Empfängerstufen Klasse A

Kniff: Der Mischer bildet Summe und Differenz und kennt kein Vorzeichen. Damit passen zwei Eingangsfrequenzen auf dieselbe ZF: eine um die ZF unter f_OSZ und eine um die ZF darüber. Vom Oszillator nach jeder Seite eine ZF — dazwischen liegen zwei. Der Abstand hängt nur an der ZF, nicht an der Empfangsfrequenz.

Warum die anderen nicht stimmen:

• Das Dreifache der ZF – Falsch gezählt. Von der Nutzfrequenz zum Oszillator ist es eine ZF, vom Oszillator zur Spiegelfrequenz noch eine — zusammen zwei, nicht drei.
• Die HF-Nutzfrequenz plus der ZF – Das ist (bei Oszillator oberhalb) die Oszillatorfrequenz, also die Mitte zwischen beiden, nicht der Abstand. Und ein Abstand kann nicht von der Nutzfrequenz abhängen, wenn die ZF feststeht.
• Das Doppelte der HF-Nutzfrequenz – Verwechselt: verdoppelt wird die ZF, nicht die Empfangsfrequenz. Bei 145 MHz Empfang und 10,7 MHz ZF lägen sonst 290 MHz zwischen Nutz- und Spiegelfrequenz statt 21,4 MHz.

Ausführlicher Rechen- bzw. Lösungsweg im Lehrgang des DARC: 50ohm.de/AF201

Lösungsweg:

1. ZF aus den Angaben: 145,6 MHz − 134,9 MHz = 10,7 MHz
2. Der VCO liegt unterhalb der Empfangsfrequenz, die Spiegelfrequenz also ebenfalls unterhalb
3. Spiegelfrequenz = f_VCO − ZF = 134,9 MHz − 10,7 MHz = 124,2 MHz
4. Gegenprobe: 145,6 MHz − 2 · 10,7 MHz = 124,2 MHz

Kniff: Zuerst die ZF aus den beiden gegebenen Zahlen bestimmen: 145,6 MHz − 134,9 MHz = 10,7 MHz. Der VCO liegt hier also unterhalb der Empfangsfrequenz, und damit liegt die Spiegelfrequenz auch unterhalb — um eine weitere ZF unter dem VCO. Auf welcher Seite der Oszillator schwingt, entscheidet die Richtung; das Merkmal „2 · ZF Abstand“ allein genügt nicht.

Warum die anderen nicht stimmen:

• 134,9 MHz – Das ist die VCO-Frequenz selbst. Sie liegt in der Mitte zwischen Nutz- und Spiegelfrequenz, eine ZF ist noch abzuziehen.
• 156,3 MHz – Der Abstand 2 · 10,7 MHz = 21,4 MHz ist richtig gebildet, aber nach der falschen Seite: 134,9 MHz + 21,4 MHz = 156,3 MHz. Das wäre die Spiegelfrequenz, wenn der Oszillator oberhalb schwingen würde; hier liegt er unterhalb.
• 280,5 MHz – Die beiden gegebenen Frequenzen addiert: 145,6 MHz + 134,9 MHz = 280,5 MHz. Das ist das Summenprodukt des Mischers, das das Filter gerade aussiebt — keine Spiegelfrequenz.

Ausführlicher Rechen- bzw. Lösungsweg im Lehrgang des DARC: 50ohm.de/AF202

Erst die ZF bestimmen — das ist der Abstand zwischen Oszillator und Empfangsfrequenz. Die Spiegelfrequenz liegt dann auf der anderen Seite des Oszillators, im selben Abstand.

Lösungsweg:

1. ZF = 39 MHz − 28,3 MHz = 10,7 MHz
2. Spiegel = 39 MHz + 10,7 MHz = 49,7 MHz
3. Probe: 28,3 MHz + 2 · 10,7 MHz = 49,7 MHz

Kniff: Zwei Wege führen zum Ziel: Oszillator plus ZF, oder Empfangsfrequenz plus zweimal ZF. Beide ergeben 49,7 MHz — die Probe lohnt sich.

Warum die anderen nicht stimmen:

• 39 MHz – Das ist die Oszillatorfrequenz selbst. Sie liegt genau zwischen Empfangs- und Spiegelfrequenz.
• 17,6 MHz – Hier wurde die ZF von der Empfangsfrequenz abgezogen: 28,3 − 10,7. Der Spiegel liegt auf der anderen Seite und zwei ZF entfernt.
• 67,3 MHz – Oszillator- und Empfangsfrequenz addiert: 39 + 28,3. Diese Summe hat keine Bedeutung.

