..c725191 --- /dev/null +++ b/contents/slides/vna_2.md @@ -0,0 +1,60 @@ +## Funktionsweise eines vektoriellen Netzwerkanalysators + +* Erzeugt ein *frequenzveränderliches* Signal +* Signal wird ausgegeben (z. B. an Antenne oder Schwingkreis) +* Misst, wie das Signal verändert wird (z. B. durch Reflexion) +* Erfasst sowohl Amplitude als auch Phase +* Ermöglicht Bestimmung von Wirk- und Blindanteil sowie Stehwellenverhältnis + +--- +[question:AI201] + +--- +[question:AI202] + +--- +[question:AI203] + +--- +### Anzeigeform des VNAs – Impedanzaufteilung + +* Aufteilung in Wirk- ($R$) und Blindanteil ($X$) +* Wirkwiderstand oft in $\Omega$, Blindwiderstand gelegentlich als $j\Omega$ +* Geräte zeigen Impedanzwerte uneinheitlich an +* Das $j$ symbolisiert in der Elektrotechnik die imaginäre Einheit ($i$) +* Positive Blindwerte deuten auf induktives, negative auf kapazitives Verhalten hin + + +*Imaginäre Zahlen* sind ein bewährtes Hilfsmittel in Elektrotechnik und Mathematik.
+- Zur Lösung von $x^2 = -1$ wird die imaginäre Zahl $i$ definiert, wobei $i^2 = -1$ gilt.
+- Reelle Zahlen können dies nicht leisten, da das Produkt zweier negativer Zahlen positiv ist.
+- Komplexe Zahlen, wie $54 - 12i$, verbinden reelle und imaginäre Anteile.
+- In der Elektrotechnik wird zur Vermeidung von Verwechslungen mit dem Strom $j$ anstelle von $i$ verwendet. + + +--- +[question:AI204] + +--- +[question:AI205] + +--- +[question:AI206] + +--- +### Grafische Darstellung des SWR-Verlaufs + + +[picture:526:a_vna_swr_verlauf:SWR-Verlauf im Display eines VNAs] + + +* VNAs stellen den SWR-Verlauf über die Frequenz grafisch dar +* Eine zu tiefe Resonanzfrequenz weist auf eine zu lange Antenne hin (Kürzen erforderlich) +* Eine zu hohe Resonanzfrequenz deutet darauf hin, dass die Antenne verlängert werden muss + + +--- +[question:AI207] + +--- +[question:AI208] diff --git a/contents/slides/vollweggleichrichter.md b/contents/slides/vollweggleichrichter.md new file mode 100644 index 0000000..9fd42f5 --- /dev/null +++ b/contents/slides/vollweggleichrichter.md @@ -0,0 +1,29 @@ + +[picture:946:Vollwegleichrichter D1 D2:Vollweggleichrichtung mit zwei Dioden] +Transformator mit Mittelanzapfung und zwei Dioden + + +* Positive Halbwelle an oberer Wicklung gegenüber Mittelanzapfung → $D_1$ leitet +* An $D_2$ liegt zu diesem Zeitpunkt eine negative Halbwelle an → sperrt + +--- style="font-size: smaller;" +[include:applet_gleichrichter_1] + +--- +[question:AD307] +--- +### Negative Ausgangsspannung + +* Anoden sind an den Ausgang angeschlossen +* Gleichspannung wird gegenüber der Mittelanzapfung negativ +* Halbwellen befinden sich unterhalb der Nulllinie + +--- +[question:AD308] +--- +### Grundfrequenz + +Nach der Gleichrichtung existiert eine pulsierende Gleichspannung mit doppelter Frequenz zur Eingangsspannung. + +--- +[question:AD310] diff --git a/contents/slides/vor_rueck_verhaeltnis.md b/contents/slides/vor_rueck_verhaeltnis.md new file mode 100644 index 0000000..4d06261 --- /dev/null +++ b/contents/slides/vor_rueck_verhaeltnis.md @@ -0,0 +1,122 @@ +--- style="font-size: 0.7em;" + +## Antennencharakteristik und Richtwirkung + + +[picture:264:a_strahlungscharakteristik_dipol_richt:Strahlungscharakteristik einer Richtantenne zu einem Dipol] +* Das *Vor-/Rück-Verhältnis* beschreibt, wie viel besser in Hauptstrahlrichtung gesendet und empfangen wird. + + +* Richtantennen senden und empfangen auch in Rückwärtsrichtung – ein unerwünschter Effekt. +* Der Antennengewinn bezieht sich nur auf die Hauptstrahlrichtung (im Vergleich zu