Neue Ausbildungsplattform für Klasse N
Das Ausbildungsmaterial für Klasse N findest du auf www.50Ohm.de
Hinweis: Dieser Lehrgang bezieht sich auf die alten Fragenkataloge, nach denen nur noch bis April 2024 geprüft wird.
Das aktuelle Ausbildungsmaterial, für Prüfungen ab Juni 2024 findest Du ebenfalls auf www.50Ohm.de
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Kapitel 16: Messtechnik
In der Messtechnik unterscheidet man Messen und Prüfen. Prüfen ist das Feststellen der Funktionsfähigkeit einer Anlage mit Hilfe von Geräten. Man kann zum Beispiel mit einer Lampe prüfen, ob Spannung an den Klemmen eines Akkumulators vorhanden ist. Erst mit einem Spannungsmessgerät kann man die Höhe der Spannung auch messen.
Inhaltsübersicht
Messgeräte
- Analog anzeigende Messgeräte
- Messbereichserweiterung
- Digital anzeigende Messgeräte
- Frequenzzähler
- Das Oszilloskop
- Die Rauschbrücke
- Resonanzwellenmesser
- Spektrumanalysator
Messtechnik
- Gleichstrommessungen
- Widerstandsmessungen
- Messung an Transistorschaltungen
- Messung an HF-Schaltungen
- Messungen an Sendern
- Messungen an Antennen
Messen ist Vergleichen. Es werden Einheiten festgelegt, beispielsweise die Maßeinheit für die Stromstärke 1 Ampere (1 A) und bei einer Messung von beispielsweise 5 A festgestellt, dass die Maßeinheit fünfmal in der Messgröße enthalten ist. Die Größen und Einheiten wurden in der ersten Lektion dieses Buches ausführlich behandelt.
Analog anzeigende Messgeräte
Die meisten analog anzeigenden Messgeräte funktionieren nach dem elektrodynamischen oder dem elektrostatischen Prinzip. Dabei erzeugt die zu messende elektrische Größe zwischen dem feststehenden Messwerkteil und dem beweglichen Organ ein mechanisches Drehmoment. Meistens erzeugt der Strom in einer Drehspule, welche in einem konstanten Magnetfeld angeordnet ist, eine entsprechende Kraftwirkung. Im Amateurfunklehrgang Klasse E wurde in Lektion 17 bereits der Aufbau eines Drehspulmesswerks gezeigt.
ehemalige Prüfungsfrage
TJ101 Das Prinzip eines Drehspulmessgeräts beruht auf | |
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der Wechselwirkung der Kräfte zwischen zwei permanent magnetischen Feldern. | |
der Wechselwirkung der Kräfte zwischen einem magnetischen und einem elektrischen Feld. | |
der Wechselwirkung der Kräfte zwischen einem permanent magnetischen und einem elektromagnetischen Feld. | |
dem erdmagnetischen Feld. |
Die Güte wird weitgehend durch den Aufbau der Lagerung des beweglichen Organs bestimmt. Die Empfindlichkeit des Zeigerausschlags wird von der Reibung bestimmt. Betriebsmessgeräte benötigen etwa 20 bis 100 Mikroampere bei einer Spannung von 0,2 bis 1,0 V für Endausschlag. Diese sind für Funkamateure als Anzeige- und Vielfachmessgeräte geeignet.
Übungsaufgabe
Berechnen Sie Leistungsaufnahme und Innenwiderstand eines Messwerks für 1 Volt, wenn ein Strom von 50 μA zum Endausschlag führt. |
---|
Lösungsweg (hier klicken zum Anzeigen):
Den Innenwiderstand pro Volt nennt man Kennwiderstand eines Messwerks. Wenn Sie sich ein Vielfachmessgerät kaufen wollen, achten Sie außer der Anzahl der Messbereiche auf diesen Kennwiderstand. Man nennt diesen Kennwert auch Empfindlichkeit. Er sollte für die Gleichspannungsbereiche mindestens 20 kΩ pro Volt betragen. In den Wechselstrombereichen ist die Empfindlichkeit wesentlich geringer.
Die Reihenfolge der folgenden Aufgaben wurde absichtlich so gewählt, weil die Lösung der Aufgabe TJ111 praktisch schon im vorstehenden Text enthalten ist. Bei der Aufgabe TJ112 ist die Spannung gegeben. Für Aufgabe TJ110 muss man wissen, dass der Strom bei Vollausschlag in jedem Messbereich gleich ist. Sie werden es im folgenden Abschnitt unter Messbereichserweiterung noch lernen.
ehemalige Prüfungsfrage
TJ111 Mit welchem Strom zeigt ein 20-kΩ/V-Instrument Vollausschlag? | |
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500 μA | |
5 mA | |
50 mA | |
50 μA |
ehemalige Prüfungsfrage
TJ112 Ein Messgerät hat einen Kennwiderstand von 10 kΩ/V. Für 1 Volt Vollausschlag liegt die Stromaufnahme bei | |
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10 μA. | |
100 μA. | |
50 μA. | |
200 μA. |
ehemalige Prüfungsfrage
TJ110 Ein Vielfachmessgerät hat in den Wechselspannungs- bereichen die Empfindlichkeit 4 kΩ/V. Wie groß ist der Strom durch das Messgerät bei Vollausschlag im 10-V-Bereich? | |
---|---|
2,5 μA | |
2,5 mA | |
0,25 mA | |
400 μA |
Messbereichserweiterung
![Zeichnung: Eckart Moltrecht](/fileadmin/filemounts/referate/ajw/Onlinelehrgang/a16/Bild16-1.gif)
Sollen höhere Spannungen gemessen werden, als für das Messwerk zulässig, kann man die Spannung, die zuviel ist, an einem Vorwiderstand RV abfallen lassen. Die Berechnung erfolgt nach dem ohmschen Gesetz.
ehemalige Prüfungsfrage
Ähnlich TJ102 Ein Drehspulmesswerk hat eine maximalen Messstrom Im = 100 μA und einen Messwerkwiderstand von Rm = 1 kΩ. Berechnen Sie den Vorwiderstand für einen Spannungsbereich von 50 V. |
---|
Lösungsweg (hier klicken zum Anzeigen):
ehemalige Prüfungsfrage
TJ102 Das Drehspulmesswerk in der folgenden Schaltung hat einen maximalen Messstrom IM = 100 μA und einen Messwerkwiderstand RM = 1 kΩ. | |
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![]() Welche Gleichspannung muss an die Gesamtschaltung angelegt werden, damit das Messwerk Vollausschlag anzeigt? | |
10 Volt | |
50 Volt | |
500 Volt | |
100 Volt |
Tipp: Siehe Lösung oberhalb!
ehemalige Prüfungsfrage
TJ103 Das Drehspulmesswerk in der folgenden Schaltung hat einen maximalen Messstrom IM = 0,3 mA und einen Messwerkwiderstand RM = 300 Ω. | |
---|---|
![]() Welche Gleichspannung muss an die Gesamtschaltung angelegt werden, damit das Messwerk Vollausschlag anzeigt? | |
3 Volt | |
10 Volt | |
30 Volt | |
1 Volt |
Bei der Messbereichserweiterung eines Strommessers wird der Strom, der über den Maximalstrom des Messwerks hinaus geht, mit einem Parallelwiderstand (auch Shunt genannt) nach Bild 16-1b am Messwerk vorbeigeleitet.
ehemalige Prüfungsfrage
TJ105 Wenn bei dieser Messschaltung I = 1 A zu einem Vollausschlag des Instruments führt, beträgt der Strom durch RP | |
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![]() | |
1 mA | |
99 mA | |
0,999 A | |
0,9 A |
Lösungsweg (hier klicken zum Anzeigen):
ehemalige Prüfungsfrage
TJ106 Wie groß muss RP bei der folgenden Schaltung gewählt werden, wenn I = 1 A zum Vollausschlag des Instruments mit 300 Ω Innenwiderstand führen soll? | |
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![]() | |
0,03 Ω | |
0,3 Ω | |
3 Ω | |
30 Ω |
Lösungsweg (hier klicken zum Anzeigen):
Wenn der Messwerksinnenwiderstand bekannt ist, kann man viel einfacher mit folgenden Formeln rechnen, um den Shunt oder Vorwiderstand zu ermitteln.
\[ \boxed { R_V = R_m(n-1) } \quad \quad \boxed { R_p = \frac{R_m}{n-1} } \]
n ist der Messbereichserweiterungsfaktor.
Bei TJ102 ist der Messwerksinnenwiderstand 1 kΩ und es soll von 0,1 V auf 50 V erweitert werden. Der Erweiterungsfaktor ist also 500. Damit berechnet
sich der Vorwiderstand zu
Bei Prüfungsaufgabe TJ106 ist der Messwerksinnenwiderstand 300 Ω und der Erweiterungsfaktor von 1 mA nach 1 A ist 1000. Damit ist der Parallelwiderstand
\[ R_p = \frac{R_m}{n-1} = \frac{300 \ \Omega}{1000 - 1} = \frac{300 \ \Omega}{999} = \mathbf{0{,}3 \ \Omega} \]ehemalige Prüfungsfrage
TJ104 Das Drehspulmesswerk in der folgenden Schaltung hat einen maximalen Messstrom IM = 100 μA
und einen Messwerkwiderstand RM = 1 kΩ. Wie groß muss RP gewählt werden, damit das Messwerk in der
Gesamtschaltung bei I = 100 mA Vollausschlag anzeigt?
(Schaltung Bild 16-1b) | |
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1 Ω | |
10 Ω | |
0,1 Ω | |
100 Ω |
ehemalige Prüfungsfrage
TJ108 Der Messbereich eines Amperemeters mit dem Innenwiderstand Ri soll um den Faktor 5 erweitert werden. Durch welche Maßnahmen ist dies erreichbar? | |
---|---|
Durch Reihenschaltung mit RV = 1/4 Ri | |
Durch Parallelschaltung mit Rp = 5 Ri | |
Durch Parallelschaltung Rp = 1/4 Ri. | |
Durch Reihenschaltung mit RV = 5 Ri |
Lösungsweg (hier klicken zum Anzeigen):
ehemalige Prüfungsfrage
TJ109 Der Messbereich eines Voltmeters mit dem Innenwiderstand Ri soll um den Faktor 8 erweitert werden. Durch welche Maßnahmen kann dies erreicht werden? | |
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Durch Reihenschaltung mit einem Widerstand RV =7 Ri. | |
Durch Reihenschaltung mit einem Widerstand RV =8 Ri. | |
Durch Reihenschaltung mit einem Widerstand RV =1/8 Ri. | |
Durch Reihenschaltung mit einem Widerstand RV =1/7 Ri. |
ehemalige Prüfungsfrage
TJ107 Durch ein Einbauinstrument mit einem Messbereich von 2 V, fließt bei Vollausschlag ein Strom von 2 mA. Das Instrument soll mit einem Vorwiderstand auf einen Messbereich von 20 V Endausschlag erweitert werden. Wie groß ist der Widerstandswert RV und die Belastung PV des Vorwiderstandes? | |
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![]() | |
Rv = 9 kΩ; Pv = 4 mW | |
Rv = 10 kΩ; Pv = 40 mW | |
Rv = 9 kΩ; Pv = 36 mW | |
Rv = 0,1 MΩ; Pv = 131 mW |
Messgeräteklassen
Wichtig für den Funkamateur ist auch die Kenntnis der Bedeutung der Messgeräteklassen. Nach der Größe des zulässigen Anzeigefehlers werden Messgeräte in sieben Messgeräteklassen eingeteilt.