Ausführlicher Rechen- bzw. Lösungsweg im Lehrgang des DARC: 50ohm.de/AF203

Der Spiegel muss abgefangen werden, BEVOR er den Mischer erreicht. Danach liegt er auf derselben ZF wie das Nutzsignal und ist nicht mehr zu trennen.

Kniff: Alles, was nach dem Mischer kommt, ist zu spät. Vorselektion heißt der Bandpass zwischen Antenne und Mischer — er allein entscheidet über die Spiegeldämpfung.

Warum die anderen nicht stimmen:

• Durch den Tiefpass im Audioverstärker – Ganz am Ende der Kette. Dort ist das Spiegelsignal längst als Nutzsignal mitgelaufen.
• Durch die Selektion im ZF-Bereich – Auch zu spät: Der Spiegel wird genau auf die ZF gemischt und geht durch jedes ZF-Filter hindurch.
• Durch die Demodulatorkennlinie – Der Demodulator sieht nur noch das fertige ZF-Signal und kann nicht mehr unterscheiden, woher es kam.

Trennschärfe entsteht dort, wo schmal und steilflankig gefiltert wird — im ZF-Verstärker.

Kniff: Der Vorteil der ZF: Sie ist immer dieselbe, gleich auf welcher Frequenz empfangen wird. Deshalb kann man dort ein aufwendiges Filter einbauen, statt für jedes Band eines zu brauchen.

Warum die anderen nicht stimmen:

• Das Oberwellenfilter im ZF-Verstärker – Ein Oberwellenfilter unterdrückt Vielfache einer Frequenz. Mit der Trennung benachbarter Signale hat das nichts zu tun.
• Die PLL-Frequenzaufbereitung – Die erzeugt die Oszillatorfrequenz. Wie scharf getrennt wird, entscheidet sie nicht.
• Der Oszillatorschwingkreis in der Mischstufe – Er bestimmt, WELCHE Frequenz empfangen wird, nicht wie schmal.

Die Bandbreite muss zur Sendeart passen: so breit wie nötig, so schmal wie möglich. SSB rund 2,7 kHz, RTTY mit 170 Hz Shift einige hundert Hertz, Schmalband-FM rund 12 kHz.

Kniff: Der Wert für RTTY ist größer als die Shift — gebraucht werden beide Töne plus ihre Seitenbänder, also rund 500 Hz. Und FM ist mit Abstand die breiteste der drei. Die drei Werte der richtigen Antwort stehen so auch im IARU-Bandplan der Prüfungshilfsmittel, in der Spalte für die maximale Bandbreite — dort lässt sich die Antwort in der Prüfung nachschlagen.

Warum die anderen nicht stimmen:

• SSB: 2,7 kHz; RTTY: 340 Hz; FM: 3,6 kHz – FM mit 3,6 kHz ist viel zu schmal — Schmalband-FM belegt rund 12 kHz.
• SSB: 3,6 kHz; RTTY: 170 Hz; FM: 25 kHz – RTTY mit genau 170 Hz wäre zu schmal: Die Shift ist der ABSTAND der beiden Töne, die Bandbreite muss beide samt Seitenbändern fassen.
• SSB: 6 kHz; RTTY: 1,5 kHz; FM: 12 kHz – FM stimmt, aber SSB mit 6 kHz ist doppelt so breit wie nötig und RTTY mit 1,5 kHz dreimal.

Ausführlicher Rechen- bzw. Lösungsweg im Lehrgang des DARC: 50ohm.de/AF206

Kniff: Die Bandbreite entscheidet, für welche Betriebsart ein Filter taugt. Oben, wo es auf die Übertragung ankommt, ist diese Kurve etwa 2,4 kHz breit — genau der Platz, den ein Sprach-SSB-Signal braucht (2,4 bis 2,7 kHz).

Warum die anderen nicht stimmen:

• AM-Signale – AM überträgt BEIDE Seitenbänder, braucht also etwa die doppelte Bandbreite — rund 6 kHz. Durch dieses Filter käme nur die Hälfte, und der Träger stünde am Rand.
• FM-Signale – Schon Schmalband-FM braucht etwa 12 bis 16 kHz, Rundfunk-FM rund 150 kHz. Dieses Filter würde den Frequenzhub abschneiden und die Modulation verzerren.
• OFDM-Signale – Bei OFDM liegen viele Träger nebeneinander; die belegte Bandbreite reicht von einigen Kilohertz bis in den Megahertzbereich. Ein Filter von 2,4 kHz passt dazu nicht.