einem Dipol oder isotropen Strahler). + + +--- + +[question:AG214] + +--- + +[question:AG213] + +--- + +### Vor-/Rück-Verhältnis in Dezibel + + +[picture:263:a_strahlungscharakteristik_richt:Strahlungscharakteristik einer Richtantenne] + + +* Das Vor-/Rück-Verhältnis wird häufig in Dezibel angegeben. + + +--- + +[question:AG217] + +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $P_R = 0,6W$ +* gegeben: $P_V = 15W$ +* gesucht: $\frac{Vor}{Rück}$ + + +$\begin{aligned}\frac{Vor}{Rück} &= 10 \cdot \log_{10}{(\frac{P_V}{P_R})} dB\\ &= 10 \cdot \log_{10}{(\frac{15W}{0,6W})} dB\\ &= 14dB\end{aligned}$ + + +--- + +[question:AG215] + +--- style="font-size: smaller;" +#### Lösungsweg + +* gegeben: $g_D= 10dB$ +* gegeben: $\frac{Vor}{Rück} = 20dB$ + + +* gegeben: $P_S = 100W$ +* gesucht: $P_R$ + + + + +$\begin{aligned}P_V &= P_{ERP}\\ &= P_S \cdot 10^{\frac{g_d}{10dB}}\\ &= 100W \cdot 10^{\frac{10dB}{10dB}}\\ &= 1000W\end{aligned}$ + + + + +$\begin{aligned}20dB &= 10 \cdot \log_{10}{(\frac{P_V}{P_R})} dB\\ \Rightarrow \frac{P_V}{P_R} &= 10^{\frac{20dB}{10}}\\ &= 100\\ \Rightarrow P_R &= \frac{P_V}{100}\\ &= \frac{1000W}{100}\\ &= 10W\end{aligned}$ + + +--- + +[question:AG216] + +--- style="font-size: smaller;" +#### Lösungsweg + +* gegeben: $g_D= 15dB$ +* gegeben: $\frac{Vor}{Rück} = 25dB$ + + +* gegeben: $P_S = 6W$ +* gesucht: $P_R$ + + + + +$\begin{aligned}P_V &= P_{ERP}\\ &= P_S \cdot 10^{\frac{g_d}{10dB}}\\ &= 6W \cdot 10^{\frac{15dB}{10dB}}\\ &= 189,7W\end{aligned}$ + + + + +$\begin{aligned}25dB &= 10 \cdot \log_{10}{(\frac{P_V}{P_R})} dB\\ \Rightarrow \frac{P_V}{P_R} &= 10^{\frac{25dB}{10}}\\ &= 316,2\\ \Rightarrow P_R &= \frac{P_V}{316,2}\\ &= \frac{189,7W}{316,2}\\ &= 0,6W\end{aligned}$ + + + +--- + +[question:AG218] + +--- style="font-size: smaller;" +#### Lösungsweg + +* gegeben: $U_V = 300µV/m$ +* gegeben: $U_R = 20µV/m$ + + +* gegeben: $U_D = 128µV/m$ +* gesucht: $g_D$, $\frac{Vor}{Rück}$ + + + + +$\begin{aligned}g_D &= 20 \cdot \log_{10}{(\frac{U_V}{U_D})} dB\\ &= 20 \cdot \log_{10}{(\frac{300µV/m}{128µV/m})}\\ &= 7,4dB\end{aligned}$ + + + + +$\begin{aligned}\frac{Vor}{Rück} &= 20 \cdot \log_{10}{(\frac{U_V}{U_R})} dB\\ &= 20 \cdot \log_{10}{(\frac{300µV/m}{20µV/m})}\\ &= 23,5dB\end{aligned}$ + + diff --git a/contents/slides/vorverstaerker_daempfungsglied.md b/contents/slides/vorverstaerker_daempfungsglied.md new file mode 100644 index 0000000..ab8a792 --- /dev/null +++ b/contents/slides/vorverstaerker_daempfungsglied.md @@ -0,0 +1,29 @@ +## Dämpfungsglied + + +* Kurzwellenempfänger können durch starke Signale übersteuern +* Insbesondere im Empfangsbereich und 1. Mischer +* Verzerrrte und unverständliche Wiedergabe der Signale + + +* Zuschalten von Abschwächer (*Attenuator*) im TRX +* Dämpfen der Eingangssignale um einen vorgegebenen Wert + + +--- +[question:EF217] +--- +## Vorverstärker + + +* Hohe Signale (UHF und höher) werden durch Antennenleitung abgeschwächt +* *Vorverstärker* direkt an Empfangsantenne montieren + + +* Kabelverluste werden ausgeglichen +* Abschaltbar im Sendefall +* Deaktivierbar bei starken lokalen Signalen + + +--- +[question:EF218] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/vorwort.md b/contents/slides/vorwort.md new file mode 100644 index 0000000..8e2d79f --- /dev/null +++ b/contents/slides/vorwort.md @@ -0,0 +1,5 @@ +## Vorwort + +* Dieser Foliensatz basiert auf dem Online-Lehrgang auf [50Ohm.de](https://50ohm.de) +* Jedes Kapitel ist ein Foliensatz mit mehreren Sektionen +* Die Sektionen sind als vertikale Slides angeordnet \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/vox.md b/contents/slides/vox.md new file mode 100644 index 0000000..e217ca0 --- /dev/null +++ b/contents/slides/vox.md @@ -0,0 +1,14 @@ +* Automatischer Sendebetrieb durch Spracherkennung statt PTT +* *voice-operated exchange* (*VOX*) +* Beim Sprechen schaltet Transceiver auf Sendung +* Bei Stille endet der Sendebetrieb nach kurzer Verzögerung + + +Pegel und Verzögerung lassen sich oft einstellen + + +--- +[question:NF109] + +--- +[question:NF110] diff --git a/contents/slides/wasserfall.md b/contents/slides/wasserfall.md new file mode 100644 index 0000000..498d1d7 --- /dev/null +++ b/contents/slides/wasserfall.md @@ -0,0 +1,61 @@ +## Empfang + +* Frequenz wird am Funkgerät über Drehknopf oder Tasten eingestellt +* Es können nur Stationen auf der eingestellten Frequenz gehört werden +* Langsam "über das Band drehen", um andere Stationen zu hören + +--- +## Amplitudenspektrum und Wassefalldiagramm + + +[photo:95:n_wasserfall_starke_station:Display eines ICOM IC-9700 mit Frequenzanzeige, Amplitudenspektrum und Wasserfalldiagramm. Eine starke Station wird empfangen.] + + +* Moderne Funkgeräte +* Anzeige weiterer sendender Stationen ober- und unterhalb der eingestellten Frequenz + + +Anzeige erklären +* Frequenz oben +* 2m-Band +* starkes Empfangssignal + + +--- +### Amplitudenspektrum + + +[photo:135:n_wasserfall_amplitudenspektrum:Display eines ICOM IC-9700. Hervorgehoben ist das Amplitudenspektrum] + + +* Amplitude umso höher je stärker das Signal ist +* Weitere Stationen sind im Amplitudenspektrum sichtbar + + +--- +### Wasserfalldiagramm + + +[photo:136:n_wasserfall_wasserfall:Display eines ICOM IC-9700. Hervorgehoben ist der Wasserfall] + + +* Zeitlicher Verlauf auf senkrechter Achse +* Farbton oder Helligkeit zeigt die Stärke des Signals +* Läuft von oben nach unten durch +* Beginn und Ende einer Aussendung erkennbar + + +--- +[question:NF104] +--- +[question:NF105] +--- +[question:NF106] +--- +## Unterschied Oszillogramm und Amplitudenspektrum + +* Amplitudenspektrum zeigt horizontal Amplituden für verschiedene Frequenzen an +* Oszillogramm zeigt horizontal Amplituden zu verschiedenen Zeitpunkten an + +--- +[question:NI401] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/wechselstrom_leistung.md b/contents/slides/wechselstrom_leistung.md new file mode 100644 index 0000000..125848c --- /dev/null +++ b/contents/slides/wechselstrom_leistung.md @@ -0,0 +1,38 @@ + +[picture:834:a_wechselstrom_leistung:Effektivwerte für die Leistungsberechnung] + + +Berechnung mit Effektivwerten + +$U_{\text{eff}} = \frac{\hat{U}}{\sqrt{2}}$ + + +$I_{\text{eff}} = \frac{\hat{I}}{\sqrt{2}}$ + + +$P = U_{\text{eff}} \cdot I_{\text{eff}}$ + + + +--- +[question:AB301] +--- +### Lösungsweg +* gegeben: $I_{\textrm{max}} = 0,5A$ +* gegeben: $R = 20\Omega$ +* gesucht: $P$ + + +$\begin{equation}\begin{split} \nonumber P &= I^2 \cdot R = \left(\frac{I_{\textrm{max}}}{\sqrt{2}}\right)^2 \cdot R\\ &= \frac{(0,5A)^2}{2} \cdot 20\Omega \\ &= \frac{1}{8}A^2 \cdot 20\Omega = 2,5W \end{split}\end{equation}$ + + +--- +## Thermoumformer + +* Messgerät, bei dem die abgestrahlte Wärme an einem Widerstand gemessen wird +* Aus der abgestrahlten Wärme wird mit einem Thermoelement eine Gleichspannung erzeugt, die gemessen werden kann +* Wird dann eingesetzt, wenn eine elektrische Messung nicht möglich ist, z.B. bei nicht-periodischen Signalen +* Es wird der *Effektivwert* der Stromstärke gemessen + +--- +[question:AI105] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/wellenausbreitung.md