Feinmessgeräte | Betriebsmessgeräte |
---|---|
Klasse 0,1 | Klasse 1,0 |
Klasse 0,2 | Klasse 1,5 |
Klasse 0,5 | Klasse 2,5 |
Klasse 5,0 |
Die angegebenen Zahlenwerte geben den maximal zulässigen prozentualen Fehler eines Messgerätes bezogen auf den Skalenendwert an.
ehemalige Prüfungsfrage
TJ805 Mit einem Voltmeter der Klasse 1.5, das einen Skalenendwert von 300 Volt hat, messen Sie an einer Spannungsquelle 230 Volt. In welchem Bereich liegt der wahre Wert? | |
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Er liegt zwischen 225,5 und 234,5 Volt. | |
Er liegt zwischen 226,5 und 233,5 Volt. | |
Er liegt zwischen 229,5 und 230,5 Volt. | |
Er liegt zwischen 229,7 und 230,3 Volt. |
Lösungsweg (hier klicken zum Anzeigen):
Merke: Ein Messgerät zur Spannungs- oder Strommessung soll möglichst im oberen Drittel des Anzeigebereichs betrieben werden.
ehemalige Prüfungsfrage
TJ806 Mit einem Voltmeter der Klasse 2.5, das einen Skalenendwert von 20 Volt hat, messen Sie an einer Spannungsquelle 12,6 Volt. In welchem Bereich liegt der wahre Wert? | |
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Er liegt zwischen 12,1 und 13,1 Volt. | |
Er liegt zwischen 12,3 und 12,9 Volt. | |
Er liegt zwischen 12,55 und 12,65 Volt. | |
Er liegt zwischen 12,57 und 12,63 Volt. |
ehemalige Prüfungsfrage
TJ115 Ein Drehspulmessgerät hat normalerweise eine Genauigkeit von | |
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ca. 1,5 % vom Endausschlag. | |
ca. 0,3 % vom Ablesewert. | |
ca. 0,3 % vom Endausschlag. | |
ca. 0,05 % vom Ablesewert. |
ehemalige Prüfungsfrage
TJ116 Welche Spannung wird bei dem nebenstehenden Messinstrument angezeigt, wenn dessen Messbereich auf 10 V eingestellt ist? | |
---|---|
| |
29,3 V | |
2,93 V | |
8,8 V | |
88 V |
Lösungsweg (hier klicken zum Anzeigen):
ehemalige Prüfungsfrage
TJ117 Welche Spannung wird bei dem nebenstehenden Messinstrument angezeigt, wenn dessen Messbereich auf 300 V eingestellt ist? | |
---|---|
| |
29,3 V | |
88 V | |
8,8 V | |
293 V |
Lösungsweg (hier klicken zum Anzeigen):
Messgleichrichter
Drehspulmesswerke sind nur für Gleichstrom einsetzbar. Bei Anlegen einer Wechselspannung würde der Zeiger hin- und herpendeln und den Mittelwert Null anzeigen. Man hilft sich hier, indem man über einen guten Messgleichrichter die Wechselspannung für die Messung gleichrichtet.
![Zeichnung: Eckart Moltrecht](/fileadmin/filemounts/referate/ajw/Onlinelehrgang/a16/Bild16-2.gif)
Wenn Wechselspannungen mit solchen Drehspulmessgeräten mit Messgleichrichter gemessen werden, gelten die Anzeigewerte der Skala nur für sinusförmige Wechselspannungen. Bei anderer Kurvenform zeigt das Messgerät einen falschen Wert.
Für die Messung von Wechselspannungen anderer Kurvenform gibt es das Dreheisenmesswerk. Dieses Messwerk reagiert unabhängig von der Stromrichtung. Es benötigt keinen Gleichrichter. Allerdings benötigt es eine relativ hohe Leistung und ist als Feinmessgerät nicht geeignet. Man benutzt es für große Ströme.
Bei Leistungsmessungen im GHz-Bereich verwendet man spezielle Thermoumformer. Über eine Anzapfung an der Dummy Load nimmt einen Teil der Leistung ab und wandelt sie über den Thermoumformer in eine Gleichspannung um.
ehemalige Prüfungsfrage
TJ808 Eine präzise Effektivwertmessung ist mit einem Gleichrichterinstrument | |
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bei allen Signalen, die Oberwellen enthalten möglich. | |
bei allen Signalformen möglich. | |
nur bei rechteck- und sinusförmigen Signale möglich. | |
nur bei sinusförmigen Signalen möglich. |
ehemalige Prüfungsfrage
TJ809 Zur genauen Messung des Effektivwertes eines nicht sinusförmigen Stromes bis in den GHz-Bereich eignet sich | |
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ein Digitalmultimeter. | |
ein Oszillograf. | |
ein Messgerät mit Diodentastkopf. | |
ein Messgerät mit Thermoumformer. |
ehemalige Prüfungsfrage
TJ810 Eine künstliche Antenne von 50 Ω verfügt über eine Anzapfung bei 5 Ω vom erdnahen Ende. Diese Anzapfung ermöglicht die | |
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Messung der Ausgangsleistung. | |
Änderung der Antennenanpassung. | |
Erhöhung des Lastwirkungsgrades. | |
Einstellung der SWR-Messbrücke auf Null. |
ehemalige Prüfungsfrage
TJ811 Eine künstliche Antenne von 50 Ω verfügt über eine Anzapfung bei 5 Ω vom erdnahen Ende. Was könnte zur ungefähren Ermittlung der Senderausgangsleistung über diesen Messpunkt eingesetzt werden? | |
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Künstliche 50-Ω-Antenne mit zusätzlichem HF-Dämpfungsglied | |
Dipmeter mit Linkleitung | |
Stehwellenmessgerät ohne Abschlusswiderstand. | |
Digitalmultimeter mit HF-Tastkopf |
Digital anzeigende Messgeräte
![Foto: Eckart Moltrecht](/fileadmin/filemounts/referate/ajw/Onlinelehrgang/a16/Bild16-3.jpg)
Ein Vorteil digital anzeigender Messgeräte ist, dass Ablesefehler weitgehend vermieden werden. Aber die Messgenauigkeit von billigen Digitalmultimetern ist oft geringer als die von guten analog anzeigenden Messgeräten. Bei digitalen Spannungsmessern ist neben der Genauigkeitsklasse noch die Messunsicherheit der letzten Ziffer der digitalen Anzeige mit ±1 Stelle zu berücksichtigen.
Allerdings benötigen digital anzeigende Geräte immer eine Batterie, während es analoge Messgeräte gibt, die rein passiv arbeiten und keine Stromquelle benötigen. Einen weiteren Nachteil haben digital anzeigende Messgeräte. Man kann nicht so leicht den Verlauf einer Spannung oder eines Stroms beobachten, wenn man beispielsweise einen Akku lädt. Man muss sich bei einem Digitalmessgerät immer einen Zahlenwert merken und rechnen, was sich inzwischen geändert hat.
Digitale Messgeräte werden meistens als so genannte Multimeter ausgeführt. Sie dienen außer der Spannungs- und Strommessung auch der Messung von Widerständen, Dioden und häufig auch noch Kapazitäten, Induktivitäten, Leistungen oder Frequenzen.
ehemalige Prüfungsfrage
TJ114 Welches dieser Messgeräte verfügt normalerweise über die höchste Genauigkeit bei Spannungsmessungen? | |
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Digitaloszilloskop | |
Interferenzwellenmesser | |
Ein Digitalvoltmeter | |
Elektronisches Analogvoltmeter |
ehemalige Prüfungsfrage
TJ113 Die Auflösung eines Messinstrumentes entspricht | |
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der kleinsten Einteilung der Anzeige. | |
der Genauigkeit des Instruments in Bezug auf den tatsächlichen Wert. | |
der Genauigkeit des Instruments. | |
dem Vollausschlag der Instrumentenanzeige. |
Das Oszilloskop
Mit einem Oszilloskop werden Zeitverläufe von Spannungen sichtbar gemacht. Die Anzeige erfolgt entweder mit einer Elektronenstrahlröhre (KO Katodenstrahloszilloskop) oder mit einem LC-Display. Mehr dazu wurde bereits im Amateurfunklehrgang Klasse E ausgeführt und Ablesungen von Spannungsamplituden und Frequenzen im Kapitel 11 unter "Sinusförmige Signale" geübt. Dazu gibt es auch im Fragenkatalog zur Klasse A noch ein paar Prüfungsfragen.
ehemalige Prüfungsfrage
TJ301 Die Zeitbasis eines Oszilloskops ist so eingestellt, dass ein Skalenteil 0,5 ms entspricht. Welche Frequenz hat die angelegte Spannung? | |
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| |
333 Hz | |
500 Hz | |
667 Hz | |
250 Hz |
ehemalige Prüfungsfrage
TJ302 Die Zeitbasis eines Oszillografen ist so eingestellt, dass ein Skalenteil 0,5 ms entspricht. Welche Periodendauer hat die angelegte Spannung? | |
---|---|
| |
1,5 ms | |
2 ms | |
3 ms | |
4 ms |
ehemalige Prüfungsfrage
TJ304 Welches Gerät kann für die Prüfung einer Signalform verwendet werden? | |
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Oszilloskop. | |
Absorptionsfrequenzmesser | |
Frequenzzähler | |
Dipmeter |
ehemalige Prüfungsfrage
TJ305 Welches dieser Geräte wird für die Anzeige von NF-Verzerrungen verwendet? | |
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Frequenzzähler | |
Transistorvoltmeter | |
Vielfachmessgerät | |
Oszilloskop |
Damit stehende Bilder auf dem Display eines Oszilloskops entstehen, wird jede Schwingung bei einem bestimmten Amplitudenwert getriggert (gestartet). Ohne Triggereinrichtung erhielte man nur ein durchlaufendes Band.
ehemalige Prüfungsfrage
TJ303 Um auf dem Bildschirm eines Oszilloskops ein stehendes Bild statt durchlaufender Wellenzüge zu erhalten muss, das Oszilloskop | |
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eine Triggereinrichtung haben. | |
einen X-Vorteiler haben. | |
einen Y-Vorteiler haben. | |
einen Frequenzmarken-Generator haben. |
Um den Eingangswiderstand zu erhöhen und damit das Messobjekt weniger zu belasten, gibt es sogenannte Vorteiler-Tastköpfe. Im Prinzip besteht ein solcher Tastkopf aus einem Vorwiderstand, der mit dem eigentlichen Eingangswiderstand des Oszilloskops einen Spannungsteiler von normalerweise 10 : 1 bildet.
ehemalige Prüfungsfrage
TD608 Für die Messung der Oszillatorfrequenz sollte der Tastkopf hier vorzugsweise am Punkt | |
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![]() | |
A angelegt werden. | |
B angelegt werden. | |
C angelegt werden. | |
D angelegt werden. |
Verschiedene Kurvenformen
Mit dem Oszilloskop können Gleich- und Wechselspannungen gemessen werden. Bei Wechselspannungen liest man den Spitze-Spitze-Wert ab, teilt durch zwei und erhält den Spitzenwert und berechnet daraus den Effektivwert mittels Formfaktor.
