Funkelektronik: Sender und Empfänger - Dummies

Es gibt viele natürliche Quellen von Radiowellen. Aber in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts fanden die Wissenschaftler heraus, wie man mit elektrischen Strömen elektronisch Funkwellen erzeugt. Für die Funkkommunikation werden zwei Komponenten benötigt: ein Sender und ein Empfänger .

Funksender

Ein Funksender besteht aus mehreren Elementen, die zusammen Funkwellen erzeugen, die nützliche Informationen wie Audio-, Video- oder digitale Daten enthalten.

• Stromversorgung: Liefert die zum Betrieb des Senders erforderliche elektrische Energie.

• Oszillator: Erzeugt Wechselstrom bei der Frequenz, auf der der Sender sendet. Der Oszillator erzeugt üblicherweise eine Sinuswelle, die als Trägerwelle bezeichnet wird.

• Modulator: Fügt der Trägerwelle nützliche Informationen hinzu. Es gibt zwei Möglichkeiten, diese Informationen hinzuzufügen. Die erste, die als Amplitudenmodulation oder AM bezeichnet wird, bewirkt eine leichte Zunahme oder Abnahme der Intensität der Trägerwelle. Die zweite, als Frequenzmodulation oder FM bezeichnet, erhöht oder verringert die Frequenz der Trägerwelle geringfügig.

• Verstärker: Verstärkt die modulierte Trägerwelle, um ihre Leistung zu erhöhen. Je stärker der Verstärker ist, desto stärker ist die Übertragung.

• Antenne: Wandelt das verstärkte Signal in Radiowellen um.

  

Funkempfänger

Ein Funkempfänger ist das Gegenteil eines Funksenders. Es verwendet eine Antenne, um Funkwellen einzufangen, verarbeitet diese Wellen, um nur die Wellen zu extrahieren, die mit der gewünschten Frequenz vibrieren, extrahiert die Audiosignale, die diesen Wellen hinzugefügt wurden, verstärkt die Audiosignale und spielt sie schließlich auf einem Lautsprecher ab.

• Antenne: Erfasst die Funkwellen. Typischerweise ist die Antenne einfach ein Drahtstück. Wenn dieser Draht Funkwellen ausgesetzt ist, induzieren die Wellen einen sehr kleinen Wechselstrom in der Antenne.

• HF-Verstärker: Ein empfindlicher Verstärker, der das sehr schwache Hochfrequenzsignal (HF) der Antenne verstärkt, damit das Signal vom Tuner verarbeitet werden kann.

• Tuner: Eine Schaltung, die Signale einer bestimmten Frequenz aus einer Mischung von Signalen unterschiedlicher Frequenzen extrahieren kann. Die Antenne fängt selbständig Radiowellen aller Frequenzen auf und sendet sie an den HF-Verstärker, der sie alle pflichtbewusst verstärkt.

  Wenn Sie nicht alle Radiokanäle gleichzeitig hören möchten, benötigen Sie eine Schaltung, die nur die Signale für den gewünschten Kanal auswählt.Das ist die Rolle des Tuners.

  Der Tuner verwendet gewöhnlich die Kombination eines Induktors (zum Beispiel einer Spule) und eines Kondensators, um eine Schaltung zu bilden, die bei einer bestimmten Frequenz in Resonanz ist. Diese als Resonanzfrequenz bezeichnete Frequenz wird durch die für die Spule und den Kondensator gewählten Werte bestimmt. Diese Art von Schaltung tendiert dazu, irgendwelche Wechselstromsignale bei einer Frequenz oberhalb oder unterhalb der Resonanzfrequenz zu blockieren.

  Sie können die Resonanzfrequenz einstellen, indem Sie den Betrag der Induktivität in der Spule oder die Kapazität des Kondensators variieren. In einfachen Funkempfängerschaltungen wird die Abstimmung eingestellt, indem die Anzahl der Drahtwindungen in der Spule variiert wird. Anspruchsvollere Tuner verwenden einen variablen Kondensator (auch als Abstimmkondensator bezeichnet), um die Frequenz zu variieren.

• Detektor: Verantwortlich für die Trennung der Audioinformationen von der Trägerwelle. Für AM-Signale kann dies mit einer Diode erfolgen, die das Wechselstromsignal gerade gleichrichtet. Was übrigbleibt, nachdem die Diode ihren Weg mit dem Wechselstromsignal gefunden hat, ist ein Gleichstromsignal, das einer Audioverstärkerschaltung zugeführt werden kann. Für FM-Signale ist die Detektorschaltung etwas komplizierter.

• Audio-Verstärker: Die Aufgabe dieser Komponente ist es, das schwache Signal zu verstärken, das vom Detektor kommt, damit es gehört werden kann. Dies kann unter Verwendung einer einfachen Transistorverstärkerschaltung durchgeführt werden.

  

Natürlich gibt es viele Variationen dieses grundlegenden Funkempfängers. Viele Empfänger enthalten zusätzliche Filter- und Abstimmschaltungen, um sich besser auf die vorgesehene Frequenz einzustellen - oder um eine bessere Audioausgabe zu erzeugen - und um andere Signale auszuschließen. Dennoch sind diese grundlegenden Elemente in den meisten Empfängerschaltungen zu finden.