Abschnitt 4.4.5 · Elektronische Schaltungen und deren Merkmale · Technische Kenntnisse Klasse E. 7 Fragen, jede mit Erklärung.
Auf dieser Seite stehen alle 7 Prüfungsfragen zum Thema Oszillator (Kapitel „Elektronische Schaltungen und deren Merkmale“). Überlege erst selbst und klappe dann die Lösung auf: Dort steht der Lösungsweg und bei jeder falschen Antwort, welcher Denkfehler dahintersteckt.
Die Frequenz eines LC-Oszillators wird von einer Spule und einem Kondensator bestimmt, die zusammen einen Schwingkreis bilden. Der Schwingkreis ist nicht ein Filter hinter dem Oszillator, sondern das frequenzbestimmende Glied IM Oszillator — darauf zielt die erste Verwechslung: nicht gefiltert, sondern bestimmt. Beim Quarzoszillator steht an dieser Stelle ein Quarz, und auch er bestimmt die Frequenz; er filtert sie nicht und verstärkt sie nicht. Der eine Satz, aus dem alles Weitere folgt: die Frequenz ist dem Produkt L · C UMGEKEHRT proportional. Größer werdendes L oder C heißt also niedrigere Frequenz, kleiner werdendes L oder C heißt höhere Frequenz. Damit sind alle Temperaturfragen ohne Rechnen erledigt, ganz gleich, ob sich die Kapazität oder die Induktivität ändert. Wird der Wert bei zunehmender Temperatur größer, sinkt die Frequenz; wird er kleiner, steigt sie. Welches der beiden Bauteile sich ändert, spielt keine Rolle — nur die Richtung. Ebenso wichtig ist, was NICHT passiert. Die Schwingung reißt nicht ab: ein etwas anderes L oder C verstimmt den Kreis, es zerstört ihn nicht, der Oszillator schwingt weiter, nur auf einer anderen Frequenz. Stabil bleibt die Frequenz auch nicht, denn genau darum geht die Frage. Und was sich ändert, ist die FREQUENZ, nicht die Amplitude. Daraus folgt, was ein VFO unter schwankender Temperatur tut. Temperatur ändert sich langsam, also ändert sich auch die Frequenz langsam. Sie springt nicht zwischen Werten hin und her, und die Amplitude ist nicht das Betroffene. Daraus folgt auch der Vorteil des Quarzes: er ist ein mechanischer Schwinger und deshalb weit weniger temperaturabhängig als eine Spule mit einem Kondensator. Sein Vorteil ist die bessere Frequenzstabilität — nicht ein größerer Abstimmbereich und nicht eine breitere Resonanzkurve. Genau darum muss der Lokaloszillator eines Transverters temperaturstabilisiert oder an ein höherwertiges Frequenznormal gebunden sein. Wird seine Frequenz für die Sendefrequenz vervielfacht, dann vervielfacht sich die Abweichung mit. Aus einer kleinen Ablage unten wird oben eine große, und für SSB-Betrieb wäre sie zu groß.
LC-Oszillator
Frequenz von Spule und Kondensator bestimmt
Der Schwingkreis ist das frequenzbestimmende Glied, kein Tiefpass und kein Hochpass.
Grundsatz
Frequenz umgekehrt proportional zum Produkt L · C
Der ganze Schlüssel zu den vier Temperaturfragen.
Kapazität wird größer
Frequenz wird niedriger
Bei zunehmender Temperatur.
Kapazität wird kleiner
Frequenz wird höher
Induktivität wird größer
Frequenz wird niedriger
Dasselbe Gesetz, anderes Bauteil.
Induktivität wird kleiner
Frequenz wird höher
Reißt die Schwingung ab?
nein
Ein verstimmter Kreis schwingt weiter. Und stabil bleibt die Frequenz auch nicht.
Was sich ändert
die Frequenz, nicht die Amplitude
Quarzoszillator
Frequenz durch einen Quarz bestimmt
Nicht gefiltert, nicht verstärkt.
