Strom und Spannung messen, das Stehwellenmessgerät zwischen Sender und Antenne, Frequenzmessung und weitere Messmittel – womit man misst und wie das Messgerät richtig angeschlossen wird.
Das lernst du: Strom- und Spannungsmessgeräte · Stehwellenmessgerät · Frequenzmessung · Sonstige Messgeräte und Messmittel
Der Lernstoff
Messgeräte: welches wofür
Ein Messgerät kann immer nur die eine Größe zeigen, für die es gebaut ist — und die Frage lautet deshalb stets: WAS will ich wissen? Will ich wissen, ob die Antenne zur Leitung passt, brauche ich das Stehwellenmessgerät, denn es vergleicht die hinlaufende mit der rücklaufenden Welle. Daraus folgt, wie es eingebaut wird: es muss ZWISCHEN Sender und Antenne liegen, denn ohne Sender läuft keine Welle hin, und ohne Antenne gibt es nichts zu prüfen. Ein Dummy Load an der Stelle der Antenne wäre der Gegentest — dann sieht man, ob das System selbst in Ordnung ist, aber nichts über die Antenne. In einem ideal angepassten System zeigt das Gerät eine 1: kein Rücklauf. Will ich wissen, auf welcher Frequenz mein Sender arbeitet, brauche ich den Frequenzzähler; das S-Meter zeigt Pegel, das HF-Voltmeter Spannung, und das SWR-Meter sagt über die Frequenz gar nichts. Und will ich sehen, WIE das Signal aussieht, gibt es zwei Blickrichtungen auf dieselbe Sache. Das Oszillogramm zeigt den zeitlichen Verlauf — die Spannung von links nach rechts über der Zeit, so wie man eine Schwingung zeichnen würde. Das Amplitudenspektrum zeigt stattdessen, aus welchen Frequenzanteilen das Signal besteht: über der Frequenzachse steht bei jeder enthaltenen Frequenz ein Strich. Für den Funkamateur ist das der wichtigere Blick, denn Oberwellen und Nebenaussendungen sieht man nur dort — im Zeitbild verstecken sie sich in einer leicht verformten Kurve. Beide Geräte zeigen übrigens Spannungen; der Unterschied ist nicht Strom gegen Spannung, sondern Zeit gegen Frequenz. Zwei Gedanken kommen in der Klasse E dazu. Erstens: ein Messgerät verändert die Schaltung, in die man es einbaut, und gute Messtechnik heißt, diese Rückwirkung klein zu halten. Ein Spannungsmessgerät wird PARALLEL zum Messobjekt gelegt, denn nur dort liegt die gesuchte Spannung an — und es muss HOCHOHMIG sein, damit es selbst kaum Strom zieht und die Spannung dadurch nicht verfälscht. Zweitens: wo man misst, entscheidet, was man erfährt. Ein SWR-Meter zwischen Sender und Kabel zeigt, was der Sender sieht, und das ist für den Schutz der Endstufe die richtige Stelle. Wer aber eine möglichst genaue Aussage über die ANTENNE will, schleift es zwischen Antennenkabel und Antenne ein — denn das Kabel dämpft die rücklaufende Welle und lässt das SWR von der Station aus besser aussehen als es ist. Beide Angaben sind richtig, sie beantworten verschiedene Fragen. Und beim Frequenzzähler gilt die Kette: steht ein 10:1-Teiler davor, ist die wirkliche Frequenz das ZEHNFACHE der Anzeige.
Antennenanpassung
Stehwellenmessgerät
Vergleicht Hin- und Rücklauf.
Wie eingeschleift
zwischen Transceiver und Antenne
Irgendwo in der Leitung. Für eine Aussage über die Antenne selbst siehe weiter unten.
Ideal angepasst
SWR zeigt 1
Kein Rücklauf. Nicht 0, nicht unendlich.
Sendefrequenz
Frequenzzähler
Nicht S-Meter, nicht HF-Voltmeter, nicht SWR-Meter.
Empfangspegel
S-Meter
Im Empfänger.
Feldstärke im Raum
Feldstärkemessgerät
Sagt nichts über die Anpassung.
Oszillogramm
zeitlicher Verlauf
Spannung über der Zeit.
Amplitudenspektrum
Frequenzanteile
Dort sieht man Oberwellen und Nebenaussendungen.
Beide zeigen
Spannungen
Der Unterschied ist Zeit gegen Frequenz, nicht Strom gegen Spannung.
Spannungsmessgerät
parallel und hochohmig
Parallel zum Messobjekt, damit die Spannung dort anliegt; hochohmig, damit es den Kreis nicht belastet.
NF-Verzerrungen
Oszilloskop
Man sieht die verformte Kurve.
SWR im Sendebetrieb
SWR-Messbrücke
Gemessen wird bei laufendem Sender.
Genaueste Aussage zur Antenne
zwischen Antennenkabel und Antenne
Direkt an der Antenne — dann wirkt das Kabel nicht mit.