Der Formfaktor gibt das Verhältnis von Spitzenwert zu Effektivwert an. Bei sinusförmigen Wechselspannungen ist der Spitzenwert \( \sqrt{2} \)-mal so groß wie der Effektivwert. Bei Sägezahn- und Dreiecksspannungen beträgt der Formfaktor \( \sqrt{3} \), bei symmetrischen Rechteckspannungen sind Spitzenwert und Effektivwert gleich groß.
![Zeichnung: Eckart Moltrecht](/fileadmin/filemounts/referate/ajw/Onlinelehrgang/a16/Bild16-4.gif)
Übungsaufgabe
Ein Signal in Sägezahnform hat einen Spitze-Spitze-Wert von 10 V an einem Widerstand von 50 Ohm. Berechnen Sie die Leistung. |
---|
Lösungsweg (hier klicken zum Anzeigen):
Absorptionsfrequenzmesser
![Zeichnung: Eckart Moltrecht](/fileadmin/filemounts/referate/ajw/Onlinelehrgang/a16/Bild16-5.gif)
Schließt man an einen passiven Schwingkreis hoher Güte auf der einen Seite eine (kurze) Antenne und auf der anderen Seite einen AM-Demodulator mit Messgerät nach Bild 16-5 an, hat man ein HF-Messgerät, mit dem man passiv Senderfrequenzen und Oberwellen feststellen kann. Die Anzeigegenauigkeit ist allerdings nicht besser als 5 %, aber mit einem Frequenzzähler kann man Oberwellen nicht messen, wenn die Grundwelle auch noch vorhanden ist.
ehemalige Prüfungsfrage
TG219 Die richtige Oberwellenauswahl in einer Vervielfachungsstufe lässt sich am leichtesten mit einem | |
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Diodentastkopf prüfen. | |
Absorptionsfrequenzmesser prüfen. | |
Universalmessgerät prüfen. | |
Frequenzzähler prüfen. |
ehemalige Prüfungsfrage
TJ601 Welches Gerät ist hier dargestellt? | |
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![]() | |
Dipmeter | |
Absorptionsfrequenzmesser | |
Stehwellenmessgerät | |
Interferenzwellenmesser |
ehemalige Prüfungsfrage
TJ602 Ein Absorptionsfrequenzmesser hat normalerweise eine Genauigkeit von | |
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1 %. | |
5 %. | |
0,05 %. | |
0,001 %. |
ehemalige Prüfungsfrage
TJ603 Das einfachste Gerät, mit dem geprüft werden kann, ob ein Quarz mit dem richtigen Oberton arbeitet, ist ein | |
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Hitzdraht-Amperemeter. | |
Digitalvoltmeter. | |
Absorptionsfrequenzmesser. | |
Breitband-Pegelmesser. |
ehemalige Prüfungsfrage
TJ604 Mit welchem Messgerät können Harmonische festgestellt werden? | |
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Frequenzzähler | |
Vielfachmessgerät | |
Absorptionsfrequenzmesser | |
Diodentastkopf |
ehemalige Prüfungsfrage
TJ605 Ein Absorptionsfrequenzmesser ist ein Hilfsmittel zur Prüfung | |
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der Oberwellenausstrahlungen. | |
der Frequenzdrift. | |
des Spitzenwertes des Modulationsgrades. | |
der genauen Sendefrequenz. |
ehemalige Prüfungsfrage
TJ606 Ein Absorptionsfrequenzmesser eignet sich zur Prüfung | |
---|---|
der Übermodulation. | |
der Empfängerübersteuerung. | |
der richtigen Oberwellenauswahl in einem Vervielfacher. | |
von Signalen an der Bandgrenze. |
ehemalige Prüfungsfrage
TJ825 Welches Messgerät könnte für den Nachweis von Harmonischen einer Aussendung verwendet werden? | |
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Frequenzzähler | |
Stehwellenmessgerät | |
Absorptionsfrequenzmesser | |
HF-Leistungsmesser |
Feldstärkeanzeiger
Zum Prüfen der Feldstärke - nicht zum Messen - ist folgende einfache Schaltung aus einer HF-Diode und einem kurzen Dipol geeignet. Die Spulen sind HF-Drosseln. Man hält den Dipol parallel zur Antenne.
![](/fileadmin/filemounts/referate/ajw/Onlinelehrgang/a16/Bild16-6.gif)
ehemalige Prüfungsfrage
TJ706 Was stellt diese Schaltung dar? | |
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![]() | |
Antennenimpedanzmesser | |
Einfacher Peilempfänger | |
Feldstärkeanzeiger | |
Dipmeter |
Das Dipmeter
Mit einem sogenannten Dipmeter (Dip = Einbruch) kann man Resonanzfrequenzen von Schwingkreisen und Antennen messen. Ein Dipmeter (Dipper) ist im Prinzip ein Oszillator, bei welchem die Schwingkreisspule nach außen geführt wird, um den Schwingkreis dieses Oszillators durch das Messobjekt zu beeinflussen, so dass der Oszillator nicht mehr so gut schwingt. Der Rückgang der Schwingamplitude wird durch eine Anzeige sichtbar gemacht.
![Zeichnung: Eckart Moltrecht](/fileadmin/filemounts/referate/ajw/Onlinelehrgang/a16/Bild16-7.gif)
Bei der Messung nähert man sich dem Messobjekt vorsichtig und verändert die Frequenzeinstellung am Dipmeter bis man eine Reaktion der Anzeige bemerkt. Dann vergrößert man den Abstand, um eine möglichst lose Kopplung zu erhalten, damit man den Schwingkreis nicht verstimmt.
ehemalige Prüfungsfrage
TJ812 Wie ermittelt man die Resonanzfrequenz eines passiven Schwingkreises? | |
---|---|
Durch Messung von L und C und Berechnung oder z.B. mit einem Dip-Meter. | |
Mit einem Frequenzmesser oder einem Oszilloskop. | |
Mit einem Digital-Multimeter in der Stellung Frequenzmessung. | |
Mit Hilfe der S-Meter Anzeige bei Anschluss des Schwingkreises an den Empfängereingang. |
ehemalige Prüfungsfrage
TJ813 Die Resonanzfrequenz eines abgestimmten HF-Kreises kann mit einem | |
---|---|
Dipmeter überprüft werden. | |
Gleichspannungsmesser überprüft werden. | |
digitalen Frequenzmessgerät überprüft werden. | |
Ohmmeter überprüft werden. |
ehemalige Prüfungsfrage
TJ814 Ein abgestimmter Kreis wird mit einem Dip-Oszillator geprüft. Um eine Änderung der Resonanzfrequenz zu vermeiden, ist | |
---|---|
höchstmögliche Kopplung erforderlich. | |
Widerstandskopplung erforderlich. | |
eine starke Kopplung erforderlich. | |
eine verhältnismäßig lose Kopplung erforderlich. |
Präzise Frequenzmessungen sind allerdings mit einem Dipmeter nicht möglich. Die Anzeigegenauigkeit bei einem Dipper ist meist nicht besser als ±3 %.
ehemalige Prüfungsfrage
TJ207 Um wie viele Kilohertz kann die Frequenz abweichen, wenn mit einem Dipmeter eine Resonanzfrequenz von 7,1 MHz gemessen wurde und die Messgenauigkeit mit ±3 % angenommen wird? | |
---|---|
± 21,3 kHz | |
± 213 kHz | |
± 135 kHz | |
± 13,5 kHz |
Lösungsweg (hier klicken zum Anzeigen):
ehemalige Prüfungsfrage
TJ208 Um wie viele Kilohertz kann die Frequenz abweichen, wenn mit einem Dipmeter eine Resonanzfrequenz von 4,5 MHz gemessen wurde und die Messgenauigkeit mit ±3 % angenommen wird? | |
---|---|
± 213 kHz | |
± 21,3 kHz | |
± 135 kHz | |
± 13,5 kHz |
ehemalige Prüfungsfrage
TJ201 Ein Dipmeter ist beispielsweise | |
---|---|
ein abstimmbarer Oszillator mit Drehspulmesswerk, das anzeigt, wenn dem Oszillator durch einen angekoppelten Schwingkreis bei einer Frequenz Energie entzogen oder zugeführt wird. | |
ein selektiver Feldstärkemesser, der den Maximalwert der elektrischen Feldstärke anzeigt und der zur Überprüfung der Nutzsignal- und Nebenwellenabstrahlungen eingesetzt werden kann. | |
eine abgleichbare Stehwellenmessbrücke, mit der der Reflexionsfaktor und der Impedanzverlauf einer angeschlossenen Antenne oder einer LC-Kombination gemessen werden kann. | |
ein auf eine feste Frequenz eingestellter RC-Schwingkreis mit einem Indikator, der anzeigt, wie stark die Abstrahlung unerwünschter Oberwellen ist. |
ehemalige Prüfungsfrage
TJ202 Das Drehspulmesswerk eines Dipmeters | |
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zeigt die ungefähre Frequenz des Oszillators an. | |
zeigt die von der Oszillatorspule abgestrahlte Leistung in mW an. | |
liefert eine Aussage über die Schwingkreisamplitude im Oszillator. | |
liefert eine Aussage über den Spitzenwert des Modulationsgrades. |
ehemalige Prüfungsfrage
TJ203 Wozu wird ein Dip-Meter beispielsweise verwendet? | |
---|---|
Zur Prüfung der Schwingkreisresonanz in Sendern und Empfängern. | |
Zur ungefähren Bestimmung der Leistung eines Senders. | |
Zur genauen Bestimmung der Dämpfung eines Schwingkreises. | |
Zur genauen Bestimmung der Güte eines Schwingkreises. |
ehemalige Prüfungsfrage
TJ204 Wozu wird ein Dip-Meter beispielsweise verwendet? | |
---|---|
Zur genauen Bestimmung der Güte eines Schwingkreises. | |
Zur ungefähren Bestimmung der Leistung eines Senders. | |
Zur genauen Bestimmung der Dämpfung eines Schwingkreises. | |
Zur Feststellung der Resonanzfrequenz von Schwingkreisen. |
ehemalige Prüfungsfrage
TJ205 Wozu wird ein Dip-Meter beispielsweise verwendet? | |
---|---|
Zur genauen Bestimmung der Dämpfung eines Schwingkreises. | |
Zur ungefähren Bestimmung der Leistung eines Senders. | |
Zur Feststellung der Schwingfrequenz und des Funktionierens eines Oszillators. | |
Zur genauen Bestimmung der Güte eines Schwingkreises. |
ehemalige Prüfungsfrage
TJ206 Ein Dip-Meter hat normalerweise eine Genauigkeit von etwa | |
---|---|
1 %. | |
10 %. | |
0,05 %. | |
0,001 %. |
ehemalige Prüfungsfrage
TJ211 Welches dieser Messgeräte ist für die Ermittlung der Resonanzfrequenz eines Traps, das für einen Dipol genutzt werden soll, am besten geeignet? | |
---|---|
Dipmeter | |
SWR-Messbrücke | |
Frequenzmessgerät | |
Absorptionsfrequenzmesser |
Mit dem Dipmeter kann man auf indirektem Wege auch Induktivitäten messen, indem man diese mit einer bekannten Kapazität parallel schaltet und dann die Resonanzfrequenz bestimmt. Man berechnet die Induktivität dann nach der umgestellten Thomsonschen Schwingkreisformel.