Je höher die Güte des schwingenden Teils, desto schmaler das Filter und desto steiler seine Flanken. Ein Schwingquarz hat eine Güte von mehreren Zehntausend — ein LC-Kreis kommt auf einige Hundert.

Kniff: Die Reihenfolge nach Güte: Quarz vor Keramik vor LC vor RC. Genau in dieser Reihenfolge nimmt auch die erreichbare Trennschärfe ab.

Warum die anderen nicht stimmen:

• Keramikfilter – Deutlich besser als LC, aber die Güte eines Keramikresonators liegt rund eine Zehnerpotenz unter der eines Quarzes.
• RC-Filter – Das flachste von allen. Ein RC-Glied hat gar keine Resonanz und damit keine steile Flanke.
• LC-Filter – Brauchbar für die Vorselektion, aber für schmale ZF-Filter reicht die Güte nicht.

Ausführlicher Rechen- bzw. Lösungsweg im Lehrgang des DARC: 50ohm.de/AF208

Kniff: Alle drei Blöcke sind bauteilmäßig dasselbe, nämlich Mischer — das Symbol ist dreimal gleich. Unterschiedlich ist nur die Aufgabe, und die hängt an der Stelle in der Kette: nach X und Y kommt jeweils noch ein ZF-Verstärker, dort entsteht also wieder eine Hochfrequenz. Nach Z kommt der NF-Verstärker, dort muss also schon Niederfrequenz herauskommen. Ein Mischer, der mit dem BFO die Niederfrequenz zurückgewinnt, heißt Produktdetektor.

Warum die anderen nicht stimmen:

• X und Y sind Balancemischer, Z ist ein ZF-Verstärker. – Z ist kein ZF-Verstärker: der Verstärker wird als Dreieck gezeichnet, Z trägt den Kreis mit dem Kreuz, und ihm wird von unten der BFO zugeführt — ein Verstärker braucht keinen Oszillator. Ob X und Y balanciert aufgebaut sind, ist am Symbol außerdem nicht zu erkennen.
• X ist ein Mischer, Y ist ein Produktdetektor, Z ist ein Mischer. – Der Produktdetektor steht eine Stufe zu früh. Hinter Y folgt noch der 2.ZF-Verstärker, dort liegt also noch Hochfrequenz. Erst hinter Z kommt der NF-Verstärker.
• X und Y sind Produktdetektoren, Z ist ein HF-Mischer. – Genau verdreht: X und Y arbeiten auf Hochfrequenz weiter und sind damit Mischer, während Z mit dem BFO die Niederfrequenz erzeugt. Ein HF-Mischer am Ende der Kette würde dem NF-Verstärker Hochfrequenz zuführen.

Lösungsweg:

1. Maßgeblich ist nur die 1. ZF: 50 MHz; Empfangsband 3 bis 30 MHz
2. VFO oberhalb: 3 + 50 = 53 MHz und 30 + 50 = 80 MHz, also 53 bis 80 MHz
3. VFO unterhalb: 50 − 3 = 47 MHz und 50 − 30 = 20 MHz, also 20 bis 47 MHz
4. Beide Lagen ergeben 50 MHz Differenz: 20 bis 47 MHz oder 53 bis 80 MHz

Kniff: Die erste ZF mit 50 MHz liegt über dem ganzen Empfangsband — eine Aufwärtsmischung. Dann sind zwei Oszillatorlagen möglich: VFO über dem Eingang (Differenz = ZF) oder VFO unter der ZF (Summe = ZF). Prüfen lässt sich jede Antwort schon an der Bandbreite: das Empfangsband ist 27 MHz breit, also muss der VFO-Bereich auch 27 MHz breit sein.

Warum die anderen nicht stimmen:

• 23–41 MHz oder 53–80 MHz – Der zweite Bereich ist richtig, der erste nicht: 23 bis 41 MHz ist nur 18 MHz breit, der VFO muss aber wie das Empfangsband 27 MHz überstreichen. Die 41 MHz sind schlicht die Quarzfrequenz des zweiten Mischers aus der Zeichnung; auf 23 MHz führt keine der üblichen Verwechslungen.
• 23–41 MHz oder 62–89 MHz – Beide Bereiche falsch. 62 bis 89 MHz entsteht, wenn man beide ZF addiert (50 + 9 = 59) und auf das Empfangsband legt: 3 + 59 = 62, 30 + 59 = 89. Zu 23 bis 41 MHz führt kein Rechenweg — der Bereich ist mit 18 MHz zu schmal.
• 20–47 MHz oder 62–89 MHz – Der erste Bereich ist richtig, der zweite nicht: 62 bis 89 MHz kommt aus 3 bzw. 30 MHz plus 59 MHz, also plus beide ZF zusammen. Für den ersten Mischer zählt allein die 1. ZF mit 50 MHz.