Anpassung UHF-Sender
SWR-Meter
Zwischen Sender und Speiseleitung.
Frequenzteiler 10:1
Anzeige mal 10
14,5625 MHz angezeigt heißt 145,625 MHz.
Merken: SWR-Meter für die Anpassung, und zwar zwischen Sender und Antenne — ideal angepasst zeigt es 1. Frequenzzähler für die Frequenz. Und der Unterschied zwischen Oszillogramm und Spektrum ist die Achse: das eine zeigt die Zeit, das andere die Frequenzanteile. Neu in der Klasse E: Spannung wird parallel und hochohmig gemessen. Und die Messstelle entscheidet — für die Endstufe zwischen Sender und Kabel, für eine Aussage über die Antenne direkt an der Antenne. Ein 10:1-Teiler bedeutet: Anzeige mal 10.
Ein Schaltbild liest man wie einen Weg: von einem Pol der Quelle durch jedes Bauteil hindurch und zurück zum anderen Pol. Erst danach fragt man, was ein Bauteil an dieser Stelle tut. Zwei Dinge entscheiden fast jede Bildfrage — die Richtung, in die der Strom läuft, und ob ein Bauteil im Weg liegt (in Reihe) oder quer darüber (parallel).
Batteriesymbol
langer dünner Strich = Plus
Der kurze dicke Balken ist Minus. Lang und schlank ist plus.
technische Stromrichtung
von Plus nach Minus
Außen durch die Schaltung, innen zurück. So ist es vereinbart.
physikalische Stromrichtung
von Minus nach Plus
Die Richtung der Elektronen — genau umgekehrt zur technischen.
Diode und LED
leitet vom Dreieck zum Strich
Der Strich ist die Kathode: Strom hinein am Dreieck, hinaus am Strich.
Schalter
gerade Verbindung = geschlossen
Steht der Hebel schräg von einem Punkt weg, ist der Kreis offen.
Spannungsmesser V
hochohmig, parallel
Quer über das Messobjekt gelegt. Der Kreis läuft weiter.
Strommesser A
niederohmig, in Reihe
Der Kreis wird aufgetrennt und das Gerät hineingesetzt.
in Reihe
derselbe Strom durch alles
Nacheinander im einen Weg. Wird eines unterbrochen, steht alles.
parallel
dieselbe Spannung an allem
Nebeneinander zwischen zwei Knoten. Jeder Zweig hat seinen eigenen Strom.
Merken: Lang und schlank ist Plus. Technisch fließt es von Plus nach Minus, physikalisch umgekehrt. Die Diode lässt durch, wenn der Strom am Dreieck hinein und am Strich hinaus geht. Und: A wie Amperemeter kommt in die Reihe, V wie Voltmeter kommt quer davor.
NI101Was wird durch dieses Schaltzeichen symbolisiert?ab Klasse N
Strommessgerät
Stromquelle
Spannungsmessgerät
Spannungsquelle
Lösung und Erklärung zeigen
Richtig ist C: Spannungsmessgerät
Kniff: Ein Kreis mit einem Buchstaben darin ist immer ein Messgerät, und der Buchstabe nennt die Einheit: V steht für Volt, also wird die Spannung gemessen. A stünde für Ampere und damit für ein Strommessgerät. Quellen werden anders gezeichnet: bei ihnen steht im Kreis ein Strich statt eines Buchstabens, oder man nimmt gleich das Batteriezeichen. Praktischer Merksatz für später: ein Spannungsmessgerät wird parallel zum Bauteil angeschlossen und hat einen sehr hohen Innenwiderstand, damit es den Kreis nicht beeinflusst; ein Strommessgerät muss in die Leitung eingefügt werden und hat einen sehr kleinen Innenwiderstand.
Warum die anderen nicht stimmen:
Strommessgerät – Ein Strommessgerät ist ebenfalls ein Kreis mit einem Buchstaben, aber mit „A“ für Ampere, der Einheit des Stromes. Im Bild steht ein „V“. Dass das Zeichen hier mitten in einer Leitung liegt, verleitet zu dieser Antwort, denn ein Strommessgerät wird tatsächlich in die Leitung eingefügt — gezeichnet ist aber nur das Zeichen für sich, kein Stromkreis.
Stromquelle – Eine Stromquelle liefert Energie, sie misst nicht. Ihr Zeichen ist ein Kreis mit einem Strich darin, der parallel zu den beiden Anschlussleitungen verläuft, also hier waagerecht. Ein Buchstabe steht nie in einem Quellenzeichen.
Spannungsquelle – Die richtige Größe, aber die falsche Rolle: eine Quelle erzeugt die Spannung, ein Messgerät zeigt sie nur an. Das Zeichen der Spannungsquelle ist ein Kreis mit einem Strich, der quer zu den Anschlussleitungen steht, also hier senkrecht; oft wird stattdessen einfach das Batteriezeichen mit langem dünnem und kurzem dickem Strich verwendet. Der Buchstabe „V“ im Kreis kennzeichnet dagegen ein Messgerät.
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