\[ L = \frac{1}{\left( 2 \ \pi \ f \right)^2 \cdot C} \]ehemalige Prüfungsfrage
TJ209 Mit einem Dipmeter soll auf indirektem Wege eine Induktivität gemessen werden. Die Spule wurde zu einem Kondensator von 220 pF parallel geschaltet und bei 4,5 MHz Resonanz festgestellt. Welche Induktivität hat die Spule? | |
---|---|
5,7 mH | |
5,7 μH | |
2,5 μH | |
2,5 mH |
Lösungsweg (hier klicken zum Anzeigen):
ehemalige Prüfungsfrage
TJ210 Mit einem Dipmeter soll auf indirektem Wege eine Induktivität gemessen werden. Die Spule wurde zu einem Kondensator von 330 pF parallel geschaltet und bei 5,5 MHz Resonanz festgestellt. Welche Induktivität hat die Spule? | |
---|---|
5,7 μH | |
5,7 mH | |
2,5 μH | |
2,5 mH |
Zum Eigenbau solch eines Dipmeters gibt es im Kapitel 17 eine Schaltung und Aufbauhinweise.
Die Rauschbrücke
Speziell für die Messung von Antennenimpedanzen wird die Rauschbrücke verwendet. Im Prinzip handelt es sich dabei um einen Hochfrequenzgenerator, der ein großes Spektrum von Frequenzen gleichzeitig abstrahlt (Rauschen). Diese Hochfrequenz wird auf eine Messbrücke gegeben, die auf der einen Seite aus zwei gleichen Wicklungen eines HF-Trafos besteht und auf der anderen Seite aus einem einstellbaren RC-Glied und dem zu messenden Antennenfußpunkt, der über eine Kapazität eingekoppelt wird. Zur "Anzeige" wird ein Empfänger verwendet, der auf die Frequenz eingestellt wird, für welche die Fußpunktimpedanz gemessen werden soll.
![Zeichnung: Eckart Moltrecht](/fileadmin/filemounts/referate/ajw/Onlinelehrgang/a16/Bild16-8.gif)
Obiges Bild zeigt den wichtigsten Teil einer Rauschbrücke. Eine komplette Schaltung finden Sie in der Lektion 19: Eigenbau Schaltungen. Über den Trafo wird ein Breitbandrauschen eingekoppelt.
Die Messung einer Antennenimpedanz geht dann so vor sich. Den Fußpunkt der Antenne verbindet man mit einer sehr kurzen Leitung direkt an der Antenne mit ZX . Ein Portabelempfänger wird bei RX angeschlossen und auf die Messfrequenz eingestellt. Dann verstellt man R und C solange, bis das hörbare Rauschen am leisesten ist und liest auf der vorher kalibrierten Skala die Werte R und C ab.
Frequenzzähler
Das Prinzip dieser Frequenzzähler ist, dass für eine bestimmte einstellbare Torzeit die ankommenden Impulse gezählt werden. Je höher die Auflösung sein soll, desto mehr Impulse müssen gezählt werden, also eine lange Torzeit eingestellt werden.
Sehr genaue Frequenzmessungen erreicht man mit einem Frequenzzähler mit hoher Auflösung (Anzahl der Stellen) und einer temperaturstabilisierten Quarzzeitbasis.
ehemalige Prüfungsfrage
TJ501 Um die Skalenendwerte einer Sende-/Empfangsanlage mit VFO mit hinreichender Genauigkeit zu überprüfen, kann man | |
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einen Frequenzzähler verwenden. | |
ein Dipmeter verwenden. | |
einen Absorptionsfrequenzmesser verwenden. | |
ein Oszilloskop verwenden. |
ehemalige Prüfungsfrage
TJ502 Für eine größtmögliche Genauigkeit sollte ein Frequenzzähler | |
---|---|
mit einer temperaturstabilisierten Quarzzeitbasis ausgestattet sein. | |
mit einem 1:10 Vorteiler ausgestattet sein. | |
mit einer möglichst kurzen Torzeit betrieben werden. | |
mit einer Triggereinrichtung ausgestattet sein. |
ehemalige Prüfungsfrage
TJ503 Mit einem genauen Frequenzzähler und einem entsprechenden Dämpfungsglied kann | |
---|---|
die Messung des Frequenzhubes eines FM-Senders erfolgen. | |
die genaue Messung der Oberschwingungsanteile eines Senders erfolgen. | |
die Messung des Seitenbandinhalts eines Senders erfolgen. | |
die genaue Messung einer Senderfrequenz erfolgen. |
ehemalige Prüfungsfrage
TJ504 Ein Frequenzzähler verfügt über eine Genauigkeit von ±1 ppm. Wenn der Zähler auf den 100-MHz-Bereich eingestellt wird, beträgt die Genauigkeit am oberen Ende des 100-MHz-Bereichs plus bzw. minus | |
---|---|
10 Hz | |
100 Hz | |
1 kHz | |
100 MHz |
Lösungsweg (hier klicken zum Anzeigen):
ehemalige Prüfungsfrage
TJ505 Welches dieser Messgeräte ist für genaue Frequenzmessungen am besten geeignet? | |
---|---|
Dipmeter | |
Absorptionsfrequenzmesser | |
Oszilloskop | |
Frequenzzähler. |
ehemalige Prüfungsfrage
TJ506 Welches der folgenden Geräte kann nicht für die Prüfung von Harmonischen verwendet werden? | |
---|---|
Spektrumanalysator | |
Interferenzwellenmesser | |
Absorptionsfrequenzmesser | |
Frequenzzähler. |
ehemalige Prüfungsfrage
TJ507 Ein digitaler Frequenzzähler verfügt über eine Genauigkeit von 10 ppm und wird für eine Messung bei 145 MHz verwendet. Welcher der Messwerte weist die richtige Anzahl von Dezimalstellen für die angegebene Genauigkeit auf? | |
---|---|
145,0752 MHz | |
145,07522 MHz | |
145,07 MHz | |
145,075215 MHz |
Lösungsweg (hier klicken zum Anzeigen):
ehemalige Prüfungsfrage
TJ508 Benutzt man bei einem Frequenzzähler eine Torzeit von 10 s anstelle von 1 s erhöht sich | |
---|---|
die Auflösung. | |
die Langzeitstabilität. | |
die Messgenauigkeit. | |
die Stabilität. |
Lösungsweg (hier klicken zum Anzeigen):
ehemalige Prüfungsfrage
TJ509 Was stellt die mit " X " gekennzeichnete Stelle der folgenden Anzeige eines Frequenzzählers dar? | |
---|---|
![]() | |
Hertz | |
Kilohertz | |
Hundertfache Hertz | |
Zehnfache Hertz |
ehemalige Prüfungsfrage
TJ510 Was stellt die mit " X " gekennzeichnete Stelle der folgenden Anzeige eines Frequenzzählers dar? | |
---|---|
![]() | |
Kilohertz | |
Hertz | |
Hundertfache Hertz | |
Zehnfache Hertz |
ehemalige Prüfungsfrage
TJ815 Welches Hilfsmittel sollten Sie bei präzisen Frequenzmessungen benutzen? | |
---|---|
Einen Frequenzzähler mit stabiler Zeitbasis. | |
Einen KW-Empfänger mit Frequenzanzeige. | |
Ein Digital-Multimeter in der Stellung Frequenzmessung. | |
Einen Absorptionsfrequenzmesser oder ein Dipmeter. |
ehemalige Prüfungsfrage
TJ816 Wenn ein Frequenzzähler für die Überprüfung der Frequenz eines Senders verwendet wird, ist | |
---|---|
der Zähler an den Netztransformator zu synchronisieren. | |
ein Träger ohne Modulation zu verwenden. | |
der Zähler mit der Sendefrequenz zu synchronisieren. | |
eine analoge Modulation des Trägers zu verwenden. |
ehemalige Prüfungsfrage
TJ817 Welche Konfiguration gewährleistet die höchste Genauigkeit bei der Prüfung der Trägerfrequenz eines FM-Senders? | |
---|---|
Frequenzzähler und unmodulierter Träger | |
Oszilloskop und unmodulierter Träger | |
Frequenzzähler und modulierter Träger | |
Absorptionsfrequenzmesser und modulierter Träger |
ehemalige Prüfungsfrage
TJ818 Ein RTTY-Signal benötigt eine Bandbreite von ±3 kHz. Ein Frequenzzähler mit einer Genauigkeit von 1 ppm wird für die Prüfung der Frequenzanzeige eines 145-MHz-Senders verwendet. Wie klein darf der Mindestabstand zur oberen Bandgrenze sein, ohne dass die übertragung gegen die Auflagen verstößt? | |
---|---|
6,30 kHz | |
3,145 kHz. | |
4,45 kHz | |
6,00 kHz |
Lösungshinweg (hier klicken zum Anzeigen):
ehemalige Prüfungsfrage
TJ819 Ein Quarznormal hat einen relativen Fehler von F = +/- 0,001 %. Wie genau können Sie eine Frequenz von f = 14100 kHz bestimmen? | |
---|---|
F = ±1,41 Hz | |
F = ± 141 Hz | |
F = ±14,1 Hz | |
F = ±1410 Hz |
Lösungsweg (hier klicken zum Anzeigen):
Für die Messung sehr hoher Frequenzen kann man einen Frequenzzähler mit einem "Vorteiler" versehen. Üblich ist, die Frequenz um den Faktor 10 herunter zu setzen und dann die Frequenz mit dem Zähler zu messen. Dann ist die Anzeige um den Faktor 10 geringer als die wirkliche Frequenz.
ehemalige Prüfungsfrage
TJ820 Wenn ein Faktor-10-Frequenzteiler vor einem Frequenzzähler geschaltet wird und der Zähler 14,5625 MHz anzeigt, beträgt die tatsächliche Frequenz | |
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1,45625 MHz. | |
145,625 MHz. | |
14,5625 MHz. | |
135,625 MHz. |
Lösungshinweis (hier klicken zum Anzeigen):
Der Spektrumanalysator
Ein Spektrumanalysator kann die Hochfrequenzausgangsamplitude eines Senders in Abhängigkeit von der Frequenz darstellen. Dazu besitzt der Spektrumanalysator (englisch: Analyzer) einen Empfänger mit "Wobbeloszillator", der schnell seine Frequenz in einem bestimmten Frequenzbereich (Wobbelbandbreite) hin und her verändert. Das empfangene Signal wird dann auf einem Bildschirm angezeigt.