Beim CW-Empfang mischt der BFO das Signal in den hörbaren Bereich. Der Frequenzunterschied zwischen BFO und ZF wird zur Tonhöhe, die man hört.

Kniff: Gewählt wird die Tonhöhe, bei der das Ohr am besten hört und am wenigsten ermüdet — rund 600 bis 800 Hz. Alle anderen Antworten liegen weit außerhalb des Hörbereichs oder am Rand.

Warum die anderen nicht stimmen:

• 4 kHz – Hörbar, aber unangenehm schrill und über Stunden ermüdend. Üblich sind einige hundert Hertz.
• die doppelte Zwischenfrequenz – Dann läge der Ton im Megahertz-Bereich — nicht hörbar.
• die halbe Zwischenfrequenz – Ebenso: ein Unterschied in der Größenordnung von Hunderttausenden Hertz ergibt keinen Ton.

Mischen heißt, neue Frequenzen zu erzeugen — Summe und Differenz. Das kann nur ein nichtlineares Bauteil: In einer linearen Schaltung entstehen keine neuen Frequenzen.

Kniff: Das ist der Unterschied zwischen Mischen und Addieren. Zwei Signale linear zusammengeführt bleiben zwei Signale. Erst die gekrümmte Kennlinie erzeugt Summe und Differenz.

Warum die anderen nicht stimmen:

• Sie arbeitet im linearen Bereich. – Dort entstünden keine neuen Frequenzen. Ein linearer Verstärker gibt genau das wieder, was hineingeht, nur größer.
• Sie arbeitet im kapazitiven Bereich. – Kapazitiv und induktiv beschreiben Blindwiderstände, nicht Bereiche einer Kennlinie.
• Sie arbeitet im induktiven Bereich. – Ebenso — das sind keine Arbeitsbereiche einer Steuerkennlinie.

Der Balancemischer ist symmetrisch aufgebaut. Was auf beiden Zweigen gleich ist — vor allem die beiden Eingangssignale selbst — hebt sich am Ausgang auf. Übrig bleiben nur Summe und Differenz.

Kniff: Die Symmetrie ist der ganze Trick. Je genauer sie abgeglichen ist, desto besser die Unterdrückung — ein Ringmischer mit vier Dioden treibt dasselbe Prinzip noch weiter.

Warum die anderen nicht stimmen:

• Doppeldiodenmischer – Zwei Dioden allein ergeben noch keine ausgeglichene Brücke. Die Unterdrückung bleibt deutlich hinter dem Balancemischer zurück.
• additiver Diodenmischer – Beim additiven Mischen werden die Signale zunächst zusammengeführt und dann gemeinsam durch die Kennlinie geschickt. Beide Eingangssignale erscheinen am Ausgang.
• Dualtransistormischer – Besser als eine einzelne Stufe, aber ohne die durchgehende Symmetrie eines echten Balancemischers.

Der Ringmischer besteht aus vier Dioden in einem Ring und zwei Übertragern. Er ist in beiden Eingängen symmetrisch — deshalb erscheinen weder das Eingangssignal noch der Oszillator am Ausgang.

Kniff: Doppelt symmetrisch heißt doppelt unterdrückt. Das macht ihn zum Standardmischer in guten Empfängern, obwohl er Leistung kostet statt zu verstärken.

Warum die anderen nicht stimmen:

• Ein Eintakt-Transistormischer – Eine einzige, unsymmetrische Stufe. Beide Eingangssignale gehen mit durch.
• Ein additiver Diodenmischer – Ohne Symmetrie. Die Eingangssignale erscheinen unverändert am Ausgang.
• Ein unbalancierter Produktdetektor – Das Wort "unbalanciert" sagt es schon: keine Symmetrie, also keine Unterdrückung.

Temperaturkompensiert heißt: Der Oszillator ist auf einen bestimmten Temperaturverlauf abgestimmt. Schwankt die Temperatur schnell und ungleichmäßig, kommt die Kompensation nicht hinterher.

Kniff: Nicht kühlen, sondern von Wärmequellen fernhalten und thermisch ruhig stellen. Eine gleichmäßige Temperatur ist wichtiger als eine niedrige.