b/contents/slides/wellenausbreitung.md new file mode 100644 index 0000000..4f439bc --- /dev/null +++ b/contents/slides/wellenausbreitung.md @@ -0,0 +1,14 @@ + +Je nach Frequenz breitet sich eine Funkwelle anders über unseren Planeten aus. +[picture:731:n_ionosphäre:Ionosphäre, Troposhäre und Sporadic-E] + + +* Der Funkhorizont, der etwas weiter geht als der sichtbare Horizont (VHF, UHF und höher) +* Überreichweiten durch Wetterereignisse in der Troposphäre (VHF, UHF und höher) +* Besondere Überreichweiten durch Sporadic-E (VHF, UHF) +* Die Raumwelle durch Brechung an der Ionosphäre (Kurzwelle) + + +* Die Begriffe werden auf den nächsten Folien eingehend erklärt +* Die Tiefe ist ausreichend für die Prüfung + \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/wellenlaenge.md b/contents/slides/wellenlaenge.md new file mode 100644 index 0000000..3909fc1 --- /dev/null +++ b/contents/slides/wellenlaenge.md @@ -0,0 +1,59 @@ +## Wellenlänge + +* Der Abstand zwischen zwei gleichen Durchläufen einer Welle heißt *Wellenlänge* +* Je größer die Frequenz, desto kleiner die Wellenlänge + + +Die Wellenlänge wird mit dem griechischen Buchstaben $\lambda$ (Lambda) angegeben und in Meter ($m$) gemessen. + + +--- +[question:NB403] +--- +[question:NA205] +--- + +## Zusammenhang Frequenz – Wellenlänge + +* Über die Lichtgeschwindigkeit +* Eine Welle mit einer Frequenz von 1 Hz breitet sich 300.000 km aus bevor der nächste Durchlauf beginnt +* Bei 1000 Hz sind es nur 300 km +* Bei 1 MHz sind es 300 m + + +Ausbreitung in Lichtgeschwindigkeit gilt nur im Vakuum + + +--- +$f[\textrm{MHz}] = \dfrac{300}{\lambda[\textrm{m}]} \quad\quad\quad \lambda[\textrm{m}] = \dfrac{300}{f[\textrm{MHz}]}$ + + +Die Formeln sind in der Formelsammlung + +--- +### Beispiele + +Wellenlänge aus Frequenz + +$\lambda[\text{m}] = \dfrac{300}{f[\text{MHz}]} = \dfrac{300}{145,3 \ \text{MHz}} \approx 2,06 \ \text{m}$ + + +Frequenz aus Wellenlänge + +$f[\text{MHz}] = \dfrac{300}{\lambda[\text{m}]} = \dfrac{300}{2,06 \ \text{m}} \approx 145,3 \ \text{MHz}$ + + +--- style="font-size: 0.8em;" +## Band + +Statt der Frequenz wird häufig das gerundete Band angegeben + +| l: Frequenz | l: Wellenlänge | l: Band | +| 28 MHz — 29,7 MHz | 10,7 m — 10,1 m | 10 m-Band | +| 144 MHz — 146 MHz | 2,08 m — 2,05 m | 2 m-Band | +| 430 MHz — 440 MHz | 68 cm — 70 cm | 70 cm-Band | +[table:n_funkwellen_baender:Die drei Amateurfunkbänder, die für alle Klassen freigegeben sind] +--- +[question:NB302] +--- +[question:NB303] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/wellenlaenge_2.md b/contents/slides/wellenlaenge_2.md new file mode 100644 index 0000000..232a7b4 --- /dev/null +++ b/contents/slides/wellenlaenge_2.md @@ -0,0 +1,63 @@ +* Die Wellenlänge $\lambda$ im Freiraum steht zur Frequenz $f$ in Relation mit der Lichtgeschwindigkeit $c_0$ +* Freiraum bedeutet: Vakuum, Luft +* Lichtgeschwindigkeit $c_0 = 299.792.458 \frac{m}{s}$ +* Im Amateurfunk rechnen wir mit $c = 3\cdot 10^8 \frac{m}{s}$ + +$c = f\cdot \lambda \quad f = \dfrac{c}{\lambda} \quad \lambda = \dfrac{c}{f}$ + +--- +## Vereinfachung + +$f = \dfrac{c}{\lambda} \quad \lambda = \dfrac{c}{f}$ + +$f[[MHz]] \approx \dfrac{300}{\lambda[[m]]} \quad \lambda[[m]] \approx \dfrac{300}{f[[MHz]]}$ + +--- +[question:EB314] +--- +$f[[MHz]] = \frac{300}{80} = 3,75$ +--- + +80m-Band + +--- +[question:EB315] +--- +% Umrechnen in die Grundeinheit $\meter$: +Umrechnen in die Grundeinheit $m$: +% $\qty{30}{\milli\meter} = \qty{3}{\centi\meter} = \qty{0,03}{\meter}$ +$30mm = 3cm = 0,03m$ + +$f[[MHz]] = \frac{300}{0,03} = \frac{300 \cdot 100}{3} = 10.000$ + +% $f=\qty{10}{\giga\hertz}$, da $\qty{1}{\giga\hertz} = 1000 {\mega\hertz}$ +$f=10GHz$, da $1GHz = 1000MHz$ + + +--- +[question:EB316] +--- +% $\qty{10}{\centi\meter} = \qty{0,1}{\meter}$ +$10cm = 0,1m$ + + +$f[[MHz]]=\frac{300}{0,1}=3000$ + +% $\qty{3}{\giga\hertz}$, da $\qty{1}{\giga\hertz} = \qty{1000}{\mega\hertz}$ +$3GHz$, da $1GHz = 1000MHz$ + +--- +[question:EB311] + +160m-Band, wenn man die Amateurfunkfrequenzen kennt + +--- +[question:EB312] + +15m-Band, auch wenn 14m-Band korrekter wäre + +--- +[question:EB313] + +10m-Band + diff --git a/contents/slides/wellenwiderstand.md b/contents/slides/wellenwiderstand.md new file mode 100644 index 0000000..7161d3c --- /dev/null +++ b/contents/slides/wellenwiderstand.md @@ -0,0 +1,63 @@ +## Wellenwiderstand einer Zweidrahtleitung + +* Der Wellenwiderstand $Z$ hängt vom Verhältnis des doppelten Mittenabstand der Leiter ($a$) und dem Durchmesser der Leiter $d$ sowie vom Dielektrikum ab +* Formel aus der Formelsammlung mit $\epsilon_\mathrm{r}$ als relative Dielektrizitätszahl: + + +$Z = \dfrac{120Ω}{\sqrt{\epsilon_\mathrm{r}}} \cdot \ln{(\dfrac{2 \cdot a}{d})}$ + + +--- +[question:AG305] +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $d = 2mm$ +* gegeben: $a = 20cm$ +* gegeben: $\epsilon_\mathrm{r} \approx 1$ für Luft +* gesucht: $Z$ + + +$\begin{aligned}Z &= \dfrac{120Ω}{\sqrt{\epsilon_\mathrm{r}}} \cdot \ln{(\dfrac{2 \cdot a}{d})}\\ &= \dfrac{120Ω}{\sqrt{1}} \cdot \ln{(\dfrac{2 \cdot 200mm}{2mm})}\\ &\approx 635Ω\end{aligned}$ + +--- +## Wellenwiderstand einer Koaxialleitung + +* Der Wellenwiderstand $Z$ hängt vom Verhältnis des Innendurchmessers des Außenleiters ($D$) zum Durchmesser des Innenleiters ($d$) sowie vom Dielektrikum ab +* Formel aus der Formelsammlung mit $\epsilon_\mathrm{r}$ als relative Dielektrizitätszahl + + +$Z = \dfrac{60Ω}{\sqrt{\epsilon_\mathrm{r}}} \cdot \ln{\dfrac{D}{d}}$ + + +--- +[question:AG306] +---- +#### Lösungsweg +* gegeben: $D = 5mm$ +* gegeben: $d = 1mm$ +* gegeben: $\epsilon_\mathrm{r} \approx 1$ für Luft +* gesucht: $Z$ + + +$\begin{aligned}Z &= \dfrac{60Ω}{\sqrt{\epsilon_\mathrm{r}}} \cdot \ln{(\dfrac{D}{d})}\\ &= \dfrac{60Ω}{\sqrt{1}} \cdot \ln{(\dfrac{5mm}{1mm})}\\ &\approx 97Ω\end{aligned}$ + +--- +[question:AG307] +--- +#### Lösungsweg +* gegeben: $d = 0,7mm$ +* gegeben: $D = 4,4mm$ +* gegeben: $\epsilon_\mathrm{r} = 2,29$ +* gesucht: $Z$ + + +$\begin{aligned}Z &= \dfrac{60Ω}{\sqrt{\epsilon_\mathrm{r}}} \cdot \ln{(\dfrac{D}{d})}\\ &= \dfrac{60Ω}{\sqrt{2,29}} \cdot \ln{(\dfrac{4,4mm}{0,7mm})}\\ &\approx 75Ω\end{aligned}$ + +--- +### Anpassung von Koaxialleitungen + +* Wird ein Bauteil oder eine Antenne angeschlossen, die exakt den Wellenwiderstand der Leitung aufweist, spricht man von Anpassung +* Bei Anpassung werden Wellen am Abschluss nicht zurückreflektiert + +--- +[question:AG304] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/widerstand_materialien.md b/contents/slides/widerstand_materialien.md new file mode 100644 index 0000000..2aecef3 --- /dev/null +++ b/contents/slides/widerstand_materialien.md @@ -0,0 +1,31 @@ +## Drahtwiderstände +* Draht aus einem Leiter mit gutem konstanten Widerstand trotz ändernder Temperatur +* Dadurch ist eine hohe Last möglich +* Oftmals gewickelt für mehr Länge +* Dadurch nur für niedrige Frequenzen geeignet + +--- +[question:EC101] +--- +## Metallschichtwiderstand +* Widerstandsmaterial als dünne Schicht auf einem Träger +* Hohe Widerstandswerte möglich +* Sehr präzise +* Geringe