Die Wobbelbandbreite kann für die Messung von Nebenwellenausstrahlungen sehr breit eingestellt und für Messungen der Senderbandbreite sehr schmal eingestellt werden.
![Zeichnung: Eckart Moltrecht](/fileadmin/filemounts/referate/ajw/Onlinelehrgang/a16/Bild16-9.gif)
In allen drei Fällen handelt es sich um einen SSB-Sender, der mit einem Zweitonsignal mit zwei gleich großen Signalamplituden ausgesteuert wurde. Im Bild A sind deutlich die beiden Frequenzen ohne nennenswerte Nebenausstrahlungen zu erkennen.
Im Bild B wurden die NF-Amplituden zur Aussteuerung des Senders erhöht. Dadurch entstehen außer den beiden gewünschten Frequenzen noch zusätzliche Nebenfrequenzen, die im Bild C noch stärker ausgeprägt sind und starke "Splatter-Störungen" in der Nähe der Sendefrequenz bewirken. Der Sender darf so nicht betrieben werden.
Bei breitbandiger Einstellung des Spektrumanalysators (z.B. Mittenfrequenz 144 MHz und jedes Kästchen horizontal 100 kHz) wurden bei Eintonaussteuerung eines Senders folgende Signale sichtbar gemacht.
![Zeichnung: Eckart Moltrecht](/fileadmin/filemounts/referate/ajw/Onlinelehrgang/a16/Bild16-10.gif)
Bei Bild A ist bei einer eingestellten Dynamik von 100 dB (Vertikalamplitude) nur ein einziges Signal zu sehen. Der Sender arbeitet einwandfrei. Bei Bild B sind mit einer Unterdrückung von zirka 60 dB einige Nebenausstrahlungen zu sehen, die in benachbarten Frequenzbereichen zu Störungen führen können. Im Bild C ist besonders in der Nähe der Sendefrequenz aber auch noch in einigen 100 kHz Abstand vom Träger ein starkes Rauschen zu erkennen. Der Sender darf so nicht betrieben werden.
ehemalige Prüfungsfrage
TJ707 Mit welchem der folgenden Messinstrumente können die genauen Frequenzen der Harmonischen eines Signals gemessen werden? Sie können gemessen werden | |
---|---|
mit einem Spektrumanalysator | |
mit einen digitalen Frequenzzähler. | |
mit einem Breitbandpegelmesser. | |
mit einem Oszilloskop. |
Gleichstrommessungen
![Zeichnung: Eckart Moltrecht](/fileadmin/filemounts/referate/ajw/Onlinelehrgang/a16/Bild16-12.gif)
Messgeräte zur Spannungsmessung werden grundsätzlich zur zu messenden Spannung parallel geschaltet. Strommesser müssen in Reihe in den Stromkreis geschaltet werden. Häufig ist das Auftrennen des Stromkreises schwierig, um einen Strom messen zu können. Dann hilft man sich so, indem man an einem vorhandenen Widerstand, die Spannung misst und den Strom berechnet. Dies nennt man "indirekte Strommessung".
ehemalige Prüfungsfrage
TJ802 Wie sollten Strom- und Spannungsmesser zur Feststellung der Gleichstrom-Eingangsleistung des dargestellten Endverstärkers (PA) angeordnet werden? | |
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![]() | |
Spannungsmesser bei 1, Amperemeter bei 2. | |
Spannungsmesser bei 1, Amperemeter bei 3. | |
Spannungsmesser bei 3, Amperemeter bei 1. | |
Spannungsmesser bei 3, Amperemeter bei 4. |
ehemalige Prüfungsfrage
TJ803 Für die Messung der Gleichstrom-Eingangsleistung werden verschiedene Messgeräte verwendet. Bei welchen der Instrumente in der Abbildung handelt es sich um Amperemeter? | |
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![]() | |
1, 2 und 3 | |
2, 3 und 4 | |
2, 4 und 1 | |
1, 3 und 4 |
Wie man im Bild 16-13 erkennt, fließt bei einer Spannungsmessung auch Strom durch das Messgerät. Dies gibt systematische Messfehler bei Messungen an hochohmigen Spannungsteilern.
![](/fileadmin/filemounts/referate/ajw/Onlinelehrgang/a16/TJ807.gif)
ehemalige Prüfungsfrage
TJ807 Das an den im Bild 16-13 abgebildeten Spannungsteiler angeschlossenen Messgerät ist auf den 10-V-Bereich eingestellt und hat eine Empfindlichkeit von 20 kΩ/V. Welcher Spannungswert wird angezeigt? | |
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![]() | |
3,3 V | |
5 Volt | |
6,7 Volt | |
7,5 Volt |
Lösungsweg (hier klicken zum Anzeigen):
ehemalige Prüfungsfrage
TJ801 Wie werden elektrische Spannungsmesser an Messobjekte angeschlossen, und welche Anforderungen muss das Messgerät erfüllen, damit der Messfehler möglichst gering bleibt? | |
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Der Spannungsmesser ist parallel zum Messobjekt anzuschließen und sollte hochohmig sein. | |
Der Spannungsmesser ist in den Stromkreis einzuschleifen und sollte niederohmig sein. | |
Der Spannungsmesser ist parallel zum Messobjekt anzuschließen und sollte niederohmig sein. | |
Der Spannungsmesser ist in den Stromkreis einzuschleifen und sollte hochohmig sein. |
ehemalige Prüfungsfrage
TJ804 Welches der nachfolgend genannten Messgeräte ist für eine genaue Spannungsmessung zwischen A und B am besten geeignet? | |
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![]() | |
Digital Multimeter mit einer Genauigkeit von ± 0,5 % ± 1 Digit und einem Eingangswiderstand von 10 MΩ in den Gleichspannungsmessbereichen | |
Feinmessgerät der Klasse 0,5 mit einer Empfindlichkeit von 10 kΩ/V | |
Drehspulmessgerät mit einer Empfindlichkeit von 4 kΩ/V | |
Digital Multimeter mit einer Genauigkeit von ± 0,5 % ± 1 Digit und einem Eingangswiderstand von 1 MΩ in den Gleichspannungsmessbereichen |
Widerstandsmessungen
Um einen Widerstand auszumessen, gibt es Ohmmeter. Man schaltet dabei eine Batterie in den Stromkreis und misst den Strom. Die Skala ist dann bereits in Ohm eingeteilt.
Bei der indirekten Widerstandsmessung misst man Spannung und Strom an einem Widerstand. Dabei gilt es, folgende Fehlermöglichkeiten zu vermeiden.
![Zeichnung: Eckart Moltrecht](/fileadmin/filemounts/referate/ajw/Onlinelehrgang/a16/Bild16-14.gif)
Bild A zeigt die stromrichtige Messung. Die Spannung am Widerstand wird leicht falsch gemessen, nämlich um den Spannungsabfall am Innenwiderstand des Strommessers. Bild B zeigt die spannungsrichtige Messung. Jedoch wird der Strom falsch gemessen, weil durch den Strommesser auch noch der zusätzliche (geringe) Messwerkstrom durch den Spannungsmesser angezeigt wird.
Für die jeweilige Messung muss man sich entscheiden, welche der beiden Schaltungen in diesem Fall besser ist. Bei einem hochohmigen Widerstand fließt wenig Strom. Da würde der Fehlerstrom an Schaltung B viel ausmachen, also wählt man besser Schaltung A. Bei einem niederohmigen Widerstand fließt viel Strom durch den Widerstand. Es stört der Fehlerstrom kaum. Also wählt man Schaltung B.
ehemalige Prüfungsfrage
TC101 Welche Schaltung könnte dazu verwendet werden, den Wert eines Widerstandes anhand des Ohmschen Gesetzes zu ermitteln? | |
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Messungen an Verstärkern
![Zeichnung: Eckart Moltrecht](/fileadmin/filemounts/referate/ajw/Onlinelehrgang/a16/Bild16-15.gif)
Mit einem einfachen Gleichstrommessgerät kann man recht gut Fehler an Transistorschaltungen lokalisieren. Im Normalfall sollte bei obiger Emitterschaltung am Punkt C (Kollektor) die halbe Betriebsspannung zu messen sein. So genau kommt es nicht drauf an. Wenn man bei 10 Volt Betriebsspannung dort 4 bis 7 Volt misst, müsste die Schaltung auch noch funktionieren.
Am Emitterwiderstand sollte etwa ein Zehntel der Betriebsspannung liegen. Am Punkt E müsste man also in diesem Fall etwa 1 Volt (0,5 bis 1,5) messen. An der Basis (B) aber muss die Spannung genau 0,6 Volt höher sein als am Emitter, also etwa 1,6 Volt gegenüber Masse.
Wenn am Emitter (Punkt E) die Spannung Null oder am Kollektor (Punkt C) volle Betriebsspannung ist, fließt kein Strom. Der Transistor ist wahrscheinlich kaputt oder der Transistor bekommt keinen Basisstrom, wenn die Basis nach Masse kurzgeschlossen ist oder der obere Spannungsteilerwiderstand hochohmig geworden ist. Wenn die Spannung am Emitterwiderstand dagegen sehr hoch ist, hat der Transistor wahrscheinlich einen Kurzschluss.
ehemalige Prüfungsfrage
TF330 Bei welchem der nachfolgenden Fälle misst man nur eine geringe oder gar keine Spannung am Emitterwiderstand einer ZF-Stufe? | |
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Wenn kein Eingangssignal am Empfänger anliegt. | |
Wenn der Abblockkondensator seine Kapazität verloren hat. | |
Wenn der Transistor eine Unterbrechung hat | |
Wenn der Widerstand hochohmig geworden ist. |
ehemalige Prüfungsfrage
TF327 Bei welchem der folgenden Fälle misst man eine hohe Spannung am Emitterwiderstand einer Empfänger-ZF-Stufe? | |
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Der Transistor hat einen Kurzschluss. | |
Der Widerstand hat einen Kurzschluss. | |
Der Transistor ist hochohmig. | |
Der Abblockkondensator hat nicht mehr die erforderliche Kapazität. |
Mit einem Oszilloskop kann man viel genauer feststellen, welcher Fehler vorliegt. Ein Funkamateur, der NF- oder HF-Schaltungen selber aufbaut, sollte sich ein Oszilloskop zulegen. An den Eingang des Verstärkers legt man ein sinusförmiges Signal und beobachtet gleichzeitig dieses Eingangssignal und das Ausgangssignal. Das Ausgangssignal muss natürlich verstärkt worden sein, also eine mindestens zehnmal größere Amplitude haben und die Kurvenform der Signale muss übereinstimmen. Ist das Signal am Ausgang oben oder unten abgeflacht, liegt der Arbeitspunkt nicht in der Mitte. Ist das Signal sowohl oben wie auch unten abgeflacht. liegt eine Übersteuerung vor. Das Eingangssignal oder die Verstärkung muss reduziert werden. Bei bestimmten Ausgangsformen von verzerrten sinusförmigen Hochfrequenzsignalen kann man erkennen, dass durch Verzerrung Oberwellen entstanden sind.