Warum die anderen nicht stimmen:

• Er sollte durch einen kleinen Ventilator separat gekühlt werden. – Ein Ventilator erzeugt gerade schnelle Temperaturschwankungen — das Schlechteste für die Frequenzstabilität.
• Er sollte auf dem gleichen Kühlkörper wie der Leistungsverstärker angebracht werden. – Damit bekäme der VFO jede Sendepause und jedes Einschalten der Endstufe als Temperatursprung mit.
• Er sollte auf einem eigenen Kühlkörper montiert sein. – Ein Kühlkörper koppelt den Oszillator an die Umgebungstemperatur an, statt ihn davon zu entkoppeln. Gewollt ist das Gegenteil.

Der Hilfsträger ersetzt beim SSB-Empfang den unterdrückten Träger. Er muss auf wenige Hertz genau stehen, sonst klingt die Stimme verstimmt — und ein Quarz ist die stabilste einfache Quelle dafür.

Kniff: Bei SSB wirkt sich jede Abweichung des Hilfsträgers unmittelbar als Tonhöhenverschiebung aus. Schon 100 Hz daneben klingen unnatürlich — dafür reicht kein LC-Oszillator.

Warum die anderen nicht stimmen:

• LC-Oszillator mit Reihenschwingkreis – Ein LC-Kreis driftet mit Temperatur und Betriebsspannung um ein Vielfaches dessen, was bei SSB hörbar ist.
• LC-Oszillator mit Parallelschwingkreis – Dasselbe Problem — die Bauart des Schwingkreises ändert nichts an der Drift.
• RC-Oszillator – Noch unstabiler, und für die hier nötigen Frequenzen ohnehin nicht geeignet.

In einer gekrümmten Kennlinie entstehen aus zwei Signalen Summen- und Differenzfrequenzen sowie deren Vielfache. Das ist Intermodulation — und sie erzeugt Signale auf Frequenzen, auf denen gar nichts gesendet wird.

Kniff: Die besonders lästigen sind die Produkte dritter Ordnung: Sie liegen genau im selben Band wie die Verursacher und lassen sich deshalb nicht wegfiltern.

Warum die anderen nicht stimmen:

• Dopplereffekt – Eine Erscheinung der Ausbreitung bei bewegten Sendern oder Reflektoren. Mit der Empfängerstufe hat sie nichts zu tun.
• Frequenzmodulation – Eine Modulationsart, keine Störung im Empfänger.
• erhöhter Signal-Rausch-Abstand – Nichtlinearität verschlechtert den Empfang — sie verbessert ihn nicht.

Jede Verstärkerstufe ist nur in einem begrenzten Bereich linear. Je größer das Eingangssignal, desto weiter gerät sie in den gekrümmten Teil ihrer Kennlinie — und dort entstehen Mischprodukte.

Kniff: Intermodulation ist kein Fehler des Empfängers, sondern eine Frage des Pegels. Deshalb hilft ein Dämpfungsglied am Eingang oft besser als jedes Filter.

Warum die anderen nicht stimmen:

• Der Empfänger ist nicht genau auf die Frequenz eingestellt. – Eine ungenaue Abstimmung klingt verstimmt, erzeugt aber keine neuen Signale.
• Es wird ein zu schmalbandiger Preselektor verwendet. – Ein schmaler Preselektor verringert Intermodulation, weil weniger Starksignale hereinkommen. Er ist Abhilfe, nicht Ursache.
• Es wird ein zu schmalbandiges Quarzfilter verwendet. – Das Quarzfilter sitzt hinter dem Mischer. Die Intermodulation ist dort schon entstanden.

Bei Kreuzmodulation prägt sich die Modulation eines starken, unerwünschten Senders dem schwachen Nutzsignal auf. Man hört den Störer mit, obwohl er auf einer ganz anderen Frequenz liegt.

Kniff: Der Unterschied zur Intermodulation: Bei der Intermodulation entstehen neue Signale auf neuen Frequenzen, bei der Kreuzmodulation wird die Modulation übertragen. Beides kommt aus derselben Nichtlinearität.

Warum die anderen nicht stimmen:

• Durch die Übersteuerung eines Verstärkers. – Zu allgemein und nicht das, was Kreuzmodulation ausmacht — dazu gehören zwingend ZWEI Signale, ein starkes fremdes und ein schwaches eigenes.
• Durch Reflexion der Oberwellen im Empfangsverstärker. – Reflexionen entstehen an Fehlanpassungen auf Leitungen. Mit Kreuzmodulation hat das nichts zu tun.
• Durch Übermodulation oder zu großen Hub. – Das sind Senderfehler. Kreuzmodulation entsteht im Empfänger.

Beide Störungen entstehen, weil die Eingangsstufe zu viel Pegel bekommt. Ein Dämpfungsglied nimmt allen Signalen gleichermaßen Pegel — die Stufe arbeitet wieder im linearen Bereich.