Vorteil des Quarzes
bessere Frequenzstabilität
Nicht größerer Abstimmbereich, nicht breitere Resonanzkurve, nicht Freiheit von Oberschwingungen.
VFO bei Temperaturschwankung
Frequenz ändert sich langsam
Kein schnelles Springen, und die Amplitude ist nicht betroffen.
Oszillatorfrequenz wird vervielfacht
Abweichung vervielfacht sich mit
Für SSB-Betrieb wäre sie dann zu groß.
Abhilfe dort
temperaturstabilisieren oder Frequenznormal
So beim Lokaloszillator eines Transverters für 2,4 GHz Uplink.
Merken: Im LC-Oszillator bestimmen Spule und Kondensator die Frequenz, im Quarzoszillator der Quarz — bestimmen, nicht filtern und nicht verstärken. Die Frequenz ist dem Produkt L · C umgekehrt proportional: größer werdendes L oder C heißt niedrigere Frequenz, kleiner werdendes heißt höhere. Abreißen tut die Schwingung dabei nicht, und die Amplitude bleibt. Ein VFO läuft unter schwankender Temperatur deshalb langsam weg, der Quarz ist stabiler. Und wo die Oszillatorfrequenz vervielfacht wird, vervielfacht sich die Abweichung mit.
ED501Was ist ein LC-Oszillator? Es ist ein Schwingungserzeuger, wobei die Frequenz ...ab Klasse E
mittels LC-Tiefpass gefiltert wird.
von einer Spule und einem Kondensator als Schwingkreis bestimmt wird.
durch einen hochstabilen Quarz bestimmt wird.
mittels LC-Hochpass gefiltert wird.
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Richtig ist B: von einer Spule und einem Kondensator als Schwingkreis bestimmt wird.
Kniff: Das Kürzel im Namen zählt die Bauteile auf: L ist die Spule, C der Kondensator. Nur eine Antwort nennt beide. Die anderen drei erkennst du an je einem Wort: zweimal steht dort „gefiltert“, einmal „Quarz“.
Warum die anderen nicht stimmen:
mittels LC-Tiefpass gefiltert wird. – Ein Tiefpass sitzt als Filter hinter einer Stufe und lässt alles unterhalb einer Grenze durch. Damit ließe sich keine einzelne Schwingfrequenz festlegen, und erzeugt wird dort gar nichts.
durch einen hochstabilen Quarz bestimmt wird. – Diese Antwort beschreibt den Quarzoszillator. Der Satzbau ist richtig, nur das Bauteil ist ausgetauscht — das macht sie zur verlockendsten der falschen Antworten.
mittels LC-Hochpass gefiltert wird. – Dieselbe Verwechslung wie beim Tiefpass, nur andersherum: ein Hochpass lässt alles oberhalb einer Grenze durch. Auch er ist ein Filter und kein Schwingungserzeuger.
ED502Wie verhält sich die Frequenz eines LC-Oszillators, wenn bei zunehmender Temperatur die Kapazität des Kondensators größer wird?ab Klasse E
Die Schwingungen reißen sofort ab.
Die Frequenz wird niedriger.
Die Frequenz bleibt stabil.
Die Frequenz wird höher.
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Richtig ist B: Die Frequenz wird niedriger.
Kniff: Streiche die Temperatur aus der Frage, sie ist hier nur der Anlass. Was bleibt, ist eine einzige Angabe: die Kapazität wird größer. Auf dem Weg zur Frequenz kehrt sich diese Richtung einmal um, also wird die Frequenz niedriger.
Warum die anderen nicht stimmen:
Die Schwingungen reißen sofort ab. – Diese Antwort verwechselt Verstimmen mit Zerstören. Ein größer gewordener Kondensator verschiebt die Frequenz, er unterbricht die Schwingung nicht.
