Frequenzmessung Klasse E

Auf dieser Seite stehen alle 4 Prüfungsfragen zum Thema Frequenzmessung (Kapitel „Messungen und Messinstrumente“). Überlege erst selbst und klappe dann die Lösung auf: Dort steht der Lösungsweg und bei jeder falschen Antwort, welcher Denkfehler dahintersteckt.

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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.

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Die 4 Fragen

EI501Womit kann die Frequenz eines unmodulierten Hochfrequenzsignals gemessen werden? Mit einem ...ab Klasse E

1. Frequenzzähler.
2. Wechselspannungsmessgerät.
3. Widerstandsmessgerät.
4. Wechselstromzähler.

Lösung und Erklärung zeigen

Richtig ist A: Frequenzzähler.

Kniff: Gefragt ist eine Frequenz, also brauchst du ein Gerät, das Schwingungen zählt. Lies die anderen Namen bis zur Endung, denn „Wechselstromzähler“ klingt nur ähnlich.

Warum die anderen nicht stimmen:

• Wechselspannungsmessgerät. – Es zeigt, wie groß eine Spannung ist, nicht wie oft sie in der Sekunde schwingt.
• Widerstandsmessgerät. – Es bestimmt einen Widerstand in Ohm und braucht dazu gar keine Frequenz.
• Wechselstromzähler. – So ein Zähler erfasst die verbrauchte Energie im Stromnetz. Gezählt werden dort Kilowattstunden, nicht Schwingungen.

Mehr dazu: Messgeräte: welches wofür

EI502Das Bild stellt die Anzeige eines Frequenzzählers dar. Welchen Stellenwert hat die mit X gekennzeichnete Ziffer?ab Klasse E

1. hundert Hertz
2. ein Kilohertz
3. ein Hertz
4. zehn Hertz

Lösung und Erklärung zeigen

Richtig ist B: ein Kilohertz

Kniff: Die Stellenwerte hängen an der Einheit rechts und am Punkt. Der Punkt trennt die ganzen Megahertz von den Bruchteilen, also zählt man von ihm aus nach rechts: erste Stelle 100 kHz, zweite 10 kHz, dritte 1 kHz, vierte 100 Hz, fünfte 10 Hz. Das X steht über der dritten Stelle, das ist die Kilohertz-Stelle. Der Fehler, der am nächsten liegt: von rechts her zählen und die letzte Ziffer für die Einer-Hertz-Stelle nehmen. Diese Anzeige hat nach dem Punkt nur fünf Stellen und löst deshalb nur bis 10 Hz auf; die ganze Anzeige bedeutet 145 001 370 Hz.

Warum die anderen nicht stimmen:

• hundert Hertz – Das ist die Stelle rechts neben X, also die 3. Vom Punkt aus ist X die dritte Ziffer und damit eine Stelle weiter links.
• zehn Hertz – Das ist die letzte Ziffer der Anzeige, die 7 ganz rechts. Zwischen ihr und X liegt noch die Hunderter-Hertz-Stelle.
• ein Hertz – Diese Stelle gibt es in der Anzeige überhaupt nicht. Nach dem Punkt stehen fünf Ziffern, die letzte davon sind 10 Hz — für eine Einer-Hertz-Stelle bräuchte es eine sechste Stelle hinter dem Punkt.

EI503Das Bild stellt die Anzeige eines Frequenzzählers dar. Welchen Stellenwert hat die mit X gekennzeichnete Ziffer?ab Klasse E

1. hundert Hertz
2. zehn Hertz
3. ein Kilohertz
4. ein Hertz

Lösung und Erklärung zeigen

Richtig ist B: zehn Hertz

Kniff: Die Stellenwerte werden vom Dezimalpunkt aus gezählt, und der Punkt trennt die Megahertz von allem darunter. Die erste Stelle hinter dem Punkt sind 100 kHz, dann 10 kHz, dann 1 kHz, dann 100 Hz, dann 10 Hz. X steht über der fünften und letzten Stelle hinter dem Punkt, also über den Zehnern von Hertz. Probe im Kopf: 145,00137 MHz sind 145 001 370 Hz — die letzte angezeigte Ziffer, die 7, steht für 70 Hz. Eine Stelle für einzelne Hertz hat diese Anzeige gar nicht, dafür wäre eine neunte Stelle nötig.

Warum die anderen nicht stimmen:

• hundert Hertz – Das ist die Stelle links von X, die 3. Eine Stelle zu weit links abgezählt.
• ein Kilohertz – Das ist die dritte Stelle hinter dem Punkt, die 1 — drei Plätze links von X. Wer nur bis zum Kilohertz zählt, hat die Stellen für 100 Hz und 10 Hz übersprungen.
• ein Hertz – Eine Stelle zu weit nach rechts gezählt. Die Einerstelle käme erst rechts von X, und die zeigt der Zähler nicht an — nach der 7 endet die Anzeige.

EI504Wenn ein 10:1-Frequenzteiler vor einem Frequenzzähler geschaltet wird und der Zähler 14,5625 MHz anzeigt, beträgt die tatsächliche Frequenz ...ab Klasse E

1. 14,5625 MHz.
2. 1,456 25 MHz.
3. 145,625 MHz.
4. 14,5625 kHz.

Lösung und Erklärung zeigen

Richtig ist C: 145,625 MHz.

Lösungsweg:

1. Der 10:1-Teiler macht aus der Eingangsfrequenz ein Zehntel: Anzeige = f / 10
2. Nach der gesuchten Frequenz umstellen: f = Anzeige · 10
3. Einsetzen: 14,5625 MHz · 10 = 145,625 MHz
4. Gegenprobe: 145,625 MHz durch 10 ergibt wieder die Anzeige 14,5625 MHz, also 145,625 MHz

Kniff: Der Teiler sitzt VOR dem Zähler, also erreicht den Zähler nur ein Zehntel der wirklichen Frequenz. Die Anzeige ist deshalb mit 10 zu multiplizieren, das Komma wandert eine Stelle nach rechts.

Warum die anderen nicht stimmen:

• 14,5625 MHz. – Das ist die Anzeige selbst, ungerechnet. Diese Antwort übersieht den Teiler ganz.
• 1,456 25 MHz. – Hier wurde noch einmal durch 10 geteilt statt mit 10 multipliziert. Geteilt wird vor dem Zähler, zurückgerechnet wird nach oben.
• 14,5625 kHz. – Der Zahlenwert der Anzeige mit vertauschter Einheit: aus MHz sind kHz geworden, das ist ein Faktor 1000 nach unten statt 10 nach oben.

Mehr dazu: Messgeräte: welches wofür

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Fragen und Abbildungen: Prüfungsfragenkatalog der Bundesnetzagentur, 3. Auflage (gültig seit 24. Juni 2024), Datenlizenz Deutschland – Namensnennung – 2.0. Die Antworten sind gemischt. Erklärungen, Lösungswege und Begriffsblätter: Amateurfunk-Trainer.