Kniff: Das klingt widersinnig: Man macht alles leiser und hört danach besser. Der Grund: Das Rauschen der Antenne ist auf Kurzwelle meist stärker als das Eigenrauschen des Empfängers — 10 dB weniger Pegel kosten also nichts an Empfindlichkeit, nehmen aber die Übersteuerung weg.

Warum die anderen nicht stimmen:

• Einschalten des Noise-Blankers – Der unterdrückt kurze Impulsstörungen. Gegen Dauerstriche eines starken Nachbarsenders hilft er nicht.
• Einschalten des Vorverstärkers – Genau die falsche Richtung — mehr Pegel treibt die Stufe weiter in die Krümmung und verschlimmert beides.
• Einschalten der Rauschsperre – Die schaltet nur die Niederfrequenz stumm. An der Übersteuerung im Eingang ändert sie nichts.

Der Interceptpunkt dritter Ordnung ist der gedachte Pegel, bei dem die Intermodulationsprodukte so stark wären wie die Nutzsignale. Je höher er liegt, desto größere Signale verträgt der Empfänger.

Kniff: Es ist ein RECHNERISCHER Wert — so weit hinauf lässt sich kein Empfänger aussteuern. Er dient als Maßzahl zum Vergleichen, nicht als erreichbarer Pegel.

Warum die anderen nicht stimmen:

• Trennschärfe – Die kommt von den Filtern und wird in Bandbreite und Flankensteilheit gemessen.
• Grenzempfindlichkeit – Die beschreibt das kleinste noch nutzbare Signal und hängt an der Rauschzahl — das andere Ende der Skala.
• Signal-Rausch-Verhältnis – Ein Wert für ein einzelnes Signal, keine Kennzahl für das Verhalten bei starken Signalen.

Ein starkes Signal dicht daneben treibt die Eingangsstufe in die Krümmung ihrer Kennlinie. Die Folgen sind Intermodulation, Kreuzmodulation und ein Zuregeln der Verstärkung.

Kniff: Dicht daneben ist entscheidend: Was weit weg liegt, fängt die Vorselektion ab. Was im selben Band liegt, kommt ungehindert bis zum Mischer.

Warum die anderen nicht stimmen:

• Durch eine zu niedrige Rauschzahl des Empfängers – Eine niedrige Rauschzahl ist gut. Je kleiner, desto empfindlicher der Empfänger.
• Durch Batteriebetrieb des Empfängers – Eine Batterie ist sogar die störungsärmste Versorgung — kein Netzbrumm, keine Schaltstörungen.
• Durch Betrieb des Empfängers an einem linear geregelten Netzteil – Ein Längsregler ist die störungsärmste Netzversorgung. Probleme machen Schaltnetzteile, nicht lineare.

Richtig ist D:

Eine einzelne Frequenz wird dort weggenommen, wo ihr ein Weg mit kleinem Widerstand angeboten wird. Ein Reihenschwingkreis aus Spule und Kondensator hat bei seiner Resonanzfrequenz die kleinste Impedanz; vom Signalweg nach Masse gelegt, schließt er genau diese Frequenz kurz und lässt die übrigen fast unbehelligt. Ein Parallelschwingkreis verhält sich umgekehrt: bei Resonanz ist seine Impedanz am größten, quer zur Leitung gelegt wirkt er dort also fast wie eine Unterbrechung und leitet nichts ab. Wer einen Störer loswerden will, braucht deshalb einen Kreis, der bei dessen Frequenz niederohmig ist und nach Masse führt.

Kniff: Verfolge die Leitung von der Antenne bis zur Masse und zähle mit: musst du dabei durch Spule und Kondensator hindurch, ist es ein Reihenkreis und damit bei Resonanz niederohmig, also das Gesuchte. Genau diese zwei Bilder sind die Falle, denn sie enthalten dieselben Bauteile und dieselbe Beschriftung und unterscheiden sich nur in der Verschaltung. Die beiden Kabelstücke erkennst du an der Längenangabe; beide sind so bemessen, dass sie am Anschlusspunkt hochohmig erscheinen, das offene mit einer halben und das kurzgeschlossene mit einer Viertelwellenlänge.

Die Schwundregelung misst den Pegel und führt die Verstärkung gegenläufig nach: großes Signal, kleine Verstärkung. So bleibt die Lautstärke gleich, obwohl das Eingangssignal schwankt.

Kniff: Geregelt wird die Verstärkung der Empfangsstufen, nicht die eines Oszillators. Der BFO und der VFO müssen gerade konstant bleiben — dort einzugreifen würde die Frequenz verändern.