Temperaturabhängigkeit + +--- +[question:EC102] +--- +## Metalloxid­schicht­widerstand +* Ähnlich wie Metallschichtwiderstand +* Induktionsarm +* Für hohe Frequenzen geeignet + +--- +[question:EC103] +--- +[question:EC104] + + +* Erstmal nur merken, denn der Sinn ergibt sich nach der Vorstellung von Kondensatoren und Spulen + \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/widerstand_ntc_ptc.md b/contents/slides/widerstand_ntc_ptc.md new file mode 100644 index 0000000..58342de --- /dev/null +++ b/contents/slides/widerstand_ntc_ptc.md @@ -0,0 +1,35 @@ +## Heißleiter + +* Heißleiter ist ein temperaturabhängiger Widerstand +* Englisch: Negative Temperature Coefficient Thermistor (*NTC*) +* Leitet bei *hohen Temperaturen* elektrischen Strom besser + + +[picture:125:e_ntc:Schaltzeichen eines NTC-Widerstands] + + +* Merkhilfe: Der erste Pfeil die Temperatur an, der zweite Pfeil die Leitfähigkeit +* Hier: Hohe Temperatur, hohe Leitfähigkeit + + +--- +[question:EC109] +--- +[question:EC110] +--- +## Kaltleiter + + +* Kaltleiter ist ein temperaturabhängiger Widerstand +* Englisch: Positive Temperature Coefficient Thermistor (*PTC*) +* Leitet bei *tiefen Temperaturen* elektrischen Strom besser + + +[picture:126:e_ptc:Schaltzeichen eines PTC-Widerstands] + + +* Merkhilfe: Der erste Pfeil die Temperatur an, der zweite Pfeil die Leitfähigkeit +* Hier: Tiefe Temperatur, hohe Leitfähigkeit + +--- +[question:EC111] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/widerstand_smd.md b/contents/slides/widerstand_smd.md new file mode 100644 index 0000000..583de8b --- /dev/null +++ b/contents/slides/widerstand_smd.md @@ -0,0 +1,18 @@ + +* SMD: Surface Mounted Device +* Widerstand in sehr kleiner Bauform +* Letzte Stelle des aufgedruckten Widerstandswerts gibt die Zehnerpotenz an + + +[picture:529:e_smd_widerstand:SMD-Widerstand] + + +--- +[question:EC114] +--- +[question:EC115] +--- +[question:EC116] +--- +[question:EC117] + diff --git a/contents/slides/widerstand_toleranz.md b/contents/slides/widerstand_toleranz.md new file mode 100644 index 0000000..25cdde2 --- /dev/null +++ b/contents/slides/widerstand_toleranz.md @@ -0,0 +1,7 @@ +* Einfache Prozentrechnung +* Korrektur nach unten und oben vom angegebenen Widerstandswert + +--- +[question:EC112] +--- +[question:EC113] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/widerstandsfarbcode.md b/contents/slides/widerstandsfarbcode.md new file mode 100644 index 0000000..cff5368 --- /dev/null +++ b/contents/slides/widerstandsfarbcode.md @@ -0,0 +1,57 @@ + +* Statt Zahlenwert wird eine Codierung aus Farbringen auf Widerständen aufgedruckt +* In diesem Beispiel: $ 47 \cdot 1000 \ Ω = 47000 \ Ω = 47 \ \text{kΩ} $ +* Die Bedeutung der Farben ist in der Tabelle auf der nächsten Folie + + +[picture:665:n_widerstandsfarbcodes: Ein Widerstand mit 4 Farbringen] + + +--- style="font-size: 0.7em;" +| X:Farbe | l:Wert | l:Multiplikator | l:Toleranz | +| Silber | - | 0,01 | ±10% | +| Gold | - | 0,1| ±5% | +| Schwarz | 0 | 1 | - | +| Braun | 1 | 10 | ±1% | +| Rot | 2 | 100 | ±2% | +| Orange| 3 | 1000 | - | +| Gelb | 4 | 10000 | - | +| Grün | 5 | 100000 | - | +| Blau | 6 | 1000000 | ±0,25%| +| Violett | 7 | 10000000 | ±0,1%| +| Grau | 8 | 100000000 | - | +| Weiß | 9 | 1000000000 | - | +| Keine | - | - | ±20%| +[table:n_widerstandsfarbcodes_tabelle:Widerstandsfarbcodes Tabelle] + + +* Tabelle ist in der Formelsammlung + + +--- +## Toleranz + +* Abweichung vom tatsächlichen Wert +* Beispiel: silber bedeutet ±10% +* 10% von 47 kΩ = 4,7 kΩ +* Widerstandswert