![Zeichnung: Eckart Moltrecht](/fileadmin/filemounts/referate/ajw/Onlinelehrgang/a16/Bild16-16.gif)
Im Bild 16-16 beispielsweise ist die erste Oberwellen (zweite Harmonische) des sinusförmigen Signals entstanden. Man erkennt es daran, dass genau die doppelte Frequenz als Überlagerung der Sinuskurve zu sehen ist (siehe Kapitel 11: Nichtsinusförmige Signale!).
ehemalige Prüfungsfrage
TD414 Das folgende Oszillogramm zeigt die Ausgangsspannung eines Verstärkers, an dessen Eingang eine rein sinusförmige Wechselspannung anliegt. | |
---|---|
Welche Oberwelle wird von dem Verstärker erzeugt? | |
Die zweite Harmonische | |
Die dritte Harmonische | |
Die vierte Harmonische | |
Die fünfte Harmonische |
Siehe auch Kapitel Technik A12!
ehemalige Prüfungsfrage
TD415 Das folgende Oszillogramm zeigt die Ausgangs- spannung eines Verstärkers, an dessen Eingang eine rein sinusförmige Wechselspannung anliegt. | |
---|---|
Welche Oberwelle wird von dem Verstärker erzeugt? | |
Die zweite Harmonische | |
Die dritte Harmonische | |
Die vierte Harmonische | |
Die fünfte Harmonische |
Messungen an Oszillatoren
Wenn man mit einem Oszilloskop die Signalform ansehen oder mit einem Frequenzzähler die Frequenz eines Oszillators messen will, muss man darauf achten, dass sich bei der Messung die Frequenz nicht verändert, denn jedes Messgerät hat eine Eingangskapazität. Deshalb misst man die Frequenz erst hinter der Pufferstufe, denn die Frequenz ändert sich dadurch ja nicht.
Möchte man die Kurvenform beobachten, kann man auch direkt am Oszillator messen. Allerdings muss man damit rechnen, dass dann die Frequenz nicht mehr stimmt und dass eventuell der Oszillator durch den Eingangswiderstand bedämpft wird. Deshalb muss man in diesem Fall einen Teilertastkopf verwenden.
ehemalige Prüfungsfrage
TD608 Für die Messung der Oszillatorfrequenz sollte der Tastkopf hier vorzugsweise am Punkt | |
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![]() | |
A angelegt werden. | |
B angelegt werden. | |
C angelegt werden. | |
D angelegt werden. |
Messungen an Sendern
Beginnen wir mit einer
ehemalige Prüfungsfrage
TE105 Welches Bild stellt die übermodulation eines AM-Signals dar? | |
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![]() | |
![]() | |
![]() | |
![]() |
Mit einem Oszilloskop kann man das Ausgangssignal eines Senders beobachten. Man moduliert mit einer konstanten Niederfrequenz und triggert das Oszilloskop auf die NF. Dann erhält man ein stehendes Bild des Hüllkurvensignals, während das HF-Signal ein durchgehendes Band (Fläche) darstellt.
ehemalige Prüfungsfrage
TJ701 Was stellt diese Schaltung dar? | |
---|---|
![]() | |
Absorptionsfrequenzmesser | |
HF-Tastkopf | |
Antennenimpedanzmesser | |
HF-Dipmeter |
ehemalige Prüfungsfrage
TJ702 Wozu dient diese Schaltung? Sie dient | |
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![]() | |
zur Messung der Resonanzfrequenz mit einem Frequenzzähler. | |
als Messkopf für Messungen mit einem HF-Dipmeter. | |
zum Abgleich von HF-Schaltungen. | |
als Tastkopf für einen Logiktester. |
ehemalige Prüfungsfrage
TJ703 Was stellt diese Schaltung dar? | |
---|---|
![]() | |
Antennenimpedanzmesser | |
Absorptionsfrequenzmesser | |
Messkopf zur HF-Leistungsmessung | |
HF-Dipmeter |
ehemalige Prüfungsfrage
TJ704 Sie wollen mit der folgenden Messschaltung die Ausgangsleistung eines 2-m-Senders überprüfen, der voraussichtlich zirka 15 W HF-Leistung liefert. Was sollte für die Messung vor die dargestellte Messschaltung geschaltet werden? | |
---|---|
![]() | |
Stehwellenmessgerät | |
25-m-langes Koaxialkabel vom Typ RG213 (MIL) | |
Dämpfungsglied 20 dB, 20 Watt | |
Adapter BNC-Buchse auf N-Stecker |
ehemalige Prüfungsfrage
TJ705 Was muss für die genaue Messung der HF-Ausgangsleistung eines Senders mit einer solchen Schaltung berücksichtigt werden? | |
---|---|
![]() | |
Bei den Umrechnungen darf nur mit dem Effektivwert gerechnet werden | |
R1 muss genau 50 Ω betragen. | |
Korrekturwerte, die z.B. aus Vergleichsmessungen stammen. | |
Die Messschaltung muss vor jeder Messung mit einem Dipmeter überprüft werden. |
ehemalige Prüfungsfrage
TJ708 Für den Bau einer Dummy Load wurden Schichtwiderstände von 150 Ohm / 1 Watt verwendet. Jeweils vier Widerstände wurden in Serie geschaltet und durch Parallelschaltung dieser Serienschaltungen wurden zirka 50 Ohm erreicht. Wie viele Widerstände wurden insgesamt benötigt und welche Dauerleistung verträgt die Dummy Load? | |
---|---|
![]() | |
gesamt 48 Widerstände, 12 Watt | |
gesamt 48 Widerstände, 48 Watt | |
gesamt 12 Widerstände, 48 Watt | |
gesamt 16 Widerstände, 16 Watt |
Lösungsweg (hier klicken zum Anzeigen):
ehemalige Prüfungsfrage
TJ832 Mit der nebenstehenden Schaltung soll die Ausgangsleistung eines 2-m-Handfunkgerätes gemessen werden. D1 und D2 sind Schottkydioden mit UF = 0,23 V. Am Ausgang wird mit einem Digitalvoltmeter eine Gleichspannung von 15,3 V gemessen. Wie groß ist etwa die HF-Leistung am Eingang der Schaltung? | |
---|---|
![]() | |
Zirka 1,2 Watt | |
Zirka 4,7 Watt | |
Zirka 600 mW | |
Zirka 2,4 Watt |
Lösungsweg (hier klicken zum Anzeigen):
ehemalige Prüfungsfrage
TJ833 Die Leistung eines 2-m-Senders soll mit einer künstlichen 50-Ω-Antenne bestimmt werden,
die über eine Anzapfung bei 5 Ω vom erdnahen Ende verfügt. Zur Messung an diesem Punkt wird die nebenstehende Schaltung eingesetzt.
D1 und D2 sind Schottkydioden mit UF = 0,23 V. Am Ausgang der Schaltung wird dabei mit einem Digitalvoltmeter eine Gleichspannung von 15,3 V gemessen. Wie groß ist etwa die HF-Leistung des Senders? | |
---|---|
![]() | |
Zirka 60 Watt | |
Zirka 480 Watt | |
Zirka 340 Watt | |
Zirka 240 Watt |
Lösungsweg (hier klicken zum Anzeigen):
Messung der Senderleistung
Wenn man einen SSB-Sender mit einem sinusförmigen Ton moduliert, erhält man als Ausgangssignal nur eine einzige Frequenz. Dies bedeutet, dass es keine Hüllkurve gibt. Es sieht genau so aus wie ein CW-Träger. Um die Modulation eines SSB-Senders beurteilen zu können, muss man den Sender mit zwei verschiedenen Tönen gleicher Amplitude ausmodulieren. Man nennt dieses Signal ein Zweiton-SSB-Testsignal. Dieses sieht dann genau so aus wie ein Doppelseitenbandsignal (DSB).
![Zeichnung: Eckart Moltrecht](/fileadmin/filemounts/referate/ajw/Onlinelehrgang/a16/Bild16-17.gif)
Bei SSB-Sendern wird meistens die Spitzen-Hüllkurvenleistung angegeben. Das ist der Effektivwert der Leistung für den höchsten Punkt der Hüllkurve, bevor der Sender übersteuert. Zur Messung wird der Sender mit einem Zweitonsignal ausgesteuert und an einer 50-Ohm-Dummy-Load (Widerstand als künstliche Antenne) die Spitzenspannung gemessen oder mit einem Oszilloskop angezeigt.
Steht kein Zweitonoszillator zur Verfügung, kann die Messung auch mit einer Eintonaussteuerung (CW) erfolgen. Jedoch wird die Spannung etwas kleiner sein, da die Betriebsspannung bei dieser Vollaussteuerung wegen des höheren mittleren Stroms etwas geringer wird. Diese Leistung nennt man dann Sinusleistung.
Die hohe Wechselspannung an der Ausgangsbuchse eines Senders direkt zu messen, führt gelegentlich zu Problemen. Deshalb wird gern an der Ausgangsbuchse ein Spannungsteiler angeschlossen und dann mit einer Diodenschaltung diese geringe Teilspannung gleichgerichtet und mit einem einfachen Gleichstrominstrument gemessen. So kann man eine Aussage machen über die ungefähre Ausgangsleistung. Allerdings stimmt die Berechnung nur, wenn der Sender mit seinem Nennausgangswiderstand (50 Ohm) abgeschlossen ist. Bei einem schlechten SWR misst man unter Umständen eine viel zu hohe oder zu niedrige Spannung.
ehemalige Prüfungsfrage
TJ830 Dem Eingang der folgenden Messschaltung wird eine HF-Leistung von 1 Watt zugeführt. D ist eine Schottkydiode mit UF = 0,23 V. Welche Spannung UA ist am Ausgang A zu erwarten, wenn die Messung mit einem hochohmigen Voltmeter erfolgt? | |
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![]() | |
4,8 V | |
3,3 V | |
7,1 V | |
9,8 V |
Lösungsweg (hier klicken zum Anzeigen):
ehemalige Prüfungsfrage
TJ831 Bei der folgenden Schaltung besteht R1 aus einer Zusammenschaltung von Widerständen, die einen Gesamtwiderstand von 50,77 Ω hat und etwa 200 Watt aufnehmen kann. D ist eine Siliziumdiode mit UF = 0,7 V. Am Ausgang wird mit einem Digitalvoltmeter eine Gleichspannung von 14,9 V gemessen. Wie groß ist etwa die HF-Leistung am Eingang der Schaltung? | |
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![]() | |
4,7 Watt | |
37,8 Watt | |
9,5 Watt | |
19 Watt |
Lösungshinweis (hier klicken zum Anzeigen):
ehemalige Prüfungsfrage
TJ834 Das folgende Bild zeigt das Zweiton-SSB-Ausgangssignal eines KW-Senders, das mit einem Oszilloskop ausreichender Bandbreite über einen 10:1-Tastkopf direkt an der angeschlossenen künstlichen 50-Ω-Antenne gemessen wurde. Welche Ausgangsleistung (PEP) liefert der Sender? | |
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| |
36,0 W | |
144 W | |
400 W | |
576 W |
Hinweis: Siehe Lösungsweg bei der folgenden Aufgabe!