Die Frequenz bleibt stabil. – Bliebe die Frequenz stabil, hätte die Frage keinen Gegenstand. Stabil bleibt sie nur, solange L und C unverändert sind, und genau das ist hier nicht der Fall.
Die Frequenz wird höher. – Die Richtung ist verdreht. Höher wird die Frequenz bei kleiner werdender Kapazität; hier wächst sie. Wer die Umkehrung im Zusammenhang übersieht, landet auf dieser Antwort.
ED503Wie verhält sich die Frequenz eines LC-Oszillators, wenn bei zunehmender Temperatur die Kapazität des Kondensators kleiner wird?ab Klasse E
Die Frequenz wird niedriger.
Die Frequenz wird höher.
Die Frequenz bleibt stabil.
Die Schwingungen reißen sofort ab.
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Richtig ist B: Die Frequenz wird höher.
Kniff: Das ist die Umkehrung der vorigen Frage: dasselbe Bauteil, die andere Richtung. Lies deshalb genau, ob „größer“ oder „kleiner“ dasteht, denn beide Richtungen stehen im Antwortangebot. Ein kleineres C verkleinert das Produkt L · C, und die Frequenz steigt.
Warum die anderen nicht stimmen:
Die Frequenz wird niedriger. – Das gehört zur umgekehrten Frage. Niedriger wird die Frequenz, wenn die Kapazität wächst — hier wird sie kleiner.
Die Frequenz bleibt stabil. – Das ist die Antwort, die man sich wünscht, nicht die, die zutrifft. Ein anderes C bedeutet zwangsläufig eine andere Frequenz.
Die Schwingungen reißen sofort ab. – Auch mit kleinerer Kapazität bleibt ein schwingfähiger Kreis übrig. Die Schwingung bricht nicht ab, sie wandert nur auf eine andere Frequenz.
ED504Wie verhält sich die Frequenz eines LC-Oszillators, wenn bei zunehmender Temperatur die Induktivität der Spule größer wird?ab Klasse E
Die Frequenz bleibt stabil.
Die Frequenz wird höher.
Die Schwingungen reißen sofort ab.
Die Frequenz wird niedriger.
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Richtig ist D: Die Frequenz wird niedriger.
Kniff: Hier wechselt das Bauteil: nicht der Kondensator, sondern die Spule. An der Antwort ändert das nichts, denn L und C stehen im selben Produkt. Zu prüfen ist allein die Richtung, und „größer“ heißt niedriger — dieselbe Antwort wie bei der größer werdenden Kapazität.
Warum die anderen nicht stimmen:
Die Frequenz bleibt stabil. – Stabilität wäre der Vorteil eines Quarzes. Ein LC-Kreis mit wachsender Induktivität liefert sie nicht, sonst müsste man nach der Auswirkung nicht fragen.
Die Frequenz wird höher. – Hier ist die Umkehrung nicht mitgemacht worden. Das größere L vergrößert das Produkt L · C, und ein größeres Produkt ergibt keine höhere, sondern eine tiefere Frequenz.
Die Schwingungen reißen sofort ab. – Eine Spule mit etwas anderer Induktivität bildet weiter einen Schwingkreis. Es gibt keinen Grund, warum die Schwingung deswegen aussetzen sollte.
ED505Wie verhält sich die Frequenz eines LC-Oszillators, wenn bei zunehmender Temperatur die Induktivität der Spule kleiner wird?ab Klasse E
Die Frequenz bleibt stabil.
Die Frequenz wird höher.
Die Frequenz wird niedriger.
Die Schwingungen reißen sofort ab.
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Richtig ist B: Die Frequenz wird höher.
Kniff: Zwei Wörter entscheiden, und beide musst du lesen: „Induktivität“ sagt nur, welches Bauteil sich ändert, „kleiner“ sagt die Richtung. Ein kleineres L macht das Produkt L · C kleiner, also die Frequenz höher. Die Reihenfolge der Antworten wechselt von Frage zu Frage; verlasse dich nicht auf die Position.