zwischen 42,3 kΩ und 51,7 kΩ + +--- + +[question:NC107] +--- +[question:NC105] +--- +[question:NC106] +--- +[question:NC104] +--- +[question:NC103] +--- +[question:NC102] +--- +[question:NC108] +--- +[question:NC109] +--- +[question:NC110] diff --git a/contents/slides/yagi_uda_1.md b/contents/slides/yagi_uda_1.md new file mode 100644 index 0000000..3847132 --- /dev/null +++ b/contents/slides/yagi_uda_1.md @@ -0,0 +1,15 @@ + +[picture:613:n_yagi_uda:Yagi-Uda-Antenne mit Einspeisung am Dipol am vorletzten Element] + + +* Vor und hinter dem Dipol werden leitende Stäbe geschickt angeordnet +* Bündelt Funkwellen in eine bestimmte Richtung + + +* Bündelung vergleichbar mit Licht aus Taschenlampe +* Mehr zur Yagi-Uda-Antenne in Klasse E/A +* Die Yagi-Uda-Antenne ist nach ihren Erfindern, den japanischen Wissenschaftlern Hidetsugu Yagi und Shintaro Uda benannt, die ihre Entdeckung erstmals im Jahre 1926 veröffentlicht haben. + + +--- +[question:NG108] diff --git a/contents/slides/yagi_uda_2.md b/contents/slides/yagi_uda_2.md new file mode 100644 index 0000000..1a6f23e --- /dev/null +++ b/contents/slides/yagi_uda_2.md @@ -0,0 +1,48 @@ +## Funktionsprinzip + + +* Einspeisung an *Strahler* ausgeführt als Dipol oder Faltdipol +* Welle trifft auf längeren *Reflektor* und kürzeren *Direktor* +* Es kann auch mehrere Direktoren geben + + +[picture:531:e_yagi_uda_aufbau:Die Elemente einer Yagi-Uda-Antenne: 1 Reflektor, 2 Strahler, 3 Direktor] + + +--- +[question:EG111] +--- +### Parasitäre Elemente + +* Reflektor und Direktor schwingen ohne elektrische Verbindung zum Strahler zu haben +* Haben auch keine Antenneneinspeisung +* Nehmen dennoch Energie auf und geben sie wieder ab + +--- +[question:EG212] +--- +## Richtwirkung + + +* Zwischen Strahler und Elementen gibt es eine räumliche und zeitliche Phasenverschiebung +* Durch die Überlagerung der Abstrahlung entsteht eine Richtwirkung +* *Destruktive Interferenz*: Wellen löschen sich aus +* *Konstruktive Interferenz*: Wellen verstärken sich + + +[include:applet_interferenz] + + +--- +### Strahlungsdiagramm + + +* Große Hauptkeule in Richtung der Direktoren +* Kleine Nebenkeulen und insbesondere Rückkeule + + +[picture:265:e_yagi_uda_strahlungsdiagramm:Strahlungsdiagramm einer Yagi-Uda-Antenne] + + +--- +[question:EG218] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/yagi_uda_3.md b/contents/slides/yagi_uda_3.md new file mode 100644 index 0000000..afc4f71 --- /dev/null +++ b/contents/slides/yagi_uda_3.md @@ -0,0 +1,23 @@ +## Auswirkung von Reflektoren und Direktoren + +* Reflektoren und Direktoren beeinflussen nicht nur die Richtwirkung, sondern auch den Speisewiderstand einer Yagi‑Uda‑Antenne. +* Ein Teil der vom Strahler ausgestrahlten Welle wird zurückreflektiert, wodurch sich der Speisewiderstand in Abhängigkeit vom Abstand der Elemente verändert. + +--- +[question:AG212] +--- +### Gewinn und Öffnungswinkel einer Yagi‑Uda‑Antenne + +* Mit zunehmender Länge (und damit höherem Gewinn) wird der Öffnungswinkel der Antenne schmaler. +* Dies folgt dem Energieerhaltungssatz – es kann keine Energie "aus dem Nichts" erzeugt werden. + +--- +[question:AG222] +--- +### Kreuzyagi – Erzeugung zirkularer Polarisation + +* Bei der Kreuzyagi werden zwei Yagi‑Uda‑Antennen um 90° zueinander verdreht (z. B. eine horizontal, eine vertikal). +* Durch Einspeisung eines um 90° phasenverschobenen Signals oder Verschiebung einer Antenne um eine Viertelwellenlänge wird zirkulare Polarisation erzeugt. + +--- +[question:AG126] diff --git a/contents/slides/zehnerpotenzen.md