ehemalige Prüfungsfrage
TJ835 Das folgende Bild zeigt das Zweiton-SSB-Ausgangssignal eines KW-Senders, das mit einem Oszilloskop ausreichender Bandbreite über einen 2:1-Tastkopf direkt an der angeschlossenen künstlichen 50-Ω-Antenne gemessen wurde. Welche Ausgangsleistung (PEP) liefert der Sender? | |
---|---|
| |
36,0 W | |
144 W | |
400 W | |
576 W |
Lösungsweg (hier klicken zum Anzeigen):
ehemalige Prüfungsfrage
TJ836 Das folgende Bild zeigt das Zweiton-SSB-Ausgangssignal eines KW-Senders, das mit einem Oszilloskop ausreichender Bandbreite über einen 2:1-Tastkopf direkt an der angeschlossenen künstlichen 50-Ω-Antenne gemessen wurde. Welche Ausgangsleistung (PEP) liefert der Sender? | |
---|---|
| |
36,0 W | |
144 W | |
400 W | |
1,6 kW |
Lösungsweg (hier klicken zum Anzeigen):
ehemalige Prüfungsfrage
TG233 Welche Aufgabe hat diese Schaltung am Senderausgang und was ist bei der Bemessung des Spannungsteilers
zu beachten?
| |
---|---|
Sie dient als HF-Spannungsmesser. Der Spannungsteiler R1/R2 muss so bemessen sein, dass die Spannungsbelastbarkeit der Diode nicht überschritten wird. Der Widerstand R1 muss so bemessen sein, dass die an der Diode entstehenden Oberwellen von der Antenne möglichst hoch entkoppelt sind. | |
Sie dient als SWR-Anzeige. Der Spannungsteiler R1/R2 wird mit Hilfe eines Reflektometers voreingestellt. Die Spannungsbelastbarkeit der Diode darf nicht überschritten werden. Der Widerstand R1 muss so bemessen sein, dass die an der gekrümmten Kennlinie der Diode zusätzlich entstehenden Oberwellen nicht die Messung verfälschen. | |
Sie dient als Antennenimpedanzmesser. Der Spannungsteiler R1/R2 wird als Impedanzanpassung der Messdiode verwendet. Die Spannungsbelastbarkeit der Diode darf nicht überschritten werden. Der Widerstand R1 muss so bemessen sein, dass die an der gekrümmten Kennlinie der Diode zusätzlich entstehenden Oberwellen nicht die Messung verfälschen. | |
Sie dient als Leistungsmesser. Über den Spannungsteiler R1/R2 wird das HF-Hitzdraht-Amperemeter kalibriert. Der Widerstand R1 muss so bemessen sein, dass die an der gekrümmten Kennlinie der Diode zusätzlich entstehenden Oberwellen vom Messinstrument möglichst hoch entkoppelt sind und nicht die Messung verfälschen. |
ehemalige Prüfungsfrage
TG307 Wie und wo wird die Ausgangsleistung eines SSB-Senders gemessen? | |
---|---|
Am Speisepunkt der Antenne wird bei Eintonaussteuerung die Leistung gemessen. | |
An der Antennenbuchse wird bei Ein- oder Zweitonaussteuerung die Leistung gemessen. | |
An der Antennenbuchse wird bei Sprachmodulation die maximale Hüllkurvenleistung (PEP) gemessen. | |
Am Speisepunkt der Antenne wird bei Sprachmodulation die maximale Hüllkurvenleistung (PEP) gemessen. |
Messungen an Antennen
![Zeichnung: Eckart Moltrecht](/fileadmin/filemounts/referate/ajw/Onlinelehrgang/a16/Bild16-16_Stehwellen.gif)
Wie gut eine Antenne an die Zuleitung oder die Zuleitung an den Senderausgang angepasst ist, kann mit dem Stehwellenverhältnis s (SWR oder VSWR) oder dem Reflexionsfaktor r beschreiben werden. Schickt man hochfrequente Leistung auf ein Kabel und wird wegen einer Fehlanpassung der Antenne an das Kabel nicht alle Energie abgenommen, wird dieser Teil reflektiert und wandert wieder zurück in Richtung Sender.
Dabei überlagert sich diese rücklaufende Welle Ur mit der vorlaufenden Welle Uv. Es entstehen in regelmäßigen Abständen λ/2 vom Leitungsende aus gerechnet Wellenberge (Uv +Ur) und Wellentäler (Uv -Ur ). Das Verhältnis von maximaler Spannung (Umax) zu minimaler Spannung (Umin) nennt man Stehwellenverhältnis VSWR (voltage standing wave ratio), manchmal auch nur SWR. Als Formel geschrieben erhalten wir (siehe Bild 16-18):
\[ \boxed { s = \frac{U_{max}}{U_{min}} = \frac{U_v + U_r}{U_v - U_r} } \]In der Hochfrequenzmesstechnik rechnet man häufig mit dem Reflexionsfaktor, den man mit einem Reflektometer (siehe Lektion 17: Schaltungs- und Gerätetechnik) direkt messen kann. Der Reflexionsfaktor ist direkt das Verhältnis der Spannung der rücklaufenden zur vorlaufenden Welle.
\[ \boxed { |r| = \frac{U_r}{U_v} } \]Der Reflexionsfaktor kann auch mathematisch "komplex" werden. Für die folgenden Betrachtungen ist aber nur der Betrag des Reflexionsfaktors erforderlich. Meint man den Betrag einer Größe, so schreibt man die Größe zwischen zwei senkrechten Strichen. Der Betrag einer Zahl ist ihr Abstand von Null. Er ist immer eine positive reelle Zahl. Der Betrag von r kann Werte zwischen 0 und 1 annehmen.
Es sollen nun Formeln abgeleitet werden, die eine Umrechnung vom VSWR in den Reflexionsfaktor und umgekehrt ermöglichen. Aus Bild 16-18 erkennen wir
\[ \begin{align} U_{max} &= U_v + U_r\ \text{und}\ U_{min} = U_v - U_r \quad \text{Ferner ist}\ U_r = |r| \cdot U_v\ \text{.} \\ \\ &\text{Eingesetzt ergibt:}\ \\ \\ U_{max} &= U_v + |r| \cdot U_v = U_v \left( 1 + |r| \right) \\ U_{min} &= U_v - |r| \cdot U_v = U_v \left( 1 - |r| \right) \\ \\ s &= \dfrac{U_{max}}{U_{min}} = \dfrac{U_v \left( 1 + |r| \right)}{U_v \left( 1 - |r| \right)} \\ \\ &\boxed{s = \dfrac{1 + |r|}{1 - |r|}} \end{align} \]Oder umgestellt
\[ \begin{align} s - s \cdot |r| &= 1 + |r| \\ \\ s - 1 = |r| + s \cdot |r| &= |r| \cdot ( 1 + s) \\ \\ \boxed { |r| = \frac{s - 1}{s + 1} } \end{align} \]Die eingerahmten Formeln finden Sie auch in der Formelsammlung des Fragenkatalogs zur Prüfung der Klasse A, den Sie bei der Prüfung ausgehändigt bekommen.
Beispiel
Mit einem Richtkoppler wurde die vorlaufende Spannung mit 100 µV gemessen und die rücklaufende mit 50 µV. Wie groß ist das Stehwellenverhältnis?
Lösung:
\[ s = \frac{100 \ \mu \text{V} + 50 \ \mu \text{V}}{100 \ \mu \text{V} - 50 \ \mu \text{V}} = \frac{150 \ \mu \text{V}}{50 \ \mu \text{V}} = 3 \]Man könnte auch auf dem Umweg über den Reflexionsfaktor rechnen. Wenn die Hälfte der Spannung reflektiert wird, ist der Reflexionsfaktor 0,5.
\[ s = \frac{1 + 0{,}5}{1 - 0{,}5} = \frac{1{,}5}{0{,}5} = 3 \]Wenn die Hälfte der Spannung reflektiert wird, ergibt sich also ein Stehwellenverhältnis von 3. Für den Sonderfall, dass keine Hochfrequenz reflektiert wird, ergibt sich folgendes Stehwellenverhältnis.
\[ s = \frac{1 \ \text{V} + 0}{1 \ \text{V} -0} = \frac{1 \ \text{V}}{1 \ \text{V}} = 1 \]Merken Sie sich: Bei einem Stehwellenverhältnis von 1 (bzw. 1:1) liegt optimale Anpassung vor.
Aufgabe
Mit einem Vorwiderstand von 1 kΩ wurde ein Strommesser zu einem Spannungsmesser erweitert. Berechnen Sie das Stehwellenverhältnis, wenn für die
Summenspannung ein Wert von 100 (µA) und für die Differenzspannung ein Wert von 33,3 (µA) gemessen wurde.
Aus Kapitel A10: Skala eines Stehwellenmessgerätes
Ob Strom oder Spannung - die Berechnung bleibt gleich. Trägt man für alle möglichen Verhältnisse das SWR in eine Skala eines Messgerätes ein, kann man ohne weitere Rechnung das SWR direkt ablesen.
Ableseübung
Wie groß ist das SWR, wenn der Zeigerausschlag bei
a) 10, b) 20, c) 33, d) 50 e) 66 (µA) steht?
Lösungen: a) 1,2 b) 1,4 c) 2 d) 3 e) 4,9
ehemalige Prüfungsfrage
TJ404 Ein Stehwellenmessgerät wird in ein ideal angepasstes Sender-/Antennensystem eingeschleift. Das Messgerät sollte | |
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ein Stehwellenverhältnis von 1 anzeigen. | |
einen Rücklauf von 100 % anzeigen. | |
ein Stehwellenverhältnis von 1:0 anzeigen. | |
ein Stehwellenverhältnis von 0:1 anzeigen. |
Ein Stehwellenmessgerät besteht aus einem Richtkoppler und einer Anzeige. Der Aufbau eines solchen Richtkoppler wird in der Lektion 17: SWR-Meter ausführlich beschrieben. So sieht die Schaltung aus.
![Zeichnung: Eckart Moltrecht](/fileadmin/filemounts/referate/ajw/Onlinelehrgang/a16/Bild16-11.gif)
Die Messung geht nun folgendermaßen vor sich. Man schickt die zu messende Hochfrequenz durch das Koaxkabel zur Antenne. Dann misst man jeweils die Spannung an den Enden der beiden in die Koaxleitung eingezogenen Stegleitungen. Aus diesen Spannungswerten kann man gemäß untenstehender Formel das Stehwellenverhältnis (SWR) berechnen.