Warum die anderen nicht stimmen:

• Sie erhöht die Verstärkung von Verstärkerstufen im Empfangsteil. – Genau umgekehrt. Bei starkem Signal wird zurückgeregelt.
• Sie reduziert die Amplitude des BFO. – Der Hilfsträger muss konstant bleiben. Seine Amplitude zu verändern brächte nichts und störte die Demodulation.
• Sie reduziert die Amplitude des VFO. – Der Oszillatorpegel bestimmt den Arbeitspunkt des Mischers. Ihn zu verändern würde den Empfänger verschlechtern, nicht regeln.

Die Rauschsperre muss erkennen, ob überhaupt ein Signal da ist. Dazu wertet sie den Pegel in der Zwischenfrequenz aus oder den Rauschanteil in der Niederfrequenz.

Kniff: Bei FM ist die Rauschsperre besonders einfach: Ohne Signal rauscht der Demodulator laut, mit Signal wird es still. Genau dieses Rauschen wird gemessen.

Warum die anderen nicht stimmen:

• Es ist das HF-Signal der Eingangsstufe. – Dort liegt noch das ganze Band an, nicht nur der eingestellte Kanal. Die Sperre würde bei jedem beliebigen Sender öffnen.
• Es ist das Signal des BFO. – Der Hilfsträger läuft unabhängig vom Empfang. Er sagt nichts darüber aus, ob jemand sendet.
• Es ist das Signal des VFO. – Auch der Abstimmoszillator läuft immer. Aus ihm lässt sich nichts über das Empfangssignal ableiten.

Bei FM steckt die Information in der Frequenz, nicht in der Amplitude. Der Begrenzer schneidet deshalb alle Amplitudenschwankungen ab — und damit alle Störungen, die sich in der Amplitude bemerkbar machen.

Kniff: Was wegfällt, wird nicht vermisst: Die Amplitude trägt bei FM keine Information. Genau daraus kommt die bekannte Störfestigkeit von FM gegen Zündfunken und Impulse.

Warum die anderen nicht stimmen:

• Er verringert das Vorstufenrauschen. – Das Rauschen der Eingangsstufe ist da, bevor der Begrenzer arbeitet. Er kann es nicht mehr entfernen.
• Er bewirkt eine vollständige ZF-Trägerunterdrückung zur Vermeidung von AM-Störungen. – Der Träger ist bei FM gerade das Signal. Ihn zu unterdrücken wäre sinnlos.
• Er begrenzt den Hub für den FM-Demodulator. – Der Hub entsteht beim Sender. Im Empfänger lässt er sich nicht mehr begrenzen — und der Begrenzer arbeitet ohnehin auf der Amplitude.

Der Störabstand sagt, um welchen Faktor das Nutzsignal über dem Rauschen liegt. Angegeben wird er meist in Dezibel.

Kniff: Die Richtung entscheidet: Nutzsignal zu Rauschen, nicht umgekehrt. Ein hoher Wert ist gut — und genau das dreht die letzte falsche Antwort um.

Warum die anderen nicht stimmen:

• Es ist der Frequenzabstand zwischen Empfangssignal und Störsignal. – Es ist ein Pegel-, kein Frequenzabstand. Gemessen wird in dB, nicht in Hertz.
• Es ist der Abstand zwischen Empfangsfrequenz und Spiegelfrequenz. – Das ist die doppelte ZF und hat mit dem Rauschen nichts zu tun.
• Er gibt an, in welchem Verhältnis das Rauschsignal stärker ist als das Nutzsignal. – Der Bruch ist umgedreht. Dann wäre ein großer Wert ein schlechter.

Die Rauschzahl sagt, wie viel Störabstand eine Stufe kostet. Sie rauscht selbst mit — was hinten herauskommt, ist im Verhältnis immer schlechter als das, was vorne hineinging.

Kniff: Rauschzahl ist eine VERSCHLECHTERUNG. Ein Verstärker kann den Störabstand niemals verbessern, gleich wie viel er verstärkt: Nutzsignal und Rauschen werden gleichermaßen größer, und sein eigenes Rauschen kommt hinzu.

Warum die anderen nicht stimmen:

• Die Verstärkung des Nutzsignals beträgt 1,8 dB, die Rauschleistung bleibt unverändert. – Rauschzahl und Verstärkung sind zwei verschiedene Angaben. Ein Vorverstärker mit 1,8 dB Rauschzahl hat typisch 15 bis 20 dB Verstärkung.
• Das Rauschen des Ausgangssignals ist um 1,8 dB niedriger als das Rauschen des Eingangssignals. – Das Rauschen wird nicht kleiner. Verglichen wird das VERHÄLTNIS von Signal zu Rauschen.
• Das Ausgangssignal des Vorverstärkers hat ein um 1,8 dB höheres Signal-Rausch-Verhältnis als das Eingangssignal. – Besser kann es nicht werden. Jede Stufe fügt eigenes Rauschen hinzu.

