Ein Netzteil macht aus der Wechselspannung aus der Steckdose eine saubere Gleichspannung: Transformator, Gleichrichter, Siebung und Regelung. Der Oszillator erzeugt die Schwingung, mit der ein Sender arbeitet.
Das lernst du: Strom- und Spannungsversorgung · Oszillator
Der Lernstoff
Netzteil, Akku und der Stromkreis zum Funkgerät
Ein Funkgerät braucht Gleichspannung, das Hausnetz liefert Wechselspannung — genau diese Lücke schließt das Netzgerät: es macht aus 230 V Wechselspannung eine niedrige, geglättete Gleichspannung, üblicherweise etwa 13,8 V. Diese Zahl ist kein Zufall, aber sie ist nicht die Ruhespannung eines Akkus: ein voller 12-V-Bleiakku hat etwa 12,7 V. 13,8 V ist die Spannung des Bordnetzes bei laufendem Motor, also die Ladeerhaltungsspannung. Weil Funkgeräte für den Mobilbetrieb gebaut werden, liefert das Netzteil dieselbe Spannung. Der zweite Grundgedanke ist der Stromkreis. Strom fließt nur im KREIS: hin durch den einen Leiter, durch das Gerät, und im anderen Leiter zurück. Deshalb ist die Versorgungsleitung zweipolig — nicht um mehr Strom zu tragen, und schon gar nicht, weil einer der beiden Leiter eine Erdung wäre. Über die Erde darf der Betriebsstrom niemals zurückfließen. Aus dem Kreis folgt auch, dass es auf die Richtung ankommt: Gleichstrom hat eine Polarität, und ein Funkgerät ist innen darauf ausgelegt. Wird verpolt angeschlossen, geht es kaputt — deshalb ist die Farbregel keine Kosmetik: Plus rot, Minus schwarz. Gute Netzteile fangen den Rest ab, was sie können: sie begrenzen den Strom im Kurzschlussfall und schalten bei Überhitzung ab. Sie können aber nicht verhindern, dass ein falsch angeschlossenes Gerät Schaden nimmt. Auf der Netzseite ist der dritte Kontakt im Schukostecker der Schutzleiter: er verbindet das Gerätegehäuse mit dem PE-Leiter der Steckdose, damit bei einem Isolationsfehler die Sicherung auslöst, statt dass das Gehäuse unter Spannung steht. Und bei Akkus ist die eine große Gefahr der Kurzschluss: ein Akku kann sehr viel Strom auf einmal abgeben, der Leiter glüht, der Akku wird heiß und kann bersten. Die Klasse E fragt nach der QUALITÄT einer Spannungsquelle, und das Maß dafür ist die Spannungskonstanz unter Last: eine gute Quelle hält ihre Spannung, auch wenn Strom gezogen wird. Bei einem Sender ist das keine Feinheit — bricht die Spannung im Sendeaugenblick ein, verzerrt das Signal. Daraus ergibt sich auch der Handel beim Schaltnetzteil. Es arbeitet nicht mit einem schweren Netztransformator, sondern zerhackt die Spannung mit hoher Frequenz; deshalb ist es leicht, klein und hat einen hohen Wirkungsgrad. Genau dieses Zerhacken ist aber sein Nachteil: es erzeugt selbst Hochfrequenz und kann damit den Empfang stören. Der Vorteil und der Nachteil haben also dieselbe Ursache, und wer das weiß, muss sich keinen von beiden merken.
Aufgabe des Netzgeräts
Gleichspannung aus 230 V Wechselspannung
Nicht umgekehrt, und keine Stabilisierung der 230 V.
Übliche Ausgangsspannung
etwa 13,8 V Gleichspannung
Die Bordnetzspannung eines Fahrzeugs bei laufendem Motor.
Warum zweipolig
hin im einen, zurück im anderen Leiter
Der Stromkreis muss über den Transceiver geschlossen sein.
Nicht über die Erde
kein Rückweg über Erde
Betriebsstrom gehört nie in den Schutzleiter.
Klemmenfarben
Plus rot, Minus schwarz
Grüngelb ist ausschließlich Schutzleiter.
Beim Anschließen
auf die Polung achten
Das ist der eine kritische Punkt.
Folge einer Verpolung
Beschädigung des Funkgeräts
Nicht nur ein verzerrtes Signal.
Schutzeinrichtungen
Strombegrenzung und Thermoabschaltung
In hochwertigen Gleichspannungsnetzgeräten.
Schutzkontakt im Stecker
Verbindung zum PE-Leiter
Nicht zu N, nicht zu L, und keine Brücke zwischen PE und N.
Akkus und Batterien
Kurzschluss vermeiden
Sehr hoher Strom, Hitze, Brand- und Berstgefahr.
Gute Gleichspannungsquelle
hohe Spannungskonstanz bei Belastung
Die Spannung soll nicht einbrechen, wenn Strom gezogen wird.
Schaltnetzteil, Vorteile
hoher Wirkungsgrad, leicht, klein
Deshalb sitzt es in fast jedem modernen Gerät.
Schaltnetzteil, Nachteil
kann hochfrequente Störungen erzeugen
Es arbeitet selbst mit hoher Schaltfrequenz — das ist der Preis.