Warum die anderen nicht stimmen:
Die Frequenz bleibt stabil. – Diese Antwort unterschlägt die Wirkung des kleineren L. Die Frequenz hängt an diesem Wert, und der hat sich gerade geändert.
Die Frequenz wird niedriger. – Das passt zur größer werdenden Spule. Hier wird die Induktivität kleiner, die Frequenz geht also in die andere Richtung.
Die Schwingungen reißen sofort ab. – Wer das ankreuzt, denkt an ein defektes Bauteil. Gemeint ist aber eine kleine Wertänderung, und die beendet die Schwingung nicht.
ED506Bei einem Quarz-Oszillator handelt es sich um einen Schwingungserzeuger, bei dem die Frequenz ...ab Klasse E
mittels Quarz-Tiefpass gefiltert wird.
durch einen Quarz bestimmt wird.
durch einen Quarz verstärkt wird.
mittels Quarz-Hochpass gefiltert wird.
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Richtig ist B: durch einen Quarz bestimmt wird.
Kniff: In allen vier Antworten steht das Wort „Quarz“, es entscheidet also nichts. Entscheidend ist das Verb: bestimmt, gefiltert oder verstärkt. Und „Quarz-Tiefpass“ oder „Quarz-Hochpass“ gibt es als Bauteil nicht — die Wörter sind zusammengesetzt, damit sie vertraut klingen.
Warum die anderen nicht stimmen:
mittels Quarz-Tiefpass gefiltert wird. – Ein Tiefpass lässt alles unterhalb einer Grenze durch und legt damit keine einzelne Frequenz fest. Die Antwort schiebt den Quarz hinter den Oszillator statt in ihn hinein.
durch einen Quarz verstärkt wird. – Eine Frequenz lässt sich nicht verstärken — verstärken kann man nur die Amplitude eines Signals, und dazu braucht es eine Verstärkerstufe. Der Quarz legt nur fest, auf welcher Frequenz geschwungen wird.
mittels Quarz-Hochpass gefiltert wird. – Derselbe Fehler am anderen Filtertyp: ein Hochpass lässt alles oberhalb einer Grenze durch. Auch er wäre ein Filter hinter der Erzeugung, nicht das erzeugende Glied.
ED507Der Vorteil von Quarzoszillatoren gegenüber LC-Oszillatoren liegt darin, dass sie ...ab Klasse E
einen größeren Abstimmbereich aufweisen.
keine Oberschwingungen erzeugen.
eine breitere Resonanzkurve haben.
eine bessere Frequenzstabilität aufweisen.
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Richtig ist D: eine bessere Frequenzstabilität aufweisen.
Kniff: Der Quarz wird hier gegen den LC-Kreis gestellt, gefragt ist also, was er besser macht. Er ist ein mechanischer Schwinger und sitzt fest auf seiner Frequenz. Daraus folgt die Stabilität — und daraus folgt auch, dass zwei der angebotenen Eigenschaften bei ihm gerade kleiner ausfallen als beim LC-Kreis.
Warum die anderen nicht stimmen:
einen größeren Abstimmbereich aufweisen. – Das ist der Vorteil des LC-Oszillators: an ihm lässt sich L oder C verändern und damit ein ganzer Bereich durchstimmen. Ein Quarz ist auf seine Frequenz festgelegt, sein Abstimmbereich ist gerade der kleinere.
keine Oberschwingungen erzeugen. – Oberschwingungen gehören zur Frage nach den Aussendungen eines Senders, nicht zum Vergleich zweier Oszillatortypen. Freiheit von ihnen behauptet der Katalog für den Quarz nicht.
eine breitere Resonanzkurve haben. – Eine breite Resonanzkurve wäre ohnehin kein Vorteil, denn sie legt die Frequenz weniger scharf fest. Hier ist die Eigenschaft in ihr Gegenteil verkehrt: der Quarz hat die schärfere Kurve.
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.