F ist die Rauschzahl als Verhältnis, nicht in Dezibel. F = 2 bedeutet: Der Störabstand halbiert sich — und eine Halbierung sind 3 dB.

Lösungsweg:

1. F = 2 bedeutet: Störabstand am Ausgang halb so groß wie am Eingang
2. In dB: 10 · log(2)
3. 10 · 0,301 = 3 dB Verschlechterung

Kniff: Umrechnen: 10 · log(2) = 3 dB. Wer mit 20 · log rechnet, bekommt 6 dB — und genau die steht als falsche Antwort da. Rauschen ist eine Leistungsgröße, also gilt die 10.

Warum die anderen nicht stimmen:

• Das Ausgangssignal des Verstärkers hat ein um 6 dB geringeres Signal-Rausch-Verhältnis als das Eingangssignal. – Mit dem Faktor 20 gerechnet: 20 · log(2) = 6 dB. Der gilt für Spannungen, die Rauschzahl ist ein Leistungsverhältnis.
• Das Ausgangssignal des Verstärkers hat ein um 3 dB höheres Signal-Rausch-Verhältnis als das Eingangssignal. – Die Richtung stimmt nicht. Eine Rauschzahl über 1 bedeutet immer eine Verschlechterung.
• Das Ausgangssignal des Verstärkers hat ein um 6 dB höheres Signal-Rausch-Verhältnis als das Eingangssignal. – Beide Fehler zusammen: falscher Faktor und falsche Richtung.

Kniff: Die 10 GHz laufen nur das kurze Stück von der Antenne in den LNB. Der LNB verstärkt zuerst rauscharm und mischt mit seiner TXCO-Referenz auf eine Zwischenfrequenz weit darunter; nur die läuft durch die 20 m Kabel. Kabeldämpfung wächst mit der Frequenz, also ist genau das der Trick: dämpfungskritisch ist immer die höchste Frequenz auf dem Kabel, nicht die Empfangsfrequenz an der Antenne.

Warum die anderen nicht stimmen:

• Durch die Fernspeisespannung, die den LNB versorgt, sinkt die Kabeldämpfung. – Die Speisegleichspannung hat mit der Hochfrequenzdämpfung des Kabels nichts zu tun. Sie versorgt nur den LNB; Dämpfung entsteht aus Leiter- und Dielektrikumsverlusten und steigt mit der Frequenz.
• Der LNB demoduliert das Signal. Die entstehende NF ist unempfindlich gegen Kabeldämpfung. – Ein LNB demoduliert nicht, er verstärkt und mischt. Demoduliert wird erst im SDR bzw. im PC — sonst müsste man zum Abstimmen am LNB drehen.
• Durch die Mischung des Empfangssignals mit der TCXO-Frequenz wird nur noch das Basisband übertragen. – Der LNB mischt auf eine Zwischenfrequenz, nicht ins Basisband. Der SDR braucht ja noch ein Hochfrequenzsignal, das er abstimmen und demodulieren kann.

Kniff: Auf der einen Leitung zwischen Bias-T und LNB liegen zwei Dinge übereinander: das Zwischenfrequenzsignal und die Gleichspannung. Die Gleichspannung ist deshalb auch der Steuerweg — der LNB liest die Höhe der Speisespannung als Umschaltbefehl. 13 V und 18 V wählen die Polarisationsebene. Das Umschalten des Empfangsbereichs geschieht dagegen mit dem 22-kHz-Ton, nicht mit der Spannung.

Warum die anderen nicht stimmen:

• Der LNB wird durch Überspannung beschädigt. – 18 V sind einer der beiden vorgesehenen Betriebswerte, keine Überspannung. Der LNB ist für 13 V und 18 V gebaut.
• Der LNB schaltet auf einen anderen Satelliten um. – Welcher Satellit empfangen wird, entscheidet die Ausrichtung der Antenne. Die Speisespannung erreicht nur den einen LNB in der Zeichnung.
• Der LNB schaltet den Empfangsbereich um. – Verwechslung der beiden Steuerwege: den Bereich (Low/High Band) schaltet der aufmodulierte 22-kHz-Ton um, die Spannungsstufe schaltet die Polarisation.