Ein SWR ist also immer größer als Eins. Man gibt es meistens als Verhältnis bezogen auf 1 an, beispielsweise 3 : 1 oder 1,5 : 1. Das beste SWR ist 1 : 1. Viele moderne Sender regeln die Leistung automatisch zurück, wenn das SWR schlechter als 2 : 1 wird. In diesem Fall muss man die Antennenanlage anpassen. Mehr zur Anpassung und zur Messung und zur Berechnung des Stehwellenverhältnisses haben Sie bereits in der Lektion 10: HF-Leitungen kennen gelernt.
ehemalige Prüfungsfrage
TJ401 Bei dieser Schaltung handelt es sich um | |
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![]() | |
ein Impedanzmessgerät. | |
ein Reflektometer. | |
einen Absolutleistungsmesser. | |
einen Absorptionsfrequenzmesser. |
ehemalige Prüfungsfrage
TJ402 Für welchen Zweck wird eine Stehwellenmessbrücke verwendet? | |
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Zur überprüfung der Anpassung des Senders an die Antenne | |
zur Frequenzkontrolle. | |
zur Modulationskontrolle. | |
als Abschluss des Senders. |
ehemalige Prüfungsfrage
TJ403 Ein Stehwellenmessgerät misst bei einer HF-Leitung im Grunde | |
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die vorlaufende und rücklaufende Leistung am eingebauten Abschlusswiderstand. | |
die vorhandene Impedanz in Vor- und Rückrichtung der Leitung. | |
die Summen der Spannungen die kapazitiv und induktiv bei einer Koppelschleife einkoppeln. | |
die Maximalspannung (Umax) und die Minimalspannung (Umin) auf der Leitung. |
ehemalige Prüfungsfrage
TJ404 Ein Stehwellenmessgerät wird in ein ideal angepasstes Sender-/Antennensystem eingeschleift. Das Messgerät sollte | |
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ein Stehwellenverhältnis von 1:1 anzeigen. | |
einen Rücklauf von 100% anzeigen. | |
ein Stehwellenverhältnis von 0 anzeigen. | |
ein Stehwellenverhältnis von 1:0 anzeigen. |
ehemalige Prüfungsfrage
TJ405 Welches dieser Instrumente kann für die Anzeige der Anpassung zwischen einem UHF-Sender und der Speiseleitung verwendet werden? | |
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Interferometer | |
Universalmessgerät mit Widerstandsanzeige | |
Ein Reflektometer | |
Anpassungsübertrager |
Die Höhe der reflektierten Spannung Ur und damit Umax und Umin hängt direkt vom Grad der Fehlanpassung, also vom Verhältnis Abschlusswiderstand R2 (z.B. Antennenwiderstand) zum Wellenwiderstand Z der Zuleitung ab. Ist der Abschlusswiderstand größer als der Wellenwiderstand Z des Kabels, gilt folgende Formel
\[ \boxed{ s = \frac{U_{max}}{U_{min}} = \frac{R_2}{Z} \quad \text{für} \ R_2 \geq Z } \]Ist der Abschlusswiderstand kleiner als Z, gilt folgende Formel.
\[ \boxed{ s = \frac{U_{max}}{U_{min}} = \frac{Z}{R_2} \quad \text{für} \ R_2 \leq Z } \]Beispiel
Wie groß ist das Stehwellenverhältnis, wenn ein 50-Ω-Kabel mit einem Widerstand von a) 100 Ω, b) 10 Ω abgeschlossen wird?
Lösungen:
\[ \text{a)} \quad s = \frac{100 \ \Omega}{50 \ \Omega} = 2 \quad \quad \text{b)} \quad s = \frac{100 \ \Omega}{10 \ \Omega} = 5 \]
ehemalige Prüfungsfrage
TH221 Ein Kabel mit einem Wellenwiderstand von 75 Ohm wird zur Speisung eines Faltdipols verwendet. Welches Stehwellenverhältnis (VSWR) s kann man auf der Leitung erwarten? | |
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0,3 | |
ca. 1,5 bis 2 | |
ca. 3,2 bis 4 | |
5,7 |
Lösungsweg (hier klicken zum Anzeigen):
ehemalige Prüfungsfrage
TJ824 Zur Überprüfung eines Stehwellenmessgerätes wird dessen Ausgang mit einem 150-Ω-Widerstand abgeschlossen. Welches Stehwellenverhältnis muss das Messgerät anzeigen, wenn die Impedanz von Messgerät und Sender 50 Ω beträgt? | |
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2 | |
2,5 | |
3,33 | |
3 |
Bisher wurde nur mit Spannungen gerechnet (VSWR). Interessant ist häufig auch, wie viel Prozent der Leistung denn eigentlich von der Antenne aufgenommen wird. Deshalb soll dazu eine Formel abgeleitet werden. \[ \begin{align} &\text{Grundsätzlich gilt} \quad P = \frac{U^2}{R} \\ \\ U_r^2 &= P_r \cdot R \ \text{und} \ U_v^2 = P_v \cdot R \\ \\ \frac{U_r^2}{U_v^2} &= \frac{P_R \cdot R}{P_V \cdot R} = \frac{P_r}{P_v} \quad | \ \text{daraus die } \surd \\ \\ & \boxed{ |r| = \frac{U_r}{U_v} = \sqrt{\frac{P_r}{P_v}} } \end{align} \]
ehemalige Prüfungsfrage
TH422 Am Eingang einer Antennenleitung misst man ein VSWR von 3. Wie groß ist in etwa die rücklaufende Leistung am Messpunkt, wenn die vorlaufende Leistung dort 100 Watt beträgt? | |
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12,5 W | |
25 W | |
50 W | |
75 W |
Lösung etwas weiter unten!
ehemalige Prüfungsfrage
TJ406 Eine Antenne hat ein Stehwellenverhältnis (VSWR) von 3. Wie viel Prozent der vorlaufenden Leistung wird an der Stoßstelle Kabel-Antenne reflektiert? | |
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25 % | |
33 % | |
50 % | |
75 % |
Lösung: unterhalb der folgenden Aufgabe!
ehemalige Prüfungsfrage
TH220 Eine Antenne hat ein Stehwellenverhältnis (VSWR) von 3. Wie viel Prozent der Sendeleistung wird von der Antenne abgestrahlt, wenn sonst keine weiteren Verluste auftreten und keine Anpassung erfolgt? | |
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25 % | |
50 % | |
75 % | |
29 % |
Lösungsweg (hier klicken zum Anzeigen):
ehemalige Prüfungsfrage
TH329 Am Eingang einer HF-Übertragungsleitung werden 100 W HF-Leistung bei richtiger Anpassung eingespeist. Die Dämpfung der Leitung beträgt 3 dB. Welche Leistung wird bei Leerlauf oder Kurzschluss am Leitungsende reflektiert, wenn dabei am Leitungsende keine Leistung verbraucht oder abgestrahlt wird? | |
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25 Watt | |
50 Watt | |
50 Watt bei Leerlauf und 0 Watt bei Kurzschluss | |
0 Watt bei Leerlauf und 50 Watt bei Kurzschluss |
Lösungsweg (hier klicken zum Anzeigen):
ehemalige Prüfungsfrage
TH330 Am Eingang einer Antennenleitung, deren Dämpfung mit 5 dB berechnet wurde, werden 10 Watt HF-Leistung eingespeist. Mit der am Leitungsende angeschlossenen Antenne misst man am Leitungseingang ein VSWR von 1. Welches VSWR ist am Leitungseingang zu erwarten, wenn die Antenne am Leitungsende abgeklemmt wird? | |
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Ein VSWR von zirka 3,6 oder mehr. | |
Ein VSWR von zirka 1,9 oder weniger. | |
Ein VSWR von zirka 0, da sich vorlaufende und rücklaufende Leistung gegenseitig auslöschen. | |
Ein VSWR, das gegen unendlich geht, da am Ende der Leitung die gesamte HF-Leistung reflektiert wird. |
Lösungsweg (hier klicken zum Anzeigen):
ehemalige Prüfungsfrage
TH331 Am Eingang einer Antennenleitung, deren Dämpfung mit 3 dB berechnet wurde, werden 10 Watt HF-Leistung eingespeist. Mit der am Leitungsende angeschlossenen Antenne misst man am Leitungseingang ein VSWR von 3. Mit einer künstlichen 50-Ω-Antenne am Leitungsende beträgt das VSWR am Leitungseingang etwa 1. Was lässt sich aus diesen Messergebnissen schließen? | |
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Die Antennenleitung ist fehlerhaft, an der Antenne kommt so gut wie keine HF-Leistung an. | |
Die Antenne ist fehlerhaft. Sie strahlt so gut wie keine HF-Leistung ab. | |
Die Antennenanlage ist in Ordnung. Es werden etwa 5 Watt HF-Leistung abgestrahlt. | |
Die Antennenanlage ist in Ordnung. Es werden etwa 3,75 Watt HF-Leistung abgestrahlt. |
Lösungsweg (hier klicken zum Anzeigen):
![Zeichnung: Eckart Moltrecht](/fileadmin/filemounts/referate/ajw/Onlinelehrgang/a10/Bild10-5.gif)
Das Stehwellenmessgerät wird an der Stelle einer Antennenanlage eingeschleift, wo das SWR bestimmt werden soll. Möchte man die Antenne selbst überprüfen, setzt man das SWR-Meter zwischen Antennenkabel und Antenneneingang. Möchte man mit einem Universalanpassgerät (Matchbox) eine Antennenanlage inklusive Kabel anpassen, sieht es folgendermaßen aus.
ehemalige Prüfungsfrage
TJ821 Wie misst man das Stehwellenverhältnis? Man misst es | |
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mit einer SWR-Messbrücke oder einer Messleitung. | |
mit einem Absorptionsfrequenzmesser oder einem Dipmeter. | |
durch Strommessung am Anfang und am Ende der Speiseleitung. | |
durch Spannungsmessung am Anfang und am Ende der Speiseleitung. |
ehemalige Prüfungsfrage
TJ822 Ein Stehwellenmessgerät wird bei Sendern zur Messung | |
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der Bandbreite eingesetzt. | |
der Oberwellenausgangsleistung eingesetzt. | |
der Antennenanpassung eingesetzt. | |
des Wirkungsgrades eingesetzt. |
ehemalige Prüfungsfrage
TJ823 An welchem Punkt sollte das Stehwellenmessgerät eingeschleift werden, um zu prüfen, ob der Sender gut an die Antennenanlage angepasst ist? | |
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![]() | |
Punkt 1 | |
Punkt 2 | |
Punkt 3 | |
Punkt 4 |
Viel Erfolg beim Lehrgang wünscht Ihnen Eckart Moltrecht DJ4UF!
Zur Lehrgangs-Übersicht Technik Klasse A
Copyright-Hinweis: | |
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Letzte Bearbeitung: 24.07.2017 DJ4UF, 04.04.2020 DH8GHH
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