Merken: Aus 230 V Wechselspannung macht das Netzteil etwa 13,8 V Gleichspannung — die Bordnetzspannung im Fahrzeug bei laufendem Motor. Zwei Leiter, weil der Strom im Kreis fließt: hin und zurück, niemals über die Erde. Plus rot, Minus schwarz, und Verpolen zerstört das Gerät. Der dritte Kontakt im Schukostecker ist der PE-Leiter. Eine gute Gleichspannungsquelle hält ihre Spannung unter Last. Ein Schaltnetzteil ist leicht, klein und wirkungsvoll, WEIL es zerhackt — und es stört, aus demselben Grund.
Ein Sender hat eine Aufgabe, die man in vier Schritte zerlegen kann, und jeder Schritt ist eine Stufe. Zuerst muss überhaupt eine Hochfrequenz entstehen — das ist der Oszillator, ein Schwingungserzeuger. Er MISST nichts und verstärkt nichts; er macht aus Gleichspannung eine Schwingung, und das ist der Anfang jeder Aussendung. Dann muss die Nachricht hinein und die Schwingung auf die Betriebsfrequenz gebracht werden: das tut der Mischer, der zwei Frequenzen zusammenbringt und daraus neue erzeugt. Beim Mischen entstehen immer mehr Frequenzen als gebraucht werden, also muss danach ein Filter die gewünschte heraussuchen und den Rest wegwerfen. Erst zum Schluss kommt der Leistungsverstärker, der das saubere, schwache Signal auf Sendeleistung bringt. Bei einem einfachen Sender ist die Reihenfolge damit festgelegt: Oszillator, Mischer, Filter, Leistungsverstärker. Verstärken darf man erst am Ende, denn jede Stufe verstärkt auch das mit, was vorher hineingeraten ist — Dreck, den man zuerst verstärkt und dann filtert, hat unterwegs schon Leistung gekostet und Verzerrungen erzeugt. Ein Demodulator oder ein NF-Verstärker am Ausgang gehören dagegen in den EMPFÄNGER; wer sie im Sender sucht, hat die Richtung verwechselt. Ein Filter hinter dem Sender hat immer dieselbe Aufgabe: das Nutzband durchlassen und alles andere sperren, insbesondere die Oberschwingungen, die ein Verstärker unvermeidlich mit erzeugt. Ein Filter, das die Oberwellen durchlässt oder das Nutzband sperrt, wäre genau falsch herum eingebaut.
Oszillator
Schwingungserzeuger
Kein Messgerät, kein Verstärker, kein Filter.
Mischer
bringt auf die Betriebsfrequenz
Erzeugt dabei auch unerwünschte Frequenzen.
Filter
sucht das Gewünschte heraus
Nach dem Mischer zwingend nötig.
Leistungsverstärker
bringt auf Sendeleistung
Erst am Ende, wenn das Signal sauber ist.
Reihenfolge
Oszillator, Mischer, Filter, Leistungsverstärker
So steht es im Katalog.
Gehört zum Empfänger
Demodulator, NF-Verstärker
Nicht in den Sendezweig.
Filter hinter dem Sender
Nutzband durchlassen
Und alles andere sperren, besonders die Oberschwingungen.
Merken: Erzeugen, mischen, filtern, verstärken — in dieser Reihenfolge. Der Oszillator erzeugt, er misst nicht. Verstärkt wird zuletzt, weil jede Verstärkung auch den Schmutz mitnimmt. Und ein Filter hinter dem Sender lässt das Nutzband durch und sperrt den Rest.
ND101Ein Mobilfunktransceiver ist an ein Netzgerät angeschlossen. Welche Aufgabe hat das Netzgerät?ab Klasse N
Die Stabilisierung der 230 V Wechselspannung.
Erzeugung einer Wechselspannung aus einer Gleichspannung.
Erzeugung einer Gleichspannung aus dem 230 V Wechselspannungsnetz.
Eine Internetverbindung zum Funkgerät herzustellen.
Lösung und Erklärung zeigen
Richtig ist C: Erzeugung einer Gleichspannung aus dem 230 V Wechselspannungsnetz.
Kniff: Prüfe bei jeder Antwort getrennt, was hineingeht und was herauskommt. Hinein gehen 230 V Wechselspannung, heraus muss eine niedrige Gleichspannung kommen. Eine Antwort dreht diese Richtung, eine lässt die Umwandlung ganz weg.
Warum die anderen nicht stimmen:
Die Stabilisierung der 230 V Wechselspannung. – Hier bleibt am Ausgang Wechselspannung, und auch die Höhe ändert sich nicht — ein Transceiver könnte damit nichts anfangen. Stabilisiert wird die eigene Ausgangsspannung des Netzteils, nicht das Hausnetz.
Eine Internetverbindung zum Funkgerät herzustellen. – Ein Netzgerät hat mit einem Datennetz nichts zu tun. Das Wort „Netz“ meint hier das Stromnetz, und geliefert wird Spannung, keine Verbindung.
Erzeugung einer Wechselspannung aus einer Gleichspannung. – Das ist die umgekehrte Richtung und beschreibt einen Wechselrichter, der aus einem Akku 230 V macht. Am Ausgang hängt hier aber das Funkgerät, und das braucht Gleichspannung.