b/contents/slides/zehnerpotenzen.md new file mode 100644 index 0000000..c0480f8 --- /dev/null +++ b/contents/slides/zehnerpotenzen.md @@ -0,0 +1,78 @@ +## Große und kleine Werte + +* Im Amateurfunk haben wir große und kleine Werte +* Um sich viele 0-en zu sparen, wurde bereits mit Einheitenvorsätzen abgekürzt, z.B. mit Milli (m) oder Kilo (k) + +--- + +## Zehnerpotenzen + +* Einheitenvorsätze lassen sich in den meisten Taschenrechnern nicht direkt eingeben +* Stattdessen wird die Zehnerpotenz verwendet +* Kilo entspricht 1000 oder $10 \cdot 10 \cdot 10$ +* Abgekürzt $10^3$ + + +$1500Hz \rArr 1,5kHz \rArr 1,5 \cdot 10^3Hz$ +$1500000Hz \rArr 1,5MHz \rArr 1,5 \cdot 10^6Hz$ + + + +* Gesprochen: "10 hoch 3" oder "3. Potenz von 10" + + +--- + +* Milli entspricht $\frac{1}{1000}$ oder $\frac{1}{10 \cdot 10 \cdot 10}$ +* Abgekürzt $10^{-3}$ + + +$0,0035V \rArr 3,5mV \rArr 3,5 \cdot 10^{-3}V$ + + +--- style="font-size: 0.5em;" +### Einheitenvorsätze und Zehnerpotenzen + +| c: Bezeichnung | c: Abkürzung | l: Wert | +| Pico | p | 10-12 = 0,000000000001 | +| Nano | n | 10-9 = 0,000000001 | +| Mikro | µ | 10-6 = 0,000001 | +| Milli | m | 10-3 = 0,001 | +| | | 100 = 1 | +| Kilo | k | 103 = 1000 | +| Mega | M | 106 = 1000000 | +| Giga | G | 109 = 1000000000 | +[table:e_einheitenvorzeichen:Einheitenvorsätze für Zehnerpotenzen] + +--- + +## Taschenrechner + + +* Taste *EXP* oder *×10x* +* Eintippen: 145,3 ⇒ Exp ⇒ 6 +* Taste *ENG* verschiebt den Exponent um 3 +* Oft schaltet die Taste *S/D* zwischen verschiedenen Darstellungen um + + +[photo:172:e_taschenrechner:Verschiedene Darstellungen der Zahl 0,007 in einer Taschenrechner-App] + + +--- +[question:EA110] +--- +[question:EA109] +--- +[question:EA108] +--- +[question:EA116] +--- +[question:EA114] +--- +[question:EA111] +--- +[question:EA112] +--- +[question:EA115] +--- +[question:EA113] diff --git a/contents/slides/zeigerinstrumente_ablesen.md b/contents/slides/zeigerinstrumente_ablesen.md new file mode 100644 index 0000000..cffee55 --- /dev/null +++ b/contents/slides/zeigerinstrumente_ablesen.md @@ -0,0 +1,29 @@ + +* Richtige Auswahl der zu messenden Größe mit dem Schalter wählen +* Richtige Skala anhand des Messbereichs wählen +* Ggf. muss um einen Faktor 10 oder 100 multipliziert oder dividiert werden +* Vorteil: Es ist intuitiv und man sieht kontinuierliche Änderungen + + +[photo:197:e_zeigerinstrument:Zeigerinstrument mit mehreren Skalen] + + +--- + +## Parallaxenfehler + +* Parallaxenfehler vermeiden, indem gerade drauf geschaut wird +* Viele Zeigerinstrumente haben einen Spiegel hinter dem Zeiger +* Wenn der Zeiger sich im Spiegelbild überdeckt, wird gerade drauf geschaut + + +[photo:196:e_parallaxenfehler:Zeigerinstrument mit Spiegel und Parallaxenfehler beim Ablesen] + + +* Parallaxe ist, wenn an einem Objekt vorbei geschaut wird + + +--- +[question:EI103] +--- +[question:EI104] \ No newline at end of file diff --git a/contents/slides/zulassung.md b/contents/slides/zulassung.md new file mode 100644 index 0000000..cdf9db8 --- /dev/null +++ b/contents/slides/zulassung.md @@ -0,0 +1,17 @@ +### Zulassung + +* Neben einer erfolgreich abgelegten Amateurfunkprüfung ist eine "Zulassung zur Teilnahme am Amateurfunkdienst" unbedingt erforderlich, damit man eine Amateurfunkstelle betreiben darf. + +* Dieser Zulassung geht die Erteilung eines personengebundenen Rufzeichens einher. + +* Das Amateurfunkgesetz (AFuG) sieht kein Mindestalter vor. + +--- + +[photo:91:n_zulassung_urkunde:Die Zulassungsurkunde] + +--- +[question:VC106] + +--- +[question:VC108]